四川盆地西部中下侏罗统沉积特征及物源分析:来自全岩地球化学及锆石U-Pb测年的证据

黄嵌; 汤潇; 王旭丽; 杨涛; 樊仕海; 田云英; 李怡超; 姚升阳; 王启宇

doi:10.12404/j.issn.1671-1815.2505761

科学技术与工程 ›› 2026, Vol. 26 ›› Issue (29) :12476-12495 DOI: 10.12404/j.issn.1671-1815.2505761

天文学、地球科学

四川盆地西部中下侏罗统沉积特征及物源分析:来自全岩地球化学及锆石U-Pb测年的证据

黄嵌 ¹ ,
汤潇 ¹ ,
王旭丽 ¹ ,
杨涛 ¹ ,
樊仕海 ¹ ,
田云英 ¹ ,
李怡超 ¹ ,
姚升阳 ² ,
王启宇 ²^,^*

作者信息 +

Sedimentary Characteristics and Provenance Analysis of the Lower and Middle Jurassic in the Western Sichuan Basin: Evidence from Whole-rock Geochemistry and Zircon U-Pb Dating

Author information +

文章历史 +

摘要

为了解四川盆地西缘中下侏罗统时期的物质来源、构造环境和盆地性质等特征,通过对中下侏罗统地层野外基础地质调查及地球化学分析、锆石U-Pb测年等方法研究了自晚三叠世龙门山隆起后,四川盆地内记录的陆源碎屑特征,及临近造山带位置上的沉积特征、沉积环境及构造背景等。结果表明,川西地区早中侏罗世为冲积扇-辫状河-冲积扇-扇三角洲的沉积环境变化;研究区沙溪庙组沉积期样品的风化强度中等,地球化学指标可以反映原始沉积物特征。可见研究区物源主要为大陆岛弧背景下、源岩为酸性物源区的长英质火山岩,秦岭、米仓山-大巴山物源区可能影响至广元地区,而松潘-甘孜地块、义敦岛弧及康滇地体的物源可能影响至成都地区,剑阁地区可能受到了松潘-甘孜地块、秦岭及米仓山-大巴山物源区混合输入,龙门山的差异隆升可能是物源空间分配的主控因素。

Abstract

In order to understand the material source, tectonic environment and basin characteristics of the Early and Middle Jurassic period in northwest Sichuan Basin, field geological surveys of the Early and Middle Jurassic strata, whole-rock geochemical analysis and zircon U-Pb dating of sandstone were used to investigate the sedimentary characteristics, sedimentary environment, terrigenous clastic characteristics and tectonic setting recorded near the orogenic belt. The results show that the sedimentary environment in the early and middle Jurassic of the western Sichuan region is characterized by alluvial fan-braided river-alluvial fan-fan delta. Multiple geochemical indicators indicate that the weathering intensity of the samples from the sedimentary period of the Shaximiao Formation in the study area is moderate, and the geochemical indicators can reflect the characteristics of the original sediments. It is concluded that the main source rocks in the study area are felsic volcanic rocks in the acidic source area under the background of the continental island arc. The source areas of the Qinling orogenic belt and Micangshan-Dabashan may affect Guangyuan area, while the source areas of the Songpan-Ganzi Terrane, Yidun Island Arc and Kangdian Paleoland may affect the Chengdu area. The Jiange area may have received mixed input from the Songpan-Ganzi Terrane, the Qinling orogenic belt and the Micangshan-Dabashan source areas. The differential uplift of Longmenshan might be the main factor in the spatial allocation of the source areas.

Graphical abstract

关键词

沉积学 / 侏罗系碎屑岩 / 地球化学 / 构造背景 / 四川盆地

Key words

sedimentology / Jurassic clastic rock / geochemical characteristics / tectonic setting / Sichuan Basin

引用本文

引用格式 ▾

黄嵌, 汤潇, 王旭丽, 杨涛, 樊仕海, 田云英, 李怡超, 姚升阳, 王启宇. 四川盆地西部中下侏罗统沉积特征及物源分析:来自全岩地球化学及锆石U-Pb测年的证据[J]. 科学技术与工程, 2026, 26(29): 12476-12495 DOI:10.12404/j.issn.1671-1815.2505761

HUANG Qian, TANG Xiao, WANG Xu-li, YANG Tao, FAN Shi-hai, TIAN Yun-ying, LI Yi-chao, YAO Sheng-yang, WANG Qi-yu. Sedimentary Characteristics and Provenance Analysis of the Lower and Middle Jurassic in the Western Sichuan Basin: Evidence from Whole-rock Geochemistry and Zircon U-Pb Dating[J]. Science Technology and Engineering, 2026, 26(29): 12476-12495 DOI:10.12404/j.issn.1671-1815.2505761

登录浏览全文

4963

注册一个新账户忘记密码

作为沉积盆地内最主要的岩类组成,碎屑岩的颗粒特征及其地球化学属性承载着重要的物源区信息和大地构造环境指示。这类岩石的矿物成分、组构特征以及地球化学特征与其母岩的风化程度、搬运机制以及沉积环境密切相关,这些地质作用过程都会在碎屑岩的各项物理化学指标上留下独特的印记。通过综合的岩相学研究和地球化学测试分析,碎屑岩中主微量元素含量及其配分模式、稀土元素分布特征等数据,能够准确指示源区岩性特征、构造环境性质、剥蚀风化强度以及沉积环境等重要参数^[1-3]。

晚三叠世受印支运动的强烈影响,古特提斯洋开始逐步闭合。这一板块汇聚过程导致扬子板块与华北板块、松潘-甘孜地体等发生强烈碰撞,在区域上形成了显著的挤压造山作用。在此构造背景下,扬子板块西缘的构造属性发生了根本性转变,由早期的被动大陆边缘沉积环境演变为典型的前陆盆地沉积体系^[4]。随着板块持续汇聚和造山带的隆升,海水从四川盆地呈现自东向西的渐进式退却,这一海退过程直接导致川西坳陷地区的沉积环境发生显著变化,陆相沉积体系逐渐取代了早期的海相沉积^[5]。

针对晚三叠世(印支期)龙门山东侧沉积盆地的研究,前人已对盆地性质、物源特征、构造背景及古气候条件等方面开展了大量工作^[5-7],为该时期盆地演化模式的构建奠定了重要基础。然而,关于川西前陆盆地物源体系构成及其演化规律等关键科学问题,目前仍存在明显认识分歧,尤其对侏罗纪时期物源供给机制的理解尚不充分。该盆地周缘发育多个潜在物源区,如北侧秦岭造山带、米仓山-大巴山冲断带,西侧松潘-甘孜褶皱带,以及邻近的龙门山冲断带与西南缘义敦岛弧等^[8-14],导致物源识别与示踪工作极为复杂。上述各地质单元在侏罗纪时期的隆升-剥蚀过程、沉积物输运路径及其对盆地充填的贡献存在显著差异,致使关于主次物源区判识这一基本问题迄今未形成统一认识。

另一方面,四川盆地侏罗系陆相碎屑岩油气勘探研究相对薄弱,而该类油气藏的形成与分布明显受控于物源供给特征及沉积体系展布规律^[15-18]。利用沉积学分析反演区域构造演化历史,已成为陆相碎屑岩油气系统研究的有效途径,并已取得一系列重要认识^[19-23]。因此,有必要综合沉积学、地球化学与碎屑锆石U-Pb年代学等多种方法^[24],结合区域构造演化序列,深入解析盆-山耦合过程与动力学机制,从而为系统揭示四川盆地侏罗系“源-汇”系统及其油气地质意义提供新的依据。

现以四川盆地西缘剑阁地区金子山剖面、成都东南龙泉驿地区和广元东南部地区2个观测点为主要研究对象,重点对侏罗系白田坝组-沙溪庙组进行综合分析,通过综合沉积学、全岩地球化学与碎屑锆石U-Pb年代学等多重技术方法,系统约束四川盆地西缘侏罗系地层的物源属性、风化强度及构造背景,厘清该区域长期存在的物源体系构成与主导物源区判识这一关键争议。研究不仅致力于揭示盆-山耦合过程中的物源演化规律,更着眼于将基础地质分析成果用于指导陆相碎屑岩油气勘探,从而为深入理解该区侏罗系“源-汇”系统的时空格架及其油气地质意义提供新的、更具综合性的证据。

1 区域地质背景

四川盆地的形成过程可以分为两个时期。在晚三叠世之前,四川盆地属于拉张构造背景下的被动大陆边缘,印支早幕运动后,龙门山开始逆冲推覆,川西地区则变成受龙门山造山带控制的前陆盆地。晚三叠世末的印支晚幕运动极大地改变了盆地的沉积模式,从晚三叠世末起进入侏罗纪红层形成时期。这次地质事件对四川盆地的沉积格局具有很深的影响^[25-28],是一次重要的构造事件。在川西地区,印支晚幕运动形成了以冲积扇沉积为主的白田坝组底部砾岩^[29-30]。而在川东和川中东部地区,晚印支构造作用较轻,表现为早侏罗世-中侏罗世早期广泛分布的湖泊相沉积^[31-32]。

