兰坪盆地古近系云龙组元素地球化学特征及其古环境的恢复_刘小康.pdf

第 48 卷 第 4 期 煤田地质与勘探 Vol. 48 No.4 2020 年 8 月 COAL GEOLOGY 2. School of Resources and Geosciences, China University of Mining and Technology, Xuzhou 221008, China; 3. School of Earth Science, East China Institute of Technology, Nanchang 330013, China; 4. Emergency Management Bureau of Jingning She Autonomous County, Lishui City, Lishui 323500, China; 5. Jiangxi Province Institute of Geological Survey, Nanchang 330013, China; 6. Research Institute of Exploration and Development, Xinjiang Oilfield Company, PetroChina, Kramay 834000, China; 7. School of the Earth Sci- ences and Resources, China University of GeosciencesBeijing, Beijing 100083, China Abstract In order to restore the sedimentary environment of the Paleogene Yunlong ation in the Lanping ba- sin, inductively coupled plasma mass spectrometryICP-MS was used to analyze trace elements in 13 samples of gypsum, limestone, gypsum mud, mudstone and sandstone from the Paleogene Yunlong ation in Lanping Ba- sin. The sedimentary environments and paleoclimate are estimated based on the spider diagram of trace elements in each lithology and the characteristics of the ratio of Cu/Zn, Sr/Cu and Sr/Ba and the content of Sr. The results show that gypsum, limestone, gypsum mud, mudstone and sandstone are all rich in Rb, Pb, Zr; gypsum and gypsum mud were ed in the dry and hot marine salt water in an lean oxygen and weak reduction environment; sandstone and mudstone were ed in oxygen-rich oxidation environment of warm and humid continental freshwater; limestone ChaoXing 110 煤田地质与勘探 第 48 卷 was ed in the oxygen-rich oxidation environment of dry and hot marine saline water. Based on this, the evolu- tion model of sedimentary environment in the study area was established and divided into two stages. The first stage was the deposition of weakly-reduced marine saltwater lake with dry