准噶尔盆地北部乌伦古地区上白垩统红砾山组沉积特征及红杂色层成因探讨

冀华丽，何中波，钟军，陈虹，朱斌，吴玉，东前

（1.核工业北京地质研究院 中核集团铀资源勘查与评价技术重点实验室，北京 100029；2.核工业二一六大队，新疆 乌鲁木齐 830011）

乌伦古地区位于准噶尔盆地陆梁隆起以北、阿尔泰山以南。20 世纪90 年代，核工业系统曾在准噶尔盆地北部古近系红杂色层中发现了重要的铀矿化线索，2020 年前后又于黄花沟地区下白垩统中发现了重要的铀矿化信息，但对上白垩统红砾山组砂岩型铀矿的找矿工作一直未有突破。红砾山组在研究区内表现为一套厚层的红杂色碎屑岩建造，砂体厚度大，泥-砂-泥结构发育，制约红砾山组砂岩型铀矿找矿突破的关键是关于红砾山组原生沉积环境一直存在较大的争议。对于砂岩型铀矿而言，原生沉积环境的不同代表着原生地球化学性质的不同，从而导致成矿条件分析及找矿方向的截然不同。前人针对黄花沟地区下白垩统铀成矿过程及找矿方向进行了探讨［1-2］，针对研究区东部中生代逆冲推覆构造的演化过程［3-4］、构造格局及迁移规律［5-6］及断裂分布特征［7-8］开展了大量研究，基本理清了研究区东部构造演化的期次及影响范围；针对白垩系地层划分与古生物特征［9-10］开展了较为详细的研究，明确了白垩系地层划分；对基底石炭系沉积充填序列及生烃潜力［11-12］方面做了较全面的研究，系统分析了烃源岩的地球化学特征及分布特征，厘定了石炭系烃源岩具有有机质丰度、类型、成熟度分布差异大的特点。但上述研究都很少或几乎没有涉及到下白垩统红杂色碎屑岩建造的沉积特征及成因。本文基于沉积特征、岩石学特征及地球化学特征等多参数角度出发，通过对研究区上白垩统红砾山组的野外露头观察，沉积特征、主量微量元素分析，黏土全岩测试及孢粉组合等综合分析，力求恢复和重建沉积古环境和古气候，从根本上理清晚白垩世研究区内原生沉积环境及沉积特征，对于评价研究区上白垩统铀成矿潜力及明确下一步找矿方向具有重要意义。

1) 一个问题可以首先被粗粒度地划分为若干子问题，CUDA使用块(Block)单元处理子问题，每个块都由一些CUDA线程组成，线程是CUDA中最小的处理单元。

1 地质背景

研究区主体为乌伦古坳陷，整体呈北西走向近菱形展布，主体北低南高，相对于准噶尔盆地主体而言，乌伦古坳陷构造相对独立［6-7］，其东北和东南侧紧邻青格里底山和克拉美丽山，西至德伦山，南接陆梁隆起。坳陷内部以吐丝托依拉断裂和乌伦古东断裂为界，可分为红岩断阶带、索索泉凹陷两个次级构造单元［13-14］（图1）。索索泉凹陷现今形似平底锅底，沉积厚度可达3 000～5 000 m，红岩断阶带自西向东分别由吐孜托依拉断裂、乌伦古北断裂、乌伦古东断裂、伦2 井断裂、红盆断裂组成，呈阶梯状向北抬升［6-7］。从平面断裂分布上看，乌伦古坳陷的断裂具有向南东方向收敛，向北西方向发散的特征。由于受海西运动影响，乌伦古坳陷隆升导致主体缺失准噶尔盆地主力烃源岩层系——二叠系，以石炭系为基底，形成于晚三叠世，侏罗纪-白垩纪是乌伦古坳陷的主要沉积充填期［6，15-16］。地层自下而上主要发育石炭系、三叠系、侏罗系、白垩系及新生界（图2）。本次研究的主要目标层位为上白垩统红砾山组（相当于盆地南缘的东沟组K2d）。

