上揚子地區(qū)雙河露頭五峰組—龍馬溪組下段化學(xué)層序地層分析

王茜,黃永建，張治鋒,王長紅，李祥

(中國地質(zhì)大學(xué)(北京)地球科學(xué)與資源學(xué)院，北京 100083)

上揚子地區(qū)是近年來頁巖氣研究和勘探的熱點地區(qū)，上奧陶統(tǒng)五峰組—下志留統(tǒng)龍馬溪組是重點層系(梁興等，2016；馬新華等，2018；馬永生等，2018；邱振等，2019)。經(jīng)過10余年頁巖氣勘探和研究，發(fā)現(xiàn)了威遠、涪陵、瀘州、敘永、巫溪等重要勘探潛力區(qū)。截至2018 年4 月，五峰組—龍馬溪組頁巖氣累計探明地質(zhì)儲量超1×1012m3(邱振等，2019)。同時，在地層特征、空間分布、巖相古地理特征、頁巖氣富集規(guī)律等方面取得了豐富的研究成果(Pan et al.，2015；梁興等，2016；郭旭升，2017；陸揚博等，2017；王玉滿等，2017；馬新華等，2018；馬永生等，2018；邱振等，2019；姜振學(xué)等，2020陳孝紅等2018)。

龍馬溪組分布廣，厚度多超過200 m，分為龍一段和龍二段(郭旭升，2017；邱振等，2019)，根據(jù)巖性、地球物理資料很難對地層進一步細分。龍馬溪組的頁巖氣勘探急需建立可操作的高精度地層格架。由于地球化學(xué)指標(biāo)的普遍性和易得性，及其對沉積環(huán)境條件變化的敏感性，使得化學(xué)地層學(xué)研究成為值得探索的課題。

等時地層格架的建立是區(qū)域性頁巖氣富集規(guī)律及甜點預(yù)測的重要基礎(chǔ)。層序地層學(xué)經(jīng)過約40年的快速發(fā)展，地學(xué)界普遍認(rèn)為層序地層學(xué)是建立等時地層格架權(quán)威工具。在國外，泥頁巖層序地層學(xué)的研究成果集中于北美地區(qū)泥頁巖層系(Abouelresh et al.，2012；Hammes et al.，2012；Lash et al.，2012；Slatt et al.，2012；Turner et al，2015)。這些成果利用測井曲線、巖性組合及變化，以及地球化學(xué)參數(shù)等進行泥頁巖地層的層序地層關(guān)鍵界面識別。針對中國南方五峰組—龍馬溪組泥頁巖，中國眾多學(xué)者開展了層序地層學(xué)研究，但認(rèn)識上存在爭議。李一凡等(2012)將龍馬溪組劃分為3個三級層序，各三級層序進一步分出海侵體系域和高位體系域；Chen et al.2015)和Wang et al.2015)將龍馬溪組劃分為2個三級層序，Chen et al.2015)把龍馬溪組下段層序進一步分為海侵體系域、早期高位體系域和晚期高位體系域；王同等(2015)把五峰組劃分為一個三級層序，龍馬溪組劃分2個三級層序，每個三級層序細分為海侵體系域和海退體系域。郭旭升(2017)把五峰組劃分為一個由海侵體系域和高位體系域組成三級層序(SQ1)，龍馬溪組劃分2個三級層序(SQ2、SQ3)。其中，SQ2細分為海侵體系域、早期高位體系域和晚期高位體系域；SQ3細分為低位體系域、海侵體系域和高位體系域。上述層序地層劃分主要依據(jù)是地震、測井、宏觀巖性資料，對于以泥頁巖為主的五峰組—龍馬溪組，地震、測井、宏觀巖性資料分辨率降低，很可能是造成層序地層劃分差異的重要原因。

層序地層單元界面劃分的關(guān)鍵理論依據(jù)是海平面(基準(zhǔn)面)升降變化的區(qū)域，乃至全球的一致性(Haq et al.，1988；Posamentier et al.，1988；Haq et al.，2008；Catuneanu et al.，2009)?；鶞?zhǔn)面升降及其轉(zhuǎn)折形成的地質(zhì)記錄在地球物理、巖性、礦物、地球化學(xué)、有機質(zhì)富集等方面有不同程度的響應(yīng)(Posamentier et al.，1988； Catuneanu et al.，2009)。對于巖性較為單一的泥頁巖層系高精度層序地層學(xué)分析，地球物理和巖性資料因分辨率低而很難滿足要求，需要利用對沉積環(huán)境較為敏感的地球化學(xué)資料開展化學(xué)層序地層學(xué)分析。筆者利用露頭實測資料、樣品測試資料，缺測位置采取與新地1井化學(xué)層序地層格架對比，建立了雙河露頭五峰組—龍馬溪組下部高分辨化學(xué)層序地層格架。新地1井位于雙河露頭西側(cè)約為100 km，五峰組—龍馬溪組優(yōu)質(zhì)暗色泥巖厚度相近(圖1)。

