四川盆地万和剖面下志留统龙马溪组黄铁矿成因及其对气候的影响

ISSN 1000-0550 CN 62-1038/P

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四川盆地万和剖面下志留统龙马溪组黄铁矿成因及其对气候的影响

杨向荣, 严德天, 佘小慧, 冉倍, 齐爽怡, 杨梦洁

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杨向荣, 严德天, 佘小慧, 冉倍, 齐爽怡, 杨梦洁. 四川盆地万和剖面下志留统龙马溪组黄铁矿成因及其对气候的影响[J]. 沉积学报. doi: 10.14027/j.issn.1000-0550.2025.023

引用本文:

杨向荣, 严德天, 佘小慧, 冉倍, 齐爽怡, 杨梦洁. 四川盆地万和剖面下志留统龙马溪组黄铁矿成因及其对气候的影响[J]. 沉积学报. doi: 10.14027/j.issn.1000-0550.2025.023

The formation mechanism of pyrite in the black shales of the Longmaxi Formation in the Wanhe section, Sichuan Basin and its influences on the climate[J]. Acta Sedimentologica Sinica. doi: 10.14027/j.issn.1000-0550.2025.023

Citation:

The formation mechanism of pyrite in the black shales of the Longmaxi Formation in the Wanhe section, Sichuan Basin and its influences on the climate[J]. Acta Sedimentologica Sinica. doi: 10.14027/j.issn.1000-0550.2025.023

杨向荣, 严德天, 佘小慧, 冉倍, 齐爽怡, 杨梦洁. 四川盆地万和剖面下志留统龙马溪组黄铁矿成因及其对气候的影响[J]. 沉积学报. doi: 10.14027/j.issn.1000-0550.2025.023

引用本文:

杨向荣, 严德天, 佘小慧, 冉倍, 齐爽怡, 杨梦洁. 四川盆地万和剖面下志留统龙马溪组黄铁矿成因及其对气候的影响[J]. 沉积学报. doi: 10.14027/j.issn.1000-0550.2025.023

The formation mechanism of pyrite in the black shales of the Longmaxi Formation in the Wanhe section, Sichuan Basin and its influences on the climate[J]. Acta Sedimentologica Sinica. doi: 10.14027/j.issn.1000-0550.2025.023

Citation:

The formation mechanism of pyrite in the black shales of the Longmaxi Formation in the Wanhe section, Sichuan Basin and its influences on the climate[J]. Acta Sedimentologica Sinica. doi: 10.14027/j.issn.1000-0550.2025.023

四川盆地万和剖面下志留统龙马溪组黄铁矿成因及其对气候的影响

doi: 10.14027/j.issn.1000-0550.2025.023

1.
长江大学地球科学学院
2.
中国地质大学（武汉）资源学院
3.
中国地质大学( 武汉) 构造与油气重点实验室

基金项目: 国家级-国家自然科学基金项目“晚奥陶世大陆风化作用、反风化作用与极端气候事件：来自古海洋锂同位素的约束”(42402123)

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The formation mechanism of pyrite in the black shales of the Longmaxi Formation in the Wanhe section, Sichuan Basin and its influences on the climate

