Geochemical Characteristics and Provenance Analysis of Middle Jurassic Xintiangou Formation in Dijiang-Changshou Area
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摘要:
笔者以川东地区垫江-长寿一带新田沟组为研究对象，旨在研究新田沟组碎屑岩物质来源及源区构造环境，为进一步研究四川盆地东部侏罗系湖盆演化提供依据。笔者在垫江县和长寿区各测制1条剖面，了解了新田沟组岩性特征和沉积环境，并在两条剖面上采集了28件地球化学样品，所有样品均进行全岩主量、微量和稀土元素分析测试。其中，Al2O3/TiO2值和La/Th-Hf图解、Co/Th-La/Sc图解均指示源岩为长英质岩石、安山质岩石和古老沉积物。稀土元素La、Lan/Ybn、ΣLREE/ΣhREE值、La/Y—Sc/Cr图解；主量元素TFe2O3+ MgO、SiO2/Al2O3、K2O/Na2O等的平均值、 K2O/Na2O-SiO2判别图解；微量元素Sc/Cr、Zr/Hf等比值和Th-Co-Zr/10、La-Th-Sc、Th-Sc-Zr/10等构造环境判别图解，显示源区构造环境为大陆岛弧和被动大陆边缘。结合前人研究成果，可知研究区新田沟组物质来源于南秦岭-大巴山地区，物源主要为长英质岩石、安山质岩石和古老沉积物；物源区构造背景为南秦岭大巴山不同构造阶段的大陆岛弧环境和被动大陆边缘。
Abstract:This paper takes the Xintiangou Formation in Dianjiang-Changshou area of eastern Sichuan as the research object, aiming at studying the source of clastic rocks and the tectonic environment of the source area in Xintiangou Formation, and provides a basis for further study of Jurassic lake basin evolution in eastern Sichuan Basin. In this paper, one profile of Xintiangou Formation was measured in Dianjiang County and Changshou District, respectively, understanding the lithologic characteristics and sedimentary environment of Xintiangou Formation.28 geochemical samples were collected from 2 sections, and all samples were analyzed for major, trace and rare earth elements. Among them, Al2O3/TiO2, La/Th-Hf and Co/Th-La/Sc diagrams indicate that the source rocks are felsic, andesitic and ancient sediments. Rare earth elements La, Lan/Ybn, ΣLREE/ΣhREE value, La/Y-Sc/Cr diagram, and main elements TFe2O3+MgO, SiO2/Al2O3, K2O/Na2O, et a1 average, K2O/Na2O-SiO2 discriminant diagram, and the discrimination diagrams of Sc/Cr values, Zr/Hf values, et a1 and Th-Co-Zr/10, La-Th-Sc, Th-Sc-Zr/10 tectonic environment shows that tectonic setting of source area is continental island arc and passive continental margin.Combined with previous research results, it can be seen that the material of Xintiangou Formation in the study area comes from the South Qinling-Daba Mountains area, and the materials are mainly felsic rocks, andesitic rocks and ancient sediments. The tectonic setting of the provenance area is the continental island arc environment and passive continental margin of different tectonic stages of the South Qinling-Daba Mountains area.
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Keywords:
- Xintiangou Formation /
- geochemical characteristics /
- provenance /
- tectonic setting
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侏罗系是四川盆地主要的产油系，目前对四川盆地侏罗系的勘探和开发主要集中在川中和川西（王世谦等，2001；陈世加等，2014；李书兵等，2016；郑志红等，2017；黄东等，2017；邹娟等，2018），近年来很多学者认为川东地区侏罗系地层也具有与川中地区侏罗系十分相似的油气成藏条件和丰富的油气资源（陈宗清等，1990；王世谦等，2005，2012；蒋裕强，2010；杨跃明，2016；李扬等，2017），但由于川东地区构造高部位侏罗系地层已被剥蚀殆尽，未能受到足够重视（邹娟等，2018），20世纪80年代以来前人对四川盆地侏罗系地层做过一定的研究，大多从油气评价角度和基础地质研究方面开展的，地球化学特征及物质来源等方面的研究相对匮乏。笔者结合前人研究成果与基础地质调查成果（韦清海等，1980；杨弘忠等，2016；周正茂等，2021），以川东地区垫江-长寿一带新田沟组为研究对象，在实测地层剖面基础上对目标层位的岩性特征、沉积环境，以及元素地球化学特征等进行分析，研究新田沟组碎屑岩物质来源及源区构造环境。为进一步研究四川盆地东部侏罗系湖盆演化提供依据。
1. 研究区地质概况
研究区位于四川盆地东部，大地构造位置属于扬子陆块（Ⅳ-4）-四川中生代盆地（Ⅳ-4-2），万州拗褶带（Ⅳ-4-2-1），地处华蓥山断裂以东，七曜山断裂以西，是高陡背斜带为主体的褶皱构造区（图1）。构造以NE、NNE隔挡式褶皱为主。
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图 1 研究区大地构造位置图Ⅳ.羌塘-扬子-华南板块；Ⅳ-4.扬子陆块；Ⅳ-4-2.四川中生代盆地；Ⅳ-4-2-1.万州拗褶带；Ⅳ-4-2-2.华蓥山隆褶带Figure 1. The geotectonic position of the study area研究区地层以三叠系和侏罗系地层为主，其中侏罗系地层广泛分布且下、中、上统发育齐全。三叠系地层分布范围小，仅出露于研究区铁峰山背斜和明月峡背斜核部，其中嘉陵江组仅出露四段且不完全，巴东组和须家河组出露完整；侏罗系地层在研究区内广泛分布（见图2）。区内地层由老到新依次为下三叠统嘉陵江组四段、中三叠统巴东组、上三叠统须家河组、下侏罗统珍珠冲组、自流井组（东岳庙段、马鞍山段、大安寨段）、中侏罗统新田沟组、沙溪庙组（一段、二段）、上侏罗统遂宁组、蓬莱镇组和第四系（杨弘忠等，2016；周正茂等，2021）。
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图 2 研究区地质简图及剖面位置图1.下侏罗统蓬莱镇组、遂宁组；2.中侏罗统沙溪庙组、新田沟组；3.下侏罗统自流井组、珍珠冲组；4.三叠系须家河组、巴东组、嘉陵江组；5.地质界线；6.产状；7.背斜；8.向斜；9断层；10.剖面位置Figure 2. Geological map and section location map of the study area2. 典型剖面特征
本次研究工作，在垫江县铁门乡和长寿区石堰镇星光村共测制2条中侏罗统新田沟组剖面，剖面位置如图2a所示。
2.1 星光村剖面（XG01）
该剖面位于重庆市长寿区星光村，剖面编号为XG01，剖面起点坐标为X=107°9′31″；Y=30°6′38″，剖面总长度为200.8 m，其中新田沟组厚度为126.8 m，其沉积过程可分为3个阶段（杨弘忠等，2016；周正茂等，2021）：第一阶段（5层）为下部地层，岩性特征为灰黄色、灰绿色粉砂岩夹泥岩，底部常发育有水平层理，反映了浅湖相的沉积环境；第二阶段（6～14层）为中下部，岩性为深灰色、灰黑色页岩与粉砂质泥岩，在该阶段中可见频繁发育的水平层理，在6层底部可见薄层状生物碎屑和透镜体，反映了湖侵体系，研究区由浅湖相逐渐过渡为半深湖相，指示了该阶段内湖泊水位加深的过程，含氧量相对于底部岩层有所下降；第三阶段（15～26层）岩性为灰白色、灰黄色岩屑砂岩、粉砂岩夹灰绿色泥岩，砂岩内可见平行层理和沙纹层理，该阶段岩性的变化特征为由灰黑色泥岩与灰绿色粉砂岩夹层逐渐向上粉砂岩、细砂岩夹层有增多变厚的趋势。沉积相组合为浅湖相-滨湖相，反映了湖退体系，沉积环境变化整体上为湖平面呈逐渐下降趋势，水深逐渐变浅。见图3剖面图，图4综合柱状图。
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图 3 研究区中侏罗统新田沟组星光村实测地层剖面图Figure 3. The measured stratigraphic profile of Xingguang Village, Xintiangou Formation, Middle Jurassic in the study area![]()
图 4 星光村新田沟组剖面综合柱状图Figure 4. Comprehensive histogram of Xintiangou Formation section in Xingguang Village2.2 铁门乡剖面（TM02）
