向坤鵬，賀永忠，趙磊，安亞運(yùn)，盤應(yīng)娟，何犇，劉奎勇

貴州省地質(zhì)調(diào)查院，貴陽 550081

0 引言

中—晚三疊世是全球二疊紀(jì)末生物大滅絕后生態(tài)全面復(fù)蘇的重要階段，該期在黔西南及鄰區(qū)形成了多個(gè)以海生爬行類為代表的生物群，主要有盤縣動(dòng)物群、羅平生物群、興義動(dòng)物群、關(guān)嶺生物群等，較為全面地記錄了區(qū)內(nèi)中—晚三疊世海相生態(tài)。前人研究顯示，這些化石群具有突然大量死亡和特異埋藏的特點(diǎn)[1]，但對(duì)于導(dǎo)致化石群形成的控制因素認(rèn)識(shí)并不統(tǒng)一。單就中三疊世安尼期的盤縣動(dòng)物群、羅平生物群而言，主要存在以下幾種認(rèn)識(shí)：1）火山作用誘發(fā)?；患瘜由舷潞?～5層凝灰?guī)r，唐賓等[2]結(jié)合微量元素特征分析認(rèn)為存在7次間隙性火山活動(dòng)。郝維城等[3]認(rèn)為火山活動(dòng)引起的生態(tài)環(huán)境急劇惡化是導(dǎo)致盤縣生物群特異埋藏形成的主要誘因；2）局限盆地缺氧以及突發(fā)性風(fēng)暴和火山作用。汪嘯風(fēng)等[4]根據(jù)盤縣生物群中海生爬行動(dòng)物與大量魚類共生的地質(zhì)事實(shí)，認(rèn)為局限盆地形成初期并不缺氧。后期耐低氧營(yíng)底棲生活雙殼類的發(fā)現(xiàn)，指示海侵逐漸擴(kuò)大，底層開始缺氧，局限盆地范圍減小、含鹽度增加，最后導(dǎo)致生物集群死亡。而大量幼年期魚類的出現(xiàn)，則指示其死亡可能與突發(fā)性的風(fēng)暴和火山事件有關(guān)；3）海平面周期性升降導(dǎo)致水體間歇性缺氧。黃金元等[5]認(rèn)為羅平生物群產(chǎn)出于臺(tái)間盆地相鈣屑濁流沉積環(huán)境。周長(zhǎng)勇等[6]研究認(rèn)為，安尼期海平面升降較為頻繁，隨著海平面的上升，底部水體垂向混合作用變?nèi)?，臺(tái)內(nèi)盆地的地形在一定程度上限制了水體的橫向交換，從而形成的低能、缺氧的沉積環(huán)境是導(dǎo)致羅平生物群得以保存的重要原因；4）陸表徑流或風(fēng)暴浪近岸短距離搬運(yùn)沉積。Hu et al.[7]根據(jù)羅平生物群中完整植物化石的發(fā)現(xiàn)，提出化石群沉積時(shí)氣候相對(duì)溫暖，周圍陸地森林茂密，地表徑流豐富且離岸不遠(yuǎn)。

最近，筆者報(bào)道了黔西南郭家灣一帶新發(fā)現(xiàn)的幻龍化石，化石產(chǎn)于中三疊世坡段組灰?guī)r中，其時(shí)代與盤縣動(dòng)物群、羅平生物群一致，均屬于中三疊世安尼期（另文發(fā)表）。為刻畫化石埋藏環(huán)境，在剖面實(shí)測(cè)基礎(chǔ)上，對(duì)含幻龍化石的坡段組地層進(jìn)行沉積微相和碳氧同位素分析。結(jié)果顯示δ18OPDB值為-6.28‰～-2.11‰，平均值為-4.36‰；δ13CPDB值 為+0.50‰～+2.86‰，平均值為1.58‰。獲得古海水溫度主要為16 ℃～20 ℃，鹽度為125.77～131.62，指示化石形成于正常溫暖的海相沉積環(huán)境。在化石層顯示出δ18OPDB和δ13CPDB輕微負(fù)偏，分析提出淡水的加入是導(dǎo)致化石層δ13CPDB和δ18OPDB輕微負(fù)偏的主要因素。結(jié)合區(qū)域地質(zhì)資料綜合分析認(rèn)為郭家灣幻龍化石的形成是地震活動(dòng)誘發(fā)，導(dǎo)致局部地層失穩(wěn)，形成含大量幻龍骨骼的碎屑流，并在礁緣斜坡地帶發(fā)生卸載，最終形成異地埋藏化石層。這為進(jìn)行黔西南及鄰區(qū)中三疊世安尼期化石群特異埋藏對(duì)比分析提供資料。