研究区位于四川盆地西部地区,属扬子克拉通西北缘。区内出露震旦系、寒武系、志留系、二叠系、三叠系、侏罗系及白垩系地层等(图1^[33])。其中侏罗系自下而上包括下侏罗统白田坝组(川东为自流井组)、中侏罗统千佛崖组(川东为新田沟组)、中侏罗统沙溪庙组、上侏罗统遂宁组及蓬莱镇组(部分地区为莲花口组)。剖面位于剑阁县与青川县交界处(105°19'01″E,32°11'43″N),整条剖面出露较好,从三叠系雷口坡组到侏罗系沙溪庙组均有出露。白田坝组不整合于上三叠统须家河组之上,须家河组沉积很薄,仅15 m,以灰色-灰黄色岩屑石英细砂岩为主;白田坝组厚度约为358 m,岩性为灰色厚层状-块状石英粗-中砾岩、灰色块状石英中-细砾岩、深灰色中层状岩屑石英细砂岩及泥质粉砂岩等;千佛崖组与上覆沙溪庙组呈整合接触,厚约82 m,主要发育灰色块状中-细砾岩和灰色中层状细粒岩屑砂岩互层;沙溪庙组(层12~层21)以厚层状砂岩出现为标志,实测363 m,未见顶,主要为灰色中-厚层状泥质粉砂岩与灰色厚层状岩屑石英细砂岩,局部可见数米厚的细砾岩(图2)。

2 沉积特征

野外及镜下观察的沉积特征图片如图3~图5所示,其中图3所示为剑阁金子山剖面沉积特征,图4所示为剑阁金子山观测点的剖面镜下观察的沉积学特征,图5所示为成都、广元地区沙溪庙组沉积特征,图6所示为对岩性及构造背景的判别分析图。

2.1 剑阁金子山剖面沉积特征

层3是中-粗的石英质砾岩,颗粒很大,磨圆较好,分选较差,是碎屑流的产物,在冲积扇扇根形成。它们的层理不明显,颗粒圆滑程度和分选程度从中到高不等,颗粒支撑。主要是大小不均的石英岩碎块,其中15 cm以上的占25%以上,填隙为砂级碎屑及部分细砾石,砾岩整体为块状构造,局部见较为粗大的砾石呈叠瓦状排列。

层4为中-细砾岩和灰黄色粗-细粒砂岩,中间夹有薄层的粉砂岩和泥岩沉积,砾岩和砂岩单层厚度相近呈互层状产出,总厚度约31 m。砾径最大可达90 mm,中砾结构为主,总体以颗粒支撑为主,呈块状[图3(a)]。整体向上体现由粗到细的正粒序,上部则过渡为细粒长石石英砂岩[图4(a)],底部具底冲刷构造,下部泥岩层中可见植物碎片化石[图3(b)]。总体而言,砾岩应为辫状河道滞留环境沉积,泥岩为洪泛时期的悬浮沉积。辫状河道砾石以及河道冲刷沉积常出现于冲积扇沉积体系中的扇中亚相。

中上部为块状砾岩夹透镜状砂岩的岩性组合,砾岩沉积占80%以上,与底部泥岩为冲刷接触。单个砾岩层厚度15~60 m,夹多个砂岩透镜体。砾岩整体为砾石支撑,分选较差,呈次圆状-圆状,排列杂乱,向上过渡为杂基支撑。砂岩以透镜体或夹层产出[图3(c)],多为细粒长石砂岩[图4(b)]、中粒岩屑砂岩等[图4(c)]。

剖面千佛崖组(层11),与上覆沙溪庙组成整合接触,共厚82.4 m,主要发育灰色块状中-细砾岩和灰色中层状细粒岩屑砂岩互层,为冲积扇扇中沉积;顶部发育数米厚的深灰色粗粉砂岩[图4(d)]、粉砂质泥岩[图3(d)],可见砂质纹层,局部含钙质结核,为冲积扇扇缘沉积。

沙溪庙组下部(层12)底部为砾岩,砾石以石英岩为主,分选较差,磨圆中等。其上主要为灰黑色中-细粒长石砂岩[图4(e)],砂岩厚度较大,指示为近源的辫状河道沉积,发育平行层理、楔状交错层理及槽状交错层理,砂岩整体呈楔状[图3(e)]、见波痕[图3(f)]。上部则为深灰色粉砂质泥岩夹粉砂岩条带及透镜体,指示为辫状河道与片流、湖泊沉积。之上为灰色块状砾岩夹砂岩、泥岩的透镜体,砾石多以细砾为主,砂岩中见平行层理,层面见炭屑层,主要为冲积扇沉积。上部总体覆盖较严重,总体为灰黄色中层状粉砂质泥岩与灰色中-厚层状细粒长石岩屑砂岩互层[图4(f)],砂岩中可见槽状层理,根据沉积序列上部主要为扇三角洲沉积。

整体而言,金子山剖面中下侏罗统样品长石及岩屑含量较高,成分成熟度及结构成熟度较低,主要为岩屑长石砂岩及长石岩屑砂岩,另含有少量的长石砂岩及岩屑砂岩[图6(a)]。

2.2 观测点沉积学特征

成都东南部仅出露沙溪庙组-遂宁组部分地层,砂体为浅灰红色厚层-块状长石岩屑-长石岩屑中砂岩[图6(a)],见大量的斜层理、平行层理、交错层理、槽状砂体,冲刷充填泥砾、炭化植物碎屑等[图5(a)、图5(b)],具有明显的河道沉积特征,向上过渡为紫红色泥岩夹砂岩条带,见大量暴露氧化环境构造,如姜状钙质结核、垂直虫迹、泥裂等[图5(c)],为三角洲平原河道漫滩沉积,整体为三角洲平原河道-三角洲平原漫滩沉积,间夹多期小河道砂体,顶部过渡为遂宁组砖红色砂岩。

广元地区沙溪庙组岩性稳定,主要为灰绿色-黄灰色厚-巨厚层状长石岩屑-岩屑中-细砂岩[图5(d)、图6(a)],紫红色中层状泥岩,黄绿色薄层状泥质粉砂岩与粉砂质泥岩组合,砂岩岩性及沉积特征相似,发育砂纹层理、冲刷面、斜层理、平行层理、泥砾[图5(e)、图5(f)]。砂体普遍具透镜状或楔状特征,总体来看应为三角洲前缘-三角洲平原分流河道与分流间湾沉积环境。

3 地球化学特征

对金子山剖面白田坝组至沙溪庙组的12块(JJP)、成都东南部7块(LGP)以及广元地区8块(GYP)地球化学样品(图3)进行了研究,样品岩性为砂岩,样品的主微量测试均在上谱分析科技有限责任公司(武汉)进行。采用X 射线荧光光谱分析 (X-ray fluorescence spectrometry,XRF)和电感耦合等离子体质谱仪(inductively coupled plasma mass spectrometer,ICP-MS)分别测定样品中主量元素和微量元素的含量。并对金子山剖面沙溪庙组底部砂岩碎屑锆石通过LA-ICP-MS进行锆石的U-Pb测年分析,锆石U-Pb同位素定年在成都地质调查中心实验室完成,数据处理采用软件ICPMSDataCal。

3.1 主量元素特征

研究区砂岩样品SiO₂范围为55.5%~92.3%,平均75.2%,高于大陆上地壳平均值(upper continental crust,UCC);Al₂O₃含量为4.0%~17.1%,平均值11.0%,低于UCC;CaO含量较低,为0.1%~7.8%,平均值1.6%,低于UCC;砂岩样品K₂O含量较低,为0.7%~3.2%,平均值2.1%,接近于UCC;Na₂O含量较高,为0.1%~0.6%,平均值0.2%,低于UCC。样品Al₂O₃/(CaO+Na₂O)比值为1.75~45.5,平均值18.4,仅4-H4、8-H2含量较高,大于40%(表1、表2),表明研究区砂岩样品整体黏土矿物组分含量较低。

3.2 微量、稀土元素特征

微量元素在沉积岩中的含量和分布受沉积环境的影响很大,可以反映出沉积过程中的气候和地质条件,因此是探讨古沉积环境和古气候变化的一种重要方法^[33]。在地幔中存在化学性质较为稳定的不相容元素(高场强元素),如Nb、Zr、Ce、Ta、Hf、Pb、Th和U等,它们很难受到变质、蚀变及风化、搬运和成岩作用的改变,因此可以用来反映原岩的特征^[2]。

