賴 瑋，阮 壯，王黎棟，沈臻歡

(1. 中國(guó)地質(zhì)大學(xué)(北京) 地球科學(xué)與資源學(xué)院， 北京 100083; 2. 中國(guó)地質(zhì)大學(xué)(北京) 水資源與環(huán)境學(xué)院， 北京 100083)

利用元素地球化學(xué)特征識(shí)別原始沉積環(huán)境具有重要的地質(zhì)意義。在沉積和成巖過(guò)程中，性質(zhì)穩(wěn)定的地球化學(xué)元素被廣泛用來(lái)推斷物源區(qū)的組成特征，判別大地構(gòu)造背景并重建古沉積環(huán)境，取得了較好的效果(Taylor and Mclenman， 1985； 雷開(kāi)宇， 2017)。主微量元素及其含量對(duì)沉積環(huán)境的變化有著較高的敏感度，可以為古環(huán)境(如古鹽度、氧化還原條件等)、古氣候的變遷提供可靠信息(Rimmeretal.， 2004)。稀土元素在沉積和變質(zhì)過(guò)程中穩(wěn)定性較強(qiáng)、不易遷移，能很好地反映源巖的地球化學(xué)習(xí)性，是良好的物源指示劑(Prudenioetal.， 1989)。

在中晚三疊世之交，四川盆地的龍門山前陸構(gòu)造帶活動(dòng)劇烈，使四川盆地由早期的淺海環(huán)境迅速轉(zhuǎn)變?yōu)閮?nèi)陸湖盆環(huán)境，在其后的晚三疊世發(fā)育一套內(nèi)陸湖盆背景的三角州-湖泊沉積體系(郭正吾等， 1996)。同時(shí)，晚三疊世是揚(yáng)子板塊與華北板塊碰撞的關(guān)鍵時(shí)期，揚(yáng)子板塊北側(cè)的南北向擠壓作用導(dǎo)致南秦嶺與四川盆地間的米倉(cāng)山-大巴山地區(qū)廣泛發(fā)育東西向褶皺變形，并逐漸向南部供源(施煒等，2007)?；钴S的構(gòu)造活動(dòng)必然伴隨著古環(huán)境、古氣候及物源的變遷，上三疊統(tǒng)須家河組作為晚三疊世古環(huán)境、古氣候及物源變化研究的窗口，一直以來(lái)受到眾多學(xué)者的關(guān)注。目前對(duì)于四川盆地須家河組的物質(zhì)來(lái)源、沉積環(huán)境、巖相古地理、聚煤特征等方面均積累了大量的研究成果，如淡永等(2013)通過(guò)對(duì)野外和鉆井剖面的研究認(rèn)為米倉(cāng)山-大巴山前緣上三疊統(tǒng)須家河組四段礫巖來(lái)源于北東部的南秦嶺地區(qū)；謝繼容等(2006)認(rèn)為晚三疊世四川盆地沉積主要受古龍門山、古大巴山、江南古陸和康滇古陸四大物源體系控制；施振生等(2011)指出晚三疊世四川盆地以超穩(wěn)定型重礦物為主且物源區(qū)相對(duì)穩(wěn)定，母巖類型主要為沉積巖和低級(jí)變質(zhì)巖；鄭榮才等(2009)通過(guò)對(duì)四川盆地構(gòu)造格局和盆-山耦合關(guān)系的分析確定了該盆地屬于類前陸盆地；邵龍義等(2008)利用鉆井巖心、測(cè)井等對(duì)寶鼎盆地含煤巖系研究認(rèn)為聚煤作用在垂向上先增強(qiáng)再減弱；譚聰?shù)?2017)通過(guò)觀察及分析露頭剖面、鉆井巖心和測(cè)井地震等資料嘗試性地建立了年代地層格架，推測(cè)了各旋回的相對(duì)年齡值以及不整合面的沉積間斷時(shí)間。在川東北地區(qū)，前人對(duì)古氣候和物源的研究工作多基于沉積學(xué)和古生物學(xué)的研究，如徐兆輝等(2010)通過(guò)孢粉分析法等認(rèn)為須家河組沉積時(shí)期整體為濕熱的熱帶-亞熱帶氣候，張超(2017)通過(guò)輕礦物分析得出須家河組物源來(lái)自秦嶺及大巴山古隆起，而很少?gòu)牡V物學(xué)及地球化學(xué)特征出發(fā)進(jìn)行探討和研究。本文以川東北七里峽地區(qū)上三疊統(tǒng)須家河組發(fā)育的泥巖為研究對(duì)象，通過(guò)鏡下觀察、主微量及粘土分析，探討其礦物學(xué)組成和地球化學(xué)特征，欲進(jìn)一步揭示該區(qū)的古沉積環(huán)境和物源信息。