1 區(qū)域地質(zhì)背景

黔西南地區(qū)位于滇黔桂三省交界部位，大地構(gòu)造位置上處于揚(yáng)子板塊西南緣，毗鄰右江盆地（圖1a）。區(qū)內(nèi)中二疊世茅口組主要為一套礁灘相沉積，其后受峨眉山地幔柱活動(dòng)的影響，地殼發(fā)生不均勻隆升并接受剝蝕，形成上二疊統(tǒng)底部的古風(fēng)化殼，吳家坪期—長(zhǎng)興期海陸交互相和礁灘相沉積假整合于中二疊世茅口組之上。發(fā)生于晚二疊世末期的裂陷作用，導(dǎo)致部分連陸臺(tái)地轉(zhuǎn)變?yōu)楣铝⑴_(tái)地，形成現(xiàn)今揚(yáng)子板塊西南緣臺(tái)盆分異的雛形。早三疊世，自北西向南東可依次劃分為潮坪—潟湖相、半局限臺(tái)地相和臺(tái)地邊緣礁相。中三疊世是臺(tái)盆分異表現(xiàn)最為顯著的階段，在揚(yáng)子板塊西南緣發(fā)育局限臺(tái)地和臺(tái)地邊緣礁。臺(tái)盆邊界受區(qū)域性斷裂控制，整體呈北東走向，東南一側(cè)進(jìn)入盆地，發(fā)育巨厚的海相細(xì)碎屑巖建造。

圖1 黔西南地區(qū)構(gòu)造位置圖（a）、區(qū)域地質(zhì)圖（b）及坡段組剖面柱狀圖（c）Fig.1 (a) Tectonic locality map and (b) geological map in the southwest of Guizhou province;(c) stratigraphic column of the Poduan Formation

郭家灣一帶位于興義南部安尼期臺(tái)地邊緣礁的后緣（圖1b）。區(qū)內(nèi)發(fā)育的斷裂構(gòu)造主要為兩組，分別呈北東向和北西向，對(duì)臺(tái)盆邊界有明顯的改造作用。主要出露中、下三疊統(tǒng)，最老地層為早—中三疊世安順組，由厚層狀白云巖組成，以碎屑巖為界分為兩個(gè)巖性段，其中下段夾有薄層狀灰?guī)r。其上整合沉積了中三疊世關(guān)嶺組。關(guān)嶺組也分為兩個(gè)巖性段，下段以薄層凝灰?guī)r為底界，主體巖性為中—薄層狀白云巖；上段以中—厚層狀白云質(zhì)灰?guī)r、灰?guī)r為主，整體代表了潮坪—潟湖相向臺(tái)地相逐漸過渡的沉積。坡段組與關(guān)嶺組為相變關(guān)系，巖性以厚層—塊狀礁灰?guī)r、礁前角礫巖、藻砂屑灰?guī)r、白云質(zhì)灰?guī)r為主，代表揚(yáng)子地臺(tái)安尼期臺(tái)地邊緣礁（灘）相沉積。東南側(cè)盆地相地層主要由中三疊世許滿組和邊陽組組成，為一套向上粒度逐漸變粗的巨厚海相碎屑巖建造。由于同期在興義以西地區(qū)斜坡相地層不發(fā)育，區(qū)內(nèi)露頭尺度表現(xiàn)為盆地相碎屑巖超覆于臺(tái)地相碳酸鹽巖之上。新發(fā)現(xiàn)的幻龍化石位于坡段組生物碎屑灰?guī)r中，化石層與下伏地層接觸面上發(fā)育明顯的沖刷面構(gòu)造和礫石沉積。為進(jìn)一步刻畫化石埋藏環(huán)境，在剖面實(shí)測(cè)基礎(chǔ)上，系統(tǒng)采集了18件碳酸鹽巖樣品進(jìn)行碳氧同位素分析，采樣位置見剖面柱狀圖（圖1c）。