重庆垫江县铁门乡新田沟组剖面位于重庆市垫江县铁门乡，剖面编号为TM02，剖面起点为X=107°42′58″；Y=30°29′43″。剖面地层总厚度为411.3 m，其中新田沟组地层厚度为365.7 m。其沉积阶段演化过程可分为3个阶段（杨弘忠等，2016；周正茂等，2021）：第一阶段（3～5层）发育浅湖相沉积，主要岩性为灰绿色粉砂岩和细砂岩，底部发育不稳定的杂色泥岩具有氧化环境的特征；第二阶段（6～14层）发育深灰色、灰黑色粉砂质页岩夹粉砂岩，与研究区南部不同的是，北部的沉积环境在这一阶段出现半深湖相泥页岩的厚度较薄，大部分为浅湖相沉积，推测北部可能与湖盆中心距离较远，导致在湖侵过程中沉积水体较浅；第三阶段（14～36层）为湖退体系，整体的沉积环境为浅湖-滨湖沉积，剖面顶部紫红色粉砂质泥岩厚度增多，是沉积水体变浅的有利证据（图5、图6）。
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图 5 铁门乡新田沟组剖面综合柱状图Figure 5. Comprehensive histogram of Xintiangou Formation section in Tiemen Township![]()
图 6 研究区中侏罗统新田沟组铁门乡实测地层剖面图Figure 6. The measured stratigraphic section of Tiemen Township, Xintiangou Formation, Middle Jurassic in the study area3. 地球化学特征及物源分析
3.1 取样及测试
本次样品的采样工作在长寿区石堰镇星光村剖面（XG01）和垫江县铁门乡剖面（TM02）上完成，其中在星光村剖面上采集样品17，在铁门乡剖面上采集样品11件，合计28件样品，采样位置如图3和图6所示，样品的岩性为砂岩、粉砂岩和泥（页）岩。所有样品均进行全岩主量、微量和稀土元素分析测试，实验测试在廊坊市诚信地质服务有限公司进行，测试结果及地球化学特征如表1～表4所示。
表 1 研究区新田沟组碎屑岩主量元素含量（%）与化学风化指标统计表Table 1. Statistical table of major element content (%) and chemical weathering index of clastic rock of Xintiangou Formation in study area样品编号 岩性 SiO2 Al2O3 TiO2 TFe2O3 MnO MgO CaO Na2O K2O P2O5 LOI CIA ICV CIW PIA XG01-1 页岩 60.14 18.35 0.89 7.10 0.04 2.22 0.63 0.95 2.68 0.13 6.86 77.63 0.62 88.49 86.62 XG01-2 页岩 61.81 16.36 0.80 7.03 0.07 2.31 1.13 1.23 2.18 0.17 6.74 73.08 0.75 81.69 79.25 XG01-3 页岩 60.01 18.59 0.88 6.54 0.03 1.77 0.62 0.67 3.16 0.13 7.59 77.70 0.60 90.66 88.79 XG01-4 页岩 57.82 19.89 0.81 5.67 0.02 1.80 0.60 0.54 3.69 0.17 8.96 78.08 0.54 92.60 90.92 XG01-5 泥岩 60.34 18.00 0.89 6.54 0.04 1.76 0.63 1.39 2.86 0.22 7.01 75.02 0.67 86.14 83.72 XG01-6 砂岩 73.47 12.52 0.83 3.90 0.05 1.03 0.63 2.29 1.50 0.19 3.58 67.33 0.82 73.77 71.00 XG01-7 砂岩 62.22 13.06 0.40 3.68 0.26 1.21 6.74 2.23 2.14 0.11 7.81 57.52 1.70 64.05 59.44 XG01-8 泥岩 64.23 16.04 0.74 6.14 0.03 1.94 0.55 1.12 3.18 0.12 5.88 72.74 0.70 86.20 83.06 XG01-9 泥岩 59.52 16.59 0.77 7.12 0.06 2.55 1.85 1.62 2.93 0.22 6.59 66.15 0.90 75.73 71.62 XG01-10 砂岩 73.13 12.44 0.59 4.12 0.04 1.23 0.58 2.11 1.74 0.16 3.85 67.35 0.80 74.99 71.79 XG01-11 砂岩 75.34 11.41 0.52 3.27 0.04 1.03 0.81 2.53 1.85 0.12 3.08 60.79 0.92 68.05 63.72 XG01-12 粉砂岩 63.88 16.42 0.87 5.68 0.06 2.07 1.00 1.93 3.14 0.16 4.77 67.18 0.81 78.03 73.79 XG01-13 砂岩 72.32 12.35 0.57 4.41 0.06 1.38 0.87 2.51 2.10 0.15 3.12 61.81 0.95 69.74 65.28 XG01-14 砂岩 74.35 11.51 0.87 3.52 0.60 0.82 0.48 1.88 2.03 0.17 3.75 66.63 1.04 76.33 72.30 XG01-15 粉砂岩 46.79 15.63 0.64 6.22 0.12 1.90 9.95 0.40 3.47 0.12 14.75 75.50 1.78 92.23 90.02 XG01-16 砂岩 63.21 10.19 0.30 3.46 0.20 0.92 8.90 2.22 1.97 0.43 8.05 51.89 2.49 58.20 52.41 XG01-17 泥岩 59.06 18.30 0.75 6.38 0.05 2.48 0.86 1.45 3.56 0.17 6.75 71.26 0.71 83.84 80.38 TM02-1 砂岩 72.48 10.18 0.47 8.44 0.03 1.24 0.65 1.31 0.84 0.10 4.27 71.77 1.01 76.70 74.98 TM02-2 页岩 57.07 20.59 0.97 7.20 0.05 2.55 0.66 0.78 3.53 0.19 6.39 77.86 0.60 91.01 89.18 TM02-3 粉砂岩 64.69 16.42 0.81 5.73 0.06 1.48 0.80 1.40 2.20 0.21 6.18 74.45 0.67 83.46 81.19 TM02-4 砂岩 68.14 12.47 0.59 4.08 0.29 1.07 3.51 2.20 1.65 0.14 5.86 58.06 1.31 63.33 59.67 TM02-5 泥岩 57.88 19.54 0.85 7.10 0.03 1.81 0.80 0.61 3.37 0.18 7.81 77.52 0.61 90.63 88.72 TM02-6 粉砂岩 64.25 15.66 0.83 6.28 0.04 1.91 0.85 1.79 2.99 0.17 5.21 68.20 0.83 79.39 75.34 TM02-7 粉砂岩 62.53 16.28 0.76 6.93 0.03 1.94 0.89 1.48 3.32 0.22 5.59 69.54 0.81 82.16 78.20 TM02-8 泥页岩 65.26 11.63 0.45 3.63 0.16 1.23 5.91 2.49 2.37 0.18 6.68 51.99 1.80 58.72 52.58 TM02-9 砂岩 73.40 11.97 0.46 3.61 0.05 1.18 1.41 3.23 1.05 0.11 3.53 57.74 1.01 61.08 58.69 TM02-10 泥岩 67.71 14.95 0.81 3.91 0.05 1.66 1.18 1.99 3.35 0.13 4.24 63.13 0.85 74.54 68.92 TM02-11 泥岩 77.09 10.67 0.34 2.15 0.05 0.82 1.42 2.79 1.65 0.10 2.92 55.02 1.03 60.60 56.15 平均值 64.93 13.93 0.69 5.35 0.09 1.62 1.96 1.68 2.52 0.17 5.99 67.60 0.98 77.23 73.85 PAAS 62.80 18.90 1.00 0.11 2.20 1.30 1.20 3.70 0.16 表 2 研究区新田沟组碎屑岩微量元素含量（10−6）Table 2. Contents of trace elements in clastic rocks of Xintiangou Formation in the study area (10−6)样品
编号岩性 Sc V Cr Co Ni Cu Zn Ga Rb Sr Zr Nb Cs Pb Th U Ba Hf XG01-1 页岩 18.17 128.34 101.06 29.66 53.27 41.98 98.57 24.60 127.20 89.46 350.62 15.24 9.86 26.81 14.97 3.42 487.62 9.83 XG01-2 页岩 13.51 92.80 74.40 12.77 34.56 27.39 91.19 19.49 88.23 90.36 300.45 14.60 5.14 21.81 13.20 2.83 405.57 8.74 XG01-3 页岩 18.87 137.54 98.28 12.88 47.10 42.72 114.66 25.68 145.81 80.53 332.34 16.18 11.03 27.11 15.26 3.27 554.51 9.92 XG01-4 页岩 19.84 149.67 91.52 7.85 46.71 51.16 98.56 27.65 172.18 79.91 326.04 15.66 12.06 23.26 15.91 4.17 540.64 9.33 XG01-5 泥岩 15.36 97.76 73.19 13.19 37.42 28.76 94.44 21.57 106.99 106.82 332.59 13.86 5.96 24.99 13.96 3.71 604.63 9.34 XG01-6 砂岩 11.16 82.81 56.62 10.74 23.07 10.65 64.24 15.84 45.81 101.33 312.39 13.69 1.77 13.53 12.56 2.70 383.32 9.41 XG01-7 砂岩 6.47 45.99 31.74 9.15 20.30 11.79 53.20 13.63 65.69 165.55 185.76 6.66 1.70 17.84 7.30 1.72 518.89 5.24 XG01-8 泥岩 15.27 103.63 