合川盐井溪嘉陵江组第二段盐溶角砾岩-次生灰岩的碳氧同位素组成

李小宁, 黄思静, 胡　博, 黄可可, 黄树光, 陈永梅

(油气藏地质及开发工程国家重点实验室(成都理工大学)，成都 610059)



合川盐井溪嘉陵江组第二段盐溶角砾岩-次生灰岩的碳氧同位素组成

李小宁, 黄思静, 胡博, 黄可可, 黄树光, 陈永梅

(油气藏地质及开发工程国家重点实验室(成都理工大学)，成都 610059)

[摘要]以四川盆地东部合川盐井溪剖面三叠系嘉陵江组第二段的盐溶角砾岩-次生灰岩为重点研究对象，在薄片观察、阴极发光和元素分析的基础上，探讨了盐溶角砾岩-次生灰岩和相邻地层中微晶灰岩、微晶白云岩的元素地球化学特征和碳、氧同位素组成。研究表明：盐溶角砾岩-次生灰岩锰、锶的质量分数和δ13C、δ18O平均值分别为268×10-6、120×10-6、-5.80‰和-8.97‰，微晶灰岩锰、锶的质量分数和δ13C、δ18O平均值分别为142×10-6、767×10-6、-1.60‰和-6.31‰。与相邻地层的微晶灰岩相比，盐溶角砾岩-次生灰岩具有较高的锰含量、较低的锶含量、较负的碳、氧同位素组成，显示盐溶角砾岩-次生灰岩的地球化学特征代表了表生成岩环境，其碳源主要与近地表大气水环境的CO2有关，并可能掺和细菌硫酸盐还原作用产生的CO2，氧除与近地表大气水有关外，并可能继承了硫酸盐中的氧；微晶灰岩则对海水地球化学信息具有更好的代表性。相邻地层微晶白云岩的锰、锶的质量分数和δ13C、δ18O平均值分别为291×10-6、98×10-6、-0.30‰和-4.23‰，具有和盐溶角砾岩-次生灰岩类似的锰、锶含量和较正的碳、氧同位素组成，碳同位素可能较好地代表了同期海水，氧同位素则代表了蒸发海水。

[关键词]合川盐井溪；嘉陵江组；碳、氧同位素；盐溶角砾岩-次生灰岩

Carbon and oxygen isotope composition of evaporite-solution

breccia-secondary limestone of Member 2 of Triassic Jialingjiang

早三叠世海相碳酸盐的碳同位素组成是近年来人们关注的热点领域之一，其原因与该时间间隔中异常高的碳同位素组成及碳同位素组成的大幅度波动有关。在已公布的早三叠世碳同位素数据中，δ13C值超过5‰的剖面主要有：意大利北部的Uomo剖面、Pufels剖面、中国贵州关刀剖面[1]和河坝1井[2]。高δ13C值数据分布于Dienerian/Smithian亚阶界线附近或岩石地层单位的嘉陵江组第二段(简称为嘉二段，其余地层段类似，全文相同)中。然而四川盆地嘉二段(也包括嘉四段)是一套白云岩-蒸发岩地层，进入地表环境后则形成次生灰岩或盐溶角砾岩。该表生成岩过程对碳酸盐的碳氧同位素组成的影响是研究早三叠世海水碳氧同位素组成中必须关注的问题[3]。

