云南思茅盆地白堊紀(jì)—古新世碎屑巖地球化學(xué)特征及地質(zhì)意義

石海巖，苗衛(wèi)良，馬海州，李永壽，張西營，嚴(yán)玲琴，馬維明，王振東

(1.青海省地質(zhì)調(diào)查局，青海 西寧　810001；2.中國科學(xué)院 青海鹽湖研究所鹽湖資源與化學(xué)重點(diǎn)實(shí)驗室，青海 西寧　810008)

?

云南思茅盆地白堊紀(jì)—古新世碎屑巖地球化學(xué)特征及地質(zhì)意義

石海巖1，苗衛(wèi)良2，馬海州2，李永壽2，張西營2，嚴(yán)玲琴1，馬維明1，王振東1

(1.青海省地質(zhì)調(diào)查局，青海 西寧810001；2.中國科學(xué)院 青海鹽湖研究所鹽湖資源與化學(xué)重點(diǎn)實(shí)驗室，青海 西寧810008)

云南思茅盆地白堊紀(jì)—古新世地層包括曼崗組(K1m)、扒沙河組(K1p)、勐野井組(K2me)、等黑組(E1d)，主要由砂巖及砂泥巖組成。對盆地江城二官寨—和平寨—扒沙河道班剖面19件碎屑巖樣品及江城勐野井礦區(qū)SHK4孔17件細(xì)碎屑巖樣品的主量元素、稀土元素和微量元素進(jìn)行了分析。結(jié)果顯示：碎屑巖樣品中δCe和δEu、δCe與∑REE、化學(xué)蝕變指數(shù)(CIA)與Th/U、CIA與Th/Sc不具有相關(guān)性，說明研究區(qū)白堊紀(jì)—古新世沉積物碎屑成分主要受控于源巖特征，不受化學(xué)風(fēng)化作用及氧化-還原條件的影響；稀土元素配分模式基本相同，LREE/HREE值較高且負(fù)Eu異常明顯，表明白堊紀(jì)—古新世沉積物具有相同的物源，巖石以親花崗巖、長英質(zhì)巖為主。Hf-La/Th、La/Sc-Co/Th、REE-La/Yb、Hf-Co-Th判別圖解也反映了相似的物源特征。勐野井組至等黑組地層沉積期間，CaO含量、Gd含量、ICV值和(Gd/Yb)N值突然增加，表明源區(qū)自晚白堊世勐野井組沉積開始，構(gòu)造活動性突然加強(qiáng)，整體上處于快速隆升、剝蝕階段。研究為云南思茅盆地白堊紀(jì)—古新世沉積物物源屬性的判別提供了一定的地球化學(xué)依據(jù)。

思茅盆地；白堊紀(jì)—古新世；碎屑巖；地球化學(xué)；物源屬性

0　引　言

沉積巖物源分析是判別古氣候條件、恢復(fù)古地理環(huán)境、揭示物源屬性及源區(qū)大地構(gòu)造背景等重大地質(zhì)問題的一項重要手段。自20世紀(jì)80年代以來，許多學(xué)者對不同構(gòu)造背景下形成的砂泥巖的常量元素、微量元素和稀土元素的地球化學(xué)特征進(jìn)行了系統(tǒng)的研究和總結(jié)[1-3]，利用砂泥巖的地球化學(xué)特征判別巖石形成時的大地構(gòu)造背景及其物源的研究獲得了很大進(jìn)展。國內(nèi)應(yīng)用地球化學(xué)方法來判別盆地物源屬性及沉積構(gòu)造背景也取得了一些成果[4-8]。碎屑巖地球化學(xué)特征，特別是REE和Zr，Th，Sc，Y等一些微量元素，由于它們在風(fēng)化、搬運(yùn)和成巖過程中相對也是非遷移的[9-11]，因而通過對沉積巖的地球化學(xué)特征研究，能夠反映其物源屬性。

云南思茅盆地勐野井鉀鹽礦床是我國目前唯一具有開采價值的古代氯化物型固體鉀鹽礦床，自20世紀(jì)60年代以來，前人已從沉積地層學(xué)、巖相學(xué)、鹽類沉積地球化學(xué)等多角度對其進(jìn)行了大量的研究[12-15]，但從碎屑巖元素地球化學(xué)方面的研究相對較少。本文擬從含鹽系地層勐野井組(K2me)及其上覆和下伏地層的地球化學(xué)特征角度，探討該區(qū)沉積物物源屬性。

1　區(qū)域地質(zhì)背景

云南江城勐野井鉀鹽礦床位于蘭坪—思茅盆地，該盆地地處西部瀾滄江縫合線與東部金沙江縫合線之間，受瀾滄江深斷裂和金沙江—哀牢山深斷裂的夾持[16-17]，呈北西—南東向展布(圖1)，地勢為北高南低，且向南延伸進(jìn)入老撾、泰國境內(nèi)，與呵叻盆地相接[18-20]。盆地內(nèi)侏羅系—白堊系地層為礦區(qū)的主要沉積地層，其中侏羅系和下白堊統(tǒng)連片出露，主要出露在思茅盆地向斜的兩翼，古新世鹽系地層殘存于盆地中心，主要集中分布在野狼山一帶，處于向斜盆地的中心，第三系地層亦零星分布。盆地沉積了厚逾萬米的中新生代地層(表1)，且以砂泥巖為主，為從碎屑巖地球化學(xué)特征角度探討源區(qū)物源屬性及構(gòu)造演化過程提供了有利條件。

