天然气地球科学 >

2021 , Vol. 32 >Issue 11: 1714 - 1723

DOI: https://doi.org/10.11764/j.issn.1672-1926.2021.08.014

天然气地球化学

青藏高原北部东昆仑地区三叠系元素地球化学组成对古环境的指示意义

  • 李青 , 1, 2 ,
  • 陈建洲 1, 2 ,
  • 王国仓 , 3 ,
  • 王瑾 1, 2 ,
  • 谢菁 1, 2 ,
  • 王琪玮 1, 2 ,
  • 晁海德 1, 2
展开
  • 1. 青海省第四地质勘查院，青海 西宁 810008
  • 2. 青海省页岩气资源重点实验室，青海 西宁 810008
  • 3. 中国科学院西北生态环境资源研究院，甘肃 兰州 730000
王国仓（1978-），男，甘肃秦安人，博士，主要从事油气地球化学研究.E-mail：.

李青（1991-），女，青海乐都人，工程师，主要从事能源矿产勘查及研究.E-mail：.

收稿日期: 2020-11-23

  修回日期: 2021-08-12

  网络出版日期: 2021-11-30

收起

The element compositions of the Triassic shales into the East Kunlun area (northern Tibetan Plateau) and their paleoenvironmental implications

  • Qing LI , 1, 2 ,
  • Jianzhou CHEN 1, 2 ,
  • Guocang WANG , 3 ,
  • Jin WANG 1, 2 ,
  • Jing XIE 1, 2 ,
  • Qiwei WANG 1, 2 ,
  • Haide CHAO 1, 2
Expand
  • 1. The Fourth Geological Exploration Institute of Qinghai Province, Xining 810008, China
  • 2. Key Laboratory of Shale Gas Resources of Qinghai Province, Xining 810008, China
  • 3. Northwest Institute of Eco⁃Environment and Resources of Chinese Academy of Sciences, Lanzhou 730000, China

Received date: 2020-11-23

  Revised date: 2021-08-12

  Online published: 2021-11-30

Supported by

The Clean Energy Mineral Special Project of Qinghai Province,China(2018137090kc054)

the Clean Energy Target Optimization in Qinghai Province funded by Geological Exploration and Development Bureau of Qinghai Province, China

Fold

本文亮点

基于青藏高原北部东昆仑地区八宝山盆地八页1井、八页2井、八页3井中的三叠系页岩微量元素和稀土元素测量结果，进行氧化还原条件、古盐度、古气候和古水深等古环境分析。结果显示：研究区三叠系八宝山组微量元素V/（V+Ni）值在0. 6~0. 84之间，Cu/Zn值在0. 21~0. 63之间，La/Ce>1.8，Sr/Ba<0. 5，B/Ga值绝大多数<3，Sr/Cu值在1~10之间，指示该地区当时的古水深基本大于15 m，为贫氧—缺氧、半咸水—淡水、温暖潮湿的海陆过渡相—陆相的沉积环境。另外，稀土元素含量较高，轻稀土元素富集，重稀土元素亏损，轻重稀土分异程度大，稀土元素配分曲线相互平行且呈明显的右倾V型，δEu为正异常，δCe为弱负异常，指示弱还原的沉积环境。

本文引用格式

李青 , 陈建洲 , 王国仓 , 王瑾 , 谢菁 , 王琪玮 , 晁海德 . 青藏高原北部东昆仑地区三叠系元素地球化学组成对古环境的指示意义[J]. 天然气地球科学, 2021 , 32(11) : 1714 -1723 . DOI: 10.11764/j.issn.1672-1926.2021.08.014

Highlights

Based on the geochemical analytical data of Wells Baye-1, Baye-2 and Baye-3 in the Triassic Babaoshan Formation in the East Kunlun area, the redox conditions, paleo-salinity, paleo-climate and paleo-water depth, are reconstructed. The results show that the V/(V + Ni) and Cu/Zn are 0.6-0.84 and 0.21-0.63, respectively, with La/Ce>1.8, Sr/Ba<0.5, B/Ga<3, and Sr/Cu=1-10. The proxies indicate that the paleowater depth should be more than 15 m, and the sedimentary environment was a marine-continental transitional facies-continental facies with oxygen-deficient, warm and humid, brackish water-fresh water. The contents of rare earth elements are high, with light rare earth elements enriched, but deficient in heavy rare earth elements. The distribution curves of rare earth elements are parallel with each other and present an obvious right-leaning V shape. The Eu is a positive anomaly, whilst Ce is a weak negative anomaly. These proxies indicate that the sedimentary environment was weakly reduced.

