四川盆地東部下寒武統(tǒng)龍王廟組碳、氧同位素組成及古環(huán)境意義

任影，鐘大康，高崇龍，楊雪琪，李海洋，楊強，劉云龍，王玉

（1中國石油大學(xué)（北京）地球科學(xué)學(xué)院；2中國石油大學(xué)（北京）油氣資源與探測國家重點實驗室）（3中國石油大慶油田第六采油廠；4地質(zhì)出版社；5中海石油（中國）有限公司湛江分公司研究院）

四川盆地東部下寒武統(tǒng)龍王廟組碳、氧同位素組成及古環(huán)境意義

任影1，2，鐘大康1，2，高崇龍1，2，楊雪琪1，2，李海洋3，楊強1，2，劉云龍4，王玉5

（1中國石油大學(xué)（北京）地球科學(xué)學(xué)院；2中國石油大學(xué)（北京）油氣資源與探測國家重點實驗室）（3中國石油大慶油田第六采油廠；4地質(zhì)出版社；5中海石油（中國）有限公司湛江分公司研究院）

在野外沉積特征研究、室內(nèi)薄片觀察的基礎(chǔ)上，對四川盆地東部龍王廟組22個碳酸鹽巖樣品的碳、氧同位素進(jìn)行測試，在充分論證樣品的有效性后，分析研究區(qū)龍王廟組碳、氧同位素特征，進(jìn)而探討龍王廟組沉積期的古氣候及古海洋環(huán)境。樣品實驗數(shù)據(jù)顯示δ13C值分布在-1.533‰～2.619‰，平均為0.046‰；δ18O值分布在-9.916‰～-3.580‰，平均為-7.746‰；碳、氧同位素整體變化趨勢與揚子地臺其他區(qū)域基本相同。古海洋環(huán)境恢復(fù)表明，龍王廟組沉積期四川盆地東部整體處于海相環(huán)境，海水鹽度呈先降低、后增高、復(fù)又降低的多段式變化；海水溫度主要分布在20～30℃，屬于溫暖或炎熱的亞熱帶氣候；在海平面緩慢波動性下降、陸架暴露、生物滅絕的沉積環(huán)境影響下，龍王廟組δ13C值具有負(fù)漂移的演化趨勢。龍王廟組沉積中期的水體深度最淺，古鹽度最高，是白云巖最為有利的發(fā)育階段。

四川盆地；龍王廟組；碳同位素；氧同位素；古海洋環(huán)境

下寒武統(tǒng)龍王廟組是目前四川盆地下古生界油氣勘探的重點層位。前人對四川盆地下寒武統(tǒng)龍王廟組地層層序、巖相古地理、儲層特征等進(jìn)行了大量研究［1-13］，但多圍繞巖石學(xué)特征及古生物特征展開，而關(guān)于穩(wěn)定同位素等地球化學(xué)特征的研究則相對薄弱。海相碳酸鹽巖穩(wěn)定同位素的組成特征可以有效地反映古海洋的溫度、鹽度和海平面變化，對恢復(fù)沉積環(huán)境具有重要意義。因此，有必要針對下寒武統(tǒng)龍王廟組碳、氧同位素特征進(jìn)行系統(tǒng)分析，進(jìn)一步還原龍王廟組古海洋環(huán)境，反演地質(zhì)過程，為正確認(rèn)識該區(qū)沉積演化提供地球化學(xué)證據(jù)。

本文對四川盆地東部龍王廟組碳酸鹽巖的碳、氧同位素進(jìn)行分析，通過系統(tǒng)采樣和實驗數(shù)據(jù)的全面分析，研究了龍王廟組碳、氧同位素賦存與遷移規(guī)律，闡明了龍王廟組沉積期的古氣候和古海洋環(huán)境，并對其地質(zhì)學(xué)意義進(jìn)行了探討。