根据砂岩样品的稀土元素地化结果分析显示(表3、表4),总稀土元素含量(rare-earth element,REE)变化范围较大,在80.69×10^-6~262.3×10^-6,平均值为145.8×10^-6,其中,轻稀土元素(light rare earth elements,LREE)在70.8×10^-6~232.3×10^-6,平均值131.5×10^-6,重稀土元素(HREE)在6.8×10^-6~30.0×10^-6,平均值14.3×10^-6。球粒陨石标准化后的砂岩稀土元素分布模式图(图7)显示,标准化后的轻、重稀土元素之间有明显的分馏现象,整体轻稀土元素富集,重稀土元素亏损,所有样品的稀土元素分布模式十分相似。

3.3 碎屑锆石U-Pb测年分析

选取金子山剖面沙溪庙组底部砂岩样品碎屑锆石,通过LA-ICP-MS进行锆石的U-Pb测年分析,共获得74个谐和度大于85%的有效数据(表5)。对于锆石年龄>1 000 Ma的数据,采用²⁰⁷Pb/²⁰⁶Pb 年龄,而对于<1 000 Ma的数据,采用²⁰⁶Pb/²³⁸U年龄。以²⁰⁶Pb/²³⁸U年龄和²⁰⁷Pb/²⁰⁶Pb年龄比值为标准遴选U-Pb年龄数据。

4 讨论

4.1 数据可靠性讨论

大离子亲石元素在沉积物中的存在并不稳定,在经过风化、剥蚀、搬运及成岩的过程中往往会产生很大的变化,从而干扰实验分析结果^[34-36]。而部分La、Co、Th、Zr、Hf、Ti、Nd、Sc、Y及REE等则相对稳定,不易受到风化、搬运和成岩等过程的影响^[26-35]。所以,应选用这些元素作为可靠指标来判断沉积物源区岩性和构造背景^[37]。但成岩作用可能会影响Ce异常,这通常会导致δCe和δEu呈现负相关,而δCe和REE呈现正相关^[38]。δCe计算方式^[34]为

(1)$\mathrm{\delta }\mathrm{C}\mathrm{e}=\frac{{\mathit{w}}_{\mathrm{C}\mathrm{e}}}{{{\mathit{w}}^{\mathrm{*}}}_{\mathrm{C}\mathrm{e}}}=\frac{{\mathit{w}}_{\mathrm{C}\mathrm{e}\mathrm{n}}{\mathit{w}}_{\mathrm{N}\mathrm{d}\mathrm{n}}}{{\mathit{w}}_{\mathrm{P}\mathrm{r}\mathrm{n}}^{2}}$

式(1)中:w_Ce为测得的Ce元素含量;${\mathit{w}}_{\mathrm{C}\mathrm{e}}^{\mathrm{*}}$为Ce元素的理论期望含量;w_Cen为标准化后的Ce元素含量;w_Ndn为标准化后的Nd元素含量;w_Prn为标准化后的Pr元素含量。

研究区所有砂岩样品的δCe和REE之间形成明显的负相关关系(广元:R²=0.628;剑阁:R²=0.486;成都:R²=0.816)[图8(a)],表明成岩作用对研究区砂岩样品的REE分布的影响很小,数据具有较高的可靠性。

Ce以及Sm元素具有相似的地球化学特征,在风化、搬运和成岩过程中有相似的地球化学变化。因此,分析Ce以及Sm元素的某些特征就能够较好地反映陆源碎屑的沉积循环情况^[2]。

研究区砂岩样品的Ce和Sm之间形成良好的正相关关系(广元:R²=0.825;剑阁:R²=0.912;成都:R²=0.856)[图8(b)],明确了沉积物总体经历了简单的循环过程,暗示了研究区的风化强度并不是很强,可能经历了中等的风化强度。

4.2 源区风化条件讨论

风化作用在不同的环境下有所区别,在湿润的气候条件下,化学风化作用更为强烈,主要影响碎屑岩的主量元素和微量元素组成。而在干旱气候下,物理风化作用更为显著,岩石化学成分不会有大的变化。所以,化学指标可以作为判断物源区域古风化的一种有效的方法^[39-49]。

前人已研究发现多重地化指标可以用来分析化学风化指数,如化学蚀变指数(CIA)和化学风化指数(CIW)^[47,50]可以用来评估沉积岩源区的风化程度和时间。这些风化指数都是根据氧化物的物质的量浓度来计算的,主要反映了不稳定成分在风化过程中相对于稳定成分的损耗比例。CIA的计算公式为

(2)$\mathrm{C}\mathrm{I}\mathrm{A}=\frac{\mathrm{A}{\mathrm{l}}_{2}{\mathrm{O}}_{3}}{\mathrm{A}{\mathrm{l}}_{2}{\mathrm{O}}_{3}+\mathrm{C}\mathrm{a}{\mathrm{O}}^{\mathrm{*}}+\mathrm{N}{\mathrm{a}}_{2}\mathrm{O}+{\mathrm{K}}_{2}\mathrm{O}}\times 100$

式(2)中:Al₂O₃、Na₂O与K₂O为所测得地球化学含量除以其相对分子质量;CaO^*为沉积物中与硅酸盐相结合的CaO,因此在计算时需要剔除碳酸盐及磷酸盐中的CaO的干扰,需要用P₂O₅及CO₂含量(代表碳酸盐及磷酸盐)的修正值来修正CaO值,消除碳酸盐(主要为方解石及白云石)及磷酸盐(主要为磷灰石)中CaO的影响^[37,49]。由于本文研究没有CO₂数据,不能直接校正碳酸盐中的Ca,所以只能用CaO值来代替。根据前人研究成果,如果CaO≤Na₂O,就取CaO的值;如果CaO>Na₂O,就假设CaO^*值等于Na₂O值^[37]。一般来说,未风化的玄武岩CIA为30~45,未风化的花岗岩CIA为45~55,而未风化的长石质岩石的CIA接近50,而次生的黏土矿物的CIA则接近100,伊利石和蒙脱石的值为75~85^[2]。本次研究广元地区砂岩样品CIA为55.7~73.8,平均为63.3,说明沉积物源区风化程度中等-弱;剑阁地区砂岩样品CIA在72.2~83.5变化,平均为79.9,大部分样品CIA较高,不存在低于70的值,说明沉积物源区风化程度中等-较高;成都地区砂岩样品CIA在48.5~66.2变化,平均为58.5,说明沉积物源区风化程度中等-弱(图9^[47,50])。

图9中的理想风化趋势是与A-CN边或者A-K边平行的,如果没有K交代作用。样品的分布基本符合这一趋势,但会发生倾斜,表明这些样品受到微弱的钾交代作用的干扰,或者发生斜长石被钾长石交代的现象。因此,需要使用CIW来进一步分析。

Harnois^[51]提出了化学风化指数(CIW),其公式为

(3)$\mathrm{C}\mathrm{I}\mathrm{W}=\frac{\mathrm{A}{\mathrm{l}}_{2}{\mathrm{O}}_{3}}{\mathrm{A}{\mathrm{l}}_{2}{\mathrm{O}}_{3}+\mathrm{C}\mathrm{a}{\mathrm{O}}^{\mathrm{*}}+\mathrm{N}{\mathrm{a}}_{2}\mathrm{O}}\times 100$

式(3)中:各指标计算方式与式(2)中的相同。

CIW指数是用有限的几种化学组分来计算的,这些组分在风化过程中的地球化学行为比较简单和相似,而且不包括K₂O,可以排除K元素的干扰。通常来讲,风化程度越高,CIW越高。新鲜钾长石的CIW为100,未风化的钾质花岗岩CIW在80左右^[51]。广元地区CIW介于57.5~80.4,平均值为68.5;剑阁地区CIW介于88.7~97.5,平均值为95.3;成都地区CIW介于50.9~78.4,平均值为64.0,其变化趋势与CIA相同,整体而言广元地区及成都地区经历了中等-低的风化程度,而剑阁地区经历了中等-高的风化程度。

4.3 物源属性分析

高场强元素,如Nb、Ta、Zr等,具有较高的化学稳定性,在沉积过程中不容易改变。Zr和Cr分别反映了源区中长英质及超镁铁-镁铁质岩石的含量,它们主要分别分布在锆石和辉石等矿物中。所以,Cr/Zr可以用来表示源区岩石对沉积物的影响程度^[48]。Th和Sc是两种不同相容性的元素,在沉积过程中不受重矿物分异效应的影响,Th及Sc分别在长英质岩石及铁镁质岩石中富集。因此,Th/Sc也可以用来表示源区岩石中镁铁质和长英质物质的比例^[52-54]。此外,Zr/Sc和Th/Sc可以反映沉积物成分变化及分选程度的变化^[49]。