盐溶角砾岩和次生灰岩同属于次生岩石，两者主要的区别就是角砾含量，若角砾含量(面积分数)>50%则为盐溶角砾岩，<50%则为次生灰岩[4]。盐溶角砾岩和次生灰岩往往相互伴生，两者没有明显的界限，因而本文中将其一起讨论。较早的研究从蒸发岩的成岩作用方面探讨了盐溶角砾岩-次生灰岩的成因，认为次生灰岩是交代石膏、硬石膏的产物[5-8]。盐溶角砾岩-次生灰岩是一种与蒸发岩有关的岩石类型[9-12]，浅部的盐溶角砾岩-次生灰岩逐渐向深部变为膏盐层，与含盐层位及蒸发岩分布范围相吻合，是寻找地下盐类矿床的直接标志。其具有层位固定、层状分布、角砾成分简单、角砾位移不大的特点，如长江中下游[13-15]、四川盆地[16-19]、陕南地区[20]三叠系嘉陵江组和雷口坡组，云南思茅盆地[9]的白垩系-第三系、安宁盆地[10]侏罗系等广泛出露的盐溶角砾岩-次生灰岩。已有研究主要是针对盐溶角砾岩-次生灰岩的岩石学特征和成因进行了讨论，给我们提供了有价值的参考资料；但是很少涉及到盐溶角砾岩-次生灰岩的地球化学属性，目前只报道了少量盐溶角砾岩-次生灰岩样品的碳氧同位素特征[21-24]，显然该类岩石的地球化学特征研究没有引起人们足够的重视。笔者拟通过对四川盆地东部合川盐井溪早三叠世嘉陵江组第二段盐溶角砾岩-次生灰岩的岩石学特征和地球化学性质研究，借助这些属性分析其形成的成岩环境，展示这一特殊岩石类型所具有的独特地球化学特征。

1地质背景

1.1地质概况

合川盐井溪剖面位于四川盆地东部重庆合川市盐井镇(图1-A)，是沥鼻峡背斜的一部分，在构造上隶属于华蓥山帚状构造南延的分支[25]。背斜轴部以早三叠世飞仙关组灰岩为主，两翼分布着嘉陵组灰岩、白云岩和盐溶角砾岩-次生灰岩，形成奇特的槽谷地貌。研究区位于沥鼻峡背斜的南东翼，在剖面的北侧发育斜切背斜轴部的沥鼻峡断裂带，在断裂带两侧发育了一系列派生张性断裂[26]。沿背斜轴部向南东翼北老南新出露海相碳酸盐飞仙关组、嘉陵江组、雷口坡组和海陆过渡相须家河组地层。

华蓥山断裂带是在元古代晋宁期形成的区域性基底大断裂，是川中和川南构造区域的分界线[27]，形成之后在不同时期都有不同程度的活动。加里东期已经出现活动，演变为东侧下降的正断层。东吴运动期间，在整个四川盆地大张裂的背景下，断裂带断裂到基底。到印支期，断裂活动加剧，在早三叠世嘉陵江期结束时，正断层转变为东侧显著抬升的逆断层[28]。燕山运动活动加剧，使之前沉积的地层发生褶皱和断裂。喜马拉雅期形成的华蓥山断褶构造带是青藏高原隆升过程的产物[29]。

图1　盐井溪剖面位置与嘉陵江组地层柱状图Fig.1　Schematic geological map of study area and column of Jialingjiang Formation of Yanjingxi section(据参考文献[30]修改)

1.2地层特征

研究区嘉陵江组发育灰岩、白云岩和膏岩互层，属于潮坪环境[31]，根据岩性自下而上可划分为4个岩性段(图1-B)。嘉一段以微晶灰岩为主，嘉二段下部发育微晶白云岩和含泥白云岩，上部为盐溶角砾岩-次生灰岩夹微晶白云岩，嘉三段以微晶灰岩和云质灰岩沉积为主，嘉四段底部发育云质灰岩和微晶白云岩，上部为盐溶角砾岩-次生灰岩。本文重点研究对象是嘉陵二段的盐溶角砾岩-次生灰岩，为了进行不同岩性的对比研究，采集了相邻地层嘉一段顶部的微晶灰岩和嘉二段底部的微晶白云岩。剖面实测地层厚度为33.81m，根据岩性特征可将其分为3个部分，地层从老到新依次是嘉一段顶部灰岩、嘉二段底部白云岩和嘉二段盐溶角砾岩-次生灰岩。嘉一段顶部灰岩以微晶灰岩为主，嘉二段的白云岩也以细结构的微晶白云岩为主。盐溶角砾岩-次生灰岩发育的角砾多呈棱角状，大小不一，多被次生方解石胶结，后面将对此作进一步的讨论。剖面从下往上依次为灰岩—白云岩—盐溶角砾岩-次生灰岩沉积旋回，代表了一个完整的向上水体逐渐变浅、变咸，气候变干的沉积环境和气候特征[32]。