1　區(qū)域地質(zhì)概況

研究區(qū)位于四川盆地的東部，構(gòu)造上位于川東高陡構(gòu)造帶的齊岳山斷裂帶周緣，地理位置在重慶市的巫溪—萬縣—石柱—秀山一帶（圖1a）。早寒武世初期四川盆地為傾向東南的陸棚沉積，物源主要來源于盆地西南部的康滇古陸、西北部的摩天嶺和漢南古陸，海水由東南方向入侵，海平面在滄浪鋪組沉積初期開始波動性下降；在滄浪鋪組沉積晚期，盆地經(jīng)陸棚碎屑巖填平補齊，總體表現(xiàn)為西北高、東南低的趨勢，海平面繼續(xù)下降，為碳酸鹽巖臺地的發(fā)育提供有利條件。

龍王廟組沉積期，研究區(qū)整體地勢平坦，區(qū)內(nèi)發(fā)生小幅度的差異性升降運動，西北部以小幅度隆升為主，東南部以小幅度下降為主，形成西北高、東南低，不對稱半地塹與地壘相間的古地貌格局［14］；加之海平面持續(xù)下降、海水明顯變淺、氣候炎熱，研究區(qū)發(fā)育一套呈北東—南西向展布的碳酸鹽巖臺地沉積，自西向東依次發(fā)育有局限臺地和開闊臺地，并以局限臺地最為發(fā)育［15-16］。龍王廟組巖性主要為顆粒白云巖、粉—細(xì)晶白云巖、泥晶灰?guī)r、顆?；?guī)r、泥質(zhì)灰?guī)r等；地層總厚度在55～272m，平均厚度160m，總體上具有東厚西薄的特點，與上覆高臺組（碎屑巖、碳酸鹽巖和膏巖混積巖層）和下伏滄浪鋪組（細(xì)粒碎屑巖層）均呈整合接觸（圖1c）。

圖1　四川盆地東部研究區(qū)地理和構(gòu)造位置(a)及地層出露情況(b)、龍王廟組巖相綜合圖(c)

研究區(qū)龍王廟組與川中（安岳）地區(qū)龍王廟組存在明顯差異［5-7,10］，主要體現(xiàn)在巖石學(xué)特征、地球化學(xué)特征、巖相古地理特征以及古環(huán)境等方面。相比較于川中地區(qū)，研究區(qū)龍王廟組地層厚度相對較大，巖石類型以白云巖、白云質(zhì)灰?guī)r、石灰?guī)r為主，白云巖發(fā)育程度較低（主要體現(xiàn)在白云巖的厚度及平面展布面積上）；沉積期離物源區(qū)較遠(yuǎn)，與廣海之間距離較近，地勢較低，整體處于潮間—潮下帶環(huán)境，以局限臺地沉積為主。而川中地區(qū)地勢相對較高，整體處于潮上—潮間帶環(huán)境，以蒸發(fā)臺地—局限臺地沉積為主。但研究區(qū)與川中地區(qū)在龍王廟組沉積期均處于拉張環(huán)境，發(fā)育一系列正斷層及差異性升降運動，整體均具有西高東低的古地貌，均發(fā)育一套碳酸鹽巖臺地沉積。

2　樣品采集及分析方法

樣品分別采自彭水太原剖面（11塊）、巫溪康家坪剖面（8塊）、秀山溶溪剖面（3塊）、石柱萬寶剖面（2塊）（圖1a，1b），并以彭水太原剖面為重點研究對象，該剖面龍王廟組出露完全，厚98m，按巖性組合特征劃分為11層，由底至頂每層采集了1件新鮮樣品（采樣位置見圖1c），包括8件石灰?guī)r樣品，3件巖性在白云巖與石灰?guī)r之間過渡的樣品。所有樣品均取自新鮮露頭，未經(jīng)歷明顯的蝕變、礦化或次生風(fēng)化作用，經(jīng)鏡下薄片檢測和去雜質(zhì)、去有機質(zhì)處理，以保證樣品的可靠性與代表性。鑄體薄片的制備、觀察和碳、氧同位素分析樣品的加工、測試均在中國石油大學(xué)（北京）油氣資源與探測國家重點實驗室完成，其中鑄體薄片樣品在Zeiss-AXIO光學(xué)顯微鏡下觀察并拍照，碳、氧同位素在MAT251儀器上測定（兩者均采用PDB標(biāo)準(zhǔn)，分析誤差小于0.1‰）。

