川西南鹽津地區(qū)志留系龍馬溪組頁(yè)巖地球化學(xué)特征及地質(zhì)意義*

何佳偉 謝 淵 侯明才 劉建清 何 利 蘆云飛

1 成都理工大學(xué)沉積地質(zhì)研究院，四川成都 610059 2 中國(guó)地質(zhì)調(diào)查局成都中心，四川成都 610081

稀土元素(REE)在源巖風(fēng)化至固結(jié)成巖全過程中，由于其獨(dú)特的化學(xué)性質(zhì)，可以被定量保存在沉積物中，其配分模式受后期成巖作用影響很小，常被用來反推沉積物源區(qū)、沉積構(gòu)造背景和古環(huán)境、古氣候等(劉立本，1994；楊守業(yè)和李從先，1999；周圓圓等，2016；肖斌等，2017)，此外，稀土元素地球化學(xué)數(shù)據(jù)具備獲取簡(jiǎn)單和可重復(fù)等特點(diǎn)，結(jié)合其他地質(zhì)現(xiàn)象或參數(shù)能有效地解釋和完善沉積環(huán)境、構(gòu)造背景等信息(Eltometal.， 2017)。因此，測(cè)定沉積巖中稀土元素參數(shù)和明確稀土元素的參數(shù)特征是非常重要的工作。

位于上揚(yáng)子板塊的四川盆地內(nèi)外發(fā)育多套厚層沉積巖，由于五峰組—龍馬溪組地域分布穩(wěn)定、沉積巖層厚度大、有機(jī)質(zhì)含量高、脆性礦物發(fā)育，且具有較大的頁(yè)巖氣資源潛力(張金川等，2008)，故該套頁(yè)巖迅速成為國(guó)內(nèi)學(xué)者研究熱點(diǎn)。前人主要是從主量元素和微量元素的含量及相關(guān)元素比值，重點(diǎn)分析了五峰組—龍馬溪組的沉積環(huán)境(劉江濤等，2016；Hanetal.， 2018；邱振等，2018)、陸源碎屑的輸入(張琴等，2018；鄭宇龍等，2019)以及古生產(chǎn)力的反演(李艷芳等，2015；何利等，2018；何龍等，2019)，但最終落腳點(diǎn)往往是討論TOC含量和上述各條件之間的相關(guān)性，并以此推斷出四川盆地龍馬溪組頁(yè)巖有機(jī)質(zhì)的富集原理(Chenetal.， 2016；Zhaoetal.， 2019；蒲泊伶等，2020；邱振等2020)，且前人對(duì)龍馬溪組頁(yè)巖稀土元素的研究主要集中在渝東北、川南和湘西以及黔北地區(qū)。熊小輝等(2015)和肖斌(2017)通過稀土元素含量、配分模式以及相關(guān)元素比值等方法分析，認(rèn)為渝東北龍馬溪組頁(yè)巖的物源為大陸島弧環(huán)境下的古老陸源碎屑，而王淑芳等(2015)和何利等(2018)對(duì)川南地區(qū)龍馬溪組頁(yè)巖的稀土元素進(jìn)行分析后，認(rèn)為龍馬溪組底部黑色頁(yè)巖形成于快速海侵背景下的滯留缺氧的還原環(huán)境，李雙建(2008)和王辰等(2017)則對(duì)湘西以及黔北地區(qū)的龍馬溪組頁(yè)巖的形成環(huán)境和物源進(jìn)行了探討，認(rèn)為志留紀(jì)早期的水體還原性較強(qiáng)并呈現(xiàn)出酸度下降的趨勢(shì)，物源則為雪峰古隆起的古老沉積巖和花崗巖的混合，其次，他們對(duì)于稀土元素的解釋往往是作為主量元素、微量元素的補(bǔ)充手段，忽略了稀土元素本身所蘊(yùn)含的物源特征、構(gòu)造背景、沉積速率等一系列信息。如果說前人應(yīng)用主量元素、微量元素來推斷有機(jī)質(zhì)的富集原理是非常規(guī)、常規(guī)油氣理論的“樹干”，那么稀土元素本身所蘊(yùn)含的物源特征、構(gòu)造背景等信息就是這顆大樹的“根莖”，只有客觀準(zhǔn)確地刻畫出龍馬溪組頁(yè)巖所“產(chǎn)生”的條件，才能更好地討論有機(jī)質(zhì)在該套頁(yè)巖中的富集機(jī)理。因此，隨著昭通頁(yè)巖氣開發(fā)示范區(qū)的建立(陳志鵬等，2016；董大忠等，2016)，豐富了四川盆地龍馬溪組頁(yè)巖的研究?jī)?nèi)容，但相比之下以昭通示范區(qū)為代表的川西南緣的地球化學(xué)研究以及數(shù)據(jù)積累都顯得嚴(yán)重不足，無法準(zhǔn)確客觀地評(píng)述龍馬溪組頁(yè)巖“產(chǎn)生”的條件?；诖耍髡哌x取位于四川盆地西南緣的鹽津牛寨剖面進(jìn)行研究，同時(shí)該剖面也位于昭通頁(yè)巖示范區(qū)外圍，為避免單一剖面所帶來的主觀誤差，補(bǔ)充了同處于四川盆地西南緣的公開發(fā)表過的剖面和鉆井?dāng)?shù)據(jù)加以輔證，試圖通過鹽津牛寨剖面志留系龍馬溪組稀土元素及主量元素、微量元素的特征及變化趨勢(shì)，來解釋研究區(qū)龍馬溪組頁(yè)巖的源巖特征、源區(qū)構(gòu)造背景，并為豐富四川盆地西南緣地球化學(xué)數(shù)據(jù)提供參考。