1 區(qū)域地質(zhì)背景

現(xiàn)今四川盆地的構(gòu)造格局于印支運(yùn)動(dòng)后期開(kāi)始出現(xiàn)，經(jīng)燕山運(yùn)動(dòng)至喜馬拉雅運(yùn)動(dòng)改造后才得以定形，主要受北東-南西向及北西向兩條構(gòu)造線控制，整體為一個(gè)大型菱形構(gòu)造-沉積盆地，面積約18×104km2(鄭榮才等， 2009； 徐兆輝等， 2010)，西以龍門山斷裂為界，東以七曜山斷裂為界，北以城口斷裂為界，南以峨眉-瓦山斷裂為界。習(xí)慣上將目前的四川盆地劃分為川西坳陷、川東北坳陷、川東南坳陷及川中隆起4個(gè)次級(jí)構(gòu)造單元，具備非常特殊的“三坳圍一隆”構(gòu)造-沉積格局(圖1a)。震旦紀(jì)晚期至中三疊世在現(xiàn)今四川盆地的范圍內(nèi)發(fā)育廣闊的海相碳酸鹽沉積。始于中三疊世拉丁期的印支早幕運(yùn)動(dòng)造成了上揚(yáng)子地臺(tái)的抬升，海水逐漸退出，大規(guī)模海域分布的歷史終告結(jié)束，整體的抬升過(guò)程還導(dǎo)致了中、上三疊統(tǒng)海相碳酸鹽巖地層的缺失與剝蝕，區(qū)內(nèi)大部分地區(qū)缺失了拉丁階至諾利階的天井山組、馬鞍塘組和小塘子組，安尼階的雷口坡組頂部也發(fā)生了不同程度的剝蝕。龍門山隆升后，區(qū)內(nèi)構(gòu)造屬性轉(zhuǎn)變?yōu)榍瓣懪璧?，發(fā)育須家河組陸源碎屑沉積，并延續(xù)到早侏羅世—晚白堊世的紅層碎屑巖建造(郭正吾等， 1996)(圖1)。

圖 1 四川盆地中晚三疊世古地理格局及其演化[據(jù)鄭榮才等(2009)、孫春燕等(2018)、戴朝成等(2018)修編]

須家河組在四川盆地內(nèi)廣泛分布，最大沉積厚度達(dá)3 500 m，與下伏雷口坡組呈不整合接觸，巖性主要為礫巖、含礫砂巖、砂巖、粉砂巖和泥巖夾煤層組合，按巖性特征自下而上可劃分為6段(須一段至須六段)。其中須一、須三、須五段是以泥巖為主的烴源巖和區(qū)域性蓋層(或隔層)發(fā)育層位，須二、須四、須六段是以砂巖為主的儲(chǔ)層發(fā)育層位。七里峽剖面位于四川盆地東北部達(dá)州市宣漢縣七里鄉(xiāng)，剖面發(fā)育良好，出露完整且層序清晰，層內(nèi)植物化石豐富，是較為理想的研究剖面(圖2)。

2 樣品采集與分析測(cè)試方法

2.1 樣品采集

本次采樣點(diǎn)位于四川盆地東北部的七里峽剖面須家河組，在須一段至須五段共采集樣品46件，樣品巖性以泥巖、粉砂質(zhì)泥巖為主，少量為泥質(zhì)粉砂巖，除個(gè)別樣品外，絕大多數(shù)樣品集中在須一、須三和須五段，取樣間隔多為0.3～0.5 m/件，具體采樣位置及編號(hào)見(jiàn)圖2。

