孫小勇，牟傳龍，葛祥英，王遠翀，門　欣

(1.成都理工大學沉積地質(zhì)研究院，四川　成都　610059；2.中國地質(zhì)調(diào)查局成都地質(zhì)調(diào)查中心，四川　成都　610081；3.國土資源部沉積盆地與油氣資源重點實驗室，四川　成都　610081)

?

四川廣元-陜西鎮(zhèn)巴地區(qū)上奧陶統(tǒng)五峰組地球化學特征及沉積環(huán)境意義

孫小勇1，2，牟傳龍2，3，葛祥英2，3，王遠翀1，2，門欣1，2

(1.成都理工大學沉積地質(zhì)研究院，四川成都610059；2.中國地質(zhì)調(diào)查局成都地質(zhì)調(diào)查中心，四川成都610081；3.國土資源部沉積盆地與油氣資源重點實驗室，四川成都610081)

上奧陶統(tǒng)五峰組黑色頁巖有機質(zhì)含量高，生烴潛力巨大，為南方海相油氣勘探的重點層位。對于上奧陶統(tǒng)五峰組的沉積環(huán)境，歷來爭議較大，主要為淺水成因論和深海成因論。本文從前人的研究成果出發(fā)，運用元素地球化學方法，對研究區(qū)五峰組的古氧相、古氣候、古水深等沉積環(huán)境進行分析。分析結(jié)果顯示，研究區(qū)V/(V+Ni)平均值為0.64；U/Th為1.87；V/Cr為2.98；Ni/Co為15.07，V/(V+Ni)、V/Cr、U/Th等值均指示研究區(qū)五峰組沉積環(huán)境為強還原環(huán)境。MnO/TiO2比值在0.02～1.89之間，其平均值為0.23，指示離陸地較近的邊緣淺海環(huán)境；樣品總體上表現(xiàn)為高Ba低Sr的趨勢，Sr/Ba比值普遍較低，平均值為0.02，遠遠小于1，指示五峰組沉積環(huán)境應該為淡水沉積。稀土元素總體表現(xiàn)為輕稀土富集，δCe值位于0.77～1.57之間，平均值為1.11，為Ce正異?；虿幻黠@的Ce負異常，Ce/La平均值為2.22，δEu平均值為0.59，表明研究區(qū)五峰組形成于貧氧-厭氧的淺海沉積環(huán)境。

廣元；鎮(zhèn)巴；上奧陶統(tǒng)；五峰組；沉積環(huán)境；地球化學

引言

上奧陶統(tǒng)五峰組泥頁巖在中上揚子地區(qū)廣泛發(fā)育，為良好的油氣生烴潛力層位，五峰組的沉積環(huán)境研究具有重要意義。關于五峰組頁巖的沉積環(huán)境，前人已經(jīng)進行了大量細致的研究，但依然爭議較大，大致分為淺水成因論和遠洋成因論兩種觀點。淺水成因論者認為五峰頁巖生成的環(huán)境為陸表淺海或是半封閉的滯留淺水海盆環(huán)境[1-12]。穆恩之、陳旭、戎嘉余等通過對古生物的研究，推斷五峰期的沉積環(huán)境大致位于“BA4—BA5”與“BA2—BA3”之間。1986年，耿良玉從海平面升降幅度、生態(tài)地層、地形等方面論證后認為五峰組為陸表海沉積。1987年，陳旭、戎嘉余等提出了五峰期上揚子海頂部淡化富氧層和底部未被淡化缺氧層的沉積模式。成漢均等在1991年運用C/S法對五峰期的古鹽度進行分析，結(jié)果顯示五峰期從底到頂為連續(xù)的淡化海。1993年，方一亭等從沉積相及稀土元素地球化學特征等方面，分析揚子板塊在晚奧陶世五峰期的沉積模式，認為五峰期揚子板塊中部廣泛分布的五峰組黑色頁巖形成于陸表淺海而非深海小洋盆。深海成因論者認為五峰組形成于與大洋連通的深海盆地[13-16]。他們的依據(jù)主要有古生物特征、巖石特征、沉積速率和海平面變化等。1996年，肖傳桃等通過對中上揚子地區(qū)代表性的宜昌奧陶系剖面進行層序地層分析，認為五峰組為典型的深海遠洋沉積，觀音橋段為深海等深流沉積。2008年，高振中等對觀音橋段進行了深入研究后指出，觀音橋段為深水異地沉積，不是“淺水介殼相”。此外，在1983年南京召開的“寒武-奧陶、奧陶-志留系界線國際學術討論會”上，有學者指出了五峰組頁巖形成的水體深度為CCD面(碳酸鹽補償面)之下。但是，越來越多的證據(jù)證明，中上揚子地區(qū)的五峰組頁巖形成于半封閉的陸表淺水滯流海盆缺氧環(huán)境。