0 引言

微量元素和稀土元素是良好的地球化学指示剂、示踪迹、监测剂等，对沉积古环境有重要的指示意义［1］。青藏高原北部东昆仑地区三叠系八宝山组是该地区最主要的含气层段，近些年页岩有机地球化学特征、储集条件等方面的研究进展显著［2-3］，但针对该地区沉积古环境重建方面的研究相对欠缺，特别是利用微量元素、稀土元素等对古环境进行定量分析基本没有，这严重制约了该地区页岩气勘探的进程。因此，古环境重建已经成为该地区页岩气勘探最重要的核心地质问题之一。本文以东昆仑地区八宝山盆地八页1井、八页2井及八页3井钻遇的三叠系八宝山组页岩为研究对象，利用微量元素之间的比值及稀土元素特征值定量分析东昆仑地区三叠系氧化还原条件、古盐度、古气候及古水深等古环境特征，以期为东昆仑地区八宝山盆地八宝山组页岩气勘探提供有益的指导。

1 地质背景

东昆仑构造带位于柴达木盆地南缘断裂与东昆中断裂带之间，呈近东西向展布（图1）。
图1 青藏高原北部东昆仑造山带东段及邻区构造单元划分简图（据刘图杰［4］修编）

①柴达木盆地北缘断裂；②柴达木盆地南缘断裂；③东昆中断裂带；④东昆南断裂带；⑤布青山南坡断裂；⑥玛多—甘德断裂；⑦瓦洪山走滑断裂

Fig. 1 Division of tectonic units in the eastern segment of the East Kunlun orogenic belt and its adjacent areas in the northern Tibetan Plateau（revised according to LIU［4］）

八宝山盆地位于青藏高原北部昆仑山脉东段，位于昆中、昆南两大断裂带之间。这些断裂主要形成于加里东中期和华力西期［3］。研究区断裂构造按走向大致可分为近东西向断裂带和近南北向断裂带。其中近东西向断裂带和西西北—东南向断裂为区域性深断裂，将该区划分为不同的构造单元，由北向南可分为东昆北构造带、东昆南构造带和布青山—阿玛青构造混杂岩带。八宝山盆地发育了石炭系、二叠系、三叠系、侏罗系、新近系、第四系等，地层保存完好。三叠系包括闹仓尖沟组及八宝山组。八宝山组为本文研究的目标地层，岩性组合为紫红色、灰色、灰绿色复成分砾岩、含砾粗砂岩、粉砂岩、页岩等， 含植物、双壳类化石，其中的暗色泥页岩段为主要的页岩气储层（图2），地质时代为晚三叠世［5］。
图2 青藏高原北部东昆仑地区三叠系八宝山组柱状图

Fig. 2 Histogram of Triassic Babaoshan Formation in East Kunlun area of northern Tibetan Plateau

2 样品采集与测试

本文研究样品采自于青藏高原北部东昆仑地区八宝山盆地三叠系八宝山组的暗色泥页岩，其中八页1井样品25件，采集于八宝山组中段及下段（3~561.58 m）；八页2井样品57件，采集于八宝山组上段、中段及下段（567~1 530 m）；八页3井样品125件，采集于八宝山组下段（1 128~1 560 m）。测试仪器为电感耦合等离子体质谱仪（7700SeriesICP-MS），微量元素分析遵照DZ/T0279.3-2016区域地球化学样品分析方法第3部分；稀土元素分析遵照DZ/T0279.32-2016区域地球化学样品分析方法第32部分。
测试方法如下：①将岩石粉末样品过200目筛，烘干处理，将筛出粉末称取50 mg置于溶样器中；②依次加入10 mL硝酸、10 mL氢氟酸和2 mL高氯酸混合，对样品进行密封处理，消解放置过夜后，加热至高氯酸烟冒尽；③趁热加入8 mL王水，将样品置于恒温加热至溶液体积剩余2~3 mL，冷却后转入聚乙烯容量瓶中，摇匀，待测；④上机测试。
按仪器操作说明书规定条件启动仪器，进行初始化调试；仪器点燃后至少稳定30 min，期间用含1 ng/mL的Be、Co、In、Ce、U的调谐溶液进行仪器参数最佳化调试；采用内标校正方法，选185Re、103Rh为测定的内标元素，直接将内标元素工作溶液加入到空白溶液、校准曲线溶液和样品溶液中；分别测定校准空白溶液和多元素混合校准工作溶液，由计算机软件自动绘制各元素的校准曲线并存储数据；按测定条件进行空白测试溶液、标准物质溶液和试料溶液的测定，计算试料中各元素的质量分数。以上测试均在中国科学院西北生态环境资源研究院油气资源研究中心完成。