图1 准噶尔盆地北部乌伦古地区构造单元划分图Fig.1 The map of structure units division in Wulungu area，northern Junggar Basin

图2 乌伦古地区地层综合柱状图Fig.2 Comprehensive stratigraphic column in Wulungu area

2 宏观沉积特征

上白垩统红砾山组岩性以浅黄-黄-褐黄色、浅灰白、灰绿色中细砂岩、含砾砂岩为主，夹数层棕红-砖红色泥岩，整体呈红杂色碎屑沉积建造，不受岩性、岩相、颜色及形态等的控制，具有“下砂上泥、下黄上红、下粗上细”的地层结构。顶部以出现棕红-砖红色的大套含砂泥岩为特征（图3a、b），横向展布稳定，平均累计厚度近百米，底部发育一套浅灰白-浅黄-褐黄色含砾砂岩，与下部吐谷鲁群呈微角度不整合接触，具有辫状河“砂包泥”典型沉积特征，且厚度大，具一定规模（图3c）。砾石成分较为复杂（例如安山岩、石英等）（图3d、e），石英砾石表明及内部因铁质析出被染成红色，砾石分选磨圆中等—偏好，砾径为0.2～4 cm 不等，反映了较长距离搬运的结果。顶部钙质结核发育（图3f），含砾砂岩之上沉积了厚层的河道间湾粉砂岩和泥岩，局部夹厚度适中的细砂岩。上部被厚层含砾砂岩所充填，中间夹薄层泥岩，砂岩中长石普遍发生水解，黏土化强烈，局部含滚圆砾石，发育平行层理、斜层理等一系列交错层理，植物、化石极匮乏。下部砂砾岩视电阻率曲线呈震荡的箱型、钟型及漏斗型，中部红杂色泥岩视电阻率曲线平滑，上部砂泥岩互层视电阻率曲线呈钟型、不规则齿状。沉积物的粒度分布受沉积时水动力条件所控制，乌伦古地区上白垩统红砾山组不同粒级砂岩样品概率累积曲线多呈较典型的两段式（图4），主要包含跳跃和悬浮两个次总体，而滚动次总体基本不发育，整体表现为一套三角洲平原辫状河道相沉积。

图3 乌伦古地区上白垩统红砾山组露头特征Fig.3 Outcrop characteristics of Upper Cretaceous Honglishan Formation in Wulungu area

图4 乌伦古地区矿化孔ZKH2002 上白垩统红砾山组沉积相特征Fig.4 Sedimentary facies characteristics of Upper Cretaceous Honglishan Formation in the mineralized borehole ZKH2002 in Wulungu area

3 微观岩石学特征

乌伦古地区上白垩统红砾山组主要砂岩类型为岩屑长石砂岩、长石岩屑砂岩和少量长石砂岩（图5），碎屑组分以石英、长石、岩屑为主。通过镜下观察分析，胶结类型主要为孔隙式-接触式胶结（图6a），少数为基底式胶结，多杂基或颗粒支撑，未见黄铁矿残留或炭屑等有机质。砂岩的成熟度较低，碎屑颗粒形态以次棱角—次圆状居多，分选中等（图6b）。岩浆岩岩屑多为喷出岩岩屑，变质岩岩屑见变质石英岩岩屑、千枚岩岩屑及花岗岩岩屑等。石英表面光洁，具波状消光，可见溶蚀边界（图6c）。长石中可见钾长石和斜长石，斜长石聚片双晶发育，蚀变较明显，部分见绢云母化（图6d、e），另可见少量云母片定向分布（图6f）。方解石分布不均匀，局部见连晶状，见少量点状铁质（图6g）。通过铸体薄片观察，浅灰白色-灰色砂岩孔隙不发育（图6h），填隙物泥质以黏土矿物组成为主。浅黄-褐黄色砂岩孔隙以粒间孔为主（图6i），可占11%，并见少量粒间溶孔（约2%）、颗粒溶孔和填隙物微孔（约0.5%），连通性较好。

