Geochemical characteristics and its paleo-environmental significance of the Lower Cambrian carbonate in the northwestern Tarim Basin: A case study of Well Shutan-1
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摘要: 近年来，塔里木盆地盐下已成为深层油气勘探最重要的领域之一。下寒武统肖尔布拉克组是最主要的勘探层位，目前该层段地球化学特征和古环境的分析主要集中在柯坪露头区，而盆内缺乏相关研究。以盆内巴楚隆起舒探1井为例，对下寒武统肖尔布拉克组岩石学和地球化学特征(主、微量元素，稀土元素及碳氧同位素)进行了高精度分析，重建了其沉积时期的古环境及其变化特征。研究表明：舒探1井肖尔布拉克组发育多种类型的白云岩。下部以厚层藻云岩为主，中部为薄层泥岩夹白云质灰岩，上部以细-粉晶白云岩为主。样品Lan/Ybn均值为1.09，下部和上部呈现出Eu的正异常，薄片中可见硅质胶结、硅质碎屑和溶蚀现象，表明研究区可能受到了热液作用的影响。该组中部沉积物粒度较细并富集氧化还原敏感元素，V/Cr和Ni/Co分别介于2~4.25和5~7之间，表明沉积水体为次氧化环境，而上部和下部沉积物粒度较粗，氧化-还原敏感元素含量及其比值均较低，表明沉积水体为氧化环境。肖尔布拉克组δ13C值在-1.3‰~2.7‰之间，由下自上先降低后升高，下部和中部存在2个显著的正异常及1个负异常。古环境恢复表明肖尔布拉克期古盐度先降低后升高，古温度显示出逐渐上升的特点；肖尔布拉克组顶部古盐度较高，藻云岩发育，伴随着后期的淋滤和改造作用，是优质白云岩储层发育的有利部位。研究成果可以为该区的油气勘探提供依据。Abstract: Recently, subsalt exploration in the Tarim Basin has been one of the most significant targets of the deep hydrocarbon exploration.The Lower Cambrian Xiaoerbulake Formation is the major reservoir in current exploration.However, the analysis of the detailed geochemical and paleoenvironmental characteristics are limited in Keping area in absence of studies in the interior of the basin.This paper focuses on the Well Shutan-1 in the Bachu Uplift of the northwestern Tarim Basin.Based on the analysis of petrology and the geochemical characteristics (major, trace, rare elements and carbon-oxygen isotope), depositional environment of the Lower Cambrian Xiaoerbulake Formation is explored.Our study indicates that the lower, middle and upper part of the Xiaoerbulake Formation in Well Shutan-1 comprise thick algal dolomite, mudstone interbedded with dolomitic limestone and fine to silty dolomite, respectively.The average value of Lan/Ybn is 1.09 in the Xiaoerbulake Formation, of which the lower and upper part show positive Eu anomaly.Silica cementation, silica fragment and dissolution can be seen in the thin section, indicative of hydrothermal influence.Redox-sensitive trace elements are enriched in the middle of the formation.V/Cr and Ni/Co range from 2 to 4.25 and 5 to 7.The grain size of the sediment is finer.These are indications of suboxic bottom-water condition.The RSTEs and their ratios are relatively low in the upper and lower Xiaoerbulake Formation.The grain size of sediment is coarser.These are indications of oxic bottom-water condition.The carbon isotope ranges from -1.3‰ to 2.7‰. It decreases firstly and then increase throughout the interval.Two positive and one negative isotope excursion are identified in the lower and middle part of the interval, respectively.Paleoenvironmental reconstructions indicate that paleo-salinity firstly increased and then decreased.Paleo-seawater temperature gradually increased.Dolomite reservoirs were well developed in the late stage due to moderate salinity, occurrence of algal dolomite along with later weathering and dissolution.The research results can provide a basis for oil and gas exploration in this area.