climate, and gypsum, limestone and gypsum mud were deposited. The second stage was a warm and humid oxygen-rich oxidation environment, where sandstone and mudstone were deposited. This change in sedimentary environment is closely related to the cyclical changes of the climate and environment in the Yunlong period, also provides a basis for the exploration of mineral resources in the basin. Keywords geochemistry; mudstone; gypsum; the ancient environment; paleoclimate; Paleogene Yunlong ation; Lanping basin 兰坪盆地铅锌银铜多金属矿产资源丰富，同时 石膏岩也达到工业开采规模，备受重视。沉积盆地 中沉积环境的研究在寻找煤炭资源[1]和油气资源的 圈定[2]等方面起到重要作用；王海军等[3-4]对陕北侏 罗纪煤层顶板的沉积环境研究，为煤矿顶板稳定性 和矿井防治水提供依据；林中月等[5]通过沁水盆地 古构造和沉积环境，结合构造应力场和沉降史恢复 等手段，揭示煤系的形成规律；鲁静等[6]认为沉积 环境分析是了解和认识煤系的重要方法和手段之 一；余烨等[7]认为通过沉积环境分析，可为沉积相 的判别提供依据；高德燚等[8]认为温暖湿润的气候 和较为还原的环境为有机质的堆积和保存提供了有 利条件，为页岩气的成藏提供了物质基础；彭立才 等[9]研究冷科 1 井岩心元素地球化学特征，认为元 素地球化学方法可作为层序界面识别的一种依据； 宋立军等[10]研究了淮北煤田二叠系沉积环境，认为 沉积环境与聚煤关系密切。 因此，针对矿产资源丰富的兰坪盆地，开展沉 积环境研究具有重要意义。相关学者在兰坪盆地内 已做了大量的工作。研究认为，蒸发岩建造中的易 溶盐类提供高盐度含矿流体，而高盐度含矿流体为 铅、锌、锶、钡等金属成矿提供来源，同时蒸发岩 中的硫酸盐类还是还原硫的源岩[11]；王安建等[12]提 出金顶矿床为构造推覆-盐丘穹窿-区域伸展-油气 聚集-流砂底辟-流体排泄-金属沉淀的成矿模式； 兰 坪盆地古近系的蒸发岩发育在低位体系域，低位的 沉积充填与气候有关，可能具有找钾盐的潜力[13]； 在云龙组、景星组、麦初箐组和三合洞组灰岩内发 现了大量盐构造，局部形成穿刺构造，其中含有石 膏、沥青和岩盐，同时含有强烈的硫酸盐及金属硫 化物[14]；研究区铅锌矿床所需的大量 H2S 是硫酸盐 的热化学还原成因TSR形成的， 矿区地层大量的膏 盐体是 H2S 的主要来源，在成矿过程中可能提供了 大量的 NaCl，以作为 Pb、Zn 等金属离子长距离迁 移的络合剂[15]，金顶矿区膏盐主要来自于三叠纪的 海相地层[16]；兰坪盆地膏岩的形成环境、物质来源 与贱金属矿密切相关[17]。综合前人研究成果可以看 出，针对古近系云龙组的膏泥、灰岩、砂岩、泥岩 和石膏的形成古气候及沉积环境研究较少，而兰坪 盆地的铜银铅锌多金属矿多数在云龙组地层中，且 含矿岩石多为砂岩型、角砾岩型矿石，同时又与膏 泥、灰岩、砂岩、泥岩和石膏伴生。这些岩石形成 时的古水体环境能够为金属矿产的沉淀提供必要条 件，有利于金属阳离子与盐类阴离子的结合沉淀成 矿。为此，笔者通过对兰坪盆地古近系云龙组的古 温度和环境进行探讨，以恢复盆地在金属成矿时期 的古环境，为进一步挖掘盆地内矿产资源潜力提供 依据。 1 区域地质背景 兰坪盆地处于欧亚板块与印度板块的缝合部 位，在金沙江-哀牢山断裂带与澜沧江断裂带之间， 是三江褶皱带的组成部分[17-18]图 1。盆内发育中- 上三叠统、侏罗系、白垩系、古近系的大量石膏岩、 泥岩、灰岩、膏泥和砂岩建造。研究区内的化学岩 类和碎屑岩类分布在兰坪县、 维西县和云龙县等地， 集中在古近系云龙组。其云龙组下部在干旱的气候 条件下形成了含盐地层， 沉积了一套石盐、石膏的蒸 发岩建造[19-20]，之后云龙组上部沉积了一套含碳酸 盐岩的碎屑岩地层，记录盆地由盐湖干盐湖淡 水湖泊沉积的过程[21]；同时发现少量钾盐[22-23]，而 钾盐矿物是卤水演化到最终阶段的产物，需要较长 时间干旱的气候条件[24-25]。