1.城鎮(zhèn)；2.剖面位置及名稱；3.井位及井名；4.逆沖斷裂；5.四川盆地邊界；6.優(yōu)質(zhì)暗色泥巖邊界；7.優(yōu)質(zhì)暗色泥巖等厚線及數(shù)值(m)；8.重點剖面；9.>80 m；10.80～40 m；11.40～10 m；12.<10 m

1 資料及樣品分析

1.1 露頭情況及樣品采集

雙河露頭位于上揚子地區(qū)西南部，宜賓東南南約70 km處(圖1)，剖面起點坐標(biāo)為N28°23′33.4″、E104°53′01.8″，高程為333 m；終點坐標(biāo)為N28°23′42.3″、E104°53′05.2″，高程為301 m。

五峰組—龍馬溪組下段絕大部分出露較好，僅龍馬溪組下段局部覆蓋。在細致分層描述基礎(chǔ)上，長寧雙河剖面共采樣79套，每套樣品2件，1件為薄片樣品，1件為地球化學(xué)分析樣品。其中，五峰組采樣13套，樣品編號為D0—D12，最小采樣間距為0.51 m，最大采樣間距為2.58 m，平均采樣間距為0.92 m；龍馬溪組下段采樣54套，樣品編號為D13—D66，下部15 m被覆蓋無法采樣，底部采樣1套，中—上部采樣53套，最小采樣間距為0.23 m，最大采樣間距為7.05 m，平均采樣間距為0.96 m；龍馬溪組上段采樣12套，樣品編號為D67—D78，最小采樣間距為0.46 m，最大采樣間距為13.64 m，平均采樣間距為7.45 m。

1.2 樣品分析

首先將全部樣品磨制了薄片，并進行顯微鏡下薄片鑒定。一方面，確保這些樣品都是新鮮樣品，沒有遭受嚴(yán)重地化學(xué)蝕變、污染，能夠滿足地球化學(xué)元素測試化驗要求；另一方面，查明樣品的微觀構(gòu)造、結(jié)構(gòu)、礦物組成，以服務(wù)于沉積特征分析和化學(xué)元素測試數(shù)據(jù)的解釋。

隨后，將所有樣品碾磨成粉末狀，分別進行主量元素+微量元素測定。主量和微量元素利用中國地質(zhì)大學(xué)(北京)科學(xué)研究院實驗中心波長色散X射線熒光光譜儀(XRF)測定。主量元素含量多在10-2數(shù)量級；微量元素含量多在10-6數(shù)量級，有的樣品La、Th、U、Mo元素出現(xiàn)零值。

2 數(shù)據(jù)處理、數(shù)據(jù)分析及參數(shù)優(yōu)選

2.1 數(shù)據(jù)處理

數(shù)據(jù)處理包括零值處理、異常值處理和數(shù)據(jù)變換。

零值處理。數(shù)據(jù)中的零值并非真實零值，是由于樣品中某些化學(xué)元素含量小于檢測儀器最小探測值造成的缺測值(Craigie，2018；Zhai et al.，2019)。零值的存在對參數(shù)評價，數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)分析具有重要影響，甚至有時會破壞各成分或變量之間的真實關(guān)系，尤其不能進行數(shù)據(jù)的對數(shù)變換(Martín-Fernández et al.，2003，2005)，因此首先需要處理數(shù)據(jù)中的零值。

處理數(shù)據(jù)中零值(缺測值)的方法主要有相關(guān)變量校正法(Martín-Fernández et al.，2003，2005；Palarea-Albaladejo et al.，2007)、最大期望算法(Palarea-Albaladejo et al，2008；Zhai et al.，2019)、經(jīng)驗值法(Sandford et al.，1993)。筆者采用相關(guān)變量校正法，即根據(jù)測得值計算與其他元素的相關(guān)性，選擇相關(guān)系數(shù)高、無缺測值的元素建立相關(guān)關(guān)系，計算相關(guān)缺測值，用計算出的缺測值乘以給定系數(shù)得出合理值從而替代缺測值。