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Key words:
- Early Cambrian /
- Xiaoerbulake Formation /
- geochemistry /
- carbon isotope /
- paleoenvironment
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寒武纪是显生宙的开始，地球也在这一时期在构造、环境及生物演化等方面发生了巨大的变化。前人对这一时期的大气-海洋环境及其与构造和生物演化的关系做了大量的研究, 包括“泛非”造山运动、埃迪卡拉生物群的灭绝及小壳化石的出现、全球海平面的上升、海底大范围的缺氧等一系列重大事件[1-6]。微量元素、稀土元素的含量、组成和配分模式既能有效地揭示沉积水体的化学特征和沉积环境信息，也能反映外部因素，如构造背景、陆源碎屑和热液的注入等对沉积水体的影响。碳氧同位素则蕴含了丰富的古环境信息，可能受到诸如海平面升降、沉积水体的地球化学特征、陆源物质输入的强弱、有机质的埋藏与释放和热液作用等多方面的影响[6]。
近年来，塔里木盆地盐下白云岩已成为深层油气勘探热点。下寒武统玉尔吐斯组发育良好的烃源岩，肖尔布拉克组发育优质的储层，中寒武统发育优质膏盐盖层，形成了一套优良的生储盖组合[7-11]。随着研究和勘探的深入，肖尔布拉克组沉积环境的演变及优质储层的控制因素成为了重点的研究内容，而古环境的恢复对于两方面的研究均有着重要的指导作用。目前多数研究者将肖尔布拉克组分为肖下段和肖上段，分别对应两个三级层序，两段内部均发育多种类型的微生物白云岩。肖下段以波状和层状微生物席为主，肖上段以微生物礁和微生物丘为主[12-15]。姚春彦等[16]报道了尤尔美那克剖面肖尔布拉克组微量元素特征，认为沉积期水体为氧化-次氧化性并伴有短暂还原性的水体环境。Wang等[17]对乌什、蓬莱坝和东二沟剖面的研究结果表明，肖尔布拉克组碳同位素整体呈现正偏的特征，与华南多个剖面有着良好的对比性，然而在与全球的对比方面仍然存在争议。Zhang等[18]报道了晚震旦世-寒武纪碳和锶同位素的变化，发现肖尔布拉克组白云岩锶同位素与同期海水类似，并依据同位素和古生物资料认为肖尔布拉克组对应于下寒武统第二阶及第三阶下部。
盆地周缘下寒武统出露普遍较差(柯坪地区除外)，盆内钻遇肖尔布拉克组的井较少，取心段更为稀缺，故目前详细的沉积学和地球化学工作主要集中在柯坪露头区。笔者以盆内巴楚隆起区舒探1井的肖尔布拉克组为研究对象，结合岩石学分析，通过纵向上高分辨率的元素地球化学分析(主、微量元素，稀土元素和碳氧同位素)，结合区域地质背景，对塔里木盆地早寒武世肖尔布拉克期古环境特征及演变规律进行探讨。
1. 地质背景
塔里木盆地在新元古代经历了强烈的伸展作用，在塔西南形成了一系列北东向裂谷，塔东北和塔西北的裂谷可能连成一线构成东西向裂谷[19-23]。震旦纪末，柯坪运动使得盆地整体抬升并遭受剥蚀，形成了晚震旦世-早寒武世的大型不整合面[24]。早寒武世开始，北部南天山洋已经打开，盆地进入缓慢伸展沉降期，已具有被动大陆边缘的特征[25]。塔里木盆地早寒武世具有“三隆两坳”的古地理格局(图 1-a)，“三隆”为北部的柯坪-温宿低隆区、轮南-牙哈低隆区和南部的塔西南隆起带，“两坳”即南北隆起间的北东-南西向低坳区(现今位于满加尔坳陷带)和现今的东部盆地区[26]。全球性海侵作用使得盆地大部分地区被海水覆盖，以发育浅水台地为特征，除盆地中西部地区下寒武统玉尔吐斯组中下部发育泥岩沉积外，整体下寒武统均以浅水碳酸盐岩沉积为主(图 1-b)。塔东北满加尔坳陷在早寒武世则整体属于深水盆地相，主体发育硅质及钙质泥岩沉积[20]。
图 1 塔里木盆地构造单元图(a)及舒探1井剖面图(b)Figure 1. Tectonic framework (a) of the Tarim Basin and the profile (b) of Well Shutan-1塔西北下寒武统自下而上分为3个组，分别为玉尔吐斯组、肖尔布拉克组和吾松格尔组。在绝大部分区域，肖尔布拉克组与下伏玉儿吐斯组和上覆吾松格尔组均为整合接触关系。肖尔布拉克组沉积时代为521 ~ 515 Ma。柯坪地区野外研究表明该组可以分为肖上段和肖下段两段，肖下段沉积环境以继承性碳酸盐岩缓坡为特征，主要发育波状微生物席；肖上段则以弱镶边台地为特征，主要发育微生物礁和生物丘，斜坡区发育风暴沉积，整体最大厚度可达200 m[15, 27-28]。盆内台地区的沉积特征与柯坪地区类似，而台缘带以外的地区(新和1井)则发育厚层泥晶灰岩。