3　結(jié)果與討論

3.1巖石學(xué)特征

彭水太原剖面龍王廟組底部為灰黑色—深灰色厚層狀泥晶灰?guī)r（圖2a）、泥質(zhì)灰?guī)r，夾一套深灰色—灰色薄層鮞粒灰?guī)r（圖2b）；向上逐漸過渡為灰色—淺灰色中厚層白云質(zhì)灰?guī)r（圖2c）、砂屑白云質(zhì)灰?guī)r；在龍王廟組中上部，發(fā)育2套不同顏色的白云巖層，巖石的顏色自下而上由灰色轉(zhuǎn)變?yōu)闇\灰色—灰白色（圖2d）；在龍王廟組上部可見灰色石灰?guī)r與白云巖的薄互層（圖2e）；龍王廟組頂部白云巖中發(fā)育順層展布的、直徑達(dá)1m的大型溶洞（圖2f）。垂向上，太原剖面龍王廟組的下部石灰?guī)r所占的比例高，向上白云巖比例逐漸增大（圖1c）。

圖2　四川盆地東部彭水太原剖面龍王廟組野外露頭照片

鏡下觀察表明太原剖面龍王廟組所采的泥晶灰?guī)r樣品泥質(zhì)含量高（圖3a），大多含有一定量的生物碎屑，如三葉蟲、介形蟲等，一般情況下化石保存較為完整（圖3b）。

鮞?；?guī)r樣品中鮞粒核心多為砂屑、生物碎屑，顆粒周緣可識別出兩期膠結(jié)作用：首先是發(fā)育在沉積初期、水體能量較強的灘相顆粒間隙的海底膠結(jié)作用，常形成由纖維狀、葉片狀的文石和高鎂方解石組成的等厚環(huán)邊（圖3c）；隨著埋藏深度的增大，早期纖維狀、葉片狀文石和高鎂方解石膠結(jié)物逐漸轉(zhuǎn)化為方解石，形成的殘余原生粒間孔隙被粒狀方解石充填，與纖維狀方解石形成世代膠結(jié)；部分鮞粒發(fā)生白云石化，當(dāng)白云石化進(jìn)行得比較完全時，只殘留鮞粒的輪廓幻影。

白云巖樣品多表現(xiàn)為粉—細(xì)晶白云巖及少量泥晶、中晶白云巖。

泥晶白云巖晶體大小通常小于50μm（圖3d，3e），可見硬石膏溶蝕產(chǎn)生的膏?？缀腿芩堑[礫間孔；陰極發(fā)光最弱，以暗棕色為主（圖3f）。宏觀上多呈黃褐色，發(fā)育薄層狀石膏紋層，可見鳥眼、干裂等暴露標(biāo)志。

粉晶白云巖晶體大小一般為30～100μm，常保留藻格架、顆粒等原巖結(jié)構(gòu)（圖3g），見硬石膏等蒸發(fā)鹽類礦物充填、半充填原生孔；孔隙類型主要為殘余粒間孔、晶間孔及選擇性溶蝕形成的粒內(nèi)孔、鑄?？?；陰極發(fā)光以棕褐色、棕色光為主。宏觀上多呈深灰色、灰色，垂向上常與膏巖互層。