73.25 19.04 41.05 32.63 84.65 22.16 131.82 91.06 405.31 14.50 9.99 18.75 12.91 2.28 585.97 8.56 XG01-9 泥岩 13.22 87.19 81.33 14.50 41.27 31.80 85.09 20.00 105.52 116.69 281.75 13.88 5.06 20.66 12.72 2.60 606.81 8.07 XG01-10 砂岩 10.11 74.62 50.70 11.00 26.70 12.68 55.18 15.95 59.30 97.57 267.36 11.92 2.26 14.65 9.47 2.18 417.82 7.83 XG01-11 砂岩 8.23 60.73 45.41 7.77 21.26 10.52 49.26 14.26 56.48 143.72 251.29 10.86 10.60 14.03 7.42 2.03 539.19 6.78 XG01-12 粉砂岩 16.39 106.86 84.77 17.09 39.25 32.83 92.00 22.07 113.02 146.62 360.00 14.80 6.54 19.40 13.08 4.65 643.74 9.19 XG01-13 砂岩 9.75 65.45 71.20 11.82 19.78 9.47 52.55 15.06 64.88 111.37 311.09 15.10 2.03 15.93 14.76 2.99 574.56 9.56 XG01-14 砂岩 7.59 54.89 37.96 9.01 22.95 15.31 63.16 13.40 61.63 152.49 244.42 8.19 1.59 14.43 9.87 2.17 678.55 7.05 XG01-15 粉砂岩 16.19 136.18 80.07 10.89 39.58 40.78 87.95 21.92 171.66 103.77 228.01 13.23 13.69 20.41 10.90 3.12 686.77 6.51 XG01-16 砂岩 4.99 32.502 21.53 6.07 12.06 101.9 33.39 10.22 58.53 189.00 146.66 5.51 1.38 13.01 4.91 3.47 651.46 4.44 XG01-17 泥岩 14.97 102.44 61.52 10.38 39.17 28.58 92.05 22.08 133.18 101.19 281.27 13.22 7.05 18.57 13.51 2.05 596.81 8.20 TM02-1 砂岩 7.54 48.86 52.37 10.78 33.63 10.98 68.25 12.45 31.25 74.74 207.08 10.61 1.84 17.39 6.29 1.93 295.08 6.21 TM02-2 页岩 20.51 148.94 95.578 28.03 66.49 50.40 130.53 28.44 155.86 97.13 365.99 15.93 10.87 33.11 16.80 3.79 509.98 10.46 TM02-3 粉砂岩 14.19 91.59 77.07 13.73 33.44 26.55 93.32 22.10 87.13 112.48 406.66 15.19 5.37 22.29 13.98 3.98 468.59 11.75 TM02-4 砂岩 9.68 67.19 49.00 11.64 22.13 9.09 63.78 15.31 49.46 147.56 235.07 11.31 1.97 16.44 8.45 1.80 468.22 6.19 TM02-5 泥页岩 18.24 129.09 80.10 11.72 43.92 43.26 105.63 27.15 146.84 101.99 330.92 15.93 9.93 35.49 17.86 3.56 498.19 9.17 TM02-6 粉砂岩 14.15 92.11 78.02 14.01 39.27 27.97 90.66 21.81 107.91 122.27 307.19 13.89 6.43 20.05 12.32 2.49 645.87 9.16 TM02-7 粉砂岩 15.64 99.41 70.94 8.57 36.99 30.67 100.28 20.85 117.13 107.46 294.89 12.17 8.00 24.46 10.54 3.28 710.38 8.36 TM02-8 泥页岩 7.50 52.49 42.42 9.14 22.80 9.02 49.21 13.96 79.44 190.84 184.44 10.53 2.21 16.82 6.05 1.47 676.98 5.30 TM02-9 砂岩 7.59 52.87 39.29 9.19 20.27 9.96 49.12 14.36 33.46 244.14 163.71 9.81 1.54 14.79 6.19 1.28 402.81 4.88 TM02-10 泥岩 13.35 94.05 70.21 13.20 30.77 24.50 71.60 19.72 121.20 164.75 316.80 12.74 7.83 21.09 13.70 3.10 651.89 9.55 TM02-11 泥岩 6.49 71.65 31.95 8.15 17.30 10.11 41.07 11.59 49.31 195.64 139.68 8.74 1.77 14.70 5.42 1.14 470.00 4.08 平均值 12.68 89.56 65.05 12.57 33.30 27.98 77.63 19.04 95.96 125.94 281.06 12.64 5.91 20.07 11.44 2.75 545.53 7.97 表 3 研究区新田沟组碎屑岩REE含量（10−6）Table 3. REE contents of clastic rocks in Xintiangou Formation, study area (10−6)样品
编号岩性 La Ce Pr Nd Sm Eu Gd Tb Dy Ho Er Tm Yb Lu Y XG01-1 页岩 43.07 80.71 8.85 34.53 6.10 1.16 4.97 0.78 4.47 0.96 3.00 0.51 3.47 0.51 23.12 XG01-2 页岩 44.08 80.02 9.82 36.95 6.95 1.36 6.36 0.97 5.30 1.05 3.08 0.48 3.11 0.48 27.76 XG01-3 页岩 45.38 85.39 10.01 41.03 7.39 1.44 6.38 1.02 5.49 1.18 3.46 0.56 3.69 0.56 31.62 XG01-4 页岩 49.09 68.40 11.90 45.03 8.34 1.66 7.47 1.16 6.55 1.30 3.65 0.58 3.71 0.60 35.29 XG01-5 泥岩 50.30 75.27 12.12 47.10 9.20 1.88 8.54 1.29 8.76 1.38 3.83 0.59 3.71 0.57 34.43 XG01-6 砂岩 42.74 81.22 9.47 39.06 6.90 1.28 5.87 0.89 4.76 0.91 2.60 0.40 2.65 0.42 22.15 XG01-7 砂岩 26.06 45.31 5.43 18.11 3.95 0.93 3.70 0.56 3.11 0.62 1.84 0.28 1.74 0.28 17.41 XG01-8 泥岩 42.14 73.76 8.71 35.13 6.56 1.32 5.77 0.91 5.11 1.03 2.93 0.49 3.09 0.48 30.20 XG01-9 泥岩 44.25 77.26 9.80 37.96 7.28 1.54 6.88 1.04 7.15 1.11 3.08 0.47 3.12 0.47 30.67 XG01-10 砂岩 38.43 69.08 7.99 32.60 5.65 1.12 4.92 0.76 3.95 0.81 2.33 0.37 2.33 0.35 20.38 XG01-11 砂岩 32.78 57.64 6.78 27.15 4.69 1.03 3.96 0.63 3.40 0.67 2.02 0.31 2.80 0.32 17.39 XG01-12 粉砂岩 43.16 80.41 9.18 37.19 6.77 1.46 5.94 0.95 5.40 1.05 3.11 0.51 3.31 0.48 30.56 XG01-13 砂岩 53.62 93.96 11.96 42.63 7.37 1.36 6.22 0.97 5.14 1.06 2.97 0.47 2.99 0.45 25.98 XG01-14 砂岩 34.64 61.85 8.04 30.17 5.39 1.12 4.87 0.72 3.84 0.77 2.18 0.33 2.34 0.34 20.98 XG01-15 粉砂岩 28.20 50.66 5.61 22.81 4.11 0.96 4.45 0.66 3.95 0.87 2.62 0.46 2.99 0.48 23.22 XG01-16 砂岩 26.66 45.04 5.70 18.75 4.03 1.09 4.06 0.62 3.41 0.69 1.95 0.30 1.90 0.29 21.17 XG01-17 泥岩 41.24 73.77 8.81 33.41 6.02 1.29 5.53 0.86 4.85 1.02 2.92 0.45 2.93 0.46 26.44 TM02-1 砂岩 30.95 61.84 7.29 30.99 6.26 1.20 5.30 0.81 4.00 0.76 2.07 0.31 2.02 0.31 17.43 TM02-2 页岩 47.80 91.09 11.01 41.35 7.43 1.43 6.47 1.27 5.79 1.21 3.62 0.65 3.98 0.62 34.28 TM02-3 粉砂岩 44.68 84.37 11.00 41.52 7.99 1.56 7.21 1.14 6.37 1.27 3.58 0.58 3.66 0.57 35.93 TM02-4 砂岩 43.96 73.08 9.22 39.18 7.12 1.50 6.62 1.06 5.60 1.10 2.92 0.48 2.66 0.39 34.19 TM02-5 泥页岩 52.59 102.70 11.94 42.56 7.48 1.37 6.13 0.98 5.20 1.08 3.19 0.51 3.62 0.54 25.99 TM02-6 粉砂岩 37.81 72.38 8.16 33.75 6.09 1.33 5.42 0.88 