2. 样品采集与测试
本次研究对巴楚隆起的舒探1井肖尔布拉克组共69个样品全部进行了岩石学和地球化学的分析，其中岩心样品21个，岩屑样品48个。所有样品均进行了碳、氧同位素的分析，对48个岩屑样品进行了主、微量和稀土元素的分析。地球化学分析样品均在样品测试前先在实验室内粉碎至200目(0.071 mm)，然后进行各项分析测试。所有的地球化学测试实验均在澳实分析检测(广州)有限公司完成。
主量元素分析：将粉末样品置于烘箱105℃恒温2 h后冷却，称取0.5 g样品，经马弗炉1 000℃灼烧1 h后取出、称量、计算烧失量。在灼烧后的残样中加入5 g四硼酸锂，在均匀混合后，在1 100℃高温条件下将其制备成均匀的玻璃片。
微量元素分析：试样用高氯酸、硝酸、氢氟酸消解，蒸至近干后的样品用稀盐酸溶解定容，再用等离子体发射光谱与等离子体质谱进行分析。元素之间的光谱干扰得到矫正后即为最后分析结果。分析误差小于5%。
稀土元素分析：将样品加入到偏硼酸锂/四硼酸锂熔剂中，混合均匀，在1 025℃以上的熔炉中熔化。熔液冷却后，用硝酸、盐酸和氢氟酸定容，再用等离子体质谱仪分析。分析误差小于5%。
碳氧同位素分析：往试样中加入浓磷酸，在72℃下反应1 h析出CO2，用GasBench配DeltaPlus XP续流同位素质谱仪测定碳氧同位素，分析结果采用VPDB标准。
常用的微量元素与稀土元素指标计算方法如下(后太古宙页岩(PAAS)数据引自Taylor等[29])：
Ce/Ce*=[Ce/(0.5La+0.5Nd)]n；
Eu/Eu*=[Eu/(0.5Sm+0.5Tb)]n；
其中“n”代表PAAS标准化。
3. 结果
3.1 岩石学特征
舒探1井位于巴楚隆起北部(图 1-a)。录井资料显示肖尔布拉克组与下伏玄武岩直接接触，不发育玉尔吐斯组黑色泥岩，发育上、下两套白云岩，中部发育一套泥岩夹白云质灰岩(图 1-b)。下部白云岩以藻云岩为主，上部白云岩主要发育细-粉晶白云岩，夹少量膏质白云岩、藻云岩和泥质白云岩。取心段显示肖尔布拉克组主要包含泥岩和白云岩(图 2)。下伏玄武岩为灰绿色，蚀变作用强烈(图 2-a)。泥岩(图 2-b)可分为褐色泥岩和灰色云质泥岩，前者位于震旦系顶部，含大量石英颗粒及裂缝，少量不透明矿物，石英颗粒粒径在100~200 μm。
图 2 舒探1井肖尔布拉克组取心段镜下岩石学特征a.玄武岩，埋深2 064 m，正交偏光；b.含陆源碎屑泥岩，埋深2 062.6 m，正交偏光；c.中晶白云岩，埋深1 995.5 m，单偏光；d.砂屑纹层状白云岩，埋深1 994.3 m，正交偏光；e.硅质细晶白云岩，埋深1 917.8 m，正交偏光；f.硅质白云岩，埋深1 918.2 m，正交偏光；g.叠层石白云岩，埋深1 889.1 m，正交偏光；h.砂屑粉晶白云岩，埋深1 887 m，单偏光；i.含硅质砂屑泥-粉晶白云岩，埋深1 883.2 m，正交偏光Figure 2. Microscopic characteristics of the Xiaoerbulake Formation from Well Shutan-1依据Dunham(1962)的分类方案，本次研究将白云岩进一步划分为中晶白云岩、含砂屑纹层状白云岩、硅质细晶白云岩、叠层石白云岩、砂屑粉晶白云岩和含硅质砂屑泥-粉晶白云岩。中晶白云岩晶体以他形、曲面和半自形为主，见少量重矿物，可见雾心亮边结构，晶粒间主要为线接触和凹凸接触，结构均一，溶蚀孔洞不发育(图 2-c)。含砂屑纹层状白云岩主要位于中部，含量较少，纹层具波状构造(图 2-d)。硅质细晶白云岩广泛分布，硅质胶结物含量不一，主要发育在次生溶蚀孔内，可见白云石边缘被溶蚀为凹凸状和港湾状，硅质从粉晶-巨晶石英均有发育，溶蚀孔洞部分发育(图 2-e，f)。叠层石白云岩占比较大，发育在肖尔布拉克组的下部和上部，纹层主要呈水平状，表明水体较为平稳，局部波状纹层则可能与微生物活动或水体波动有关，纹层间被泥晶及亮晶白云石充填(图 2-g)。砂屑粉晶白云岩中的砂屑主要为藻屑，被泥晶及亮晶白云石胶结，发育少量粒间孔(图 2-h)。含硅质砂屑泥-粉晶白云岩主要分布在肖尔布拉克组上部，硅质成分为燧石颗粒和自形石英颗粒，燧石颗粒较大，石英颗粒较小，砂屑成分主要为泥晶白云石(图 2-i)。
3.2 主量元素、微量元素和稀土元素特征