異常值處理。異常值可能會對統(tǒng)計計算結(jié)果產(chǎn)生明顯影響，尤其是基于協(xié)方差的計算(Filzmoser et al.，2008；Pison et al.，2008)。處理異常值一般采用多元方法。最普遍采用的多元分析方法都假設(shè)變量數(shù)值為正態(tài)或?qū)?shù)正態(tài)分布(Reiman et al.，1999)。樣本研究表明，零值處理后的數(shù)據(jù)未發(fā)現(xiàn)明顯的異常值。

數(shù)據(jù)變換。沉積巖(物)中的元素富集機制主要有4種：①陸源碎屑輸入。②礦物自生沉淀或結(jié)晶。③生物作用富集。④海底熱液(火山)輸入(程文斌等，2008；李關(guān)清等，2014)。通過樣品實測所獲得的元素地球化學(xué)數(shù)據(jù)是上述4種機制差異綜合作用的結(jié)果，有的機制處于主導(dǎo)地位，有的機制處于次要地位。數(shù)據(jù)變換的目的是削弱次要信息，放大有效主導(dǎo)信息。泥頁巖層系化學(xué)地層學(xué)研究中，數(shù)據(jù)變換一般采用元素Al-標(biāo)準(zhǔn)化變換和元素富集系數(shù)變化(程文斌等，2008；Pearce et al.，2010；Sano et al.，2013；李關(guān)清等，2014；Ratcliffe et al.，2015)。

由于礦物自生沉淀和生物作用富集與古海洋環(huán)境關(guān)系密切，對自生沉淀礦物和生物作用富集指示性元素數(shù)據(jù)需要去除或削弱陸源碎屑輸入的影響。大量研究表明，Al元素主要來自陸源碎屑礦物，是陸源碎屑的指標(biāo)性元素，采用Al-標(biāo)準(zhǔn)化值(Al-標(biāo)準(zhǔn)化值=元素/Al)能夠明顯削弱陸源碎屑輸入的影響，明顯放大非陸源輸入元素(自生沉淀礦物和生物作用富集指示性元素)信息的相對強度，而陸源輸入元素信息的相對變化強度被明顯削弱(Calvert et ah.，1993；Turgeon et ah.，2006；程文斌等，2008；李關(guān)清等，2014；Ratcliffe et al.，2015)。

元素的富集系數(shù)(EF元素)是指任一泥頁巖樣品中某一元素的Al-標(biāo)準(zhǔn)化值與世界平均頁巖同一元素Al-標(biāo)準(zhǔn)化值的比值(Wedepohl，1991；Li et al.，2003；李關(guān)清等，2014)。計算公式為EF元素=(元素/Al)樣品/(元素/Al)AS，式中：AS為世界平均頁巖。由公式可知：EF元素值等于1，該元素的富集程度與世界平均頁巖相同；EF元素值小于1，該元素的富集程度比世界平均頁巖虧；EF元素值大于1，該元素的富集程度比世界平均頁巖富。

2.2 數(shù)據(jù)分析

沉積巖地球化學(xué)元素是解釋原始沉積物和環(huán)境條件的重要指標(biāo)(Li et al.，2003；Tribovillard et al.，2006；Craigie，2018；Zhai et al.，2019)。前人的研究結(jié)果表明(表1)(Craigie，2018；Zhai et al.，2019)，Al、K與陸源長石、黏土礦物有關(guān)，Ti與陸源重礦物有關(guān)。Ca、Sr、Ba與碳酸鹽自生沉淀有關(guān)，P與磷酸鹽沉淀有關(guān)。V、Ni、Mo都可在局限海條件下富集，但Mo的富集需要相對平靜海洋環(huán)境，而V、Ni的富集只需要缺氧條件(Li et al.，2003；Tribovillard et al.，2006；Ramkumar，2015；Craigie，2018；Zhai et al.，2019)。

表1 元素與礦物的親緣關(guān)系表Tab.1 Genetic relationship between elements and minerals

雙河露頭的79件樣品鑒定出的礦物有石英、方解石、白云石、微斜長石、斜長石、伊利石、綠泥石、黃鐵礦；檢出主量元素氧化物有SiO2、Al2O3、Fe2O3、CaO、MgO、K2O、Na2O、MnO、TiO2、P2O5；微量元素有V、Cr、Co、Ni、Zn、Cu、Ba、La、Ce、Zr、Rb、As、Th、U、Mo。