4.94 1.05 3.07 0.49 3.23 0.49 25.93 TM02-7 粉砂岩 37.17 66.71 8.41 35.16 6.78 1.51 6.26 1.01 5.60 1.10 4.90 0.48 3.22 0.49 31.34 TM02-8 泥页岩 32.45 62.04 7.35 31.78 6.26 1.49 5.71 0.88 4.62 0.90 2.36 0.35 2.22 0.34 24.22 TM02-9 砂岩 27.06 50.08 5.89 24.03 4.32 1.02 3.81 0.60 3.23 0.64 1.85 0.28 1.89 0.27 16.16 TM02-10 泥岩 43.34 87.19 9.74 38.72 6.90 1.36 5.93 0.92 5.16 1.05 2.99 0.48 3.13 0.48 25.54 TM02-11 泥岩 19.60 38.68 4.39 18.19 3.49 0.82 3.16 0.49 2.69 0.55 1.51 0.24 1.57 0.24 13.59 平均值 39.33 71.07 8.74 34.17 6.32 1.31 5.64 0.89 4.92 0.97 2.84 0.44 2.90 0.44 25.83 C1球粒陨石 0.237 0.612 0.095 0.467 0.153 0.058 0.2055 0.0374 0.254 0.0566 0.1655 0.0255 0.17 0.0254 表 4 研究区新田沟组碎屑岩REE北美页岩标准化值Table 4. Standardized values of REE North American shale in clastic rocks of Xintiangou Formation in the study area样品编号 岩性 ΣREE LREE HREE LREE/HREE （La/Yb）N δEu δCe XG01-1 页岩 193.09 174.42 18.67 9.34 1.17 0.99 0.98 XG01-2 页岩 200.01 179.18 20.83 8.60 1.34 0.96 0.91 XG01-3 页岩 212.98 190.64 22.34 8.53 1.16 0.98 0.95 XG01-4 页岩 209.44 184.42 25.02 7.37 1.25 0.99 0.67 XG01-5 泥岩 224.54 195.87 28.67 6.83 1.28 1.00 0.72 XG01-6 砂岩 199.17 180.67 18.50 9.77 1.52 0.94 0.96 XG01-7 砂岩 111.92 99.79 12.13 8.23 1.41 1.14 0.90 XG01-8 泥岩 187.43 167.62 19.81 8.46 1.29 1.01 0.91 XG01-9 泥岩 201.41 178.09 23.32 7.64 1.34 1.02 0.88 XG01-10 砂岩 170.69 154.87 15.82 9.79 1.56 1.00 0.93 XG01-11 砂岩 144.18 130.07 14.11 9.22 1.10 1.12 0.91 XG01-12 粉砂岩 198.92 178.17 20.75 8.59 1.23 1.08 0.96 XG01-13 砂岩 231.17 210.90 20.27 10.40 1.69 0.94 0.88 XG01-14 砂岩 156.6 141.21 15.39 9.18 1.40 1.03 0.88 XG01-15 粉砂岩 128.83 112.35 16.48 6.82 0.89 1.05 0.95 XG01-16 砂岩 114.49 101.27 13.22 7.66 1.32 1.26 0.86 XG01-17 泥岩 183.56 164.54 19.02 8.65 1.33 1.049 0.92 TM02-1 砂岩 154.11 138.53 15.58 8.89 1.44 0.98 0.98 TM02-2 页岩 223.72 200.11 23.61 8.48 1.13 0.97 0.94 TM02-3 粉砂岩 215.50 191.12 24.38 7.84 1.15 0.96 0.90 TM02-4 砂岩 194.89 174.06 20.83 8.36 1.56 1.03 0.86 TM02-5 泥页岩 239.89 218.64 21.25 10.29 1.37 0.95 0.97 TM02-6 粉砂岩 179.09 159.52 19.57 8.15 1.10 1.09 0.97 TM02-7 粉砂岩 178.8 155.74 23.06 6.75 1.09 1.09 0.89 TM02-8 泥页岩 158.75 141.37 17.38 8.13 1.38 1.17 0.95 TM02-9 砂岩 124.97 112.40 12.57 8.94 1.35 1.18 0.94 TM02-10 泥岩 207.39 187.25 20.14 9.30 1.31 1.00 1.01 TM02-11 泥岩 95.62 85.17 10.45 8.15 1.18 1.16 0.99 注：δEu=$ \dfrac{{2\omega ({\text{Eu}})}}{{\omega ({\text{Sm}}) + \omega ({\text{Gd}})}} $、δCe=$ \dfrac{{2\omega ({\text{Ce}})}}{{\omega ({\text{La}}) + \omega ({\text{Pr}})}} $，文中下标N表示元素相对球粒陨石标准化值（HasKin et al.，1968），下标S为PAAS标准化值（Taylor et al.，1985）。 3.2 稀土元素特征与物源关系
研究发现，成岩作用会影响沉积岩的化学成分（Shields et al.，2001；张茜等，2020），因此，在应用化学成分特征判定其物源属性前应先进行成岩作用研究，同时应尽量结合多种化学参数共同判定（张建军等，2017）。碎屑沉积岩的稀土元素特征可作为其成岩作用强弱判定指标（Cox et al.，1995；Bai Yueyue et al.，2015）。一般来说，成岩作用越强，则δCeS与δEuS、ΣREE、Dy/Sm相关性越好（张建军等，2017；张茜等，2018a），经计算研究区样品δCeS与δEuS、ΣREE、Dy/Sm的相关系数分别为0.077、−0.210和−0.381，均呈现较差的相关性，指示成岩作用对元素的影响较弱。
稀土元素及一些惰性元素如Sc、Zr等在沉积成岩作用中稳定性较好，常用于物源区属性和大地构造背景研究。Bhatia（1985）总结了不同构造环境砂岩稀有元素特征值（Bhatia et al.，1985，1986），如表5所示，其中La、Lan/Ybn、ΣLREE/ΣhREE值指示为被动陆缘环境；其他均指示安第斯型陆缘构造环境。同时La/Y—Sc/Cr图解大部分点落入被动大陆边缘，少部分点位于活动大陆边缘（图7）。
表 5 不同构造背景砂岩的REE特征与研究区新田沟组砂岩对比Table 5. REE characteristics of sandstones with different tectonic settings and comparison of sandstones in Xintiangou Formation构造环境 物源类型 REE参数 La Ce ΣREE La/Yb Lan/Ybn ΣLREE/ΣhREE δEu 大洋岛弧 未切割岩浆弧 8±1.7 19±3.7 58±10 4.2±1.3 2.8±0.9 3.8±0.9 1.04±0.11 大陆岛弧 切割岩浆弧 27±4.5 59±8.2 146±20 11±3.6 7.5±2.5 7.7±1.7 0.79±0.13 安第斯型陆缘 隆升基底 37 78 186 12.5 8.5 9.1 0.6 被动陆缘 克拉通内部构造高地 39 85 210 15.9 10.8 8.5 0.56 本文数据 39.4±8.58 71.07±15.49 180.04±38.19 13.76±1.79 9.87±1.28 8.51±0.95 0.66±0.05 ![]()
图 7 研究区新田沟组碎屑岩La/Y—Sc/Cr判别图Figure 7. La/Y-Sc/Cr discrimination diagram for clastic rocks of Xintiangou Formationin study area3.3 常量元素特征与物源关系
Al和Ti为不易移动元素，他们的比值能够反映源岩的特征，据Girty等研究，Al2O3/TiO2值可用于初步确定沉积物的源区成分，当Al2O3/TiO2小于8时，反映源岩为铁镁质基性火山岩；当Al2O3/TiO2介于8～21时，反映源区为中性火山岩为主；当Al2O3/TiO2大于21时，反映源岩为长英质岩石（罗彦军等，2022）；研究区新田沟组样品Al2O3/TiO2值介于13.23～33.97之间，平均值为22.39，其中9件样品介于8-21之间，19件样品大于21，指示研究区新田沟组碎屑岩源区岩性以长英质岩石为主，其次为中性火山岩。
前人通过对已知构造环境的古生代杂砂岩和现代砂岩进行了主量元素的地球化学研究，建立了不同构造环境下的主量元素特征，提出了K2O/Na2O-SiO2等砂岩构造环境主量元素判别图解，广泛应用于碎屑岩沉积构造环境分析研究中，取得大量成果（Bhatis et al., 1983；Roser et al., 1988；李双应等，2014）。对比不同构造环境下沉积砂岩的主量元素特征（表6），研究区新田沟组SiO2、Al2O3、TFe2O3、MnO、MgO、TiO2、P2O5、TFe2O3+MgO、SiO2/Al2O3平均值指示构造环境为大陆岛弧；Na2O、K2O/Na2O的平均值指示新田沟组碎屑岩源区的构造背景为被动大陆边缘；K2O的平均值介于安第斯型大陆边缘和被动大陆边缘之间。在K2O/Na2O-SiO2判别图解（图8）中，新田沟组碎屑岩主要集中于被动大陆边缘区域。