主量和微量元素分析结果见图 3和表 1。由表 1可见，w(Al2O3)为0.02%~18.37%，均值为1.45%，w(SiO2)为0.42%~51.91%，均值为7.47%。两者整体含量偏低，Al2O3存在下部和中部两个高值区，而SiO2存在下部、中部和上部3个高值区，结合镜下观察可知晚期SiO2的升高与硅质胶结有关，而与陆源碎屑无关。w(CaO)为2.03%~32.4%，均值为27.4%；w(MgO)为3.08%~21.9%，均值为18.82%。CaO和MgO质量分数垂向上整体变化不大，在下部和中部质量分数突然下降，表明沉积环境发生了短暂的动荡。
图 3 舒探1井肖尔布拉克组地球化学柱状图Figure 3. Geochemical column of the Xiaoerbulake Formation from Well Shutan-1表 1 舒探1井肖尔布拉克组样品主、微量和稀土元素测试结果Table 1. Analytical results of major, trace and rare earth elements of samples in the Xiaoerbulake Formation from Well Shutan-1样品深度/m 主量元素wB/% 微量元素wB/10-6 V/Cr Ni/Co SiO2 Al2O3 CaO K2O Na2O TFe2O3 MgO MnO P2O5 TiO2 烧失量 U V Mo Ni Cr Co Mn Sr Ba Th 1 883.2 1.69 0.27 29.8 0.09 0.04 0.42 21.10 0.01 < 0.01 0.01 45.82 0.45 3 0.22 1.1 5 0.8 106 48.1 29.7 0.50 0.6 1.4 1 883.7 1.01 0.19 30.4 0.06 0.05 0.10 21.50 0.01 < 0.01 0.01 45.67 0.33 2 0.11 0.5 2 0.6 85 39.0 22.6 0.35 1.0 0.8 1 884.0 1.22 0.16 29.8 0.06 0.03 0.07 21.10 0.01 < 0.01 < 0.01 45.72 0.35 2 0.09 0.6 3 0.7 101 36.2 11.5 0.27 0.7 0.9 1 884.3 1.63 0.14 29.0 0.05 0.05 0.08 20.50 0.01 < 0.01 < 0.01 46.09 0.31 1 0.15 0.3 13 0.6 100 453.0 147.0 0.20 0.1 0.5 1 884.8 1.22 0.17 30.1 0.05 0.03 0.27 21.00 0.01 < 0.01 0.01 45.53 0.34 2 0.11 0.4 4 0.7 130 78.9 33.6 0.31 0.5 0.6 1 885.1 1.35 0.20 30.1 0.07 0.03 0.08 20.80 0.01 < 0.01 0.01 45.62 0.30 3 0.06 0.4 5 0.7 100 89.9 15.7 0.30 0.6 0.6 1 886.5 2.43 0.39 29.4 0.12 0.03 0.57 20.60 0.02 < 0.01 < 0.01 45.05 0.55 3 0.25 1.2 6 1.0 133 46.9 44.5 0.62 0.5 1.2 1 887.0 2.87 0.45 29.6 0.13 0.03 0.94 20.30 0.02 < 0.01 0.01 45.43 0.55 5 0.19 1.1 7 1.0 159 48.7 41.2 0.68 0.7 1.1 1 888.8 3.22 0.36 29.4 0.09 0.04 0.83 20.80 0.02 < 0.01 0.01 45.29 0.60 3 0.36 1.6 7 0.8 157 45.5 9.2 0.54 0.4 2.0 1 894.0 12.67 0.20 26.2 0.06 0.46 0.06 18.55 0.02 < 0.01 0.01 41.00 0.23 3 0.24 0.9 3 0.9 135 244.0 1 500.0 0.20 1.0 1.0 1 904.0 4.39 0.10 28.9 0.04 0.29 0.04 20.50 0.02 < 0.01 0.01 44.90 0.28 3 0.22 0.9 2 0.9 132 95.0 1 470.0 0.13 1.5 1.0 1 909.0 1.30 0.11 29.6 0.03 0.20 0.21 21.10 0.01 < 0.01 0.02 46.38 0.23 2 0.26 0.8 11 0.9 124 89.4 970.0 0.25 0.2 0.9 1 914.0 2.46 0.14 29.4 0.05 0.21 0.25 20.80 0.01 < 0.01 