1 地質(zhì)背景及剖面點(diǎn)

鹽津地區(qū)位于四川盆地西南緣，北鄰川中隆起、南靠黔中隆起、西近康滇古陸。晚奧陶世—早志留世由于加里東造山運(yùn)動(dòng)造成華夏板塊自西南向揚(yáng)子板塊發(fā)生持續(xù)擠壓，使得上揚(yáng)子海水從西南退到東北部，并形成露出海面的川中隆起和黔中隆起，與西邊的康滇古陸聯(lián)合形成三面環(huán)隆的局限—半局限古地理格局(尹福光等，2001；文玲等，2002；萬方和許效松，2003；王玉滿等，2017)。在此格局下先后發(fā)生了海侵與海退事件(戎嘉余等，2011；王志峰等，2014)，進(jìn)而在研究區(qū)內(nèi)發(fā)育了分布區(qū)域廣、厚度大、富含有機(jī)質(zhì)的下志留統(tǒng)龍馬溪組黑色頁(yè)巖。

鹽津牛寨剖面自下而上發(fā)育上奧陶統(tǒng)五峰組、下志留統(tǒng)龍馬溪組和中二疊統(tǒng)梁山組，各組之間均為平行不整合接觸。前人研究表明研究區(qū)內(nèi)代表冰期沉積的觀音橋組灰?guī)r缺失(何佳偉，2018；何利等，2018)，其中龍馬溪組主體為灰黑色—黑色碳質(zhì)細(xì)粒沉積巖，總厚181.59 m，下部以黑色碳質(zhì)頁(yè)巖為主，發(fā)育水平層理，富含筆石化石；上部以灰黑色碳質(zhì)頁(yè)巖為主夾薄層狀泥巖，依據(jù)前人研究結(jié)果和頁(yè)巖沉積構(gòu)造及古生物特點(diǎn)，將龍馬溪組上段和下段劃分為淺水陸棚沉積和深水陸棚沉積(牟傳龍等，2011)。

2 樣品采集及測(cè)試方法

圖 2 川西南鹽津牛寨剖面龍馬溪組頁(yè)巖礦物組成Fig.2 Shale minerals in the Longmaxi Formation of Niuzhai section of Yanjin area，southwestern Sichuan Basin