摘要: 早志留世-晚奥陶世出现显著的气候转变，其机制缺乏深入研究。本研究选取四川盆地西南部万和剖面下志留统龙马溪组为研究对象，利用沉积学、矿物学和地球化学方法，分析沉积-成岩作用过程，探究黄铁矿的形成机理，探讨对全球气候转变的潜在影响。结果显示，龙马溪组黑色页岩具有较高的有机碳/总磷（Corg/P）摩尔比值、铀（U）-钒（V）富集指数，指示了相对硫化缺氧的沉积水体条件。缺氧的底层水体促进了早成岩作用阶段的生物硫酸盐还原作用与早期草莓状黄铁矿的形成。早成岩阶段硫酸盐驱动下的甲烷厌氧氧化作用促进了龙马溪组自形黄铁矿（δ34Spyr>10‰，高Co含量，低V含量）的形成。早成岩甲烷厌氧氧化过程可能会向大气-海洋释放一定量的温室气体，进而对该时期海水的水化学条件或全球气候产生潜在影响。
- 早志留世 /
- 黄铁矿 /
- 黑色页岩 /
- 温室气候 /
- 华南地区 /
- 扬子板块
Abstract: The Late Ordovician - Early Silurian witness changes in climate, however, the triggering mechanism are still under debate. In this study, the Longmaxi Formation in the Wanhe section, located in southwestern Sichuan Province, are selected to analyze the depositional and diagenetic processes using sedimentology, mineralogy and geochemistry. Furthermore, this study evaluates the formation mechanism of pyrite in the Longmaxi Formation/carbonate lenticle, and reveals the influences of early diagenesis on the changes in climate. The results show that the black shales in Longmaxi Formation are mainly deposited under euxinic anoxic water conditions, considering the high Corg/P ratios, high UEF and VEF values. The organic matter in the sediments is anaerobically oxidized by the microbial sulfate reduction (MSR) process due to anoxia of waters above the water?rock interface. In addition, the sulfate-driven anaerobic oxidation of methane (SD-AOM) resulted in the precipitation of euhedral pyrite with high Co contents and δ34Spyr values (>10‰) and low V contents. Of course, the influences of TSR in late diagenesis on the formation of pyrite in studied areas need more work in the future. Given that methane is a greenhouse gas, this study suggested that the release of methane formed in early diagenesis has the potential to influence the hydrochemical conditions in seawater or warming climate in early Silurian.
- Early Silurian /
- Pyrite /
- Black shale /
- Warming climate /
- South China /
- Yangtze Block

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[2]	沈均均, 杨丽亚, 王玉满, 李辉, 王鹏万, 周林, 刘计勇, 孟江辉. 中扬子西部下古生界页岩沉积古环境 . 沉积学报, doi: 10.14027/j.issn.1000-0550.2023.056
[3]	符芳亮, 潘松圻, 张国生, 赵正福, 王伟, 沈雅婷, 荆振华. 黑色页岩中的黄铁矿形态特征组合及古环境意义——以四川盆地W207井下寒武统筇竹寺组为例 . 沉积学报, doi: DOI:10.14027/j.issn.1000-0550.2023.123
[4]	闵华军, 张廷山, 李季林, 祝海华, 赵少泽. 黑色页岩中微纳米石英成因及其沉积环境指示意义——以上扬子西南缘筇竹寺组黑色页岩为例 . 沉积学报, doi: 10.14027/j.issn.1000-0550.2023.001
[5]	王泽唐, 王超勇, 董再田, 朱昱璇. 四川盆地晚奥陶世—早志留世碳硫同位素分馏动力学模型构建 . 沉积学报, doi: 10.14027/j.issn.1000-0550.2023.036
[6]	李娟, 陈雷, 胡月, 计玉冰, 卢畅, 董建华, 谭秀成, 杨莉, 杨琳, 陈鑫. 滇黔北昭通地区晚奥陶世—早志留世黑色页岩地球化学特征及其地质意义 . 沉积学报, doi: 10.14027/j.issn.1000-0550.2024.038
[7]	符芳亮, 潘松圻, 张国生, 赵正福, 王伟, 沈雅婷, 荆振华. 黑色页岩中的黄铁矿形态特征组合及古环境意义——以四川盆地W207井下寒武统筇竹寺组为例 . 沉积学报, doi: 10.14027/j.issn.1000-0550.2023.123
[8]	刘喜停, 李安春, 马志鑫, 董江, 张凯棣, 徐方建, 王厚杰. 沉积过程对自生黄铁矿硫同位素的约束 . 沉积学报, doi: 10.14027/j.issn.1000-0550.2019.073
[9]	马福军, 吴媛欣, 刘松, 孙柏年, 闫德飞, 张凤太, 王秋军. 广西宁明组植物化石中黄铁矿及其沉积意义 . 沉积学报, doi: 10.3969/j.issn.1000-0550.2018.006
[10]	张廷山, 杜翔, 杨巍, 陈晓慧. 米仓山前缘早志留世软沉积物变形构造及其触发机制 . 沉积学报, doi: 10.14027/j.cnki.cjxb.2017.02.005
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[15]	杨瑞东, 毛家仁, 张位华, 姜立君, 高慧. 贵州早寒武世早期黑色页岩中生物化石保存及生态学研究 . 沉积学报,
[16]	刘文均, 伊海生, 温春齐. 城步铺头黄铁矿床再研究 . 沉积学报,
[17]	李儒峰, 刘本培, 赵澄林. 扬子板块石炭纪沉积层序及其全球性对比研究 . 沉积学报,
[18]	张廷山, 兰光志, 陈晓慧, 俞剑华, 边立曾. 川西北早志留世陆源碎屑──碳酸盐混积缓坡 . 沉积学报,
[19]	方一亭, 边立曾, 俞剑华, 冯洪真. 晚奥陶世五峰期扬子板块沉积模式 . 沉积学报,
[20]	张廷山, 侯方浩, 高卫东, 兰光志. 川西北地区早志留世风暴岩及其环境与古生态意义 . 沉积学报,