2样品采集、研究方法与分析结果

2.1样品采集、研究方法

在对沥鼻峡背斜嘉一段顶部和嘉二段进行剖面测量的基础上，采集样品29件，从岩石组构和地球化学角度对盐溶角砾岩-次生灰岩以及相邻地层，即嘉一段顶部的微晶灰岩、嘉二段下部的微晶白云岩进行了岩石学特征、阴极发光、主元素和痕量元素、碳氧同位素分析，以揭示这类特殊岩石类型的地球化学属性及所代表的成岩作用流体。

普通薄片观察和阴极发光分析均在成都理工大学油气藏地质及开发工程国家重点实验室完成。薄片观察前先用茜素红溶液进行染色，以便在显微镜下区分方解石和白云石，观察岩石组构；阴极发光分析采用CL8200MK5阴极发光仪和Leica偏光显微镜，典型测试条件在束电压13kV、束电流300μA，特殊要求下束电压增至15kV，束电流增至440μA(见相应照片的说明)。在对岩石样品进行肉眼分拣的基础上，在玛瑙研钵中磨制到200目，缩分为3份，一份留作备用，一份用于碳、氧同位素分析，一份用于CaO、MgO、Fe、Mn和Sr含量(质量分数：w)测试。碳、氧同位素分析在中国科学院南京地质古生物研究所同位素实验室测试，Finigan MAT-253气体同位素质谱仪，测试参比标准为GBW-04405，δ13C和δ18O(PDB)测定值标准偏差分别<0.04和<0.08。CaO、MgO、Fe、Mn和Sr含量测试在四川省地矿局华阳检测中心测试，CaO和MgO含量用常规化学分析方法测试，检测限(质量分数)为0.1%，相对误差为2%；Fe含量由比色法测试，检测限为0.01%，相对误差<8%；Mn和Sr含量由原子吸收光度法测试，检测限分别为5×10-6和42×10-6，相对误差为13%和14%。

2.2测试结果

合川盐井溪剖面嘉一段顶部和嘉二段碳酸盐岩的碳、氧同位素组成列于表1中，同时给出了这些样品相应的CaO、MgO、Fe、Mn和Sr元素组成特征。从岩石学来说，研究剖面主要包括3种不同的岩石类型，即嘉一段顶部的微晶灰岩、嘉二段的微晶白云岩和盐溶角砾岩-次生灰岩。微晶灰岩具均一的微晶结构，除个别样品存在个体完整的软体动物化石外，几乎没有生物化石，但常发育作为典型错时相的蠕虫状构造(图2-A)，我们将其称为蠕虫状微晶灰岩，总体上呈褐红色的阴极发光(图2-B)；微晶白云岩具有与微晶灰岩类似的微晶结构(图2-C)，并具有与微晶灰岩类似的均一的褐红色阴极发光特征(图2-D)。这两类岩石没有可见的孔隙，岩石十分致密，成岩过程中水/岩比较小，因而受成岩作用影响相对较弱。

表1　盐井溪剖面嘉二段盐溶角砾岩-次生灰岩的碳、氧同位素及元素组成特征

注：一个wMn>1000×10-6的样品没有列入表中。

海相碳酸盐的成岩过程总体上是一个锰的获取和锶的丢失过程，因而较高锶含量和较低的锰含量或较低的锰/锶比值代表了样品较弱的成岩蚀变性和对海水信息较好的代表性[33-35]。全部样品锶的质量分数(wSr)为86×10-6～2 684×10-6，平均为370×10-6，具有较大的变化范围；锰的质量分数(wMn)为75×10-6～464×10-6，平均为223×10-6，也具有较大的变化范围。样品的Mn含量和Sr含量的倒数(1/wSr)表现为正相关性，相关系数>0.6。因而总体上说，锰含量高的样品具有较低的锶含量(图3-A)，这与海相碳酸盐成岩过程中锰、锶地球化学习性一致。就本文涉及的盐溶角砾岩-次生灰岩、微晶白云岩和微晶灰岩3种主要的岩石类型而言，3种岩石锰的质量分数平均值分别为268×10-6、291×10-6、142×10-6，锶的质量分数平均值分别为120×10-6、98×10-6、767×10-6，因而在样品锰/锶比值和地层累计厚度投点图中，3种岩石都分布在各自的区域(图3-B)。另外，由于锶在白云石中的分配系数显著小于方解石(理论上只有方解石的一半)[36]，因而高锶的样品(wSr>200×10-6)均为微晶灰岩，大多数白云岩样品wSr<120×10-6，wMn/wSr比值也通常显著高于相邻的正常沉积的石灰岩，如本文列举的样品中嘉二段白云岩的wMn/wSr比值显著高于其下嘉一段顶部的微晶灰岩(图3-B)。虽然嘉二段白云岩的wMn/wSr比值与大多数盐溶角砾岩-次生灰岩类似(图3-B)，但前者反映的主要是白云石的晶体化学习性，后者所代表的是较强成岩作用流体对岩石的影响。

