柴達木盆地北緣平臺地區(qū)路樂河組沉積環(huán)境與成巖流體特征

楊永恒，孫國強 ，王曄桐 ，朱文軍，秦彩虹，管斌

1.中國科學(xué)院西北生態(tài)環(huán)境資源研究院，蘭州 730000

2.甘肅省油氣資源研究重點實驗室，蘭州 730000

3.中國科學(xué)院大學(xué)，北京 100049

4.中國石油青海油田公司勘探開發(fā)研究院，甘肅敦煌 736202

5.中國石油青海油田分公司勘探事業(yè)部，甘肅敦煌 736202

0 引言

成巖階段與沉積環(huán)境作為地球科學(xué)研究的重要方向，主要是通過觀察分析沉積巖相、原生構(gòu)造以及古生物（遺跡）化石等[1-2]，利用沉積巖的礦物成分及特殊黏土礦物組合特性[3-5]，結(jié)合元素的含量、相互關(guān)系以及特定元素的同位素分餾效應(yīng)等[6-7]來探究其古沉積環(huán)境與所處成巖階段。當前，利用沉積巖中碳酸鹽膠結(jié)物中碳—氧同位素組成及含量來研究其形成環(huán)境和組成物質(zhì)來源的方法，逐漸被推崇[8-12]，不同時期碳酸鹽膠結(jié)物的組成可以記錄下成巖過程中流體組分特征的變化[13]，特別是膠結(jié)物中碳同位素組成可以指示成巖流體中碳的來源[14-15]，有助于判斷形成時期的地球化學(xué)環(huán)境特征，從而進一步闡明所處的成巖階段。平臺地區(qū)位于柴達木盆地北緣地區(qū)山前帶中段，具有非常豐富的油氣資源。前人對柴達木盆地路樂河組整體古地理資料[16]，以及平臺地區(qū)路樂河組砂巖儲層特征[17]和沉積微相[18]進行了系統(tǒng)研究，但總體來看，平臺地區(qū)資料較為缺乏，研究程度不高，本文在結(jié)合前人研究成果基礎(chǔ)上，重點分析平臺地區(qū)路樂河組的巖石學(xué)特征、黏土礦物成分結(jié)合碳酸鹽膠結(jié)物的碳—氧同位素特征以及微量元素比值關(guān)系，來詳細分析路樂河組的成巖階段與沉積環(huán)境。

1 地質(zhì)背景

圖1 柴達木盆地北緣構(gòu)造圖Fig.1 Geological structure of the northern margin of the Qaidam Basin

柴達木盆地地處青藏高原北部，是青藏高原內(nèi)部最大的、沉積巨厚的內(nèi)陸盆地[19-20]，盆地西高東低，西寬東窄。柴達木盆地被三個重要的構(gòu)造帶所限，東北側(cè)為祁連山構(gòu)造帶、西北側(cè)為阿爾金構(gòu)造帶以及南側(cè)的東昆侖構(gòu)造帶[21]，古新世—始新世為弱斷陷期（E1+2），受到不同性質(zhì)斷裂的控制，路樂河組直接覆蓋于中生界或更老的地層之上。平臺地區(qū)位于柴達木盆地北部地區(qū)賽什騰山前帶中部（圖1），油氣儲藏條件較好利于勘探開發(fā)[22]。平臺地區(qū)的古近系地層發(fā)育：路樂河組、下干柴溝組下段和下干柴溝組上段，新近系上干柴溝組以上的地層在多次構(gòu)造抬升后多被剝蝕，僅有零星分布。作為平臺地區(qū)最重要油氣儲藏層段，路樂河組主要為沖積扇和辮狀河流相沉積[23]，河床滯留沉積、邊灘沉積、心灘、河道沙壩以及河漫灘等沉積微相較為發(fā)育[18]。