图5 乌伦古地区上白垩统红砾山组砂岩分类Fig.5 The classification diagram of sandstone types in Upper Cretaceous Honglishan Formation in Wulungu area

图6 乌伦古地区上白垩统红砾山组砂岩镜下特征Fig.6 Microscopic characteristics of sandstone in Upper Cretaceous Honglishan Formation in Wulungu area

4 样品采集与测试方法

针对上白垩统红砾山组分布特征，在研究区不同区段（乌伦古湖、杜热、黄花沟、喀拉布勒根、顶山盐池、三个泉等地）系统采集了具有代表性的28 件灰、灰绿、灰白、黄色4 种不同颜色砂岩样品和25 件灰、浅红-砖红-红褐-棕红、黄色多种不同颜色泥岩进行测试和分析。所有样品的主微量元素地球化学测试均在核工业北京地质研究院分析测试中心实验室用NexION300Dd 等离子体质谱仪（ICP-MS）完成，全岩分析采用GB/T 14506.30—2010 硅酸盐岩石化学分析方法测定主量元素和微量元素含量，仪器精密度优于5%，保证了测试的精确度。

综上所述，老年衰弱患者进行手术存在发生短期和长期不良结局的高风险，术后不良事件发生率较非衰弱患者显著增加。有必要将衰弱纳入老年患者的术前评估中，以明确是否存在衰弱及老年衰弱患者术中可能出现的问题，并以此为据进行个体化围手术期管理。全过程需要跨学科团队协作。目标是手术可以使老年衰弱患者获益，减少术后不良并发症和失能，最终能够回归社区生活，改善生活质量。

U、Th 及U/Th 值：U 在自然界水体中因易与还原剂发生一系列化学反应而生成铀黑或其他物质吸附而沉淀下来；Th 的络合物在弱碱性溶液中极易水解，变成氧化物或氢氧化物等沉淀［26-27］。基于这两种地球化学性质差异明显的元素，常利用&U（&U＝U/［0.5×（Th/3＋U）］）和U/Th 值法判断古沉积时的氧化或还原状态：&U＞1 时，指示缺氧环境；&U＜1，则反映正常偏氧化环境［28-29］。表2 显示研究区样品U/Th值介于0.12～0.4，平均值为0.25，&U 值 介于0.54～1.09，平均值为0.84，根据判别指标，红砾山组总体为富氧的沉积环境。

5 红杂色层成因探讨

5.1 主量元素特征及其指示意义

5.2.2 古盐度的地球化学判别指标

如今，这些人已经进入30岁，生活的重担一个接一个压上，当属于那段时光的人走了，禁不住自顾自地缅怀轻盈时光。

表1 乌伦古地区上白垩统红砾山组不同类型岩石主量元素含量表 w（B）/%Table 1 Major element content in different type rocks of Upper Creataceous Honglishan Formation in Wulungu area w(B)/%

图7 乌伦古地区上白垩统红砾山组砂岩主量元素变化图解Fig.7 Diagram of major elements variation of sandstone in Upper Cretaceous Honglishan Formation in Wwulungu area

（2）强化风险管理意识，完善风险评估制度。首先是强化风险意识，尤其是领导者的风险意识。只有领导层充分意识到内部及外部所存在的风险，建立重大问题及关键岗位风险的管理机制，才能逐步把风险意识融入各部门日常管理工作，从而使全员的风险意识逐渐提高。