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四川盆地万和剖面下志留统龙马溪组黄铁矿成因及其对气候的影响

doi: 10.14027/j.issn.1000-0550.2025.023

1. 长江大学地球科学学院

2. 中国地质大学（武汉）资源学院

3. 中国地质大学( 武汉) 构造与油气重点实验室

基金项目: 国家级-国家自然科学基金项目“晚奥陶世大陆风化作用、反风化作用与极端气候事件：来自古海洋锂同位素的约束”(42402123)

收稿日期: 2025-03-03
网络出版日期: 2025-10-30

关键词:

摘要: 早志留世-晚奥陶世出现显著的气候转变，其机制缺乏深入研究。本研究选取四川盆地西南部万和剖面下志留统龙马溪组为研究对象，利用沉积学、矿物学和地球化学方法，分析沉积-成岩作用过程，探究黄铁矿的形成机理，探讨对全球气候转变的潜在影响。结果显示，龙马溪组黑色页岩具有较高的有机碳/总磷（Corg/P）摩尔比值、铀（U）-钒（V）富集指数，指示了相对硫化缺氧的沉积水体条件。缺氧的底层水体促进了早成岩作用阶段的生物硫酸盐还原作用与早期草莓状黄铁矿的形成。早成岩阶段硫酸盐驱动下的甲烷厌氧氧化作用促进了龙马溪组自形黄铁矿（δ34Spyr>10‰，高Co含量，低V含量）的形成。早成岩甲烷厌氧氧化过程可能会向大气-海洋释放一定量的温室气体，进而对该时期海水的水化学条件或全球气候产生潜在影响。

English Abstract

杨向荣, 严德天, 佘小慧, 冉倍, 齐爽怡, 杨梦洁. 四川盆地万和剖面下志留统龙马溪组黄铁矿成因及其对气候的影响[J]. 沉积学报. doi: 10.14027/j.issn.1000-0550.2025.023

引用本文:

杨向荣, 严德天, 佘小慧, 冉倍, 齐爽怡, 杨梦洁. 四川盆地万和剖面下志留统龙马溪组黄铁矿成因及其对气候的影响[J]. 沉积学报. doi: 10.14027/j.issn.1000-0550.2025.023

The formation mechanism of pyrite in the black shales of the Longmaxi Formation in the Wanhe section, Sichuan Basin and its influences on the climate[J]. Acta Sedimentologica Sinica. doi: 10.14027/j.issn.1000-0550.2025.023

Citation:

The formation mechanism of pyrite in the black shales of the Longmaxi Formation in the Wanhe section, Sichuan Basin and its influences on the climate[J]. Acta Sedimentologica Sinica. doi: 10.14027/j.issn.1000-0550.2025.023

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