圖3　四川盆地東部彭水太原剖面龍王廟組鏡下照片

中—細(xì)晶白云巖通常晶體大小為100～500μm，原巖既可以是泥晶灰?guī)r（圖3h），也可以是顆?；?guī)r（圖3i）；總體上呈星散狀或沿縫合線呈條帶狀（圖3h）、斑塊狀分布，常見顆粒幻影結(jié)構(gòu)（圖3i）、霧心亮邊結(jié)構(gòu)（圖3e）和環(huán)帶結(jié)構(gòu)（圖3f）；晶間孔、晶間溶孔發(fā)育，孔隙的分布不具組構(gòu)選擇性；陰極發(fā)光強度高，呈紫紅色、紅色（圖3f）。

3.2碳、氧同位素特征

3.2.1數(shù)據(jù)有效性分析

古代碳酸鹽巖受到不同程度的成巖作用改造，進(jìn)而發(fā)生蝕變并影響其對海水信息保存的完整性、真實性。在討論樣品碳、氧同位素的地質(zhì)意義之前，必須先對樣品的成巖蝕變程度及其對海水信息保存的影響進(jìn)行檢驗。前人對海相碳酸鹽巖的成巖蝕變評估主要倚重地球化學(xué)方法［17-18］。碳酸鹽巖的氧同位素對沉積期后的變化最為敏感，δ18O值受沉積期后大氣和熱水流體的影響會顯著降低，現(xiàn)今比較認(rèn)同的標(biāo)準(zhǔn)是Kaufman等［19］提出的“當(dāng)δ18O<-5‰時，海相碳酸鹽巖已經(jīng)遭受沉積期后蝕變；當(dāng)δ18O<-10‰時，數(shù)據(jù)已不能使用”。還有部分學(xué)者依據(jù)δ18O與δ13C是否具有正相關(guān)性來判斷巖石是否受到成巖作用的影響［20-21］，通常認(rèn)為如果δ18O和δ13C值不存在明顯的相關(guān)性，且它們與對應(yīng)的地層埋藏深度曲線不具有正相關(guān)性，則認(rèn)為樣品基本保存了原始的碳、氧同位素組成。

四川盆地東部地區(qū)龍王廟組的24件樣品中，有22件樣品的δ18O值均大于-10‰（康家坪剖面7號、萬寶剖面2號樣品除外，見表1），且δ18O和δ13C值不存在明顯的相關(guān)性（圖4）。因此，認(rèn)為上述22件樣品的碳、氧同位素基本保存了原始的同位素信息，可用于古環(huán)境的研究。

3.2.2碳同位素特征

在影響海相碳酸鹽巖δ13C異常演化的諸多因素中，全球氣候變化、大規(guī)模海平面升降、生物滅絕等可能是較為重要的因素［22-24］。當(dāng)海平面上升時，富集12C的有機碳埋藏速率大，使得海水中無機碳相對富集13C，相應(yīng)地，沉積物中13C的含量有所增大。除此之外，沉積碳酸鹽巖的碳同位素組成對環(huán)境的封閉性和還原程度反映也較為靈敏。一般來說，在氧化性較強的環(huán)境中，生物成因的、富含12C的碳源被氧化進(jìn)入海洋碳酸鹽庫，此時形成的碳酸鹽巖δ13C值低于還原環(huán)境下形成的碳酸鹽巖。

圖4　四川盆地東部及周緣地區(qū)龍王廟組碳、氧同位素交會圖

寒武紀(jì)是生命大爆發(fā)的時期，同時也是生物滅絕頻繁發(fā)生的時期，且寒武紀(jì)生物絕滅都與大規(guī)模的海平面升降事件有關(guān)，如華南地區(qū)寒武紀(jì)大規(guī)模的海退事件頻發(fā)，海平面大幅快速下降，陸架暴露，導(dǎo)致了三葉蟲絕滅以及有機質(zhì)的氧化，此時沉積的碳酸鹽巖δ13C值較低，碳同位素組成具有負(fù)漂移的演化趨勢，寒武紀(jì)大多負(fù)漂移事件可能由上述因素耦合而成［25-26］。另外，在海平面緩慢下降時期，生物繁盛，大量有機質(zhì)快速埋藏，從而造成海水中13C濃度增加，此時沉積的碳酸鹽巖具有較高的δ13C值，早寒武世早期碳同位素組成的正漂移事件可能由此造成［27］。