这些化学岩和碎屑岩在 古近系云龙组成层性较好，水体盐度较高，处于干 旱环境，形成了一套蒸发岩系建造[26]。 通过野外踏勘，云龙组由一套泥岩、膏泥岩、 砂岩和石膏岩充填而成，其组构特征为石膏岩主 要发育在底层，一般在红色砂岩或者泥岩下部，以 灰绿色、紫红色膏泥的形式出现图 2a图 2c，在 断裂附近则以含膏岩的角砾岩形式出现图 2d 图 2g，在单偏光下，石膏为白色颗粒，与炭质泥岩 混合，并且能够发现明显的过渡现象图 2j，正交 偏光下，石膏的颜色亮丽多色，以放射状和混合颗 粒状出现图 2k图 2l。砂岩以厚层、薄层和 ChaoXing 第 4 期 刘小康等 兰坪盆地古近系云龙组元素地球化学特征及其古环境的恢复 111 图 1 兰坪盆地区域地质图据文献[27]修改 Fig.1 Regional geological map of Lanping basin 砂泥互层形式出现，砂岩和泥岩均为紫红色，而云 龙组底部由于沉积石膏岩和灰岩，则出现还原环境 下的灰绿色泥砂岩，且发育比较广泛图 2b，均为 灰绿色膏泥岩，此处位于沘江公路旁边，且发育紫 红色和灰绿色砂岩的波痕构造图 2g图 2i。灰岩 角砾主要分布在断层破碎带附近，被泥岩和石膏胶 结，角砾中含有方解石细脉图 2e图 2f，膏泥和 石膏可能是由于构造运动将形成的灰岩破碎后，与 泥砂岩混合形成，方解石细脉可能是后期充填在灰 岩裂隙中而形成的。 2 样品测试与分析 采集兰坪盆地云龙组新鲜岩石样品共 13 件， 均 来自白洋厂及金顶铜银铅锌贱金属矿区，其中，泥 岩 1 件，膏泥岩 5 件，灰岩 5 件，砂岩 1 件，石膏 1 件，取样层位如图 3 所示。所有样品均为新鲜岩 石块样，在室内破碎后，取其最新鲜部分，玛瑙钵 研磨至 200 目0.74 μm，装入样品袋备用。所有测 试由核工业北京地质研究院分析测试研究中心完 成。采用电感耦合等离子质谱仪，在室温 20℃、相 对湿度 30的环境下，进行微量元素和稀土元素测 试，相对误差小于 10。 3 岩石地球化学特征 3.1 微量元素特征 对砂岩、膏泥、灰岩、石膏和泥岩样品中 Ga、 a灰绿色膏泥；b灰绿色膏泥与紫红色泥岩混合；c厚层紫 红色砂岩； d紫红色泥岩中含膏岩角砾； e紫红色砂岩中含灰 黑色石膏；f灰岩中含方解石细脉和石膏；g紫红色砂岩中发 育泥裂构造；h土黄色泥岩中砂岩的波痕构造；i灰色砂岩发 育波痕构造； j单偏光显微镜下， 石膏与炭质泥岩过渡现象； k 正交偏光显微镜下，彩色放射状石膏；l正交偏光下，灰岩中 色彩鲜艳的石膏破碎颗粒 图 2 兰坪盆地典型岩石学特征 Fig.2 Typical petrological features of Lanping basin Rb、Cd、In、Sb、Cs、W、Pb、Bi、Nb、Ta、Zr、 Hf 等微量元素进行测试，结果见表 1。 由表 1 可知，膏泥中微量元素 Ga、Cd、In、Cs、 W、Pb、Zr、Hf 含量平均值均小于地壳值，Rb、Bi、 Nb 和 Ta 元素含量平均值均大于地壳值； 砂岩中 Ga、 Rb、Cd、In、Cs、W、Ta、Zr、Hf 元素含量平均值 均小于地壳值，而 Sb、Pb、Bi、Nb 元素含量平均 值均大于地壳值；灰岩中 Ga、Rb、Cd、In、Cs、W、 Ta、Zr、Hf 元素含量平均值均小于地壳值，而 Sb、 Pb、Bi、Nb 元素值均大于地壳值；石膏中 Ga、Rb、 Cd、In、Sb、Cs、W、Pb、Bi、Nb、Ta、Zr、Hf 元素含量平均值均小于地壳值； 泥岩中 Ga、 Cd、 In、 W、Zr、Hf 元素含量平均值均小于地壳值，而 Rb、 Sb、 Cs、 Pb、 Bi、 Nb 元素含量平均值均大于地壳值， 尤其是 Pb 元素含量是地壳值的 12.5 倍。所有岩样 中微量元素表现出明显富集 Rb、Pb、Zr；与地壳值 相比岩样中富集 Rb、Pb；特殊的是地壳中富集 W， 而所有岩样中均出现 W 亏损的特征图 4。综上所 述，白洋厂和金顶铜银铅锌多金属矿区岩石具有相 似的物质来源，与地壳相比，其来源不仅仅是地壳， 还可能有其他来源的多元混合成因；5 种岩样相比， 泥岩更富集金属矿，其次是灰岩和砂岩，同时也表 明含矿岩石主要来自地壳。 