合川盐井溪嘉一段顶部和嘉二段碳酸盐样品的δ13C值为0.12‰～-7.12‰，δ18O值为-3.27‰～-9.44‰，碳、氧同位素都有很大的变化范围。在3种主要的岩石类型中，盐溶角砾岩-次生灰岩的δ13C值为-4.30‰～-7.12‰，平均值为-5.80‰；δ18O值为-8.08‰～-9.44‰，平均值为-8.97‰。微晶灰岩δ13C值为-1.25‰～-1.84‰，平均值为-1.60‰；δ18O值为-6.00‰～-6.57‰，平均值为-6.31‰。微晶白云岩的δ13C值为0.12‰～-0.78‰，平均值为-0.30‰；δ18O值为-3.27‰～-5.62‰，平均值为-4.23‰。总体上看，盐溶角砾岩-次生灰岩、微晶灰岩和微晶白云岩3种主要的岩石类型都具有自己独立的碳、氧同位素组成。

图2　盐井溪剖面嘉一段顶部微晶灰岩和嘉二段底部微晶白云岩特征Fig.2　Characteristics of the micrite at the top of Member 1 of Jialingjiang Formation and the dolomicrite at the bottom of Member 2 of Jialingjiang Formation, Yanjingxi section(A)嘉一段顶部的蠕虫状微晶灰岩，发育蠕虫状构造，蠕体似眼球状，厚度7.99 m，正交偏光; (B)为图(A)视域的阴极发光照片，总体上呈褐红色的阴极发光; (C)嘉二段底部细结构的微晶白云岩，厚度15.66 m，单偏光; (D)为图(C)视域的阴极发光照片，微晶白云岩呈褐红色的均一阴极发光。阴极发光的测试条件：束电压13 kV，束电流300 μA，曝光时间8.1 s

图3　盐井溪剖面嘉一段和嘉二段碳酸盐岩样品的Mn、Sr特征Fig.3　Mn and Sr characteristics of carbonate rock samples from Member 1 and Member 2 of Jialingjiang Formation in the Yanjingxi section

3讨 论

3.1盐溶角砾岩-次生灰岩的岩石学特征

盐溶角砾岩-次生灰岩分布于嘉二段(图1-B)，其特点是具有角砾状构造，是膏盐层在地表溶解后形成的次生岩石。角砾成分较为单一，主要为泥微晶灰岩和微晶白云岩，个别角砾含石膏假晶。角砾呈棱角状、线状或者其他多边形状，大小不一，杂乱分布，个别粒径可达到厘米级。因后期成岩作用的改造，角砾被次生方解石交代，偶见方解石脉体切穿角砾。次生方解石的质量分数为15%～55%，部分方解石具石膏假晶呈板状或柱状、去膏化的特征，表明这些次生方解石交代石膏，是蒸发岩在地表或者近地表条件下发生溶解和流失过程中形成的[37-39]。大多数次生方解石呈半自形镶嵌状结晶结构，晶体大小为0.05～0.20mm，表面干净明亮，次生方解石中伴生黄铁矿，其成因可能与细菌硫酸盐还原作用有关；一些方解石晶体具有米粒状形态，显示其沉淀后曾经历过不饱和的大气水成岩作用环境。