5.2.3 古气候的地球化学判别指标

5.2 微量元素特征及指示意义

5.2.1 古水体的氧化还原性判别指标

通常采用CIA指数（chemical index alteration）来确定物源区的化学风化程度［19-20］。红砾山组砂岩的岩石化学蚀变指数CIA 为60～73，平均值为65（表1），较高的CIA 反映在上白垩红砾山组沉积时期，物源区岩石遭受了中、低等不同程度的风化作用。成分成熟度与沉积物形成的气候背景和构造背景有关，ICV（index chemical variration）指数可用来确定沉积物的成分成熟度［21-22］。研究区内红砾山组ICV 指数为0.68～1.64，平均值为0.92，绝大多数小于1（表1），表明岩石由于经受过沉积再循环作用导致了碎屑岩本身的黏土矿物很少，也代表了红砾山组砂岩成分成熟度较低，在一定程度上也暗示了上白垩统红砾山组沉积时期，周缘物源区进入了构造活动期。这与研究区红砾山组底部发育厚度不等的底砾岩，与下白垩统吐谷鲁群之间存在明显的区域性平行不整合面相吻合。

另从中选取8 件具有代表性的不同颜色样品由核工业北京地质研究院分析测试中心实验室采用XRD 射线衍射法进行黏土矿物定量分析，实验中沉积岩黏土矿物总量和常见非黏土矿物含量、沉积岩黏土矿物中各黏土矿物种类的相对含量以及伊利石/蒙脱石混层矿物的鉴定依据为《沉积岩中粘土矿物和常见非粘土矿物X 衍射分析方法SY/T 5163—2018》。仪器采 用Panalytical X’ Pert PRO 粉 晶X 射线衍射仪，工作电压为40 kV，电流为40 mA，X 射线靶为Cu 靶，测量角度范围为3°～30°。

那些溶解度明显受沉积环境（氧化或还原状态）控制，在氧化环境中不溶，而向还原性环境中迁移从而达到明显富集的微量元素称为氧化还原敏感微量元素［24］，如U、V、Mo、Cr、Co等元素。这些微量元素由于在贫氧、还原环境中不易溶解，而达到自生富集的效果，成岩作用过程中亦几乎不发生迁移，能够保持古沉积时的原始记录，因此，这些元素可以作为恢复古水介质氧化-还原环境的判别指标［19，30-31］（表3）。

表3 古水体氧化-还原环境微量元素判别指标Table 3 Trace element discriminant index of oxidation-reduction environment in ancient water body

V/（V＋Ni）值：V、Ni 同属铁族类元素，化学性质活泼。其中V 来自磁铁矿中，容易在氧化环境及酸度较大的条件下被吸附从而富集，Ni则容易在还原环境、碱度较大的条件下富集［32］。故V/（V＋Ni）值可以用来反映沉积水体的氧化还原环境［33-34］及判断沉积物沉积时底层水体分层强弱［35］。V/（V＋Ni）＞0.84，说明古沉积时水体产生了明显分层，并在底层水体开始产生含H2S 的厌氧环境；V/（V＋Ni）介于0.6～0.84，指示水体分层中等强度的厌氧环境；V/（V＋Ni）介于0.46～0.60，此时，水体分层不明显，指示富氧环境［36］。从研究区的样品V/（V＋Ni）值变化中可以看到（表2），研究区内25 件样品的V/（V＋Ni）值均在0.51～0.86之间起伏波动，平均值为0.74，指示研究区上白垩统红砾山组湖盆水体分层性中等，水体环境为循环较为顺畅的富氧-次富氧环境。另外，一般海水中Ni 的含量基本大于40×10-6，而淡水中一般不超过30×10-6［37］。研究区w（Ni）值在11.5×10-6～41.2×10-6之间，平均值为28.8×10-6，指示研究区不应为海相沉积，而应是陆相淡水半咸化沉积环境。同样，结合微量元素比值测试结果（表3），Ni/Co 值也可以作为恢复水体氧化条件的地球化学指标［38］。研究区Ni/Co 值在1.86～4.1 之间，平均值为2.44，为典型富氧环境。利用Cu/Zn 值也可以很好的反映环境的氧化还原程度，前人曾对此进行了研究，计算出各“氧化-还原过渡相”的临界值：Cu/Zn＜0.21，对应还原环境；Cu/Zn 在0.21～0.35 之间，对应弱还原环境；Cu/Zn 在0.35～0.50 之间，对应还原-氧化环境。从表2中可以看出，研究区的Cu/Zn 值仅有5 个样品小于0.35，大多数介于0.35～0.79 之间，反映红砾山组沉积时期整体偏氧化的古沉积环境。

To sumup,this study examines and tries to prove the hypothesis that various modes,or in our case,the visual mode,find their way into textual narration,and with such intertwining of different modes in the textual content,both humor and politics can be discussed implicitly or metaphorically.