3 測(cè)試結(jié)果與相關(guān)參數(shù)

3.1 巖石礦物學(xué)特征及TOC含量

鹽津牛寨剖面龍馬溪組頁(yè)巖主要以灰黑色—黑色碳質(zhì)頁(yè)巖為主，夾薄層狀泥巖，偶見砂質(zhì)及粉砂質(zhì)頁(yè)巖，在龍馬溪組下段可見豐富的筆石化石，發(fā)育大量黃鐵礦及水平層理(圖 1-B)。X衍射定量分析結(jié)果顯示，研究區(qū)龍馬溪組頁(yè)巖礦物成分以石英、碳酸鹽礦物和黏土礦物為主(圖 2)，其中石英含量在17.0%～53%之間，平均為33.11%；碳酸鹽礦物含量變化較大，在0%～43%之間，平均為17.79%；黏土礦物以綠泥石和伊利石為主，在13%～67%之間，平均為40.42%。從
圖 2 可以看出，該地區(qū)龍馬溪組頁(yè)巖的石英表現(xiàn)出逐步降低的趨勢(shì)，碳酸鹽礦物呈現(xiàn)出前期快速減少后期緩慢增加的特點(diǎn)，而黏土礦物則呈現(xiàn)出逐步增加的趨勢(shì)，且龍馬溪組下段表現(xiàn)出石英和碳酸鹽礦物含量高、黏土礦物含量低的特點(diǎn)。據(jù)石英+長(zhǎng)石+黃鐵礦、碳酸鹽巖和黏土礦物三角圖顯示鹽津地區(qū)龍馬溪組頁(yè)巖主要為黏土相頁(yè)巖和混合相頁(yè)巖的組合(圖 2)，表明龍馬溪組頁(yè)巖沉積期間水體相對(duì)較深。

鹽津牛寨剖面龍馬溪組頁(yè)巖TOC含量在0.33%～5.87%之間，平均為3.11%，其中龍馬溪組下段平均為3.22%，明顯高于上段的0.82%。整體而言，龍馬溪組頁(yè)巖的TOC含量呈現(xiàn)出下段高、上段低的特征(圖 1)。

3.2 稀土元素特征

鹽津牛寨剖面龍馬溪組頁(yè)巖稀土元素測(cè)試分析結(jié)果顯示∑REE值在141.37～287.63 μg/g之間，平均為209.31 μg/g，對(duì)比北美頁(yè)巖均值193.18 μg/g(Haskinetal.， 1966)(表 1)，說明該地區(qū)稀土元素總含量相對(duì)富集；其中龍馬溪組上段∑REE在165.84～256.20 μg/g之間，平均為213.34 μg/g(n=9)，下段∑REE含量在141.37～287.63 μg/g之間，平均為205.68 μg/g(n=10)，龍馬溪組上、下段∑REE平均值差值明顯大于龍馬溪組整體與北美頁(yè)巖∑REE均值的差值，表明該地區(qū)頁(yè)巖的地球化學(xué)條件存在一定差異。

A—∑REE-δCe交匯圖；B—δEu-δCe交匯圖圖 3 川西南鹽津牛寨剖面龍馬溪組頁(yè)巖稀土元素交匯圖Fig.3 REE element intersection diagram of the Longmaxi Formation shale in Niuzhai section of Yanjin area，southwestern Sichuan Basin

3.3 數(shù)據(jù)有效性判別

圖 4 川西南鹽津牛寨剖面龍馬溪組 頁(yè)巖δEu-LaN/NdN交匯圖Fig.4 δEu-LaN/NdN relationship of the Longmaxi Formation shale in Niuzhai section of Yanjin area， southwestern Sichuan Basin