思茅盆地勐野井礦區(qū)因受構(gòu)造運(yùn)動與剝蝕作用的強(qiáng)烈疊加，普遍缺失等黑組(E1d)與勐臘組(E2-3m)地層，同時勐野井組地層上部也遭受了一定程度的剝蝕，僅保留了含鹽系底部地層，并由第四系地層不整合覆蓋于其上。鉆孔SHK4(22°40′58″N，101°38′49″E)位于勐野井礦區(qū)(圖1)，該孔終孔于336.68 m，自孔深12.81 m處開始進(jìn)入勐野井組地層；302.89 m為勐野井組與下伏扒沙河組(K1p)的不整合分界。剖面揭示了研究區(qū)勐野井組含鹽系底部的成鹽旋回，且與下伏地層扒沙河組之間有一沉積間斷期。勐野井組含鹽系地層主要以鹽巖類沉積(主要包括石鹽、石膏和鉀石鹽)和細(xì)粒碎屑巖為主，構(gòu)成一個碎屑巖-石膏-石鹽-鉀石鹽-石鹽-石膏-碎屑巖的完整成鹽旋回，其中鉀石鹽未單獨(dú)成層，主要集中分布于泥礫質(zhì)碎屑巖層之裂隙中。鉆孔細(xì)粒碎屑巖層以泥巖為主，粉砂巖及細(xì)砂巖次之，整孔的碎屑巖層中均大量發(fā)育泥質(zhì)、粉砂質(zhì)泥礫成分，呈棕紅色與灰綠色兩種顏色不均勻分布，分選差且以次角礫狀-角礫狀產(chǎn)出(圖2)。

圖1　研究區(qū)區(qū)域地質(zhì)構(gòu)造簡圖及取樣井、取樣點(diǎn)位置(改自鄭智杰[21])Fig.1　Structural sketch map of the study area and location of the drilling hole SHK4 (modified after Zheng[21] )

2　樣品與測試

本次樣品的采集主要集中在思茅盆地江城地區(qū)二官寨—和平寨—寶藏鄉(xiāng)—景谷一帶，自曼崗組至等黑組共采集樣品19件，其中曼崗組3件，扒沙河組12件，勐野井組1件，等黑組3件，巖性以砂巖為主。另外17件(扒沙河組2件、勐野井組15件)樣品取自思茅盆地江城勐野井礦區(qū)SHK4孔巖心。以上36件樣品分析及測試在同濟(jì)大學(xué)海洋地質(zhì)國家重點(diǎn)實(shí)驗室完成。其中SHK4孔細(xì)碎屑巖層以泥巖為主，碎屑巖層中均大量發(fā)育泥質(zhì)、粉砂質(zhì)泥礫成分，在取樣過程中對部分泥礫巖樣品進(jìn)行了礫石的剔除，本研究是對泥礫巖的基質(zhì)進(jìn)行了元素地球化學(xué)分析。

樣品首先在低溫(60 ℃)下烘干，然后研磨。在600 ℃條件下灼燒2小時，以剔除有機(jī)質(zhì)及沉積物內(nèi)黏土礦物的層間水，稱重并計算燒失量。樣品采用HNO3+HF(HNO3∶HF=1∶3)混合酸預(yù)處理后，采用Thermo fisher IRIS Advantage型電感耦合等離子光譜(ICP-OES)及Thermo fisher VG-X7型電感耦合等離子質(zhì)譜(ICP-MS)分別進(jìn)行主微量測試，在微量元素測試過程中，采用1ng/g的Rh元素作為內(nèi)標(biāo)，監(jiān)控儀器的穩(wěn)定性，在分析過程中，使用國際標(biāo)準(zhǔn)(GSR-5、GSR-6、GSD-9)及空白樣品進(jìn)行監(jiān)測，該部分實(shí)驗的預(yù)處理及測試均在同濟(jì)大學(xué)海洋地質(zhì)國家重點(diǎn)實(shí)驗室完成。結(jié)果表明，主微量元素的相對標(biāo)準(zhǔn)偏差(RSD%)分別為1%及2%以下。

表1　思茅盆地中生代、新生代地層沉積序列(據(jù)云南省地質(zhì)礦產(chǎn)局[22])