2 巖石學(xué)特征

柴北緣路樂河組埋藏較淺，在平臺地區(qū)路樂河組埋深不超過1 900 m，平均厚度為410 m，是柴北緣地區(qū)重要的烴源巖帶。在青海油田公司勘探開發(fā)研究院實驗中心，依據(jù)SY/T 5368—2000《巖石薄片鑒定》和SY/T 6103—2004《巖石孔隙結(jié)構(gòu)特征的測定圖像分析法》，利用ZEISSImager.A1偏光顯微鏡對平臺地區(qū)的井下25塊巖芯樣品觀察、薄片鑒定，以及依據(jù)SY/T5163—2010《沉積巖中黏土礦物和常見非黏土礦物X射線衍射分析方法》，利用Empyrean銳影X射線衍射儀進行X射線衍射等的分析，顯示路樂河組（E1+2）碎屑巖主要為巖屑砂巖和長石質(zhì)巖屑砂巖，其次為巖屑質(zhì)長石砂巖和長石砂巖（圖2），石英含量為10%～54%，平均含量較低為19%，長石含量在12%～51%之間，平均含量為25%，巖屑含量為12%～72%，平均含量較高為57%，巖石成分成熟度低，碎屑顆粒磨圓多為次棱—次圓，填隙物以方解石膠結(jié)物和泥質(zhì)雜基為主，結(jié)構(gòu)成熟度較低，呈半固結(jié)—固結(jié)程度。巖性以雜色礫巖、細礫巖、粗砂巖夾棕褐色泥質(zhì)粉砂巖和泥巖為主[17]，以辮狀河河流沉積為主。

由于在不同成巖階段下的流體組成、酸堿性等存在著較大的差異，使得不同成巖時期的碳酸鹽膠結(jié)物在成分和晶形上有著明顯的特征[24]。在鏡下對鑄體薄片進行觀察分析（圖3），發(fā)現(xiàn)碎屑顆粒之間接觸主要為點和點—線接觸，少部分為線接觸；塑型顆粒（云母碎片）在壓實作用下呈現(xiàn)出一定程度的微定向排列，并發(fā)生擠壓變形。石英表面干凈，具波狀消光，長石為高嶺土化、絹云母化，巖屑見石英巖、千枚巖等；孔隙不發(fā)育，主要以原生孔隙為主，僅見個別粒內(nèi)溶蝕孔隙。

圖2 平臺地區(qū)路樂河組碎屑巖成分三角圖Fig.2 Triangle diagram of sandstone components of the Lulehe Formation in the Pingtai region

砂巖X衍射分析表明（表1），平臺地區(qū)路樂河組（E1+2）砂巖中黏土礦物非常發(fā)育，在10.7%～45.0%之間，平均含量達到21.92%。黏土礦物主要發(fā)育：伊—蒙混層、伊利石、蒙脫石、和綠泥石，其中伊—蒙混層含量較高。掃描電鏡下明顯觀察到碎屑顆粒間充填搭橋狀伊利石，顆粒表面發(fā)育大量伊—蒙混層（圖3），具有明顯的蒙皂石向伊—蒙混層轉(zhuǎn)化，因此推斷孔隙溶液中含有一定量的Na+與Ca2+，由于黏土中具有一定量的伊利石和綠泥石，表明孔隙水為堿性介質(zhì)環(huán)境，含有大量的OH-。綜合來看，在此堿性環(huán)境并在壓實作用下，可以促使有機質(zhì)進行脫羧反映生成烴類，成為碳酸鹽膠結(jié)物重要的碳來源，影響碳酸鹽膠結(jié)物的形成。

