王正和，張海全，程錦翔，鄧敏

中國地質(zhì)調(diào)查局成都地質(zhì)調(diào)查中心

0 前言

在晚奧陶世—志留紀早期全球性海泛的背景下［1-5］，揚子地臺上奧陶統(tǒng)五峰組—志留系龍馬溪組普遍發(fā)育了穩(wěn)定的暗色泥頁巖沉積，形成了一套優(yōu)質(zhì)的烴源巖［6-11］，并成為目前國內(nèi)頁巖氣勘探開發(fā)取得重大突破的重要層位。前人通過對揚子地臺五峰組及龍馬溪組的大量研究，認為上揚子區(qū)康滇古陸東側五峰組與龍馬溪組為貧氧—缺氧還原環(huán)境下的深水—較深水沉積［12-20］。其中，龍馬溪組下部巖性主要為灰黑色碳質(zhì)硅質(zhì)泥頁巖，且區(qū)域上分布十分穩(wěn)定，向上過渡為以碳質(zhì)含量逐漸降低的灰色泥頁巖為主，局部地區(qū)則向上過渡到以砂巖為主；五峰組巖性主要為灰黑色硅質(zhì)巖及碳質(zhì)硅質(zhì)頁巖?？傮w上，在康滇古陸東側的揚子區(qū)，迄今尚未發(fā)現(xiàn)五峰組—龍馬溪組中有“紅層”發(fā)育。

然而，在康滇古陸西側鄰近鹽源—麗江地區(qū)的大槽子、民勝、瀘沽湖等剖面中［21］，發(fā)現(xiàn)龍馬溪組下部普遍發(fā)育厚約2m的“紅層”，其巖性主要為硅質(zhì)泥頁巖，“紅層”之上則轉換為“黑層”，其巖性主要為灰色—灰黑色碳質(zhì)泥頁巖夾灰黑色硅質(zhì)巖。前人將該套“紅層”歸于龍馬溪組［22-23］，然而，結合區(qū)域構造、沉積演化及地層特征的橫向對比，筆者認為龍馬溪組底部這套“紅層”可能歸屬于上奧陶統(tǒng)五峰組，但鑒于目前尚無充分的證據(jù)，因此筆者暫時仍然延用前人將其歸于龍馬溪組的劃分方案。

在奧陶紀晚期至志留紀早期，揚子區(qū)康滇古陸東側除了局部地區(qū)發(fā)育以龜裂紋灰?guī)r構成的“紅寶塔”（五峰組與臨湘組之下）以外，并無其他巖性構成的“紅層”發(fā)育。如此看來，與康滇古陸東側揚子區(qū)五峰組—龍馬溪組均為“黑層”相比，康滇古陸西側鹽源—麗江地區(qū)龍馬溪組底部發(fā)育的這套“紅層”就顯得十分獨特。對該套“紅層”進行研究，將有助于理解其成因，及其與古地理、古環(huán)境、古氣候之間的響應關系，也有助于理解與探討奧陶紀—志留紀康滇古陸東、西兩側的沉積演化差異。因此，筆者僅嘗試從巖性、巖相及巖石地球化學等方面對研究區(qū)龍馬溪組自下而上的“紅層”至“黑層”的轉換（簡稱紅—黑轉換）特征進行研究，以期對該套“紅層”地質(zhì)意義的全面研究提供部分參考。

1 地質(zhì)概況

本文研究區(qū)為鄰近康滇古陸西側的鹽源—麗江地區(qū)（圖1），其橫跨四川省西南及云南省西北，主要位于錦屏山前陸逆沖推覆帶上，總體為一推覆體，夾于青藏特提斯構造域與揚子大陸板塊構造域之間［24］，為揚子準地臺西緣與松潘—甘孜印支褶皺系的銜接部位［25］，屬于鹽源—麗江臺緣拗陷（印支—燕山期）［26］。

圖1 研究區(qū)及露頭剖面位置圖Fig.1 The location of thestudy areaand outcrop section

研究區(qū)沉積地層具有揚子區(qū)鹽源—麗江分區(qū)的發(fā)育特征［27］。區(qū)內(nèi)出露的地層從老到新為震旦系至第四系，缺失侏羅系與白堊系。在三疊系以下地層中，除上二疊統(tǒng)為玄武巖以外，其余均屬海相沉積。研究區(qū)下古生界的特征為：震旦系僅出露上震旦統(tǒng)，零星分布于鹽源東南邊緣，巖性為白云巖，下部夾砂巖、頁巖、泥灰?guī)r等；寒武系假整合于震旦系之上，缺失下寒武統(tǒng)上部至上寒武統(tǒng)，殘留的下寒武統(tǒng)中、下部主要為碎屑巖；奧陶系假整合于寒武系之上，下奧陶統(tǒng)以紫紅色至灰色碎屑巖為主，中奧陶統(tǒng)為石灰?guī)r或白云巖，缺失上奧陶統(tǒng)；志留系假整合于奧陶系之上，下志留統(tǒng)龍馬溪組為濱岸—陸棚相沉積，以深灰色—灰黑色含筆石硅質(zhì)泥頁巖為主，夾硅質(zhì)巖、石灰?guī)r及砂巖，局部底部發(fā)育厚約2m的紫紅色硅質(zhì)泥頁巖，中、上志留統(tǒng)主要為碳酸鹽臺地相沉積，以泥質(zhì)網(wǎng)紋狀石灰?guī)r或白云巖為主。