乌伦古地区上白垩统红砾山组不同颜色砂岩的主量元素质量分数如表1 所示，不同颜色砂岩的w（SiO2）值均较高且变化范围较大（63.99%～83.51%），平均值为76.64%。随着w（SiO2）值升高，w（TFe2O3）值（1.13%～5.67%）、w（Al2O3）值（7.24%～13.91%）、w（MgO）值（0.35%～2.36%）、w（MnO）值（0.02%～0.11%）、w（TiO2）值（0.10%～0.97%）逐渐降低，呈负相关关系（图7）。其余氧化物含量如w（CaO）值（0.51%～8.37%）、w（Na2O）值（0.56%～2.52%）、w（K2O）值（1.99%～3.15%）、w（P2O5）值（0.03%～5.53%）与w（SiO2）值无明显相关关系。通过与北美页岩［17］和大陆地壳［18］丰度进行对比，发现SiO2相对北美页岩明显富集，Na2O 丰度与北美页岩相当，其他元素亏损明显。与地壳元素丰度比较发现，除SiO2、K2O、P2O5相对富集（尤其SiO2明显富集），其余均表现为明显亏损。

研究区25 件泥岩样品中w（Li）值介于（16.7～59.2）×10-6，均值为30.2×10-6，远小于90×10-6；w（Sr）值为（155～250）×10-6，均值为199.28×10-6，介于（100～500）×10-6；w（Ni）值为（11.5～41.2）×10-6，均值为26.9×10-6；w（Ga）值为（12.2～22.7）×10-6，均值为17.12×10-6，大于17×10-6。综合Li、Sr、Ni、Ga 元素含量分析结果显示研究区在上白垩统红砾山组沉积时期为整体为淡水介质，不排除局部半咸水介质环境。

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表4 古盐度微量元素判别指标Table 4 Trace element discriminate index of paleosalinity

Li、Sr、Ni、Ga 等微量元素的含量对水体盐度的变化有很好的指示作用。研究表明：咸水环境中，Li 元素含量大于150×10-6、Sr 元素含量为（800～1000）×10-6、Ni 元素含量大于40×10-6、Ga 元素含量小于8×10-6；淡水环境中，Li 元素含量小于 90×10-6、Sr 元素含量为（100～500）×10-6、Ni 元素含量为（20～25）×10-6、Ga 元素含量大于17×10-6［39］（表4）。

Sr/Ba 值：在自然界水体中，Sr 和Ba 均以重碳酸盐的形式存在，但当水体的盐度逐渐增大时，Ba以BaSO4的形式首先沉淀，此时水体中的Sr较Ba富集。水体盐度增大到一定程度时，Sr亦以SrSO4的形式开始沉淀。因此沉积物中的Sr/Ba值与古盐度呈明显正相关关系［40］。一般认为，Sr在咸水中的含量为（800～1 000）×10-6，而在淡水中的含量明显减小，一般为（100～300）×10-6。淡水沉积物中Sr/Ba 值小于1，而盐湖（海相）沉积物中Sr/Ba 值则大于1［37，41-42］。在红砾山组泥岩样品的微量元素含量中（表2），w（Sr）值均介于255×10-6～155×10-6，平均值为199.28×10-6，Sr/Ba 值平均为0.71（图8），说明当时沉积环境主要为陆相沉积，反映了上白垩统红砾山组沉积时期古水体介质整体为淡水介质环境。

图8 乌伦古地区泥岩样品微量元素Sr/Ba 值变化趋势图Fig.8 The variation trend of trace element Sr/Ba ration of mudstone samples in Wulungu area