ChaoXing 112 煤田地质与勘探 第 48 卷 N2s新近系中统三号沟组；N2j新近系中统金丝厂组；E3古近系上统地层不确定；E2b古近系中统宝相寺组； E2g古近系中统果郎组；E1y古近系下统云龙组；K1h白垩系下统虎头寺组；K1n白垩系下统南新组 图 3 兰坪盆地地层岩性及采样位置据文献[16]修改 Fig.3 Stratigraphic lithology and sampling location of Lanping basinrevised according to reference[16] 表 1 兰坪盆地岩石微量元素含量 Table 1 Trace element content in rocks of Lanping basin 元素含量/μgg-1 样品编号 岩性 地点/地层 Ga Rb CdIn SbCsW Pb Bi Nb Ta Zr Hf B-002 膏泥 白洋厂/云龙组12.90 93.60 0.030.041.066.190.391.990.25 0.68 0.06 9.190.62 B-005 膏泥 白洋厂/云龙组15.40 92.00 0.290.073.7910.001.3049.000.20 7.99 0.65 59.802.10 B-006 砂岩 白洋厂/云龙组5.77 21.90 0.200.044.282.110.4354.102.54 2.00 0.20 20.000.67 B-007 灰岩 白洋厂/云龙组2.11 11.90 1.640.068.461.210.26136.004.10 0.40 0.07 7.850.26 B-050 灰岩 白洋厂/云龙组2.74 15.30 0.150.010.311.480.344.110.05 0.76 0.06 9.470.14 B-058 灰岩 金顶/云龙组0.65 0.94 0.990.010.120.090.2715.600.02 0.24 0.02 1.190.58 B-060 石膏 金顶/云龙组1.17 4.36 0.350 0.040.540.202.990.02 0.121 0.05 0.880.11 B-061 灰岩 金顶/云龙组0.97 1.48 0.460.010.140.140.1514.700.01 0.17 0.05 0.900.29 B-062 膏泥 金顶/云龙组9.47 83.30 0.070.030.308.640.296.970.14 0.59 0.04 15.300.69 B-063 灰岩 金顶/云龙组4.59 27.30 0.080.030.312.720.299.930.07 0.47 0.06 10.400.53 B9ZK05-5 膏泥 白洋厂/云龙组15.30 105.00 0.30.050.607.640.823.010.05 5.02 0.32 56.401.89 B9ZK05-8 膏泥 白洋厂/云龙组14.40 95.60 0.040.061.307.171.245.710.13 8.78 0.77 71.902.29 B9ZK05-9 泥岩 白洋厂/云龙组13.70 96.60 0.210.051.8611.500.76200.001.11 2.53 0.24 24.700.76 膏泥 13.49 93.90 0.090.051.417.930.8113.340.15 4.61 0.37 42.521.52 砂岩 5.77 21.90 0.200.044.282.110.4354.102.54 2.00 0.20 20.000.67 灰岩 2.21 11.38 0.660.021.871.130.2636.070.85 0.41 0.05 5.960.36 石膏 1.17 4.36 0.350 0.040.540.202.990.02 0.12 0.05 0.880.11 平均值 泥岩 13.70 96.60 0.210.051.8611.500.76200.001.11 2.53 0.24 24.700.76 地壳值[28] 51.00 80.00 5.000.100.5010.0070.0016.000.10 0.32 0.24 250.004.00 ChaoXing 第 4 期 刘小康等 兰坪盆地古近系云龙组元素地球化学特征及其古环境的恢复 113 图 4 样品微量元素平均含量蛛网图地壳值[18] Fig.4 Spider web diagram of the mean of the trace elements of samplescrustal value source[18] 3.2 指示元素特征 有些微量元素对环境变化敏感，具有指示氧化还 原环境的特性，用以推断其形成时的古环境；有些元 素对温度变化特别敏感，可以用来反映当时形成的温 度变化特征。