稀土元素由于其化學(xué)性質(zhì)相對(duì)較穩(wěn)定，在沉積過程中可以保存大量原始地球化學(xué)特征，但在成巖作用影響下部分稀土元素含量發(fā)生改變，導(dǎo)致稀土元素的配分模式發(fā)生變化，削弱∑REE對(duì)原始沉積環(huán)境、物源和構(gòu)造背景的指示意義，總體來說，在成巖作用影響下，δCe會(huì)與δEu、∑REE呈良好的相關(guān)性(Shields and Stille，2001)。研究區(qū)δCe、δEu和∑REE平均值分別為0.81、1.10和209.31 μg/g，對(duì)樣品分別進(jìn)行∑REE-δCe、δEu-δCe相關(guān)性投點(diǎn)(圖 3)，顯示δCe與δEu(R2=0.3)、∑REE(R2=0.4)相關(guān)性不明顯，表明后期成巖等改造作用對(duì)該地區(qū)稀土元素配分模式無明顯影響。此外，隨著深埋藏成巖作用的不斷加強(qiáng)，LaN/NdN值會(huì)逐漸降低，沉積物中的Eu由于氧濃度的降低逐漸被還原成Eu2+，尤其在大量有機(jī)質(zhì)存在的還原環(huán)境中，會(huì)造成Eu負(fù)異常化(Shields and Stille，2001；侯東壯等，2019)，對(duì)鹽津牛寨剖面黑色頁(yè)巖進(jìn)行δEu-LaN/NdN投點(diǎn)(圖 4)，顯示兩者之間沒有相關(guān)性(R2=0.0)，說明深埋藏成巖作用沒有改變區(qū)域內(nèi)的地化參數(shù)。此外，δPr-δCe相關(guān)性圖解顯示(圖 5)，研究區(qū)樣品都落在C2區(qū)域內(nèi)，表明Ce異常為真正的負(fù)異常，可以用來表征古海洋氧化還原狀態(tài)(Morad and Felitsyn，2001)。以上分析可知，鹽津牛寨剖面龍馬溪組頁(yè)巖的∑REE相關(guān)特征可以用來指示沉積環(huán)境、物源和構(gòu)造背景。

圖 5 川西南鹽津牛寨剖面龍馬溪組頁(yè)巖δPr-δCe交匯圖 (底圖改自Shields et al.， 2001)Fig.5 δPr-δCe relationship of the Longmaxi Formation in Niuzhai section of Yanjin area，southwestern Sichuan Basin (modified from Shields et al.,2001)

4 稀土元素的地質(zhì)意義

4.1 古環(huán)境

圖 6 川西南鹽津牛寨剖面龍馬溪組頁(yè)巖部分地化數(shù)據(jù)垂向演化Fig.6 Vertical evolution of partial geochemical data of the Longmaxi Formation shale in Niuzhai section of Yanjin area，southwestern Sichuan Basin

W201和Z106井?dāng)?shù)據(jù)引自王淑芳等，2015；新地2井?dāng)?shù)據(jù)引自牟傳龍等，2019圖 7 川西南龍馬溪組頁(yè)巖δCe垂向變化對(duì)比圖Fig.7 Comparison of vertical variation of δCe in the Longmaxi Formation shale in southwestern Sichuan Basin

對(duì)比同處于上揚(yáng)子西南緣的W201井、Z106井(王淑芳等，2015)和新地2井(牟傳龍等，2019)δCe變化規(guī)律(圖 7)，發(fā)現(xiàn)在W201井、Z106井的龍馬溪組下段δCe都有先減小后增加的變化趨勢(shì)，雖新地2井沒有δCe突然減小的記錄，但在龍馬溪組下段仍然出現(xiàn)了δCe逐漸增大的變化趨勢(shì)。此外，拜文華等(2019)對(duì)四川盆地西南緣的古水深和氧化還原狀態(tài)進(jìn)行研究時(shí)，發(fā)現(xiàn)該區(qū)龍馬溪組下部形成于缺氧的還原狀態(tài)、上部形成于弱的氧化水體且在龍馬溪組沉積早期發(fā)生海侵、中后期海退，與本文得出的結(jié)論相一致。早志留世早期由于晚奧陶世末期全球性的火山爆發(fā)等事件活動(dòng)，導(dǎo)致全球變暖，隨著岡瓦納冰川消融，海平面迅速上升，沉積水體加深(嚴(yán)德天等，2009)，形成缺氧還原環(huán)境，在此環(huán)境下形成龍馬溪組下段深水陸棚沉積；隨著華夏板塊自西南向揚(yáng)子板塊的持續(xù)擠壓作用，使得上揚(yáng)子海水從西南退到東北部(戎嘉余等，2011；肖斌等，2017)，導(dǎo)致上揚(yáng)子西南緣海平面逐漸下降，氧化狀態(tài)發(fā)育并形成龍馬溪組上段淺水陸棚沉積。

