探讨保山地区志留纪晚期碳酸盐岩岩相特征和沉积地球化学指标.docx

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探讨保山地区志留纪晚期碳酸盐岩岩相特征和沉积地球化学指标志留纪是古生代至中生代地质延限最短的一个纪。早志留世（兰多维列世）形成海侵，中志留世（文洛克世）侯默早期海侵达到顶峰，晚志留世（罗德洛世和普里道利世）受加里东运动的影响，地壳运动强烈，古地理面貌巨变，各地有不同程度的海退和陆地上升，整体表现了一个巨大的海侵旋回。目前，国际地学界对志留系底界及文洛克统底界的研究高度重视，然而对志留系顶部普里道利统的研究却比较有限。这主要归结于两方面：首先，受构造运动影响，大部分地区志留系顶部地层发育不完整，缺乏良好的研究基础；其次，顶部地层发育较好的地区岩石多以碎屑岩为主，不利于开展以微相和地球化学为手段的古环境研究。在我国，志留系的研究大多局限于华南、中上扬子以及塔里木地区，在研究方法与内容方面则更加侧重于古生物学和地层学，没有过多探讨古环境和古气候等相关问题。志留系普里道利统至今仍是国际学术界研究的难点，因为它不仅沉积时限短，还处于加里东运动的后半期，即造山时期，该时期的古海洋环境和古地理面貌都发生了巨大改变。保山地区在志留纪晚期位于冈瓦纳古陆北缘的滇缅马苏地块，具有异于同时期华南陆块、塔里木陆块和华北陆块的古气候和古海洋环境。对古海洋环境的判别与重建有多种手段，目前依据海相碳酸盐岩碳、氧、锶同位素和元素地球化学来判别古海洋环境的方法日臻成熟，并取得了丰富成果。碳酸盐岩碳氧锶同位素记录了地质历史时期区域乃至全球古海洋环境的演变历史和特殊事件，地球化学元素为古海洋气候和环境的重建提供了定量参数。综合利用岩石学、地球化学以及古生物学等手段，可为特定地质时期古海洋环境的研究提供可靠的数据支撑。保山地区的普里道利统具有较为完整的地层剖面以及典型的红色灰岩沉积，与其他块体单一的红色碎屑岩或以碎屑岩为主的沉积环境有着本质区别，因此开展微相和地球化学的古海洋环境研究，可为深化普里道利统的认识提供新的证据。1、地质背景保山地区志留纪末期位于冈瓦纳古陆北缘，大地构造单元划分上隶属于冈底斯-腾冲陆缘造山系中的保山-镇康稳定地块，是滇缅马苏地块在我国境内的北向延伸部分。在地层区划方面，该地块自西向东依次为潞西地层小区、施甸地层小区和耿马地层小区，研究区位于施甸地层小区（图1）。志留系栗柴坝组（S2-4l）在潞西地层小区因靠近物源区，主要是一套以红色碎屑岩为主的滨岸相和河流相沉积（云南省地质矿产局，1990），而在研究区则是一套碳酸盐岩夹碎屑岩的浅海相混合沉积，其与上覆向阳寺组（D1x）和下伏仁和桥组（OS1r）均为整合接触。笔者通过1∶5万云南西邑幅区域地质调查，并结合前人所做的1∶5万保山幅和施甸幅成果，将研究区中上志留统栗柴坝组地层划分为三段，本剖面主要对应于第三段层位（S2-4l3）。栗柴坝组第三段剖面位于云南保山市西邑乡芭蕉箐村（99°16′E,24°53′N），剖面厚度76m。主要为一套碳酸盐岩沉积，岩石颜色以紫红色、肉红色为主，间夹灰色和灰黑色，整体呈现出紫红—灰黑相间—肉红色的变化，岩性主要有含生屑泥晶灰岩、泥质网纹状灰岩、亮晶粒屑灰岩和含生物碎屑似球粒泥晶灰岩等。2、样品采集与测试本次研究共采集碳酸盐岩样品35个，对每个样品分别进行了元素分析和碳氧同位素分析。主量和微量元素测试工作在国家地质实验测试中心完成，主量元素的检测依据：GB/T14506.28—2010。方法要点：称取试样0.5g，用无水四硼酸锂和硝酸铵为氧化剂，于1200℃左右熔融制成玻璃片，使用X射线荧光光谱仪（XRF）测定。