2.2 分析測(cè)試方法

野外采集的42件巖石樣品送至中國(guó)地質(zhì)大學(xué)磨片室制成探針片，在中國(guó)地質(zhì)大學(xué)(北京)顯微鏡實(shí)驗(yàn)室完成了室內(nèi)的巖石學(xué)鏡下觀察，所用顯微鏡型號(hào)為OLYMPUS BX51。在鏡下觀察的基礎(chǔ)上優(yōu)選12件泥巖樣品進(jìn)行粘土礦物X射線衍射和主微量元素測(cè)試。粘土礦物X射線衍射在中國(guó)石油大學(xué)(北京)油氣資源與探測(cè)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室測(cè)定，分析儀器為Bruker D2 PHASER，測(cè)試條件為Cu靶，陶瓷X光管，Kα輻射，管壓30 kV，管流10 mA，測(cè)試溫度為26℃，相對(duì)濕度為30%。粘土礦物的提取根據(jù)Stokes法則提取樣品中粒徑<2 μm的成分進(jìn)行分析。主微量元素測(cè)試在核工業(yè)北京地質(zhì)研究院分析測(cè)試研究中心完成，首先將泥巖樣品在無(wú)污染條件下研磨至200目，主量元素采用AxiosmAX型波長(zhǎng)色散X射線熒光光譜儀分析，測(cè)試溫度23℃，相對(duì)濕度54%，分析誤差小于3%，其中FeO含量采用滴定法測(cè)試。微量元素采用ELEMENT XR 等離子體質(zhì)譜儀分析，測(cè)試溫度22.5℃，相對(duì)濕度28%，分析誤差小于5%。另外選取4件樣品進(jìn)行了掃描電鏡觀察，觀察地點(diǎn)為中國(guó)地質(zhì)大學(xué)(北京)科學(xué)研究院場(chǎng)發(fā)射掃描電鏡實(shí)驗(yàn)室，使用儀器型號(hào)為SUPRATM55型場(chǎng)發(fā)射掃描電鏡，能譜數(shù)據(jù)收集采用20 kV，SE、BSE照相采用15 kV。

圖 2 七里峽剖面采樣位置及巖性柱狀圖(柱狀圖據(jù)譚聰?shù)龋?2017)

3 測(cè)試結(jié)果

3.1 巖石學(xué)特征

通過(guò)野外露頭及室內(nèi)薄片鑒定分析，此次所采集巖石樣品的巖性主要為泥巖、粉砂質(zhì)泥巖、泥質(zhì)粉砂巖和粉砂巖(圖3)。野外觀察剖面在泥巖層和粉砂質(zhì)泥巖層中可見(jiàn)明顯的水平層理，巖石樣品多為灰色、灰黑色，部分含鐵質(zhì)、有機(jī)質(zhì)、黃鐵礦等物質(zhì)，巖石樣品顏色變化較大。通過(guò)鏡下觀察和粘土礦物X衍射分析可知，研究區(qū)泥巖(圖3a、3b)主要由粘土礦物和少量陸源碎屑礦物組成；粘土礦物含量大于50%，主要是伊蒙混層、伊利石、綠泥石和高嶺石(表1)；陸源碎屑礦物主要為石英、云母和極少量長(zhǎng)石，其中石英分選磨圓較差，粒徑多為20～50 μm，此外多可見(jiàn)植物碎屑。粉砂質(zhì)泥巖(圖3c、3d)的碎屑顆粒含量與泥巖相比較高，但顆粒多小于0.01 mm。粉砂巖(圖3e)的主要礦物成分為石英，含少量云母、長(zhǎng)石，填隙物多為泥質(zhì)基質(zhì)。泥質(zhì)粉砂巖(圖3f)則以粉砂為主，含量為50%～70%，粘土及膠結(jié)物較少。在掃描電鏡下觀察粘土礦物，可見(jiàn)書頁(yè)狀高嶺石(圖4a)和他形片狀高嶺石(圖4b)；伊蒙混層礦物主要呈片狀或絲狀(圖4c)；伊利石多呈片狀集合體，也可見(jiàn)特征彎曲鱗片狀(圖4d、4e)；綠泥石也多為片狀(圖4f)。