3 碳酸鹽膠結(jié)物中碳氧同位素特征

3.1 樣品與實驗

樣品以平臺地區(qū)重點鉆井的巖芯為主，主要為粗砂巖和中砂巖。在采集實驗樣品之前，首先對研究區(qū)古近系路樂河組（E1+2）鉆井巖芯的巖性、礦物組分、沉積構(gòu)造類型、巖石產(chǎn)狀等特征進行觀察和分析。挑選出實驗樣品后，對其進行鏡下觀察，主要是以方解石為主的碳酸鹽膠結(jié)物。采用1%濃度的稀鹽酸滴試樣品，產(chǎn)生了大量氣泡，由此佐證了樣品中含有大量方解石，然后挑出含有單一碳酸鹽膠結(jié)物的樣品，在甘肅省油氣資源研究重點實驗室采用選擇性酸抽提法進行分析測試。

圖3 平臺地區(qū)路樂河組（E1+2）碎屑巖結(jié)構(gòu)特征（a）平3井，E1+2，1 410.19 m，不等粒長石巖屑砂巖，（+）×100；（b）E1+2，1 114.03 m，中—粗粒長石巖屑砂巖，顆粒間以點—線接觸為主，孔隙較發(fā)育，以原生粒間孔為主，其次為次生孔隙，連通性好，(-)×100；（c）平5井，765.33 m，E1+2，孔隙式膠結(jié)，孔隙中的方解石、泥質(zhì)（-）×600；（d）平1井，E1+2，1 114.75 m，砂巖，顆粒間充填搭橋狀伊利石，顆粒表面發(fā)育伊—蒙混層Fig.3 Characteristics of clastic rock structure in the Pingtai region

表1 柴北緣平臺地區(qū)路樂河組（E1+2）砂巖X射線衍射分析數(shù)據(jù)Table 1 X-ray diffraction(XRD)analysis of the Lulehe Formation in the Pingtai region

表2 平臺地區(qū)路樂河組（E1+2）砂巖碳酸鹽巖膠結(jié)物氧—碳同位素組成Table 2 Carbon and oxygen isotopic compositions of sandstone of the Lulehe Formation,Pingtai region

3.2 實驗結(jié)果

平臺地區(qū)古近系路樂河組（E1+2）巖芯樣品碳酸鹽膠結(jié)物氧—碳同位素的詳細實驗信息見（表2）。樣品中的碳同位素值（δ13C）均較低，在-8.87‰～-3.91‰之間，平均為-5.66‰；氧同位素值（δ18O）較輕，平均為-10.68‰，數(shù)值介于-12.97‰～-8.75‰之間；碳酸鹽膠結(jié)物反映出古鹽度的Z值分布范圍為103.79～114.27，平均值為110.38，碳酸鹽沉淀溫度分布范圍為62.89℃～90.53℃，平均值為75.20℃。