四川盆地東部龍王廟組碳同位素值相對穩(wěn)定，δ13C值的變化區(qū)間在-1.533‰～2.619‰，主體分布在-0.5‰～0.9‰范圍，且大部分為正值，平均值為0.046‰，與當(dāng)時正常海相石灰?guī)r的δ13C值相近［28］（圖4）；δ13C值在龍王廟組底部偏低，中部偏高，頂部又降低。以太原剖面為例（圖5），δ13C在龍王廟組第1層泥晶灰?guī)r處具較小的正值，在第2層出現(xiàn)第一次負(fù)漂移（N1點位）并持續(xù)降低，直至第4層突變?yōu)檩^大正值0.897‰（正漂移P1點位），此后持續(xù)正偏直至第9層，在第10層δ13C值明顯減小，至龍王廟組頂部的第11層δ13C值出現(xiàn)第二次負(fù)漂移（N2點位）。太原剖面龍王廟組δ13C值自下而上出現(xiàn)2次負(fù)漂移，康家坪剖面龍王廟組δ13C值也呈現(xiàn)負(fù)漂移的演化趨勢（萬寶、溶溪剖面數(shù)據(jù)少，參考意義不大），說明四川盆地東部龍王廟組沉積期可能處于海平面緩慢波動性下降、陸架暴露、生物滅絕的沉積環(huán)境，且龍王廟組沉積初期水體環(huán)境還原性較強，沉積后期水體環(huán)境逐漸向氧化環(huán)境轉(zhuǎn)變。

表1　四川盆地東部地區(qū)龍王廟組碳、氧同位素組成*　　　　‰

圖5　四川盆地東部太原剖面龍王廟組碳、氧同位素含量與古環(huán)境特征

3.2.3氧同位素特征

很少有學(xué)者單獨利用氧同位素來研究古環(huán)境，多是綜合利用碳、氧同位素研究生物滅絕、海平面升降等。一般老地層δ18O的沉積環(huán)境指向意義較差［29-30］，這是因為碳酸鹽巖氧同位素組成易受后期構(gòu)造、熱液及大氣降水等作用的影響。利用這一特征，δ18O常作為判斷碳酸鹽巖是否受后期成巖作用的影響而發(fā)生變化的一個標(biāo)志。對于能夠較好反映地質(zhì)歷史時期古環(huán)境的δ18O，也能從一定程度上反映大陸冰川的凝聚和消融［31-32］。

四川盆地東部龍王廟組氧同位素分布較為穩(wěn)定，22個有效數(shù)據(jù)的δ18O值變化區(qū)間為-9.916‰～-3.580‰，主體分布在-9.0‰～-6.5‰范圍，平均值為-7.746‰，明顯低于當(dāng)時正常海相石灰?guī)r沉積［26］。在太原剖面，龍王廟組底部具最大δ18O值，下部δ18O值偏低，中部δ18O值略有增大后開始降低，最小值出現(xiàn)在龍王廟組頂部（第10層），整體呈現(xiàn)波動性降低趨勢（圖5）。

研究區(qū)龍王廟組碳、氧同位素的賦存規(guī)律和整體變化趨勢，與四川盆地西南地區(qū)［33］以及揚子地臺的其他區(qū)域如湖南［34］、貴州東部［35］基本相同。與川中地區(qū)［10］相比（圖4），δ13C值普遍偏大，但整體演化趨勢一致；δ18O值的分布不具明顯差異。