3　碎屑巖地球化學(xué)特征

3.1地球化學(xué)特征

主量元素分析表明(表2)，等黑組和勐野井組地層有相對較低的SiO2含量，分別為69.21%(59.27%～75.16%)以及63.49%(50.09%～67.75%)；扒沙河組和曼崗組SiO2含量顯著增高，分別為87.12%(60.48%～93.27%)和83.18%(61.34%～94.55%)。其次樣品含量較高的元素為Al2O3和Fe2O3。澳大利亞后太古宇頁巖(PAAS)被認(rèn)為代表了上地殼的平均化學(xué)成分，可以用它作為一個重要的地球化學(xué)標(biāo)準(zhǔn)來分析樣品的地球化學(xué)特征[10]。樣品中CaO的平均值與PAAS[10]有相近的含量；其余主量元素的平均值與PAAS相比，具有富集SiO2(74.95%)、MgO(3.08%)，貧Al2O3(11.08%)、Fe2O3(3.74%)、K2O(2.72%)、Na2O(0.19%)、TiO2(0.54%)、P2O5(0.07%)及MnO(0.03%)的特征。以澳大利亞后太古宇頁巖(PAAS)數(shù)據(jù)對樣品進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化處理后的標(biāo)準(zhǔn)化蛛網(wǎng)圖顯示(圖3)，等黑組除CaO含量相對富集，其他主量元素與PAAS相差不多；而扒沙河組和曼崗組除SiO2含量略微富集外，其他元素相比與PAAS是嚴(yán)重虧損的；勐野井組樣品中Al2O3、CaO、Fe2O3、K2O、TiO2及SiO2含量與PAAS含量基本保持一致，其中相比于PAAS含量MgO相對富集，而MnO、Na2O和P2O5相對虧損。

圖2　SHK4孔巖心編錄與巖性描述Fig.2　Lithologic description and core logging of drilling hole SHK4(a)青灰色紋層狀石鹽巖，原生紋層極為發(fā)育，為后期斷裂所截；(b) 棕紅色泥礫質(zhì)鉀鹽巖，泥礫呈次角礫狀；(c) SHK4孔含鹽系底部不整合面，下部為早白堊世扒沙河組地層；(d) 寶藏鄉(xiāng)扒沙河道班剖面扒沙河組—勐野井組不整合面，上覆地層為中白堊世勐野井組(K2me)，下伏地層為早白堊世扒沙河組(K1p)

表2　思茅盆地白堊紀(jì)—古新世碎屑巖主量元素含量(wB/%)

注：測試單位為同濟(jì)大學(xué)海洋地質(zhì)國家重點(diǎn)實(shí)驗室，測試儀器及方法采用Thermo fisher IRIS Advantage型電感耦合等離子光譜儀(ICP-OES)，測試人為喬培軍，主量元素的相對標(biāo)準(zhǔn)偏差(RSD%)分別為1%以下；CIA(化學(xué)蝕變指數(shù))=[Al2O3/(Al2O3+CaO*+Na2O+K2O)×100]，主要成分指摩爾分?jǐn)?shù)，CaO*為硅酸鹽中的CaO，即全巖中的CaO扣除掉化學(xué)沉積的CaO的摩爾分?jǐn)?shù)；ICV(成分變異指數(shù))=(Fe2O3+K2O+Na2O+CaO*+MgO+MnO+TiO2)/Al2O3，主要成分指摩爾分?jǐn)?shù)。

圖3　研究區(qū)樣品主量元素蛛網(wǎng)圖Fig.3　Spider diagram of major elements of detrital rocks in the study area

圖4　思茅盆地白堊紀(jì)—古新世碎屑巖稀土元素標(biāo)準(zhǔn)化曲線Fig.4　Chondrite-normalized REE diagrams of the Cretaceous-Palaeocene detrital rocks in Simao Basin

稀土元素分析結(jié)果(圖4，表3，表4)表明，研究區(qū)稀土總量(不包括Y)的變化范圍在37.73～292.95 μg/g之間，變化范圍較大，平均為128.51 μg/g。等黑組及勐野井組稀土總量分別為158.27 μg/g (120.59～222.60 μg/g)、167.71 μg/g (43.05～201.91 μg/g)，接近于北美頁巖稀土總量的平均值(163.16 μg/g)，同時與上部地殼的REE平均含量(146.37 μg/g)也較接近。輕稀土富集，輕、重稀土元素分異較大，La/Yb分別為14.18和13.64，(La/Yb)N分別為9.20和9.56，具有明顯的Eu負(fù)異常，δEu分別為0.72和0.62。與等黑組及勐野井組相比，扒沙河組砂巖稀土總量變化劇烈，其變化范圍在39.36～276.46 μg/g之間，平均值(78.00 μg/g)較低，相對于SiO2含量較高的扒沙河組砂巖，曼崗組、勐野井組及等黑組稀土含量明顯偏高，表明黏土礦物對稀土元素的吸附作用和石英對稀土元素具有一定的稀釋作用；而且扒沙河組輕稀土明顯富集，La/Yb為14.84(12.08～18.75)，(La/Yb)N為10.01(8.14～12.64)，δEu為0.78(0.54～0.95) (其中A42號元素δEu為1.82，出現(xiàn)正Eu異常)。曼崗組稀土總量達(dá)125.38 μg/g(28.73～292.95 μg/g)，變化范圍也較大，但是輕稀土顯著富集，La/Yb為16.88(14.34～19.70)，(La/Yb)N為11.38(9.67～13.28)，且具有較低的Eu負(fù)異常，δEu為0.59(0.52～0.67)。