3.3 碳酸鹽膠結(jié)物的成巖環(huán)境分析

3.3.1 碳來源

自然界中的碳主要有兩個碳庫，一是在碳酸鹽中的無機碳，二是在有機碳庫中，兩者之間的碳同位素組成差別較大，在碳酸鹽中主要為氧化碳，富集13C，有機碳庫中主要為還原碳，虧損13C。一般來說，控制無機碳（TDIC）同位素組成有三個主要過程：流入水的同位素組成、大氣和湖水之間的CO2交換，以及湖內(nèi)水生植物的光合/呼吸作用[25]。碳酸鹽巖中的碳—氧穩(wěn)定同位素值與其形成環(huán)境中的鹽度成正比，而與其形成環(huán)境溫度成反比，由此特性可以較好的反映其形成時期的古鹽度和古溫度；在成巖作用過程中，生物的降解和淡水淋濾作用也可使δ13C值和δ18O值變低。利用王大銳編制δ13CPDB-δ18OPD圖版來確定路樂河組碳酸鹽膠結(jié)物中碳的來源[26]。圖中，Ⅰ區(qū)為壓實作用、膠結(jié)作用等淺層成巖作用埋藏有關(guān)的碳酸鹽，Ⅱ區(qū)為與甲烷細菌等生物活動產(chǎn)生生物氣改造原有巖體而形成的碳酸鹽；Ⅲ區(qū)則表示為與有機酸在催化作用下進行脫羧作用而形成的有關(guān)碳酸鹽[27]。在本次實驗樣品所測得的數(shù)據(jù)（圖4a），有14個樣品點落于Ⅲ區(qū)，占到70%，6個樣品點落于Ⅱ區(qū)。筆者認為，根據(jù)碳同位素的分餾機理[28]，自然界中的δ13C值在-4.0‰～4.0‰之內(nèi)表示其來源為無機碳源[9]，在成巖作用形成的碳酸鹽中，由于膠結(jié)作用使得粒間孔隙中碳酸鹽晶粒生長，以及在生物活動中生物優(yōu)先利用12C，在體內(nèi)存儲大量12C，在生物體死亡后大量釋放12C造成δ13C值變低；在成巖埋藏不斷加深過程中，溫度和壓力不斷增大，發(fā)酵細菌逐漸喪失活動性，有機酸在熱催化作用下開始進行脫羧反應(yīng)并釋放出烴類和CO2，這部分有機質(zhì)碳儲藏于碳酸鹽中，造成δ13C值偏負；來源于有機質(zhì)的碳，其δ13C值一般都小于-4.0‰[29]，平臺地區(qū)的碳同位素值（δ13C）偏低，最小值達到了-8.87‰，由此說明平臺地區(qū)路樂河組(E1+2)碳酸鹽膠結(jié)物中的碳來源于脫羧作用的有機質(zhì)碳和碳酸鹽巖中的無機碳。此外，在形成環(huán)境中來自砂巖碎屑的析出水和大氣中的淋濾淡水作用也使得δ13C值變低。

3.3.2 孔隙流體的相對鹽度及碳酸鹽形成溫度

由于碳酸鹽膠結(jié)物是從過飽和孔隙水在孔隙中與處于周圍環(huán)境平衡狀態(tài)下沉淀出來的，利用古鹽度可以較好的反映其古沉積環(huán)境，進而可以分析其區(qū)域古地理環(huán)境[30]。

基于δ13C-δ18O組成與水環(huán)境的鹽度關(guān)系，Keithet al.[31]以PDB為標準提出：

Z=2.048×(δ13C+50)+0.498×(δ18O+50)

通過經(jīng)驗公式來計算古鹽度值。由于研究地層時期處于古近系路樂河組，王大銳[26]認為用膠結(jié)物判斷古環(huán)境利用該公式同樣可行，因此可以利用此公式計算出沉積環(huán)境的古鹽度[31-34]，進而可以較好的區(qū)分其形成的古環(huán)境。根據(jù)古鹽度經(jīng)驗公式計算出其Z值：最大為114.27，最小為103.79（表2），平均值為110.38，均小于120，結(jié)合其形成環(huán)境，說明平臺地區(qū)路樂河組時期巖體中形成碳酸鹽膠結(jié)物的成巖流體，主要以巖體碎屑中的析出水和來自外部淋溶過濾后進入巖體的大氣降水為主的淡水流體。

一般情況下，碳酸鹽結(jié)物中的δ18O值與其埋深呈負相關(guān)，并出現(xiàn)負偏值[26]；在沉積環(huán)境的水體中鹽度大致保持不變的情況下，δ18O值會隨著溫度的升高而逐漸降低。由于碳酸鹽膠結(jié)物在平衡狀態(tài)沉淀，因此，根據(jù)δ18O的上述特性，可以利用Shackleton[35]在結(jié)合前人對古溫度恢復(fù)的研究基礎(chǔ)上，提出的計算古溫度公式：

圖4 平臺地區(qū)路樂河組（E1+2）碳酸鹽膠結(jié)物的形成特征Fig.4 For the Pingtai region,Lulehe Formation,plots of(a)δ13C vs.δ18O;(b)paleosalinity(Z)vs.temperature