采用Th/Co-La/Sc图解与Cr/V-Y/Ni图解对砂岩物源进行判别(图10),在Th/Co-La/Sc图解中,研究区碎屑岩Zr/Sc和Th/Sc具有一定正相关性,反映了其具有与类似岩浆分异的变化趋势,所有样品靠近长英质岩石,且具有一定的再旋回沉积的趋势(图10)。在Cr/V-Y/Ni图解中,除一件样品落于酸性物源区外,其余样品均落于UCC与PAAS附近,与上地壳成分相似。总体来说,样品源岩可能为沉积岩的再旋回。

沙溪庙组碎屑锆石年龄可见4个明显峰值,分别为~172.2、~277、~1 845和~2 492 Ma(图11)(符号“~”表示数据存在误差,年龄并非准确值),其中,主峰值为~172.2 Ma,其余为次要峰值。~172.2 Ma的锆石颗粒大,多呈长条形,棱角分明,晶型完好,环带清晰,具有近源搬运的特征;~277 Ma的锆石特征与~172.2 Ma的锆石相似,锆石数量较多,为次要峰值,但多呈椭球形,磨圆较好,代表中-远距离搬运或再旋回沉积;~1 845 Ma的锆石数量较少,呈现长条形,个体较大,具有一定的磨圆,代表中-远距离搬运或再旋回沉积;~2 492 Ma的锆石数量最少,多为磨圆较好的椭圆形,代表着远距离搬运或者再旋回沉积。

~178 Ma的年龄峰值限制了沙溪庙组的沉积时限,此年龄峰值在四川盆地及周缘较为罕见,反映中侏罗世盆地整体处于构造稳定期,缺乏大规模岩浆作用。然而,该年龄与康滇地体北部[康定(176±7)~(196±2) Ma]^[55]及南部[九龙(176±7) Ma]^[55]的岩浆记录吻合,表明研究区可能接受了来自西南缘的有限火山碎屑输入,暗示康滇地区在区域构造平静期仍存在局部岩浆活动,可能受古特提斯洋闭合后的岩石圈地幔热扰动驱动。

~277 Ma的峰值广泛对应于松潘-甘孜褶皱带北部二叠-三叠纪[(200~300) Ma]^[56])岩浆岩,揭示其物源主要来自晚古生代-早中生代古特提斯洋俯冲相关的岩浆事件。该年龄信号在研究区的富集,表明松潘-甘孜地体在印支期隆升后成为四川盆地的重要物源区,其早期复理石沉积中的再循环锆石通过剥蚀进入盆地。这一过程记录了古特提斯构造域东缘的俯冲-碰撞历史。

~2 492 Ma的锆石峰值在华北板块南缘广泛分布,而在扬子板块和秦岭造山带仅有少量记录^[57-59]。该古老年龄信号在研究区的出现,可能有3种解释:①直接来自华北板块南缘的剥蚀物质,通过秦岭造山带向东迁移进入扬子北缘;②扬子板块自身古老基底的局部暴露,如崆岭群或康滇地体的太古代残余;③来自秦岭造山带的再旋回沉积,初始物源仍来自华北板块南缘,并且由于秦岭造山带的隆起,阻隔了华北板块南缘的物源供给。无论哪种情况,该峰值均表明四川盆地在侏罗纪仍能捕获古老陆壳物质,反映了长期构造演化背景下物源体系的复杂性。

研究区锆石年龄峰值(~172.2、~277、~1 845、~2 492 Ma)的空间分异表明,尽管剑阁与广元地区年龄谱系相似(图12),但其物源区存在显著差异。这种相似性可能源于秦岭造山带与松潘-甘孜地体在印支期隆升后共同贡献的“继承性年龄信号”,但砂岩地球化学与岩石学特征(如广元再旋回造山带与剑阁过渡弧组分的差异)揭示了两者物源体系的独立性。这一发现挑战了传统“年龄谱系等同物源”的假设,强调了多阶段构造活动对物源区重组的影响:秦岭造山带作为扬子-华北碰撞的直接产物,通过米仓山-大巴山向广元输送再旋回沉积物;而龙门山冲断带的阶段性隆升则调控了碧口地块与松潘-甘孜地体对剑阁地区的物源供给,体现为剑阁地区样品1 850~1 950 Ma峰值占比较低的情况。

龙门山差异隆升是导致物源分异的关键因素。广元地区因位于米仓山-大巴山与龙门山交界处,受龙门山北段隆升幅度较小的限制,仍能接受秦岭及碧口地块的远源物质,表现为高成熟度长石岩屑砂岩;而剑阁地区受龙门山中-南段强烈隆升影响,碧口地块物源被阻隔,物源以近源松潘-甘孜地体为主,并混入义敦岛弧物质,形成低成熟度岩屑长石砂岩。这一现象揭示了造山带横向生长的不均一性控制沉积盆地物源配置。

4.4 构造背景分析

碎屑岩的地球化学特征可以反映其源区的构造背景^[60-63],常量、微量和稀土元素是判别源区构造背景的有效工具。一些微量元素(如Co、Sc等)和稀土元素(如La)等在水体中溶解度低,属于稳定元素,在碎屑沉积物的搬运和成岩过程中基本不变。因此,这些元素是判别碎屑岩源区构造背景的有效指标,并且已经广泛应用于地球化学研究中。不同构造位置砂岩的微量元素含量和比值不同,从大洋岛弧到被动大陆边缘(大洋岛弧→大陆岛弧→活动大陆边缘→被动大陆边缘),LREE(La、Ce、Nd)、Hf、Ba/Sr、La/Y和Ni/Co等比值增加,而镁铁质元素如Sc、V、Cu、Co、Zn等和Ba/Rb、K/Th、K/U等值逐渐减少,这与源区的变化(安山岩→英安岩→花岗片麻岩→沉积岩)是一致的。

Bhatia^[64]利用东澳大利亚古生代浊积砂岩的构造背景研究,建立了碎屑岩微量元素构造背景图解。根据上述判别方法,对研究区样品进行La-Th-Sc、Co-Th-Zr/10和Sc-Th-Zr/10投图(图13)分析,大多数样品位于大陆岛弧构造背景或其邻近区域,仅有少数样品属于大陆边缘。其物源来自大陆岛弧环境应无疑。

前人对研究区早-中侏罗世的物源有不同的解释,但大多认为来自西侧龙门山及北侧米仓山、大巴山以及秦岭等地区,而这些观点的分歧在于主要物源及次要物源的分布,是以西侧的龙门山地区为主要物源^[65-68],还是北侧的米仓山-大巴山、秦岭等地区为主要物源区^[30,69-72],亦或是早-中侏罗世的主要物源区在龙门山及米仓山-大巴山之间不断变化^[73]。

但是本次研究发现作为米仓山-大巴山与龙门山交界位置的广元地区砂岩样品主要为长石岩屑砂岩-岩屑砂岩[图6(a)],成分稳定,并未发现较大的变化,成熟度较剑阁及成都地区高,与物源区频繁变化的特征不符。与广元地区相比,剑阁地区砂岩样品岩性跨度较大,从长石砂岩到岩屑砂岩均有分布[图6(a)],多集中在岩屑长石砂岩-长石岩屑砂岩区域内,而成都地区大部分样品为岩屑长石砂岩[图6(a)]。从北向南来看,成熟度逐渐降低,研究区应分属不同的物源体系。在Dickinson三角图中[图6(b)],广元地区样品落在再旋回造山带区域内,而成都及剑阁地区样品则落在过渡弧-切割弧区域内,也支持了此观点^[74]。

米仓山-大巴山在晚三叠世以前,长期处于沉积区,有着巨厚层的沉积岩^{[27-28,75-76]}。在扬子板块向北俯冲的过程中,已发现大量的大陆岛弧环境下的火山岩^[77-78],这些大陆岛弧背景下的碎屑物质的混入会在La-Th-Sc、Co-Th-Zr/10和Sc-Th-Zr/10判别图使用时表现出大陆岛弧的特征。同时在图6(a)中,广元地区样品具有明显的再旋回造山带的特点。也就是说,米仓山-大巴山、南秦岭的沉积物再旋回及扬子板块向北俯冲的大陆岛弧物质为广元地区提供物源。

龙门山西侧的松潘-甘孜地块在三叠纪为巨厚层的浊积岩沉积,受晚三叠世印支运动影响,褶皱变形,为四川盆地提供物源^[79]。若成都及剑阁地区主要物源来自西侧龙门山及松潘-甘孜地块则也应表现出再旋回沉积的特征。而且,松潘-甘孜地块仅报道了少量的晚三叠世的岩浆岩记录^[80],与秦岭地区的岩浆岩记录相比,不足以提供大量的大陆岛弧碎屑。因此,还需要考虑其他地区的物源供给。