2 紅—黑轉換特征

2.1 巖性、巖相轉換特征

康滇古陸西側寧蒗縣大槽子剖面龍馬溪組下伏中奧陶統(tǒng)巧家組灰色網(wǎng)紋狀泥質(zhì)灰?guī)r，上覆中志留統(tǒng)石門坎組灰白色微—粉晶白云巖（圖2）。龍馬溪組下部C1—C3層為“紅層”，以紫紅色硅質(zhì)泥頁巖為主（圖3a—3c），除發(fā)育有水平層理外，不見其他沉積構造，總厚2.27m。龍馬溪組上部C4—C14層為“黑層”，其中C4層、C6層分別為厚0.54 m、0.50 m的灰白色細—中粒長石石英雜砂巖（圖3d，3e），略顯平行層理；粒度為0.1～0.5 mm，偶見大于2 mm的礫石，呈次棱角狀，分選中等，礦物成分主要為石英，少量為長石、巖屑和白云母，偶見電氣石；填隙物主要為黏土礦物，基底式膠結，顆粒支撐。C14層因風化強烈，無法取得新鮮基巖樣品，無法判斷出其原巖，故下文論述龍馬溪組“黑層”特征時，均不包含C14層。“黑層”中其余巖性主要為灰黑色薄層狀硅質(zhì)巖、灰黑色碳質(zhì)硅質(zhì)泥頁巖及灰黑色碳質(zhì)粉砂質(zhì)頁巖，硅質(zhì)泥頁巖與粉砂質(zhì)泥頁巖中水平層理較發(fā)育，且多含有筆石化石（圖3f—3h）。

總體上，鹽源—麗江地區(qū)龍馬溪組從下部“紅層”轉換至上部“黑層”，巖性主要存在著2個方面的顯著轉換：一是巖石顏色存在明顯的由紅至黑的轉換，二是碳質(zhì)含量存在著由低向高的轉換。

2.2 地球化學轉換特征

2.2.1 樣品描述和分析方法

（1）樣品描述

本次研究的樣品均采自寧蒗縣大槽子剖面（采樣位置見圖2），其中采集龍馬溪組樣品21件（樣品號為S3—S23），采集中奧陶統(tǒng)樣品2件（樣品號為S1—S2），采集中志留統(tǒng)樣品2件（樣品號為S24—S25），總計25件樣品。在野外剖面測量時，對每層至少采集了1件樣品，同時對每類巖石至少采集了1件樣品。其中，S1—S2為中奧陶統(tǒng)泥質(zhì)灰?guī)r樣品，S3—S6為龍馬溪組下部“紅層”樣品，S7—S23為龍馬溪組上部“黑層”樣品，S24—S25為中志留統(tǒng)白云巖樣品。龍馬溪組樣品（S3—S23）中：S3—S5為紫紅色硅質(zhì)泥頁巖；S6、S8、S9、S11、S12均為很純的灰黑色硅質(zhì)巖（S6樣品雖然為灰黑色，但它所對應的是紅層中很薄的夾層，所以文中將其歸為紅層），故這幾個樣品的分析測試數(shù)據(jù)沒有用于下文關于源巖風化程度的討論；S7、S10為灰白色細—中粒長石石英雜砂巖；S13—S21為灰黑色碳質(zhì)硅質(zhì)或粉砂質(zhì)泥頁巖；S22和S23為遭受嚴重風化的不新鮮樣品，且難以推斷其源巖巖性，故不用于下文所有的分析討論。

圖2 康滇古陸西側寧蒗大槽子剖面龍馬溪組綜合柱狀圖Fig.2 Thecomprehensivecolumn of Longmaxi Formation in Dacaozioutcrop of Ninglang,west of the Kangdian Ancient Land

（2）分析方法

圖3 康滇古陸西側寧蒗大槽子剖面龍馬溪組“紅層”(a—c)與“黑層”(d—i)露頭照片F(xiàn)ig.3 Theoutcrop photosof the“red bed”and the“black bed”of Longmaxi Formationin Dacaozioutcrop of Ninglang,westof the Kangdian Ancient Land

