摘 要 【目的】埃迪卡拉紀(jì)—寒武紀(jì)作為地質(zhì)歷史上的一個關(guān)鍵轉(zhuǎn)折時期，地球系統(tǒng)在構(gòu)造演化、氣候波動、海洋環(huán)境和生物群落演化等方面都發(fā)生了巨大轉(zhuǎn)變。深入研究這一時期的沉積物來源、古水深、古鹽度和氧化還原條件，具有重要意義?！痉椒ā窟x取四川盆地西南地區(qū)JS1井麥地坪組和筇竹寺組樣品，詳細(xì)開展了有機碳（TOC）、主量元素、微量元素和稀土元素分析。【結(jié)果與結(jié)論】麥地坪組—筇竹寺組物質(zhì)來源較為一致，母巖以沉積巖和花崗巖為主，物源區(qū)形成于大陸邊緣環(huán)境。麥地坪組輕稀土相對重稀土富集（（La/Yb）N=6.05），輕微右傾，δEu的平均值略小于1，指示正常海水沉積，水體較淺，受熱液作用影響不明顯。筇竹寺組輕重稀土分異明顯（（La/Yb）N=7.69），輕稀土富集，重稀土虧損，右傾明顯，具有弱的δCe和δEu負(fù)異常，可能與間歇性熱液活動有關(guān)。此外，不同鉆井對比分析表明，麥地坪組沉積期水體以氧化環(huán)境為主，區(qū)域上表現(xiàn)為潮坪相—淺水陸棚相的沉積體系；筇竹寺組整體屬于厭氧環(huán)境，其底部為還原環(huán)境，向上缺氧程度降低，區(qū)域上表現(xiàn)為淺水—深水陸棚相沉積體系。

關(guān)鍵詞 沉積環(huán)境；氧化還原指標(biāo)；麥地坪組；筇竹寺組；下寒武統(tǒng)；四川盆地

第一作者簡介 陳威振，男，1991年出生，博士研究生，構(gòu)造地質(zhì)學(xué)、沉積學(xué)，E-mail： cbhtcdut@163.com

通信作者 田景春，男，博士，教授，沉積學(xué)，E-mail： tjc@cdu.edu.cn

中圖分類號 P512.2 文獻標(biāo)志碼 A

0 引言

埃迪卡拉紀(jì)—寒武紀(jì)作為地質(zhì)歷史上重大環(huán)境變化和生物演化的關(guān)鍵時期之一，冰期事件、全球氣候、海洋環(huán)境、生物演化與構(gòu)造演化等發(fā)生了劇烈變化。這一時期中國南方揚子板塊早寒武世廣泛沉積一套富有機質(zhì)黑色巖系，為解譯該時期的海洋環(huán)境和生命演化提供了關(guān)鍵信息。四川盆地連續(xù)沉積埃迪卡拉紀(jì)—寒武紀(jì)過渡時期海相沉積巖，為探索該時期古海洋沉積環(huán)境演化提供了一個可視化窗口。目前的研究工作主要集中在下寒武統(tǒng)烴源巖發(fā)育規(guī)模、有機質(zhì)富集機理、儲層特征、油氣勘探與預(yù)測等研究，并取得了較好進展[1?5]。然而，對于氧化還原指標(biāo)與沉積環(huán)境演化的認(rèn)識存在著較大分歧，古環(huán)境與地球化學(xué)分析結(jié)果尚不統(tǒng)一[1?3，6?7]。眾多學(xué)者認(rèn)為下寒武統(tǒng)海洋環(huán)境存在淺水氧化和深水缺氧（甚至富氧）的氧化分層，且深層海水可能已經(jīng)開始大規(guī)模氧化，發(fā)生在寒武紀(jì)早期著名的生物大爆發(fā)事件進一步暗示了深層海水的氧化[8?9]。在此背景下四川盆地西南緣分別發(fā)育了以潮坪相沉積環(huán)境為主的麥地坪組和以陸棚相沉積體系為主的筇竹寺組。然而，部分學(xué)者認(rèn)為四川盆地西南緣麥地坪組—筇竹寺組沉積期始終處于淺水—深水陸棚相沉積環(huán)境之中[3?4，10]。