雙河露頭取樣層段的沉積微相類型有硅質(zhì)深水陸棚沉積、含鈣富硅泥質(zhì)深水陸棚沉積、泥質(zhì)深水陸棚沉積。硅質(zhì)深水陸棚沉積、含鈣富硅泥質(zhì)深水陸棚沉積主要礦物有化學(xué)或生物成因的微晶石英、陸源黏土礦物、化學(xué)和生物成因的碳酸鹽。泥質(zhì)深水陸棚沉積主要礦物為陸源黏土礦物、化學(xué)和生物成因的碳酸鹽，次為化學(xué)或生物成因的微晶石英或陸源碎屑石英、長石。由此可見，石英既有陸源碎屑成因的，也有化學(xué)、生物成因的；微斜長石、斜長石、伊利石、綠泥石主要是陸源成因；方解石、白云石、黃鐵礦為化學(xué)和生物成因的。

與石英具有良好正相關(guān)性(R2=0.841)的SiO2化學(xué)地層學(xué)意義不明確，因為既可能是陸源碎屑石英的響應(yīng)，也可能是化學(xué)和生物成因的石英的響應(yīng)，這兩類成因的石英化學(xué)地層意義截然不同。陸源成因主要礦物是黏土礦物、長石，與其明顯正相關(guān)的Al2O3、K2O、TiO2是陸源供應(yīng)強度的響應(yīng)。與化學(xué)和生物成因的主要礦物方解石、白云石、黃鐵礦為明顯正相關(guān)的CaO、MnO、MgO等是化學(xué)和生物沉積作用的響應(yīng)。伊利石與Al相關(guān)性最強，相關(guān)系數(shù)R2=0.859，Al是陸源輸入指標(biāo)性元素；方解石與Ca相關(guān)系數(shù)最大(R2=0.845)，Ca是自生沉淀指標(biāo)性元素；總有機碳含量(TOC)與V的相關(guān)系數(shù)最高(R2=0.657)，V是有機質(zhì)吸附和還原強度指標(biāo)性元素。

2.3 元素數(shù)據(jù)多元統(tǒng)計分析及參數(shù)優(yōu)選

利用SPSS(Statistical Product and Service Solutions)軟件對主量和微量元素進行了相關(guān)分析、主成分分析、聚類分析等多元統(tǒng)計分析。根據(jù)多元統(tǒng)計分析結(jié)果，從20余項元素中篩選出：①陸源輸入強度相關(guān)元素組合：Al、K、Ti、Mg、Rb、Cr、Zr。②自生沉淀強度相關(guān)元素組合：Ca、Mn、Ba、Co。③有機質(zhì)吸附及還原強度相關(guān)元素組合：V、Ni、Mo、U、Cu、Zn。通常，同一成因意義的元素組合具有相關(guān)分析結(jié)果相關(guān)性強、主成分分析結(jié)果載荷值高、聚類分析結(jié)果歐氏距離值小等特征(Tribovillard et al.，2006；Ramkumar，2015；Craigie，2018；Zhai et al.，2019)。雙河露頭五峰組—龍馬溪組下段元素相關(guān)分析結(jié)果見表2，主成分分析結(jié)果見表3和表4，聚類分析結(jié)果見圖2。

圖2 雙河露頭五峰組—龍馬溪組下段元素聚類分析樹狀圖Fig.2 Dendrogram of element cluster analysis of Wufeng Formation-Lower Longmaxi Formation in Shuanghe outcrop

Al是陸源輸入標(biāo)志性元素。在元素相關(guān)分析結(jié)果中，Al2O3與K2O、TiO2、MgO、Rb、Cr的相關(guān)系數(shù)分別為0.99、0.95、0.81、0.88、0.64。Zr作為陸源輸入標(biāo)志性微量元素與Al相關(guān)性較小，相關(guān)系數(shù)為0.47，但與TiO2相關(guān)系數(shù)略大，為0.57(表2)。在主量元素主成分分析結(jié)果中，Al2O3、K2O、TiO2、MgO在主成分1中的載荷值分別為0.96、0.948、0.945、0.914(表3)；在微量元素主成分分析結(jié)果中Rb、Cr在主成分2中的載荷值分別為0.572和0.645，Zr在主成分2中的載荷值相對最大，但僅為0.397(表4)。在聚類分析結(jié)果中，Al2O3與K2O的平方歐氏距離約為1，TiO2、MgO的平方歐氏距離約為2，Al2O3、K2O、TiO2、MgO、Rb、Cr組合的平方歐氏距離在5以內(nèi)(圖2)。