1　地質(zhì)概況

四川盆地位于揚子臺地的西北部，周圍被多個造山帶所包圍，北部有米倉山隆起和大巴山褶皺帶，南部有峨眉山-涼山褶皺沖斷帶，西部為龍門山褶皺帶，東部則有湘黔鄂沖斷帶。廣元-鎮(zhèn)巴地區(qū)位于四川盆地的東北緣(圖1)，地處中上揚子北部，屬于揚子板塊的邊緣地帶。研究區(qū)位于四川盆地東北部，包括四川東北部，陜西南部等地區(qū)，北至廣元-漢中一線，南至鳳崗-思南-松桃一線，西至瀘州-南充一線，東至鎮(zhèn)巴-萬源一線。

圖1研究區(qū)地質(zhì)簡圖

Fig.1Simplified geological map of the Upper Ordovician Wufeng Formation from the Guangyuan region, northern Sichuan to the Zhenba region, southern Shaanxi

晚奧陶世，上揚子海三面為古陸所包圍，西起康滇古陸、龍門山古陸，南臨滇黔桂古陸，東到江南古陸、華夏古陸，形成了一個半封閉的滯流海灣。由于受到加里東運動的影響，揚子板塊與華夏陸塊發(fā)生構(gòu)造擠壓碰撞，使上揚子海邊緣的隆起進一步抬升，周圍的陸地繼續(xù)擴張，揚子海的海域面積進一步縮小[17]，使上揚子地區(qū)由原本的克拉通海相盆地轉(zhuǎn)變?yōu)楸宦∑饑薜穆『笈璧?。奧陶紀五峰期，華夏板塊不斷由東向西擠壓揚子板塊，海盆周緣的隆起不斷抬升，致使相對海平面升高，大量的降雨和海盆周圍的陸地淡水不斷向海域注入，使上揚子海域的水體含鹽度不斷下降，在表面逐漸形成了一層淡化水層。淡化水層的存在又使水體的循環(huán)受阻，導致海域底部水體嚴重缺氧，滋生大量的厭氧細菌，形成強烈的還原環(huán)境[18]。從五峰期到觀音橋期，發(fā)生了地史時期上又一次大規(guī)模的冰川事件。觀音橋期已被廣大學者認為是南大陸冰蓋增生的極限時期，冰蓋的增生會消耗掉大量的水，從而導致海平面的巨幅下降，多數(shù)學者認為下降的深度為50～100m。海平面如此大幅度的下降，必然會引起研究區(qū)沉積環(huán)境的改變。另外，由于海平面的不斷下降，海域的含氧量開始相對升高，還原層的頂界面不斷向海域的中心移動，研究區(qū)以往的頂層富氧、底層缺氧的雙層結(jié)構(gòu)環(huán)境也開始發(fā)生改變，尤其是海域底部，一改過去的缺氧環(huán)境，含氧量明顯升高，逐漸開始形成單層的富氧結(jié)構(gòu)。在這種富氧的環(huán)境下，Hirnantia動物群開始大量繁衍。