0.02 45.81 0.28 3 0.33 0.8 2 0.9 117 128.0 850.0 0.19 1.5 0.9 1 915.3 1.40 0.02 30.4 0.01 < 0.01 0.03 21.90 0.01 < 0.01 < 0.01 46.06 0.22 1 0.50 0.2 1 0.4 109 30.7 248.0 0.11 1.0 0.5 1 915.9 19.34 0.06 24.5 0.01 0.05 0.02 17.55 < 0.01 < 0.01 < 0.01 37.76 0.17 1 0.50 0.2 2 0.3 83 23.6 21.9 0.14 0.5 0.7 1 916.4 39.30 0.10 18.45 < 0.01 < 0.01 0.03 13.25 < 0.01 < 0.01 < 0.01 30.27 0.12 1 0.50 0.2 1 0.3 64 20.5 4.7 0.08 1.0 0.7 1 917.8 20.49 0.09 23.8 0.01 < 0.01 1.39 17.00 0.02 < 0.01 < 0.01 35.12 0.28 1 0.52 1.5 10 0.5 173 25.1 43.9 0.20 0.1 3.0 1 918.3 4.68 0.18 28.7 0.02 < 0.01 0.63 20.70 0.01 < 0.01 < 0.01 42.79 0.27 1 0.12 0.2 4 0.6 125 29.1 45.1 0.18 0.3 0.3 1 919.5 16.84 0.04 25.3 0.01 < 0.01 1.00 18.00 0.02 < 0.01 < 0.01 39.33 0.24 1 0.42 1.3 11 0.5 145 25.8 26.0 0.16 0.1 2.6 1 920.0 10.59 0.38 26.8 0.12 0.28 0.12 18.55 0.02 0.01 0.04 40.65 0.38 6 2.30 3.1 13 1.6 162 234.0 1 290.0 0.36 0.5 1.9 1 926.0 3.69 0.14 28.9 0.05 0.24 0.24 20.40 0.01 < 0.01 0.02 44.96 0.29 3 0.23 1.3 3 1.0 114 108.5 1 270.0 0.12 1.0 1.3 1 932.0 0.90 0.13 30.0 0.06 0.34 0.18 21.30 0.01 < 0.01 0.02 46.77 0.48 2 0.24 0.7 2 0.8 114 191.5 980.0 0.17 1.0 0.9 1 939.0 3.53 0.74 29.8 0.24 0.12 0.68 19.20 0.02 0.03 0.08 42.58 1.85 9 0.30 4.4 5 2.1 160 346.0 640.0 0.71 1.8 2.1 1 944.0 2.06 0.34 30.4 0.10 0.14 0.44 20.30 0.02 0.02 0.04 43.62 0.59 4 1.38 1.8 4 1.2 121 236.0 670.0 0.33 1.0 1.5 1 949.0 3.27 0.72 30.4 0.22 0.25 0.52 17.90 0.02 0.08 0.07 39.98 4.41 13 0.86 4.9 7 2.4 132 395.0 130.0 1.05 1.9 2.0 1 954.0 1.36 0.25 32.4 0.08 0.25 0.08 17.12 0.02 0.01 0.04 37.09 0.78 5 0.40 4.1 6 1.3 136 561.0 50.0 0.23 0.8 3.2 1 961.0 5.47 1.43 27.6 0.29 0.31 1.75 20.00 0.03 0.05 0.27 41.43 1.47 22 0.51 24.0 10 7.4 251 191.0 510.0 0.48 2.2 3.2 1 967.0 9.63 2.38 25.7 0.52 0.64 3.29 17.90 0.05 0.11 0.51 37.14 2.04 35 0.61 31.4 17 10.1 364 321.0 630.0 0.81 2.1 3.1 1 988.0 7.34 0.64 27.9 0.30 0.05 1.34 19.45 0.03 0.09 0.03 43.70 0.79 11 0.17 2.9 5 1.6 200 49.9 9.8 0.72 2.2 1.8 1 988.3 2.11 0.51 