在晚三叠世古特提斯洋南部分支的甘孜-理塘洋闭合的过程中,松潘-甘孜地块向西俯冲,在义敦地区发育大量大陆岛弧背景下的岩浆岩,主要为中-酸性侵入岩^[81-83]。在三叠世末期,随着甘孜-理塘洋的闭合,义敦地块与松潘-甘孜地块拼合成一个整体,义敦地块向扬子板块的物源输送通道打开,义敦地块与松潘-甘孜地块及其之间的康滇地区共同为龙门山中-南段提供物源。成都地区砂岩样品成熟度低,长石及岩浆岩屑含量高,符合义敦地块、松潘-甘孜地块及康滇地体混合物源的特征。而剑阁地区砂岩成熟度较成都地区高,可能是距离义敦地块较远的原因,或者混入了少量来自北部米仓山-大巴山及南秦岭的物源。也就是说义敦地块的物源供给最远可以影响到剑阁地区。

4.5 讨论

四川盆地与周缘造山带(秦岭、龙门山、米仓山-大巴山及松潘-甘孜地体)的中生代耦合关系,记录了特提斯构造域东缘多板块汇聚背景下盆山系统的动态调整过程。研究揭示,盆地内沙溪庙组的碎屑锆石年龄谱系(~172.2、~277、~2 492 Ma)与砂岩组分(长石岩屑砂岩至岩屑长石砂岩)的空间分异,实质上是周缘造山带差异隆升与古构造格局共同作用的产物。北部广元地区高成熟度砂岩与再旋回造山带特征,反映米仓山-大巴山在印支期后的持续剥蚀,其物源主要来自扬子-华北碰撞形成的南秦岭再旋回沉积及少量大陆岛弧物质;而西南部剑阁-成都地区的低成熟度过渡弧组分,则指向龙门山隆升对物源通道的改造-其西侧松潘-甘孜地体复理石基底与义敦岛弧(200~230 Ma)共同贡献了新鲜岩浆岩屑与古老再循环物质。这种南北物源体系的显著分异,不仅揭示龙门山作为“构造分水岭”对沉积物分配的关键控制,更表明盆山耦合具有明显的横向非均一性:北侧以碰撞造山带的继承性剥蚀为主,西侧则受控于古特提斯洋闭合引发的弧陆拼合与地壳缩短。值得注意的是,剑阁地区作为南北物源交汇带,其砂岩组分的过渡性特征(成熟度介于广元与成都)暗示扬子北缘与西缘造山体系在侏罗纪尚未完全耦合,可能仍存在独立的物源供给系统,这一发现为理解多向汇聚背景下盆山关系的复杂性提供了新约束。

中生代初期扬子西缘的盆山耦合过程,本质上是古特提斯构造域俯冲-碰撞与古太平洋板块俯冲远程效应叠加的结果。从动力学视角看,广元地区稳定的再旋回物源反映扬子-华北碰撞带在晚三叠世已进入剥蚀均衡阶段,其沉积记录主要保存了早期(印支期)碰撞造山的地表响应;而剑阁-成都地区活跃的弧相关物源则揭示,古特提斯洋闭合引发的义敦岛弧生长与松潘-甘孜地体隆升(晚三叠-早侏罗世)对盆地西缘产生了更年轻的构造负载。这种时空上的构造事件递进性,导致四川盆地同时记录了不同演化阶段的造山带信息—北部保存古老碰撞记录,西部响应年轻弧陆作用,形成独特的盆山系统。进一步分析表明,龙门山的差异隆升是物源空间分配的主控因素:北段广元邻近米仓山-大巴山前陆,受垂向构造负载主导,物源以近源垂向搬运为主;而中南段剑阁-成都位于转换带,受斜向汇聚影响,物源经历长距离横向迁移。

研究区物源空间分异与盆山耦合的横向非均一性,约束了沙溪庙组碎屑岩储层的发育特征与分布规律。北部广元地区高成熟度再旋回砂岩,因经历长期剥蚀与搬运磨圆,储集物性易受碎屑成分成熟度与分选性控制,其粒间孔可能较为发育;而西南部剑阁-成都地区低成熟度的过渡弧组分砂岩,富含岩浆岩屑与古老再循环物质,大量填隙物及后期的胶结作用和颗粒磨圆度可能影响孔隙发育,储集空间可能以裂缝为主。同时,剑阁地区作为南北物源交汇带的过渡性砂岩特征,指示该区域储层兼具南北两侧的岩石学属性,可能形成兼具孔隙型与裂缝-孔隙型的复合储层。

龙门山构造带作为“构造分水岭”的控盆作用与差异隆升机制,影响了四川盆地中生界沉积体系的空间展布规律,进而影响油气生储盖组合的配置关系。剑阁地区以近源冲积扇-扇三角洲体系为主,横向延展性有限;龙门山南北两侧发育远源三角洲、湖泊相沉积,储层横向延伸更广,更易形成优质的生储盖组合。而古特提斯洋闭合与古太平洋板块俯冲的叠加动力学背景,通过构造运动形成了褶皱、断裂等油气运聚的输导体系与圈闭类型,为油气藏的形成与保存提供了构造基础。

5 结论

川西北地区中下侏罗统主要为灰色块状砾岩、浅灰色-灰色-灰黄色长石岩屑砂岩、岩屑长石砂岩、岩屑砂岩、灰黑色泥岩、紫红色泥岩等,对其综合分析得出以下认识。

(1)川西北地区早-中侏罗世为冲积扇-辫状河-冲积扇-扇三角洲的沉积相变化。

(2)多项地球化学指标表明,研究区经历了中等-较强的风化强度及较弱的成岩作用,地球化学指标可以反映原始沉积物特征。

(3)沙溪庙组锆石U-Pb测年可得4个年龄峰值,包括~172.2、~277、~1 845、~2 492 Ma,约束了沙溪庙组沉积时间为~172.2 Ma。

(4)物源主要为大陆岛弧背景下的源岩为酸性物源区的长英质火山岩,在不同地区的变化不大,但岩石学特征变化较大,反映出多物源特征;秦岭、米仓山-大巴山物源区可能影响至广元地区,而松潘-甘孜地块、义敦岛弧及康滇地体物源可能影响至成都-剑阁地区。

参考文献

原文顺序 | 出版日期 | 本文引用

[1]	冯兴雷, 付修根, 陈文彬. 北羌塘坳陷东缘石炭纪砂岩地球化学特征及构造背景[J]. 地质通报, 2021, 40(11): 1957-1966.

[2]	Feng Xinglei, Fu Xiugen, Chen Wenbin. Geochemical characteristics and tectonic setting of Carboniferous sandstone in the eastern part of north Qiangtang Depression[J]. Geological Bulletin of China, 2021, 40(11): 1957-1966.

[3]	吴颖, 杜贵超, 马明. 鄂尔多斯盆地南部旬邑地区延长组砂岩地球化学特征[J]. 天然气地球科学, 2023, 34(2): 194-209.

[4]	Wu Ying, Du Guichao, Ma Ming. Geochemical characteristics of the sandstones of the Yanchang Formation in the Xunyi area, southern Ordos Basin[J]. Natural Gas Geoscience, 2023, 34(2): 194-209.

[5]	詹宏宇, 何青, 曾方侣, 等. 四川盆地西缘上二叠统宣威组顶部泥岩、砂岩的地球化学特征及其地质意义[J]. 岩石矿物学杂志, 2023, 42(1): 83-103.

[6]	Zhan Hongyu, He Qing, Zeng Fanglü, et al. Geochemical characteristics and geological implications of mudstones and sandstones at the top of the Upper Permian Xuanwei Formation on the western margin of Sichuan Basin[J]. Acta Petrologica et Mineralogica, 2023, 42(1): 83-103.

[7]	陈斌, 李勇, 王伟明, 等. 晚三叠世龙门山前陆盆地须家河组物源及构造背景分析[J]. 地质学报, 2016, 90(5): 857-872.

[8]	Chen Bin, Li Yong, Wang Weiming, et al. The provenance and tectonic setting of Late Triassic Xujiahe Formation in the Longmenshan Foreland Basin, SW China[J]. Acta Geologica Sinica, 2016, 90(5): 857-872.

[9]	陈洪德, 徐胜林, 林良彪, 等. 龙门山造山带晚三叠世构造隆升的分段性及层序充填响应[J]. 沉积学报, 2011, 29(4): 622-630.

[10]	Chen Hongde, Xu Shenglin, Lin Liangbiao, et al. Segmental uplift of Longmenshan orogen and sequence filling characteristics of western Sichuan foreland-like Basin, Later Triassic[J]. Acta Sedimentologica Sinica, 2011, 29(4): 622-630.