樣品加工及分析測試均在核工業(yè)北京地質(zhì)研究院分析測試研究中心完成，所用實驗儀器為X-射線熒光光譜儀及X系列電感耦合等離子體質(zhì)譜儀。主量元素（表1）分析由飛利浦PW2404-X射線熒光光譜儀完成，相對偏差＜5%，實驗方法和流程依據(jù)《硅酸鹽巖石化學分析方法第28部分：16個主次成分量測定》（GB/T 14506.28—2010）［28］。微量元素（表2）和稀土元素（表1）分析由Finnigan MAT的HR-ICP-MS（ElementⅠ）完成，分析誤差≤3%，實驗方法和流程依據(jù)《硅酸鹽巖石化學分析方法第30部分：44個元素量測定》（GB/T 14506.30—2010）［29］。

2.2.2 巖石地球化學轉換特征

（1）主量元素轉換特征

主量元素含量差異最明顯的是：龍馬溪組下部“紅層”（C1—C3層）MnO含量遠高于上部“黑層”（C4—C14層），且基本高出達2個數(shù)量級（表1）。

“紅層”中除很純的硅質(zhì)巖樣品S6外，其余樣品Fe2O3含量為0.92%～3.69%，均值為2.62%，F(xiàn)eO含量為0.05%～0.42%，均值為0.17%；“黑層”中Fe2O3含量為0.01%～4.12%，均值為1.28%，F(xiàn)eO含量為0.18%～0.48%，均值為0.36%。三價鐵離子的存在通常是巖石致紅的關鍵因素?！凹t層”比“黑層”中Fe2O3含量高，且“紅層”基本不含有機質(zhì)，“黑層”中有機質(zhì)含量高。所以，“紅層”可能是Fe3+含量相對較高且無有機碳掩蓋所致。