表 6 研究区新田沟组与不同大地构造环境砂岩主量元素（%）对比表Table 6. Comparison of Major Elements (%) of Sandstone between Xintiangou Formation and Different Tectonic Environments in the Study Area主量元素及比值（%） 研究区平均值 显生宙不同构造环境下杂砂岩 大洋岛弧 大陆岛弧 安第斯型大陆边缘 被动大陆边缘 SiO2 64.93±6.91 58.83±1.60 70.69±2.60 73.86±4.00 81.95±6.20 Al2O3 14.93±3.12 17.11±1.70 14.04±1.10 12.89±2.10 8.41±2.20 TFe2O3 5.35±1.61 7.47±2.60 4.48±0.90 2.88±1.40 3.08±2.8 MnO 0.09±0.12 0.15 0.10 0.10 0.50 MgO 1.62±0.52 3.65±0.70 1.97±0.50 1.23±0.50 1.39±0.80 Na2O 1.68±0.72 4.10±0.80 3.12±0.40 2.77±0.70 1.07±0.60 K2O 2.52±0.80 1.60±0.60 1.89±0.50 2.90±0.50 1.71±0.60 TiO2 0.70±0.19 1.06±0.20 0.64±0.10 0.46±0.10 10.49±0.20 P2O5 0.17±0.06 1.71±0.60 0.16±0.10 0.09 0.12 TFe2O3+ MgO 6.97±2.04 11.73 6.79 4.63 2.89 SiO2/Al2O3 4.63±1.4 3.45 5.00 5.56 10.00 K2O/Na2O 2.22±2.01 0.39 0.61 0.99 1.60 ![]()
图 8 研究区新田沟组碎屑岩K2O/Na2O-SiO2判别图Figure 8. Discriminant diagram of K2O/Na2O-SiO2 for clastic rocks of Xintiangou Formation in study area3.4 微量元素特征与物源关系
由于盆地中碎屑岩的地球化学特征蕴含着物源区构造属性的地球化学信息，从而，地球化学数据往往被众多学者用来判断物源区的构造背景（方国庆，1993；Bhatia M.R.1986；Roser B.P. et；a1. 1986；侯伟等，2010；张凤博等，2012）。Bhatia等（1981，1983，1985，1986）的研究认为，Nb、Y、Sc、La、Th、Zr、Co及Ti等微量元素与构造环境之间有一定的关系，提出通过微量元素图解区分大洋岛弧、大陆岛弧、活动大陆边缘和被动大陆边缘等构造环境（屈李华等，2018）。笔者以微量元素为主要参考对象对新田沟组砂泥岩构造环境进行判别，根据Bhatia and crook（1986）提出的Th-Co-Zr/10；La-Th-Sc；Th-Sc-Zr/10构造环境判别图解（图9）所示，新田沟组样品大多数落入大陆岛弧区域，少部分落入被动大陆边缘，反映其构造环境主要为大陆岛弧。
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图 9 新田沟组碎屑岩La-Th-Sc、Th-Sc-Zr/10和Th-Co-Zr/10构造背景判别图Figure 9. Tectonic setting discrimination diagrams of La-Th-Sc, Th-Sc-Zr/10 and Th-Co-Zr/10 clastic rocks in Xintiangou Formation陆源碎屑岩微量元素Hf、Rb、Sr、Zr、Th、Sc和Cr等可用来判断沉积岩源区的构造环境（Taylor et al., 1985；Bhatis et al., 1986；和政军等，2003）。研究区新田沟组碎屑岩微量元素特征比值Rb/Sr值指示16件样品落入大陆岛弧环境，9件样品落入活动大陆边缘环境，9件样品落入被动大陆边缘环境；Zr/Hf平均值为35.23介于被动大陆边缘和大陆岛弧之间，与大陆岛弧值较为接近；Zr/Th值指示11件样品落入大陆岛弧环境，15件样品落入被动大陆边缘环境；Sc/Cr值指示9件样品落入被动大陆边缘环境，其他样品均未在构造环境内（表7）。
表 7 不同构造环境碎屑岩的特征微量元素比值Table 7. Characteristic trace element ratios of clastic rocks in different tectonic environments构造环境 Rb/Sr Zr/Hf Zr/Th Sc/Cr 大洋岛弧 0～0.1 45.7 34.6～61.4 0.41～0.73 大陆岛弧 0.32～0.98 36.3 19.1～23.9 0.38～0.26 活动大陆边缘 0.65～1.13 26.3 8.8～10.4 0.28～0.32 被动大陆边缘 0.79～1.59 29.5 13.3～24.9 0.14～0.18 本文数据 0.14～2.15 35.23（平均值） 18.53～33.87 0.14～0.24 注：除本文数据外，其他引自朱志军等2012。 Floyd 等（1987）根据微量元素La/Th值和Hf 的含量来确定砂岩物源特征，在La/Th-Hf图解（图10）中，研究区新田沟组样品部分落在酸性弧物源区，大部分点落入古老沉积物物源区；Co/Th-La/Sc图解指示源岩为长英质火山岩和安山岩。综上所述，新田沟组碎屑岩物源主要来自于上地壳长英质岩石、安山质岩石和古老沉积岩。
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图 10 新田沟组碎屑岩La/Th-Ht判别图和Co/Th-La/Sc判别图Figure 10. La/Th-Ht discrimination diagram and Co/Th-La/Sc discrimination diagram of clastic rocks in Xintiangou Formation4. 结果与讨论
4.1 物源分析
据Girty等研究成果，Al2O3/TiO2值指示研究区新田沟组碎屑岩源区岩性以长英质岩石为主，其次为中性火山岩；La/Th-Hf图解中，研究区新田沟组样品部分落在酸性弧物源区，大部分点落入古老沉积物物源区；Co/Th-La/Sc图解中，指示源岩为长英质火山岩和安山岩。综上所述，新田沟组碎屑岩物源主要来自于长英质岩石、安山质岩石和古老沉积物，这与南秦岭-北大巴山地区斑鸠关组砂岩物源基本一致，其源岩为斑鸠关组的岩浆岩，主要为粗面安山岩+流纹英安岩/英安岩（张英利等，2020）。
四川省区域地质志（1982）认为侏罗纪时期四川盆地在汉源—昭觉一线，可能存在相对隆起，造成东、西部沉积时有差异，东部俗称四川湖盆，西部可成攀西湖盆，即两盆地物质来源可能不同；重庆市地质志（2016）根据新田沟组剖面分析，区内（四川湖盆东部）砂、泥岩比北部万源远大于南部北碚，反映出研究区新田沟组主要物质来源于北东方向，即为南秦岭-大巴山地区，结合杨国臣（2010）、屈红军等（2009）和李朝辉（2016）关于侏罗纪四川盆地古水流及物源方向的研究成果（图2b），基本可以判定研究区新田沟组碎屑岩物质来源于南秦岭-大巴山地区。
4.2 源区构造背景分析
研究区新田沟组稀土元素La、（La/Yb）N、ΣLREE/ΣhREE值指示为被动陆缘环境，同时La/Y—Sc/Cr图解大部分点落入被动大陆边缘；新田沟组主量元素SiO2、Al2O3、TFe2O3、MnO、MgO、TiO2、P2O5、TFe2O3+ MgO、SiO2/Al2O3平均值指示构造环境为大陆岛弧，Na2O、K2O/Na2O的平均值指示新田沟组碎屑岩源区的构造背景为被动大陆边缘，K2O/Na2O-SiO2判别图解中，大部分样品集中于被动大陆边缘区域；新田沟组微量元素Rb/Sr、Zr/Th和Sc/Cr值均反映大陆岛弧和被动大陆边缘构造背景，Zr/Hf值则反映出大陆岛弧构造背景。Th-Co-Zr/10；La-Th-Sc；Th-Sc-Zr/10构造环境判别图解，大多数样品落入大陆岛弧区域，少部分落入被动大陆边缘，反映其构造环境主要为大陆岛弧。
研究区新田沟组碎屑岩的物源来自南秦岭-大巴山地区，与前人研究成果相吻合。许芳磊认为南秦岭大巴山构造演化分为4个阶段：①加里东期早前寒武纪结晶基底和中新元古代变质变形过渡性基底的双层结晶基底形成。②前造山期：寒武-奥陶纪阶段，扬子北缘为一典型的被动陆缘伸展盆地；志留纪时期，南秦岭大巴山地区板块构造体质发生了重大转变，从伸展体质转为板块俯冲、消减作用；泥盆纪—中三叠世时期，主要表现为俯冲相关的弧火山作用和向北迁移。③主造山期，秦岭-大别造山带主期为印支旋回，该期造成了区内石炭-二叠系地层的缺失和古生界的减薄。④后造山期，在新生代，喜马拉雅造山期龙门山左旋压扭性运动的影响下，区内基本形成了“两隆一坳”的构造格局（许芳磊，2012）。张英利等认为南秦岭-北大巴山地区奥陶纪-志留纪斑鸠关组砂岩的物源来自于同时期的粗面安山岩和流纹英安岩，形成于与大陆岛弧相关的构造环境（张英利等，2020）。由此基本可以判定新田沟组源区构造背景为不同构造阶段的大陆岛弧环境和被动大陆边缘。
5. 结论
（1）研究区位于垫江-长寿一带，中侏罗世早期为湖相沉积，该时期沉积环境经历了由浅湖、半深湖至浅湖-滨湖的演化。
（2）研究区新田沟组物源主要为长英质岩石、安山质岩石和古老沉积物，物质来源于南秦岭-大巴山地区。
（3）研究区新田沟组物源区构造背景为南秦岭大巴山不同构造阶段的大陆岛弧环境和被动大陆边缘。
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图 1 研究区大地构造位置图
Ⅳ.羌塘-扬子-华南板块；Ⅳ-4.扬子陆块；Ⅳ-4-2.四川中生代盆地；Ⅳ-4-2-1.万州拗褶带；Ⅳ-4-2-2.华蓥山隆褶带
Figure 1. The geotectonic position of the study area
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图 2 研究区地质简图及剖面位置图
1.下侏罗统蓬莱镇组、遂宁组；2.中侏罗统沙溪庙组、新田沟组；3.下侏罗统自流井组、珍珠冲组；4.三叠系须家河组、巴东组、嘉陵江组；5.地质界线；6.产状；7.背斜；8.向斜；9断层；10.剖面位置
Figure 2. Geological map and section location map of the study area
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图 3 研究区中侏罗统新田沟组星光村实测地层剖面图
Figure 3. The measured stratigraphic profile of Xingguang Village, Xintiangou Formation, Middle Jurassic in the study area
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图 4 星光村新田沟组剖面综合柱状图
Figure 4. Comprehensive histogram of Xintiangou Formation section in Xingguang Village
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图 5 铁门乡新田沟组剖面综合柱状图
Figure 5. Comprehensive histogram of Xintiangou Formation section in Tiemen Township
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图 6 研究区中侏罗统新田沟组铁门乡实测地层剖面图