2 碳酸鹽巖巖相類型及特征

碳酸鹽巖微相的劃分方案主要包括標(biāo)準(zhǔn)微相類型（SMF）和緩坡微相類型（RMF）等。前者主要用于描述熱帶鑲邊陸棚沉積環(huán)境，后者適用于緩坡沉積背景[8]。前人研究顯示，研究區(qū)在中—晚三疊世屬于揚(yáng)子地臺(tái)南緣，發(fā)育被動(dòng)陸緣碳酸鹽巖臺(tái)地[9]。因此，對(duì)中三疊世坡段組碳酸鹽巖微相的劃分主要參照標(biāo)準(zhǔn)微相類型（SMF）。根據(jù)露頭地質(zhì)特征，結(jié)合薄片分析，共劃分出5種微相類型。

2.1 異地生屑顆?；?guī)r/礫屑碳酸鹽巖/灰泥質(zhì)顆粒質(zhì)石灰?guī)r/漂浮巖、角礫巖微相（SMF5）

巖性為淺灰—灰白色塊狀灰質(zhì)礫巖、含礫生物碎屑灰?guī)r、生物碎屑灰?guī)r，巖性呈漸變過渡關(guān)系。其中：1）灰質(zhì)礫巖：位于第11 層底部沖刷面之上（圖2a）。礫石占比60%～80%，礫石巖性主要為含泥質(zhì)砂屑灰?guī)r、藻砂屑灰?guī)r、黏結(jié)灰?guī)r等。粒度以0.5～2.5 cm 為主，最大可達(dá)12 cm，呈次圓—次棱角狀，略顯定向，整體結(jié)構(gòu)成熟度較低；2）含礫生物碎屑灰?guī)r：位于第11 層中下部，與灰質(zhì)礫巖漸變過渡，但礫石含量明顯降低、粒度變細(xì)，并含有大量海生爬行動(dòng)物骨骼、腹足以及少量雙殼等化石；3）生物碎屑灰?guī)r：位于第11～12 層中部，含大量海生爬行類動(dòng)物骨骼化石（圖2b），占比30%～70%，伴生大量腹足和少量雙殼化石。沖刷面構(gòu)造、大量低結(jié)構(gòu)成熟度礫石以及化石特征，指示化石為異地埋藏。

2.2 生物黏結(jié)巖微相（SMF7）

該微相類型只出現(xiàn)在第20 層頂部，巖性為淺灰色薄層狀藻黏結(jié)白云巖。發(fā)育藻黏結(jié)結(jié)構(gòu)、泡沫結(jié)構(gòu)，櫛殼構(gòu)造。保存部分藍(lán)綠藻絲狀體痕跡（圖2c）。部分藻黏結(jié)灰泥呈形狀各異的碳酸鹽凝塊和團(tuán)塊，礦物組成為結(jié)晶粒度小于0.50 mm的白云石，顆粒邊緣無明顯破碎和磨蝕。藻跡分布之處結(jié)晶程度相對(duì)較差，為晶粒粒度小于0.004 mm的白云石。