[11]	施振生, 杨威, 谢增业, 等. 四川盆地晚三叠世碎屑组分对源区分析及印支运动的指示[J]. 地质学报, 2010, 84(3): 387-397.

[12]	Shi Zhensheng, Yang Wei, Xie Zengye, et al. Upper triassic clastic composition in Sichuan Basin southwest China: implication for provenance analysis and the Indosinian Orogeny[J]. Acta Geologica Sinica, 2010, 84(3): 387-397.

[13]	余世花. 四川盆地西部晚三叠世须家河组物源分析及其构造意义[D]. 广州: 中国科学院大学(中国科学院广州地球化学研究所), 2016.

[14]	Yu Shihua. Provenance and its geological implication for the Upper Triassic Xujiahe Formation in western Sichuan Basin[D]. Guangzhou: Guangzhou Institute of Geochemistry, Chinese Academy of Sciences, 2016.

[15]	陈伟伟, 牟传龙, 王启宇, 等. 四川盆地西北部中侏罗统沙溪庙组物源: 碎屑锆石U-Pb 年代学的证据[J]. 沉积与特提斯地质, 2024, 44(3): 613-629.

[16]	Chen Weiwei, Mou Chuanlong, Wang Qiyu, et al. Study on U-Pb age and provenance of detrital zircons from sandstones of the Shaximiao Formation, northwestern Sichuan Basin[J]. Sedimentary Geology and Tethyan Geology, 2024, 44(3): 613-629.

[17]	Yao S, Wang Q, Mou C, et al. Provenance and tectonic settings of late Triassic-Jurassic deposits in the southwestern Yangtze Block: evidence from the geochemistry, SW China[J]. Scientific Reports, 2025, 15(1): 23237.

[18]	Qian T, Liu S, Wang Z, et al. A detrital record of continent-continent collision in the Early-Middle Jurassic foreland sequence in the northern Yangtze foreland basin, South China[J]. Journal of Asian Earth Sciences, 2016, 131: 123-137.

[19]	颜照坤, 颜晨雨, 邵崇建, 等. 扬子西南缘晚三叠世-早侏罗世盆山格局演化过程: 来自楚雄盆地碎屑锆石U-Pb年代学的证据[J]. 地球科学, 2023, 48(4): 1259-1270.

[20]	Yan Zhaokun, Yan Chenyu, Shao Chongjian, et al. Evolution of basin-range pattern in southwest margin of Yangtze Block during Late Triassic to early Jurassic evidence of detrital zircon U-Pb geochronology from Chuxiong Basin[J]. Earth Science, 2023, 48(4): 1259-1270.

[21]	Liu G, Song W, Chen X, et al. Detrital zircon U-Pb dating of Suining Formation sandstone from the Daba Mountains, northeastern Sichuan and its stratigraphic implications[J]. Palaeoworld, 2017, 26(2): 380-395.

[22]	Qian T, Li W, Liu S, et al. Early to Middle Jurassic sedimentation within the northern Sichuan Basin in response to exhumation of the South Qinling orogenic belt, central China[J]. Palaeogeography, Palaeoclimatology, Palaeoecology, 2023, 630: 111805.

[23]	Mu H, Yan D P, Qiu L, et al. Formation of the Late Triassic western Sichuan foreland basin of the Qinling Orogenic Belt, SW China: sedimentary and geochronological constraints from the Xujiahe Formation[J]. Journal of Asian Earth Sciences, 2019, 183: 103938.

[24]	郭雅倩, 李元昊, 杨龙华, 等. 鄂尔多斯盆地南部中晚侏罗世-早白垩世构造沉积响应[J]. 科学技术与工程, 2025, 25(6): 2237-2252.

[25]	Guo Yaqian, Li Yuanhao, Yang Longhua, et al. Middle-late Jurassic-Early Cretaceous tectonic-sedimentary response in the southern Ordos Basin[J]. Science Technology and Engineering, 2025, 25(6): 2237-2252.

[26]	唐大海, 王旭丽, 曾琪, 等. 四川盆地西南部沙溪庙组致密砂岩低渗储层特征及形成机理[J]. 科学技术与工程, 2023, 23(1): 143-154.

[27]	Tang Dahai, Wang Xuli, Zeng Qi, et al. Reservoir characteristics and formation mechanism of low permeability tight sandstone of Shaximiao Formation in southwest Sichuan Basin[J]. Science Technology and Engineering, 2023, 23(1): 143-154.

[28]	孟璐莹, 张莉, 刘洪平, 等. 塔里木盆地雅克拉断凸及周缘亚格列木组扇三角洲群沉积特征及影响因素[J]. 科学技术与工程, 2025, 25(14): 5767-5779.

[29]	Meng Luying, Zhang Li, Liu Hongping, et al. Depositional characteristics and influencing factors of the fan delta in the Yageliemu Formation of the Yakela faulted-convex area, Tarim Basin[J]. Science Technology and Engineering, 2025, 25(14): 5767-5779.

[30]	赵晓明, 胡成军, 肖尧, 等. 四川盆地中部地区中侏罗统物源体系格局及时空演化[J]. 天然气工业, 2024, 44(3): 72-86.

[31]	Zhao Xiaoming, Hu Chengjun, Xiao Yao, et al. Pattern and spatiotemporal evolution of the Middle Jurassic provenance system in central Sichuan Basin[J]. Natural Gas Industry, 2024, 44(3): 72-86.

[32]	Huang H, Chen A, Li Y, et al. Triassic-Jurassic evolution of the Dabashan Foreland Basin: detrital zircon perspectives on the tectonic amalgamation of the South China and North China blocks[J]. Palaeogeography, Palaeoclimatology, Palaeoecology, 2024, 648: 112300.

[33]

Tang W, Zhang S, Cheng D, et al. Sedimentary response to Jurassic intracontinental orogenic process in Qinling orogenic belt: new insights from detrital zircon geochronology and heavy minerals in the northeastern Sichuan Basin, SW China[J]. Palaeogeography, Palaeoclimatology, Palaeoecology, 2025, 681: 113359.

[34]	Qi L, Hou M, Mulder J, et al. In situ U-Pb dating of Jurassic dinosaur bones from Sichuan Basin, South China[J]. Geology, 2024, 52(3): 216-221.

[35]	Yang T, Li X, Yang Y, et al. Evolution from shallow-water deltas to fluvial fans in lacustrine basins: a case study from the Middle Jurassic Shaximiao Formation in the central Sichuan Basin, China[J]. Sedimentology, 2024, 71(3): 1023-1055.

[36]	Lü F, Ran B, Liu S, et al. Provenance of the Lower Jurassic quartz-rich conglomerate in northwestern Sichuan Basin and its link with the pre-collisional unroofing history of the North Longmen Shan Thrust Belt, NE Tibetan Plateau margin[J]. Frontiers in Earth Science, 2022, 10: 982354.

[37]	游龙彪, 张建国, 吴炳伟, 等. 辽河坳陷中生界物源分析: 基于碎屑岩锆石U-Pb测年[J]. 科学技术与工程, 2025, 25(28): 11898-11911.

[38]	You Longbiao, Zhang Jianguo, Wu Bingwei, et al. Analysis of mesozoic provenance in Liaohe Depression: zircon U-Pb dating of detrital rocks[J]. Science Technology and Engineering, 2025, 25(28): 11898-11911.

[39]	郭正吾. 四川盆地西部浅层致密砂岩天然气勘探模式[J]. 天然气工业, 1997(3): 17-20.

[40]	Guo Zhengwu. Natural gas exploration mode of shallow tight sand in the west part of Sichuan Basin[J]. Natural Gas Industry, 1997, 97(3): 17-20.

[41]	邓康龄. 龙门山构造带印支期构造递进变形与变形时序[J]. 石油与天然气地质, 2007(4): 485-490.

[42]	Deng Kangling. Indosinian progressive deformation and its chrono genesis in Longmenshan structural belt[J]. Oil and Gas Geology, 2007(4): 485-490.

[43]	何登发, 李德生, 童晓光. 中国多旋回叠合盆地立体勘探论[J]. 石油学报, 2010, 31(5): 695-709.

[44]	He Dengfa, Li Desheng, Tong Xiaoguang. Stereoscopic exploration model for multi-cycle superimposed basins in China[J]. Acta Petrolei Sinica, 2010, 31(5): 695-709.

[45]	Liu S, Yang Y, Deng B, et al. Tectonic evolution of the Sichuan Basin, southwest China[J]. Earth-Science Reviews, 2021, 213: 103470.

[46]	程立雪, 陈洪德, 徐胜林, 等. 川西前陆盆地下侏罗统白田坝组沉积特征[J]. 沉积与特提斯地质, 2011, 31(1): 28-34.