其方法精密度RSD<2%～8%。微量元素的检测依据为DZ/T0223—2001和《国家地质实验测试中心检定细则》。方法要点：称取试样于高压消解罐的Teflon内罐中，加入HF、HNO3装入钢套中，于190℃保温48h，取出冷却后，在电热板上蒸干HF，加入HNO3再次封闭溶样3h，溶液转入洁净塑料瓶中，使用等离子体质谱仪ICP-MS测定，其方法精密度RSD<2%～10%。碳氧同位素测试工作在国土资源部岩溶地质资源环境监督检测中心完成。检测器为MAT253质谱仪。色谱柱温度为60℃，样品盘温度为72℃。分析程序：首先将样品加入反应瓶，密闭，充气针送氦气，并抽出瓶中空气（8min）。自动进样器中边加酸边进行样品分析，样品加酸与分析之间时间间隔1h，从而保证反应进行完全。反应生成的CO2由氦气带入MAT253检测器，高能电子束轰击离子化，经过加速电场，不同质荷比（m/z44、m/z45、m/z46）气态离子进入磁场分离成不同的离子束，进入接收器并转换为电信号，测定碳氧同位素比值。碳氧同位素分析精度为0.20‰。3、测试结果及检验3.1碳酸盐岩颗粒类型碳酸盐岩微相类型和沉积环境的划分大多是以颗粒类型为判断依据（Mandurah,2012;ChengChengetal.,2016;LongJianxietal.,2017）。剖面中碳酸盐岩的主要颗粒类型为生物碎屑、内碎屑、球粒以及陆源碎屑颗粒（表1）。图1志留纪末期冈瓦纳古陆北缘板块重建图（a）（据李三忠等，2016）和研究区大地构造简图（b）（据毛晓长等，2014)生物碎屑：介形类碎屑壳体较小较薄，碎屑大小一般为0.1～2.5mm，单瓣壳切面常呈月牙形或梭形，具玻纤结构，亦常见保存完整较自形的椭圆形横切面，壳体表面多被亮晶方解石交代，含量可高达15%；棘皮类主要是海百合茎斜切面以及少量的海胆脊刺横切面，多数遭受强烈的破碎，碎屑多呈不规则状，碎屑大小一般为0.2～0.6mm，碎屑多被单晶方解石交代；三叶虫呈弯钩形或蛇曲形，碎屑大小一般为0.2～3.5mm，碎屑多被亮晶方解石交代，个别局部被硅质交代，呈波状消光；锥壳类纵切面呈椎管状，横切面呈近圆形或椭圆形，壳体多被亮晶方解石交代，碎屑大小一般为0.4～1.5mm。内碎屑：多为砂屑和砾屑，呈次棱角状，大小一般为0.25～5mm，成分主要是生物碎屑、泥晶方解石和粉砂屑，磨圆度差到中等，个别角砾边缘具铁质氧化圈。似球粒：多呈近圆形（绿色箭头），少数呈集合体状，粒径大小集中在0.01～0.2mm，粉砂—细砂级，颗粒之间排列不规则，显示无纹层构造，成分主要是泥晶方解石。陆源碎屑：大部分样品中含有陆源碎屑，多数含量在3%～15%之间，个别高达25%，成分主要是长英质矿物和白云母，长英质矿物粒径多小于0.06mm，个别小于0.1mm，白云母多呈长条片状，矿物粒径一般为0.05～0.12mm。3.2地球化学数据的有效性检验地质历史时期沉积的海相碳酸盐岩几乎都要受到成岩作用和后期改造作用的影响，其所保存的原始海水信息就会不同程度的失真，因此，必须对岩石的成岩蚀变情况进行判别，确保样品的碳氧同位素组成能够较为完整地反映原始海水信息。依据前人的大量研究总结，当δ18O<-5‰时，表明样品已经遭受了成岩蚀变作用的影响，但其碳氧同位素组成仍可以反映原始海水信息；当δ18O<-10‰时，样品所代表的原始海水信息已经失真；此外，多数学者还利用碳、氧同位素之间的相互关系来判别数据的有效性，如果岩石遭受了强烈的成岩蚀变，碳氧同位素组成就会表现出有规律的协调变化，数据表现形式上就会出现较为明显的线性关系，具有该种性质的碳氧同位素数据已经不具有效性。