2.3 有骨骼顆粒的生屑灰泥質(zhì)顆粒石灰?guī)r/顆粒質(zhì)灰泥石灰?guī)r微相（SMF10）

由含生物屑藻砂屑灰?guī)r、含藻砂屑生物屑灰?guī)r以及泥晶腹足屑灰?guī)r組成，是剖面中最主要的微相類型。其中：1）含生物屑藻砂屑灰?guī)r：內(nèi)碎屑占比55%～75%，礦物組成為方解石，結(jié)晶粒度2.00 ～0.06 mm，呈次棱角—次圓狀，分選較好。生物屑占比10%～20%，主要為腹足屑（6%～8%）、介形蟲屑（2%～4%）、棘皮屑（2%～5%），少量有孔蟲屑及其他生物屑。填隙物占比13%～28%，由結(jié)晶粒度小于0.004 mm的方解石組成，呈半自形—它形粒狀，起膠結(jié)作用。局部白云石含量較高，巖性漸變?yōu)楹镄荚迳靶蓟屹|(zhì)白云巖。在第2 層中見不規(guī)則狀白云質(zhì)團(tuán)塊零散分布（圖2d）；2）含藻砂屑生物屑灰?guī)r：生物屑占比50%～60%，以腹足屑為主（圖2e，f），成層分布。生物屑體腔孔隙發(fā)育，全部被內(nèi)碎屑及方解石充填。內(nèi)碎屑占比15%～30%，礦物成分為方解石，結(jié)晶粒度2.00～0.06 mm。填隙物占比20%～25%，以粒度0.25 mm的半自形—它形粒狀方解石為主，相對(duì)于內(nèi)碎屑起膠結(jié)作用。局部含有少量火山碎屑，礦物成分主要為石英，發(fā)育溶蝕邊（圖2g）；3）泥晶腹足屑灰?guī)r：主要出現(xiàn)在第22 層中部，生物主要為腹足屑（圖2h），占比約60%，較破碎。填隙物占比約38%，礦物成分為泥晶方解石，結(jié)晶粒度<0.004 mm，半自形—它形粒狀，相對(duì)于生物屑起膠結(jié)作用。

2.4 集合顆粒灰?guī)r微相（SMF17）

圖2 郭家灣一帶坡段組主要巖相特征Fig.2 Lithofacies characteristics of the Poduan Formation, Guojiawan region

由藻砂屑灰質(zhì)白云巖和藻砂屑灰?guī)r組成，其中：1）藻砂屑灰質(zhì)白云巖：內(nèi)碎屑占比80%～88%，礦物成分為方解石，粒度一般2.00～0.06 mm；呈次棱角—次圓狀，分選性較好。為藍(lán)綠藻及其分泌物黏結(jié)方解石灰泥于塑性—半塑性條件下，經(jīng)盆內(nèi)破碎、沉積而成。填隙物占比10%～15%，成分為泥晶方解石，結(jié)晶粒度<0.004 mm，半自形—它形粒狀，局部視域見重結(jié)晶現(xiàn)象，相對(duì)內(nèi)碎屑起膠結(jié)作用。在部分層位底部含有少量同成分角礫，巖性漸變?yōu)楹堑[藻砂屑灰質(zhì)白云巖；2）藻砂屑灰?guī)r：見于3～4 層、8～10 層、13～14 層、19 層。巖石發(fā)育泥晶藻砂屑結(jié)構(gòu)，由內(nèi)碎屑和填隙物等構(gòu)成（圖2i，j）。內(nèi)碎屑占比約80%，粒度小于0.25 mm，為砂屑級(jí)內(nèi)碎屑；呈次棱角—次圓狀，分選性較好。填隙物占比約18%，礦物成分為方解石，結(jié)晶粒度小于0.06 mm，半自形—它形粒狀。在第19層底部含同成分角礫。

2.5 具紋層的疊層黏結(jié)巖/黏結(jié)巖微相（SMF20）

巖性為淺灰色—灰色疊層石白云巖（圖2k），位于剖面第7 層、第16 層以及第18 層頂部。具藻黏結(jié)結(jié)構(gòu)，疊層石構(gòu)造。顯示暗層與亮層疊置出現(xiàn)的特征（圖2l）：藍(lán)綠藻絲狀體捕陷和黏結(jié)漂移的碳酸鹽礦物灰泥形成富屑暗色紋層，其間分布藻砂屑，整體占比約80%，礦物組成為結(jié)晶粒度小于0.06 mm的白云石。藻細(xì)胞生長(zhǎng)，在富屑紋層的表面形成富藻亮色紋層，占比約20%，形成的白云石結(jié)晶粒度小于0.004 mm。