3 元素地球化学特征及古环境指示意义

3.1　分析结果

根据测试结果（表1），研究区八宝山组V/（V+Ni）值在0.59~0.9之间，平均值0.76；Cu/Zn值在0.11~0.64之间，平均值0.35；Ce/La值在1.8~2.56之间，平均值2.01；Sr/Ba值在0.09~1.25之间，平均值0.2；B/Ga值在1.09~7.58之间，平均值2.4；Sr/Cu值在1.39~27.18之间，平均值4.79；稀土总量（REE）为（134.47~316.37）×10-6，平均值200.08×10-6；LREE/HREE值为4.98~12.14，平均值8.53；（La/Yb）N值在6.02~17.4之间，平均值9.25；δEu值为0.39~1.2，平均值0.59；δCe值为0.89~1.27，平均值0.99。
表1 东昆仑地区三叠系八宝山组部分地球化学数据统计

Table 1 Statistics of partial geochemical data of Triassic Babaoshan Formation in East Kunlun area

参数 井号
八页1井 八页2井 八页3井
深度/m 62. 87 300. 75 373. 85 464. 65 540. 8 656. 77 677. 87 778. 87 867. 1 933. 82 1 017.8 1 369.7 1 563.1 1 129.4 1 160.1 1 221.7 1 271.8 1 311.9 1 367.6 1 414.2 1 476.7 1 535.5
V/10-6 127 101 85. 4 85. 8 118 90. 7 116 128 106 107 108 128 93. 8 72. 3 81. 2 113 71. 5 85. 6 52. 9 55. 5 66. 2 61. 7
Co/10-6 8 11. 6 12. 1 16. 4 15. 1 13. 8 14. 9 19. 2 12. 4 13. 8 18. 7 3. 19 14. 9 10. 3 13. 1 14. 9 15. 5 14. 3 9. 52 8. 62 10. 2 7. 06
Ni/10-6 23. 8 26. 9 26 25. 5 20. 6 33 34. 5 41. 3 35. 5 32. 2 37. 6 14. 9 36 28. 3 31. 9 42. 7 27. 2 32. 6 14 13. 3 13. 9 13. 1
Cu/10-6 52. 7 40. 2 33. 8 32. 1 38. 7 24. 7 32. 9 36. 9 31. 8 29. 6 32. 1 44. 7 32. 1 26. 2 29. 8 35. 6 21. 9 29. 8 14 12. 8 19. 9 21. 9
Zn/10-6 82. 2 72. 1 90. 4 95. 7 130 83. 2 109 103 116 104 90. 4 82. 2 75. 4 75. 8 97. 9 92. 1 78. 6 57. 6 47. 1 60. 7 89. 7 80. 4
Ga/10-6 35 24 21 20. 8 24. 3 20. 1 22. 7 26. 4 22. 7 23. 4 23 30. 8 20. 2 19. 8 21 21. 6 17. 1 20 21. 9 17. 4 22. 5 23. 9
Sr/10-6 73. 1 236 85. 2 168 119 177 152 153 155 155 143 87. 7 112 71. 8 91. 1 90. 3 96 94. 1 61. 2 76. 8 88. 5 75. 3
B/10-6 75. 9 63. 8 26. 7 30. 7 38. 7 46. 4 59. 8 70. 8 51. 9 54. 6 61. 9 61. 9 48. 4 73. 4 43. 4 63. 7 52. 3 62. 7 36. 6 36. 6 36. 6 54. 3
Ba/10-6 788 487 557 672 1090 369 483 703 577 583 553 720 528 250 487 467 353 725 854 773 916 984
La/10-6 50. 8 47. 6 48. 1 47. 8 57. 3 37. 2 44. 2 45. 7 41 40. 9 41. 9 44 35. 7 39. 9 37. 5 36. 9 35. 7 42. 4 53. 3 33. 7 43. 5 49. 7
Ce/10-6 94. 6 89 97. 2 96. 4 122 74. 4 91 93. 9 82. 8 81. 7 83. 9 81. 7 73. 9 75. 9 72. 1 70. 7 67. 3 82. 1 105 63. 5 87. 5 99. 4
Pr/10-6 11. 8 10. 9 10. 9 10. 4 12. 9 8. 56 10. 4 10. 8 9. 49 9. 49 10. 1 11 8. 23 8. 73 8. 37 7. 98 7. 67 9. 69 12. 2 7. 45 10. 4 11. 7
Nd/10-6 41. 7 39. 7 40. 6 39. 1 48. 5 32. 3 39. 4 40. 5 35. 8 35. 1 38. 7 41 31. 3 31. 1 30. 8 29. 3 27. 6 37. 3 46. 9 27. 9 39. 7 44. 6
Sm/10-6 7. 6 8. 01 7. 97 7. 77 9. 37 6. 36 7. 6 7. 5 6. 99 6. 63 7. 75 7. 68 6. 17 5. 92 5. 95 5. 83 5. 19 6. 98 8. 27 5. 58 8. 08 8. 7