以球粒隕石標(biāo)準(zhǔn)值[23]對樣品進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化處理，稀土元素分布模式基本一致，均為輕稀土富集，重稀土虧損型，分布曲線在輕稀土處具有較大的斜率，而在重稀土部位較為平坦，與北美頁巖配分曲線特征相似，并與上地殼元素平均含量[24]的稀土配分模式基本吻合(圖4)。由于輕稀土元素離子半徑比重稀土元素大，被吸附能力強(qiáng)，而重稀土元素則更趨向于滯留原地，因而造成沉積物中輕稀土元素富集的特點(diǎn)[25]。曼崗組3件樣品稀土元素分布模式基本相同，均為輕稀土元素富集、重稀土元素虧損型，配分曲線在輕稀土部位斜率較大，而在重稀土部位較為平坦，并與上地殼元素平均含量的稀土配分模式基本吻合，其中MK01-001樣品稀土元素含量較上地殼平均含量高，其余兩件樣品各稀土元素含量均低于上地殼稀土元素平均值(圖4(a))；扒沙河組砂巖樣品稀土配分模式也為典型的上地殼稀土配分模式，輕重稀土分異明顯，其中MK02-001、MK02-005樣品配分曲線位于上地殼稀土配分曲線上方，其各稀土含量高于上地殼稀土平均含量，其余樣品位于曲線下方，且除樣品A42出現(xiàn)正Eu異常外，其余樣品都具有較明顯的Eu負(fù)異常(圖4(b))。勐野井組16件樣品稀土配分模式基本相同，與上地殼元素平均含量的稀土配分模式基本吻合(圖4(c))，其各樣品稀土含量相差也不大；等黑組3件樣品配分曲線與上地殼稀土配分曲線基本相似，稀土含量也相差不大，輕重稀土分異顯著，明顯的Eu負(fù)異常，其中JC-002樣品基本無Eu異常(圖4(d))。

表3　思茅盆地白堊紀(jì)—古新世碎屑巖REE含量(wB/(μg/g))

注: 測試單位為同濟(jì)大學(xué)海洋地質(zhì)國家重點(diǎn)實(shí)驗室，測試儀器及方法采用Thermo fisher VG-X7型電感耦合等離子質(zhì)譜儀(ICP-MS)進(jìn)行微量測試，測試人為喬培軍，微量元素的相對標(biāo)準(zhǔn)偏差(RSD%)2%以下。

表4　思茅盆地白堊紀(jì)—古新世碎屑巖稀土元素參數(shù)

注：下角標(biāo)N代表球粒隕石標(biāo)準(zhǔn)化值[19]；δEu =2EuN/(SmN/GdN)；δCe =2CeN/(LaN/PrN)；L/H=∑LREE/∑HREE。

3.2影響因素

化學(xué)蝕變指數(shù)(CIA)的提出對于定量評價巖石遭受風(fēng)化作用的強(qiáng)度具有較好的參考價值，已形成了一套完整的計算方法。其中CIA=[Al2O3/(Al2O3+CaO*+Na2O+K2O)×100]，主要成分指摩爾分?jǐn)?shù)，CaO*為硅酸鹽中的CaO，即全巖中的CaO扣除掉化學(xué)沉積的CaO的摩爾分?jǐn)?shù)。對于CaO*的計算和校正，Mclennan等提出：CaO*=CaO-(10/3×P2O5)，且如果校正后的CaO摩爾數(shù)小于Na2O的摩爾數(shù)，則采用校正后的CaO摩爾數(shù)作為CaO*的摩爾數(shù)；反之，則采用Na2O的摩爾數(shù)作為CaO*的摩爾數(shù)[26]。計算結(jié)果顯示36件樣品中除等黑組3件樣品的CIA平均值為60.79(52.65～71.09)，說明其經(jīng)歷了低等強(qiáng)度的化學(xué)風(fēng)化作用，其余所有樣品的CIA值介于70.00～89.00之間(表2)，反映了中等化學(xué)風(fēng)化程度，而由稀土元素、微量元素均一的分配形式來看，風(fēng)化作用并未影響到巖石中保存的源區(qū)信息。

圖5　思茅盆地白堊紀(jì)—古新世碎屑巖典型地球化學(xué)元素參數(shù)相關(guān)性Fig.5　Parameter correlation of typical geochemical elements of the Cretaceous-Palaeocene detrital rocks in Simao Basin

對稀土元素的研究結(jié)果認(rèn)為，成巖作用可以影響元素Ce的異常值，通常會導(dǎo)致δCe和δEu，δCe與∑REE具有良好的相關(guān)性[27]。本次分析的樣品中δCe和δEu，δCe與∑REE都不具有相關(guān)性，說明成巖作用對該區(qū)稀土元素的影響作用不明顯，稀土元素的特征主要受源區(qū)物質(zhì)成分的影響(圖5(a),(b))。Th/U比值、Th/Sc比值與化學(xué)風(fēng)化指數(shù)(CIA)幾乎不相關(guān)(圖5(c),(d))，前者相關(guān)系數(shù)為(0.05)，后者相關(guān)系數(shù)為(0.02)，反映了二者不受化學(xué)風(fēng)化作用或者氧化-還原條件的影響，主要受源區(qū)源巖特征的控制[11,28]。