據(jù)數(shù)試測學化球地石巖組溪馬龍面剖子槽大蒗寧側西陸古滇康1表an d tL Ancien Kangdian estofthe ofNinglang,w Dacaozioutcrop in ormation axiF ongm earthelementsofL rare ofmajorand Testdata Table1/(μg·g-1)量含素元土稀重/(μg·g-1)量含素元土稀輕①/%量含物合化素元量主Lu 0.24 5 Yb 1.670 Tm 0.277 Er Ho 0.639 Tb Dy 3.41 1.780 Gd 3.71 Eu 0.833 P2O5 Sm 3.98 Nd .20 Mn 21 TiO2 Pr 5.25 Ce 49.70 0.629 La 22.90 O 0.23 0.973 Na2O 0.38 5 1.640 1.720 K2O 5.64 0.274 0.82 0.648 FeO 0.05 3.37 9 Fe2O3 5.750 0.954 0.624 SiO2 2.100 3.48 5.550 10.50 0.780 1.870 3.75 10.20.70 2.380 19.80 4.74 10 41.20.10 21.90 56 13.90 137.00 61.50 0.068 0.56 MgO 1.11 CaO 0.33 Al 2O3性巖 樣巖灰質(zhì)泥色灰?guī)r灰質(zhì)泥色灰3.24.50 11 71.49土黏色紅褐0.18 6 1.230 0.187 1.160 0.454 2.21 0.441 2.58 0.609 2.76.90 14 3.82 48.60 16.90 0.027 0.202 0.15 0.09 1.69 0.32 0.12 0.42 0.92 3.50 90.54巖頁質(zhì)硅色紅褐0.50 7 3.400 0.534 3.220 1.120 5.50 1.070 6.38 1.550 7.59.10 47 12.40 97.40 57.00 0.063 0.452 0.56 0.13 5.42 1.18 0.15 0.05 3.69.58 11 72.60巖頁質(zhì)硅色紅褐0.10 7 0.763 0.124 0.733 0.264 1.48 0.268 1.36 0.349 1.34 6.63 1.53 13.70 7.02 0.034 0.141 0.03 0.08 0.22 0.10 0.18 0.53 0.03 0.86 96.81巖質(zhì)硅色黑0.32 1 2.020 0.299 1.690 0.559 2.74 0.503 3.27 0.850 3.76.90 22 6.21 47.90 32.70 0.113 0.009 0.56 0.21 4.43 0.45 0.10 0.43 1.64 9.03 80.60巖砂色白灰0.15 1 1.060 0.180 1.210 0.441 2.37 0.419 2.24 0.604 2.26 9.76 2.21 11.60 7.69 0.021 0.013 0.05 0.09 0.32 0.15 0.23 0.28 0.01 1.19 96.21巖質(zhì)硅色黑0.19 7 1.430 0.238 1.370 0.499 2.31 0.388 1.92 0.515 2.05 9.17 2.29 24.50 9.11 0.039 0.004 0.12 0.11 1.03 0.30 0.11 0.37 0.70 2.76 92.98巖質(zhì)硅色黑0.46 3 3.100 0.511 3.010 1.060 5.21 0.929 5.15 1.310 5.66.50 31 8.06 64.70 34.90 0.115 0.007 0.62 0.18 4.93 0.54 0.13 0.33 3.47 9.60 76.56巖砂色白灰0.10 2 0.649 0.113 0.664 0.252 1.16 0.212 1.23 0.355 1.25 6.50 1.54 8.29 6.83 0.022 0.001 0.05 0.09 0.31 0.14 0.15 0.22 0.03 1.04 96.67巖質(zhì)硅色黑0.11 0 0.785 0.125 0.771 0.280 1.44 0.278 1.63 0.456 1.83 8.78 2.03 11.00 8.44 0.017 0.004 0.05 0.10 0.36 0.17 0.16 0.38 0.01 1.27 96.12巖質(zhì)硅色黑0.38 9 2.570 0.412 2.550 0.955 4.79 0.887 4.86 1.080 5.31.90 24 6.00 38.20 24.20 0.089 0.004 0.23 0.09 2.13 0.44 0.10 0.46 2.53 5.03 86.42巖泥質(zhì)碳質(zhì)硅色黑灰0.24 6 1.660 0.277 1.660 0.589 3.03 0.584 3.57 0.759 4.33.30 25 7.16 55.10 34.80 0.021 0.001 0.40 0.11 3.60 0.51 0.10 0.18 0.01 7.54 85.36巖泥質(zhì)碳質(zhì)硅色黑灰0.33 7 2.180 0.323 1.910 0.640 3.11 0.623 3.73 0.946 4.57.00 26 6.67 49.50 31.70 0.028 0.001 0.33 0.11 3.03 0.40 0.09 0.27 0.05 6.14 87.65巖泥質(zhì)碳質(zhì)硅色黑灰號 C0 C1 C2 C3 C4 C5 C6 C7 C8 C9 C10 4 0.39 2.650 0.427 2.560 0.937 4.78 0.942 5.53 1.190 6.53.80 35 9.56 76.00 45.20 0.05 0.004 0.65 0.14 5.65 0.68 0.09 0.33 1.24.13 11 77.05巖頁質(zhì)砂粉質(zhì)碳色黑灰0.26 1 1.760 0.268 1.630 0.578 3.25 0.685 4.11 0.940 5.43.60 29 7.75 66.30 35.40 0.056 0.005 0.49 0.12 3.90 0.81 0.12 0.38 1.11 8.92 81.40巖頁質(zhì)砂粉質(zhì)碳色黑灰C11 4 0.15 1.050 0.164 0.910 0.306 1.69 0.358 2.44 0.603 3.23.50 18 5.08 44.50 24.20 0.034 0.004 0.28 0.10 2.07 0.47 0.07 0.48 0.42 5.34 88.55巖泥質(zhì)碳質(zhì)硅色黑灰C12 3 0.19 1.440 0.233 1.370 0.492 2.47 0.484 2.40 0.707 2.75.90 15 4.41 36.40 21.60 0.044 0.004 0.28 0.11 2.52 0.36 0.11 0.44 0.95 5.59 87.44巖質(zhì)硅色黑0.14 6 1.040 0.150 0.942 0.354 1.89 0.362 2.16 0.564 2.67.60 14 4.05 35.90 20.00 0.107 0.015 0.31 0.09 3.12 0.37 0.09 0.44 4.12 6.06 82.40巖泥質(zhì)碳質(zhì)硅色黑灰0.35 9 2.340 0.359 2.110 0.705 3.70 0.696 3.98 0.877 4.78.60 27 7.47 67.30 35.90 0.068 0.005 0.51 0.14 5.89 0.74 0.12 0.45 2.91.64 10 75.31巖泥質(zhì)碳質(zhì)硅色黑灰C13 0 0.88 5.890 0.914 5.180 1.710 8.21 1.440 8.06 1.530 9.45.60 51 14.00 163.00 71.70 0.136 1.770 0.51 0.17 4.66 1.02 0.20 0.05 4.15.38 10 72.54土黏色褐2.01 0 14.700 2.530 16.000 6.120 33.50 6.440 35.00 5.140 40.60 225.00 61.70 542.00 296.00 0.101 0.010 0.76 0.12 6.65 3.45 0.45 0.43 2.03 21.90 54.83土黏色白灰C14 7 0.14 1.020 0.168 1.050 0.363 1.98 0.380 2.11 0.467 2.38.40 12 3.15 31.40 15.50巖云白色白灰0.10 2 0.729 0.124 0.730 0.290 1.39 0.278 1.63 0.371 1.65 8.41 2.16 20.10 9.92巖云白色白灰層。C15比百分量質(zhì)為量含物合化素元品 S1 S2 S3 S4 S5 S6 S7 S8 S9 S10 S11 S12 S13 S14 S15 S16 S17 S18 S19 S20 S21 S22 S23 S24 S25量主①

