石炭—二叠纪冰川型海平面变化碳酸盐岩地球化学特征及其地质意义：以安徽省宣州区宝丰船山组为例*

徐锦龙 章诚诚 张晋喆 汪雅菲 张利伟

（1.安徽省地质调查院 合肥 230001；2.中国地质调查局南京地质调查中心 南京 210016；3.河南理工大学资源环境学院 河南焦作 454000）

冈瓦纳大陆与劳亚大陆碰撞形成了泛大陆，构成石炭纪全球板块构造的基本格局。石炭—二叠纪冈瓦纳大陆冰盖的发育，使得全球古气候从泥盆纪的“温室地球”进入了石炭—二叠纪的“冰室地球”（Heckel，1986；Veevers and Powell，1987）。晚石炭世，全球气候急剧变冷，南半球普遍有冰川活动，可见冰碛岩分布，平均气温较泥盆纪降低2 ℃以上（Dowey et al.，2012）；早二叠世，冈瓦纳冰川发育规模达到顶峰，冰盖面积达到最大（Golonka and Ford，2000）。冈瓦纳冰川的扩张和消融导致了全球石炭—二叠纪高频率、大振幅的冰川型海平面变化（Ross and Ross，1987；Rygel et al.，2008）。冰川的明显扩张引起了全球大规模的海退，在低纬度碳酸盐台地表现为暴露或沉积间断；冰川的快速消融导致全球性海侵；冰川的推进和消融导致全球性的高频海平面变化，形成了广泛的旋回性地层记录和生物群更替，成为同期地层层序识别和对比的基础（Chen et al.，1998；Wang et al.，2013）。北半球石炭—二叠纪冰川活动的直接证据相对较少，仅在保山地块、腾冲地块、拉萨地块以及羌塘地块发育上石炭统—下二叠统冰碛岩（王洪浩等，2014），但扬子区和华北区石炭—二叠系保存有冰川性海平面变化，及与此相关的古水温、古气候和大气二氧化碳含量变化的沉积记录。冰川性海平面变化在上扬子区马平组台地相碳酸盐建造和华北区太原组海陆交互相砂岩—页岩含煤建造均能识别出多个三级层序，并可以完全对比，其沉积机制相同，为冰川型快速海平面上升到慢速海平面下降过程的产物，沉积层序界面常为沉积间断面，并伴随着次一级及高频旋回（李儒峰等，1997）。

安徽省宣城地区作为扬子地块的重要组成部分，发育早二叠世（栖霞组梁山段）碎屑含煤地层及之下的不整合面，大体对应全球石炭—二叠纪冰期的大海退，发育完整连续的晚石炭世—早二叠世船山组地层记录。本文拟通过系统的沉积学、露头层序地层学和沉积地球化学研究，阐述晚石炭世—早二叠世船山组冰川型海平面变化的碳酸盐岩层序地层特征及其沉积记录，探讨冰川型碳酸盐岩沉积地球化学指标蕴含的古气候、古盐度、古水温等沉积记录信息，以期为低纬度地区冰川事件提供基础地质资料。

1 区域地质背景

研究区位于扬子板块北缘（图1），江南造山带与沿江褶皱带交接部位，发育古生代—中生代地层，尤以晚古生代志留纪—中生代三叠纪地层发育齐全，剖面完整，露头连续，化石丰富。晚石炭世—早二叠世船山组是在全球石炭—二叠纪冰期极地冰盖背景下形成的一套以开阔台地—浅滩相为主特殊的碳酸盐岩地层，普遍发育俗称“船山球”的核形石灰岩，分布范围广、数量多、沉积厚度1～20 m 不等，已成为石炭—二叠纪地层划分和对比的标准因子（姜月华等，1990）。区内以灰、浅灰色厚层生物碎屑灰岩和核形石灰岩组成良好的旋回层，产丰富的䗴、非䗴有孔虫、藻类、腕足类和棘皮动物等化石，整体反映了向上变浅的垂向沉积序列，并伴随着周期性海平面变化。它的发育和演化受周期性海平面变化、区域构造和物源的控制。

图1 下扬子区构造纲要图（据李海滨等，2011）Fig.1 Tectonic outline map of Lower Yangtze region（after Li et al.，2011）

2 层序地层划分及特点

在地质历史中，石炭纪是联合古陆形成的重要转折期，晚古生代冰期广泛发育于冈瓦纳冰川增长和消融同步的海平面变化，层序地层学研究对认识石炭—二叠纪的沉积盆地演化、古地理格局、全球区域对比和古气候与古环境演化具有重要意义（刘本培等，1994；林春明等，2002）。刘本培等（1994）对黔南独山Triticites带识别出两个二级层序和17 个四级海进—海退旋回，并与北美中大陆进行对比；李儒峰等（1997）对扬子板块石炭纪沉积层序与华北板块和欧美板块进行对比认为，冰川型全球海平面变化形成的沉积记录具有同时性和可对比性；严雅娟等（2015）识别出黔南地区早二叠世大幅度海平面下降导致的碳酸盐岩暴露构造；Liu et al.（2017）在早二叠世末期发现了7 个“高频”三级相对海平面变化旋回。

2.1 层序地层特征

根据沉积层序界面分析，宣州宝丰地区船山组与下伏黄龙组呈平行不整合接触（图2a），内部可识别出1 个短暂暴露面（图2b），与上覆栖霞组呈平行不整合接触（图2c），发育两个三级层序，显示海平面经历了两次快速上升和缓慢下降过程（图3），并伴随着多期次一级海平面变化，与冈瓦纳大陆晚石炭世史蒂芬晚期—早二叠世萨克马尔晚期冰期P1 相对应（Veevers and Powell，1987；Fielding et al.，2008），是冰川驱动下的全球性海平面变化事件。引起区内三级层序相对海平面变化主要受石炭—二叠纪冈瓦纳冰期控制，次级为局部构造活动、碳酸盐岩垂向生长和沉降等。

图2 宣州区宝丰剖面船山组沉积特征Fig.2 Sedimentary characteristics of Chuanshan Formation in the Baofeng sections，Xuanzhou County

2.2 层序地层格架

在充分收集前人资料的基础上（刘本培等，1994；林春明等，2002；颜铁增等，2005），开展地层剖面测制，系统综合层序地层、岩石地层、生物地层和沉积学等资料，开展三级层序地层划分（图3）和皖苏浙船山组层序地层对比（图4），建立了船山组碳酸盐岩台地的沉积特征、演化过程及地层格架。