表1保山市西邑乡芭蕉箐剖面碳酸盐岩的岩性特征及微相类型本次采集的35个样品中，仅有一个样品BJ22数据δ18O<-10‰（-10.77‰），其余所有数据均在-8‰～-10‰之间（表2），且两者不具有明显的相关性（图2），表明所采集样品的碳氧同位素组成能够较为完整地反映古海水信息。4、讨论4.1地层沉积时限探讨生物地层方面，尽管剖面几乎全部为碳酸盐岩，笔者也采集了大量用于浸泡牙形刺的样品，但均无收获，因此无法提供精确的生物地层和年代地层对比；但在BJ0和BJ1之间的泥质粉砂岩层中采集到贝索巴单笔石（图3a），该笔石曾见于哈萨克斯坦的罗德洛世卢德福德晚期的MonograptusformosusMonograptusspineus带（Korenetal.,1983），但这是个类群种，指示的大致时代为罗德洛世卢德福德晚期，因此在时间厘定上可以晚一些，也可以稍早一些；此外，BJ2样品对应层位的泥质碳酸盐岩中还发现了大量的海百合类的浮胞（固着器）化石（图3b），对应于前人所述的普里道利统牛屎坪组底部层位（ChenZhongtaiandYaoJihui,1990），但牛屎坪组的时代相当于罗德洛世（至少卢德福德期）至普里道利世（TanXuechunetal.,1982;ZhangYuandongetal.,2014）；综上，本剖面底部可能包含了部分卢德福德中晚期的地层，所采集的笔石和海百合类化石虽无法提供精确的年代厘定，但仍提供了大致的年代约束，且结合岩性特征和下文同位素曲线特征，将罗德洛统和普里道利统的界线位置暂定于BJ3和BJ4之间。图2保山市西邑乡芭蕉箐剖面碳氧同位素散点分布图4.2微相类型及沉积相划分参考Wilson划分的24个标准微相及其相模式（MaYongshengetal.,1996），根据颗粒类型、基质类型、沉积组构、生物化石特征等主要微相划分标志，在普里道利统可以识别出6种微相类型（表1）。灰泥石灰岩（MF1，图4a）：相当于Wilson的SMF23。灰泥石灰岩沉积组分几乎全为泥晶方解石，亮晶含量仅约2%。薄片中见单一的介形虫化石，生物化石含量低于5%。指示浅水低能局限环境。岩石中稀少的碎屑状生物化石可能是被潮水带入的。纹层状含少量生屑陆屑灰泥石灰岩（MF2，图4b）：相当于Wilson的SMF20。颗粒成分仅有少量生物碎，5%左右；充填在生物碎屑之间的填隙物除泥晶或微晶基质外，还含有较多的石英碎屑和铁质，陆源碎屑较多，粒径0.01～0.05mm，含量最高可达30%，铁质呈纹层状分布。对应岩相为含石英碎屑的泥晶灰岩和微晶灰岩。可出现在潮上带有陆源物质补给的干旱环境条件下。图3保山市西邑乡芭蕉箐剖面古生物化石图4保山市西邑乡芭蕉箐剖面碳酸盐岩薄片显微特征含生物碎屑的灰泥质颗粒灰岩（MF3，图4c):MF3大体相当于Wilson的SMF8。内碎屑以砂屑为主，大小一般为0.6～2.5mm；生物碎屑含量为10%～20%，包括介形虫、棘皮类和三叶虫等，呈半自形—他形产出，有时可出现具完整壳体的介形类，填隙物以泥晶为主。从薄片上看，较完整的生物碎片，指示正常浪基面附近水动力条件较弱的浅水低能环境。生物碎屑粒泥灰岩（MF4，图4d):MF4大体相当于Wilson的SMF10。岩石组分以泥晶方解石为主，生物碎屑含量为20%～30%，主要是介形类和少量的棘皮类碎屑。岩石内部以灰泥支撑为主的结构类型，指示水动能弱的沉积环境。无纹层的似球粒颗粒灰岩（MF5，图4e）：相当于Wilson的SMF16。球粒多呈近圆形，颗粒一般小于0.1mm，个别为0.1～0.2mm，成分主要是泥晶方解石；基底主要为微泥晶胶结，且见细小球粒状的灰泥填充在颗粒支撑的组构中间。生物碎屑含量10%左右，生物碎屑主要为细砂级大小，以介形类壳屑和棘皮为主。