據(jù)數(shù)試測量含素元量微石巖組溪馬龍面剖子槽大蒗寧側西陸古滇康2表ncientLand gdianA an g,westoftheK inglan acaozioutcropofN ationinD ofLongmaxiForm Traceelementtestdata Table2 g/g：μ位單Th 4.89 U 0.763 Ga 4.42 Be Hf 0.371 0.538 Ta Zr 18.5 Sc 6.13 Ba 681 Sr Bi 0.684 V 25.3 Mo 4.00 Cs 15 0.207 Rb 0.496 W 1.190 Li Co Ni Cr 1.070 Zn 17.2 27.30 15.40 15.000 42.20 0 17.4 Pb 3.72 Cu性巖 樣.80 12層巖灰質(zhì)泥色灰3.71 0.512 3.51 0.497 0.470 14.9 0.268 5.39 23.1 498 3.00 14 0.266 0.284 0.862 1.130 25.10 15.50 6.190 30.80 15.90 13.8 3.04 6.76巖灰質(zhì)泥色灰16.8 0 1.110.30 16 2.230 2.010 65.0 1.080.20 17 82.8 2375 24.90 0.871 1.250 4.170 8.060 139.00 57.10 17.500 63.30 58.70 1.0 13 10.40.60 22土黏色紅褐4.54 1.030 5.48 0.717 0.886 30.2 0.378 4.94 21.5 787 10.30 0.164 0.907 0.737 2.200 40.70 24.50 12.800 36.20 18.60 56.8 80.60.20 26巖頁質(zhì)硅色紅褐16.3 0 1.670.80 16 2.760 2.430 1.16 1.150 0.787 0.457.5 1.92 0 0.214 78.7 8.0 15 70.4 1934 19.40 0.566 2.690 2.780 7.970 146.00 59.20 63.200 0.00 17 61.20 9.0 12 153.00.40 74巖頁質(zhì)硅色紅褐0.063 1.22 14.4 542 6.85 0.044 1.010 0.120 0.973 7.12 7.20 4.560 13.60 5.97 86.2 50.70 7.10巖質(zhì)硅色黑10.4 0 8.550.80 12 1.560 2.950 98.2 0.766 8.80 97.5 1358 51.70 0.115 4.780 1.340 3.860 93.20 21.10 1.380 12.50 64.90 71.0 96.70.00 16巖砂色白灰1.29 4.370 1.95 0.439 0.321 11.3 0.096 1.05 55.1 807 13.60 0.023 4.970 0.128 1.000 9.75 10.10 0.904 9.11 9.16 21.9 5.56.90 21巖質(zhì)硅色黑3.22 5.460 4.24 0.890 0.554 19.1 0.206 2.59 98.6 541 11.10 0.066 8.660 0.330 1.760 27.30 11.80 2.740 13.10 22.90 46.7 8.55.10 36巖質(zhì)硅色黑11.8 0 8.830.80 12 1.930 2.810 1.23 1.170 7.350 0.552.0 1.54 0 0.234 11 2097 1.32 104.0 3.200 0.545 25.90 2.18 0.186 0.240 95.8 9.0 9.8 00.5 12 1.300 3.930 88.80 27.60 2.700 37.70 85.40 6.0 35 148.00.60 53巖砂色白灰0.087 1.04 277.0 686 11.00 0.031 8.130 0.112 0.746 9.67 6.39 0.845 12.30 14.30 23.7 8.31.20 25巖質(zhì)硅色黑0.111 1.20 58.2 699 13.00 0.031 6.470 0.138 0.878 11.40 8.38 1.450 10.20 10.30 19.6 5.63.80 23巖質(zhì)硅色黑6.02 8.700 8.15 1.650 1.250 43.9 0.430 5.23 302.0 735 12.00 0.158 00.1 23 0.624 3.220 51.90 17.20 4.540 34.60 50.00 94.6 15.70.10 86巖泥質(zhì)碳質(zhì)硅色黑灰9.48 8.030.20 12 1.780 1.950 69.5 0.726 5.34 254.0 841 17.00 0.290 00.4 10 0.985 4.020 79.70 17.90 0.612 6.19 64.40 14.9 22.60.00 12巖泥質(zhì)碳質(zhì)硅色黑灰8.45 7.470.50 10 1.660 1.730 61.6 0.696 5.49 261.0 1199 19.90 0.264 00.7 22 0.769 3.440 68.10 15.90 1.130 5.11 55.80 11.7 21.40.60 13巖泥質(zhì)碳質(zhì)硅色黑灰16.1 0 7.960.30 18 2.540 3.170 114.0 1.170.20 11 323.0 1198 27.20 0.378 00.5 34 1.400 6.560 127.00 24.40 1.680 22.10 93.20 58.5 31.00.80 18巖頁質(zhì)砂粉質(zhì)碳色黑灰12.1 0 6.270.70 14 2.340 2.460 81.7 0.894 8.58 286.0 896 27.40 0.274 00.7 19 1.070 6.410 106.00 24.50 2.420 20.10 72.40 70.3 27.90.70 16巖頁質(zhì)砂粉質(zhì)碳色黑灰C11 7.44 2.720 1.6009.24 1.250 40.3 0.538 4.26 169.0 710 15.70 0.363 00.9 11 0.794 2.980 58.30 20.70 2.500 14.50 48.70 42.8 23.90.20 12巖泥質(zhì)碳質(zhì)硅色黑灰C12 7.18 3.610 1.4208.28 1.240 40.0 0.532 5.99 228.0 1626 14.70 0.267 00.3 12 0.700 2.360 53.60 15.60 4.190 27.20 52.80 57.3 13.40.80 28巖質(zhì)硅色黑8.39 5.250 9.57 1.450 1.220 41.5 0.546 9.59 178.0 1038 15.60 0.308 00.2 31 0.663 2.770 55.30 11.10 9.260 14.90 54.60 22.8 34.20.60 79巖泥質(zhì)碳質(zhì)硅色黑灰12.2 0 6.660.00 14 2.250 2.030 75.5 0.871 8.93 251.0 1272 21.70 0.404 00.7 26 1.100 5.550 103.00 23.20 12.200 45.20 84.30 90.6 24.60.10 50巖泥質(zhì)碳質(zhì)硅色黑灰C13 17.4 0 8.000.20 22 2.580 5.950 336.0 1.130 9.16 68.9 1574 47.10 0.402 5.110 1.030 9.580 123.00 30.30 8.360 60.50 69.30 0.0 14 28.80.10 22土黏色褐40.0 0 2.900.40 57 2.670 56.200 2457.0.400 21 9.55 14.8 1583 17.80 0.573 5.780 0.391 33.400 187.00 37.70 3.040 20.80 4.75 7.0 10 14.60.50 13土黏色白灰0.521 4.03 4.58 0.751 0.739 25.2 0.335 3.76 25.7 425 67.60 0.100 0.499 0.593 2.360 32.90 8.75 3.470 16.40 19.40 2.22 0.448 2.47 0.438 0.437 13.9 0.143 2.30 24.2 302 72.00 0.039 0.293 0.314 0.914 17.30 3.84 2.530 15.50 15.50 11.8 8.2 6.39 5.85巖云白色白灰5.31 3.43巖云白色白灰品S1 S2 S3 S4 S5 S6 S7 S8 S9 S10 S11 S12 S13 S14 S15 S16 S17 S18 S19 S20 S21 S22 S23 S24 S25號 C0 C1 C2 C3 C4 C5 C6 C7 C8 C9 C10 C14 C15

