镁同位素示踪生物扰动灰岩的选择性白云石化过程
批准号:
42102136
项目类别:
青年科学基金项目(C类)
资助金额:
30.0 万元
负责人:
甯濛
依托单位:
学科分类:
沉积学和盆地动力学
结题年份:
2024
批准年份:
2021
项目状态:
已结题
项目参与者:
甯濛
中文摘要
在碳酸盐岩沉积环境中,生物扰动作用会导致选择性白云石化作用的发生,表现为生物潜穴充填物发生白云石化而围岩不发生白云石化。目前对生物扰动灰岩选择性白云石化过程的控制因素及具体机制尚缺乏系统研究。鉴于镁同位素在示踪白云岩镁来源及白云石化过程中的独特优势,本申请提出以镁同位素为核心研究手段,对华北地台奥陶系马家沟组生物扰动灰岩的选择性白云石化过程进行半定量-定量模拟,并在沉积学-岩石学研究的基础上,辅以碳、氧同位素和微量元素地球化学分析,对生物扰动灰岩的选择性白云石化过程进行综合研究,明确生物扰动作用对选择性白云石化过程的控制机制,厘清选择性白云石化作用发生的时间、镁离子来源及运移方式,进而建立生物扰动灰岩的选择性白云石化模式。本项研究将进一步拓展镁同位素在白云岩成因研究中的应用,对推动关于“白云岩问题”的理论创新具有重要意义。
英文摘要
In certain cases, dolomite distribution clearly indicates selectivity with respect to primary fabrics and textural properties on macroscopic or microscopic scale. One type of fabric-selective dolomitization, characterized by dolomitic burrows and micrite matrix, is recognizable in bioturbated limestone from the Ordovician Majiagou Formation, North China. Although occurrences of dolomitized burrows within the rock record are common, the cause and process of selective dolomitization associated with the burrows can be difficult to determine. Considering the advantages of Mg isotopes in tracing Mg sources and dolomitization processes, we propose to use Mg isotopes to quantitatively or semi-quantitatively simulate the dolomitization process, coupled with carbon, oxygen isotopes and trace elements analyses to explore the selective dolomitization process of the bioturbated limestone in the Majiagou Formation. This study, aiming at clarifying the mechanism of selective dolomitization controlled by bioturbation, and establishing the selective dolomitization model of bioturbated limestone, will further expand the application of magnesium isotopes in the study of dolomite and promote the theoretical understanding of the “dolomite problem”.
在碳酸盐岩沉积环境中,生物扰动作用会导致选择性白云石化作用的发生,表现为生物潜穴充填物发生白云石化而围岩不发生白云石化。目前对生物扰动灰岩选择性白云石化过程的控制因素及具体机制尚缺乏系统研究。本项目以镁同位素为核心研究手段,对华北地台奥陶系马家沟组生物扰动灰岩的选择性白云石化过程进行半定量-定量模拟,并在沉积学-岩石学研究的基础上,辅以碳、氧同位素和微量元素地球化学分析,对生物扰动灰岩的选择性白云石化过程进行综合研究。根据岩石学特征分析,潜穴中充填的白云石分可为两类,其地球化学组成相似,说明白云石化过程相同,均由交代早期方解石形成,两者岩石结构特征的差异由不同强度的生物扰动作用造成。原始沉积的泥晶方解石形成于氧气充足的沉积物-水界面附近,有机物分解导致贫13C的DIC加入使泥晶方解石的δ13C值偏低;潜穴充填白云石的Fe、Mn含量均明显高于围岩基质,说明白云石化作用可能发生在浅埋藏期早期成岩阶段(Fe、Mn还原带);潜穴充填白云石的Mg同位素值相同、空间分布均一,符合DAR模型模拟结果,证明Mg2+来自海水,以扩散方式在潜穴中富集,潜穴内微生物和有机质的催化作用为克服白云石形成的动力学障碍提供了有利条件。本项研究明确了生物扰动作用对选择性白云石化过程的控制机制,建立了生物扰动灰岩的选择性白云石化模式,有利于进一步拓展镁同位素在白云岩成因研究中的应用,并对推动关于“白云岩问题”的理论创新具有重要意义。
微生物白云石/岩成因机制研究:以巴西现代微生物白云石和华北地台元古代微生物白云岩为例
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批准号:--
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项目类别:面上项目
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资助金额:0万元
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批准年份:2024
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负责人:甯濛
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依托单位:
国内基金
海外基金