4　討　論

沉積巖對其母巖的稀土元素具有很強(qiáng)的繼承性，其表征Eu異常程度的δEu在稀土元素地球化學(xué)參數(shù)中占有較重要的地位，可作為鑒別母巖物質(zhì)來源的重要參數(shù)。若母巖為花崗巖，沉積巖多具負(fù)Eu異常；若母巖為玄武巖，沉積巖多為無Eu異常。源自上地殼的稀土元素具有輕稀土富集、重稀土含量穩(wěn)定和明顯的負(fù)Eu異常等特征[29]。長英質(zhì)巖石具有高的LREE/HREE比值和明顯的負(fù)Eu異常，鐵鎂質(zhì)巖石具有低的LREE/HREE比值和弱或無Eu異常[30]。從36件樣品稀土元素配分模式圖(圖4)可以看出，各個樣品的變化曲線幾乎完全一致，表明研究區(qū)白堊紀(jì)—古新世沉積物具有相同的物源特征。輕重稀土分異明顯，重稀土虧損，具有明顯的負(fù)Eu異常，說明巖石以親花崗巖為主，具有明顯的上地殼特征。

砂泥巖中的微量元素可以提供有關(guān)沉積巖物源屬性的信息。例如，相對于基性巖，長英質(zhì)巖石中La和Th含量高，而Co、Sc和Cr則富集于基性巖中。由于這些元素在風(fēng)化過程中相對穩(wěn)定,其比值可以用來指示物源成分[31]。研究區(qū)碎屑巖樣品特征性微量元素比值與地殼元素對比(表5)顯示，除曼崗組和扒沙河組砂巖Cr/Th與大陸下地殼的元素特征值較接近外，其余所用樣品特征性微量元素比值與大陸上地殼的元素特征值相接近，而與大陸下地殼和洋殼的特征值相差甚遠(yuǎn)。

圖6　稀土、微量元素源巖特征判別圖解Fig.6　REE and trace elements diagrams for source rocks(a) Hf-La/Th底圖解據(jù)文獻(xiàn)[32]；(b) La/Sc-Co/Th底圖解據(jù)文獻(xiàn)[33]；(c) REE- La/Y底圖解據(jù)文獻(xiàn)[34]；(d) Hf-Co-Th底圖解據(jù)文獻(xiàn)[33]

Table 5The element ratios of the samples from study area

樣品來源 La/ScSc/ThCr/ThCo/ThδEuUCC2.701.003.300.900.61LCC0.3034.00222.0033.001.07OC0.101.731227.00214.001.02曼崗組(3)3.620.84237.0310.540.59扒沙河組(14)4.730.68288.720.900.78勐野井組(16)3.360.745.170.550.62等黑組(3)3.850.634.770.700.72

圖7　典型稀土元素比值特征曲線Fig.7　Characteristic ratio curves of typical rare earth and trace elements

通過Hf-La/Th、La/Sc-Co/Th、REE-La/Yb、Hf-Co-Th判別圖解(圖6)可以進(jìn)一步揭示物源區(qū)的屬性。Hf-La/Th判別圖解上，樣品主要位于上地殼平均成分附近，其中曼崗組和扒沙河組大部分樣品落入了長英質(zhì)、基性巖混合物源的區(qū)域內(nèi)，少部分樣品落入了安山質(zhì)島弧物源區(qū)；而勐野井組和等黑組樣品基本落入了長英質(zhì)源區(qū)內(nèi)(圖6(a))。這與根據(jù)稀土元素及特征性微量元素比值判斷勐野井組原始物質(zhì)來自于上地殼的結(jié)論相吻合。REE-La/Yb圖解表明：曼崗組和扒沙河組有3件樣品落入了花崗巖區(qū)域，其余樣品均落入沉積巖區(qū)域，反映曼崗組和扒沙河組砂巖源巖以沉積巖為主。勐野井組及等黑組大多數(shù)樣品落入了花崗巖和沉積巖的交匯區(qū)(圖6(c))，反映了研究區(qū)勐野井組和等黑組的源巖主要為花崗巖和沉積巖的混合。由此可見，研究區(qū)白堊紀(jì)至古新世沉積物源巖區(qū)屬性主要為上地殼的環(huán)境，成分以長英質(zhì)為主。La/Sc-Co/Th圖解中研究區(qū)樣品基本分布在長英質(zhì)火山巖區(qū)域，Co/Th比值變化范圍較大，而La/Sc的比值變化范圍較窄，同時比值也較高且大于2，反映源巖以長英質(zhì)巖石為主，并有火山巖的混入(圖6(b))。Hf-Co-Th圖解表明物源區(qū)的物質(zhì)成分與上地殼的平均值基本上保持一致，大部分樣品落入了上地殼區(qū)域內(nèi)，反映了物源區(qū)的物質(zhì)成分主要來源于上地殼(圖6(d))。盡管各個判別圖解存在一定的差異，但總體上反映了源區(qū)的物質(zhì)成分以長英質(zhì)為主，主要來源于上地殼。