3.2盐溶角砾岩-次生灰岩的阴极发光特征

盐溶角砾岩-次生灰岩具较为复杂的阴极发光，但总体上说，在与微晶灰岩相同的测试条件(相同束电压、电流和曝光时间)下，次生灰岩中的角砾部分，或原始海相灰岩中的残余部分(图4-A)具褐红色的均一阴极发光(图4-B)。这种阴极发光特征与嘉一段顶部的微晶灰岩类似，显示其基本保存了原始海水的地球化学信息。盐溶角砾岩-次生灰岩中作为胶结物的次生方解石通常不具阴极发光(图4-B)，这可能与这些方解石中所具有的较高铁含量有关。这些铁可能是通过细菌硫酸盐还原过程进入方解石的。这也告诉我们，这些不发光或弱发光的高铁方解石具有的较低δ13C值，可能是由于与细菌硫酸盐还原作用有关的有机碳源进入到了这些方解石中。

改变阴极发光的测试条件，加大测试束电压和束电流，可以观察到次生方解石(图5-A)所具有的复杂阴极发光。这种复杂的阴极发光是大气水成岩环境所特有的，主要包括以下2个方面：(1)环带状阴极发光，由明暗交替的阴极发光环带构成(图5-B)，代表表生成岩环境CO2分压的变化、碳酸盐矿物结晶速度的变化所造成的锰分配系数的变化。由于锰分配系数具有很大的变化范围(5.4～1 700)，而铁的变化范围只有1～20[40]，当方解石的结晶速度因温度、CO2分压变化而变化的时候，锰在方解石中的分配系数会发生不同程度的变化[36]，从而造成锰含量的变化并形成明暗交替的阴极发光环带。(2)米粒状的晶体形态(图5-C、D)，包括由米粒状内核构成的环带状构造(图5-E、F)，这种米粒状形态代表了表生环境中碳酸盐不饱和的亚环境(如渗流环境上部的不饱和带)中方解石的溶解和碳酸盐过饱和阶段晶体生长交替的阴极发光特征。由于表生环境是一个多变的成岩环境，米粒状方解石不是简单重结晶作用的产物，晶体中较亮的生长环带可能是代表Mn2+进入方解石晶格的生长阶段[41]，多阶段的溶解和沉淀形成米粒状方解石。

图4　盐井溪剖面嘉二段盐溶角砾岩-次生灰岩特征Fig.4　Characteristics of evaporite-solution breccia-secondary limestone from Member 2 of Jialingjiang Formation in Yanjingxi section(A)盐溶角砾岩-次生灰岩中的次生方解石胶结物，角砾呈棱角状，厚度20.51 m，单偏光; (B)为图(A)视域的阴极发光，次生方解石不发光，海相灰岩角砾具褐红色的均一阴极发光。测试条件：束电压13 kV，束电流300 μA，曝光时间8.1 s

图5　盐井溪剖面嘉二段盐溶角砾岩-次生灰岩特征Fig.5　Characteristics of evaporite-solution breccia-secondary limestone from Member 2 of Jialingjiang Formation in Yanjingxi section(A)盐溶角砾岩-次生灰岩中的次生方解石胶结物，厚度30.68 m，单偏光; (B)为图(A)视域的阴极发光，显示近地表大气水成岩环境所特有的明暗交替的阴极发光环带; (C)盐溶角砾岩-次生灰岩中的米粒状次生方解石胶结物，厚度33.81 m，单偏光; (D)盐溶角砾岩-次生灰岩中的次生方解石胶结物，厚度20.51 m，单偏光; (E)为图(C)视域的阴极发光，米粒状方解石内核构成的环带状构造; (F)为图(D)视域的阴极发光，次生方解石不发光。阴极发光测试条件：束电压15 kV，束电流440 μA，曝光时间8.1 s