4.2 沉積速率

稀土元素以吸附態(tài)或者游離態(tài)賦存于沉積物中，如果沉積速率較慢，沉積物在海水中的停留程度增大，有利于稀土元素發(fā)生分解并與海水中的黏土礦物和有機(jī)質(zhì)等相結(jié)合，導(dǎo)致稀土元素呈現(xiàn)強(qiáng)烈的分異現(xiàn)象，使得LaN/YbN值明顯偏離，因此可以利用REE分異程度來表示沉積物的沉積速率，且LaN/YbN值越大，表明REE分異程度越大，沉積速率越慢，反之沉積速率越快(王中剛等，1989)。從 表 1 和圖 6可以看出，鹽津牛寨剖面LaN/YbN值從底部2.17迅速減小到最小值1.26，之后呈現(xiàn)逐漸增大的趨勢(shì)并在龍馬溪組中部達(dá)到最大值2.84，隨后逐步降低直至龍馬溪組頂部。LaN/YbN值變化趨勢(shì)與δCe變化趨勢(shì)幾乎一致，表明在早志留世早期的快速海侵背景下，海水深度增加，導(dǎo)致沉積物在海水中的滯留時(shí)間增大，使得沉積速率降低，隨著中后期海退發(fā)生，整體水深變淺，加上海退所裹挾大量陸源物質(zhì)涌入使海水中沉積物的數(shù)量大大增加，并縮短了在海水中的滯留時(shí)長(zhǎng)，使得沉積速率逐漸增大，隨著陸源碎屑物質(zhì)的逐漸沉降，海水中的沉積物趨于正?；?，使得龍馬溪組上段再次出現(xiàn)沉積速率減小的趨勢(shì)。從整體沉積速率上來看，鹽津地區(qū)頁(yè)巖沉積速率較低，表明沉積區(qū)距離物源區(qū)較遠(yuǎn)的特征。

表 2 不同源巖屬性沉積盆地碎屑巖元素特征Table 2 Element characteristics of clastic rocks in sedimentary basins with different source rock properties

4.3 物源分析

北美頁(yè)巖稀土元素含量引自Haskin et al.， 1966；新地2井?dāng)?shù)據(jù)引自牟傳龍等，2019； 馬邊長(zhǎng)河碥剖面數(shù)據(jù)引自何利等，2018；中田黃茅壩剖面數(shù)據(jù)引自楊剛等，2019圖 8 川西南龍馬溪組頁(yè)巖稀土元素標(biāo)準(zhǔn)化配分模式對(duì)比Fig.8 Comparison of standardized distribution models of rare earth elements in the Longmaxi Formation shale in southwestern Sichuan Basin

A圖改自王中剛等，1989；B圖改自 Wang et al.， 2018；新地2井?dāng)?shù)據(jù)引自牟傳龍等，2019； 馬邊長(zhǎng)河碥剖面數(shù)據(jù)引自何利等，2018；中田黃茅壩剖面數(shù)據(jù)引自楊剛等，2019圖 9 川西南龍馬溪組頁(yè)巖的物源區(qū)巖石屬性判別交匯圖Fig.9 Intersection diagram of shale source rock attribute discrimination of the Longmaxi Formation in southwestern Sichuan Basin