稀土元素Gd的含量隨著地質(zhì)時間的演變，會發(fā)生明顯的分餾作用，Gd含量會逐漸減少，并且(Gd/Yb)N比值也會逐漸減少，并且太古宙(Gd/Yb)N比值一般大于2.0，后太古宙地層比值一般都小于2.0[10,21]。研究區(qū)稀土元素Gd的含量隨著地層時代的變新，并沒有出現(xiàn)減小的趨勢，而是呈現(xiàn)逐漸增大的趨勢(圖7(a))，曼崗組Gd含量介于0.95～12.86 μg/g之間，平均值為4.92 μg/g；扒沙河組Gd含量介于1.12～9.55 μg/g之間，平均為2.68 μg/g；勐野井組Gd含量介于3.86～6.51 μg/g之間，平均值為5.21 μg/g；等黑組Gd含量介于4.97～6.29 μg/g之間，平均值為5.49 μg/g。說明物源區(qū)不斷有古老地層物質(zhì)的加入而導(dǎo)致了Gd含量的異常。勐野井組分析樣品的(Gd/Yb)N比值全部小于2.0(圖7(b))，反映了物源區(qū)主要為后太古宙沉積的年輕地層。而曼崗組1件樣品，扒沙河組的14件樣品中，已經(jīng)有4個樣品點(diǎn)的值大于2.0，等黑組3件樣品中，其中2個樣品點(diǎn)的值大于2.0，反映了在曼崗組、扒沙河組及等黑組地層沉積時期可能有古老地層的加入。

據(jù)此，自曼崗組至等黑組沉積演化過程中、源區(qū)剝蝕程度呈斷續(xù)現(xiàn)象，說明在扒沙河組地層沉積后，研究區(qū)發(fā)生了較強(qiáng)的構(gòu)造運(yùn)動，致使本區(qū)整體抬升而遭受剝蝕，而致后期地層發(fā)生沉降并重新接受近源沉積而形成了勐野井組細(xì)碎屑巖沉積，從而導(dǎo)致該套地層相比于其他地層沉積物的物源供給完全不同，這一點(diǎn)通過樣品巖相學(xué)特征及(Gd/Yb)N都可以說明。等黑組3件樣品中有2個樣品點(diǎn)的值大于2.0，可能說明在等黑組沉積時期，源區(qū)剝蝕程度逐漸加強(qiáng)，古老地層的出露范圍不斷加大，隆升剝蝕程度明顯加快。

5　結(jié)　論

(1)研究區(qū)碎屑巖樣品中δCe和δEu，δCe與∑REE的相關(guān)性分析，CIA的計算，以及CIA與Th/U、 CIA與Th/Sc比值的相關(guān)性分析表明，研究區(qū)碎屑成分主要受控于源巖特征，不受化學(xué)風(fēng)化作用及氧化-還原條件的影響。

(2)稀土元素的配分模式基本相同，與大陸上地殼的稀土配分模式相一致，LREE/HREE及(La/Y)N等比值表明輕重稀土分異明顯，分布模式為明顯的輕稀土富集，重稀土平坦，較明顯的負(fù)Eu異常，δCe基本無異常，表明研究區(qū)白堊紀(jì)至古新世地層沉積物來源一致且沉積期間物源供給方向穩(wěn)定，巖石以親花崗巖、長英質(zhì)為主，母巖碎屑主要來自于上地殼。特征性微量及主量元素比值Th/Sc、Cr/Zr、K2O/Al2O3、Al2O3/TiO2的變化情況均表明研究區(qū)砂泥巖物源區(qū)以長英質(zhì)巖石為主；Hf-La/Th、La/Sc-Co/Th、REE-La/Yb、Hf-Co-Th判別圖解，也反映了相似的物源特征。

(3) 通過對Gd含量及(Gd/Yb)N比值對比發(fā)現(xiàn)，研究區(qū)自曼崗組至等黑組沉積演化過程中，源區(qū)剝蝕程度呈斷續(xù)現(xiàn)象，說明在扒沙河組地層沉積后，研究區(qū)發(fā)生了較強(qiáng)的構(gòu)造運(yùn)動，致使本區(qū)整體抬升而遭受剝蝕，而致后期地層發(fā)生沉降并重新接受近源沉積而形成了勐野井組細(xì)碎屑巖沉積，從而導(dǎo)致該套地層相比于其他地層沉積物的物源供給完全不同，這一點(diǎn)通過樣品巖相學(xué)特征及(Gd/Yb)N都可以說明。研究區(qū)勐野井組至等黑組沉積期間，CaO含量、Gd含量、ICV值以及(Gd/Yb)N比值突然增加，表明源區(qū)自晚白堊世勐野井組開始，構(gòu)造活動性突然加強(qiáng)，整體上處于快速隆升、剝蝕階段。

致謝：參加野外工作的還有中國科學(xué)院青海鹽湖研究所安福元博士、秦占杰碩士，同濟(jì)大學(xué)海洋地質(zhì)國家重點(diǎn)實(shí)驗室的喬培軍老師在樣品測試與分析中給予了指導(dǎo)，評審專家所提出的意見和建議使筆者受益匪淺，論文得以完善和提高。在此一并表示感謝！

[1]BHATIA M R.Plate tectonics and geochemical composition of sandstones[J].The Journal of Geology，1983，91(6)：611-627.