Mn 在干旱环境中含量较高，在潮湿环境中含量较低，Fe 在潮湿环境中易以Fe（OH）胶体快速沉淀，因此，沉积物中FeO/MnO 高值对应温湿气候，低值是干热气候的响应［23］。研究区红砾山组砂岩样品中，灰色、灰绿色、灰白色砂岩的FeO/MnO 值在14.35～19.23 之间，而黄色砂岩的FeO/MnO 值为8.13，低于灰色调砂岩的平均值，反映黄色砂岩经历了相对干热气候的结果。在潮湿气候下，SiO2由于化学风化而搬运迁移，Al2O3在潮湿气候下大量富集，因此可用沉积岩中SiO2/Al2O3值来反映古气候特点［24-25］，当比值大于4 时，指示干旱气候；反之，指示潮湿的气候。研究区红砾山组样品的SiO2/Al2O3值在4.78～11.53 之间波动，平均值为7.78，指示了红砾山组沉积时期干旱的古气候条件。Fe2+/Fe3+整体小于1（0.17～0.82），由灰色砂岩（平均值为0.61）至黄色砂岩（平均值为0.33），Fe2+/Fe3+值逐渐变小，反映了氧化程度逐渐变强，指示了整个红砾山组砂岩地球化学环境整体偏氧化，表现出原生的强氧化红杂色层沉积。

喜湿型元素主要有Cr、Ni、Mn、Cu、Fe、Ba、Th 等，而喜干型元素主要为Sr、Pb、Au、Ca、U、Zn 等［33，43］。本次选取Sr（喜干型元素）和Cu（喜湿型元素）的比值作为对古气候变化研究的参数。Cu 主要靠有机质输送到沉积物中时进入沉积物，常被作为有机质通量的理想指标［31］。Sr/Cu 值介于1.3～5.0 时，指示温湿气候，Sr/Cu 值大于5.0 则反映干旱的古气候条件［44-45］。研究区上白垩统红砾山组的25个泥岩样品中仅5 个样品的Sr/Cu 值小于5.0，最小值为3.22，最大值为24.75，平均值为7.9，反映了红砾山组沉积时期整体干旱、可能存在某个短时期内短暂的干湿交替的古气候条件。

5.3 黏土矿物的形成环境及其指示意义

在表生环境下可通过黏土矿物组合来判断古环境与古气候［46-47］。对覆盖研究区的8 件上白垩统红砾山组灰-灰白色、灰绿色、黄色三种不同颜色的砂岩样品全岩组分X 射线衍射分析得出，黏土矿物含量平均约占18.25%，全岩矿物均为石英、长石等粗粒矿物与黏土矿物、碳酸盐等细颗粒矿物的集合体，不含白云石。通过对红砾山组砂岩样品的黏土矿物组分的统计分析表明（表5、图9），不论是灰-灰白色、灰绿色还是黄色砂岩的黏土矿物组合类型基本一致，均包含蒙皂石、伊利石、绿泥石及少量高岭石，未见伊蒙混层和绿蒙混层等中间产物。其中以蒙皂石含量最高，一般在78%～94%之间，平均值为85%；伊利石次之，一般在4%～20%之间，平均值为11%；绿泥石含量较低，一般在2%～6%之间，平均值为3.25%；高岭石仅在个别样品中见到，含量极微，一般为1%～3%，平均值为2%。总之，红砾山组砂岩的黏土矿物组合类型以蒙皂石＋伊利石＋绿泥石型为主。虽然黏土矿物相对含量可能会受母岩、地形地貌等非气候因素的影响，但整体来看，研究区上白垩统红砾山组的蒙皂石含量处于较高值，不同于其他西北沙漠等干旱地区以伊利石+绿泥石的形式占优势的黏土矿物类型［45-49］。

表5 乌伦古地区上白垩统红砾山组砂岩全岩组分及黏土矿物含量/%分析结果表Table 5 Analysis results of whole rock composition and clay mineral content (%) of Upper Cretaceous Honglishan Formation in Wulungu area