29.4 0.24 0.14 0.30 20.70 0.02 0.11 0.02 43.37 0.70 5 0.07 1.2 3 1.2 187 57.8 9.4 0.61 1.7 1.0 1 990.5 2.91 0.57 29.8 0.3 0.07 0.49 20.40 0.05 0.28 0.04 43.79 2.15 23 0.18 1.0 6 0.8 362 77.3 16.8 0.67 3.8 1.3 1 992.0 6.45 2.08 27.2 1.37 0.08 1.39 18.85 0.03 0.05 0.12 41.45 0.94 29 0.34 4.2 17 0.9 212 106.5 78.1 2.28 1.7 4.7 1 995.5 51.91 18.37 3.23 11.85 0.10 1.42 3.08 < 0.01 0.25 0.01 45.65 0.91 92 0.09 15.7 59 2.6 25 186.5 224.0 19.60 1.6 6.0 1 998.0 8.64 3.39 25.6 1.33 0.19 1.33 16.35 0.04 0.11 0.88 6.72 1.55 42 2.91 15.5 47 5.0 252 406.0 60.0 5.02 0.9 3.1 2 004.0 3.49 1.00 31.8 0.54 0.30 0.61 14.70 0.02 0.11 0.05 34.01 0.29 9 0.35 2.5 9 1.1 139 729.0 10.0 1.25 1.0 2.3 2 013.0 0.86 0.16 30.3 0.09 0.30 0.24 20.70 0.01 0.01 0.01 45.97 0.20 2 0.28 1.1 16 0.7 125 136.0 1 210.0 0.29 0.1 1.6 2 019.0 0.49 0.10 30.1 0.08 0.42 0.17 21.10 0.01 0.01 0.01 46.98 0.39 2 0.17 1.0 4 0.7 128 124.5 4 250.0 0.13 0.5 1.4 2 025.0 0.60 0.10 30.5 0.05 0.21 0.19 20.70 0.02 0.01 0.01 46.43 0.48 3 0.26 0.8 3 0.9 161 148.0 2 050.0 0.14 1.0 0.9 2 035.0 0.92 0.16 31.1 0.08 0.24 0.39 21.40 0.02 0.01 0.01 45.71 0.40 3 0.92 1.4 5 0.9 127 210.0 860.0 0.17 0.6 1.6 2 041.0 0.84 0.26 30.3 0.09 0.24 0.35 20.30 0.02 0.02 0.02 44.92 1.18 7 0.33 1.9 4 1.1 168 197.5 750.0 0.30 1.8 1.7 2 047.0 0.42 0.09 30.1 0.05 0.28 0.24 21.30 0.03 0.01 0.01 46.90 0.80 3 0.43 1.5 4 0.8 226 2 410.0 1 390.0 0.14 0.8 1.9 2 049.0 0.58 0.20 30.1 0.09 0.30 0.26 20.90 0.02 0.02 0.01 46.53 1.17 5 0.17 1.6 4 0.9 194 431.0 1 220.0 0.29 1.3 1.8 2 052.0 0.90 0.34 30.0 0.13 0.27 0.36 20.60 0.02 0.03 0.02 45.98 0.80 6 0.14 2.0 5 1.0 156 149.0 1 150.0 0.49 1.2 2.0 2 054.0 0.74 0.23 30.3 0.11 0.29 0.32 20.70 0.02 0.02 0.01 46.18 0.58 5 0.13 1.9 5 0.9 193 123.5 1 370.0 0.35 1.0 2.1 2 057.0 1.96 0.60 30.1 0.22 0.29 0.61 19.65 0.04 0.13 0.01 44.20 1.17 8 0.35 2.4 9 1.4 308 194.5 760.0 0.77 0.9 1.7 2 057.9 14.88 5.41 22.4 2.76 0.06 1.48 16.10 0.06 0.07 0.23 36.48 1.99 10 0.08 3.2 31 2.6 490 63.3 129.5 6.64 0.3 1.2 2 