Ca是自生沉淀標(biāo)志性元素。在元素相關(guān)分析結(jié)果中，CaO與MnO的相關(guān)系數(shù)為0.82，與其他元素的相關(guān)性均不足0.5。Ba作為自生沉淀標(biāo)志性微量元素與CaO相關(guān)性較小，相關(guān)系數(shù)為0.29(表2)。在主量元素主成分析結(jié)果中，CaO、MnO在主成分2中的載荷值分別為0.949、0.943(表3)；在微量元素主成分分析結(jié)果中Ba在主成分3中的載荷值相對最大，但僅為0.362；主成分3中Co的載荷值最大，為0.877(表4)。在聚類分析結(jié)果中，CaO與MnO的平方歐氏距離約達25，說明二者反映的自生沉淀作用機理存在較大差別；CaO、P2O5、Ba、V、Ni、As組合的平方歐氏距離在5以內(nèi)，MnO、SiO2、Co組合的平方歐氏距離在6以內(nèi)(圖2)。

表3 雙河露頭五峰組—龍馬溪組下段樣品主量元素主成分矩陣表Tab.3 Principal component matrix of major elements in Wufeng Formation-Lower Longmaxi Formation of Shuanghe outcrop

表4 雙河露頭五峰組—龍馬溪組下段樣品微量元素主成分矩陣表Tab.4 Principal component matrix of trace elements in Wufeng Formation-Lower Longmaxi Formation of Shuanghe outcrop

V、Ni、Mo、U是有機質(zhì)吸附及還原強度標(biāo)志性元素。在元素相關(guān)分析結(jié)果中，V與Ni、Mo、U的相關(guān)系數(shù)為0.72、0.71、0.45，Mo，和U、As的相關(guān)系數(shù)分別為0.67、0.5；V、Ni、Mo、U與其他元素的相關(guān)性均不足0.5(表2)。在微量元素主成分分析結(jié)果中，V、Ni、Mo、U在主成分1中的載荷值分別為0.733、0.859、0.692、0.431；主成分1中載荷值大于0.5的其他元素是Zn、Cu，載荷值分別為0.684和0.721(表4)。在聚類分析結(jié)果中，Mo、U的平方歐氏距離為1，二者與總有機碳(TOC)、Cu、Zn的平方歐氏距離為5；V與P2O5的平方歐氏距離為1，與Ni的平方歐氏距離為2，V、Ni、Mo、U組合的平方歐氏距離在9以內(nèi)(圖2)。

3 高分辨化學(xué)層序地層學(xué)分析

層序地層學(xué)分析最重要的工作是識別層序關(guān)鍵界面(層序界面、最大海泛面)(Haq et al.，1988；Posamentier et al.，1988；Haq et al.，2008；陳留勤，2008；Catuneanu et al.，2009)。陸源輸入強度的相關(guān)元素組合與海平面升降的響應(yīng)最為敏感。海平面上升，海水覆蓋區(qū)域增大，暴露剝蝕區(qū)減小，一般陸源輸入強度減弱，與陸源輸入強度的相關(guān)元素組合總量減少；海平面下降，海水覆蓋區(qū)域減小，暴露剝蝕區(qū)增大，一般陸源輸入強度增強，與陸源輸入強度的相關(guān)元素組合總量增大。因此，可以根據(jù)與陸源輸入強度的相關(guān)元素組合總量的變化識別海平面由下降變?yōu)楹Ｆ矫嫔仙霓D(zhuǎn)折面(層序界面)和海平面由上升變?yōu)楹Ｆ矫嫦陆档霓D(zhuǎn)折面(最大海泛面)。在筆者分析中，陸源輸入強度的相關(guān)元素組合總量采用原始實測數(shù)據(jù)之和。自生沉淀強度、有機質(zhì)吸附及還原強度的相關(guān)元素組合對海平面的升降變化也有一定響應(yīng)。通常與陸源碎屑輸入強度呈互為消長的關(guān)系，但其影響因素更為復(fù)雜，如水體的活動性、pH值、Eh值等，但最大的干擾因素是陸源輸入。為削弱陸源輸入的影響，在筆者分析中，自生沉淀強度相關(guān)元素組合總量采用Al-標(biāo)準(zhǔn)化值之和，有機質(zhì)吸附及還原強度相關(guān)元素組合采用EF之和。