图3 安徽宣州区宝丰剖面沉积环境与层序特征综合柱状图（柱状图图例见图4）Fig.3 Comprehensive histogram of sedimentary environment and sequence characteristics of Baofeng section in Xuanzhou district，Anhui Province（the histogram legend in Fig.4）

图4 皖苏浙地区船山组剖面层序地层对比Fig.4 Sequences and correlation of Chuanshan Formation in Anhui-Jiangsu-Zhejiang region

S1 层序：位于船山组下部，相当于Triticites带，时代为晚石炭世晚期。底界面均为侵蚀面，均表现为黄龙组与船山组呈平行不整合接触，存在长时间的沉积间断，为Ⅰ型层序界面。黄龙组沉积之后，皖苏浙海平面下降，横向上，自北西向南东，北西高南东低，沉积厚度整体呈北西薄南东厚，整体水体逐渐变深的沉积序列，局部受海底地形的影响下相对海水深度不同，沉积的岩相厚度存在差异。巢湖地区为潮坪相泥晶灰岩沉积为主，顶部为核形石灰岩；宣州宝丰地区主体为较浅的浅滩相核形石灰岩、生物碎屑灰岩沉积；江苏南京地区为相对较深的开阔台地相含核形石生物碎屑灰岩、泥晶灰岩沉积；浙江句容地区海底地形较高，为开阔台地生物碎屑灰岩沉积；浙江句容地区发育相对较深的台盆相泥晶灰岩、含生物碎屑灰岩沉积。

S2 层序：位于船山组中部（研究区上部），相当于Pseudoschwagerina带，时代为早二叠世早期。底界面除浙江桐庐地区外均表现为暴露面，且在巢湖凤凰山地区缺失沉积，为Ⅰ或Ⅱ型层序界面。在大部分地区经历了短暂的沉积间断后，早二叠世早期皖苏浙遭受了大面积海侵，以开阔台地—浅滩相沉积为主，横向上，自北西向南东，沉积厚度呈北西薄南东厚，沉积水体逐渐变深的过程，局部受海底地形的影响沉积厚度存在一定差异。巢湖凤凰山地区缺失沉积；巢湖王家村—宣州宝丰地区主体为较浅的浅滩相核形石灰岩夹生物碎屑灰岩沉积；江苏南京地区为相对较深的开阔台地夹生物滩相泥晶灰岩夹生物碎屑灰岩沉积；浙江句容地区为开阔台地生物碎屑灰岩沉积；浙江桐庐地区发育相对较深的开阔台地相泥晶灰岩与生物碎屑灰岩互层沉积。

S3 层序：位于船山组上部（研究区缺失沉积），相当于Eoparafusulina带，时代为早二叠世中期，安徽巢湖—宝丰一带缺失沉积。底界面除浙江桐庐地区外均表现为暴露面，为Ⅰ或Ⅱ型层序界面。早二叠世中期下扬子全区海退，地势相对较高的皖南地区缺失，南京地区发育生物碎屑灰岩、泥晶灰岩和生物碎屑砂屑灰岩，为开阔台地—浅滩相沉积。浙江长兴地区发育核形石灰岩，为核形石滩相沉积；往南至桐庐地区发育白云质灰岩、泥晶灰岩和核形石灰岩，是滩相—潮坪相沉积。早二叠世晚期，随着冈瓦纳冰川的增长，皖苏浙均暴露地表，缺失沉积。

总之，研究区船山组沉积序列的形成主要受石炭—二叠纪冰川型海平面变化的控制，并受到海底地形的制约，发育两个（S1 和S2）三级层序，缺失1 个（S3）三级层序，具有全球同时性和可对比性。

3 样品介绍和测试分析

碳酸盐岩中元素的富集、分布及特征元素比值等受物源、沉积环境、成岩作用和陆源碎屑等多因素的影响，但利用碳酸盐岩中特征元素含量、相关元素比值、微量元素异常、稀土元素异常和碳、氧同位素等方面来分析古海水的化学特征、构造背景、形成时的古气候和古海洋环境已取得丰富的成果（Sun et al.，2011；徐锦龙等，2012）。

3.1 样品采集

为了解船山组的化学地层特征，选择出露齐全的宣州区宝丰剖面黄龙组（下伏）、船山组、栖霞组（上覆）碳酸盐岩进行了全岩地球化学分析，采集39 块样品进行了碳、氧同位素分析，其中24 块样品进行了全岩主量元素、稀土元素和微量元素分析，采样位置如图3 所示。

3.2 样品处理和测试

选取灰岩样品，用切割机除去表层，选用中间无裂隙且相对坚硬的部分，粉碎至2 cm3左右的小块，仔细挑选1～2 cm3的灰岩碎屑，避开次生的方解石脉，并用离子水进行3 次振荡清洗后烘干。再利用鄂式破碎机一次性高效破碎至2 mm（10 目）以下，使用来复缩分器，按“1/2+1/4+1/8 …”手工多次缩分出300 g 已破碎的样品用以研磨，缩分出300 g，用无污染钵在振动研磨机上研磨至85 %以上达到75 μm（200 目）。

广州澳实分析检测有限公司采用X 荧光光谱仪（XRF）、电感耦合等离子体发射光谱仪（ICP-AES）和电感耦合等离子体质谱法（IPC-MS）分析全岩样品的主量元素、微量元素和稀土元素含量。河南理工大学河南省生物遗迹与成矿过程省级重点实验室应用磷酸法，测试仪器为Kiel Ⅲ碳酸盐装置与MAT253（Thermo Fisher）气体质谱仪联机完成（采用PDB 标准），分析全岩的碳、氧同位素含量。

样品主量元素检测下限为0.01%，微量元素检测下限为0.5×10-6～10×10-6，稀土元素检测下限为 0.01×10-6～0.5×10-6，δ13C 优于±0.01‰，δ18O 优于±0.02‰。分析质量达到或优于国家标准，测试结果见表1～表4。

表4 研究区碳酸盐岩碳、氧同位素/‰测试结果Table 4 The carbon and oxygen isotope data /‰ and parameters of carbonates in the study area