3.3盐溶角砾岩-次生灰岩的碳、氧同位素组成及其与微晶灰岩、白云岩的对比

表1的数据显示，合川盐井溪剖面嘉一段顶部的微晶灰岩、嘉二段的微晶白云岩和盐溶角砾岩-次生灰岩具完全不同的碳、氧同位素组成，因而在碳、氧同位素地层曲线(图6)中显示出三段式特征，并与wMn/wSr比值的变化存在一定的对应关系。然而，这种三段式的随时间变化特征并不完全是年代效应的结果，而是在一定程度上受成岩作用和岩性的控制。在这3种岩性中，白云岩具有最高的δ13C值和δ18O值，盐溶角砾岩-次生灰岩具有最低的δ13C值和δ18O值，微晶灰岩介于二者之间。在全部样品的δ13C值和δ18O值投点图(图7-A)中，δ13C值和δ18O值显示出强烈的正相关性，相关系数在0.9以上，显示成岩过程中碳、氧同位素经历了协调变化，即二者同时降低。对于碳同位素而言，由于碳酸盐岩具有很高的碳含量，成岩过程总体上表现为岩石缓冲，尤其是水/岩比较低的致密的微晶灰岩和微晶白云岩的碳同位素组成都较好地代表了海水。另外，由于绝大多数成岩作用流体中的其他碳(如大气CO2、有机碳和火山来源的碳)都具有比海相碳酸盐更低的δ13C值，因而成岩过程中海相碳酸盐的δ13C值总体上是降低的，较高的δ13C值应更好地代表了原始海水。基于这样的观点，微晶白云岩和微晶灰岩所具有的碳同位素组成应该是对海水有较好的代表性；但由于微晶白云岩具有更高的δ18O值，因而其所代表的应是蒸发环境的海水。

与微晶灰岩和微晶白云岩不同的是，盐溶角砾岩-次生灰岩中作为胶结物的次生方解石本身就是在近地表的大气水环境中形成的，其氧同位素组成中存在代表δ18O值较低的大气水，碳则与大气CO2有关，并可能受到有机碳还原作用影响。由于受到这些次生方解石胶结物碳、氧同位素组成的影响，盐溶角砾岩-次生灰岩具有比微晶灰岩和微晶白云岩更低的碳、氧同位素组成，在δ13C值和δ18O值投点图(图7-A)中，盐溶角砾岩-次生灰岩分布在具最低碳、氧同位素组成的最左下角区域。

图7(B)、(C)、(D)分别是微晶灰岩、微晶白云岩和盐溶角砾岩-次生灰岩3种岩石的δ13C值和δ18O值投点图，微晶灰岩δ13C值和δ18O值基本不存在相关性(图7-B)，碳、氧同位素都在一个狭窄的范围内变化，δ13C值从-1.25‰降至-1.84‰，δ18O值从-6.00‰降至-6.57‰，显示其受成岩蚀变的影响较小，对海水信息的代表性较好；微晶白云岩的碳氧同位素呈正相关(图7-C)，δ13C值变化幅度显著小于δ18O值，前者大致从0.12‰降至-0.78‰，后者则从-3.27‰降至-5.62‰，表明氧同位素比碳同位素对成岩蚀变的更加敏感性。

图6　盐井溪剖面嘉一段顶部和嘉二段地层综合柱状图及主要地球化学参数与地层累计厚度Fig.6　Comprehensive stratigraphic column and the main geochemical parameters and strata cumulative thickness at the top of Member 1 and Member 2 of Jialingjiang Formation in the Yanjingxi section

图7　盐井溪剖面嘉一段顶部和嘉二段碳酸盐岩样品δ13C值和δ18O值投点图Fig.7　δ13C and δ18O cross-plots of carbonate rock samples at the top of Member 1 and Member 2 of Jialingjiang Formation in the Yanjingxi section(A)嘉一段顶部和嘉二段不同类型碳酸盐样品; (B)嘉一段顶部微晶灰岩样品; (C)嘉二段微晶白云岩样品; (D)嘉二段盐溶角砾岩-次生灰岩样品

基于前边的讨论，可以认为，嘉二段盐溶角砾岩-次生灰岩的碳、氧同位素代表了大气水成岩环境流体的碳、氧同位素组成；嘉二段沉积早期蒸发海水的碳、氧同位素组成可由微晶白云岩来反演，其δ13C值大致在0‰附近(-0.30‰)，变化在0.12‰～-0.78‰之间；δ18O值大致在-4.23‰附近，变化在-3.27‰～-5.62‰之间。嘉一段沉积末期正常海水的碳、氧同位素组成可由微晶灰岩来反演，其δ13C值大致在-1.60‰附近，变化在-1.25‰～-1.84‰之间；δ18O值大致在-6.31‰附近，变化范围很小，在-6.00‰～-6.57‰之间。