2　樣品的采集與測試

本次研究的樣品全部采自于廣元-鎮(zhèn)巴地區(qū)，包括旺蒼雙匯剖面、旺蒼大兩會剖面、南江橋亭剖面、南鄭福成剖面、鎮(zhèn)巴梁白公路剖面和鎮(zhèn)巴五星村剖面等6個剖面，采集層位為上奧陶統(tǒng)五峰組，共采集樣品25件，其巖性主要為硅質(zhì)巖、硅質(zhì)頁巖、炭質(zhì)頁巖、粉砂質(zhì)頁巖、鈣質(zhì)頁巖和泥灰?guī)r等，巖石內(nèi)部含有豐富的筆石化石，地層厚度不大，多為3.5～7.8m。本次研究采集的樣品均由國家地質(zhì)實驗測試中心進行測試，包括主量元素、微量元素和稀土元素。主量元素用X射線熒光光譜儀(PW4400)測量，檢測方法依據(jù)為GB/T 14506.28-2010；微量元素和稀土元素采用等離子質(zhì)譜儀(PE300D)測試，檢測方法依據(jù)GB/T 14506.28-2010。研究區(qū)五峰組樣品的元素分析結(jié)果如表1、表2、表3所示，測試結(jié)果均在允許誤差范圍內(nèi)。

3　地球化學特征及意義

在各種不同的沉積環(huán)境中，沉積物與沉積介質(zhì)之間發(fā)生各種復雜的化學反應，化學元素會發(fā)生沉積、分離、組合等，從而使不同的沉積環(huán)境有著不同的化學元素含量和組合。因此，可以利用化學元素的組合與含量，來推斷沉積物沉積時的古環(huán)境。隨著地球化學測試分析技術的不斷提高，主微量元素，稀土元素，穩(wěn)定同位素等方法在古環(huán)境分析中的應用越來越多，并取得了大量成果[19-23]。

研究區(qū)主量元素、微量元素和稀土元素特征見表1、2、3所示，樣品總體特征相似，SiO2含量較高，大部分樣品SiO2含量都大于90%，其次為Al2O3。微量元素中，Ba的含量較高，為(212～41120)×10-6，平均值為4117.24×10-6；而Sr的含量則明顯要低許多，除了樣品XLP-B4-1的含量為1042×10-6以外，其余樣品的Sr含量均小于100×10-6，總體表現(xiàn)為高Ba低Sr。稀土元素方面，LREE含量介于21.01～2010之間，平均值為245.34；HREE含量介于10.21～1112之間，平均值為99.38；LREE/HREE均大于1，位于1.6～4.8之間，平均值為3.1，表現(xiàn)為LREE明顯比HREE富集；稀土總量∑REE為34.25～3122之間，平均值為344.7，含量較高。

3.1古氧相

氧化還原性敏感元素(U、Th、V、Cr、Ni等)在沉積物中的富集程度受沉積環(huán)境中的氧化還原性質(zhì)控制，這些敏感元素通常在富氧環(huán)境下溶解度較高，在缺氧環(huán)境中溶解度則較低，從而較為富集[24]。所以，利用氧化還原敏感性元素重建沉積水體的古氧相，是一種行之有效的方法。

微量元素與稀土元素常常被用作推斷沉積環(huán)境的古氧相的重要手段，與之相關的氧化還原環(huán)境的識別標準也越來越多樣化和定量化。J.R.Hatch(1992)和B.Jones(1994)對北美黑色頁巖的地球化學特征作了深入的研究后，提出了幾種識別古氧相的方法，包括V/(V+Ni)、V/Cr、U/Th、Ni/Co等，并制定了幾種比值的相關判定標準(表4)。

表1　研究區(qū)五峰組主量元素含量及特征參數(shù)

表2　研究區(qū)五峰組微量元素含量及特征參數(shù)

本次研究區(qū)五峰組所采25個樣品中，V/(V+Ni)比值在0.26～0.91之間(圖2)，其中21個樣品的V/(V+Ni)比值大于0.46，7個在0.46～0.60之間，19個大于0.54，平均值為0.64。V/(V+Ni)比值總體較高，由此可推斷研究區(qū)五峰組的沉積環(huán)境為水體分層的還原-強還原環(huán)境。