[47]	Cheng Lixue, Chen Hongde, Xu Shenglin, et al. Sedimentary characteristics of the Lower Jurassic Baitianba Formation in western Sichuan foreland[J]. Sedimentary Geology and Tethyan Geology, 2011, 31(1): 28-34.

[48]	何江, 胡欣, 张本健, 等. 四川盆地西北部下侏罗统白田坝组沉积体系[J]. 石油实验地质, 2013, 35(5): 515-522.

[49]	He Jiang, Hu Xin, Zhang Benjian, et al. Depositional system of Lower Jurassic Baitianba Formation in northwestern Sichuan Basin[J]. Petroleum Geology and Experiment, 2013, 35(5): 515-522.

[50]	康家豪, 王兴志, 谢圣阳, 等. 川中地区侏罗系大安寨段页岩岩相类型及储层特征[J]. 岩性油气藏, 2022, 34(4): 53-65.

[51]	Kang Jiahao, Wang Xingzhi, Xie Shengyang, et al. Lithofacies types and reservoir characteristics of shales of Jurassic Da'anzhai member in central Sichuan Basin[J]. Lithologic Reservoirs, 2022, 34(4): 53-65.

[52]	孙志民, 胡明毅, 邓庆杰, 等. 四川盆地平昌地区侏罗系大安寨段沉积特征及演化模式[J]. 大庆石油地质与开发, 2022, 41(6): 32-41.

[53]	Sun Zhimin, Hu Mingyi, Deng Qingjie, et al. Sedimentary characteristics and evolution pattern of Jurassic Da'anzhai Member in Pingchang area, Sichuan Basin[J]. Petroleum Geology and Oilfield Development in Daqing, 2022, 41(6): 32-41.

[54]	马丽芳. 中国地质图集[M]. 北京: 地质出版社, 2002: 278-279.

[55]	Ma Lifang. Geological atlas of China[M]. Beijing: Geological Publishing House, 2002: 278-279.

[56]	Lawrence M, Greig A, Collerson K, et al. Rare earth element and yttrium variability in South East Queensland waterways[J]. Aquatic Geochemistry, 2006, 12(1): 39-72.

[57]	许国强, 梁定勇, 贾丽云, 等. 琼州海峡西口早-中全新世海滩岩的岩石学特征及古海平面重建意义[J]. 地质学报, 2023, 97(7): 2386-2398.

[58]	Xu Guoqiang, Liang Dingyong, Jia Liyun, et al. Early-Middle Holocene beach rock at the western Qiongzhou Strait and its significance for paleo-sea level reconstruction[J]. Acta Geologica Sinica, 2023, 97(7): 2386-2398.

[59]	Sun W, Zhou M, Yan D, et al. Provenance and tectonic setting of the Neoproterozoic Yanbian Group, western Yangtze block (SW China)[J]. Precambrian Research, 2008, 167(1/2): 213-236.

[60]	Ma M, Chen G, Li C, et al. Petrography and geochemistry of Oligocene to lower Miocene sandstones in the Baiyun Sag, Pearl River Mouth Basin, South China Sea: provenance, source area weathering, and tectonic setting[J]. Geological Journal, 2019, 54(1): 564-589.

[61]	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(1/2): 29-48.

[62]	Algeo T, Maynard J. Trace-element behavior and redox facies in core shales of Upper Pennsylvanian Kansas-type cyclothems[J]. Chemical geology, 2004, 206(3/4): 289-318.

[63]	Algeo T J, Tribovillard N. Environmental analysis of paleoceanographic systems based on molybdenum-uranium covariation[J]. Chemical Geology, 2009, 268(3/4): 211-225.

[64]	Tribovillard N, Algeo T, Lyons, et al. Trace metals as paleoredox and paleoproductivity proxies: an update[J]. Chemical Geology, 2006, 232(1/2): 12-32.

[65]	Hatch J, Leventhal J. Relationship between inferred redox potential of the depositional environment and geochemistry of the Upper Pennsylvanian (Missourian) Stark Shale Member of the Dennis Limestone, Wabaunsee County, Kansas, USA[J]. Chemical Geology, 1992, 99(1/3): 65-82.

[66]	Jones B, Manning D. Comparison of geochemical indices used for the interpretation of palaeoredox conditions in ancient mudstones[J]. Chemical Geology, 1994, 111(1/4): 111-129.

[67]	Scheffler K, Buehmann D, Schwark L. Analysis of Late Palaeozoic glacial to postglacial sedimentary successions in South Africa by geochemical proxies: response to climate evolution and sedimentary environment[J]. Palaeogeography, Palaeoclimatology, Palaeoecology, 2006, 240(1/2): 184-203.

[68]	陆雨诗, 胡勇, 侯云东, 等. 鄂尔多斯盆地西缘羊虎沟组微量元素地球化学特征及沉积环境指示意义[J]. 科学技术与工程, 2021, 21(28): 11999-12009.

[69]	Lu Yushi, Hu Yong, Hou Yundong, et al. Geochemical characteristics of trace elements in Yanghugou Formation in the western margin of Ordos Basin and their implications for sedimentary environment[J]. Science Technology and Engineering, 2021, 21(28): 11999-12009.

[70]	腾格尔, 刘文汇, 徐永昌, 等. 相对海平面变化对烃源岩发育的影响--以鄂尔多斯盆地为例[J]. 天然气工业, 2005(5): 9-13.

[71]	Teng Geer, Liu Wenhui, Xu Yongchang, et al. Influence of relative sea level variation on hydrocarbon source rock development: taking Ordos Basin as an example[J]. Natural Gas Industry, 2005(5): 9-13.

[72]	Nesbitt H, Young G. Early Proterozoic climates and plate motions inferred from major element chemistry of lutites[J]. Nature, 1982, 299(5885): 715-717.

[73]	Wronkiewicz D, Condie K. Geochemistry and provenance of sediments from the Pongola Supergroup, South Africa: Evidence for a 3.0-Ga-old continental craton[J]. Geochimica et Cosmochimica Acta, 1989, 53(7): 1537-1549.

[74]	Mclennan, Scott M. Weathering and global denudation[J]. Journal of Geology, 1993, 101(2): 295-303.

[75]	Fedo C, Nesbitt H, Young G. Unraveling the effects of potassium metasomatism in sedimentary rocks and paleosols, with implications for paleoweathering conditions and provenance[J]. Geology, 1995, 23(10): 921-924.

[76]	Harnois L. The CIW index: a new chemical index of weathering[J]. Sedimentary Geology, 1988, 55(3/4): 319-322.

[77]	沈渭洲, 舒良树, 向磊, 等. 江西井冈山地区早古生代沉积岩的地球化学特征及其对沉积环境的制约[J]. 岩石学报, 2009, 25(10): 2442-2458.

[78]	Shen Weizhou, Shu Liangshu, Xiang Lei, et al. Geochemical characteristics of Early Paleozoic sedimentary rocks in Jinggangshan area, Jiangxi Province and the constraints to the sedimentary environment[J]. Acta Petrologica Sinica, 2009, 25(10): 2442-2458.

[79]	魏震洋, 于津海, 王丽娟, 等. 南岭地区新元古代变质沉积岩的地球化学特征及构造意义[J]. 地球化学, 2009, 38(1): 1-19.

[80]	Wei Zhenyang, Yu Jinhai, Wang Lijuan, et al. Geochemical features and tectonic significances of Neoproterozoic metasedimentary rocks from Nanling range[J]. Geochimica, 2009, 38(1): 1-19.

[81]	陈超, 修迪, 王海敏, 等. 燕山中段常州沟组砂岩岩石学、地球化学特征及地质意义[J]. 岩石矿物学杂志, 2022, 41(4): 771-785.

[82]	Chen Chao, Xiu Di, Wang Haimin, et al. Petrological characteristics, geochemical characteristics, and geological significance of sandstones in Changzhougou Formation, central sector of the Yanshan Mountains[J]. Acta Petrologica et Mineralogica, 2022, 41(4): 771-785.

[83]	Li Y, He D, Li D, et al. Sedimentary provenance constraints on the Jurassic to Cretaceous paleogeography of Sichuan Basin, SW China[J]. Gondwana Research, 2018, 60: 15-33.

[84]	Harris N, Ronghua X, Lewis C, et al. Plutonic rocks of the 1985 Tibet geotraverse, Lhasa to Golmud[J]. Philosophical Transactions of the Royal Society of London, 1988, 327(1594): 145-168.

[85]	Gehrels G, Yin A, Wang X. Detrital-zircon geochronology of the northeastern Tibetan Plateau[J]. Geological Society of America Bulletin, 2003, 115(7): 881-896.