式中∶t表示為碳酸鹽成巖時的古溫度，℃；δc表示為以PDB為標準所測得的碳酸鹽巖中的δ18O值，‰；δw表示為以SMOW為標準所測得當時海水的δ18O值，‰，δw在本文中取值為0。利用上述古溫度公式計算得平臺地區(qū)路樂河組巖體中碳酸鹽膠結(jié)物形成時的古溫度：最大值為90.53℃，最小值為62.89℃，平均值為75.20℃。

4 微量元素地球化學(xué)特征

4.1 樣品選擇與實驗

由于微量元素在不同環(huán)境中可以顯現(xiàn)出不同的地球化學(xué)特性，因此微量元素的含量與不同微量元素之間的比值可以很好地反映出沉積時的環(huán)境。本次樣品主要取自平臺地區(qū)平1井與平2井古近系路樂河組（E1+2）段，在不同深度粉砂巖與泥巖層進行了取樣，利用不同元素間的特性來恢復(fù)平臺地區(qū)路樂河時期的古沉積環(huán)境。測試出樣品中在微量元素測量之前，在顯微鏡下對樣品的巖石礦物種類以及結(jié)構(gòu)進行觀察，確保本次實驗的樣品未受到后期風(fēng)化、變質(zhì)等改造作用影響。實驗樣品在無外部污染的條件下用碎樣機進行研磨，過200目的篩，篩選出直徑小于0.075 mm顆粒后，置于烤箱中去除水分，用HNO3+HF的混合酸密封破壞分解樣品，然后用ICPMS對樣品進行離子測試分析，微量元素測試的實驗過程與Guoet al.[36]實驗處理相同，為同一批次樣品。

4.2 微量元素測試結(jié)果

根據(jù)測試結(jié)果分析，Sr、Cu、Th、U、Ba、Ni、Co、V、Cr元素含量分別為132.27～243.71 μg/g、10.70～33.57μg/g、4.16～13.70 μg/g、0.88～3.73 μg/g、431.11～1 442.84 μg/g、10.14～61.00 μg/g、4.89～22.49 μg/g、36.24～140.47 μg/g、54.71～132.29 μg/g，平均值分別為 195.25 μg/g、19.48 μg/g、7.32 μg/g、21.8 μg/g、735.52 μg/g、22.41 μg/g、9.40 μg/g、59.11 μg/g、85.55μg/g。個別數(shù)據(jù)出現(xiàn)異常，是由于第四紀碎屑混入或測量時的誤差造成的。平1井與平2井在地層上有較好的連續(xù)性，故平1井與平2井數(shù)據(jù)可以一起討論。平臺地區(qū)古近系路樂河組（E1+2）巖性復(fù)雜，在選取合適樣品后，利用元素比值關(guān)系可以較好的反應(yīng)古環(huán)境與古氣候。

4.3 微量元素指示沉積環(huán)境、古氣候特征分析討論

原巖被風(fēng)化、搬運，然后沉積，在沉積過程中，元素與所處環(huán)境在物理化學(xué)條件之間存在著復(fù)雜的地球化學(xué)平衡。沉積區(qū)的古氣候、沉積環(huán)境以及水體環(huán)境對元素的分異產(chǎn)生影響造成其分布規(guī)律的差異性[37]，因此，在一定的沉積環(huán)境和氣候背景下，微量元素的含量、組合及比值關(guān)系發(fā)生變化，可以反演當時的沉積環(huán)境及古氣候[5-6]。因此，通過選取對古環(huán)境與古氣候反應(yīng)敏感，在沉積后較穩(wěn)定，以自生為主的微量元素以及相關(guān)比值變化關(guān)系（圖5）來重建本地區(qū)沉積環(huán)境與古氣候。