4 分析与讨论

4.1 数据有效性分析

碳酸盐岩沉积期后常受不同程度的成岩作用，进而影响其对海水信息保存的完整性、真实性。因此，在微量元素、稀土元素和碳、氧同位素分析时需进行成岩蚀变作用评估。

沉积物中的地球化学元素特征主要受控于物源。碳酸盐岩中的各元素主要继承于古海水，但易受粘土矿物和Fe、Mn 氧化物、硫化物和后期成岩作用的影响。在碳酸盐岩样品的选择与前期处理过程中，必须降低陆源碎屑物质对地球化学元素的影响，才能更好地反映碳酸盐岩的地球化学特征，SiO2含量小于5%，Al2O3含量小于1%，CaO+MgO +CO2值要大于95%（高长林，1992）。Mn/Sr 值和Mg/Ca 值可用来判断碳酸盐岩矿物成岩蚀变程度（Derry，1994）。

研究区所选碳酸盐岩大部分满足SiO2＜0.5%、Al2O3＜0.1%和CaO+MgO+CO2＞99%要求；Mn/Sr 值主要为 0.06～0.40（Mn/Sr≤0.6 未发生成岩蚀变作用）；Mg/Ca 值主要为0.003 3～0.005 1。此外，Al 和 ΣREE（相关性系数R2= 0.09）、Mn 和 ΣREE（R2= -0.23）、δCe 和δEu（R2= -0.23）、δCe 和 ΣREE（R2= -0.31）相关性不明显（图 5）、（La/Sm）N为0.90～1.50，（La/Sm）N＞0.35。以上特征表明：C22-2、C23-2、C24、C25-2、C29-2、C30-3、C31-1、C34-3 共8 件样品受陆源影响较大或成岩作用较强，作为无效数据处理。大部分样品受成岩作用微弱，地球化学各参数值能代表当时古海水的地球化学特征（Sholkovitz et al.，1994）。

图5 宣州区宝丰地区船山组碳酸盐岩相关图Fig.5 The correlogram analysis of the Chuanshan Formation carbonates in the Baofeng sections，Xuanzhou County

d y area/%量含素元量主岩盐data of carbonates in the stu酸/%碳区究研ajor element 1表e mTh Table 1 M 8481914931543049 SU .699.999.499.899.799.1990.20 100.12 100.39 10.3990.27 10.999.099.499.599.799.599.8990.17 10.9990.34 100.03 100.22 10.7990.30 10 ILO 5.2 471985562821036102194874 43.543.443.243.343.542.543.643.343.043.443.343.942.743.943.343.743.942.742.441.743.543.543.342.243 SrO 0.04 0.04 0.04 0.04 0.04 0.04 0.04 0.04 0.04 0.04 0.04 0.06 0.02 0.03 0.04 0.04 0.03 0.03 0.03 0.03 0.03 0.03 0.04 0.03 0.03 SO3 0.17 0.02 0.15 0.05 0.02 0.01 0.05 0.03 0.26 0.01 0.08 0.03 0.02 0.02 0.02 0.06 0.22 0.16 0.43 0.04 0.13 0.17 0.12 0.68 0.05 SiO2 0.05 0.08 0.15 0.23 0.11 0.08 0.43 0.12 0.52 0.14 0.26 0.24 0.04 0.10 0.08 0.18 0.44 0.90 1.01 3.14 0.16 0.31 0.31 1.19 0.99 O1111111111 Na2.0＜0.0＜0.0＜0.0＜0.0＜0.0＜0.0＜0.0＜0.0＜00.01 0.01 0.01 0.01 0.01 0.01 0.01 0.01 0.01 0.01 0.01 0.01 0.01 0.01 0.01.0＜＜＜＜＜＜＜＜＜＜＜＜＜＜＜＜0 O 1 Mn 0.02 0.01 0.01 0.01.0＜00.01 0.01 0.01 0.01 0.01 0.01 0.020.01 0.01 0.0 1＜＜0.01 0.01＜0.08 0.02 0.03 0.03 0.02 0.02 0.01 0.01 MgO 0.30 0.26 0.33 0.27 0.26 0.26 0.25 0.31 0.30 0.22 0.27 0.29 0.26 0.34 0.35 0.28 0.58 0.17 0.15 0.19 0.29 0.27 0.26 0.24 0.28 O K20.01 0.01 0.01 0.01 0.01 0.01 0.01 0.01 0.010.01 0.01 0.01＜0.01＜0.01 0.01 0.01 0.03 0.13 0.10 0.37 0.02 0.03 0.04 0.14 0.05 e2 O3TF 0.13 0.07 0.10 0.08 0.05 0.11 0.44 0.14 0.24 0.09 0.11 0.10 0.07 0.10 0.11 0.13 0.12 0.15 0.30 0.25 0.17 0.17 0.15 0.42 0.30 CaO .76 55.955.255.955.955.056.455.855.655.855.056.955.755.155.055.655.354.754.954.252.755.455.655.154.954 O3Al2 0.01 0.01 0.02 0.01 0.01 0.01 0.02 0.01 0.05 0.01 0.01 0.02 0.01 0.01 0.01 0.01 0.09 0.58 0.51 2.28 0.02 0.09 0.10 0.61 0.45品6-2号3样C27-2 C28-2 C20-1 C32-2 C33-2 C34-1 C34-2 C34-4 C34-5 C34-6 C35-2 C36-2 C37-1 C37-2 C3值C32-2 C21-1 4 3-2C2均C25-2 C29-2 C20-3 C3C34-C3灰岩 岩岩岩岩岩灰岩屑岩 灰岩灰屑屑 屑岩岩岩 岩岩岩灰灰 灰灰岩碎 岩灰岩岩岩灰岩碎碎 碎灰灰核岩灰灰灰岩屑性屑 屑屑屑物灰灰灰灰灰屑灰物物值物屑屑结灰屑屑屑灰碎岩碎9碎 碎碎 石生 石石石石碎石生生均生碎碎岩晶碎碎碎石物物 物物物石形形形形形物形石石 含物物灰微物物物形生生生生核生核形核核核生核 质 生形泥 生形生核生含含生核核核青 含 含含含含含沥含型类船山组 P2q 无效数据