无明显纹层，常出现于水动力条件较弱的低能局限环境，如湖及潮坪环境，此种微相反映的沉积环境是浅海中—低能环境下的潮下低能带或局限台地浅水区。亮晶/微亮晶似球粒灰岩（MF6，图3f）：相当于Wilson的SMF11。生物碎屑含量小于10%，以介形类和棘皮类碎屑为主；典型特征是富含似球粒颗粒，含量40%～45%，多呈近圆形，颗粒一般小于0.1mm，少数为0.1～0.2mm；含少量内碎屑，粒度以砂屑为主，部分属于砾屑级别，磨圆度一般；总体上以亮晶胶结为主，少量灰泥基质。参考Wilson碳酸盐台地相模式中几个标准相带的微相组合类型，将当前研究层段的普里道利统碳酸盐台地相进一步划分为局限台地、开阔台地和台地边缘3个沉积相带：局限台地相包括MF1、MF2、MF3和MF5；开阔台地相包括MF4；台地边缘相MF6。局限台地相：在本剖面中占据主导地位，产出厚度大，MF1主要产出于BJ13、BJ26、BJ27，总体厚度小，岩性为不含生屑或极少含量的泥晶灰岩；MF2位于BJ14、BJ22和BJ23，岩性为含陆源泥质泥晶灰岩（图5a），该相带常位于平均海平面之上，只有特大高潮或特大风暴时才被水体淹没，属于水体循环相对闭塞的低能环境；MF3广泛产出于剖面大部分层位，是该时期最为典型的微相类型（图5b);MF5位于BJ31，产出无纹层的似球粒泥晶灰岩。图5保山市西邑乡芭蕉箐剖面典型碳酸盐岩的宏观和微观特征开阔台地相：MF4主要位于剖面底部层位，分布在BJ5。以高的生物化石含量为典型特征，内部结构类型以灰泥支撑为主，代表岩性为生屑泥晶灰岩。台地边缘相：MF6仅仅分布在BJ18、BJ28和BJ29。BJ18岩性为亮晶生屑似球粒灰岩（图5c），充填在生物碎屑之间的填隙物主要是亮晶方解石，代表较高能的沉积环境；BJ28和BJ29岩性为微亮晶似球粒砂屑灰岩，从颗粒类型角度看，该层段的滩相为似球粒滩相沉积，颗粒间亮晶、灰泥同时存在，表明水动力还不足以把灰泥冲洗干净，因此是一种中等能量的滩相沉积环境。4.3碳同位素演化特征全球罗德洛统至普里道利统δ13C曲线存在3次规模较大的正偏移事件。一次为卢德福德中期的“Lau”δ13C偏移事件，是寒武纪以来显生宙δ13C最大幅度的正偏移，最大值可达到8‰（Kaljo,2007）；另一次为普里道利统最顶部的“Klonk”δ13C正偏移事件，振幅可达6‰（Samtlebenetal.,1996,2000），也有学者称为“SIDE”事件，即志留系和奥陶系界线处的碳同位素正偏移事件（Kaljo,2012）；还有一次规模相对较小的正偏移事件，发生在普里道利世晚期。本文样品的碳氧同位素数据见表2，样品的δ13C值在不同阶段具有典型的差异性：首先，在剖面底部BJ1处表现出第一次强烈正偏移，δ13C值由BJ0的0.75‰至BJ1的3.08‰，可见正偏之明显；BJ7～BJ21区间的δ13C值又逐渐升高，总体稳定维持在相对较高的水平（平均值为1.68‰），至BJ21达到最大值2.31‰；BJ23～BJ27代表转折事件的开始，是正偏移达到峰值之后引起的相对负偏移，δ13C值从1.88‰急降至0.64‰；上部层位BJ27～BJ32的δ13C值由BJ27的0.64‰直接下降到BJ28的-0.89‰，且在BJ32处达到最低值-1.13‰，由BJ21至BJ32，δ13C值振幅达到3.44‰，是本剖面最大幅度的负偏移；BJ32至BJ33，δ13C值由负变正，但偏移幅度较小（图6）。纵观本次δ13C曲线演变特征与波罗地海东岸的罗德洛统至普里道利统曲线具有较好的耦合性。