4.3.1 微量元素與沉積氧化還原環(huán)境關(guān)系

U和Th元素的化學(xué)性質(zhì)在還原狀態(tài)下具有相似的特征，但在氧化狀態(tài)下卻有很大的差異，由此特性可以通過其含量來判斷沉積的氧化還原環(huán)境[38]。在表生環(huán)境下，Th全部為232Th，在釷鹽中全部顯示出正四價，且不易溶解。U化學(xué)性質(zhì)活潑，但在正四價和正六價化合物中穩(wěn)定，其低價態(tài)正四價化合物不溶于水且只存在于強還原狀態(tài)中，正六價高價態(tài)化合物為氧化狀態(tài)且易溶于水，不易保存于沉積物中易流失。利用U和Th在氧化狀態(tài)下的差異，通過U/Th比值關(guān)系來判斷沉積時期的氧化還原環(huán)境[39-40]。路樂河組（E1+2）的U/Th值在0.19～0.33之間，平均值為0.25，比值均小于0.75，說明沉積時為氧化環(huán)境。

圖5 平臺地區(qū)古近系路樂河組(E1+2)微量元素比Fig.5 Trace element ratios,Lulehe Formation,Pingtai region

沉積物中V元素多以自生為主，在還原環(huán)境中易吸附富集于黏土中，水體越深、泥質(zhì)含量越多，V元素含量越豐富[41]；Cr元素同樣為氧化還原環(huán)境的敏感元素，易在氧環(huán)境下發(fā)生富集[42]。路樂河組(E1+2)的V/Cr值在0.29～1.36之間，平均值為0.72，最大值與比值均小于2，說明在沉積時期處于氧化環(huán)境。

由于在氧化環(huán)境下Ni和Co相對富集，因此Ni/Co比值常被當作氧化還原環(huán)境的輔助判別指標[43]。Ni/Co比值在1.51～2.72之間，平均值為2.26，所有比值均小于5，說明所處的沉積環(huán)境為氧化環(huán)境。

Cu、Zn元素均為過渡元素，根據(jù)能斯特方程來看，介質(zhì)的酸堿度會對氧化還原反應(yīng)產(chǎn)生影響，沉積環(huán)境介質(zhì)氧逸度不斷降低使得Cu、Zn元素產(chǎn)生分離，在沉積關(guān)系上形成了Cu-Zn過渡的分帶，即Cu/Zn比值會隨介質(zhì)氧逸度的升降而變化。梅水泉[44]根據(jù)Cu/Zn的比值關(guān)系劃分出氧化—還原過渡相，0.38～0.50之間為還原—氧化環(huán)境，0.50～0.63之間為弱氧化環(huán)境。樣品中的Cu/Zn比值在0.16～0.59之間，平均值為0.42，樣品比值跨度較大，最大值顯示為弱氧化，但均值指示為還原—氧化環(huán)境。由于Cu和Zn元素在泥巖中富集，在去除Zn在931.28 m樣品處出現(xiàn)的實驗誤差值后，綜合來看，所處的沉積環(huán)境為還原—氧化環(huán)境偏弱氧化環(huán)境。

綜上所述，利用U/Th、V/Cr、Ni/Co以及Cu/Zn的比值變化關(guān)系，均可以較好的反映出路樂河組（E1+2）處于沉積氧化環(huán)境，氧化還原電位較高，使得易氧化元素處于高氧化狀態(tài)，產(chǎn)生易溶鹽，遷移能力變強，不易被氧化的元素產(chǎn)生富集。

4.3.2 微量元素與古氣候的關(guān)系

元素Sr和Ba同屬于堿金屬元素，兩者化合物溶解度相比較，Sr的化合物溶解度要高，淡水中Sr和Ba遇到咸水中豐富的，反應(yīng)后均沉淀為難溶鹽，但SrSO4要比BaSO4更易溶于水，因此可以通過沉積物中Sr/Ba的比值來指示水體環(huán)境，一般來說，Sr/Ba值小于1為淡水沉積，其中小于0.6水體為微咸水相，0.6～1.0為半咸水相沉積，Sr/Ba比值大于1則主要沉積于而鹽湖（海相）[45-46]，比值與氣候干旱程度和水體鹽度成正比。路樂河組(E1+2)的Sr/Ba比值在0.16～0.50之間，平均值為0.30，比值均小于1，由于水體鹽度具有在干熱條件下較高，溫濕環(huán)境下低這一特性，說明氣候較為濕潤，水體環(huán)境為淡水環(huán)境。