数dy area参其/×10-6及量含素元eters of carbonates in the stu土稀aram岩d p盐酸10-6 an碳区究data/×研EE 2e RTh表Table 2 7.9 Y/Ho .6747.6775.5 8.5 9 6 3533.8 6166.646604037 65.5 2562.535 37.6266047.5 38.5.537.442.64860 54.1 40.5 41.6.470.57738.9.451 e10.8 0.67 0.82 0.73 0.61 δC0.73 0.84 0.87 0.81 1.12 1.07 1.05 0.69 0.81 0.95 0.84 0.89 0.85 0.73 0.69 0.58 0.55 0.54 0.81 1.1 0.89 δE u11.07 2.29 1.32 1.55 1.16 1.66 1.02 1.43 1.12 1.11 0.97 1.38 0.94 1.07 1.21 1.27 0.84 0.98 0.9 1.03 1.04 0.96 0.79 0.98 0.95 d/10.68 Yb）N 0.67 0.65 0.62 0.66 0.91 1.39 0.71（G 0.95 1.3 1.52 1.52 1.24 1.45 1.34 1.47 1.25 1.09 1.07 1.04 1.5 1.62 1.06 0.57 1.03 1.11（L a/11.29 1.4 72 1.5 1.87 Sm）N 1.52 1.17 1.25 1.12 1.04 0.97 1.04 0.9 1.34 1.29 1.15 1.25 1.14 1.24 1.3 1.13 1.22 1.21 1.18 1.22 0.96 1.32 a/（L Yb）N 10.65 1.46 0.4 0.63 0.63 0.58 0.79 1.13 1.62 0.79 1.11 1.57 1.73 0.79 1.89 1.77 1.89 1.37 1.16 0.8 0.76 1.68 2.16 0.9 0.45 0.82 1.34 E EL/HR 6.95 3.97 2.4 3.57 3.89 3.46 4.26 5.97 8.65 6.42 8.6513.16.7 4.05.06.76.210 108.27 11106.9843.84 7.24 8.95 4.18 3.68 6.12 8.08 EE 4 HR .1200.95 0.42 0.65 0.63 0.66 0.42 0.34 0.57 0.65 0.77 0.45 0.52 0.39 0.83 1.28 1.49 0.7 0.69 2.12 4.74 3.57 4.79 3.37 1.33 4.8 3.73 EE .2 3.77 9.98 46 2.32 2.45 2.39 8 1.01 7 1.79 2.03 4.93 4.17 6.6655.58 4 1.58 8.35 13 13 LR 10.7 15.2 6.29 5.25 8.48 18.825.842 7.0144.9.329.130 3.08 3.05 EE 4 0.12 2.21 2.37 4.72 5.5 4.82 7.43 5.451 6.15 1.97 9.18 1.43.057 2.97 7.7 ΣR 16 716 156.99 5.94 10.922.429.6.647.4176.23.134.833 8 1.88 Y273.722.92.5 2.78.4 1.41.21.21.51.50.70.81.21.92.731.55 10.5 7.2 156.2.910.810 0.01 0.01 0.02 5 16 0.03 Lu0.44 0.02 0.02 0.01 0.02 0.02 0.01 0.01 0.01 0.01 0.02 0.03 0.03 0.02 0.02 0.05 0.09 0.07 0.04 0.1 0.09 0.09 2.97 Yb 0.07 0.12 0.16 0.05 0.12 0.12 0.06 0.07 0.12 0.11 0.06 0.06 0.06 0.11 0.17 0.19 0.10.1 0.32 0.45 0.58 0.46 0.27 0.71 0.55 0.01 0.02 0.02 0.02 0.01 0.03 0.02 0.01 0.01 0.01 0.66 0.01.8 0.01 0.02 0.03 Tm0.5 0.02 0.03 0.02 0.02 0.05 0.11 0.07 0.09 0.08 0.04 0.11 0.09 0.19 Er3.4 0.09 0.08 0.11 0.07 0.13 0.11 0.06 0.14 0.14 0.05 0.08 0.06 0.11 0.20.20.1 0.11 0.35 0.87 0.51 0.67 0.63 0.25 0.81 0.63 1.04 Ho 0.06 0.03 0.04 0.02 0.03 0.04 0.03 0.04 0.04 0.02 0.03 0.02 0.04 0.07 0.04 0.08 0.04 0.04 0.12 0.31 0.19 0.25 0.22 0.08 0.28 0.21 0.11 0.16 Dy5.8 0.12 0.26 0.09 0.14 0.17 0.17 0.16 0.19 0.11 0.14 0.08 0.21 0.32 0.39 0.18 0.18 0.54 1.3 0.94 1.23 0.94 0.33 1.32 0.94 Tb0.79 0.02 0.02 0.02 0.03 0.02 0.02 0.02 0.03 0.03 0.03 0.03 0.03 0.02 0.04 0.06 0.08 0.04 0.03 0.09 0.2 0.16 0.23 0.12 0.05 0.19 0.15 Gd5.2 0.14 0.08 0.1 0.14 0.19 0.13 0.08 0.17 0.15 0.25 0.16 0.16 0.13 0.28 0.4 0.49 0.22 0.19 0.61.2 1.18 1.65 0.85 0.27 1.28 1.07 0.03 0.03 Eu1.18 0.03 0.04 0.03 0.03 0.03 0.04 0.05 0.06 0.04 0.04 0.03 0.06 0.1 0.12 0.05 0.05 0.09 0.22 0.23 0.41 0.16 0.04 0.26 0.22 Sm5.90.10.1 0.16 0.09 0.08 0.04 0.08 0.2 0.18 0.25 0.18 0.23 0.07 0.32 0.52 0.57 0.24 0.2 0.39 0.88 1.23 2.06 0.70.2 1.21 1.11 1.38 1.64610 Nd270.80.20.50.50.50.40.41.10.91.51.11.30.31.833.4.4 1.15 3.61.166.1 Pr7.9 0.29 0.17 0.04 0.11 0.11 0.24 0.12 0.08 0.11 0.35 0.28 0.31 0.08 0.47 0.75 0.89 0.35 0.29 0.411.58 2.69 0.82 0.26 1.5 1.61.5 Ce 66 2.76 2.27 3.36.88.8144.4214.2.3 1.50.40.80.90.90.70.82.11.83.22.42.60.63.56.26.5 13 1.49 La31.5 1.10.30.80.8 0.75 1.29 0.50.61.211.311.10.52.23.23.82.75.38134.41.36.27.8 8-2 4 0-1C3品岩6-2页C24-4号C2 7-2值2-24-6 C2均C33-24-1 C3C34-2 C3C34-5 C3C3C3C3 5-27-1 C37-2 C3值值 C3均均2-2 3-2 C2 5-2 9 C2 6-2 C2 C2 9-2 0-3 C2C3 1-1组C3类山标0.07准 船山组下部 船山组上部 船7.7 P2q 无效数据样.3型