3.3沉積環(huán)境分析

3.3.1古海洋溫度

δ18O與古海洋溫度的關(guān)系更為密切，在鹽度不變的情況下，δ18O值隨溫度升高而降低。因此，在鹽度不變的情況下，δ18O值是測定古海水溫度的可靠標(biāo)志。利用δ18O值計算古海水溫度的相關(guān)經(jīng)驗公式［36］：

該公式對中生代以后的樣品具有較強的適用性，而中生代之前的樣品因成巖蝕變作用降低了該公式的可靠性。本文在應(yīng)用該公式之前，對龍王廟組δ18O值進(jìn)行了“年代效應(yīng)”校正［37］。一般來說，年代校正是以第四紀(jì)海相碳酸鹽巖的δ18O平均值-1.2‰為標(biāo)準(zhǔn)，本次分析過程中龍王廟組樣品的δ18O平均值為-7.746‰，用Δδ18O=6.546‰將龍王廟組樣品的δ18O值校正成相當(dāng)于第四紀(jì)樣品的δ18O值后，利用公式求得四川盆地東部龍王廟組沉積期古海水溫度（表2）。

表2　四川盆地東部各剖面龍王廟組沉積期古溫度、古鹽度（Z值）數(shù)據(jù)表

統(tǒng)計發(fā)現(xiàn)，龍王廟組沉積期海水溫度分布范圍在12.803～34.495℃，平均值為25.313℃，主體分布在20～30℃，約占總體（22個數(shù)據(jù)）的60%，說明當(dāng)時研究區(qū)主要為溫暖或炎熱的亞熱帶氣候，這與古板塊分析所揭示的四川盆地在寒武系處于北緯30°、東經(jīng)105°的結(jié)論是一致的［38］。從圖5上可以看出，太原剖面龍王廟組沉積初期水體溫度最低，第2、3層水體溫度顯著增高，自第4層開始水體溫度波動性降低，至第7層達(dá)到最低水溫后，復(fù)又增高；在整個沉積過程中，水體溫度表現(xiàn)為升高（2層—3層）→降低（4層—8層）→升高（9層—10層）→降低（11層）的多段式變化，第10層為水體溫度最高處。

3.3.2古海洋鹽度

一般來說，δ13C、δ18O都與古海洋的鹽度有關(guān)，其中δ13C與古鹽度關(guān)系最為密切，且受溫度影響較小。早在1964年，Keith和Weber［39］提出利用石灰?guī)r的δ13C值和δ18O值來區(qū)分侏羅紀(jì)及時代更晚一些的海相石灰?guī)r和淡水石灰?guī)r的公式：

式中:Z值為鹽度，δ13C和δ18O均采用PDB標(biāo)準(zhǔn)，當(dāng)Z＞120時為海相石灰?guī)r，Z＜120時為淡水石灰?guī)r。這一公式現(xiàn)已廣泛地應(yīng)用于中國元古界、古生界等碳酸鹽巖地層的古鹽度分析，均取得了很好的效果［40］。本文通過該方法對四川盆地東部龍王廟組沉積期古海水鹽度進(jìn)行了分析和對比。

對22個有效數(shù)據(jù)點的Z值進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)研究區(qū)龍王廟組Z值均大于120，分布范圍在123.391～129.522（表2），說明龍王廟組沉積期四川盆地東部處于海相環(huán)境。在平面上，萬寶、太原剖面龍王廟組Z的平均值分別為128.198和127.286，大于康家坪的125.400和溶溪剖面的126.121，說明龍王廟組沉積期萬寶、太原剖面沉積水體的鹽度高于溶溪、康家坪剖面。從圖5上可以看出，太原剖面龍王廟組Z值在其底部較低，自下而上呈減?。?層—3層）→增大（4層—8層）→減?。?層—11層）的形態(tài)分布，整體上龍王廟組的Z值具底部低、中部高、頂部低的分布形態(tài)，說明龍王廟組沉積初期水體鹽度低，隨著沉積作用的進(jìn)行，海水鹽度逐漸增大，但在龍王廟組沉積的中后期鹽度開始下降，鹽度最高值出現(xiàn)在龍王廟組沉積中期。