图9 乌伦古地区上白垩统红砾山组黏土矿物分布Fig.9 Histogram of clay mineral content of Upper Cretaceous Honglishan Formation in the Wulungu area

在黏土分量中，自生蒙皂石［Al4Si8O20（OH）4］通常由碱性介质（pH＝7～8.5）条件（贫K+而富Na+和Ca2+）下遭受蚀变而形成，其形成与水解强度、水介质环境关系密切。蒙皂石通常由伊利石等前体物质在干湿交替气候下经历化学风化作用而形成，因此在温带地区或干旱-半干旱的条件下，蒙皂石与伊利石、绿泥石的比例可指示化学风化作用的强弱，比例越高，化学风化作用越强，气候更偏暖湿［50-51］。自生高岭石［Al（Si4O10）（OH）4］主要由富含硅酸盐矿物在酸性介质（pH＝5～6）作用下经过淋滤作用脱去碱性离子富集硅铝晶化形成，为风化程度极高的矿物，是弱酸性和淋滤作用、化学风化作用强烈的环境的指示矿物。在红砾砂组砂岩样品黏土分量结果中显示，蒙皂石含量极高，而高岭石含量极微，蒙皂石与伊利石具有较强的负相关性（图10），因此伊利石与蒙皂石之间存在较为明显的转化关系，且整体孔隙介质环境不适宜高岭石的形成与保存。伊利石［K2-xAl4（Al2-xSi6+xO20（OH）4）］大多是在K+/H+比率高的弱碱性（pH＝8）环境中由钾长石、云母等铝硅酸盐矿物淋滤作用下风化而成的，自生伊利石常与富钾离子的碱性介质有关。蒙皂石向绿泥石的转化必须要有重组的Fe2+和Mg2+的参与，而Fe2+和Mg2+一般在富有机质的强还原环境内相对富集，因此，绿泥石在富有机质的还原环境内相对富集［52-54］，而在氧化环境（如河流相）内含量相对较少。样品中的伊利石和绿泥石可能在砂岩成岩期形成，为砂岩中继承性的黏土矿物。总体而言，红砾山组砂岩总体表现为贫K+、碱性、气候偏暖，可能存在局部、短暂的干湿交替气候。

图10 乌伦古地区上白垩统红砾山组黏土矿物中蒙皂石（S）与伊利石（It）相关性图解Fig.10 Correlation diagram of semectite and illite in Upper Cretaceous Honglishan Formation in Wulungu area

5.4 古生物孢粉对古气候的指示意义

乌伦古地区钻孔ZKH1001 上白垩统红砾山组棕色和灰色泥岩样品中，孢粉化石丰度和分异度高，可称为具两气囊花粉Disacciatrileti-小桫椤孢Cyathidites minor-膜状巴彦花孢Bayanhuasporites membrancea组合（图11）。组合特征为：1）以裸子植物花粉占优势，约占85.52%；苔藓、蕨类植物孢子居次要位置，约占14.48%。2）裸子植物花粉中，两气囊松柏类含量最高，包括两气囊分化不完善的原始松柏类，约占 63.37%，主要为单/双束松粉Abietineae/Pinuspollenites，次为雪松粉Cedripites、云杉粉Piceaepollenites、罗汉松粉Podocarpidites、矩形四字粉Quadraeculina anellaeformis、真边四字粉Q.limbata、卵形原始松柏粉Protoconiferus oviformis、多变假云杉粉Pseudopicea variabiliformis、浅黄原始松粉Protopinus subluteus、兰德假瓦契杉粉Pseudowalchia landesii等；单沟类占9.58%，主要为苏铁粉Cycadopites、敞开广口粉Chasmatosporites hians、华美广口粉C.elegans等；杉科和无口器类也有一定含量，约占5.35%，其中杉科主要为卡里尔脑形粉Cerebropollenites carlylensis、脆弱同心粉Concentrisporites fragilis、褶皱周壁粉Perinopollenites elatoides等，无口器类约占4.50%，主要为无口器粉Inaperturopollenites；其余如南洋杉科的南洋杉粉Araucariacites、掌鳞杉科的环圈克拉梭粉Classopollis annulatus等数量较少。以Classopollis为代表的掌鳞杉科植物为常绿乔木，主要生长于斜坡高低的炎热、干旱环境。3）蕨类植物以紫萁科和桫椤科孢子为多，前者占3.15%～5.61%，平均为4.38%，主要为小紫萁孢Osmundacidites parvus、威氏紫萁孢O.wellmanii、变刺紫萁孢O.diversispinulatus等，后者占1.87%～6.30%，平均为4.09%，主要为小桫椤孢Cyathidites minor；桫椤生长区域表明为热带-亚热带气候环境，多分布于河湖沿岸及低洼地区，适宜过渡型生态环境。其余分子多为少量或零星出现，如蚌壳蕨科的联合金毛狗孢Cibotiumsporajuncta、石松科的南方拟棒石松孢Lycopodiumsporites austroclavatidites＋拟石松孢Lycopodiacidites等形态属种。苔藓类植物孢子仅见个别水藓科的平滑水藓孢Sphagnumsporites psilatus。