Eu/10-6 1. 52 1. 55 1. 23 1. 2 1. 76 1. 31 1. 49 1. 37 1. 45 1. 19 1. 58 1. 2 1. 27 1. 1 1. 19 1. 39 1. 07 1. 36 1. 02 0. 96 1. 36 1. 32
Gd/10-6 6. 76 7. 1 6. 68 6. 92 7. 56 5. 66 6. 57 6. 57 6. 68 5. 79 6. 9 6. 72 5. 93 5. 59 5. 56 5. 91 4. 9 6. 01 7 5. 2 7. 17 7. 55
Tb/10-6 1. 09 1. 13 1. 2 1. 23 1. 25 0. 86 1. 01 0. 98 1. 04 0. 89 1. 04 1 1 0. 86 0. 86 0. 95 0. 76 0. 96 1. 11 0. 84 1. 22 1. 29
Dy/10-6 6. 3 6. 02 6. 96 7. 01 7. 06 4. 81 5. 59 5. 4 5. 66 4. 85 5. 59 5. 39 5. 3 4. 86 4. 77 5. 27 4. 29 5. 51 6. 72 4. 83 7. 16 7. 43
Ho/10-6 1. 27 1. 15 1. 43 1. 42 1. 46 0. 95 1. 11 1. 08 1. 12 1. 01 1. 12 1. 04 1. 04 0. 93 0. 92 1. 02 0. 85 1. 05 1. 38 0. 94 1. 36 1. 45
Er/10-6 3. 79 3. 31 4. 2 4. 06 4. 35 2. 81 3. 28 3. 25 3. 29 3. 01 3. 27 3 2. 93 2. 87 2. 65 2. 98 2. 57 3. 14 4. 17 2. 65 4. 05 4. 31
Tm/10-6 0. 64 0. 54 0. 7 0. 68 0. 72 0. 45 0. 51 0. 49 0. 49 0. 46 0. 49 0. 46 0. 44 0. 43 0. 39 0. 44 0. 38 0. 52 0. 69 0. 43 0. 66 0. 71
Yb/10-6 4. 43 3. 68 4. 42 4. 21 4. 58 2. 87 3. 3 3. 08 3. 03 2. 92 3. 06 2. 98 3. 04 2. 97 2. 67 2. 97 2. 61 3. 2 4. 46 2. 77 4. 12 4. 5
Lu/10-6 0. 64 0. 55 0. 72 0. 66 0. 75 0. 45 0. 52 0. 51 0. 5 0. 49 0. 49 0. 45 0. 46 0. 44 0. 4 0. 44 0. 39 0. 48 0. 67 0. 42 0. 62 0. 66
Y/10-6 34. 6 33. 1 40. 9 40. 7 40. 9 23. 8 28. 1 27. 9 28. 9 26. 5 29. 2 26. 8 25. 3 26. 9 25. 9 30. 1 25 27. 6 36. 9 24. 6 36. 6 38. 9
ΣREE/10-6 232. 94 220. 24 232. 31 228. 86 279. 56 178. 99 215. 98 221. 13 199. 34 194. 43 205. 89 207. 62 176. 71 181. 6 174. 13 172. 08 161. 28 200. 7 252. 89 157. 17 216. 9 243. 32
L/10-6 208. 02 196. 76 206 202. 67 251. 83 160. 13 194. 09 199. 77 177. 53 175. 01 183. 93 186. 58 156. 57 162. 65 155. 91 152. 1 144. 53 179. 83 226. 69 139. 09 190. 54 215. 42
H/10-6 24. 92 23. 48 26. 31 26. 19 27. 73 18. 86 21. 89 21. 36 21. 81 19. 42 21. 96 21. 04 20. 14 18. 95 18. 22 19. 98 16. 75 20. 87 26. 2 18. 08 26. 36 27. 9
L/H 8. 35 8. 38 7. 83 7. 74 9. 08 8. 49 8. 87 9. 35 8. 14 9. 01 8. 38 8. 87 7. 77 8. 58 8. 56 7. 61 8. 63 8. 62 8. 65 7. 69 7. 23 7. 72
LaN/YbN 8. 23 9. 28 7. 81 8. 14 8. 97 9. 30 9. 61 10. 64 9. 71 10. 05 9. 82 10. 59 8. 42 9. 64 10. 07 8. 91 9. 81 9. 50 8. 57 8. 73 7. 57 7. 92
δEu 0. 63 0. 62 0. 50 0. 49 0. 62 0. 65 0. 63 0. 58 0. 64 0. 57 0. 65 0. 50 0. 63 0. 58 0. 62 0. 72 0. 64 0. 63 0. 40 0. 54 0. 53 0. 49
δCe 0. 91 0. 92 1. 00 1. 01 1. 06 0. 98 1. 00 1. 00 0. 99 0. 98 0. 97 0. 89 1. 02 0. 95 0. 96 0. 96 0. 95 0. 96 0. 97 0. 94 0. 98 0. 98