3.4地質(zhì)學(xué)意義

碳酸鹽巖中碳、氧同位素組成的變化，不僅體現(xiàn)了古氣候、古海洋環(huán)境的變化，同樣有助于地質(zhì)作用過程、沉積充填特征等的研究［41-42］。通過碳、氧同位素推斷古環(huán)境特征可知，四川盆地東部地區(qū)龍王廟組沉積初期（1層—2層），水體鹽度、溫度均略低，海平面波動性下降，加之該時期盆地坡度較緩，有利于方解石質(zhì)碳酸鹽巖的沉積。在龍王廟組沉積中期（太原剖面3層—9層），水體鹽度增大、溫度升高，海平面繼續(xù)緩慢下降，水體變淺，此時的水體深度達(dá)到了龍王廟組沉積過程中的最低值，而鹽度達(dá)到最高值，上述環(huán)境因素有利于白云巖的發(fā)育，甚至可能有陸源碎屑參與沉積。相對于龍王廟組沉積中期，龍王廟組沉積末期（太原剖面10層—11層），水體深度略有增大（仍淺于龍王廟組沉積初期的水深）、鹽度略有降低，此時的沉積環(huán)境有利于白云質(zhì)灰?guī)r、灰質(zhì)白云巖的發(fā)育。平面上，太原、萬寶剖面龍王廟組沉積期水體的鹽度高于康家坪、溶溪剖面，加之寒武紀(jì)海水由四川盆地的東南方向侵入［11-15］，使得康家坪、溶溪剖面更為臨近廣海，具有更大的水體深度，因此在太原、萬寶剖面龍王廟組白云巖更為發(fā)育，康家坪、溶溪剖面則以石灰?guī)r為主。

本次研究得出的古環(huán)境影響下的沉積充填特征與前人依據(jù)巖石學(xué)特征得出的結(jié)論［3，5］基本一致：四川盆地龍王廟組的巖性自下而上由石灰?guī)r逐漸向白云巖轉(zhuǎn)化，沉積相由盆地東部以石灰?guī)r為主的開闊臺地相逐漸向盆地中部以白云巖為主的局限臺地相轉(zhuǎn)化，這一沉積充填特征與彭水太原剖面的龍王廟組巖石學(xué)特征亦可進(jìn)行良好匹配。此外，本次研究認(rèn)為在龍王廟組沉積中期，海水的水體深度最淺、鹽度最高，是白云巖最為有利的發(fā)育階段，而非前人研究所認(rèn)為的龍王廟組末期［7，15］，這在很大程度上是因為前人多以四川盆地內(nèi)部的磨溪—高石梯、川東南等地為研究對象，本次研究的四川盆地東邊界（齊岳山斷裂帶）與之相比，沉積環(huán)境已發(fā)生變化，這一點在巖石學(xué)特征上已得到證實，如盆地內(nèi)中南部的座3井、臨7井、宮深1井、窩深1井龍王廟組均發(fā)育有大套膏鹽巖沉積［5］。

由本次研究可知，四川盆地東邊界龍王廟組沉積的中期是白云巖最為有利的發(fā)育階段，而白云巖儲層是四川盆地龍王廟組油氣資源最主要的儲集層［7-10］，故在研究區(qū)今后的油氣勘探工作中，龍王廟組的中段可作為勘探的重點。

4　結(jié)論

（1）四川盆地東部龍王廟組22件有效樣品的δ13C值變化區(qū)間為-1.533‰～2.619‰，平均值為0.046‰；δ18O值分布在-9.916‰～-3.580‰范圍，平均值為-7.746‰；碳、氧同位素整體變化趨勢與揚子地臺其他區(qū)域基本相同。樣品的δ13C與δ18O值不具相關(guān)性，較好地保留了沉積環(huán)境信息，可作為古環(huán)境分析的可靠對象。