首先BJ1处正偏移可能代表了卢德福德中期的“Lau”δ13C偏移事件，但全球大部分地区该事件δ13C值在5‰～8‰之间，如立陶宛和拉脱维亚等地（Kaljo,2007），因此BJ1处有可能是对应于“Lau”事件δ13C极大值回落之后的阶段，或者也有可能代表了卢德福德阶顶部的正偏移，这与本文笔石所代表的时间大致相符；BJ21处δ13C正偏移及BJ22～BJ32阶段的负偏移在本剖面表现得尤为强烈，与全球普里道利世晚期正偏移事件具有可对比性，尤其是与波罗地海东岸的Kotuzhiny钻孔具有较好的耦合性（Kaljo,2012），与Cramer报道的北美志留系碳同位素综合曲线图相比也有相似的演化趋势（Crameretal.,2011）；本文普里道利统与泥盆系界线处δ13C正偏移幅度较小，与Vizer（1999）、Malkowski（2009）和Cramer（2011）等曲线相比偏移特征不明显，可能是因本剖面顶部采样密度较稀疏，或者是因为在不同地体，δ13C曲线偏移的幅度确实存在差异性。图6卢德福德世至普里道利世的碳同位素演化曲线（包括本文数据曲线；波罗的海东岸不同地区的数据曲线，如Vidukle、Ohesaare和Kotuzhiny等地；北美综合数据广义曲线）、古盐度和古温度曲线1—笔石；2—含球粒亮晶灰岩；3—泥晶灰岩；4—棘皮动物类化石；5—泥质粉砂岩；6—含粉砂屑灰岩；7—含泥质泥晶灰岩；8—生屑泥晶灰岩；9—粉砂岩；10—栗柴坝组；11—向阳寺组前期研究工作表明（PanMingetal.,2015,2018），栗柴坝组第一段和第二段（温洛克统至罗德洛统）的地球化学特征总体表现出较平稳的演化趋势，无大规模的元素或同位素偏移现象，因此本文卢德福德期碳同位素正偏事件可能代表着志留纪末期大规模造山事件的开始；BJ3～BJ20样品数据反映了第一次构造事件后一段时间内的相对稳定期；第二次正偏及其之后的负偏移现象推断为第一次构造运动稳定期后地壳运动的再次活跃。此外，整个普里道利统碳酸盐岩内部的显微图像多表现出“碎裂化”特征，同时也可见不同程度的错动现象（图5e、图4f），且上覆泥盆系岩石无此特征，推测可能为加里东构造运动影响所致。4.4古盐度与古温度本文δ18O值宏观上波动较小，除去BJ22样品的数据后的平均值为-7.46‰，仅有个别样品（BJ23）波动较大。前人研究表明，古海水的盐度与碳氧同位素值有密切关系。Keith和Weber在研究侏罗系以来的海相碳酸盐岩和淡水碳酸盐岩时，依据碳氧同位素值提出了古海水盐度指数Z的计算公式（KeithandWeber,1964):此后，经学者研究表明，这一公式同样适用于自寒武纪以来的海相碳酸盐岩古海水盐度计算（ZhangXiulian,1985），且当Z>120时，为海相沉积环境，Z<120时，为淡水沉积环境。利用此公式，本次数据Z值均大于120（表2），全部为海相沉积，且盐度值在碳同位素偏移处同样也表现出明显的降低，与δ13C曲线演化趋势具有很好的耦合性。一些研究表明（ZhangXiangyuetal.,2017），海相碳酸盐岩中的MgO/CaO值对古气候和古盐度的变化也具有良好的指示作用，MgO/CaO值升高，海水盐度增大，反之亦然；此外，古海水中硼多以硼酸盐的形式出现，其浓度变化与海水盐度呈函数关系（MaoGuangzhouetal.,2018）。既然MgO/CaO值和硼元素含量均可以反映古海水盐度，我们可以利用其对Z值进行检验。由图7a和图7b可知MgO/CaO值和硼元素值与Z值分别具有高度的正相关性，这说明本文的Z值曲线能够客观反映古海水盐度的信息和演化趋势。影响海水盐度的因素有多方面，结合地质背景以及岩石特征，笔者认为上述数据所反映的海水盐度变化与加里东运动和海平面升降有关。