注：N表示C1球粒陨石标准化；LREE，HREE分别为轻、重稀土元素含量；ΣREE=LREE+HREE；L/H= LREE/HREE

3.2　微量元素地球化学特征

3.2.1　氧化-还原条件

常见的氧化—还原敏感元素有V、Cr、Ni、Co、Cu、Zn、Mo、Cd、U等，其相互间的比值是比较可靠的反映氧化—还原环境的指标。
V/（V+Ni）值是反映氧化还原条件的有效指标，V/（V+Ni）<0.46，有氧；V/（V+Ni）值介于0.46~0.60之间，贫氧环境；V/（V+Ni）值介于0.60~0.84之间，缺氧环境；V/（V+Ni）>0.84，闭塞环境［6］。根据表1和图3（a），研究区八宝山组V/（V+Ni）值大多在0.6~0.84之间，为缺氧环境。
图3 东昆仑地区三叠系八宝山组微量元素及其比值相关性图

（a）V—（V+Ni）相关性图；(b)Cu—Zn相关性图；(c) Ce—La相关性图；(d)—(f)元素比值地化指标图；(g)Sr—Ba相关性图；(h)B—Ga相关性图；(i)Sr—Cu相关性图

Fig.3 The correlation diagram of trace elements value and their ratios in Triassic Babaoshan Formation in East Kunlun area