研究區(qū)25個樣品中，U/Th比值分布范圍較廣，位于0.13～14.6，其中大多數(shù)樣品比值在0.5～2.0之間(圖2)，U/Th平均值為1.87，比值總體較高，部分樣品甚至U/Th>10，表明研究區(qū)五峰組沉積環(huán)境為貧氧-厭氧環(huán)境。

五峰組Ni/Co比值較高，介于1.8～46.88之間(圖2)，25個樣品中只有6個樣品的Ni/Co比值小于5.00，其余樣品的Ni/Co比值全部大于7.00，16個樣品的Ni/Co>7.00，最高者甚至達到了46.88，Ni/Co比值總體較高，平均值為15.07，指示的五峰組沉積環(huán)境古氧相為強烈的還原環(huán)境。

U與Th的相互關系(δU)也能指示沉積物沉積環(huán)境的古氧相，當δU>1的時候，指示缺氧環(huán)境，當δU<1時，指示的則是正常的富氧海水環(huán)境。廣元-鎮(zhèn)巴地區(qū)，δU值分布在0.57～1.96之間(圖2)，采集的25個樣品中，17個樣品的δU>1，8個樣品δU<1，δU平均值為1.26，表明研究區(qū)五峰組為缺氧環(huán)境。

3.2古水深

(1)沉積物中的MnO/TiO2比值可以作為離岸遠近分析的定性指標。一般情況下，當MnO/TiO2比值較小，通常為MnO/TiO2<0.5時，反映離陸地較近的邊緣淺海沉積環(huán)境；而當MnO/TiO2比值介于0.5～3.5之間時，代表的則是遠離大陸的深海環(huán)境。研究區(qū)25個頁巖樣品的MnO/TiO2比值在0.02～1.89之間(圖3)，其中3個樣品0.5

表3　研究區(qū)五峰組稀土元素值及特征參數(shù)

注：δCe=CeN/(LaN×PrN)1/2，δEu=EuN/(SmN×GdN)1/2，其中CeN、LaN、PrN、EuN、SmN、GdN均為元素球粒隕石標準化值

表4　缺氧環(huán)境和富氧環(huán)境的基本特征及對應識別標準[25-26]

注：δU=2U/(U+Th/3 )，δCe=CeN/(LaN×PrN)1/2，δEu=EuN/(SmN×GdN)1/2

圖2研究區(qū)五峰組黑色頁巖V/(V+Ni)、U/Th、Ni/Co、δU值圖解

Fig.2Diagrams showing the distribution of V/(V +Ni). U/Th, Ni/Co and δU ratios for the black shales in the Wufeng Formation

(2)Sr/Ba比值是較常用且有效的古水深和離岸距離的研究手段。Sr和Ba兩種化學元素的化學性質(zhì)較為相似，Sr的遷移能力要高于Ba，化合物也較Ba化合物更易溶解，故它可以遷移到遠海較深水處。而Ba2+與海水中的SO42-離子相遇時，會產(chǎn)生化學反應形成較難溶解的BaSO4而沉淀下來，因此，Ba2+多在近岸沉積物中富集，只有較少部分能遷移到深海處。故Sr/Ba值常被用來判別淡水環(huán)境和咸水環(huán)境。一般認為，當Sr/Ba>1時，沉積環(huán)境為咸水環(huán)境，當Sr/Ba<1時，為淡水介質(zhì)。

研究區(qū)頁巖Sr的含量多在(12.9～95.7)×10-6之間，少數(shù)樣品Sr含量較高。Ba的含量要比Sr高很多，主要分布在(212～1698)×10-6之間，平均值為1281.78×10-6?？傮w上表現(xiàn)為高Ba低Sr的趨勢，Sr/Ba比值普遍較低(圖4)，25個樣品的Sr/Ba值小于1，分布在0.01～0.27之間，平均值為0.02，遠遠小于1，指示的五峰組沉積環(huán)境應該為淡水沉積。