3.2 XRD粘土礦物分析

X射線衍射粘土礦物分析結(jié)果顯示，所測(cè)樣品主要由4種粘土礦物組成(表1)，分別為伊蒙混層礦物(I/S)、綠泥石(C)、伊利石(I)和高嶺石(K)。它們的相對(duì)含量中，伊蒙混層礦物含量最高，為62%～88%，平均81.08%，其次是綠泥石(3%～19%，平均8.75%)，伊利石含量為3%～11%，平均5.75%，高嶺石含量為1%～9%，平均4.42%。

圖 3 七里峽剖面須家河組巖石樣品鏡下觀察照片(單偏光)

表 1 七里峽剖面須家河組泥巖樣品粘土礦物含量表

I/S： 伊蒙混層礦物； I—伊利石； K—高嶺石； C—綠泥石。

3.3 主量元素特征

須家河組泥巖樣品主量元素測(cè)試結(jié)果列于表2，其主量元素上地殼標(biāo)準(zhǔn)化蛛網(wǎng)圖見(jiàn)圖5a。與上地殼相比，SiO2、CaO和Na2O含量較低，其均值為58.83%(51.99%～64.83%)、1.74%(0.34%～6.19%)和0.51%(0.13%～1.16%)，其中CaO和Na2O含量變化較大。Al2O3(16.61%)、TiO2(0.79%)、MgO(2.61%)、K2O(4.09%)、MnO(0.84%)和P2O5(0.19%)的均值含量與上地殼相比輕微富集，其中MnO和P2O5含量變化較大。FeO/MnO值介于28.08～104.23之間。

3.4 微量元素及稀土元素特征

須家河組泥巖樣品微量元素測(cè)試結(jié)果見(jiàn)表3，其微量元素上地殼標(biāo)準(zhǔn)化蛛網(wǎng)圖見(jiàn)圖5b。從圖表中可以看出，與上地殼相比，泥巖樣品中Li、V、Cr、Ni、Cd、Cs等微量元素較為富集，Sc和Co稍微富集，而Sr、Mo、Ba、Zr、Hf等元素則具一定程度虧損，其中Sr元素異常虧損。須家河組泥巖樣品稀土元素測(cè)試結(jié)果(表4)顯示，樣品的稀土元素總量(ΣREE)介于179.21×10-6～291.73×10-6之間，平均值為232.17×10-6，高于北美頁(yè)巖的稀土元素總量(173.21×10-6) (劉清俊等， 2014)，也遠(yuǎn)高于上地殼的稀土元素平均總量(143×10-6)。樣品LREE 為137.97×10-6～214.77×10-6，平均值179.64×10-6，HREE為41.24×10-6～84.47×10-6，平均值為52.54×10-6，LREE/HREE 為2.45～4.26，平均3.49，表明樣品中輕稀土元素相對(duì)重稀土元素富集。Eu呈負(fù)異常，δEu介于0.21～0.24之間；Ce呈正異常，δCe介于2.73～3.15之間。Sr/Ba值介于0.08～0.24之間，V/(V+Ni)值介于0.69～0.85之間，Ceanom值介于0.26～0.30之間。

圖 4 七里峽剖面須家河組泥巖典型粘土礦物掃描電鏡照片

表 3 七里峽剖面須家河組泥巖微量元素分析結(jié)果表 wB/10-6 Table 3 Analyses of trace elements in samples of Xujiahe Formation in the Qilixia section

圖 5 須家河組泥巖主微量元素上地殼標(biāo)準(zhǔn)化蛛網(wǎng)圖解[上地殼數(shù)據(jù)據(jù)Taylor和Mclenman (1985)]

表 4 七里峽剖面須家河組泥巖稀土元素分析結(jié)果表 wB/10-6 Table 4 Results of rare earth elements in samples of the Xujiahe Formation of the Qilixia section