在應(yīng)用地球化學(xué)參數(shù)特征來判別物源屬性時(shí)應(yīng)該考慮多種參數(shù)的最大交集來綜合限定(張建軍等，2017)，綜合稀土元素、主量元素和微量元素的比值及其相關(guān)交匯圖分析認(rèn)為，鹽津地區(qū)龍馬溪組頁(yè)巖的原始沉積物主要為中—酸性的長(zhǎng)英質(zhì)火成巖及部分古老的沉積巖，推測(cè)該物源為古老的地質(zhì)體或再旋回造山帶(Moradietal.， 2016)。

將鹽津牛寨剖面稀土元素配分模式圖與新地2井(牟傳龍等，2019)、馬邊長(zhǎng)河碥剖面(何利等，2018)和中田黃茅壩剖面(楊剛等，2019)進(jìn)行對(duì)比(圖 8)，發(fā)現(xiàn)鹽津牛寨剖面稀土元素配分模式與馬邊長(zhǎng)河碥剖面、中田黃茅壩剖面和新地2井配分模式相似，都呈右傾特征，表明輕稀土元素相對(duì)富集，而新地2井表現(xiàn)出δEu無異常或極弱的負(fù)異常特征，與馬邊長(zhǎng)河碥、中田黃茅壩剖面所表現(xiàn)出δEu的明顯正異常，和研究區(qū)鹽津牛寨剖面δEu的微弱正異常明顯不同。對(duì)比前人δEu值對(duì)物源的指示意義，顯示新地2井的物源以酸性花崗巖和玄武巖為主，而馬邊長(zhǎng)河碥剖面、中田黃茅壩剖面則以中酸性斜長(zhǎng)巖和玄武巖為主。在∑REE-La/Yb交匯圖中馬邊長(zhǎng)河碥剖面、中田黃茅壩剖面與鹽津牛寨剖面顯示出完全的一致性(圖 9-A)，此外這2個(gè)剖面Al2O3/TiO2值、TiO2/Zr值也與津牛寨剖面所指示的物源屬性相一致，而新地2井的數(shù)據(jù)點(diǎn)不僅僅分布在沉積巖—花崗巖區(qū)域還部分點(diǎn)落在了玄武巖區(qū)域內(nèi)，但新地2井Al2O3/TiO2值分布范圍與鹽津牛寨、馬邊長(zhǎng)河碥、中田黃茅壩剖面完全一致(表 2)，指示了物源區(qū)巖石為長(zhǎng)英質(zhì)火成巖。在奧陶紀(jì)與志留紀(jì)之交，隨著華南板塊向北俯沖與華北板塊拼合，使得上揚(yáng)子臺(tái)地內(nèi)產(chǎn)生了強(qiáng)烈的板內(nèi)變形，但揚(yáng)子西緣整體仍處于持續(xù)的抬升狀態(tài)(陳旭等，2014；Zhengetal.， 2020)，從
圖 1 可以看出新地2井比鹽津牛寨剖面更靠近古隆起帶，而馬邊長(zhǎng)河碥、中田黃茅壩剖面比鹽津牛寨剖面更遠(yuǎn)離黔中隆起，因此新地2井更靠近隆升—?jiǎng)兾g區(qū)，而馬邊長(zhǎng)河碥、中田黃茅壩剖面更遠(yuǎn)離隆升—?jiǎng)兾g區(qū)，因此導(dǎo)致了雖同處于盆地西南緣卻出現(xiàn)了不同的δEu特征。上述分析表明，四川盆地西南緣龍馬溪組頁(yè)巖物源具有相似性，均以古老的沉積巖和花崗巖為主。