圖3 郭家灣地區(qū)坡段組沉積相及碳氧同位素曲線Fig.3 Sedimentary facies and carbon and oxygen isotopic curve, Poduan Formation, Guojiawan region

3 沉積亞相類型及特征

根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)微相與相帶的對(duì)應(yīng)關(guān)系，結(jié)合沉積微相類型在縱向上的組合、疊置關(guān)系以及橫向分布特征，劃分出礁緣斜坡、開闊臺(tái)地和臺(tái)地邊緣礁共3種沉積亞相（圖3）。

3.1 礁緣斜坡亞相

沉積微相為SMF5，分布于剖面第11～12 層。該亞相在露頭尺度上易于識(shí)別，主要特征為：1）整體呈透鏡狀、楔狀，橫向延伸不遠(yuǎn)。由一套低結(jié)構(gòu)成熟度的礫屑灰?guī)r組成，與下伏地層接觸面上見明顯的沖刷面；2）化石種類明顯不同，以含有大量海生爬行動(dòng)物化石（幻龍）為特征。該亞相中，除幻龍化石外，還伴生有雙殼、腹足以及少量棘皮動(dòng)物化石。除棘皮類多呈細(xì)小的碎片外，雙殼和腹足化石均較為完整。根據(jù)礫屑灰?guī)r中礫石成分特征，結(jié)合巖相分布綜合分析，認(rèn)為該亞相形成于臺(tái)地邊緣礁后緣斜坡。

3.2 開闊臺(tái)地亞相

該亞相由SMF17 和SMF10 組成，巖石呈厚層—塊狀，主要巖性包括：藻砂屑灰?guī)r、含生物屑藻砂屑灰?guī)r等，因成巖后期有輕微的白云巖化，局部含有較多白云質(zhì)成分。該亞相的形成環(huán)境水體深度不大，循環(huán)良好，生物較為繁盛，主要化石為腹足、雙殼、海百合莖、有孔蟲、微體魚類牙齒以及少量牙形石等。尤其以腹足化石占主要，局部富集形成腹足屑灰?guī)r。根據(jù)巖相分布、化石特征綜合分析，認(rèn)為該亞相處于臺(tái)地邊緣礁后緣。

3.3 臺(tái)地邊緣礁亞相

由SMF7 和SMF20 組成。該亞相典型特征為：1）發(fā)育帳篷構(gòu)造等淺水暴露標(biāo)志；2）不含腹足、雙殼等大化石；3）發(fā)育藻紋層構(gòu)造，由大量藻絲捕獲、黏結(jié)灰?guī)r顆粒形成。該亞相形成于淺水高能環(huán)境。由于水動(dòng)力較強(qiáng)，不適合大部分浮游和底棲生物的生息繁衍。而水體較淺、光照充足的自然條件卻是藻類繁盛的理想環(huán)境。低等植物的繁盛，為上級(jí)食物鏈提供了食物來源。分析認(rèn)為該環(huán)境也可能是海生爬行動(dòng)物棲息的理想場(chǎng)所。

柱狀圖上各亞相交替出現(xiàn)，可能指示了臺(tái)地邊緣礁的生長(zhǎng)和遷移。整體而言，剖面控制的坡段組以厚層—塊狀藻砂屑灰?guī)r為主，向西與關(guān)嶺組呈相變關(guān)系，代表臺(tái)地邊緣礁及其后緣斜坡的產(chǎn)物。

4 碳、氧同位素組成及分析

4.1 樣品及分析方法

野外剖面實(shí)測(cè)中，系統(tǒng)采集了碳酸鹽巖全巖樣品，采樣過程中盡可能避免裂隙、方解石脈。結(jié)合顯微鏡下巖石薄片觀察結(jié)果，最終挑選出18 件樣品進(jìn)行碳、氧同位素分析。具體分析測(cè)試由廣州澳實(shí)礦物實(shí)驗(yàn)室完成。碳酸鹽巖樣品粉碎至200 目，稱取50 mg 試樣在72 ℃條件下濃磷酸消解4 h。析出的CO2氣體導(dǎo)入Thermo-Finnigan 的Gas Bench 系統(tǒng)，配置DeltaPlusXP 連動(dòng)氣流同位素質(zhì)譜儀（CF-IRMS）測(cè)定碳、氧同位素組成。δ13C、δ18O 結(jié)果分別以V-PDB標(biāo)準(zhǔn)和V-SMOW 標(biāo)準(zhǔn)給出，測(cè)試精度分別為0.01%和0.05%。數(shù)據(jù)均換算成PDB標(biāo)準(zhǔn)值，數(shù)據(jù)見表1。