Figure 6. The measured stratigraphic section of Tiemen Township, Xintiangou Formation, Middle Jurassic in the study area
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图 7 研究区新田沟组碎屑岩La/Y—Sc/Cr判别图
Figure 7. La/Y-Sc/Cr discrimination diagram for clastic rocks of Xintiangou Formationin study area
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图 8 研究区新田沟组碎屑岩K2O/Na2O-SiO2判别图
Figure 8. Discriminant diagram of K2O/Na2O-SiO2 for clastic rocks of Xintiangou Formation in study area
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图 9 新田沟组碎屑岩La-Th-Sc、Th-Sc-Zr/10和Th-Co-Zr/10构造背景判别图
Figure 9. Tectonic setting discrimination diagrams of La-Th-Sc, Th-Sc-Zr/10 and Th-Co-Zr/10 clastic rocks in Xintiangou Formation
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图 10 新田沟组碎屑岩La/Th-Ht判别图和Co/Th-La/Sc判别图
Figure 10. La/Th-Ht discrimination diagram and Co/Th-La/Sc discrimination diagram of clastic rocks in Xintiangou Formation
表 1 研究区新田沟组碎屑岩主量元素含量（%）与化学风化指标统计表
Table 1 Statistical table of major element content (%) and chemical weathering index of clastic rock of Xintiangou Formation in study area
样品编号 岩性 SiO2 Al2O3 TiO2 TFe2O3 MnO MgO CaO Na2O K2O P2O5 LOI CIA ICV CIW PIA XG01-1 页岩 60.14 18.35 0.89 7.10 0.04 2.22 0.63 0.95 2.68 0.13 6.86 77.63 0.62 88.49 86.62 XG01-2 页岩 61.81 16.36 0.80 7.03 0.07 2.31 1.13 1.23 2.18 0.17 6.74 73.08 0.75 81.69 79.25 XG01-3 页岩 60.01 18.59 0.88 6.54 0.03 1.77 0.62 0.67 3.16 0.13 7.59 77.70 0.60 90.66 88.79 XG01-4 页岩 57.82 19.89 0.81 5.67 0.02 1.80 0.60 0.54 3.69 0.17 8.96 78.08 0.54 92.60 90.92 XG01-5 泥岩 60.34 18.00 0.89 6.54 0.04 1.76 0.63 1.39 2.86 0.22 7.01 75.02 0.67 86.14 83.72 XG01-6 砂岩 73.47 12.52 0.83 3.90 0.05 1.03 0.63 2.29 1.50 0.19 3.58 67.33 0.82 73.77 71.00 XG01-7 砂岩 62.22 13.06 0.40 3.68 0.26 1.21 6.74 2.23 2.14 0.11 7.81 57.52 1.70 64.05 59.44 XG01-8 泥岩 64.23 16.04 0.74 6.14 0.03 1.94 0.55 1.12 3.18 0.12 5.88 72.74 0.70 86.20 83.06 XG01-9 泥岩 59.52 16.59 0.77 7.12 0.06 2.55 1.85 1.62 2.93 0.22 6.59 66.15 0.90 75.73 71.62 XG01-10 砂岩 73.13 12.44 0.59 4.12 0.04 1.23 0.58 2.11 1.74 0.16 3.85 67.35 0.80 74.99 71.79 XG01-11 砂岩 75.34 11.41 0.52 3.27 0.04 1.03 0.81 2.53 1.85 0.12 3.08 60.79 0.92 68.05 63.72 XG01-12 粉砂岩 63.88 16.42 0.87 5.68 0.06 2.07 1.00 1.93 3.14 0.16 4.77 67.18 0.81 78.03 73.79 XG01-13 砂岩 72.32 12.35 0.57 4.41 0.06 1.38 0.87 2.51 2.10 0.15 3.12 61.81 0.95 69.74 65.28 XG01-14 砂岩 74.35 11.51 0.87 3.52 0.60 0.82 0.48 1.88 2.03 0.17 3.75 66.63 1.04 76.33 72.30 XG01-15 粉砂岩 46.79 15.63 0.64 6.22 0.12 1.90 9.95 0.40 3.47 0.12 14.75 75.50 1.78 92.23 90.02 XG01-16 砂岩 63.21 10.19 0.30 3.46 0.20 0.92 8.90 2.22 1.97 0.43 8.05 51.89 2.49 58.20 52.41 XG01-17 泥岩 59.06 18.30 0.75 6.38 0.05 2.48 0.86 1.45 3.56 0.17 6.75 71.26 0.71 83.84 80.38 TM02-1 砂岩 72.48 10.18 0.47 8.44 0.03 1.24 0.65 1.31 0.84 0.10 4.27 71.77 1.01 76.70 74.98 TM02-2 页岩 57.07 20.59 0.97 7.20 0.05 2.55 0.66 0.78 3.53 0.19 6.39 77.86 0.60 91.01 89.18 TM02-3 粉砂岩 64.69 16.42 0.81 5.73 0.06 1.48 0.80 1.40 2.20 0.21 6.18 74.45 0.67 83.46 81.19 TM02-4 砂岩 68.14 12.47 0.59 4.08 0.29 1.07 3.51 2.20 1.65 0.14 5.86 58.06 1.31 63.33 59.67 TM02-5 泥岩 57.88 19.54 0.85 7.10 0.03 1.81 0.80 0.61 3.37 0.18 7.81 77.52 0.61 90.63 88.72 TM02-6 粉砂岩 64.25 15.66 0.83 6.28 0.04 1.91 0.85 1.79 2.99 0.17 5.21 68.20 0.83 79.39 75.34 TM02-7 粉砂岩 62.53 16.28 0.76 6.93 0.03 1.94 0.89 1.48 3.32 0.22 5.59 69.54 0.81 82.16 78.20 TM02-8 泥页岩 65.26 11.63 0.45 3.63 0.16 1.23 5.91 2.49 2.37 0.18 6.68 51.99 1.80 58.72 52.58 TM02-9 砂岩 73.40 11.97 0.46 3.61 0.05 1.18 1.41 3.23 1.05 0.11 3.53 57.74 1.01 61.08 58.69 TM02-10 泥岩 67.71 14.95 0.81 3.91 0.05 1.66 1.18 1.99 3.35 0.13 4.24 63.13 0.85 74.54 68.92 TM02-11 泥岩 77.09 10.67 0.34 2.15 0.05 0.82 1.42 2.79 1.65 0.10 2.92 55.02 1.03 60.60 56.15 平均值 64.93 13.93 0.69 5.35 0.09 1.62 1.96 1.68 2.52 0.17 5.99 67.60 0.98 77.23 73.85 PAAS 62.80 18.90 1.00 0.11 2.20 1.30 1.20 3.70 0.16 
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表 2 研究区新田沟组碎屑岩微量元素含量（10−6）
Table 2 Contents of trace elements in clastic rocks of Xintiangou Formation in the study area (10−6)
样品