4.4 構(gòu)造背景判別

大地構(gòu)造背景的差異直接影響主量元素、微量元素的分布狀態(tài)，因此利用這些元素的特征或其相關(guān)性可以識(shí)別出鹽津地區(qū)龍馬溪組形成時(shí)的古構(gòu)造背景，現(xiàn)對(duì)構(gòu)造背景的判別主要應(yīng)用雜砂巖稀土元素特征和主量元素、微量元素相關(guān)圖解進(jìn)行判別。Bhatia(1985)及Bhatia和Crook(1986)在對(duì)不同構(gòu)造背景下的雜砂巖REE分析時(shí)，發(fā)現(xiàn)不同構(gòu)造背景下REE相關(guān)參數(shù)存在一定的差異，并據(jù)此作為研究區(qū)構(gòu)造背景的判識(shí)指標(biāo)。此外，主量元素K2O/Na2O值與SiO2值在不同構(gòu)造背景下，會(huì)呈現(xiàn)出不同的分布狀態(tài)(Roser and Korsch，1986)，而且某些穩(wěn)定性較強(qiáng)的稀土/微量元素，如La、Sc、Th等，在后期成巖作用過程中不會(huì)丟失源區(qū)的構(gòu)造信息，故其組合圖解也可用來進(jìn)行古構(gòu)造背景的識(shí)別(Bhatia and Crook，1986；Floyd and Leveridge，1987)。

A圖和B圖改自Roser and Korsch，1986；C圖改自Bhatia and Crook，1986； 新地2井?dāng)?shù)據(jù)引自牟傳龍等，2019；馬邊長(zhǎng)河碥剖面數(shù)據(jù)引自何利等，2018圖 10 川西南龍馬溪組頁(yè)巖構(gòu)造背景判別圖解Fig.10 Diagram of shale structure background discrimination of the Longmaxi Formation in southwestern Sichuan Basin

對(duì)比結(jié)果顯示，鹽津牛寨剖面龍馬溪組頁(yè)巖各項(xiàng)特征與被動(dòng)大陸邊緣十分接近(表 3)，同時(shí)在構(gòu)造背景SiO2-K2O/Na2O圖解中(圖 10-A)，多數(shù)樣品落在了被動(dòng)大陸邊緣及其附近，顯示構(gòu)造背景為被動(dòng)大陸邊緣。Condie在對(duì)砂巖和泥巖的稀土元素特征進(jìn)行研究時(shí)，發(fā)現(xiàn)泥巖更容易富集稀土元素，如直接進(jìn)行Sc/Cr-la/Y圖解，會(huì)造成構(gòu)造背景的誤判，因此需要對(duì)La/Y進(jìn)行校正(校正值=原始值/1.2；Condie，1993)，校正后的Sc/Cr-la/Y圖解(圖 10-B)顯示樣品多數(shù)落在了被動(dòng)大陸邊緣內(nèi)，與SiO2-K2O/Na2O圖解所指示的構(gòu)造背景相一致，均為被動(dòng)大陸邊緣。同時(shí)在la-Th-Sc構(gòu)造背景三元圖解中顯示樣品較為集中l(wèi)a-Th-Sc(圖 10-C)，多數(shù)落在被動(dòng)大陸邊緣及其附近。前人研究表明，應(yīng)用地化數(shù)據(jù)反演構(gòu)造背景時(shí)，如源巖構(gòu)造背景為被動(dòng)大陸大邊緣時(shí)，其盆內(nèi)沉積物一般會(huì)包含較多的活動(dòng)大陸邊緣和大陸島弧的地化特征(柏道遠(yuǎn)等，2007；田洋等，2015)，加之構(gòu)圖元素的活動(dòng)性較強(qiáng)，削弱了識(shí)圖能力(Tawfiketal.， 2015)，分析認(rèn)為鹽津地區(qū)的構(gòu)造背景圖解中包含了活動(dòng)大陸邊緣和大陸島弧的背景。綜合以上判斷，鹽津地區(qū)龍馬溪組頁(yè)巖物源區(qū)構(gòu)造背景為被動(dòng)大陸邊緣。

表 3 不同大地構(gòu)造背景沉積盆地雜砂巖稀土元素特征Table 3 REE characteristics of sandstones in sedimentary basins with different tectonic settings