目前，经常用到的特征微量元素有 Cu、 Zn、Sr、Ba 等。本文选取 13 件岩石样品微量元素含 量表 2。其中，砂岩的 Cu、Sr、Ba 含量明显高于其 他岩石，尤其是 Ba 的含量异常高，可能受到天青石 的影响，因为在矿区发现有天青石矿与其伴生，而天 青石矿的主要成分为 BaSO4。王安建等[12]在兰坪盆地 也发现石膏、天青石、重晶石等与贱金属矿伴生，本 文测试结果中 Sr 和 Ba 含量异常高，与其吻合，说明 砂岩在成岩过程中受到这些矿物的影响。 利用 mCu/mZn、 mSr/mCu和 mSr/mBa 等特征参数值能够很好地反映沉积时期的氧化- 还原环境和古水体的盐度[29-34]。 其中， mCu/mZn 常被用来指示氧化-还原程度，田景春等[28]认为 mCu/mZn＜0.21，为还原环境，在 0.21～0.35 时为弱还原环境，在 0.35～0.50 时为还原-氧化环 境；mSr/mCu常被用来判断气候温湿和干热的重要指 标，当 mSr/mCu介于 1～10 指示温湿气候[33-35]，大于 10 时，指示干热气候；mSr/mBa常被用来反映 古水体的盐度，当 mSr/mBa＞1.0 时，为海相 咸水，介于 0.6～1.0 为半咸水，小于 0.6 时，为陆 相淡水[32]。通常利用 Sr 元素的质量分数y和温度T 的关系来估算古水温，即y2 578- 80.8T[28]。基于前 人的研究认识，本文采用 mCu/mZn、mSr/ mCu、mSr/mBa元素特征参数值和古水温计 算公式，对兰坪盆地云龙组砂岩、膏泥、灰岩、 石膏和泥岩中相关元素比值进行计算表 2，并 推测古环境。 表 2 兰坪盆地岩石微量元素含量及特征值 Table 2 Content of characteristic values of the trace elements in rocks of Lanping basin 微量元素含量/μgg-1 样品编号 岩性 地点/地层 Cu Zn Sr Ba mCu/mZnmSr/mCu mSr/mBa T/ B-002 膏泥 白洋厂/云龙组2.4 21.9 75.3 230.0 0.11 31.38 0.33 30.97 B-005 膏泥 白洋厂/云龙组12.7 133.0 404.0 333.0 0.10 31.81 1.21 26.91 B-006 砂岩 白洋厂/云龙组135.0 90.4 1 137.07 888.01.49 8.42 0.14 17.83 B-007 灰岩 白洋厂/云龙组88.4 123.0 62.5 72.1 0.72 0.71 0.87 31.13 B-050 灰岩 白洋厂/云龙组13.6 16.4 1 089.041.3 0.83 80.07 26.37 18.43 B-058 灰岩 金顶/云龙组 4.7 66.1 488.0 16.4 0.07 103.39 29.76 25.87 B-060 石膏 金顶/云龙组 2.3 6.2 401.0 6.75 0.38 171.37 59.41 26.94 B-061 灰岩 金顶/云龙组 1.4 35.1 295.0 12.8 0.04 209.22 23.05 28.25 B-062 膏泥 金顶/云龙组 13.9 17.4 282.0 78.6 0.80 20.29 3.59 28.42 B-063 灰岩 金顶/云龙组 16.4 7.9 1 322.037.5 2.08 80.61 35.25 15.54 B9ZK05-5 膏泥 白洋厂/云龙组10.8 48.0 39.1 307.0 0.23 3.62 0.13 31.42 B9ZK05-8 膏泥 白洋厂/云龙组7.4 43.9 55.6 283.0 0.17 7.51 0.20 31.22 B9ZK05-9 泥岩 白洋厂/云龙组102.0 182.0 264.0 768.0 0.56 2.59 0.34 28.64 膏泥 9.4 52.8 171.2 246.3 0.28 18.92 1.09 29.79 灰岩 30.8 53.3 740.9 41.8 0.93 66.20 23.06 22.74 砂岩 135.0 90.4 1 137.07 888.01.49 8.42 0.14 17.83 泥岩 102.0 182.0 264.0 768 0.56 2.59 0.34 28.64 平均值 石膏 2.3 6.2 401.0 6.75 0.38 171.42 59.42 26.94 注样品 B-006 为本次实验样品，其他数据来自文献[17]。 