红色地层,简称红层,因其颜色鲜艳而被地质学家所关注(图 1),这种类型的地貌大家一定不陌生,如广东丹霞山、江西龙虎山、甘肃五彩山以及美国大峡谷。
如果你去过这些地方,肯定被这些红色地貌所震撼,但是在地质学家眼中这些红层还有一个共性,那就都是在陆地环境下的形成的。
因为显生宙以来才存在生命活动,同时大气氧气含量高,在陆地环境中含铁矿物更容易分解和氧化,形成红层。
● 那么,海洋里有红层吗? ●要回答这个问题,需要了解一下海洋沉积物-水界面的氧化还原性质。
海水中的溶解氧为氧化剂,而海水和沉积物中的有机质为还原剂。
若有机质生产力高,过多的有机质在水中来不及完全氧化就被封存起来,在沉积物内就保持着还原条件,海洋里的黑色页岩就是这样形成的。
若有机质生产力低,有机质在沉积物中完全被氧化掉,沉积物-水界面则会保持着氧化条件,这就有利于氧化矿物的形成,现今太平洋红色粘土就是在这种环境下形成的。
红色黏土形成于太平洋远离大陆的深海区域,由风携带而来,堆积在沉积速率低(每千年沉积速率不到1毫米)的深海地区,这种环境下生物贫瘠、有机质生产力低,有机质很容易就降解。
因此,陆地携带来的铁在沉积物中主要以三价的形式存在,在成岩阶段得以保存并致色。
自2002年始,由我国科学家领导的国际地球科学计划IGCP463、494项目,把“白垩纪大洋红层”(Cretaceous Oceanic Red Beds,CORB)作为其主要研究对象和科学目标,揭开了海相红层研究的新篇章。
虽然都是红层,但是白垩纪大洋红层明显不同于陆相红层和深海红色粘土。
那么,它的特殊性究竟体现在哪里呢?且听我们娓娓道来。
1 代表性的岩石类型:红色粒泥灰岩灰岩,字面理解为灰色的岩石,事实上也确实如此,自然界里绝大多数的灰岩以灰色色调为主。
现今的海洋环境也从没有发现过红色的钙质沉积,无论是碳酸盐台地,还是钙质软泥。
然而,在白垩纪时期,红色微晶灰岩广泛出现,比比皆是,其中最有名为出现在意大利中部,被称之为Scaglia Rossa组。
Rossa在意大利语中为红色,而Scaglia则为规则层状的意思。
红色灰岩颜色均一,呈规则层状出现。
野外观察显示,红色灰岩的单层内部,颜色通常是不一致的。
从底到顶,颜色从白色变到粉色,变化为红色,这说明红色是同沉积或早期成岩阶段形成的。
灰岩的物质