4结 论

a.合川盐井溪剖面三叠系嘉陵江组第二段主要由白云岩、盐溶角砾岩-次生灰岩组成，后者由泥微晶灰岩、微晶白云岩角砾和作为胶结物的次生方解石构成，次生方解石是在近地表大气水环境中沉淀的。

b.由于受次生方解石的影响，嘉二段盐溶角砾岩-次生灰岩的各种地球化学信息都显著偏离海水，主要表现为：(1)盐溶角砾岩-次生灰岩具有较高的锰含量和较低的锶含量，显示盐溶角砾岩-次生灰岩的大气水成岩环境形成机制；(2)盐溶角砾岩-次生灰岩具很低的δ13C值，最小值小于-7.00‰，显示除近地表环境大气CO2碳源的影响外，还可能受到细菌对有机碳还原作用影响；(3)盐溶角砾岩-次生灰岩具很低的δ18O值，平均值为-8.97‰，除与近地表大气水有关外，还可能继承了被交代的硫酸盐中的氧。

c.嘉二段的微晶白云岩具有和盐溶角砾岩-次生灰岩类似的锰、锶含量和较正的碳、氧同位素组成。微晶白云岩的锰锶含量更多地受矿物晶体化学习性控制，碳同位素代表了同期海水，较正的氧同位素与蒸发海水有关。

d.嘉二段沉积早期蒸发海水的碳、氧同位素组成可由微晶白云岩来反演，其δ13C值大致在0‰附近(-0.30‰)，δ18O值大致在-4.23‰附近。

e.嘉一段沉积末期正常海水的碳、氧同位素组成可由微晶灰岩来反演，其δ13C值大致在-1.60‰附近，δ18O值大致在-6.31‰附近。

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[第一作者] 范军(1962-)，男，副研究员，从事地震学研究和地震观测工作, E-mail:fanjun62@sina.com。

Formation in Hechuan, eastern Sichuan Basin, China

LI Xiao-ning, HUANG Si-jing, HU Bo, HUANG Ke-ke,

HUANG Shu-guang, CHEN Yong-mei

StateKeyLaboratoryofOilandGasReservoirGeologyandExploitation,

ChengduUniversityofTechnology,Chengdu610059,China

Abstract:On the basis of thin section observation, cathodoluminescence, elements and isotope analysis, this paper reports and discusses the elements and carbon and oxygen isotope composition (δ13C and δ18O) of the evaporite-solution breccia-secondary limestone of Member 2 of Triassic Jialingjiang Formation and the micrite and dolomicrite in the adjacent strata in Yanjingxi section located in Hehuan area of eastern Sichuan Basin. The average mass fraction of Mn and Sr, δ13C and δ18O are 268×10-6, 120×10-6, -5.80‰ and -8.97‰ in the evaporite-solution breccia-secondary limestone, respectively and are 142×10-6, 767×10-6, -1.60‰ and -6.31‰ in the adjacent micrite, respectively. The evaporite-solution breccia-secondary limestone has the characteristics of higher Mn content, lower Sr content, more negative δ13C and δ18O compared with that in adjacent micrite strata. This indicates that geochemical information of the evaporite-solution breccia-secondary limestone represents an epidiagenetic environment. The carbon source of the evaporite-solution breccia-secondary limestone is mainly concerned with CO2of the near-surface meteoric water environment, and maybe related to CO2via bacterial sulfate reduction. In addition to the near-surface meteoric water, oxygen may inherit that in sulfate. The micrite better represents the primary seawater geochemical information. The mass fraction of Mn and Sr (291×10-6and 98×10-6, respectively) of the dolomicrite in the adjacent strata are similar with that of the evaporite-solution breccia-secondary limestone, while δ13C and δ18O (-0.30‰ and -4.23‰, respectively) are more positive compared with that of the evaporite-solution breccia-secondary limestone. The dolomicrite may preserve the δ13C of coeval seawater and represent a signal of δ18O in evaporate seawater.

Key words:Yanjingxi; Jialingjiang Formation; carbon and oxygen isotope; evaporite-solution breccia-secondary limestone

[基金项目]国家自然科学基金重点项目(40839909); 国家自然科学 (41074062)。

[收稿日期]2014-04-21。

[文章编号]1671-9727(2015)06-0746-07

DOI:10.3969/j.issn.1671-9727.2015.06.13

[文献标志码][分类号] P588.245; P597.2 A