4 討論

4.1 古環(huán)境特征

4.1.1 古鹽度

古鹽度在恢復(fù)沉積環(huán)境和古氣候中具有重要的應(yīng)用，目前的研究中通常使用元素比值法、硼法、磷酸鹽法等來(lái)推斷古鹽度(張茜等， 2017)。戴朝成等(2018)通過(guò)硼含量和粘土礦物組成計(jì)算恢復(fù)了須家河組古鹽度，其總體介于4.8‰～19.7‰之間，平均12.8‰，遠(yuǎn)低于正常海水鹽度。本文主要通過(guò)Li、Sr、Ni、Ga的元素含量及Sr/Ba值來(lái)分析水體古鹽度特征。對(duì)研究區(qū)12件樣品統(tǒng)計(jì)(表5)，Li含量個(gè)別值大于90×10-6，Sr含量所有值都小于500×10-6，Ni含量個(gè)別值大于40×10-6，Ga含量所有值都大于17×10-6。通過(guò)對(duì)Li、Sr、Ni、Ga元素含量的分析，判斷須家河組屬于淡水-微咸水沉積環(huán)境。

表 5 七里峽剖面須家河組判別古環(huán)境主微量元素
含量表wB/10-6Table 5 Determination of major and trace element content inpaleo-sediments of Xujiahe Formation of the Qilixia section

Sr/Ba值是判斷沉積時(shí)水體鹽度的常用指標(biāo)(田景春等， 2016)。在自然界的水體中，Sr的遷移能力及其硫酸鹽化合物的溶度積遠(yuǎn)大于Ba。當(dāng)水體鹽度加大時(shí)，Ba以BaSO4的形式首先沉淀，而留在水體中的Sr則相對(duì)Ba富集，當(dāng)水體鹽度達(dá)到一定程度時(shí)，Sr以SrSO4的形式沉淀。因此，沉積物中的Sr/Ba值與古鹽度呈明顯的正相關(guān)(鄭榮才等， 1999)。研究區(qū)須家河組一段至五段Sr/Ba值(圖6a)介于0.08～0.24，須一段>須三段>須二段>須五段>須四段，總體呈下降趨勢(shì)，但須一段Sr/Ba值明顯高于其他沉積時(shí)期。這些變化表明在須一段沉積時(shí)期水體鹽度最高，是因?yàn)轫氁欢翁幱诤ｊ戇^(guò)渡的環(huán)境，而其他層段沉積時(shí)已演化為陸相湖盆環(huán)境。

4.1.2 氧化還原環(huán)境

氧化還原敏感元素是確定古水體氧化還原環(huán)境的重要指標(biāo)(王淑芳等， 2014)。目前，V/(V+Ni)、U/Th、V/Cr、Ni/Co、Cu/Zn、Ceanom等常用作水體的氧化還原指標(biāo)。另外，也有學(xué)者利用古生物來(lái)恢復(fù)氧化還原環(huán)境，如劉麗靜等(2014)通過(guò)對(duì)四川盆地東北部盤龍洞剖面晚二疊世—早三疊世古生物群落演替和古環(huán)境變化研究，推斷出環(huán)境從貧氧、缺氧再到貧氧的演化過(guò)程。

在還原條件下，V比Ni以更有效的有機(jī)絡(luò)合物形式沉淀下來(lái)，因此Ni的優(yōu)先富集可指示硫化還原環(huán)境，V/(V+Ni)值(圖6b)可指示水體氧化還原條件(表5)。研究區(qū)須家河組須一段至須五段樣品V/(V+Ni)值介于0.69～0.85之間，平均值為0.76，均大于0.60，表明該區(qū)泥巖沉積時(shí)水體為還原環(huán)境。而須一至須五段V/(V+Ni)值總體有下降趨勢(shì)，亦可以指示還原性逐漸減弱。

稀土元素特征也可以反映沉積時(shí)古水體的氧化還原環(huán)境。在一定的酸堿條件下，若水體為氧化環(huán)境，Ce3+會(huì)被氧化成Ce4+，Ce3+濃度降低；反之若水體缺氧，Ce3+的濃度就會(huì)增加。因此，Ceanom指數(shù)常被作為判斷古水體氧化還原條件的標(biāo)志(表5)，計(jì)算公式為Ceanom=[3 CeN/(2 LaN+NdN)]，N為北美頁(yè)巖標(biāo)準(zhǔn)化值。研究區(qū)Ceanom介于0.26～0.30之間(圖6c)，均大于-0.1，代表當(dāng)時(shí)的泥巖沉積水體處于缺氧的還原環(huán)境。