图11 乌伦古地区上白垩统红砾山组典型孢粉组合特征Fig.11 Characteristics of typical sporopollen assemblages of the Upper Cretaceous Honglishan Formation in Wwulungu area

裸子植物叶多为线形、针形或鳞形，稀为羽状全裂、扇形、阔叶形、带状或膜质鞘状，耐旱性较强，单叶面积较小，叶片较厚，叶面积与体积比小，以减少水分散失，叶片的气孔数量减少、气孔下陷、孔下室增大，或气孔附近具有唇状物或蜡质等特征可能是具有抗旱性的初步表现［55］。这些形态结构变化均能在一定程度上减少植物的水分散失，以便更适应高温、干旱环境。该孢粉组合反映出古气候具有干旱-半干旱炎热的特点，结合岩性-岩相特征，特别是大套陆相红杂色层碎屑建造，古地理环境应属干旱-半干旱、炎热、强蒸发条件下的河流相沉积，期间可能存在局部、短暂的丘陵-低洼地带的过渡型气候。

6 结论

1）乌伦古地区上白垩统红砾山组整体为一套红杂色碎屑建造，具有“下砂上泥、下黄上红、下粗上细”的沉积特征，岩石类型以石英长石砂岩、长石石英砂岩和长石砂岩为主。CIA、ICV 指数反映红砾山组沉积时期，物源区岩石遭受了较强的化学风化作用，并指示周缘物源区开始进入了构造活动期，这与乌伦古地区红砾山组底部普遍存在区域性的平行不整合面相吻合。

2）通过&U、U/Th、V/（V+Ni）、Ni/Co、Cu/Zn、Sr/Ba 等一系列组合比值的变化趋势，指示红砾山组沉积时为陆相淡水、循环较为顺畅的富氧-次富氧环境。通过对红砾山组灰白色和灰色砂岩样品进行硫及有机碳的分析，结果显示灰-灰白色砂岩的还原能力较为有限，间接反映了红砾山组砂岩中偏氧化-强氧化的古沉积环境。

3）红砾山组砂岩的黏土矿物组合类型以蒙皂石+伊利石+绿泥石型为主，蒙皂石尤其高，含量可达94%，且伊利石与蒙皂石之间存在较为明显的转化关系。孢粉以两气囊花粉Disacciatrileti-小桫椤孢Cyathidites minor-膜状巴彦花孢Bayanhuasporites membrancea组合为主，以裸子植物占优势，苔藓、蕨类植物孢子居次要位置，整体反映红砾山组沉积时期古地理环境属干旱-半干旱、较炎热、贫K+、碱性、强氧化、强蒸发条件下的河流相沉积，可能存在局部、短暂的干湿交替气候。综合而言，干旱的古气候条件是导致乌伦古地区上白垩统红砾山组红杂色碎屑建造的直接因素。