圖3五峰組黑色頁巖MnO/TiO2比值圖解

Fig.3Diagram showing the distribution of MnO/TiO2ratios for the black shales in the Wufeng Formation

3.3古鹽度

利用沉積物中MgO的親海性和Al2O3的親陸性，張士三建立了鎂鋁之間的比值關系：m=100MgO/Al2O3。m值的大小能反映沉積環(huán)境的水體古鹽度特征，由陸向海，沉積環(huán)境的水體由淡水變?yōu)楹Ｋ?，m值也會隨著水體中鹽度的增加而變大。不同的m值對應著不同的沉積環(huán)境：當m<1時，指示淡水環(huán)境；130.63%)；當m>500時，則為陸表海環(huán)境或潟湖沉積環(huán)境。研究區(qū)五峰組m值分布在4.12～70.73之間(圖5)，25個樣品中，15個樣品的m值介于1～10之間，為海陸過渡性沉積環(huán)境，剩余10個樣品m值介于10～500之間，為海水沉積環(huán)境。m值平均值為11.83，位于張士三提出的陸海過渡相的高值和海水沉積的較低值，指示的是淡化了的海水沉積。

圖4五峰組黑色頁巖Sr/Ba比值圖解

Fig.4Diagram showing the distribution of Sr/Ba ratios for the black shales in the Wufeng Formation

3.4古氣候

Sr/Cu比值是對古氣候研究的一種重要手段，它對古氣候的變化十分敏感。一般情況，Sr/Cu比值位于1～10之間反映的是溫暖潮濕的氣候；Sr/Cu比值大于10反映的則是干旱炎熱的氣候。研究區(qū)五峰組Sr/Cu比值主要位于0.13～4.69之間，只有XLP-B4-1異常高，為27.64(圖6)。25個樣品中，24個樣品的Sr/Cu比值均小于5，平均值為2.38，指示研究區(qū)五峰組沉積時的古氣候為溫暖潮濕的氣候。

圖5五峰組樣品m=100MgO/Al2O3值圖解

Fig.5Diagram showing the distribution of Mg/Al ratios for the black shales in the Wufeng Formation

3.5稀土元素特征

稀土元素是一類化學性質(zhì)極為相似的元素，這類元素對沉積環(huán)境的變化十分敏感，其運移、分異和富集與其沉積介質(zhì)的性質(zhì)有著密不可分的聯(lián)系，因而被廣泛運用于沉積環(huán)境的分析當中。大量研究表明，Ce異常程度是一種非常有效的判斷沉積環(huán)境和其氧化還原性質(zhì)的方法，在深海洋盆的堿性氧化環(huán)境中，Ce3+被氧化成Ce4+，從海水介質(zhì)中析出，使得水體介質(zhì)中出現(xiàn)明顯的Ce異常。與深海環(huán)境相比，相對封閉還原的淺海陸棚環(huán)境中，Ce3+很難被氧化成Ce4+。與此同時，由于受到大陸淡水的影響，海水通常不會具有Ce異?；蚓咻p微的負異常[27]。Richard認為，在洋中脊400km范圍內(nèi)，頁巖具有明顯的Ce負異常，δ Ce平均值為0.3左右；在洋盆環(huán)境中沉積的頁巖，Ce負異常程度也較高，δ Ce平均值為0.55左右；淺海陸架環(huán)境中沉積的頁巖則通常不具Ce負異?；蚓呶⑷醯腃e負異常，δ Ce值為0.79～1.54。從淺海環(huán)境到遠洋深海環(huán)境，稀土元素具有一定的變化規(guī)律：稀土元素總量∑REE降低，重稀土元素HREE相對富集，Ce虧損負異常明顯[28-29]。

圖6五峰組黑色頁巖Sr/Cu值圖解

Fig.6Diagram showing the distribution of Sr/Cu ratios for the black shales in the Wufeng Formation

