《Journal of South American Earth Sciences》:SILICIFICATION OF NEOCRETACEOUS SANDSTONES OF THE BAURU BASIN BASED ON FLUID INCLUSION ANALYSIS OF DIAGENETIC CEMENTS
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巴西巴乌鲁盆地卡伊乌群硅质砂岩的热液成因研究表明,流体包裹体测温显示捕获温度达240.1-405.8°C,远超常规埋藏热液温度;流体盐度低(1.2-6.0wt% NaCl),支持浅埋环境下区域构造(如Ponta Grossa拱)控制的热液硅化作用。
卡罗琳·玛丽亚·马丁(Caroline Maria Martin)| 安德烈·路易斯·席尔瓦·佩斯蒂略(André Luiz Silva Pestilho)| 路易斯·阿尔贝托·费尔南德斯(Luiz Alberto Fernandes)
巴拉那联邦大学(UFPR)地质系,弗朗西斯科·H·多斯桑托斯上将大道100号,美洲花园(Jardim das Américas),库里蒂巴 – PR 81530-000,巴西
摘要
在卡伊乌阿组(Caiuá Group)中发现了大量硅化的风成砂岩,这主要是由于与热液活动相关的成岩作用所致。卡伊乌阿组属于鲍鲁盆地(Bauru Basin)的一部分,该盆地位于巴西西南部和巴拉圭东北部,形成于晚白垩世。本研究的主要目的是通过分析硅质胶结物中的流体包裹体来评估其热液成因假说,重点关注包裹体的捕获温度(通过微测温法)和流体成分的测定。研究结果表明:1)流体捕获温度高达240.1至405.8°C,远高于通常与埋藏成岩作用相关的温度;2)捕获流体的盐度较低,介于1.2%至6.0% NaCl之间。这些发现支持了硅化作用具有热液成因的观点,这种作用发生在大陆内部的浅埋藏环境中,该环境具有干旱至半干旱的气候特征且水资源有限。热流体的迁移以及区域热源的存在可能受到诸如蓬塔格罗萨拱(Ponta Grossa Arch,NW-SE方向)和NE–SW走向的断层带等区域构造结构的控制。
章节摘录
引言
在鲍鲁盆地,尤其是卡伊乌阿组中,记录了许多强烈硅化的风成砂岩。这些砂岩形成于晚白垩世的大陆沙漠环境中,仅经历了有限的埋藏和压实作用。在这种条件下,所需的温度通常超过了与埋藏成岩作用相关的温度,这表明有额外的热源和流体流动参与其中。
鲍鲁盆地
鲍鲁盆地(Fernandes & Coimbra, 1996)形成于南美大陆平台的南中部地区,介于森诺曼期(Cenomanian)和马斯特里赫特期(Maastrichtian)之间(Fernandes & Tcacenco-Manzano, 2023, 图2)。它是一个大陆内部类型的盆地,目前覆盖面积约为370,000平方公里,积累了鲍鲁超序列(Bauru Supersequence)。该超序列主要由红色砂岩和粘土质粉砂岩组成,最大层厚约为500米。
采样与岩石学
选取了14个具有代表性的硅化砂岩样本进行岩石学分析。这些样本来自9个露头(马里利亚(Marília)、里奥多佩什河谷(Vale do Rio do Peixe)、圣阿纳斯塔西奥(Santo Anastácio)、戈伊奥-埃雷(Goio-Erê)和里奥帕拉纳(Rio Paraná)地层),这些地点位于主要区域构造结构的交汇处,硅化现象主要集中于鲍鲁盆地的南部。
岩石学特征
分析的样本来自鲍鲁盆地的东部(图3)。采样地点的选择基于硅化作用强度最高的记录。其中一些地点形成了在低矮起伏的区域地貌中突出的孤丘,例如圣保罗州的莫罗杜迪亚博(Morro do Diabo,图6A)和莫罗达法泽纳达圣伊达(Morro da Fazenda Santa Ida);以及位于法泽纳达波尔图里科(Fazenda Porto Rico)的一座小山(图6B)。
热液流体与硅化作用
对研究中的流体包裹体进行微测温分析,得到了负责形成不同地点成岩硅质胶结物的流体的均质化温度和冰熔化温度。根据这些数据,计算出了负责硅化作用的流体的盐度、密度和最小均质化压力(表1)。结果表明,这些过程涉及的流体具有较高的均质化温度。
结论
对鲍鲁盆地硅化砂岩中成岩胶结物的微测温分析显示,其均质化温度远高于盆地的沉积环境温度,同时压力也高于预期中的最大埋藏条件下的压力。卡伊乌阿组的砂岩仅经历了轻微的转变,处于中成岩作用的早期阶段。测得的盐度值相对较低,相当于微咸水。
作者贡献声明
卡罗琳·玛丽亚·马丁(Caroline Maria Martin):撰写、审稿与编辑、初稿撰写、验证、方法学研究、数据分析、概念构建。
安德烈·路易斯·席尔瓦·佩斯蒂略(André Luiz Silva Pestilho):撰写、审稿与编辑、验证、监督、方法学研究、数据分析、概念构建。
路易斯·阿尔贝托·费尔南德斯(Luiz Alberto Fernandes):撰写、审稿与编辑、监督、研究、数据分析、概念构建。
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作者声明他们没有已知的财务利益冲突或个人关系可能影响本文的研究结果。
第一作者感谢巴西高等人才培养协调委员会(CAPES)提供的硕士学位奖学金。第三作者感谢“国家科学技术发展委员会”(CNPq)提供的研究生产力资助(项目编号:303433/2017-5和308359/2023-2)。