在雙河露頭化學(xué)層序地層學(xué)分析中，通過陸源輸入強度、自生沉淀強度、有機質(zhì)吸附及還原強度相關(guān)元素組合總量變化趨勢綜合分析，缺測位置采取與新地1井化學(xué)層序地層格架對比，在五峰組識別出1個層序(LCW)，龍馬溪組下段識別出4層序，自下而上命名為MCL1-1、MCL1-2、MCL1-3、MCL1-4；層序的底邊界依次命名為SBW、SBL1、SBL1-2、SBL1-3、SBL1-4；識別了各層序最大海泛面，依次命名為mfsW、mfsL1-1、mfsL1-2、mfsL1-3、mfsL1-4。陸源輸入強度相關(guān)主量、微量元素組合總量在層序界面附近相對較高，而最大海泛面附近相對較低，具有元素總量減少—增加旋回性變化特征。而自生沉淀強度相關(guān)主量元素組合總量和微量元素組合總量、有機質(zhì)吸附及還原強度相關(guān)微量元素組合總量在層序界面附近一般較低，在最大海泛面附近一般較高，具元素總量增多—減少旋回性變化特征。這種不同成因意義的元素組合總量旋回性變化是區(qū)域海平面變化的響應(yīng)，具有區(qū)域一致性，可作為區(qū)域地層對比依據(jù)。參照層序級次研究成果，三級層序的厚度多為百米級、時間跨度多為2～5 Ma；四級層序的厚度多為十米級，時間跨度多為0.4～1 Ma(林暢松等，2000；Catuneanu et al.，2009；鄭榮才等，2010；趙亮東等，2011；余瑜等，2018)；與五峰組相當(dāng)?shù)腖CW層序，厚度在10 m左右，時間跨度不詳。參考前人研究成果(王同等，2015；郭旭升，2017)，LCW是由一個四級層序組成的三級層序，龍馬溪組下段厚度為84.5 m，時間跨度為3 Ma(443.8～440.8 Ma)，劃分的4個層序厚度均為十米級，平均時間跨度為0.75 Ma，層序級次相當(dāng)于四級基準(zhǔn)面升降旋回(中周期基準(zhǔn)面升降旋回)形成的層序。各層序的不同元素組合總量變化特征見圖3、表5。

3.1 LCW層序

LCW層序陸源輸入強度相關(guān)的Al+K+Mg+Ti主量元素組合和Cr+Zr+Rb微量元素組合的總量相對較低，Al+K+Mg+Ti主量元素組合總量平均值為10.76%，Cr+Zr+Rb微量元素組合量平均值為180.69×10-6；層序底界面SBW附近，Al+K+Mg+Ti主量元素組合總量約為12.17%，Cr+Zr+Rb微量元素組合總量為162×10-6；向上，二者減小，在最大海泛面mfsW附近，二者總量分別為9.52%、106×10-6；從mfsW向上，二者含量有增大趨勢，到層序頂邊界SBL1附近，二者總量分別為12.76%、237×10-6。

自生沉淀強度相關(guān)的Ca+Mn主量元素組合及Co+Ba微量元素組合總量的Al標(biāo)準(zhǔn)化值、有機質(zhì)吸附及還原強度相關(guān)V+Ni+Mo+U+Cu+Zn微量元素組合總量及其富集系數(shù)均較高，平均值分別為1.94及61.79×10-4、583.43×10-6及75.52；層序底界面SBW附近，四者數(shù)值分別為1.28及33.96×10-4、269.21×10-6及10.35；向上四者數(shù)值增大，在最大海泛面mfsW附近，四者數(shù)值分別為3.2及88.33×10-4、964.21×10-6及229.45；從mfsW向上，四者數(shù)值有減小的趨勢，到層序頂邊界SBL1附近，四者數(shù)值分別為1.70及66.60×10-4、614.21×10-6及14.01(圖3、表5)。

表5 雙河露頭五峰組—龍馬溪組下段化學(xué)層序地層特征數(shù)據(jù)表Tab.5 Chemical sequence stratigraphic characteristics of Wufeng Formation-Lower Longmaxi Formation in Shuanghe outcrop