（2）分析四川盆地東部龍王廟組樣品碳、氧同位素的演化規(guī)律發(fā)現(xiàn)，在龍王廟組沉積期四川盆地東部整體處于海相環(huán)境，且海水的鹽度隨沉積作用的進(jìn)行呈減小→增大→減小的多段式變化，盆地內(nèi)部水體的鹽度大于盆地邊緣地區(qū)；海水溫度主要介于20～30℃范圍，屬溫暖或炎熱的亞熱帶氣候。

（3）受海平面緩慢波動性下降、生物繁盛、大量有機質(zhì)快速埋藏等因素的影響，四川盆地東部龍王廟組樣品δ13C值自下而上具有負(fù)漂移的演化趨勢，在彭水太原剖面龍王廟組δ13C值發(fā)育1次正漂移和2次負(fù)漂移。

（4）四川盆地東部龍王廟組沉積中期海水的深度最淺、鹽度最高，是白云巖最為有利的發(fā)育階段。龍王廟組地球化學(xué)特征反映出的古環(huán)境及其地質(zhì)意義與巖石學(xué)特征研究所得出的結(jié)論基本一致。

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編輯：黃革萍

Ren Ying：Doctor degree candidate at China University of Petroleum(Beijing).Add:College of Geosciences,China University of Petroleum,18 Fuxue Rd.,Changping,Beijing,102249,China

Carbon and Oxygen Isotope Com positions and Its Paleoenvironm ent Im p lication of Lower Cambrian Longwangm iao Form ation in the East Part of Sichuan Basin

Ren Ying,Zhong Dakang,Gao Chonglong,Yang Xueqi,LiHaiyang, Yang Qiang,Liu Yunlong,Wang Yu

Based on the study of field sedimentary characteristics and the observation of indoor thin sections,carbon and oxygen isotopes were tested for 22 samples of Lower Cambrian Longwangm iao carbonate rock from eastern Sichuan Basin.A fter the validity of these samples was fully demonstrated,the characteristics of carbon and oxygen isotopes were analyzed and the paleoclimate and paleo-ocean environments during the Longwangmiao sedimentary period were discussed.Theδ13C values of carbonate distributed between-1.533‰and 2.619‰with an average of 0.046‰,while theδ18O values varied from-9.916‰to-3.58‰and-7.746‰on average.The overall variation trends of carbon and oxygen isotope in this area are basically the same as the other areas in Yangtze platform.It is show n that eastern Sichuan Basin was marine environment during the Longwangmiao sedimentary period,and the salinity of seawater had a decrease at first,follow ed by an increase and second decrease at the end.Seawater temperature mainly distributed between 20℃and 30℃,being a warm or hot subtropical climate.Under the influence of depositional environments,such as slow ly fluctuated decline of sea level,the exposure of shelf and biologic depopulation,theδ13C values had the evolutionary trend of negative drift.Those indices reflect that the lowest seawater depth and the highest salinity w ere present in the m iddle period of Longw angm iao Formation deposition,which was the best time favorable for developmentof dolostone.

Low er Cambrian;Longw angm iao Fm.;Carbon isotope;Oxygen isotope;Paleo-ocean environment; Sichuan Basin

TE121.3+1

A

10.3969/j.issn.1672-9854.2016.04.002

1672-9854(2016)-04-0011-10

2015-10-08；改回日期：2016-07-21

本文受國家自然科學(xué)基金項目“白音查干凹陷下白堊統(tǒng)騰格爾組白云巖成因機理研究”（項目編號：41072104）資助

任影：女，1989年生，中國石油大學(xué)（北京）在讀博士研究生，主要從事沉積學(xué)及儲層地質(zhì)學(xué)研究工作。通訊地址：102249北京市昌平區(qū)府學(xué)路18號；E-mail:2091444969@qq.com