圖 6 七里峽剖面須家河組元素比值及相關(guān)參數(shù)圖

基于以上分析結(jié)果，認(rèn)為研究區(qū)須家河組泥巖沉積期沉積水體整體為還原環(huán)境，且自須一段到須五段水體的還原性逐漸減弱，氧化性逐漸增強(qiáng)。

4.1.3 古氣候

沉積巖中的主微量元素含量及比值已經(jīng)被廣泛地用于恢復(fù)古氣候和判別沉積環(huán)境。FeO/MnO、Ca/Mg值等常被作為判別古氣候變化的指標(biāo)，也可采用Sr含量、Mn含量、Sr/Cu值等判別古氣候變化(田景春等， 2016)。前人(王全偉等， 2008； 徐兆輝等， 2010)通過(guò)對(duì)孢粉植物群的研究，即喜溫的蕨類植物占大多數(shù)，裸子植物中喜溫類型如羅漢松、蘇鐵等較為繁盛，推斷出四川盆地晚三疊世須家河組沉積時(shí)期氣候條件溫暖濕潤(rùn)，屬于熱帶-亞熱帶氣候。

Mn在干旱環(huán)境下含量比較高，在相對(duì)潮濕環(huán)境下則含量較低；Fe在潮濕環(huán)境中易以Fe(OH)3膠體快速沉淀。因此，沉積物中FeO/MnO值高時(shí)為溫濕氣候，低時(shí)則為干熱氣候(表5)。由圖6可知，F(xiàn)eO/MnO值呈明顯的旋回性，須一段、須二段呈變化不大的低值，須三、五段較須二段和須四段的比值高，因此反映出須三、五段的氣候較為溫濕，須一、二、四段的氣候較為干熱。

此外，粘土礦物的含量、組合也可以反映古氣候條件。對(duì)于古氣候重建而言，由巖屑形成的粘土礦物才能作為風(fēng)化條件的指示，而這些粘土礦物一旦成巖就其指示的氣候信息就會(huì)遭到破壞，因此，利用粘土礦物判斷古氣候的一個(gè)重要步驟是判斷粘土礦物是否為碎屑來(lái)源(Chamley， 1989)。本次掃描電鏡觀察發(fā)現(xiàn)，研究區(qū)樣品中的粘土礦物多呈不規(guī)則片狀，礦物晶形一般，存在書頁(yè)狀高嶺石、片狀伊利石等(圖4a、4d)，粘土礦物未見(jiàn)次生加大，說(shuō)明大部分粘土礦物并非自生成因(秦蘊(yùn)珊等， 1987)，指示了其碎屑來(lái)源，具有古氣候分析的意義。須家河組粘土礦物有伊蒙混層、伊利石、綠泥石和高嶺石，其中伊蒙混層礦物含量較高，伊蒙混層比較低(表1)，一般被認(rèn)為是蒙脫石在成巖作用過(guò)程中向伊利石轉(zhuǎn)化的過(guò)渡產(chǎn)物。有學(xué)者認(rèn)為伊蒙混層礦物的存在，代表氣候逐漸轉(zhuǎn)為潮濕的環(huán)境(曹珂等， 2010)。伊利石和綠泥石一般指示干冷的氣候環(huán)境，高嶺石反映溫暖潮濕的氣候條件，蒙脫石通常為堿性和暖濕風(fēng)化氣候條件下的產(chǎn)物(徐兆輝等， 2010)。假設(shè)泥巖中的伊蒙混層礦物均由蒙脫石轉(zhuǎn)化而來(lái)，須五段泥巖中的原始蒙脫石含量應(yīng)當(dāng)較低，同時(shí)高嶺石含量較高，反映了須五段沉積期具有最為溫濕的氣候背景(表1)，這與須五段的FeO/MnO高值相對(duì)應(yīng)。須一段至須四段泥巖中伊蒙混層礦物和高嶺石含量變化不大，難以根據(jù)粘土礦物含量分析其氣候演化過(guò)程，這也從側(cè)面反映了沉積物源差異及后生成巖作用很大程度上會(huì)覆蓋粘土礦物指示的氣候信息。