1.瘤狀灰?guī)r;2.硅質(zhì)巖;3.硅質(zhì)泥巖;4.泥灰?guī)r;5.泥巖或頁巖;6.粉砂質(zhì)泥巖;7.泥質(zhì)粉砂巖;8.三級/四級層序界面(SB);9.最大海泛面(mfs);10.變化趨勢

雙河露頭龍馬溪組下部的MCL1-1、MCL1-2因覆蓋嚴(yán)重未能實際測量和采樣，這2個層序是通過與新地1井對比分析得出的。

3.2 MCL1-3層序

MCL1-3層序陸源輸入強度相關(guān)的Al+K+Mg+Ti主量元素組合和Cr+Zr+Rb微量元素組合的總量相對較高，二者平均值分別為23.49%和179.52×10-6；層序底界面SBL1-3附近，Al+K+Mg+Ti主量元素組合總量約為22.98%，Cr+Zr+Rb微量元素組合量平均值為355×10-6；向上，二者略微減小，在最大海泛面mfsL1-3附近，二者總量分別為20.24%、279×10-6；從mfsL1-3向上，二者含量有增大趨勢，到層序頂邊界SBL1-4附近，二者總量分別為25.31%、354×10-6。

自生沉淀強度相關(guān)的Ca+Mn主量元素組合及Co+Ba微量元素組合總量的Al標(biāo)準(zhǔn)化值、有機質(zhì)吸附及還原強度相關(guān)V+Ni+Mo+U+Cu+Zn微量元素組合總量及其富集系數(shù)均略低，平均值分別為0.18及46.16×10-4、179.52×10-6及2.25；層序底界面SBL1-3附近，四者數(shù)值分別為0.16及40.57×10-4、150.21×10-6及2.15；向上四者數(shù)值略有增大，在最大海泛面mfsL1-3附近，四者數(shù)值分別為0.77及58.38×10-4、210.21×10-6及2.83；從mfsL1-3向上，四者數(shù)值有減小的趨勢，到層序頂邊界SBL1-4附近，四者數(shù)值分別為0.01及38.12×10-4、193.21×10-6及1.98(圖3、表5)。

3.3 MCL1-4層序

MCL1-4層序陸源輸入強度相關(guān)的Al+K+Mg+Ti主量元素組合和Cr+Zr+Rb微量元素組合的總量相對略高，二者平均值分別為24.43%和290.79×10-6；由層序底界面SBL1-4附近向上，二者略微減小，在最大海泛面mfsL1-4附近，二者總量分別為23.99%、268×10-6；從mfsL1-4向上，二者含量有增大趨勢，到層序頂邊界SBL2-1附近，二者總量分別為24.56%、295×10-6。

自生沉淀強度相關(guān)的Ca+Mn主量元素組合及Co+Ba微量元素組合總量的Al標(biāo)準(zhǔn)化值、有機質(zhì)吸附及還原強度相關(guān)V+Ni+Mo+U+Cu+Zn微量元素組合總量及其富集系數(shù)均偏低，平均值分別為0.22及45.38×10-4、244.93×10-6及2.90；由層序底界面SBL1-4附近向上，四者數(shù)值略有增大，在最大海泛面mfsL1-3附近，四者數(shù)值分別為0.25及63.08×10-4、287.21×10-6及3.21；從mfsL1-4向上，四者數(shù)值有減小的趨勢，到層序頂邊界SBL2-1附近，四者數(shù)值分別為0.21及41.15×10-4、253.21×10-6及2.90(圖3、表5)。

3.4 雙河露頭與新地1井化學(xué)層序地層對比

與雙河露頭同處于上揚子地區(qū)西南緣的新地1井(圖1)完整揭露了五峰組—龍馬溪組下段，且連續(xù)取心。新地1井五峰組—龍馬溪組下段，以陸源輸入強度相關(guān)的Al+K+Fe+Ti主量元素組合和Al富集系數(shù)為主，輔以自生沉淀強度相關(guān)的Ca+Mg+Mn主量元素組合和Sr微量元素、有機質(zhì)吸附及還原強度相關(guān)V+Ni+Ba+Zn微量元素組合。通過陸源輸入強度、自生沉淀強度、有機質(zhì)吸附及還原強度相關(guān)元素組合總量變化趨勢綜合分析，在五峰組識別出1個層序(LCW)，龍馬溪組下段自下而上識別出MCL1-1、MCL1-2、MCL1-3、MCL1-4；層序的底邊界依次命名為SBW、SBL1、SBL1-2、SBL1-3、SBL1-4；識別了各層序最大海泛面，依次命名為mfsW、mfsL1-1、mfsL1-2、mfsL1-3、mfsL1-4(圖4a)。