编号岩性 Sc V Cr Co Ni Cu Zn Ga Rb Sr Zr Nb Cs Pb Th U Ba Hf XG01-1 页岩 18.17 128.34 101.06 29.66 53.27 41.98 98.57 24.60 127.20 89.46 350.62 15.24 9.86 26.81 14.97 3.42 487.62 9.83 XG01-2 页岩 13.51 92.80 74.40 12.77 34.56 27.39 91.19 19.49 88.23 90.36 300.45 14.60 5.14 21.81 13.20 2.83 405.57 8.74 XG01-3 页岩 18.87 137.54 98.28 12.88 47.10 42.72 114.66 25.68 145.81 80.53 332.34 16.18 11.03 27.11 15.26 3.27 554.51 9.92 XG01-4 页岩 19.84 149.67 91.52 7.85 46.71 51.16 98.56 27.65 172.18 79.91 326.04 15.66 12.06 23.26 15.91 4.17 540.64 9.33 XG01-5 泥岩 15.36 97.76 73.19 13.19 37.42 28.76 94.44 21.57 106.99 106.82 332.59 13.86 5.96 24.99 13.96 3.71 604.63 9.34 XG01-6 砂岩 11.16 82.81 56.62 10.74 23.07 10.65 64.24 15.84 45.81 101.33 312.39 13.69 1.77 13.53 12.56 2.70 383.32 9.41 XG01-7 砂岩 6.47 45.99 31.74 9.15 20.30 11.79 53.20 13.63 65.69 165.55 185.76 6.66 1.70 17.84 7.30 1.72 518.89 5.24 XG01-8 泥岩 15.27 103.63 73.25 19.04 41.05 32.63 84.65 22.16 131.82 91.06 405.31 14.50 9.99 18.75 12.91 2.28 585.97 8.56 XG01-9 泥岩 13.22 87.19 81.33 14.50 41.27 31.80 85.09 20.00 105.52 116.69 281.75 13.88 5.06 20.66 12.72 2.60 606.81 8.07 XG01-10 砂岩 10.11 74.62 50.70 11.00 26.70 12.68 55.18 15.95 59.30 97.57 267.36 11.92 2.26 14.65 9.47 2.18 417.82 7.83 XG01-11 砂岩 8.23 60.73 45.41 7.77 21.26 10.52 49.26 14.26 56.48 143.72 251.29 10.86 10.60 14.03 7.42 2.03 539.19 6.78 XG01-12 粉砂岩 16.39 106.86 84.77 17.09 39.25 32.83 92.00 22.07 113.02 146.62 360.00 14.80 6.54 19.40 13.08 4.65 643.74 9.19 XG01-13 砂岩 9.75 65.45 71.20 11.82 19.78 9.47 52.55 15.06 64.88 111.37 311.09 15.10 2.03 15.93 14.76 2.99 574.56 9.56 XG01-14 砂岩 7.59 54.89 37.96 9.01 22.95 15.31 63.16 13.40 61.63 152.49 244.42 8.19 1.59 14.43 9.87 2.17 678.55 7.05 XG01-15 粉砂岩 16.19 136.18 80.07 10.89 39.58 40.78 87.95 21.92 171.66 103.77 228.01 13.23 13.69 20.41 10.90 3.12 686.77 6.51 XG01-16 砂岩 4.99 32.502 21.53 6.07 12.06 101.9 33.39 10.22 58.53 189.00 146.66 5.51 1.38 13.01 4.91 3.47 651.46 4.44 XG01-17 泥岩 14.97 102.44 61.52 10.38 39.17 28.58 92.05 22.08 133.18 101.19 281.27 13.22 7.05 18.57 13.51 2.05 596.81 8.20 TM02-1 砂岩 7.54 48.86 52.37 10.78 33.63 10.98 68.25 12.45 31.25 74.74 207.08 10.61 1.84 17.39 6.29 1.93 295.08 6.21 TM02-2 页岩 20.51 148.94 95.578 28.03 66.49 50.40 130.53 28.44 155.86 97.13 365.99 15.93 10.87 33.11 16.80 3.79 509.98 10.46 TM02-3 粉砂岩 14.19 91.59 77.07 13.73 33.44 26.55 93.32 22.10 87.13 112.48 406.66 15.19 5.37 22.29 13.98 3.98 468.59 11.75 TM02-4 砂岩 9.68 67.19 49.00 11.64 22.13 9.09 63.78 15.31 49.46 147.56 235.07 11.31 1.97 16.44 8.45 1.80 468.22 6.19 TM02-5 泥页岩 18.24 129.09 80.10 11.72 43.92 43.26 105.63 27.15 146.84 101.99 330.92 15.93 9.93 35.49 17.86 3.56 498.19 9.17 TM02-6 粉砂岩 14.15 92.11 78.02 14.01 39.27 27.97 90.66 21.81 107.91 122.27 307.19 13.89 6.43 20.05 12.32 2.49 645.87 9.16 TM02-7 粉砂岩 15.64 99.41 70.94 8.57 36.99 30.67 100.28 20.85 117.13 107.46 294.89 12.17 8.00 24.46 10.54 3.28 710.38 8.36 TM02-8 泥页岩 7.50 52.49 42.42 9.14 22.80 9.02 49.21 13.96 79.44 190.84 184.44 10.53 2.21 16.82 6.05 1.47 676.98 5.30 TM02-9 砂岩 7.59 52.87 39.29 9.19 20.27 9.96 49.12 14.36 33.46 244.14 163.71 9.81 1.54 14.79 6.19 1.28 402.81 4.88 TM02-10 泥岩 13.35 94.05 70.21 13.20 30.77 24.50 71.60 19.72 121.20 164.75 316.80 12.74 7.83 21.09 13.70 3.10 651.89 9.55 TM02-11 泥岩 6.49 71.65 31.95 8.15 17.30 10.11 41.07 11.59 49.31 195.64 139.68 8.74 1.77 14.70 5.42 1.14 470.00 4.08 平均值 12.68 89.56 65.05 12.57 33.30 27.98 77.63 19.04 95.96 125.94 281.06 12.64 5.91 20.07 11.44 2.75 545.53 7.97
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表 3 研究区新田沟组碎屑岩REE含量（10−6）
Table 3 REE contents of clastic rocks in Xintiangou Formation, study area (10−6)
样品
编号岩性 La Ce Pr Nd Sm Eu Gd Tb Dy Ho Er Tm Yb Lu Y XG01-1 页岩 43.07 80.71 8.85 34.53 6.10 1.16 4.97 0.78 4.47 0.96 3.00 0.51 3.47 0.51 23.12 XG01-2 页岩 44.08 80.02 9.82 36.95 6.95 1.36 6.36 0.97 5.30 1.05 3.08 0.48 3.11 0.48 27.76 XG01-3 页岩 45.38 85.39 10.01 41.03 7.39 1.44 6.38 1.02 5.49 1.18 3.46 0.56 3.69 0.56 31.62 XG01-4 页岩 49.09 68.40 11.90 45.03 8.34 1.66 7.47 1.16 6.55 1.30 3.65 0.58 3.71 0.60 35.29 XG01-5 泥岩 50.30 75.27 12.12 47.10 9.20 1.88 8.54 1.29 8.76 1.38 3.83 0.59 3.71 0.57 34.43 XG01-6 砂岩 42.74 81.22 9.47 39.06 6.90 1.28 5.87 0.89 4.76 0.91 2.60 0.40 2.65 0.42 22.15 XG01-7 砂岩 26.06 45.31 5.43 18.11 3.95 0.93 3.70 0.56 3.11 0.62 1.84 0.28 1.74 0.28 17.41 XG01-8 泥岩 42.14 73.76 8.71 35.13 6.56 1.32 5.77 0.91 5.11 1.03 2.93 0.49 3.09 0.48 30.20 XG01-9 泥岩 44.25 77.26 9.80 37.96 7.28 1.54 6.88 1.04 7.15 1.11 3.08 0.47 3.12 0.47 30.67 XG01-10 砂岩 38.43 69.08 7.99 32.60 5.65 1.12 4.92 0.76 3.95 0.81 2.33 0.37 2.33 0.35 20.38 XG01-11 砂岩 32.78 57.64 6.78 27.15 4.69 1.03 3.96 0.63 3.40 0.67 2.02 0.31 2.80 0.32 17.39 XG01-12 粉砂岩 43.16 80.41 9.18 37.19 6.77 1.46 5.94 0.95 5.40 1.05 3.11 0.51 3.31 0.48 30.56 XG01-13 砂岩 53.62 93.96 11.96 42.63 7.37 1.36 6.22 0.97 5.14 1.06 2.97 0.47 2.99 0.45 25.98 XG01-14 砂岩 34.64 61.85 8.04 30.17 5.39 1.12 4.87 0.72 3.84 0.77 2.18 0.33 2.34 0.34 20.98 XG01-15 粉砂岩 28.20 50.66 5.61 22.81 4.11 0.96 4.45 0.66 3.95 0.87 2.62 0.46 2.99 0.48 23.22 XG01-16 砂岩 26.66 45.04 5.70 18.75 4.03 1.09 4.06 0.62 3.41 0.69 1.95 0.30 1.90 0.29 21.17 XG01-17 泥岩 41.24 73.77 8.81 33.41 6.02 1.29 5.53 0.86 4.85 1.02 2.92 0.45 2.93 0.46 26.44 TM02-1 砂岩 30.95 61.84 7.29 30.99 6.26 1.20 5.30 0.81 4.00 0.76 2.07 0.31 2.02 0.31 17.43 TM02-2 页岩 47.80 91.09 11.01 41.35 7.43 1.43 6.47 1.27 5.79 1.21 3.62 0.65 3.98 0.62 34.28 TM02-3 粉砂岩 44.68 84.37 11.00 41.52 7.99 1.56 7.21 1.14 6.37 