“黑層”樣品S8—S9和S11—S12為很純的、具一定光澤的灰黑色硅質(zhì)巖，F(xiàn)e2O3含量為0.01%～0.70%，均值為0.19%；樣品S7、S10為細—中粒長石石英雜砂巖，F(xiàn)e2O3含量為1.64%～3.47%，均值為2.56%，其Fe2O3含量雖與“紅層”相當，但為基底式膠結，顆粒支撐，顆粒主要為石英（含量59%）、長石（含量3%）、巖屑（含量1%～2%），所以Fe2O3含量對其顏色的影響很弱，斷面主要呈灰白色；“黑層”中其他樣品（不包含樣品S22—S23）Fe2O3含量為0.01%～4.12%，均值為1.28%，雖然最大值超過“紅層”中的Fe2O3含量最大值，但因為大量有機碳的存在導致斷面顏色呈黑色—灰黑色。

（2）微量元素轉換特征

龍馬溪組上部“黑層”中V、U含量的均值高出下部“紅層”中相應元素平均含量的3倍以上，“黑層”中Mo含量的均值高出“紅層”中的9倍以上；下部“紅層”中Pb、Li、Sc、W及Bi含量的均值高出上部“黑層”中相應元素的2倍以上，“紅層”中Ni含量的均值要高出“黑層”中的將近5倍，Co含量的均值更是高出“黑層”中的9倍以上（圖4a）。

圖4 康滇古陸西側寧蒗大槽子剖面龍馬溪組“紅層”與“黑層”中微量元素特征對比Fig.4 Thecontentcomparisonof traceelementsbetweenthe“red bed”and the“black bed”of Longmaxi Formation in Dacaozioutcrop of Ninglang,westof the Kangdian Ancient Land