1.瘤狀灰?guī)r;2.硅質(zhì)巖;3.硅質(zhì)泥巖;4.泥灰?guī)r;5.泥巖或頁巖;6.粉砂質(zhì)泥巖;7.泥質(zhì)粉砂巖;8.三級/四級層序界面(SB);9.最大海泛面(mfs)，10.變化趨勢

雙河露頭LCW、MCL1-3、MCL1-4劃分層序的指標(biāo)性元素組合總量的旋回性變化特征可以與新地1井很好對比(圖4)。雙河露頭龍馬溪組下部，由于覆蓋無法觀測、取樣獲得地球化學(xué)數(shù)據(jù)，通過與新地1井對比分析，可以大致推斷MCL1-1、MCL1-2層序及層序邊界(SBL1-2)、最大海泛面(mfsL1-1、mfsL1-2)在露頭剖面的位置(圖4)。

4 結(jié)論

(1)雙河露頭五峰組—龍馬溪組下段為深水陸架沉積，檢出礦物有石英、方解石、白云石、微斜長石、斜長石、伊利石、綠泥石、黃鐵礦；檢出主量元素氧化物有SiO2、Al2O3、Fe2O3、CaO、MgO、K2O、Na2O、MnO、TiO2、P2O5；微量元素有V、Cr、Co、Ni、Zn、Cu、Ba、La、Ce、Zr、Rb、As、Th、U、Mo。礦物及化學(xué)元素具有不同的成因意義。黏土礦物、長石主要來自陸源輸入，石英的成因既有陸源輸入，也有自生沉淀，方解石為自生沉淀礦物。Al與陸源輸入相關(guān)，Ca與自生沉淀關(guān)系密切，V、Ni與有機質(zhì)吸附及還原強度相關(guān)。

(2)陸源輸入強度的相關(guān)元素組合與海平面升降的響應(yīng)最為敏感，是識別海平面變化趨勢、劃分層序的主要指標(biāo)。海平面上升，海水覆蓋區(qū)域增大，暴露剝蝕區(qū)減小，陸源輸入強度的相關(guān)元素組合總量減少；海平面下降，海水覆蓋區(qū)域減小，暴露剝蝕區(qū)增大，陸源輸入強度的相關(guān)元素組合總量增大。自生沉淀強度、有機質(zhì)吸附及還原強度的相關(guān)元素組合對海平面的升降變化也有一定響應(yīng)，通常與陸源碎屑輸入強度呈互為消長的關(guān)系，但其影響因素更為復(fù)雜，是識別海平面變化趨勢、劃分層序的輔助指標(biāo)。

(3)以陸源輸入強度相關(guān)的Al+K+Mg+Ti主量元素組合和Cr+Zr+Rb微量元素組合為主，輔以自生沉淀強度相關(guān)的Ca+Mn主量元素組合和Co+Ba微量元素組合、有機質(zhì)吸附及還原強度相關(guān)V+Ni+Mo+U+Cu+Zn微量元素組合。通過不同元素組合總量變化趨勢綜合分析，結(jié)合與新地1井化學(xué)層序地層格架對比，在五峰組識別出1個層序(LCW)，龍馬溪組下段識別出4個四級層序，自下而上命名為MCL1-1、MCL1-2、MCL1-3、MCL1-4。陸源輸入強度相關(guān)元素組合總量在層序界面附近相對較高，最大海泛面附近相對較低；而自生沉淀強度、有機質(zhì)吸附及還原強度相關(guān)元素組合總量在層序界面附近一般較低，在最大海泛面附近一般較高。這種不同成因意義的元素組合總量旋回性變化是區(qū)域海平面變化的響應(yīng)，具有區(qū)域一致性，可作為區(qū)域地層對比依據(jù)。

致謝：本文研究、寫作過程中得到了中國地質(zhì)調(diào)查局成都地調(diào)中心劉偉、中國地質(zhì)大學(xué)(北京)吳昊等多位同行的大力協(xié)助。在此，向他們表示衷心的感謝！

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