059.1 50.07 17.52 2.03 8.44 0.15 7.94 3.53 < 0.01 0.15 1.11 6.58 1.76 9 0.28 1.9 170 6.2 95 87.9 778.0 22.70 0.1 0.3 2 060.0 22.47 8.02 17.95 3.89 0.21 3.68 13.35 0.05 0.11 0.43 28.86 1.17 11 0.47 2.8 48 4.1 345 135.0 650.0 10.20 0.2 0.7 氧化还原敏感元素U、V、Mo、Ni、Cr、Co质量分数均值分别为0.79×10-6、8.85×10-6、0.42×10-6、3.26×10-6、12.92×10-6和1.6×10-6；它们在纵向上变化较为相似，在地层中部质量分数较高，而在其他部位则质量分数较低。Mn、Sr和Ba的质量分数分别为25×10-6~490×10-6、20.5×10-6~2 410×10-6和4.7×10-6~4 250×10-6，均值分别为165.1×10-6、165.8×10-6和597.5×10-6。Sr质量分数均值显著低于原生白云石Sr质量分数(245×10-6~600×10-6)，而与正常海相受强烈白云石化背景下沉积物的Sr质量分数(155×10-6)近似。此外，低的Sr质量分数也可能是受到了后期成岩改造作用的影响。
样品PAAS标准化后的稀土元素配分模式如图 4所示。样品w(∑REE)总体较低，中上部样品w(∑REE)高于碳酸盐岩的w(∑REE)，排除异常值后w(∑REE)均值为8.52×10-6，轻重稀土分异程度则用Lan/Ybn来表征。结果表明稀土元素配分曲线整体较为平坦，Lan/Ybn均值为1.09。震旦系顶部样品的稀土元素配分曲线和w(∑REE)与PAAS十分类似，显示出陆源碎屑的特征。肖尔布拉克组下部和上部样品多数出现Eu正异常的特征。中部样品w(∑REE)较PAAS偏低，Ce显示出负异常。
图 4 舒探1井肖尔布拉克组PAAS标准化后稀土元素配分模式图(岩性图例同图 1)Figure 4. PAAS-normalized REE patterns of the Xiaoerbulake Formation from Well Shutan-13.3 碳氧同位素特征
3.3.1 有效性分析
成岩作用会对样品碳、氧同位素和微量元素特征有所改造，如果成岩作用强烈，则样品的碳、氧同位素和微量元素特征不能反映沉积期的古环境特征。下寒武统肖尔布拉克组样品的形成距今已有0.52 Ga之久，薄片中也观察到肖尔布拉克组底部碳酸盐岩包含一定量的陆源碎屑(图 2)，很可能是受后期大气淡水作用的影响，因此在判别古环境特征之前，必须对样品的碳、氧同位素体系的封闭性进行检验。
相比于碳同位素而言，氧同位素在成岩后进入大气降水、热液等流体与碳酸盐岩接触作用时更易发生交换而改变。所以，氧同位素对成岩蚀变作用的反映更加灵敏，使碳酸盐岩的δ18O值明显降低[30]。前人研究表明，当δ18O < -5‰时，表明碳酸盐岩已遭受了部分成岩蚀变作用，但其δ13C、δ18O仍保留了部分古海洋环境特征；当δ18O < -10‰时，表明碳酸盐岩已遭受了强烈的成岩蚀变作用，样品的碳、氧同位素数据已经不能表征海水原始的古环境信息。所以一般将氧同位素是否有效的判别标准设为-10‰[31]。δ13C和δ18O的相关性评价也被广泛作为判断样品碳、氧同位素体系是否遭到破坏的依据。一般认为，δ13C和δ18O若存在明显的正相关性则意味着样品原生同位素体系遭受了成岩作用的破坏[32]。另外，Mn/Sr比值同样可以反映碳酸盐岩是否受到成岩蚀变作用的影响。通常认为当碳酸盐岩的Mn/Sr < 10时，样品保留了原始δ13C的信息，亦有学者提出以Mn/Sr < 3作为界线[33-34]。
舒探1井肖尔布拉克组所有样品δ18O均大于-10‰，δ13C和δ18O的交汇图显示两者没有相关性(图 5)，所测微量元素的样品Mn/Sr均小于10，多数样品的Mn/Sr小于3。综上分析表明，此次分析的样品虽遭到一定程度成岩作用的影响，但仍保留了原始δ13C和δ18O的信息。
图 5 舒探1井肖尔布拉克组碳氧同位素交汇图Figure 5. Crossplot of carbon and oxygen isotope signature of the Xiaoerbulake Formation from Well Shutan-13.3.2 碳氧同位素变化