與澳大利亞后太古宙頁巖（PAAS）中的微量元素含量［30］相比，龍馬溪組下部“紅層”中的Ni、Zn、Ba平均含量明顯高于PAAS中的Ni、Zn、Ba含量，上部“黑層”中的V、Ba、U含量則明顯高于PAAS中的V、Ba、U含量（圖4b）。

過渡族元素Ni、Cr、Co常富集于基性和超基性巖中，不相容元素La、Th常富集于中酸性巖中［31-32］。從龍馬溪組微量元素特征來看，“紅層”中Ni、Co含量均較高，這或許表明“紅層”物源中混有基性或超基性巖。

（3）稀土元素轉換特征

龍馬溪組上部“黑層”稀土元素總量（ΣREE）總體上偏低，均值為122.05μg/g，下部“紅層”稀土元素總量總體上高于上部“黑層”，均值為256.01μg/g。“紅層”與“黑層”輕、重稀土元素分異均較明顯，且分異程度相當（表 3）。經(jīng) PAAS［30］標準化后，“紅層”與“黑層”中的(La/Yb)NPAAS均值都略大于1，其中“紅層”中(La/Yb)NPAAS均值為 1.01，“黑層”中(La/Yb)NPAAS均值為1.04。這表明“紅層”與“黑層”中輕、重稀土元素分餾程度與PAAS相當（表3）。

表3 康滇古陸西側寧蒗大槽子剖面龍馬溪組稀土元素分析Table3 Therareearthelementsanalysisof Longmaxi Formation in Dacaozisectionof Ninglang,westof the Kangdian Ancient Land

將龍馬溪組下部“紅層”與上部“黑層”樣品的稀土元素各自均值化，并以PAAS進行標準化，結果表現(xiàn)為龍馬溪組下部“紅層”與上部“黑層”輕、重稀土元素的配分曲線大致平行，且均比較平直（圖5a），表明“紅層”與“黑層”物源具有較高的相似性，也表明“紅層”與“黑層”中的輕、重稀土元素與PAAS中的輕、重稀土元素配分形式具有較好的相似性?！凹t層”的配分曲線縱坐標稍高于1.0，表明“紅層”中的稀土元素配分形式與PAAS較為接近，而“黑層”配分曲線縱坐標明顯高于1.0，表明“黑層”中稀土元素含量與PAAS中的稀土元素含量差異更大。以球粒隕石中的稀土元素含量［32］標準化以后，表現(xiàn)為“紅層”與“黑層”中的輕、重稀土元素均較富集，但輕、重稀土元素分異度更為明顯（圖5b）。

圖5 康滇古陸西側寧蒗大槽子剖面龍馬溪組稀土元素含量均值標準化后的模式圖Fig.5 Normalized REEpatternsof Longmaxi Formation in Dacaozioutcrop of Ninglang,west of the Kangdian Ancient Land

2.2.3 討論

（1）源巖風化程度轉換特征

化學蝕變指數(shù)（CIA）可用于表征和反映源巖的化學風化程度［33］：

式中：CaO*指存在于硅酸鹽礦物中的CaO［34-35］，并以Bock等人的方法確定［35］。龍馬溪組下部“紅層”CIA值為61～65，均值為63；上部“黑層”除很純的硅質(zhì)巖以外，CIA值為61～68，均值為64。因此，下部“紅層”與上部“黑層”源巖風化程度相當，且根據(jù)風化程度的劃分標準［36］，基本上處于弱風化至中等風化過渡帶（圖6）。整體上看，龍馬溪組下部“紅層”與上部“黑層”源巖可能都來自于鉀長石含量偏高的酸性物源，且經(jīng)歷了弱至中等風化。

（2）氧化-還原環(huán)境轉換特征

一般認為，V/(V+Ni)值≥0.46 指示缺氧環(huán)境［37］。龍馬溪組下部“紅層”V/(V+Ni)值為0.29～0.57(均值為0.41)，上部“黑層”V/(V+Ni)值為0.51～0.98(均值為0.87)，表明下部“紅層”沉積環(huán)境相對不缺氧，而上部“黑層”則轉換為明顯缺氧環(huán)境及水體呈現(xiàn)分層［38］。

圖6 康滇古陸西側寧蒗大槽子剖面龍馬溪組A-CN-K圖（底圖據(jù)文獻［33］）Fig.6 The A-CN-Kdiagramof Longmaxi Formation in Dacaozioutcrop of Ninglang,westof the Kangdian Ancient Land（basemap iscited fromliterature［33］）