因此，F(xiàn)eO/MnO值以及粘土礦物含量變化反映七里峽地區(qū)須家河組總體氣候條件為溫暖潮濕，其中須一、三、五段的氣候較為溫濕，須二、四段的氣候略干熱。

4.2 物源分析

沉積物的地球化學(xué)特征研究對(duì)盆地物源區(qū)性質(zhì)恢復(fù)具有重要的指示意義，其中稀土元素分布模式是指示盆地沉積源區(qū)性質(zhì)最可靠的指標(biāo)，能夠真實(shí)地反映物源組成(周曉峰等， 2016)。研究區(qū)巖石樣品經(jīng)球粒隕石標(biāo)準(zhǔn)化后，顯示與上地殼基本一致的配分模式(圖7a)。從圖7a中可以看出，配分曲線呈右傾型分布模式，輕稀土元素富集，重稀土元素平坦，具明顯的Eu負(fù)異常，說(shuō)明研究區(qū)樣品的原始物質(zhì)可能來(lái)自于上地殼。此外，Eu異?？勺鳛槲镌搭愋团袆e指標(biāo)，中性斜長(zhǎng)巖多為Eu正異常，玄武巖大多不顯示異常，而花崗巖則多為Eu負(fù)異常(劉清俊等，2014)。樣品的δEu介于0.21～0.24之間，顯示了源巖中花崗巖具Eu虧損。同時(shí)，通過(guò)與周緣巖體稀土元素配分曲線的對(duì)比(圖7)可以得出，七里峽須家河組泥巖與南秦嶺地區(qū)的花崗巖、閃長(zhǎng)巖和玄武巖配分曲線最為吻合，其次與龍門山和米倉(cāng)山-大巴山地區(qū)的花崗巖較為吻合。

微量元素比值對(duì)于碎屑物源也具有良好的指示作用，能指示沉積物源區(qū)巖石的成分特征。Th/U值是確定物源類型的重要標(biāo)志(Bhatia and Taylor， 1981; Bhatia, 1983)，沉積巖中的U4+和U6+在再循環(huán)過(guò)程中受到氧化，以可溶的狀態(tài)從沉積巖中損失掉，從而引起Th/U值的增高。Th/U值為2.5～3.0時(shí)，物源主要為島弧火山巖；Th/U值約為4.5時(shí)，主要為沉積巖，可能有島弧火山巖混入；Th/U值約為6時(shí)，其物源主要是再旋回沉積巖(Bhatia and Taylor, 1981; Bhatia, 1983)。須家河組泥巖的Th/U值介于2.0～5.4之間，平均值為4.1，說(shuō)明物源主要為沉積巖和島弧火山巖。根據(jù)La/Yb-∑REE源巖判別圖解進(jìn)行研究區(qū)巖石樣品投點(diǎn)(圖8)，可見(jiàn)樣品基本上都落在沉積巖與花崗巖、鈣質(zhì)泥巖、堿性玄武巖與花崗巖交匯區(qū)域，說(shuō)明四川盆地七里峽地區(qū)三疊系須家河組一、三、五段源巖主要為沉積巖、鈣質(zhì)泥巖、堿性玄武巖以及花崗巖，顯示出樣品物源的多樣性。