表1 郭家灣地區(qū)坡段組碳酸鹽巖碳氧同位素分析結(jié)果Table 1 Carbon and oxygen isotopic composition of carbonates from the Poduan Formation,Guojiawan region

4.2 成巖作用對(duì)同位素組成的影響

圖4 郭家灣地區(qū)坡段組碳酸鹽巖δ18OPDB與δ13CPDB相關(guān)圖Fig.4 Correlation of δ13CPDB and δ18OPDB, Poduan Formation,Guojiawan region

碳酸鹽巖沉積后無可避免的受成巖作用影響，成巖流體和后期蝕變會(huì)改變巖石中碳氧同位素原始組成，因此有必要先對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行有效性判別。前人研究總結(jié)出判斷碳酸鹽巖遭受后期成巖作用影響的主要標(biāo)志[10-14]有三個(gè)：1）碳酸鹽巖中δ18O 與δ13C 呈正相關(guān)關(guān)系。本次研究中，δ18O與δ13C分布離散（圖4），不存在明顯的線性關(guān)系，指示同位素組成沒有或受到成巖作用的影響較弱[11,15]；2）碳酸鹽巖中δ18O<-5‰，說明受蝕變影響；δ18O<-10‰或δ18O<-11‰，表示樣品受蝕變影響強(qiáng)烈，數(shù)據(jù)已不可用。本次研究的所有樣品δ18O 數(shù)據(jù)均大于-10‰，其中6 件樣品δ18O<-5‰，最小值為-6.28‰（表1），指示部分樣品同位素組成受輕微蝕變的影響；3）碳酸鹽巖Mn/Sr 比值，本次未做相關(guān)分析。

表1顯示，所有數(shù)據(jù)均位于正常海相碳酸鹽巖范圍內(nèi)（δ13CPDB和δ18OPDB分別為-5‰～+5‰和-10‰～-2‰）[16]。在巖石薄片觀察中，部分樣品顯示輕微白云巖化。綜合分析認(rèn)為，白云巖化對(duì)部分樣品的同位素組成可能有輕微影響，但多數(shù)樣品分析結(jié)果仍記錄了原始同位素組成信息，具有環(huán)境指示意義。

4.3 碳、氧同位素組成及對(duì)比

本次研究中，18 件碳酸鹽巖樣品δ13CPDB值為+0.50‰～+2.86‰，變化幅度為2.36‰，平均值為1.58‰；δ18OPDB值為-6.28‰～-2.11‰，變化幅度為4.17‰，平均值為-4.36‰。同位素組成整體穩(wěn)定，局部略有波動(dòng)，縱向上不顯示明顯漂移（圖3）。前人的研究認(rèn)為，成巖作用和“年代效應(yīng)”對(duì)δ18O有影響，會(huì)導(dǎo)致δ18O值發(fā)生明顯的負(fù)向漂移。前已述及，成巖作用對(duì)部分樣品的同位素組成影響不大。因此，根據(jù)δ18O 計(jì)算古溫度時(shí)只需要進(jìn)行“年代效應(yīng)”校正[17-18]。根據(jù)王傳尚等[19]的研究成果，在假定古海水的氧同位素值為0的前提下，對(duì)Gasse[20]提出的經(jīng)驗(yàn)公式進(jìn)行了改進(jìn)：SST（℃）=16.9-4.38×（δ18Oc+0.27）+0.1×（δ18Oc+0.27）2。參考黔西南地區(qū)中三疊世碳酸鹽巖地層研究成果[21]，取δ18Oc=δ18OPDB+4.236 5。計(jì)算結(jié)果顯示古海水溫度主要分布范圍為16 ℃～20 ℃（表1）。