本文以四川盆地西南緣地區(qū)JS1井下寒武統(tǒng)麥地坪組—筇竹寺組為研究對象，重點開展了稀土元素地球化學(xué)特征分析，結(jié)合主、微量元素示蹤，對研究區(qū)物源屬性、沉積—構(gòu)造背景及區(qū)域氧化還原特征進行研究，為進一步明確川西南地區(qū)麥地坪組—筇竹寺組沉積特征和古環(huán)境演化提供依據(jù)。

1 地質(zhì)背景

晚震旦世—早寒武世上揚子地區(qū)整體位于岡瓦納大陸北緣的被動大陸邊緣盆地[11]，在Rodinia（羅迪尼亞）超大陸裂解和Gondwana（岡瓦納）大陸聚合的共同影響下，經(jīng)歷了多期次構(gòu)造運動，其中以擠壓性質(zhì)為主的桐灣運動和以裂陷性質(zhì)為主的興凱地裂運動，對四川盆地的影響最為廣泛，使得在構(gòu)造反轉(zhuǎn)過程中，臺地內(nèi)進一步發(fā)生裂陷，形成“綿陽—長寧”裂陷槽，導(dǎo)致該時期的古地理格局和沉積—成巖環(huán)境發(fā)生了顯著變化[12?14]，形成了康滇古陸物源區(qū)—裂陷槽沉積區(qū)（西緩東陡）的沉積格局[5]。因此，下寒武統(tǒng)麥地坪—筇竹寺組沉積期，揚子板塊經(jīng)歷由陸內(nèi)裂谷—被動大陸邊緣—穩(wěn)定地臺的演化階段[15?16]。

早寒武世，四川盆地整體表現(xiàn)為西高東低的古地理格局，自西向東依次發(fā)育濱岸相、潮坪相、淺水陸棚相、深水陸棚相與盆地相。川西南地區(qū)位于裂陷槽西側(cè)緩坡帶（圖1），寒武系出露較為完整，下寒武統(tǒng)可劃分為麥地坪組、筇竹寺組、滄浪鋪組和龍王廟組[4?5，17?19]。麥地坪組與下伏燈影組呈不整合接觸，與上伏筇竹寺組呈平行不整合接觸，筇竹寺組與上覆滄浪鋪組呈整合接觸[20]（圖1）。

通過對JS1井巖屑與顯微薄片觀察，麥地坪組以含磷—磷質(zhì)白云巖、砂屑磷塊巖（圖2a，b）、硅質(zhì)磷塊巖、含粉砂質(zhì)頁巖及黑色硅質(zhì)巖（圖2c）為主，硅質(zhì)、碳酸鹽與磷灰石為其主要礦物組分，含少量黏土質(zhì)、磷質(zhì)、硅質(zhì)結(jié)核。垂向上，碳酸鹽類礦物含量逐漸增加，硅質(zhì)含量逐漸降低，白云巖與磷塊巖互層發(fā)育，并以富磷質(zhì)組分為其主要識別特征。筇竹寺組以灰色泥巖、粉砂質(zhì)泥巖、深灰色頁巖、灰質(zhì)粉砂巖、灰—淺灰色粉砂巖，泥質(zhì)粉砂巖不等厚互層為主。底部黑色頁巖層段（圖2d，f），顏色較深，粒度較細(xì)，水平層理發(fā)育，石英顆粒多呈棱角—次棱角狀，分選較好，隨著粉砂質(zhì)含量的增加，向上逐漸過渡為深灰色、灰黑色粉砂質(zhì)頁巖，有機質(zhì)含量較高，富含生物化石（圖2e）。