V/Cr、Ni/Co、U/Th等微量元素指標廣泛用于古氧化-還原條件判別［39-43］。以V/Cr來看，龍馬溪組下部“紅層”為富氧沉積環(huán)境，上部“黑層”中除了有2層長石石英雜砂巖(C4層，對應的樣品號為S7；C6層，對應的樣品號為S10)為富氧沉積環(huán)境以外，其余則為貧氧至厭氧沉積環(huán)境。以Ni/Co來看，龍馬溪組下部“紅層”為富氧沉積環(huán)境，上部“黑層”則既有富氧沉積環(huán)境，也有貧氧至厭氧沉積環(huán)境，以后一種環(huán)境為主。以U/Th來看，龍馬溪組下部“紅層”為富氧沉積環(huán)境，上部“黑層”則以貧氧至厭氧沉積環(huán)境為主。

氧化還原敏感性元素V、U、Mo對沉積環(huán)境的富氧、缺氧反應較為靈敏。當沉積環(huán)境為缺氧的還原環(huán)境時，上述元素皆易沉淀下來。Mo元素在還原條件下，特別是在有H2S存在的條件下，會以硫化物的形式迅速沉淀［42］。因此，Mo元素能夠很靈敏地反映海洋的氧化還原狀態(tài)［43］。在龍馬溪組中，上部“黑層”V、U、Mo含量均明顯高于下部“紅層”，尤其是Mo含量顯著高于“紅層”（圖4a），這應當是由“紅層”的貧有機質(zhì)氧化環(huán)境轉變?yōu)椤昂趯印备挥袡C質(zhì)還原環(huán)境所致。

因此，綜合各微量元素參數(shù)來看，龍馬溪組從“紅層”轉換至“黑層”，整體上是從相對富氧的氧化環(huán)境轉變?yōu)橄鄬θ毖醯倪€原環(huán)境，但“黑層”中的2層（C4層和C6層）灰白色細—中粒長石石英雜砂巖仍然為相對富氧的沉積環(huán)境（圖2）。上述結論意味著下部“紅層”沉積水體相對較淺，上部“黑層”沉積水體相對較深，但從剖面的縱向演化與橫向對比來看，“黑層”中所夾砂巖仍然屬于淺水沉積。結合“黑層”中所夾砂巖的顆粒分選、磨圓及粒度，認為這2層灰白色細—中粒長石石英雜砂巖為濱岸帶沉積產(chǎn)物。

（3）構造環(huán)境轉換特征

主量元素和微量元素的地球化學特征是判斷構造環(huán)境的有效方法之一。龍馬溪組主量元素及微量元素投點表明：從其下部“紅層”到上部“黑層”，構造環(huán)境沒有轉換，均處于活動大陸邊緣（圖7）。因此，活動大陸邊緣代表了龍馬溪組“紅層”與“黑層”沉積時期的構造背景。然而，康滇古陸東側的中、上揚子區(qū)龍馬溪組沉積構造背景為穩(wěn)定大陸邊緣［44］，屬于穩(wěn)定的板塊內(nèi)陸棚沉積［16］。因此，康滇古陸東、西兩側龍馬溪組沉積時期的構造背景截然不同，這也表明了康滇古陸是龍馬溪期一個重要的控制了構造格局的古地理單元。

圖7 康滇古陸西側寧蒗大槽子剖面龍馬溪組源巖構造背景判別圖Fig.7 Thetectonic background discrimination of original rock of Longmaxi Formationin Dacaozioutcrop of Ninglang,westof the Kangdian Ancient Land

3 結論

康滇古陸西側鹽源—麗江地區(qū)龍馬溪組從下部“紅層”轉換為上部“黑層”，具有以下轉換特征：

（1）龍馬溪組從下部“紅層”轉換至上部“黑層”，巖性存在著2個方面的顯著轉換：一是巖石顏色存在明顯的由紅至黑的轉換，二是碳質(zhì)含量由低到高。龍馬溪組下部“紅層”含F(xiàn)e3+，且無有機碳掩蓋，這種疊加效應可能是其致紅的主要原因。

（2）龍馬溪組從下部“紅層”轉換至上部“黑層”，整體上是從相對富氧的氧化沉積環(huán)境轉變?yōu)橄鄬θ毖醯倪€原沉積環(huán)境，這應當是上部“黑層”中V、U、Mo含量顯著高于下部“紅層”的原因。這也表明，研究區(qū)在奧陶紀與志留紀沉積期間受都勻運動影響，大槽子一帶的奧陶系被部分剝蝕形成不整合，之后相對海平面逐漸上升，導致志留系龍馬溪組自下而上是一個沉積水體由淺變深的轉換過程，這可能是“紅-黑”轉換的主要控制因素。

（3）龍馬溪組從下部“紅層”轉換至上部“黑層”，沉積構造背景沒有變化，均處于活動大陸邊緣環(huán)境，迥然不同于康滇古陸東側的穩(wěn)定大陸邊緣背景。

致謝：感謝成都地調(diào)中心熊小輝博士為本文提出的寶貴建議，也感謝審稿專家及編輯對本文的細心審閱并提出寶貴意見！