根據(jù)碳氧同位素測(cè)試結(jié)果，Keith et al.[22]提出了區(qū)分侏羅紀(jì)及時(shí)代更新的淡水碳酸鹽巖和海相碳酸鹽巖的判別公式：Z=2.048×（δ13C+50）+0.498×（δ18O+50）。認(rèn)為當(dāng)Z＞120 為海相石灰?guī)r；Z<120 為陸相淡水石灰?guī)r[23-24]。因Z 值的大小主要與δ13C 相關(guān)，在后期的成巖作用中δ13C較為穩(wěn)定，自寒武紀(jì)以來δ13C沒有顯著變化，故而該公式也可以用來判別其他時(shí)代的灰?guī)r。應(yīng)用上述公式計(jì)算獲得Z 值為125.77～131.62，平均值為128.36，指示為正常的海相沉積環(huán)境。

作者等根據(jù)區(qū)域地質(zhì)填圖和化石資料確定幻龍化石時(shí)代為中三疊世安尼期，這與羅平生物群和盤縣動(dòng)物群的時(shí)代一致。前人對(duì)黔西南地區(qū)安尼期地層做過較為詳細(xì)的碳氧同位素研究，主要研究對(duì)象為臺(tái)地相的關(guān)嶺組和盆地相的新苑組（表2）。通過對(duì)比認(rèn)為，郭家灣一帶坡段組δ13CPDB值位于青巖地區(qū)新苑組數(shù)值范圍之內(nèi)，但分布范圍更窄；多數(shù)樣品δ13C 同位素組成與特提斯地區(qū)中三疊世δ13CPDB值主要分布范圍（-1‰～2‰）一致[27-29]；相對(duì)于關(guān)嶺和羅平地區(qū)關(guān)嶺組二段δ13CPDB值整體偏大。坡段組δ18OPDB值位于關(guān)嶺地區(qū)關(guān)嶺組δ18OPDB值范圍內(nèi)，但分布范圍略窄；相對(duì)于羅平地區(qū)關(guān)嶺組第二巖性段和青巖地區(qū)新苑組δ18OPDB值偏小。Z 值分布范圍和均值在幾個(gè)剖面中并未顯示出明顯差異。剖面只分析坡段組下部的部分層位（厚度約40 m），整體顯示與同期鄰區(qū)碳酸鹽巖地層碳氧同位素組成一致的特點(diǎn)。

5 巖相及同位素組成對(duì)化石埋藏的指示

郭家灣剖面一個(gè)較為明顯的特征是：在中部含幻龍化石層位樣品中獲得的δ13CPDB和δ18OPDB值相對(duì)底板地層分別顯示不同程度的負(fù)偏特征。前人研究顯示，碳酸鹽巖中碳氧同位素的原始組成受海平面變化、沉積環(huán)境、氧化還原條件、溫度和鹽度等多種因素影響[10,30-32]，而在影響海相碳酸鹽巖碳同位素的眾多因素中，海平面變化與相對(duì)埋藏量是最為重要的[11,33]。一般而言，δ13C 值的增大表示古海洋生產(chǎn)力提高、埋藏速率加大，或海水還原性加強(qiáng)，以及全球氣候變暖或海平面上升，可以作為判斷生態(tài)環(huán)境改善的標(biāo)志[30]；δ18O 的指示意義相對(duì)較差，其低值在一定程度上反映了海平面升高或冰川消融，古海水鹽度降低[11,32]。郭家灣一帶坡段組整體為臺(tái)地相沉積，凝灰?guī)r不發(fā)育，也未見明顯的缺氧沉積，據(jù)此認(rèn)為火山作用和水體間歇性缺氧可能都不是導(dǎo)致化石沉積的主要原因。而化石層頂、底板地層巖性基本一致，均以中—厚層狀藻砂屑灰?guī)r為主，指示海平面未發(fā)生明顯的升降。