d y area数参其/×10-6及量含eters of carbonates in the stu素元aram量d p微岩0-6 an盐酸碳ata /×1区ts d究en研3icroelem表he m Table 3 T aMg/C 09457652 4071 482779 42135452422476 446734913862578929568213119407 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 3941 0.00 0.00 3846 0.00 0.00 4635 0.00 0.00 4340 0.0041 0.0052 0.0051 0.00 0.00 4343 0.0088 0.00 0.0024 0.0030 0.0045 0.0043 0.0042 0.0037 0.0045 0.00 2.8 9/3U-Th 4.39 2.73 3.38 3.35 3.54 2.53 0.65 1.02 0.78 1.02 1.75 3.56 1.53 2.21 2.23 1.89 2.28 4.92 0.96 0.38 1.08 0.65 1.97 2.08 1.46 1.28 2 U/Th .25505.9.8 9 602.0 1 37.2513.94 3647 5871.5104.05 17.3.222.631 71.83145.732.536.2261.82 0.81 0.86 5.75 7.14 6.44 1.75 2.65 V/Cr 0.63 0.82 0.39 0.93 0.691.2 0.63 0.19 0.36 0.46 0.43 0.43 0.5 1.75 0.4 0.33 0.36 0.58 0.61 1.18 0.39 0.23 0.15 0.45 0.55 0.14 0.33 Mn/S r 0.4 0.25 0.17 0.21 0.26 0.12 0.13 0.15 0.11 0.15 0.06 0.09 0.09 0.12 0.11 0.1 0.11 0.15 0.2530.58 1.01 0.33 0.27 0.26 0.2 3 2.22 V/Ni7254.52458.3 5.78 2.73 3.53 3.64 602.86 202.11 8.2457.27 5.71 9.392.3122.26 0.23 0.51252.27201.19 2.79 7.4 8 r/C a*S 8.14 6.51 7.34 7.37 7.14 6.88 7.46 6.39 5.98 008.96 6.68.7116.61 8.82 9.23 7.81 7.69 9.03 5.46 5.26 5.39 4.56 5.77 6.89 4.81 4.61.9 7 Sr/B .3 8 8 a 479 10 1055.9 67 9 7 27.5 48 8.1 15 80124.58 909493.8.676.741.7 10684.17 272.92 107.27 193.33 11.082522.88 117.73 10.18326.235.226.621.459.772.750.549 0.05 Th0.05 0.12 0.18 0.05 0.09 0.08 0.05 0.1 0.21 0.06 0.08 0.05 0.05 0.07 0.05 0.09 0.08 0.19 0.65 0.79 2.07 0.12 0.29 0.34 1.03 0.55 V751498.7512446634144886.64 7.202673651012512 3.41 3.56 2.75 U2.91 4.43 3.38 2.55 0.71 1.05 0.85 1.04 1.78 3.58 1.55 2.23 2.25 1.92 2.31 4.98 1.18 0.64 1.77 0.69 2.07 2.19 1.8 1.46 27 Sr2802 2 309 258.259 261325254 230 229 327 244 4380233286334.8214 3.0749 312019194216 272821 28267.5 173.5 16 0.17 Mg 0.15 0.18 0.17 0.15 0.17 0.17 0.13 0.15 0.13 0.16 0.15 0.15 0.19 0.19 0.16 0.16 0.31 0.11 0.09 0.11 0.17 0.16 0.16 0.14 0.16.0 Cr18815110.413.3 13 5 10211113147881024223 1322181339822223636.8 Ca 37.7.137 0.17 3639.85.8 5.737362.5.933.636.836 37.73736 36.83636.3.636.436.83536 36.93637 36.1.13836 37.9.535 3.133.87.55.57.47.83.63.63.53.3 Ba3.12.53.23.2 3.002.12.43.35.63.21.22.42.22.13.96.5值3.17 7-2均2-2品6-2 9 4 3-2 C28-20-1 C2C3C3下C3值C3 C34-2样C24-1 C32-2 4-44-5 C3C34-6 C3C36-2 C3 5-27-1 C37-2 0.69 C3值均3-2 C25-2 C29-2 C2 C20-3号1-14-3 C2上均C3C3C3山组.8组霞分类 船山组下部 船山组上部 船 无效数据39栖

4.2 岩石地球化学特征

（1）主量元素特征

由表1 得出：船山组CaO 含量在55.0%～56.0%之间，均值55.66%；Al2O3含量在0.01%～0.05%之间，均值0.01%；MgO 含量在0.22%～0.35%之间，均值0.28%；SiO2含量在0.04%～0.52%之间，均值0.18%；TFe2O3含量在0.07%～0.44%之间，均值0.13%；Na2O（＜0.01%）和K2O（0.01%）含量极低，Na＋、K＋参与沉积的程度不高。

（2）稀土元素元素特征

1）稀土元素总量

ΣREE 为稀土元素总量（不含Y），LREE 为轻稀土元素总量，HREE 为重稀土元素总量，LREE/HREE 为轻、重稀土元素比值，（La/Yb）N（N 代表北美页岩标准化数据，McLennan，1989）是稀土元素北美页岩标准化图解中分布曲线的斜率，（La/Sm）N反映轻稀土元素分馏程度，（Gd/Yb）N反映重稀土元素分馏程度，δCe 和δEu 反映Ce 和Eu 相对其相邻元素的分馏程度（Eu = 2（Eu/EuN）/（Sm/SmN+Gd/GdN）（韩吟文等，2003）。

由表2 得出：船山组灰岩所含的稀土元素总量（ΣREE）较低，在1.43×10-6～16.77×10-6之间，均值 5.94×10-6。其中，下部 ΣREE 在 1.43×10-6～4.72×10-6之间，均值 3.05×10-6；上部ΣREE在1.97×10-6～16.77×10-6之间，均值6.99×10-6。核形石灰岩ΣREE在4.82×10-6～9.18×10-6之间，均值6.41×10-6。以上特征表明：船山组ΣREE 均明显低于北美页岩的平均值160.1×10-6，与碳酸盐岩中ΣREE偏低，多小于100×10-6，甚至只有20×10-6～30×10-6相吻合（王中刚等，1989）；船山组下部较上部稀土总量偏少，可能与沉积水体深浅有关；核形石灰岩的ΣREE 较高，可能指示核形石内藻类对稀土元素吸收具有一定的选择性（田正隆等，2005；徐锦龙等，2012）。