施振生等(2011)根據(jù)對(duì)ZTR指數(shù)分析得到須家河組主要發(fā)育西南、西北、東北和東南4個(gè)物源，且川東北部的母巖主要以低級(jí)變質(zhì)巖和沉積巖為主；戴朝成等(2014)通過(guò)對(duì)輕、重礦物和巖屑類型、稀土和微量元素分析得到川東北坳陷物源主要受米倉(cāng)-大巴山逆沖推覆帶控制，且須四期龍門山的逆沖推覆運(yùn)動(dòng)強(qiáng)于須二期；張超(2017)由輕礦物分析礫巖特征推斷盆地東北部的物源來(lái)自秦嶺及大巴山古隆起。故根據(jù)前人研究(淡永等， 2013； 謝繼容等， 2006； 周曉峰等， 2016)可知，華南和華北兩大板塊在中三疊世末期碰撞形成秦嶺褶皺造山帶，該造山帶在晚三疊世持續(xù)向四川盆地北-北東部供給物源；而三疊紀(jì)末龍門山也開(kāi)始隆起并向盆地提供物源。因此，川東北地區(qū)須家河組早期(須一段)物質(zhì)來(lái)源主要是南秦嶺地區(qū)，部分為龍門山地區(qū)。須二期以后，米倉(cāng)山-大巴山造山帶周期性的強(qiáng)烈逆沖推覆活動(dòng)和持續(xù)隆升，加大了北東方向物源的供給，因此須家河組晚期物質(zhì)來(lái)源逐漸以米倉(cāng)山-大巴山造山帶為主，同時(shí)攜帶了來(lái)自南秦嶺的再旋回物源。這種多源性也與七里峽泥巖和周緣巖體稀土元素配分曲線分析結(jié)果以及La/Yb-∑REE源巖判別圖解投點(diǎn)情況相吻合。

綜合地球化學(xué)特征及前人的研究工作可以認(rèn)為，川東北七里峽地區(qū)須家河組原始物質(zhì)在早期(如須一段、須二段)主要來(lái)自南秦嶺地區(qū)的閃長(zhǎng)巖、花崗巖和玄武巖，部分來(lái)自龍門山地區(qū)的花崗巖，晚期物質(zhì)來(lái)源主要以米倉(cāng)山-大巴山花崗巖為主。

5 結(jié)論

(1) 七里峽地區(qū)三疊系須家河組樣品中主量元素SiO2、CaO和Na2O虧損，其余氧化物較上地殼輕微富集，其中CaO、Na2O、MnO含量變化較大。Li、V、Cr、Ni、Cd、Cs等微量元素較上地殼富集，Sc、Co稍微富集， 而Sr、Mo、Ba、Zr、Hf等元素則表現(xiàn)為虧損，其中Sr元素異常虧損。稀土元素含量高，輕稀土元素富集，重稀土元素平坦，Eu呈負(fù)異常，Ce呈正異常。

圖 7 七里峽剖面須家河組泥巖與周緣巖體稀土元素配分模式

圖 8 七里峽剖面須家河組泥巖La /Yb-REE圖解(據(jù)Allègre and Minster, 1978)

(2) 通過(guò)對(duì)Li、Sr、Ni、Ga元素含量的分析，推斷七里峽地區(qū)須家河組總體屬于淡水-微咸水沉積環(huán)境。此外，根據(jù)Sr/Ba值可知水體鹽度大小變化為須一段>須三段>須二段>須五段>須四段，總體呈下降趨勢(shì)，推測(cè)是因?yàn)轫氁欢翁幱诤ｊ戇^(guò)渡相，而其他層段為陸相環(huán)境所導(dǎo)致。古氧化還原參數(shù)指標(biāo)V/(Ni+V)、Ceanom顯示七里峽地區(qū)須家河組沉積期水體為缺氧的還原環(huán)境，且須一至須五段還原性逐漸減弱。對(duì)FeO/MnO值進(jìn)行分析，再結(jié)合粘土礦物含量分布可以判斷七里峽地區(qū)須家河組沉積時(shí)期的氣候條件總體上為溫暖潮濕，但須三、五段氣候條件相比須一、二、四段更為溫濕。

(3) 根據(jù)地球化學(xué)分析七里峽地區(qū)須家河組源巖在早期(如須一段、須二段)主要來(lái)自南秦嶺地區(qū)閃長(zhǎng)巖、花崗巖和玄武巖的混合，部分來(lái)自龍門山地區(qū)的花崗巖，晚期物質(zhì)來(lái)源以米倉(cāng)山-大巴山花崗巖為主。

致謝本次野外樣品采集工作以及文章的完成得到謝奮權(quán)、劉帥、宋南南、楊志輝、高運(yùn)志的大力支持和熱情幫助，匿名審稿人進(jìn)行了認(rèn)真審閱并提出建設(shè)性意見(jiàn)，在此深表感謝！