Th和U在氧化環(huán)境和還原環(huán)境中的不同性質(zhì)，通過利用&U來判斷水體環(huán)境，&U法關(guān)系式如下：&U=U/[0.5×（Th/3+U）]，&U＞1，表明沉積時水體為缺氧環(huán)境；&U＜1，說明為沉積于正常的水體環(huán)境[47-49]。路樂河組(E1+2)的&U值在0.72～1.00之間，均小于1，平均值為0.85，說明在沉積時期處于正常水體階段。

綜上所述，Sr/Ba與&U的變化關(guān)系，反映出在青藏高原隆升前，暖濕氣流仍然可以到達內(nèi)陸盆地，平臺地區(qū)路樂河組（E1+2）氣候為溫暖濕潤的氣候以及水體環(huán)境為淡水環(huán)境且為微咸水相，由于溫暖濕潤的氣候條件有利于微生物的繁衍生長[50]，使得整個路樂河組時期水域生產(chǎn)力較高，有利于形成高的有機質(zhì)豐度，此外在后期青藏高原隆升，氣候變得干旱水體變咸，產(chǎn)生的水分層使得有機質(zhì)得以較好的保存，為形成高產(chǎn)量的油氣田提供有利條件。

5 結(jié)論

（1）平臺地區(qū)路樂河組儲集砂巖主要為巖屑砂巖和長石質(zhì)巖屑砂巖，碎屑顆粒之間以點—線接觸為主，膠結(jié)物主要以方解石為主，其次為泥質(zhì)膠結(jié)；黏土礦含量較高，平均含量21.9%，主要發(fā)育伊—蒙混層、伊利石和蒙脫石，具有明顯的蒙皂石向伊—蒙混層轉(zhuǎn)化特征；結(jié)合碳氧同位素推算其成巖溫度在62.89℃～90.53℃之間，說明平臺地區(qū)路樂河組儲集巖目前應(yīng)該處于早成巖階段B期。

（2）平臺地區(qū)路樂河組碳酸鹽膠結(jié)物中碳同位素值（δ13C）與氧同位素值（δ18O）均較輕，碳同位素值（δ13C）在-8.87‰～-3.91‰之間，平均為-5.66‰；氧同位素值（δ18O）在-12.97‰～-8.75‰之間，平均為-10.68‰，其碳來源主要為脫羧作用的有機質(zhì)碳和碳酸鹽巖中的無機碳；根據(jù)古鹽度分析結(jié)果，認為碳酸鹽膠結(jié)物成巖流體主要以成巖過程碎屑析出水和來自外部淋溶過濾后進入巖體的大氣降水為主。

（3）微量元素測定結(jié)果顯示，Sr、Cu、Th、U、Ba、Ni、Co、V、Cr元素含量的平均值分別為195.25 μg/g、19.48 μg/g、7.32 μg/g、21.8 μg/g、735.52 μg/g、22.41μg/g、9.40μg/g、59.11μg/g、85.55μg/g，進一步分析U/Th、V/Cr、Ni/Co以及 Cu/Zn 的均值分別為 0.25、0.72、2.26和0.42，反映出路樂河組（E1+2）主要處于氧化環(huán)境中，氧化還原電位較高；Sr/Ba均值為0.30，&U為0.85，均小于1，以及碳酸鹽膠結(jié)物中的碳氧同位素推算出古鹽度值為110.38，說明路樂河組的形成環(huán)境以淡水為主，氣候溫暖濕潤。