2）轻重稀土元素分馏程度的特征量

LREE/HREE 为轻重稀土元素比值，在一定程度上反映了样品的轻重稀土元素的分馏程度。由表2 得出：船山组的轻稀土LREE 值在1.01×10-6～15.28×10-6之间，均值为 5.25×10-6； 下 部 LREE 在 1.01×10-6～3.77×10-6之 间 ， 均 值 2.39×10-6； 上 部 LREE 在1.58×10-6～15.28×10-6之间，均值 6.29×10-6。重稀土 HREE 在 0.34×10-6～1.49×10-6之间，均值为 0.69×10-6；下部 HREE 在 0.42×10-6～0.95×10-6之间，均值 0.66×10-6；上部 HREE在 0.34×10-6～1.49×10-6之间，均值 0.70×10-6。轻重稀土之比 LREE/ HREE 值在 2.40～11.11 之间，均值为6.98；下部LREE/ HREE 值在2.40～3.97 之间，均值3.46；上部LREE/HREE 值在 4.05～10.76 之间，均值 8.27。（La/ Sm）N值在 0.90～1.87 之间，均值为1.24；下部（La/ Sm）N值在 1.29～1.87 之间，均值为 1.52；上部（La/ Sm）N值在 0.90～1.25之间，均值为 1.14。（Gd/ Yb）N在 0.62～1.52 之间，均值为 1.09；下部（Gd/Yb）N在 0.62～0.68 之间，均值为0.66；上部（Gd/Yb）N在0.71～1.52 之间，均值为1.25。以上特征表明：船山组上部较下部更有利于轻稀土的富集；重稀土差异不大；LREE/HREE 值均值接近于北美页岩的比值（6.95），下部明显低于北美页岩的比值，上部明显高于北美页岩的比值，不含核形石在2.40～6.12 之间，均值为4.01，低于北美页岩的比值；轻稀土元素分馏程度不高，上部较下部分馏程度高；重稀土元素分馏程度存在较大差异，下部重稀土元素分馏程度不高，上部重稀土元素分馏程度较高。

总之，研究区船山组下部灰岩LREE 相对亏损，HREE 相对富集，轻稀土元素分馏程度富集，重稀土元素分馏程度亏损；上部灰岩LREE 相对富集、HREE 相对亏损，轻稀土元素分馏程度亏损，重稀土元素分馏程度富集；可能与沉积水体深浅或核形石内藻类更易吸收轻稀土元素有关，产生轻稀土元素分馏程度较高，重稀土元素分馏程度亏损（徐锦龙等，2012）。

3）δCe 和δEu

海洋碳酸盐的稀土元素记录了海水的Ce 异常（Webb and Kamber，2000），碳酸盐岩的Ce 异常可被成功地用来判别古海洋氧化还原条件的变化（Piper，1974；Elderfild and Greaves，1982；Debaar et al.，1988；Liu et al.，1988；German and Elderfield，1990；吴明清等，1992；Holser，1997）。

由表2 得出：船山组灰岩的δCe 值在0.61～1.12 之间，均值为0.85；下部δCe 值在0.61～0.82 之间，均值为0.73；上部δCe 值在0.69～1.12 之间，均值为0.89；核形石灰岩δCe 值在0.81～1.12 之间，均值为0.96。以上特征显示Ce 亏损，且下部较上部亏损严重，表明船山期的古海水总体属强氧化环境（δCe＜1），与船山组的沉积环境（边缘海）相吻合（王中刚等，1986）；核形石δCe 位于1 附近，指示海水处于还原条件，但核形石灰岩为核形石滩相沉积，为强氧化环境，δCe 的异常可能与核形石内藻类差异吸附稀土元素有关，藻类更易吸收轻稀土Ce 元素。

Eu 含有Eu2+和Eu3+两种价态，现代海水中Eu 以三价态出现，在强酸性还原环境中，Eu3+将被还原成Eu2+而与相邻元素发生分馏，使Eu2+更易代替Ca2+进入碳酸盐岩晶格中而造成Eu 正异常，即Eu3++e-= Eu2+。同时，碳酸盐岩的Eu 正异常易受热液、尘埃和淡水的影响（Michard and Albarede，1986；Kamber et al.，2004）。

由表2 得出：船山组灰岩δEu 在0.94～2.29 之间，均值为1.27；下部δEu 在1.07～2.29 之间，均值为1.46；上部δEu 在0.94～1.66 之间，均值为1.21；核形石灰岩δEu 在0.94～1.43 之间，均值为1.10；大部分呈正异常，且下部较上部正异常明显，较核形石灰岩更明显。结合区域地质背景和沉积学特征显示，δEu 正异常非温度200 ℃以上热液影响（丁振举等，2000），可能与淡水注入程度不同和核形石内藻类对稀土元素差异吸附有关。即下部较上部水体深，盐度低，冰融淡水注入相对较多；不同生物门类发育也影响稀土元素值，核形石内藻类较䗴、非䗴有孔虫、腕足类和棘皮动物等不富集Eu元素，更易富集Sm 和Gd 元素。

4） Y/Ho 异常分析

Y 和Ho 具有相似的离子半径、化合价和地球化学行为，Y/Ho 值常作为区别海相和非海相沉积环境的有用指标（Nozaki et al.，1997；Nozaki and Alibo，2003）。由表2 得出：船山组下部灰岩Y/Ho 值在61.67～72.5 之间，均值为65.84，均高于现代海水的Y/Ho 值范围 44～74 的下限（Bau and Dulski，1996），但高于上地壳的 Y/Ho 值（27.5）（Taylor and Mclennan，1985）和北美页岩的Y/Ho 值（25.96）（Mclennan，1989），主体处于正常海水环境。船山组上部灰岩Y/Ho 值在26.67～60.00 之间，均值为42.45，大部分灰岩的Y/Ho 值低于现代海水的Y/Ho 值下限，可能存在两种解释。即一种为核形石内藻类较正常灰岩相对利于吸收Ho，不利于吸收Y，造成Y/Ho 值偏低；另一种为船山组上部存在淡水的注入影响了浅层海水的稀土元素值，进而减低Y/Ho 的值（冰融淡水的Y/Ho 值为25～28，等于或稍高于上地壳，但低于海水（Bau and Dulski，1996））；从前文轻重稀土元素分馏特征和区域地质背景分析，上部较下部淡水注入少，后者解释与事实不合理，故Y/Ho 值的异常应与核形石内藻类差异吸收重稀土元素（Y 和Ho）相关。