[2]BHATIA M R，CROOK K A W.Trace element characteristics of graywackes and tectonic setting discrimination of sedimentary basin[J].Contributions to Mineralogy and Petrology，1986，92(2)：181-193.

[3]ROSER B P，KORSCH R J.Determination of tectonic setting of sandstone-mudstone suites using SiO2content and K2O/Na2O ratio[J].The Journal of Geology，1986，94：635-650.

[4]劉士林，劉蘊(yùn)華，林舸，等.渤海灣盆地南堡凹陷新近系泥巖稀土元素地球化學(xué)特征及其地質(zhì)意義[J].現(xiàn)代地質(zhì)，2006，20(3)：449-456.

[5]李志明，劉家軍，胡瑞忠，等.蘭坪中新生代盆地沉積巖源區(qū)構(gòu)造背景和物源屬性研究——砂巖地球化學(xué)證據(jù)[J].沉積學(xué)報，2003，21(4)：547-552.

[6]李雙應(yīng)，李任偉，岳書倉，等.安徽肥西中生代碎屑巖地球化學(xué)特征及其對物源制約[J].巖石學(xué)報，2004，20(3)：667-676.

[7]閆臻，邊千韜，李繼亮，等.東昆侖南緣早三疊世洪水川組的源區(qū)特征：來自碎屑組成，重礦物和巖石地球化學(xué)的證據(jù)[J].巖石學(xué)報，2008，24(5)：1068-1078.

[8]劉俊海，楊香華，于水，等.東海盆地麗水凹陷古新統(tǒng)沉積巖的稀土元素地球化學(xué)特征[J].現(xiàn)代地質(zhì)，2003，17(4)：421-427.

[9]MCLENNAN S M，TAYLOR S R.Sedimentary rocks and crustal evolution：tectonic setting and secular trends[J].The Journal of Geology,1991，99：1-21.

[10]TAYLOR S R，MCLENNAN S M.The Continental Crust: Its Composition and Evolution [M].Oxford：Blackwell，1985：1-312.

[11]GIRTY G H，HANSON A D，KNAACK C，et al.Provenance determined by REE, Th, and Sc analysis of metasedimentary rocks, Boyden Cave roof pendant, central Sierra Nevada，California[J].Journal of Sedimentary Research，1994，64(1)：68-73.

[12]曲懿華, 袁品泉, 帥開業(yè),等. 蘭坪思茅盆地鉀鹽成礦規(guī)律及預(yù)測[M]. 北京: 地質(zhì)出版社，1998：6-15，48-61.

[13]闕梅英, 程敦模, 張立生,等. 蘭坪-思茅盆地銅礦床[M].北京: 地質(zhì)出版社,1998：1-36.

[14]許效松, 吳嘉陵. 云南勐野井鉀鹽礦床特征，微量元素地球化學(xué)及成因探討[J].中國地質(zhì)科學(xué)院院報, 1983,5(1): 7-33.

[15]岳維好, 高建國, 李云燦,等. 云南省勐野井式鉀鹽礦找礦模型及預(yù)測[J]. 地質(zhì)與勘探, 2011, 47(5): 809-822.

[16]WANG X F，METCALFE I，JIAN P，et al.Jinshajiang-Ailshan Suture Zone, China: tectonostratigraphy age and evolution[J].Journal of Asian Earth Sciences，2000，18(6)：675-690.

[17]鐘大賚，TAPPONNIER P，吳海威，等.大型走滑斷層——碰撞后陸內(nèi)變形的重要形式[J].科學(xué)通報，1989，34(7)：526-529.

[18]何科昭，何浩生，蔡紅飄.滇西造山帶的形成與演化[J].地質(zhì)論評，1996，42(2)：97-106.

[19]朱創(chuàng)業(yè)，夏文杰，伊海生，等.蘭坪—思茅中生代盆地性質(zhì)及構(gòu)造演化[J].成都理工學(xué)院學(xué)報，1997，24(4)：23-30.

[20]陳躍昆，廖宗廷，魏志紅，等.蘭坪—思茅中生代盆地的特征及構(gòu)造演化[J].石油實(shí)驗地質(zhì)，2004，26(3)：219-228.

[21]鄭智杰, 尹宏偉, 張震, 等.云南江城勐野井鹽類礦床Sr同位素特征及成鹽物質(zhì)來源分析[J].自然科學(xué), 2012, 48(6): 719-727.

[22]云南省地質(zhì)礦產(chǎn)局，成都地質(zhì)礦產(chǎn)研究所，成都地質(zhì)學(xué)院.云南思茅鹽礦地質(zhì)[M].北京：地質(zhì)出版社，1986：12-87.

[23]ROLLINSON H R. Using Geochemical Data：Evaluation，Presentation，Interpretation(Longman Geochemistry Series)[M].London: Longman Publishing Group,1993:1-384.

[24]RUDNICK R L，GAO S.Composition of the continental crust[J].Treatise on Geochemistry，2003, 3：1-64.

[25]吳智平，馬在平，周瑤琪.濟(jì)源盆地三疊系與侏羅系界線地層沉積相及元素地球化學(xué)特征[J].石油大學(xué)學(xué)報，2002，26(3)：20-25.