Cu/Zn值的高低可以反映沉积环境的氧化—还原情况，Cu/Zn值越高，水体的含氧度越低，还原程度越高［7］。Cu/Zn>0.63为富氧环境，Cu/Zn值介于0.50~0.63之间为弱氧化环境，Cu/Zn值介于0.38~0.50之间为弱还原—弱氧化环境，Cu/Zn值介于0.21~0.38之间为弱还原环境，Cu/Zn<0.21为厌氧环境［8］。根据表1和图3（b），研究区八宝山组Cu/Zn值多介于0.21~0.63之间，说明该地区为弱还原—弱氧化环境。
Ce/La<1.5为富氧环境，Ce/La值介于1.5~1.8之间为贫氧环境，Ce/La>1.8为厌氧环境［9］。根据表1和图3（c），研究区八宝山组Ce/La>1.8，为缺氧环境。
综合图解［图3（d）—图3（f）］显示，Cu/Zn、Ce/La、V/（V+Ni）值交点基本落在贫氧—缺氧的沉积环境中，结合上述单元素比值说明三叠系八宝山组为贫氧—缺氧沉积环境。

3.2.2　古盐度

用地球化学的方法推断古盐度是最常用的，包括硼法、元素比值法、沉积磷酸盐法等［10］。本文采用微量元素Sr/Ba值和B/Ga值分析古盐度。
Sr/Ba目前是表示水体盐度使用最为广泛的重要指标。通常，Sr/Ba值>1为海水；Sr/Ba值在0.5~1之间为混合水；Sr/Ba<0.5为淡水［11-12］。根据表1和图3（g），研究区Sr/Ba值除八页1井个别样处于0.5~1之间为半咸水环境外，其他八宝山组Sr/Ba值均<0.5为淡水环境。
B/Ga值<3时指示水体主要为淡水，当B/Ga值为3~5之间时指示水体主要为半咸水，当该值>5时指示水体主要为盐水［13］。根据表1和图3（h），研究区B/Ga值多<3，极少数值在3~5之间，说明研究区主要为淡水环境，也有半咸水环境。

3.2.3　古气候

对于沉积物的形成，气候可以影响母岩风化作用强弱、沉积物的搬运和组成等［14］。本文研究选取喜湿型元素Cu和喜干型元素Sr，通过观察两元素间的比值Sr/Cu来评价研究区的古气候条件［15］。通常Sr/Cu值介于1~10之间指示温湿气候，Sr/Cu>10则对应干热气候［16］。根据表1和图3（i），研究区八宝山组Sr/Cu值大多数在1~10之间，表明该地区沉积时以温暖潮湿气候为主。

3.2.4　古水深

吴智平等［17］提出了一种运用沉积岩中钴（Co） 含量来推算古水深的新方法， 在实际工作中加以运用并获得了较好的效果。本文研究中借用这种方法来推算东昆仑地区三叠系八宝山组沉积期最大古水深， 公式如下：
V s = V o × N C o / ( S C o - t × T C o )
t = S L a / N L a
h = 3.05 × 10 5 / V s 1.5
式中：V s为某样品沉积时的沉积速率，m/Ma； V o为当时正常水体沉积速率，150~300 m/Ma；N Co为正常水体沉积物中的Co的丰度，为20×10-6；S Co为样品中Co的丰度；T Co为陆源碎屑岩中Co的平均丰度，4.68×10-6；S La为样品中La的丰度；N La为陆源碎屑岩中La的平均丰度，38.99×10-6；h为古水深。谢其锋［18］研究发现早三叠世沉积速率较大，晚三叠世沉积速率较小，八宝山组处于晚三叠世，所以本文的研究中V O取150 m/Ma。
水深的变化与氧化—还原条件的变化息息相关，湖泊环境水体深度不同，其充氧程度也不相同。据前人研究，浅水环境中的水体充氧程度高，为氧化环境，氧化环境的深度一般<15 m；半深水环境中表现为弱氧化—弱还原环境，其深度范围一般为15~30 m，也可>30 m；深水环境则表现为强还原环境，其深度范围一般>30 m［19-20］。
古水深恢复结果表明，东昆仑地区三叠系八宝山组水体深度基本>15 m（图4），为弱还原—还原环境，与文章前述氧化还原条件所得结论一致。
图4 东昆仑地区三叠系八宝山组古水深恢复结果

Fig. 4 Paleobathymetric restoration map in Triassic Babaoshan Formation in East Kunlun area