ChaoXing 114 煤田地质与勘探 第 48 卷 由表 2 可知， 膏泥和石膏的mCu/mZn的平均 值分别为 0.28 和 0.38，均处于 0.21～0.35；灰岩、砂 岩和泥岩膏的mCu/mZn的平均值分别为 0.93、 1.49 和 0.56，均大于 0.35～0.50，指示膏泥和石膏形 成于弱还原环境而灰岩、砂岩和泥岩膏形成于氧化 环境。膏泥、灰岩和石膏的mSr/mCu平均值分别 为 18.92、66.20 和 171.37，远远大于 10，指示干热 气候，而砂岩和泥岩的mSr/mCu平均值分别为 8.42 和 2.59， 介于 1～10， 指示形成于温湿气候环境； 膏泥、 灰岩和石膏的mSr/mBa平均值分别为 1.09、 23.06 和 59.42，均大于 1.0，而砂岩和泥岩的 mSr/mBa平均值分别为 0.14 和 0.34，均小于 0.6， 指示膏泥、灰岩和石膏形成于海相咸水环境，砂岩 和泥岩形成于陆相淡水环境。通过Sr元素与古水温 法关系式 [28]，计算得到膏泥形成时的古温度为 26.91～31.42℃，平均 29.79℃；灰岩形成时的古温度 为 15.54～31.13℃，平均 22.74℃；砂岩形成时的古 温度为 17.83℃；泥岩形成时的古温度为 28.64℃； 石膏形成时的古温度为 26.94℃。结合野外沉积特 征，推断研究区地层古温度经历了升温石膏降 温灰岩升温膏泥降温砂岩升温泥岩的 过程。 4 讨 论 4.1 古环境 兰坪盆地晚三叠世进入相对稳定的环境，沉积 区域较宽，形成了一套海相磨拉石沉积，侏罗纪和 白垩纪沉积环境发生了根本性的转变，由海盆沉积 转换为陆盆湖相沉积，发育一套河湖相沉积。古近 纪时期，湖盆进一步萎缩，发育了滨-浅湖及半深湖 相沉积和冲积扇及辫状河沉积体系。而古近纪云龙 期沉积了石膏、灰岩、砂岩和泥岩沉积建造[35-36]， 这些沉积岩的微量元素特征值能够很好地恢复其沉 积环境。由兰坪盆地中各岩样的mCu/mZn值得 出，膏泥和石膏形成于弱还原环境，砂岩、灰岩和 泥岩形成于氧化环境。一般认为，还原环境主要形 成于深湖相，沉积物在深水中缺氧沉积，而弱还原 环境则表明云龙期盆地内湖水开始蒸发浓缩，由缺 氧环境向有氧环境转化，湖水盐度开始增大，形成 化学岩类沉积物，这与沈立建等[37]利用碳氧同位素 分析结果相吻合，也说明微量元素特征比值在沉积 环 境 指 示 方 面 应 用 的 可 行 性 。 盆 地 内 岩 样 中 mSr/mCu值表明，膏泥、灰岩和石膏形成于干热 环境，而其沉积正是需要湖水盐度的不断增加，盐 类离子浓度增高到达结晶点，产生化学沉积，在湖 盆底部形成一层化学沉积岩；砂岩和泥岩形成于温 湿气候，说明化学岩类沉积之后，盆地云龙期的古 气候环境发生变化，开始由干热转向温暖湿润的环 境，湖水的蒸发速率明显降低，而石膏、灰岩、砂 岩和泥岩的mSr/mBa值表明膏泥、灰岩和石膏形 成于海相咸水环境，海水浓度相对较高，为化学岩 类的沉积提供了物质基础， 有利于化学岩类的沉积。 mSr/mBa值表明，砂岩和泥岩形成于陆相淡水环 境，湖水盐度降低。综上分析认为，盆地内古近纪 云龙期石膏、灰岩和膏泥形成于干热的海相咸水环 境，从野外沉积特征上看，石膏、灰岩和膏泥沉积 于云龙组的底部，向上逐渐开始以砂岩和泥岩沉积 为主，气候沉积环境演化则由有利于石膏、灰岩和 膏泥沉积的干热海相咸水环境向有利于砂泥岩沉积 的温暖湿润陆相淡水环境转变。 4.2 古温度 沈立建等[37]对灰岩的碳氧同位素进行研究，认 为古湖水的温度为 35.5～44.3℃，平均 41.4℃，而云 南地区湖水温度为 21.7～27.3℃，兰坪地区海拔较 高，湖水温度略低于平均温度[38]，结合云龙组的形 成时代，怀疑云龙组初期，盆地处于古新世和始新 世交接的极热气候环境。这一时期，温室气体增 加、全球气温升高，短期内极端干旱，碳酸盐岩 碳同位素发生负漂移，以及方解石的补偿深度降 低等[39-41]。