造山运动使海平面相对降低，沉积区海水流通性变差，蒸发强烈，最终导致海水盐度升高；构造稳定期内海平面逐渐上升，沉积区距物源区变远，海水流通性渐好，盐度随之降低，样品BJ28～BJ29的亮晶生屑灰岩即为最好证明。图7保山市西邑乡芭蕉箐剖面古海水盐度数据的有效性检验表2保山市西邑乡芭蕉箐剖面碳酸盐岩的元素及同位素数据δ18O值不仅受古海水盐度的影响，也会受到古海水温度的制约。据前人研究表明，δ18O值与古海水温度具有负相关性，且提出古水温（t）计算公式（Craig,1961):式中△δ18O为所有有效样品δ18O平均值与第四系海相碳酸盐岩δ18O平均值（-1.2‰）的差值（ShaoLongyietal.,1996），将其作为校正参数，这样做的原因是特定地质时期古海水的δ18O未知，且存在同位素年代效应，因此需要校正，使其相当于第四系样品的δ18O值。计算结果显示（表2），研究区普利多里世海水的温度分布在17.03～28.85℃，且多数集中在20℃以上，说明研究区该时期为温暖或炎热的亚热带气候。需要引起注意的是，温度的低值主要分布于样品BJ5～BJ8（第一次正偏移之后），平均为17.5℃，且从BJ24开始温度明显下降（图6）。4.5氧化还原环境诸多学者认为V比Ni更容易在缺氧的环境下富集，因此可以用V/（V+Ni）来判别古海水的氧化还原强度。V/（V+Ni）比值在0.46～0.57之间代表氧化环境，介于0.57～0.83之间时为还原环境，在0.83～1.00之间指示水动力条件十分弱的强还原缺氧环境（YanBinetal.,2014）。具体到该剖面样品中，具有以下特征（图8）：大多数样品的V/（V+Ni）值处于0.57～0.83之间，代表了还原环境；仅有样品BJ23大于0.83，反映了强还原的缺氧环境；有2个样品具有短时间内强烈负偏移的现象，比值均小于0.57，为氧化环境，其中样品BJ18岩性为灰黑色亮晶粒屑灰岩，反映了较强的水动力条件（表2）。上文沉积相分析为开阔台地边缘相沉积，水体连通性好，为富氧沉积环境；样品BJ23为灰色砂质泥晶灰岩，陆源碎屑含量高达25%～30%，沉积相分析为水体循环相对闭塞低能的局限台地相，气候炎热干燥，为缺氧沉积环境。岩性、沉积相与地球化学分析所反映的沉积特征具有一致性。图8保山市西邑乡芭蕉箐剖面碳酸盐岩的氧化-还原环境的判别4.6物源供给情况碳酸盐岩中Ti元素的化学性质比较稳定。其主要源于陆源物质的带入。样品中较高含量的Ti主要出现在BJ9～BJ23和BJ31～BJ34（图9a），除去具异常含量的样品BJ13和BJ18外，平均值分别为0.36×10-6和0.41×10-6;SiO2含量曲线与Ti含量曲线具有一致的演化趋势，两者具有明显的正相关性（图9b）；岩相学显示这两个阶段的样品中，含有较多陆源碎屑，主要是长英质矿物和白云母，其中BJ23样品SiO2含量高达42.82%（图9c),BJ11样品SiO2含量为30.63%（图9d），其余大部分样品的泥质和砂质含量也较高，说明在有陆源输入的沉积区，碳酸盐沉积受到了排斥和干扰，形成了不纯的泥质和砂质碳酸盐岩。综上所述，BJ9～BJ23和BJ31～BJ34这两个阶段具有丰富的物源供给，这一现象可解释为大规模造山运动使海平面相对下降，面积逐渐增大的古陆和隆起的山脉为海洋提供了更多的物源供给。4.7岩性、地球化学特征和构造事件的耦合性探讨δ13C值的正偏移成因具有多解性，包括海平面的升降、海洋生产力情况、有机碳的氧化和埋藏速率以及大洋、大气和大陆之间碳的迁移和转化等（KumpandYang,1999;YangXueqietal.,2017）。