川东华蓥山二叠系三叠系界线附近粘土层中粘土矿物及成因

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1、http://www.paper.edu.cn川东华蓥山二叠系/三叠系界线附近粘土层中粘土矿1物及成因胡作维，黄思静，郜晓勇，詹红燕，王春梅，王庆东成都理工大学油气藏地质及开发工程国家重点实验室，沉积地质研究院，成都（610059）E-mail：huzuowei@eyou.com摘要：二叠系/三叠系界线附近粘土层的物质组成研究在地球系统演化中具有重要意义。通过对川东华蓥山该界线附近粘土层中的粘土矿物进行野外采样和室内分离、制片、X射线衍射分析，获得了这些粘土矿物的X射线衍射分析数据。结果表明，这些粘土矿物

2、主要是由规则混层伊利石—蒙脱石矿物组成，其中一个样品可能含有少量不规则混层绿泥石—蒙脱石等粘土矿物。总的看来，该界线附近粘土层中的规则混层伊利石—蒙脱石中伊利石层含量自下而上呈现减少的变化趋势，平均含量约为83%，其所经历的最大古地温在大致在125℃—150℃之间。这些粘土矿物的构成和特征与前人在华南其它地区相同层位取得的成果总体上具有较好的一致性，显示该粘土层在成因上的相同性以及所具有的等时意义，不同地区粘土矿物构成的差异性（如高岭石的存在与含量）可能与二叠系/三叠系界线不整合的存在与否或间断时间有关，

3、规则混层伊利石—蒙脱石的混层比则与埋藏历史和沉积—沉积期后的流体介质有关。关键词:二叠系/三叠系界线；粘土矿物；古地温；华蓥山;四川东部中图分类号:P588.22;P575.5文献标志码:A二叠纪/三叠纪过渡期是地球从古生代向中生代演化发展的重要阶段，其间发生了一系列重要地质事件，如生物集体灭绝、海水快速进退、火山喷发活动、地外物质撞击和海底缺[1～16]氧等事件。虽然全球众多学者对此开展了连续几十年的多学科综合研究和反复研讨，并取得了丰硕的成果，但仍有众多问题有待进一步深入了解，同时不断加大的研究难度对

4、今后二叠纪/三叠纪界线研究提出了更大的挑战。可喜的是，经过二十余年的遴选和研讨，中国浙江长兴煤山二叠系/三叠系剖面（D剖面）被国际地质科学联合会（IUGS）最终确定为二[17,18]叠系/三叠系界线的全球层型剖面与点（GSSP），说明我国在该领域的相关研究已经处于世界前列。广泛分布于中国华南各地的二叠系/三叠系界线附近的粘土层，由于出现在地质历史中重要的转折期—二叠纪/三叠纪之交，因而一直为地学界所关注。已有前人对此做了大量的工作，这些粘土层主要是由粘土矿物（包括高岭石、伊利石和混层伊利石—蒙脱石等）、碎

5、屑矿物（除了一些较为典型的火山物质，如六方双锥石英、锆石、磷灰石等等；同时还有较[8～11,13,15,16,19～35]为丰富的玻璃质、铁质微球粒）组成。但对于这些粘土层的出现和成因仍没有找到确切的答案，一般认为可能与上述火山喷发活动、地外物质撞击事件或者古风化壳残[12,36,37]余物等有关；就目前而言，多数学者接受的可能成因是其作为火山喷发活动和地外物质撞击事件共同作用的产物。四川东部华蓥山地区广泛分布有二叠系/三叠系界线附近的粘土层，虽然前人对此也做了一定的工作，但主要集中于岩石地层、古生物地层

6、等方面的研究，而对于这些粘土层还未进行过有关深入研究。那么华蓥山地区的这些粘土层的粘土矿物构成和成因是什么？它们是否可以与四川盆地以及华南的其它地区的二叠系/三叠系界线附近的粘土层进行对比？这些都是我们所关心的，同时这些问题的解决将有助于华蓥山地区二叠系/三叠系界线的进一步1本课题得到国家自然科学基金项目(批准号:40472068)、教育部博士点基金项目(批准号:20050616005)的资助。-1-http://www.paper.edu.cn研究，以期为今后有关研究提供一些有益的思路和参考。1.采样位

7、置与实验方法四川东部华蓥山地区广泛出露二叠系—三叠系地层，对于野外观察和样品采集等工作开展十分有利。本次研究的二叠系/三叠系界线附近的粘土层样品采自四川省东部广安市华蓥天池镇（图1），同时该剖面位于广安市广安区、华蓥市和邻水县三地交界地区，交通极为方便，恰好处于广安—邻水高等级公路的一侧。在该处二叠系/三叠系界线附近发现了5层粘土层（图2），其中0层、2层为灰白色粘土层，4层、6层和9层为黄色粘土层（部分略带褐色）。由于粘土矿物的X射线粉晶样品制备与其他矿物相比，需要较为特殊的样品处理方法和制片技术，是一

8、个较为复杂的过程。一般需经样品的分选、处理和制片三个阶段，即样品在实验室中先经淘洗分离粘土矿物和碎屑矿物，再用1%的稀盐酸去掉碳酸盐矿物，并用离心[24,38,39]沉降法提取<2µm的粘粒，最后制成空气自然干燥和经乙二醇饱和的定向粘土薄片。粘土矿物的X射线衍射分析由成都理工大学X射线衍射实验室完成，采用日本理光X射线衍射仪D/MAX-ⅢC，Fe靶、Kα射线、Mn滤光，测试条件为30kV、20mA，使用连续扫描[40]方式，步