區(qū)域地質(zhì)調(diào)查結(jié)果顯示，在郭家灣以北糯泥一帶，關(guān)嶺組二段地層中發(fā)育明顯的滑塌、包卷層理，該層理類型在云南羅平地區(qū)關(guān)嶺組二段中也有大量發(fā)現(xiàn)[34]，整體分布較為廣泛。作者等認(rèn)為這可能是地震事件作用于碳酸鹽巖臺(tái)地區(qū)的印記。受巖石物性差異以及影響強(qiáng)烈程度的影響，在該區(qū)碳酸鹽巖中只形成并保存了滑動(dòng)變形構(gòu)造，這與碎屑巖地區(qū)典型的震積巖序列有明顯差別[35-37]。綜合上述研究提出郭家灣幻龍化石的埋藏過程為：在第9～10 層灰?guī)r沉積之后（圖5a），地震活動(dòng)導(dǎo)致局部地層失穩(wěn)和垮塌，形成含大量幻龍骨骼的碎屑流，并最終在開闊臺(tái)地發(fā)生卸載（圖5b）。隨后沉積了第13 層及以上的沉積，形成異地埋藏化石層（圖5c）。根據(jù)化石層礫屑灰?guī)r中灰?guī)r礫石的成分分析，認(rèn)為碎屑物質(zhì)來自受淡水影響的淺水區(qū)，即臺(tái)地邊緣礁（圖5d）。受震動(dòng)強(qiáng)度、古地形和巖石物性差異的影響，沉積于局限臺(tái)地區(qū)的薄層白云巖、灰?guī)r順坡下滑形成滑塌層理（圖5e），而以厚層—塊狀灰?guī)r為主的礁緣地區(qū)，則主要表現(xiàn)為垮塌，形成以灰?guī)r礫石為主的礫屑流，沿斜坡運(yùn)移最后沉積為礫屑灰?guī)r（圖5f）。因碎屑流形成于淺水區(qū)，受大氣降水影響明顯，碳氧同位素組成與淡水較為接近而顯示低δ13C 和δ18O 的特征?；瘜酉鄬?duì)于底板地層顯示δ13CPDB和δ18OPDB輕微負(fù)偏，體現(xiàn)的是物源區(qū)碳氧同位素組成特征。

表2 黔西南及鄰區(qū)安尼期主要剖面碳氧同位素組成及參數(shù)對(duì)比Table 2 Comparison of carbon and oxygen isotopic composition and parameters of the main sections in Anisian Stage, southwestern Guizhou and its adjacent region

圖5 郭家灣地區(qū)坡段組幻龍化石埋藏過程示意圖Fig.5 Burial process of nothosaur, Poduan Formation, Guojiawan region

6 結(jié)論

（1）通過剖面測(cè)制，結(jié)合巖石學(xué)研究，詳細(xì)劃分了黔西南郭家灣一帶中三疊世坡段含幻龍化石剖面沉積相。分別為SMF5、SMF7、SMF10、SMF17 以及SMF20，共5 種巖相類型。屬于臺(tái)地邊緣礁后緣斜坡、開闊臺(tái)地和臺(tái)地邊緣礁亞相。

（2）碳酸鹽巖全巖碳氧同位素分析結(jié)果顯示，坡段組δ18OPDB值為-6.28‰～-2.11‰，平均為-4.36‰；δ13CPDB值為+0.50‰～+2.86‰，平均為1.58‰。獲得古海水溫度和鹽度主要分布范圍分別為16 ℃～20 ℃和125.77～131.62，指示為正常溫暖的海相沉積環(huán)境。物源區(qū)大量淡水的加入是導(dǎo)致化石層δ13CPDB和δ18OPDB輕微負(fù)偏的主要原因。

（3）綜合分析認(rèn)為化石的埋藏受地震活動(dòng)誘發(fā)，強(qiáng)烈震動(dòng)導(dǎo)致局部地層失穩(wěn)和垮塌，形成含大量幻龍骨骼的碎屑流，在臺(tái)地邊緣礁后緣斜坡發(fā)生卸載，最終沉積形成異地埋藏化石層。