本次利用岩样中 Sr 元素含量，计算出 石膏、灰岩、膏泥、砂岩和泥岩的形成温度依次为 26.94、22.74、29.79、17.83 和 28.64℃，其中，灰 岩的形成温度与沈立建等[37]利用碳氧同位素计算结 果出现偏差，这可能由于云龙组形成初期湖水盐度 过高，在干热的环境中开始沉积盐类，到极热的高 温时，湖水的盐度已经开始降低，转变为陆相淡水 湖，泥岩和砂岩开始沉积，通过野外观察也发现云 龙组出现泥裂和波痕构造，这也说明盆地古新世和 始新世期间发生过极热事件，并不是初期盐类的沉 积时期，而是后期的砂泥岩沉积时期，具体的热事 件发生时代，还需要采用年代学进一步考证。因此 认为， 兰坪盆地云龙期的沉积初期湖水温度并不高， 可能是其浓度过高，盐类开始沉积，到泥岩和砂岩 沉积时期，温度升高，但是湖水的盐类沉积能力已 经明显降低，转变为陆相淡水湖沉积，这与王苏民 等[38]关于云南地区湖水温度为 21.7～27.3℃存在偏 差，这可能是因为沉积过程中，气温的周期性变化 所 致 ， 且 此 次 得 出 的 总 体 温 度 变 化 范 围 为 15.54～31.42℃，明显大于 21.7～27.3℃，说明云龙期 云南地区湖水温度变化范围明显大于现代湖水的温 ChaoXing 第 4 期 刘小康等 兰坪盆地古近系云龙组元素地球化学特征及其古环境的恢复 115 度变化范围。 4.3 环境演化模式 兰坪盆地云龙组沉积了一套由石膏、灰岩、 膏泥、砂岩和泥岩充填而成的厚层沉积物。张治 波等[17]通过对云龙组碎屑岩的研究认为，盆地的沉 积物主要来源于东西缘造山带的陆源沉积物，其古 环境主要经历了蒸发的海相咸水弱还原环境，古温 度比较高，形成了石膏、灰岩和膏泥沉积物互层， 其中， 膏泥沉积阶段盆地内有少量陆源碎屑物加入。 随着温度、古水体和含氧量的变化，东西缘造山带 剥蚀程度不断增强，沉积了一套厚层砂岩沉积物， 之后气候温暖湿润，为陆相淡水氧化环境，沉积 了 1 层泥岩沉积物。按照兰坪盆地古近系云龙组的沉 积环境特征，可将其划分为海相咸水弱还原环境和陆 相淡水氧化环境 2 个沉积环境阶段图 5。 a. 海相咸水弱还原环境 兰坪盆地古近纪云 龙期初期，古湖水温度由26.94℃开始上升，沉积析 出了1层石膏岩，之后温度又降低为22.74℃，析出1 层灰岩沉积层，而后上升到29.79℃，陆相沉积物开 始加入，沉积了1层膏泥岩图5a，其陆源碎屑物主 要来自盆地东西缘的造山带，这指示了水体不断变 浅的过程。 b. 陆相淡水氧化环境 兰坪盆地古近纪云龙 期后期，随着陆源物质的不断加入，沉积环境由海 相咸水向陆相淡水转变，湖水浓度开始降低，沉积 了 1 层砂岩和泥岩，由缺氧的弱还原环境向富氧的 氧化环境转变，气候温暖湿润，温度由 17.83℃上升 至 28.64℃， 但总体还是没有上升到盐类沉积时的温 度图 5b，其陆源碎屑物主要来自盆地东西缘的造 山带。 整体来看， 兰坪盆地的碎屑岩主要来源于盆地东西 缘的造山带，化学岩类主要来自古海水的化学沉积，这 些沉积过程都受到云龙期沉积环境的转变，受到了升 温-降温-升温-降温-升温这一温度变化过程的影响。 图 5 兰坪盆地古近系云龙组沉积环境演化模式 Fig.5 Evolutionary model of sedimentary environments of the Paleogene Yunlong ation in Lanping basin 5 结 论 a. 兰坪盆地古近系云龙组沉积一套由石膏、灰 岩、膏泥、砂岩和泥岩组成的岩系，岩石微量元素 中 mCu/mZn、mSr/mCu和 mSr/mBa特征表 明，盆地内在古近纪云龙期气候环境由缺氧的弱还 原环境向富氧的氧化环境转变。 b. 依据岩样微量元素 Sr 含量与温度关系得 出，盆地内云龙期古温度经历了升温-降温-升温- 降温-升温的过程；云龙组经历了 2 个阶段，第一 阶段为气候干热的弱还原海相咸水湖沉积环境， 沉积出石膏、灰岩和膏泥；第二阶段为温暖湿润 富氧的氧化陆相淡水环境，沉积出砂岩和泥岩。 c. 兰坪盆地内氧化还原环境、高浓度的卤水和 干热的气候为盆地内贱金属成矿提供了有利条件， 沉积环境与气候环境分析对盆地的矿产勘探与开发 具有指导意义。 请听作者语音介绍创新技术成果 等信息，欢迎与作者进行交流 参考文献References OSID 码 [1] 李英娇，阳伟，邵龙义，等. 四川盐源晚三叠世煤系沉积环境 与层序地层[J]. 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