4.3 碳氧同位素组成

宣州区宝丰地区船山组碳酸盐岩δ13C 值在0.75‰～3.24‰之间，均值为1.85‰；下部13C 值在0.75‰～2.08‰之间，均值为1.59‰；上部13C 值在1.24‰～3.24‰之间，均值为 2.02‰；船山组δ13O 值在-12.24‰～-6.9‰ 之间，均值为-9.83‰；下部δ13O 值在-12.24‰～-9.67‰之间，均值为-11.28‰；上部δ13O 值在-11.86‰～-6.9‰之间，均值为-8.9‰。以上特征表明：同位素组成与全球船山组碳酸盐岩和腕足类的同位素组成基本一致（杨振宇等，2009）；碳、氧同位素数值组成在纵向上呈规律性变化，变化幅度不大；碳、氧同位素值自下而上呈现小幅度增大的趋势，峰值变化呈较好的对应性；同位素演化趋势与全球晚石炭世史蒂芬晚期—早二叠世萨克马尔晚期先增加后减小趋势基本一致。

5 地质意义

海相碳酸盐岩作为内源沉积岩，记录了古温度、古降水、古盐度及古生产力等古海洋环境要素的变迁历史（罗顺社等，2010），其地球化学特征和碳、氧同位素数据，可作为示踪古海洋环境特征及演化的重要手段，能有效表征古海洋的古氧相、古温度、古盐度、古气候与海平面相对变化，对地层划分对比和沉积环境恢复具有重要意义（罗贝维等，2013）。

5.1 地球化学指标对古环境和古气候的响应

（1）古氧相

Re、Cd、U、V、Mo、Cr、Co、Cu 和Zn 是氧化—还原敏感元素，容易在缺氧的沉积环境沉积物中富集，在氧化的沉积环境中易溶不富集，它们的含量低或缺失代表沉积物形成于氧化环境（Jones，1994）。由表3 得出：船山组灰岩V/Cr 值为0.19～1.75，均值为0.61（V/Cr＜2 代表富氧环境）；下部为0.39～0.93，均值为0.69；上部为0.19～1.75，均值为 0.58；核形石灰岩为 0.36～0.50，均值为0.43。*Uau值（*Uau= U-Th/3）为0.65×10-6～4.39×10-6，均值为2.28×10-6（*Uau＜5.0×10-6代表富氧环境）；下部为2.73×10-6～4.39×10-6，均值为 3.35×10-6；上部为 0.65×10-6～3.56×10-6，均值为 1.89×10-6；核形石灰岩为0.65×10-6～1.75×10-6，均值为1.125×10-6。以上参数显示：船山组整体处于富氧环境，与其开阔台地—浅滩环境基本一致；上部较下部富氧，与向上水体变浅基本一致；核形石灰岩更为富氧，与浅滩相沉积一致。

（2）古气候

Mg/Ca 值对气候变化非常敏感：高值指示干热气候，低值指示潮湿气候。由表1 和表3 得出：船山组K+、Na+参与沉积的程度不高，MgO/CaO 值分布在0.003 5～0.005 2 之间，显示船山期属潮湿气候，变动幅度较小，并具有小幅度的周期性变化。

（3）古盐度

古海洋盐度研究的具体手段主要是分析碳酸盐岩的Sr/Ba 值、m值与盐度Z值。

由表3 得出：研究区船山组灰岩Sr/Ba 值为41.79～274.17，均值为107.73。其中，下部Sr/Ba 值为80.94～108.00，均值为93.57；上部Sr/ Ba 值为41.79～274.17，均值为112.87。栖霞组Sr/Ba 值为83.16。以上特征表明：船山组上部较下部盐度高，船山组比栖霞组盐度高；船山组上部受石炭—二叠纪冰盖扩张，水体变浅，海水盐度升高，与冈瓦纳冰期的演化（Fielding et al.，2008）和沉积环境演化基本一致。此外，船山组镁铝比值m（m= 100 * MgO/Al2O3）大，在600～3 500（m＞500 代表陆表海环境），指示了船山组为陆表海环境（杨振宇等，2009），与开阔台地—浅滩相沉积基本一致。

Keith and Weber（1964）把δ13C 和δ18O 结合起来，总结出了区分淡水相和海相灰岩的经验公式，当Z＞120 时为海相，Z＜120 时为淡水相，Z= 120 时为未定型（卢武长等，1986；冯洪真等，2000）。由表4 得出：船山组下部灰岩Z值为123.1～126.7，均值为125.0；船山组上部灰岩Z值为123.1～130.5，均值为127.0；指示了上部较下部Z值大，盐度相对高，上部较上部受冰期影响更强烈，古海水盐度变高；船山组自下而上整体呈现Z值逐渐增大的趋势，显示了古盐度逐渐升高，与沉积环境演化和海平面变化曲线基本一致。

总之，船山组不同程度受冈瓦纳石炭—二叠纪冰期影响，Sr/Ba 值和Z 值均显示上部较下部盐度高，往上受冰期冰盖影响逐渐增强，盐度逐渐变高。

（4）古水深

1 000 * Sr/Ca 值对指示碳酸盐岩古水深具有良好应用，并呈现由浅水相到深水相由低变高的趋势。

由表3 得出：船山组灰岩1 000*Sr/Ca 值在5.98～11.79，均值为7.69。其中，下部在6.51～8.14，均值为7.37；上部在5.98～11.79，均值为7.81；核形石灰岩在5.98～8.96，均值为7.01。栖霞组为9.03。船山组整体水体相对较浅，且上部与下部差异不大，核形石灰岩相对最浅，均浅于栖霞组沉积水深。

（5）古温度

Urey（1947）最早发现碳酸盐岩从水中沉淀时的温度变化导致碳酸盐岩δ13C/δ18O 比值的变化，提出通过测定碳酸盐岩δ18O 含量确定古海洋温度的可能性。最常见的运用氧同位素计算古气候的关系式是Urey 提出，由Craig（1965）进一步修改的经验公式（1）：

其中，T为沉积时海水古温度，单位为℃，δ18Oc为样品实测值，单位为‰，δ18Ow为沉积时海水值（SMOW 标准），单位为‰。

根据Keith and Werer（1964）通过实验提出的石炭纪δ18O样品校正值为Δδ18O=-8.19‰；利用公式（1）对宝丰地区碳酸盐岩样品的碳、氧同位素数据进行计算分析（表4）。船山组下部古水温在22.4 ℃～34.9 ℃，平均温度为30.1 ℃；上部在10.9 ℃～32.9 ℃，平均温度为19.3 ℃；栖霞组为16.9 ℃。可能指示了船山组早期（晚石炭世晚期）处于较为温暖的正常海水沉积；晚期（早二叠世早期）随着冈瓦纳大陆萨克马尔晚期冰期P1 的扩张影响，冰盖面积扩大，全球气温下降，处于一个相对较冷碳酸盐岩沉积；古温度T值自下而上逐渐变小，指示越向上受P1 冰期冰盖影响逐渐增强，全球气温逐渐下降；至早二叠世中晚期缺失部分沉积，全球冰盖面积最大，气候最为寒冷；中二叠世早期随着冰川融化，再次接受栖霞组碳酸盐岩沉积。