通过岩性、碳酸盐岩微相和地球化学特征的横向对比发现：两个SiO2含量高值区分别与第二次和第三次碳同位素高值区相对应，反映了碳同位素正偏移区域为陆源物质供给充足，离岸较近，水体较浅，海平面相对较低，盐度较高的还原性沉积环境；第一次碳同位素偏移对应的碳酸盐岩中虽然SiO2和Ti含量较低，但盐度值最高，且岩性表现为由含笔石泥质粉砂岩至碳酸盐岩的转变。综上推测，3次正偏移事件可能与海平面下降具有直接关系，为海退背景下的碳同位素正异常，受控于相同的成因机制。这一现象与寒武纪SPICE事件十分相似，大多数学者认为该事件与有机质埋藏率升高有关，WangChuanshangetal.（2014）认为该事件还叠加了碳酸盐岩的风化作用，但具体的作用机制尚需深入的探讨。普里道利世处于志留纪末期，此时全球加里东构造运动强烈，表现为大规模的造山运动，海平面升降频繁。在本区碳同位素正偏移的高值区域，海洋沉积物的宏观沉积特征均表现出向上变厚的进积型沉积层序（图5d），证明了构造事件、海平面下降事件、层序变化和碳同位素正偏移事件是系统的耦合演变关系。5、结论（1）本剖面底部可能包含了部分卢德福德中晚期的地层，所采集的笔石和海百合类化石虽无法提供精确的年代厘定，但仍提供了大致的年代约束，且结合岩性特征和同位素曲线特征，将罗德洛统和普里道利统的界线位置暂定于BJ3和BJ4样品之间。（2）参考Wilson划分的24个标准微相及其相模式，可以识别出灰泥石灰岩、纹层状含少量生屑陆屑灰泥石灰岩、含生物碎屑的灰泥质颗粒灰岩、生物碎屑粒泥灰岩、无纹层的似球粒颗粒泥灰岩、亮晶/微亮晶似球粒灰岩等6种微相类型，进而将普里道利统碳酸盐台地相进一步划分为局限台地相、开阔台地相和台地边缘相3个沉积亚相，其中仅有样品BJ5属于开阔台地相，样品BJ18、BJ28和BJ29为台地边缘相，其余为局限台地相。（3）碳同位素偏移特征具有多幕性，共识别出了3次正偏移，分别在卢德福德中晚期（BJ0～BJ1）、普里道利世晚期（BJ21）和普里道利世末期，即志留系与泥盆系界线处（BJ33～BJ34),3次碳同位素偏移均具有全球可对比性，分别对应于欧美地区的“Lau”δ13C正偏移、普里道利世晚期δ13C正偏移以及“Klonk”或“SIDE”δ13C正偏移事件，但偏移程度具有差异性。此外，依据碳氧同位素值，获取了古盐度和古温度数据，结果表明所有样品盐度值均大于120，为海相沉积，且该时期海水的温度分布在17.03～28.85℃，多数集中在20℃以上，说明研究区志留世末期为温暖或炎热的亚热带气候；但值得注意的是盐度和温度曲线与δ13C曲线演化趋势具有很好的耦合性，尤其是第二次正偏移达到极大值之后，普里道利世晚期海水温度和盐度呈明显降低趋势。整个普里道利世的同位素演变特征蕴含了志留纪末期丰富的地质和古海洋信息。图9保山市西邑乡芭蕉箐剖面的沉积物源供给判别（4）通过对SiO2和Ti含量的综合研究，结合岩石薄片观察结果，对沉积时的物源供给情况进行了分析，识别出了两个SiO2高值区，这一现象解释为加里东造山运动使海平面相对下降，陆域面积逐渐增大，古陆和隆起的山脉为海洋提供了更多的物源供给；此外，SiO2高值区与碳同位素正偏移事件相对应，因此推测碳同位素3次正偏移事件是对加里东造山运动背景下海平面大规模下降的响应，为海退背景下的碳同位素正异常，受控于相同的成因机制。碳酸盐岩岩相特征和沉积地球化学指标表明该时期的古海洋环境与构造事件具有较好的耦合性。潘明,郝彦珍,孙成杰,吕勇,山克强.云南保山普里道利统沉积特征及其对冈瓦纳北缘古海洋环境的指示[J].地质学报,2020,94(05):1382-1396.基金:中国地质科学院岩溶地质研究所基本科研业务费(编号2015015､2020014);中国地质调查局地质调查项目(编号12120114042601､DD20190022)资助的成果.