將馬邊長(zhǎng)河碥剖面(何利等，2018)稀土元素含量與不同大地構(gòu)造背景沉積盆地雜砂巖稀土元素特征(表 3)對(duì)比，發(fā)現(xiàn)其特征與鹽津牛寨剖面龍馬溪組特征完全一致，同時(shí)在La-Th-Sc構(gòu)造背景三元圖解中(圖 10-C)，除新地2井一個(gè)數(shù)據(jù)異常外，其余分布特征與鹽津牛寨剖面相似，結(jié)合上述解釋，綜合證實(shí)了鹽津地區(qū)所屬的上揚(yáng)子西南緣龍馬溪組頁(yè)巖物源區(qū)構(gòu)造背景為被動(dòng)大陸邊緣。

上揚(yáng)子西南緣先后經(jīng)歷了中元古代—形成褶皺基底、新元古代早期至三疊紀(jì)—被動(dòng)大陸邊緣、中生代—碰撞、拼合和新生代—陸內(nèi)造山這一動(dòng)態(tài)過程(梅慶華等，2016；Zhengetal.， 2019)，其中在奧陶紀(jì)與志留紀(jì)期間，隨著華南板塊向北俯沖與華北板塊拼合，使得上揚(yáng)子臺(tái)地內(nèi)產(chǎn)生了強(qiáng)烈板內(nèi)變形，導(dǎo)致除揚(yáng)子北緣外其余地區(qū)表現(xiàn)出擠壓收縮的構(gòu)造背景(梅冥相等，2005)。與此同時(shí)黔中隆起和宜昌隆起先后形成并露出水面(陳旭等，2001)，雖揚(yáng)子西緣整體仍處于持續(xù)抬升狀態(tài)，但整體繼承了新元古代的被動(dòng)大陸邊緣構(gòu)造背景(陳旭等，2014；Zhengetal.， 2019)，這與本文應(yīng)用主量元素、微量元素和稀土元素的特征所得出的結(jié)論相一致，此外前人對(duì)鹽津地區(qū)西側(cè)康滇古陸的新元古代地臺(tái)蓋層進(jìn)行研究，發(fā)現(xiàn)該套蓋層以中—酸性火成巖為主，并在其中發(fā)現(xiàn)了大量的同源花崗巖侵位(駱耀南，1983；劉家鐸等，2004)，與文中應(yīng)用地球化學(xué)參數(shù)所得出的中—酸性長(zhǎng)英質(zhì)火成巖源巖屬性一致，而南側(cè)黔中隆起基本與龍馬溪組發(fā)育是同步進(jìn)行的(陳旭等，2001)，因此推斷鹽津地區(qū)的源巖主要來自于康滇古陸，黔中隆起次之。

5 結(jié)論

3)LaN/YbN值表明早期的快速海侵導(dǎo)致鹽津地區(qū)頁(yè)巖形成時(shí)期沉積速率降低；中—后期由于海退以及陸源碎屑的注入導(dǎo)致沉積速率逐步增大；后期由于陸源碎屑物質(zhì)的沉降，海水中沉積物趨于正?；瑢?dǎo)致龍馬溪組上段沉積速率再次減小。

4)川西南鹽津地區(qū)Al2O3/TiO2值、TiO2/Zr值和∑REE-La/Yb、La/Sc-Co/Th圖解表明研究區(qū)源巖具備中—酸性的火成巖屬性，可能為長(zhǎng)英質(zhì)火成巖及花崗巖類的中—酸性地質(zhì)體；雜砂巖構(gòu)造背景判別表和La-Th-Sc、Sc/Cr-la/Y、SiO2-K2O/Na2O圖解表明研究區(qū)主體構(gòu)造背景為被動(dòng)大陸邊緣，結(jié)合當(dāng)時(shí)大地構(gòu)造格局及前人研究，推論龍馬溪組頁(yè)巖主體形成于缺氧的被動(dòng)大陸邊緣，且物源主要來自于西側(cè)的康滇古陸，黔中隆起次之。