1.27 3.58 0.58 3.66 0.57 35.93 TM02-4 砂岩 43.96 73.08 9.22 39.18 7.12 1.50 6.62 1.06 5.60 1.10 2.92 0.48 2.66 0.39 34.19 TM02-5 泥页岩 52.59 102.70 11.94 42.56 7.48 1.37 6.13 0.98 5.20 1.08 3.19 0.51 3.62 0.54 25.99 TM02-6 粉砂岩 37.81 72.38 8.16 33.75 6.09 1.33 5.42 0.88 4.94 1.05 3.07 0.49 3.23 0.49 25.93 TM02-7 粉砂岩 37.17 66.71 8.41 35.16 6.78 1.51 6.26 1.01 5.60 1.10 4.90 0.48 3.22 0.49 31.34 TM02-8 泥页岩 32.45 62.04 7.35 31.78 6.26 1.49 5.71 0.88 4.62 0.90 2.36 0.35 2.22 0.34 24.22 TM02-9 砂岩 27.06 50.08 5.89 24.03 4.32 1.02 3.81 0.60 3.23 0.64 1.85 0.28 1.89 0.27 16.16 TM02-10 泥岩 43.34 87.19 9.74 38.72 6.90 1.36 5.93 0.92 5.16 1.05 2.99 0.48 3.13 0.48 25.54 TM02-11 泥岩 19.60 38.68 4.39 18.19 3.49 0.82 3.16 0.49 2.69 0.55 1.51 0.24 1.57 0.24 13.59 平均值 39.33 71.07 8.74 34.17 6.32 1.31 5.64 0.89 4.92 0.97 2.84 0.44 2.90 0.44 25.83 C1球粒陨石 0.237 0.612 0.095 0.467 0.153 0.058 0.2055 0.0374 0.254 0.0566 0.1655 0.0255 0.17 0.0254
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表 4 研究区新田沟组碎屑岩REE北美页岩标准化值
Table 4 Standardized values of REE North American shale in clastic rocks of Xintiangou Formation in the study area
样品编号 岩性 ΣREE LREE HREE LREE/HREE （La/Yb）N δEu δCe XG01-1 页岩 193.09 174.42 18.67 9.34 1.17 0.99 0.98 XG01-2 页岩 200.01 179.18 20.83 8.60 1.34 0.96 0.91 XG01-3 页岩 212.98 190.64 22.34 8.53 1.16 0.98 0.95 XG01-4 页岩 209.44 184.42 25.02 7.37 1.25 0.99 0.67 XG01-5 泥岩 224.54 195.87 28.67 6.83 1.28 1.00 0.72 XG01-6 砂岩 199.17 180.67 18.50 9.77 1.52 0.94 0.96 XG01-7 砂岩 111.92 99.79 12.13 8.23 1.41 1.14 0.90 XG01-8 泥岩 187.43 167.62 19.81 8.46 1.29 1.01 0.91 XG01-9 泥岩 201.41 178.09 23.32 7.64 1.34 1.02 0.88 XG01-10 砂岩 170.69 154.87 15.82 9.79 1.56 1.00 0.93 XG01-11 砂岩 144.18 130.07 14.11 9.22 1.10 1.12 0.91 XG01-12 粉砂岩 198.92 178.17 20.75 8.59 1.23 1.08 0.96 XG01-13 砂岩 231.17 210.90 20.27 10.40 1.69 0.94 0.88 XG01-14 砂岩 156.6 141.21 15.39 9.18 1.40 1.03 0.88 XG01-15 粉砂岩 128.83 112.35 16.48 6.82 0.89 1.05 0.95 XG01-16 砂岩 114.49 101.27 13.22 7.66 1.32 1.26 0.86 XG01-17 泥岩 183.56 164.54 19.02 8.65 1.33 1.049 0.92 TM02-1 砂岩 154.11 138.53 15.58 8.89 1.44 0.98 0.98 TM02-2 页岩 223.72 200.11 23.61 8.48 1.13 0.97 0.94 TM02-3 粉砂岩 215.50 191.12 24.38 7.84 1.15 0.96 0.90 TM02-4 砂岩 194.89 174.06 20.83 8.36 1.56 1.03 0.86 TM02-5 泥页岩 239.89 218.64 21.25 10.29 1.37 0.95 0.97 TM02-6 粉砂岩 179.09 159.52 19.57 8.15 1.10 1.09 0.97 TM02-7 粉砂岩 178.8 155.74 23.06 6.75 1.09 1.09 0.89 TM02-8 泥页岩 158.75 141.37 17.38 8.13 1.38 1.17 0.95 TM02-9 砂岩 124.97 112.40 12.57 8.94 1.35 1.18 0.94 TM02-10 泥岩 207.39 187.25 20.14 9.30 1.31 1.00 1.01 TM02-11 泥岩 95.62 85.17 10.45 8.15 1.18 1.16 0.99 注：δEu=$ \dfrac{{2\omega ({\text{Eu}})}}{{\omega ({\text{Sm}}) + \omega ({\text{Gd}})}} $、δCe=$ \dfrac{{2\omega ({\text{Ce}})}}{{\omega ({\text{La}}) + \omega ({\text{Pr}})}} $，文中下标N表示元素相对球粒陨石标准化值（HasKin et al.，1968），下标S为PAAS标准化值（Taylor et al.，1985）。
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表 5 不同构造背景砂岩的REE特征与研究区新田沟组砂岩对比
Table 5 REE characteristics of sandstones with different tectonic settings and comparison of sandstones in Xintiangou Formation
构造环境 物源类型 REE参数 La Ce ΣREE La/Yb Lan/Ybn ΣLREE/ΣhREE δEu 大洋岛弧 未切割岩浆弧 8±1.7 19±3.7 58±10 4.2±1.3 2.8±0.9 3.8±0.9 1.04±0.11 大陆岛弧 切割岩浆弧 27±4.5 59±8.2 146±20 11±3.6 7.5±2.5 7.7±1.7 0.79±0.13 安第斯型陆缘 隆升基底 37 78 186 12.5 8.5 9.1 0.6 被动陆缘 克拉通内部构造高地 39 85 210 15.9 10.8 8.5 0.56 本文数据 39.4±8.58 71.07±15.49 180.04±38.19 13.76±1.79 9.87±1.28 8.51±0.95 0.66±0.05
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表 6 研究区新田沟组与不同大地构造环境砂岩主量元素（%）对比表
Table 6 Comparison of Major Elements (%) of Sandstone between Xintiangou Formation and Different Tectonic Environments in the Study Area
主量元素及比值（%） 研究区平均值 显生宙不同构造环境下杂砂岩 大洋岛弧 大陆岛弧 安第斯型大陆边缘 被动大陆边缘 SiO2 64.93±6.91 58.83±1.60 70.69±2.60 73.86±4.00 81.95±6.20 Al2O3 14.93±3.12 17.11±1.70 14.04±1.10 12.89±2.10 8.41±2.20 TFe2O3 5.35±1.61 7.47±2.60 4.48±0.90 2.88±1.40 3.08±2.8 MnO 0.09±0.12 0.15 0.10 0.10 0.50 MgO 1.62±0.52 3.65±0.70 1.97±0.50 1.23±0.50 1.39±0.80 Na2O 1.68±0.72 4.10±0.80 3.12±0.40 2.77±0.70 1.07±0.60 K2O 2.52±0.80 1.60±0.60 1.89±0.50 2.90±0.50 1.71±0.60 TiO2 0.70±0.19 1.06±0.20 0.64±0.10 0.46±0.10 10.49±0.20 P2O5 0.17±0.06 1.71±0.60 0.16±0.10 0.09 0.12 TFe2O3+ MgO 6.97±2.04 11.73 6.79 4.63 2.89 SiO2/Al2O3 4.63±1.4 3.45 5.00 5.56 10.00 K2O/Na2O 2.22±2.01 0.39 0.61 0.99 1.60
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表 7 不同构造环境碎屑岩的特征微量元素比值
Table 7 Characteristic trace element ratios of clastic rocks in different tectonic environments
构造环境 Rb/Sr Zr/Hf Zr/Th Sc/Cr 大洋岛弧 0～0.1 45.7 34.6～61.4 0.41～0.73 大陆岛弧 0.32～0.98 36.3 19.1～23.9 0.38～0.26 活动大陆边缘 0.65～1.13 26.3 8.8～10.4 0.28～0.32 被动大陆边缘 0.79～1.59 29.5 13.3～24.9 0.14～0.18 本文数据 0.14～2.15 35.23（平均值） 18.53～33.87 0.14～0.24 注：除本文数据外，其他引自朱志军等2012。
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