[86]	Weislogel A, Graham S, Chang E, et al. Detrital zircon provenance from three turbidite depocenters of the Middle-Upper Triassic Songpan-Ganzi complex, central China: record of collisional tectonics, erosional exhumation, and sediment production[J]. Bulletin, 2010, 122(11/12): 2041-2062.

[87]	Tang Y, Zhang Y, Tong L. Mesozoic-Cenozoic evolution of the Zoige Depression in the Songpan-Ganzi flysch basin, eastern Tibetan Plateau: constraints from detrital zircon U-Pb ages and fission-track ages of the Triassic sedimentary sequence[J]. Journal of Asian Earth Sciences, 2018, 151: 285-300.

[88]	Hiscott R. Ophiolitic source rocks for Taconic-age flysch: trace-element evidence[J]. Geological Society of America Bulletin, 1984, 95(11): 1261-1267.

[89]	Rudnick R, Gao S. Composition of the continental crust in treatise on geochemistry[M]. Oxford: Elsevier Pergamon, 2003: 1-64.

[90]	Taylor S, Mclennan S. The continental crust: its composition and evolution[M]. Oxford: Blackwell Scientific Publications, 1985: 1-99.

[91]	Bhatia M, Crook K. Trace element characteristics of graywackes and tectonic setting discrimination of sedimentary basins[J]. Contributions to Mineralogy and Petrology, 1986, 92(2): 181-193.

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

[93]	李国新, 徐胜林, 陈洪德, 等. 川西坳陷中段中侏罗统上沙溪庙组层序岩相古地理及砂体展布特征[J]. 中国地质, 2012, 39(1): 96-105.

[94]	Li Guoxin, Xu Shenglin, Chen Hongde, et al. Sedimentary facies and sand body distribution of the Middle Jurassic Upper Shaximiao Formation in the middle segment of western Sichuan Depression[J]. Geology in China, 2012, 39(1): 96-105.

[95]	刘柏, 樊仕海, 张本健, 等. 川西坳陷南段中侏罗统沙溪庙组多物源特征探讨[J]. 油气藏评价与开发, 2016(5): 16-20.

[96]	Liu Bai, Fan Shihai, Zhang Benjian, et al. Discuss on multiple provenance characteristics of Shaximiao formation of Middle Jurassic in the south of western Sichuan Depression[J]. Petroleum Reservoir Evaluation and Development, 2016(5): 16-20.

[97]	于海跃, 尹伟, 刘君龙. 龙门山山前带侏罗系近源冲积体系沉积特征与成因模式[J]. 断块油气田, 2019, 26(3): 273-278.

[98]	Yu Haiyue, Yin Wei, Liu Junlong. Sedimentary characteristics and genetic model of Jurassic alluvial deposits in piedmont zone of Longmen Mountain[J]. Fault-Block Oil and Gas Field, 2019, 26(3): 273-278.

[99]	刘君龙, 纪友亮, 张克银, 等. 川西前陆盆地侏罗系沉积体系变迁及演化模式[J]. 石油学报, 2016, 37(6): 743-756.

[100]

Liu Junlong, Ji Youliang, Zhang Keyin, et al. Jurassic sedimentary system transition and evolution model in Western Sichuan Foreland Basin[J]. Acta Petrolei Sinica, 2016, 37(6): 743-756.

[101]

白华青. 川东北旺苍地区三叠-侏罗系岩石特征与物源分析[J]. 四川地质学报, 2011, 31(2): 127-130.

[102]

Bai Huaqing. Lithologic character and material sources of the Triassic-Jurassic system in the Wangcang region[J]. Acta Geologica Sichuan, 2011, 31(2): 127-130.

[103]

李夏. 川西坳陷侏罗系沉积相研究[D]. 荆州: 长江大学, 2015.

[104]

Li Xia. A sedimentary facies study of Jurassic in western Sichuan sedimentary depression[D]. Jingzhou: Yangtze University, 2015.

[105]

钱利军, 欧莉华, 郝强, 等. 川西-川北地区中侏罗统千佛岩组物源分析及沉积相展布[J]. 科学技术与工程, 2016, 16(8): 79-86.

[106]

Qian Lijun, Ou Lihua, Hao Qiang, et al. Provenance and sedimentary facies evolution of the Middle Jurassic Qianfoyan Formation in the western-northern Sichuan[J]. Science Technology and Engineering, 2016, 16(8): 79-86.

[107]

成大伟, 张志杰, 洪海涛, 等. 四川盆地东部侏罗系凉高山组层序结构, 沉积演化及其主控因素[J]. 石油勘探与开发, 2023, 50(2): 262-272.

[108]

Cheng Dawei, Zhang Zhijie, Hong Haitao, et al. Sedimentary and provenance characteristics and the basin-mountain relationship of the Jurassic Lianggaoshan Formation in eastern Sichuan Basin, SW China[J]. Petroleum Exploration and Development, 2023, 50(2): 262-272.

[109]

曾熠. 川西前陆盆地中侏罗统上沙溪庙组砂体展布特征及其主控因素[D]. 成都: 成都理工大学, 2011.

[110]

Zeng Yi. Characteristics of sand body distribution and the top management of Middle Jurassic upper Shaximiao Formation in western Sichuan foreland basin[D]. Chengdu: Chengdu University of Technology, 2011.

[111]

Dickinson W, Beard L, Brakenridge G, et al. Provenance of North American Phanerozoic sandstones in relation to tectonic setting[J]. Geological Society of America Bulletin, 1983, 94(2): 222-235.

[112]

陈洪德, 郭彤楼, 侯明才, 等. 中上扬子叠合盆地沉积充填过程与物质分布规律[M]. 北京: 科学出版社, 2012.

[113]

Chen Hongde, Guo Tonglou, Hou Mingcai, et al. Sedimentary filling process and material distribution in the Middle and Upper Yangtze superimposed basin[M]. Beijing: Science Press, 2012.

[114]

牟传龙, 周恳恳, 陈小炜, 等. 中国岩相古地理图集: 埃迪卡拉纪-志留纪[M]. 北京: 地质出版社, 2016: 1-99.

[115]

Mou Chuanlong, Zhou Kenken, Chen Xiaowei, et al. Lithofacies paleogeography Atlas in China: Ediacaran-Silurian[M]. Beijing: Geological Publishing House, 2016: 1-99.

[116]

Dong Y, Zhang G, Neubauer F, et al. Tectonic evolution of the Qinling orogen, China: review and synthesis[J]. Journal of Asian Earth Sciences, 2011, 41(3): 213-237.

[117]

Qian T, Liu S, Li W, et al. Early-Middle Jurassic evolution of the northern Yangtze foreland basin: a record of uplift following Triassic continent continent collision to form the Qinling-Dabieshan orogenic belt[J]. International Geology Review, 2015, 57(3): 327-341.

[118]

Enkelmann E, Weislogel A, Ratschbacher L, et al. How was the Triassic Songpan-Ganzi basin filled? a provenance study[J]. Tectonics, 2007, 26(4): 4007.

[119]

Yuan C, Zhou M, Sun M, et al. Triassic granitoids in the eastern Songpan Ganzi Fold Belt, SW China: magmatic response to geodynamics of the deep lithosphere[J]. Earth and Planetary Science Letters, 2010, 290(3/4): 481-492.

[120]

潘桂棠, 王立全, 尹福光, 等. 从多岛弧盆系研究实践看板块构造登陆的魅力[J]. 地质通报, 2004, 23(10): 933-939.

[121]

Pan Guitang, Wang Liquan, Yin Fuguang, et al. Charm of landing of plate tectonics on the continent as viewed from the study of the archipelagic arc-basin system[J]. Geological Bulletin of China, 2004, 23(10): 933-939.

[122]

Pan G, Wang L, Li R, et al. Tectonic evolution of the Qinghai-Tibet Plateau[J]. Journal of Asian Earth Sciences, 2012, 53: 3-14.

[123]

李文昌, 刘学龙. 云南普朗斑岩型铜矿田构造岩相成矿规律与控矿特征[J]. 地学前缘, 2015, 22(4): 53-66.

[124]

Li Wenchang, Liu Xuelong. The metallogenic regularity related to the tectonic and petrographic features of Pulang porphyry copper orefield, Yunnan, and its ore-controlling characteristics[J]. Earth Science Frontiers, 2015, 22(4): 53-66.

基金资助

国家自然科学基金联合基金(U2344209)

中国地质调查局项目(DD20242564)

云南省科技厅基础研究专项面上项目(202301AT070012)

中国石油西南油气田分公司川西北气矿科技处项目(2022-05)

PDF (37168KB)

访问

被引

详细

导航

Received	Published	Revised
2025-08-05	2026-10-18	2025-12-16
Online Date
2026-10-30

摘要