球粒隕石、上地幔、太平洋深海粘土的LREE/HREE比值通常都小于1，而東海淺海大陸架沉積物的LREE/HREE比值為3.33，說明淺海區(qū)較深海區(qū)輕稀土更為富集。四川廣元-陜西鎮(zhèn)巴地區(qū)稀土元素的含量如表3所示，稀土總量∑REE為34.25～3122之間，平均值為344.7，含量較高，LREE含量介于21.01～2010之間，平均值為245.34；HREE含量介于10.21～1112之間，平均值為99.38；LREE/HREE均大于1，位于1.6～4.8之間，平均值為3.1，表現(xiàn)為LREE明顯比HREE富集。這與東海淺海大陸架沉積物的稀土元素特征較為相似，而與深海區(qū)沉積物的稀土元素特征差異較大，表明五峰組黑色頁巖沉積環(huán)境與洋殼、深海等沉積環(huán)境不是同一個體系，而是陸殼、淺海等水體較淺的沉積環(huán)境。

Ce異常在判別沉積環(huán)境的古氧化還原環(huán)境時相當有效，一般情況，δ Ce<0.95時，表現(xiàn)為負異常，指示的是氧化環(huán)境；δ Ce>1時，表現(xiàn)為正異?；虿幻黠@的負異常，此時指示的是還原環(huán)境。此外，Ce異常可以用Ce/La值代替，當Ce/La<1.5時，對應的沉積環(huán)境為富氧環(huán)境；當1.52.0時，指示厭氧環(huán)境。研究區(qū)25個樣品中，δ Ce值位于0.77～1.57之間，5個樣品δ Ce<0.95(圖7)，表現(xiàn)為Ce負異常；16個樣品的δ Ce>1，表現(xiàn)為Ce正異常；剩余4個樣品0.95<δ Ce<1，為不明顯的Ce異常，δ Ce平均值為1.11，表明研究區(qū)位于貧氧—厭氧的淺海環(huán)境。Ce/La比值較高，位于1.58～3.32之間，14個樣品的Ce/La比值均大于2.00，平均值為2.22，也指示研究區(qū)沉積環(huán)境為貧氧-厭氧環(huán)境。

圖7五峰組樣品δCe、Ce/La值圖解

Fig.7Diagrams showing the distribution of δCe values and Ce/La ratios for the black shales in the Wufeng Formation

4　結(jié)論

通過對研究區(qū)上奧陶統(tǒng)五峰組所采的25個樣品進行的元素地球化學分析結(jié)果顯示，四川廣元—陜西鎮(zhèn)巴地區(qū)五峰組黑色頁巖V/(V+Ni)值、U/Th值、Ni/Co值、V/Cr值等均指示研究區(qū)五峰組沉積環(huán)境為強還原環(huán)境；MnO/TiO2比值、Sr、Ba含量及Sr/Ba比值指示沉積環(huán)境為離陸地較近的邊緣淺海淡水沉積環(huán)境。稀土含量較高，輕稀土較為富集，δCe值表現(xiàn)為Ce正異?；虿幻黠@的Ce負異常，Ce/La值和δEu值均指示研究區(qū)位于貧氧-厭氧的陸殼、淺海等水體較淺的沉積環(huán)境，這與V/(V+Ni)、Sr/Ba、m值等指示的結(jié)果相一致。綜上所述，研究區(qū)五峰組沉積時期水體不深，氣候溫暖濕潤，降水豐富，由于大量的淡水注入，致使表層海水淡化，底層海水嚴重缺氧，分層明顯，為滯流、還原、淡化強烈的局限淺海壞境。

此外，由于當時的構(gòu)造運動，整個中上揚子地區(qū)三面為古陸包圍，形成了局限的海盆環(huán)境，水流不暢，底層水體滯流。水體底層安靜、滯流的強還原環(huán)境加上表層淡化海水的高生物產(chǎn)率，使生物遺體能很好的保存下來，這對五峰期高有機質(zhì)黑色筆石頁巖的形成是極為有利的。

[1]穆恩之.晚奧陶世五峰期揚子板塊沉積模式[J].古生物學報，1954，2(2):153-170.