[26]MCLENNAN S M.Weathering and global denudation[J].The Journal of Geology，1993，101：295-303.

[27]SHIELDS G，STILLE P.Diagenetic constraints on the use of cerium anomalies as palaeoseawater redox proxies: an isotopic and REE study of Cambrian phosphorites[J].Chemical Geology，2001，175(1)：29-48.

[28]RODDAZ M，VIERS J，BRUSSET S，et al.Controls on weathering and provenance in the Amazonian foreland basin: Insights from major and trace element geochemistry of Neogene Amazonian sediments[J].Chemical Geology，2006，226(1)：31-65.

[29]SHAO L，STATIEGGER K，GARBE-SCHOENBERG C D.Sandstone petrology and geochemistry of the Turpan basin (N W China): implications for the tectonic evolution of a continental basin[J].Journal of Sedimentary Research，2001，71(1)：37-49.

[30]CULLERS R L，POKDOVYROV V N.Geochemistry of the Mesoproterozoic Lakhanda shales in southeastern Yakutia, Russia: implications for mineralogical and provenance control, and recycling[J].Precambrian Research，2000，104(1)：77-93.

[31]李雙建，王清晨.庫車坳陷第三系泥巖地球化學(xué)特征及其對構(gòu)造背景和物源屬性的指示[J].巖石礦物學(xué)雜志，2006，25(3)：219-229.

[32]FLOYD P A，LEVERIDGE B E.Tectonic environment of Devonia Gramscatho basin, South Cornw all: Framew ork mode and geochem-ical evidence from turbiditic sandstones[J].Geological Society of London Journal，1987，144(4)：531-542.

[33]GU X X，LIU J M，ZHENG M H，et al.Provenance and tectonic setting of the Proterozoic turbidites in Hunan, south China: Geochemical evidence[J].Journal of Sedimentary Research，2002，72(3)：393-407.

[34]ALLEGRE C J，MINSTER J F.Quantitative models of trace element behavior in magmatic processes[J].Earth and Planetary Science Letters，1978，38(1)：1-25.

Geochemistry of Cretaceous-Palaeocene Detrital Rocks in Simao Basin,Yunnan Province and Its Geological Significances

SHI Haiyan1，MIAO Weiliang2，MA Haizhou2，LI Yongshou2，ZHANG Xiying2，YAN Lingqin1，MA Weiming1，WANG Zhendong1

(1.QinghaiGeologicalSurvey,Xining,Qinghai810001,China; 2.KeyLaboratoryofSaltLakeResourcesandChemistry,QinghaiInstituteofSaltLakes,ChineseAcademyofSciences,Xining,Qinhai810008,China)

The Cretaceous-Palaeocene strata in the Simao Basin consists of the Mangang Formation (K1m), the Pashahe Formation (K1p), the Mengyejing Formation (K2me) and the Denghei Formation (E1d), which are primarily composed of sandstone and mudstone. Based on the geochemical research into detrital rocks of 19 pieces of samples from Erguanzhai-Hepingzhai-Bashahedaoban section and 17 pieces of samples from drilling hole SHK4 in Mengyejing deposit of Jiangcheng, three conclusions have been drawn which are presented as follows. Firstly, in theses samples,δCe vs.δEu,δCe vs. ∑REE, CIA vs. Th/U, CIA vs. Th/Sc show no correlation, which imply that the Cretaceous-Palaeocene clastic rocks are mainly controlled by source region rather than chemical weathering and oxidation-reduction conditions. Secondly, the distribution patterns of rare earth elements are basically the same; LREE/HREE ratios are high; Eu negative anomalies are evident, indicating the same source region of the Cretaceous-Palaeocene sediments with little mantle material adding. The rocks are mainly pro-granite felsic, and the parent rock debris comes predominately from the upper crust which is in accordance with the features displayed by the Hf-La/Th,La/Sc-Co/Th,REE-La/Yb,Hf-Co-Th discrimination diagrams. Thirdly, during the deposition of Mengyejing and Denghei Formations, a sudden rise of CaO content, Gd content, ICV, (Gd/Yb)Nratio demonstrates that the provenance area is in an rapid uplift and erosion stage. The research provides a geochemical basis for the provenance of Cretaceous-Palaeocene strata in the Simao Basin.Key words:Simao Basin; Cretaceous-Palaeocene; detrital rock; geochemistry; provenance property

2015-05-22；改回日期：2016-01-14；責(zé)任編輯：戚開靜。

國家重點(diǎn)基礎(chǔ)研究發(fā)展計劃項目“中國陸塊海相成鉀規(guī)律及預(yù)測研究”子課題“蘭坪-思茅新生代殘留盆地成鉀條件、機(jī)理和后期演化”(2011CB403004)；中國科學(xué)院知識創(chuàng)新工程重要方向項目“云南蘭坪-思茅成鹽盆地古鉀鹽成礦規(guī)律研究”(KZCX2-YW-344)。

石海巖，女，碩士研究生，1987年出生，地球化學(xué)專業(yè)，主要從事鉀鹽沉積地球化學(xué)方面的研究。

Email:shy0407@sina.cn。

P59；P58

A

1000-8527(2016)03-0541-14