3.2.5　沉积相

微量元素的比值在判别沉积相方面得到了广泛应用，彭海燕等［21］研究认为Sr/Ba<0.5为陆相沉积；Sr/Ba值在0.5~0.8之间为海—陆过渡相沉积；Sr/Ba>0.8为海相沉积。根据表1和图3（g），八宝山组Sr/Ba值基本<0.5。一般认为，海相沉积物的B/Ga值均>4.5，而陆相沉积物B/Ga值普遍<3.3［22］。根据表1及图3（h），研究区八宝山组B/Ga值基本小于3.3，少数值在3.3~4.5之间。综合Sr/Ba值、B/Ga值表明研究区为海陆过渡组—陆相。

3.3　稀土元素地球化学特征

利用二分法将稀土元素分为轻稀土元素和重稀土元素，其中轻稀土包括La、Ce、Pr、Nd、Pm、Sm和Eu，重稀土包括Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb、Lu和Y。根据表1，研究区稀土总量高于地壳平均值146.4×10-6［23］，表现出明显的稀土元素富集特征。轻稀土、重稀土元素含量比值（LREE/HREE）及（La/Yb）N是稀土元素地球化学分析中的重要参数，能反映稀土元素的分异程度［24］。LREE/HREE及（La/Yb）N数据表明研究区具有明显轻稀土富集、重稀土亏损、轻重稀土分异程度较大的特征，符合页岩中稀土元素的分布规律。
稀土元素配分模式有球粒陨石标准化和北美页岩标准化2种途径［25］。本文根据C1球粒陨石［26］对稀土元素测试数据进行标准化，绘制研究区球粒陨石标准化稀土元素配分模式图（图5）。从图中可以看出，三叠系八宝山组稀土元素配分曲线呈现为一致的向右倾斜的“Ｖ”字型，同时可看出轻稀土段的曲线斜率大，显示出三叠系八宝山组轻稀土富集，重稀土亏损，轻、重稀土元素分异程度高的特征。
图5 东昆仑地区三叠系八宝山组页岩稀土元素配分模式图

Fig.5 Rave-earth element distribation pattern of Triassic Babaoshan Formation in East Kunlun area

当δEu>1时，为Eu正异常；当δEu<1时，为Eu负异常［27］，δEu值越小，岩石的分异指数越大，则分异度越高［28］。Ce异常是有效的氧化还原指示剂［29］，当δCe>1时，为正异常，指示缺氧的沉积环境；δCe<1为负异常，指示氧化环境［30］。根据表1可知研究区东昆仑地区三叠系八宝山组Eu呈负异常，δCe表现为微弱的正异常，表明沉积环境为弱还原环境。

3.4　与其他地区晚三叠世古环境的对比

东海陆架南部的粤东地区晚三叠世，气候温暖湿润，沉积水体深度较大的滨海—浅海陆棚—深水陆棚环境，其沉积环境为厌氧环境［31］。鄂尔多斯盆地白豹地区为潮湿气候条件下滨湖—浅湖的淡水沉积，湖盆水体呈弱还原条件［32］。鄂尔多斯盆地上三叠统长7油层组V/（V+Ni）值基本分布在0.6~0.8之间，Sr/Ba值为0.19~0.65，B/Ga值为1.48~4.26，Sr/Cu值基本介于1~10之间，最大古水深为50~120 m，表明该地区油页岩形成于温暖潮湿、缺氧的陆相淡水沉积环境［15，33-34］。通过比较发现，上述两地区与研究区的古环境相似，这种沉积环境有利于页岩有机质的富集和保存，表明研究区也具有较好的页岩气勘查开发前景。

4 结论

（1）V/（V+Ni）值、Cu/Zn值、Ce/La值等微量元素指标表明青藏高原北部东昆仑地区三叠系八宝山组沉积以缺氧环境为主，稀土元素δCe为微弱的正异常，指示沉积环境为弱还原环境。
（2）Sr/Ba、Sr/Cu、B/Ga等微量元素比值显示东昆仑地区三叠系八宝山组沉积时以温暖潮湿气候为主，海—陆过渡相沉积环境。
（3）东昆仑地区三叠系八宝山组稀土元素总量高于地壳稀土总量，稀土元素配分曲线呈现一致的向右倾斜的“V”字型，δEu＜1，为Eu负异常，δCe为微弱的正异常，表明沉积环境为弱还原环境。轻稀土富集，重稀土亏损，轻、重稀土元素分异程度高，符合页岩中稀土元素分布规律。

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