[2]陳旭.華南五峰期筆石動物群的分異及缺氧環(huán)境[J].古生物學報，1987，26(3)326-338.

[3]戎嘉余.上揚子區(qū)晚奧陶世海退的生態(tài)地層證據(jù)與冰川活動影響[J].地層學雜志，1984，8(1):19-29.

[4]成漢鈞，王玉忠.五峰期上揚子淡化海成因之探討[J].地層學雜志，1991，15(2)：109-114.

[5]方一亭，邊立曾，愈劍華.晚奧陶世五峰期上揚子板塊沉積模式[J].沉積學報，1993，11(3):7-12.

[6]馮洪真，愈劍華，方一亭.五峰期上揚子海古鹽度分析[J].地層學雜志，1993，17(3)：179-185.

[7]何衛(wèi)紅，汪嘯風，卜建軍.晚奧陶世五峰期揚子海盆海平面變化旋回與古水體深度[J].沉積學報，2002，20(3)：367-375.

[8]牟傳龍，周懇懇，梁薇，等.中上揚子地區(qū)早古生代烴源巖沉積環(huán)境與油氣勘探[J].地質(zhì)學報 ，2011，83(4):526-532.

[9]葛祥英，牟傳龍，周懇懇，等.湖南晚奧陶世桑比期-凱迪期早期沉積特征及沉積模式[J].古地理學報，2013：15(1):59-68.

[10]牟傳龍，葛祥英，周懇懇，等.川西南晚奧陶世五峰期巖相古地理[J].中國地質(zhì)，2015， 42(1):192-198.

[11]劉偉，許效松，馮心濤，等.中上揚子上奧陶統(tǒng)五峰組含放射蟲硅質(zhì)巖與古環(huán)境[J].沉積與特提斯地質(zhì)，2010，30(3)：65-70.

[12]劉偉，許效松，余謙，等.中上揚子晚奧陶世赫南特期巖相古地理[J].成都理工大學學報(自然科學版)2012，39(1)：32-38.

[13]肖傳桃，李建明，郭成賢.中上揚子地區(qū)五峰組沉積環(huán)境的再認識[J].四川地質(zhì)學報，1996，16(4):294-298.

[14]徐倫勛，肖傳桃，龔文平，等.論揚子地區(qū)上奧陶統(tǒng)五峰組觀音橋段的深海成因[J].地質(zhì)學報，2004，78(6):726-732.

[15]高振中，何幼斌，李羅照等.中國南方上奧陶統(tǒng)五峰組觀音橋段成因討論：是“淺水介殼相”，還是深水異地沉積[J]?古地理學報，2008，10(5):487 -494.

[16]蔡俊，何幼斌，張來，等.中上揚子地區(qū)五峰組沉積環(huán)境分析[J].海洋地質(zhì)動態(tài)，2010，26(6):24-29.

[17]馮增昭，彭勇民，金振奎等.中國南方中及晚奧陶世巖相古地理.古地理學報，2001，3(4)：10-23.

[18]陳旭，邱金玉.宜昌奧陶紀的古環(huán)境變遷[J].地層學雜志，1986，10(1):1 -15.

[19]陳建芳.古海洋研究中的地球化學新指標[J].地球科學進展，2002，17(3):402-410.

[20]郭天旭，包書景，任收麥，等.元素分析在判別沉積環(huán)境中的應用——以柴北緣侏羅系大煤溝組為例[A].中國地質(zhì)學會2013年學術年會議文集[C].北京：中國地質(zhì)學會，2013，(5):2-6.

[21]劉剛，周東升.微量元素分析在判別沉積環(huán)境中的應用[J].石油實驗地質(zhì)，2007 ， 29(3)：307-314.

[22]席勝利，鄭聰斌，李振宏.鄂爾多斯盆地西緣奧陶系地球化學特征及其沉積環(huán)境意義[J].古地理學報，2004，6(2)：196-206.