5.2 沉积记录对古环境和古气候演化的耦合

位于东特提斯低纬区的华南地区普遍发育碳酸盐岩沉积序列，可进行高分辨率低纬度古海水化学成分、古水温和古气候恢复和重建（Chen et al.，2016），并与中高纬冰期沉积序列进行对比研究，为深入理解全球和区域气候的转变机制和影响因素提供基础地质资料。

根据宣州宝丰地区层序地层分析（图3）、三级层序地层对比（图4）、岩石地球化学和碳、氧同位素的含量和比值指标分析（表2，表3，表4），结合区域构造背景，阐述了沉积记录与古氧相、古盐度、古温度和古气候演化的耦合关系（图6）。

图6 研究区船山组岩性、沉积相、古氧相、古气候、古盐度和古水深曲线图（柱状图图例见图4）Fig.6 The curves of lithology，sedimentary facies，paleo-oxygen facies，paleo-climate，paleo-salinity and paleo-water depth of Chuanshan Formation in the study area（the histogram legend in Fig.4）

（1）根据沉积学、沉积相特征和相关地球化学指标表明：船山组碳酸盐岩沉积为富氧环境；V/Cr 和*Uau指标曲线高度相似；下部曲线变化不大，变化幅度小；上部曲线变化大，变化幅度大，并呈现两个周期性变化旋回；整体显示上部较下部富氧环境，与下部生物碎屑灰岩开阔台地相、上部多个生物碎屑灰岩—核形石灰岩韵律层浅滩相沉积旋回基本一致。

（2）根据Sr/Ba 值、m值与盐度Z值指标表明：船山组为陆表海海相沉积，上部较下部盐度高，较栖霞组盐度高；指标曲线Sr/Ba 值与m值呈负相关性；盐度Z值曲线多变，与δ13O 曲线基本一致；船山组下部沉积水体盐度变化不大，上部沉积水体盐度变化较大，呈多个韵律，与船山组下部整体为生物碎屑灰岩，上段为多个生物碎屑灰岩—核形石灰岩韵律层的沉积演化旋回基本一致。

（3）船山组1 000*Sr/Ca 指标曲线显示：船山组沉积水体相对较浅，上部和下部水体深度变化幅度不大；下部古水深变化幅度小；上部古水深变化幅度大，并呈现多个韵律旋回；核形石灰岩沉积水体相对最浅；栖霞组沉积水深最深；与沉积学特征和沉积相演化基本一致。

（4）依据Craig（1965）经验公式，并结合Y/Ho 特征比值显示：船山组下部Y/Ho 值均在现代海水的Y/Ho 值范围44～74 内，碳、氧同位素显示古水温为22.4 ℃～34.9 ℃，平均温度为30.1 ℃；Z值为123.1～126.7，均值为125.0。上部大部分灰岩的Y/Ho 值低于现代海水的Y/Ho 值下限；古水温10.9 ℃～32.9 ℃，平均温度为19.3 ℃；Z值为123.1～130.5，均值为127.0。栖霞组Y/Ho 为48.68，古水温16.9 ℃，Z值为128.4。船山组上部较下部古水温低，下部为正常的海相沉积，上部为温度相对较低的海相沉积；上部Y/Ho 值的异常可能与核形石藻类吸附和捕捉稀土元素有关；冈瓦纳石炭—二叠纪P1 冰盖扩张的影响较为有限，在早二叠世顶峰期（Pseudoschwagerina带）明显影响本区；栖霞组受冰融淡水影响，古温度较低，古盐度较小，古水深较深，为二叠纪冰期P1 消融海平面缓慢上升的产物。

（5）δ18C、δ18O、Z值、Sr/Ba 值和1 000Sr/Ca 纵向变化曲线相似，具有相似的正相关；V/Cr 值、*Uau、Sr/Ba 值和1 000*Sr/Ca 纵向变化曲线相似，具有很好的正相关；前者与后者呈较好的负相关。以上特征也显示了船山组下部为水体较浅、盐度正常、温暖湿润的正常海相沉积，上部为水体较浅、盐度上升、相对变冷的海相沉积。船山组存在两个三级层序，并发育至少8 个次一级海平面变化。

6 结 论

（1）宣州区宝丰地区船山组沉积较好地反映了冰川型海平面变化，与冈瓦纳冰川增长和消融具有同步性和可对比性。海退旋回相当于Fielding 二叠纪冰期P1，共识别出两次明显的暴露事件，划分为两个三级层序（S1 和S2），缺失1 个三级层序（S3），S1 相当于Triticites带，时代为晚石炭世晚期，S2 相当于Pseudoschwagerina带，时代为早二叠世早期，整体经历了两次快速上升和缓慢下降的海平面变化过程。

（2）宣州区宝丰地区船山组沉积时，受陆源物质的影响微弱，能较好地反映古海水的地球化学特征。船山组碳酸盐岩CaO 含量高，SiO2、Al2O3、MgO、Na+和K+含量低；稀土元素总量较低，下部LREE 相对亏损，HREE 相对富集，轻稀土元素分馏程度富集，重稀土元素分馏程度亏损；上部LREE 相对富集、HREE 相对亏损，轻稀土元素分馏程度亏损，重稀土元素分馏程度富集；可能与沉积水体深浅或核形石内藻类更易吸收轻稀土元素有关；δCe 亏损，且下部比上部亏损严重，整体为强氧化环境；δEu 呈正异常，且下部较上部正异常明显；核形石灰岩δCe、δEu 和Y/Ho 的异常可能与核形石内藻类差异性吸附稀土元素有关。

（3）宣州区宝丰地区船山组地球化学指标比值和碳、氧同位素特征表明：船山组整体为温暖湿润、富氧的浅水开阔台地—浅滩相环境；早二叠世早期较晚石炭世晚期沉积水体浅，水体变化频繁，盐度高、水温低；冈瓦纳石炭—二叠纪P1 冰盖扩张的影响范围有限，早二叠世对区内影响明显，至早二叠世中晚期冰盖扩张达到顶峰；中二叠世早期P1 冰川消融，冰融淡水注入，海平面快速上升、古温度降低、古盐度降低，开始接受栖霞组碳酸盐岩沉积。