[23]熊小輝，肖加飛.沉積環(huán)境的地球化學示蹤[J].地球與環(huán)境，2011，39(3):405-414.

[24]常華進，儲雪蕾，馮連君，等.氧化還原敏感微量元素對古海洋沉積環(huán)境的指示意義[J].地質(zhì)論評，2009，55(1)：91-99.

[25]HATCH J R，LEVENTHAL J S.Relationship between inferred redox potential of the depositional environment and geochemistry of the Upper Pennaylvanian (Missourian) Strark Shale Member of the Dennis Limestone.Wabaunsee County，Kansas，USA[J]. Chemical Geology，1994，99(1-3):65-82.

[26]JONES B，MANNING A C.Comparison of geochemical indices used for the interpretation of palaeoredox conditions in anicient mudstones [J].Palaeogeogr. Palaeoclimatol.Palaeoecol.1995，111:111-129.

[27]王中剛， 于學元， 趙振華， 等.稀土元素地球化學[M].北京:科學出版社， 1989.

[28]RICHARD L S，RONALD S O.Big Soda Lake (Nevada)：Pelagic sulfate reduction [J]. Limnology and Oceanography，1987，32(4)：794-803.

[29]MURRAY R W，BRINK M R B，GERLACH D C，et al. Rare earth elements as indicators of different marine depositional environments in chert and shale [J]. Geology，1990，18(3)：268-271.

Geochemistry and sedimentary environments of the Upper Ordovician Wufeng Formation in Guangyuan, northern Sichuan and Zhenba, southern Shaanxi

SUN Xiao-yong1, 2， MOU Chuan-long2, 3， GE Xiang-ying2, 3， WANG Yuan-chong1, 2， MEN Xin1, 2

(1.InstituteofSedimentaryGeology,ChengduUniversityofTechnology,Chengdu610059,Sichuan,China; 2.ChengduCenter,ChinaGeologicalSurvey,Chengdu610081,Sichuan,China; 3.KeyLaboratoryofSedimentaryBasinandOil&GasResources,MinistryofLandandResources,Chengdu610081,Sichuan,China)

The black shales with a great potential in the Upper Ordovician Wufeng Formation from the Guangyuan region, northern Sichuan to the Zhenba region, southern Shaanxi is interpreted as the key horizons for the marine oil and gas exploration in southern China. Referenced to the previous results, the present paper focuses on the analysis of palaeoclimate, palaeodepth and palaeoredox conditions in the study areas. The analytical results including 0.64 for the average V/(V+Ni) ratio; 1.87 for the average U/Th ratio; 2.98 for the average V/Cr ratio, 15.07 for the average Ni/Co ratio and 0.23 for the average MnO/TiO2ratios suggest the highly reduced conditions in the marginal shallow sea during the deposition of the Wufeng Formation. The high Ba contents, and low Sr contents and Sr/Ba ratios for the black shale samples from the Wufeng Formation indicate that the Wufeng Formation was once laid down in the fresh water environments. Geochemically, the samples display LREE enrichment. The δCe values vary between 0.77 and 1.57 with an average of 1.11, indicating positively Ce anomalies or slightly negative Ce anomalies. The average Ce/La ratio (2.22) and average δEu (0.59) indicate the dysaerobic to anaerobic shallow marine environments in the study areas.

Guangyuan; Zhenba; Upper Ordovician; Wufeng Formation; sedimentary environment; geochemistry

1009-3850(2016)01-0046-09

2015-08-08； 改回日期： 2015-09-20

孫小勇(1987-)，男，碩士研究生，沉積學與巖相古地理研究。E-mail:461747760@qq.com

牟傳龍(1965-)，男，研究員，博士生導師，主要從事沉積地質(zhì)與油氣地質(zhì)研究。E-mail：cdmchuanlong@163.com

P596

A

項目資助：該項研究受到中國地質(zhì)調(diào)查局基礎地質(zhì)調(diào)查項目“四川盆地多種能源綜合評價”(12120114009401)資助