碳氧同位素分析结果见图 3和表 2。舒探1井δ13C值在-1.3‰~2.7‰之间，均值为0.9‰。目前有关肖尔布拉克组碳同位素的研究相对较少，且精度较低。本次测定的肖尔布拉克组下部δ13C在0.7‰~2.7‰之间浮动，发育两个正漂移(P1，P2)(图 3)。至中部δ13C存在一个显著的负漂移(N1)(图 3)，最低值为-1.3‰，之后δ13C值逐渐增大变为正值并保持稳定，顶部均值在0.8‰左右。由下至上，δ13C曲线先降低后升高。这种特征与前人报道的肖尔布拉克剖面寒武系碳同位素特征[35]十分类似。
表 2 舒探1井肖尔布拉克组样品碳、氧同位素测试结果Table 2. Analyical results of carbon and oxygen of the Xiaoerbulake Formation in Well Shutan-1编号 样品深度/m δ13C/‰ δ18O/‰ Mn/Sr Z 温度/℃ 1 1 883.2 0.8 -6.1 2.2 125.9 26.3 2 1 883.7 0.8 -6.1 2.2 125.9 26.3 3 1 884.0 0.7 -6.6 2.8 125.4 28.7 4 1 884.3 0.8 -6.5 0.2 125.7 28.2 5 1 884.8 0.6 -6.7 1.6 125.2 29.1 6 1 885.1 0.6 -7.0 1.1 125.0 30.6 7 1 886.5 0.9 -6.0 2.8 126.1 25.9 8 1 887.0 0.8 -6.4 3.3 125.7 27.7 9 1 888.8 0.8 -7.6 3.5 125.2 33.5 10 1 891.0 0.9 -6.1 126.1 26.3 11 1 894.0 0.9 -6.0 0.6 126.1 25.9 12 1 901.0 0.9 -5.9 126.2 25.4 13 1 904.0 0.9 -5.9 1.4 126.2 25.4 14 1 907.0 0.8 -6.1 125.9 26.3 15 1 909.0 0.8 -6.0 1.4 125.9 25.9 16 1 911.0 0.9 -5.9 126.2 25.4 17 1 914.0 0.8 -6.0 0.9 125.9 25.9 18 1 915.3 0.5 -6.8 3.6 124.9 29.6 19 1 915.9 0.5 -6.9 3.5 124.9 30.1 20 1 916.4 0.3 -7.3 3.1 124.3 32.0 21 1 917.0 0.7 -6.1 125.7 26.3 22 1 917.8 0.6 -6.6 6.9 125.2 28.7 23 1 918.3 0.5 -6.7 4.3 125.0 29.1 24 1 919.5 0.5 -6.7 5.6 125.0 29.1 25 1 920.0 0.6 -6.1 0.7 125.5 26.3 26 1 923.0 0.5 -6.3 125.2 27.3 27 1 926.0 0.5 -6.1 1.1 125.3 26.3 28 1 928.0 0.5 -6.3 125.2 27.3 29 1 932.0 0.3 -6.4 0.6 124.7 27.7 30 1 936.0 -0.2 -5.1 124.3 21.6 31 1 939.0 -0.2 -3.6 0.5 125.1 15.0 32 1 941.0 -0.3 -3.2 125.1 13.7 33 1 944.0 -0.4 -3.7 0.5 124.7 15.5 34 1 947.0 -0.6 -3.7 124.2 15.6 35 1 949.0 -1.1 -3.6 0.3 123.2 15.3 36 1 951.0 -1.0 -3.5 123.5 14.9 37 1 954.0 -0.7 -5.0 0.2 123.4 21.1 38 1 957.0 -1.2 -4.0 122.9 16.7 39 1 961.0 -1.0 -5.2 1.3 122.7 22.1 40 1 964.0 -1.3 -5.0 122.2 21.1 41 1 967.0 -1.1 -4.8 1.1 122.7 20.3 42 1 988.0 2.0 -6.6 4.0 128.1 28.7 43 1 988.3 2.2 -6.0 3.2 128.8 25.9 44 1 990.5 1.3 -6.1 4.7 126.9 26.3 45 1 992.0 1.6 -5.9 2.0 127.6 25.4 46 1 995.5 1.9 -6.0 0.1 128.2 25.9 47 1 996.0 1.1 -3.6 127.8 15.2 48 1 998.0 0.7 -4.4 0.6 126.6 18.4 49 2 001.0 2.1 -5.7 128.7 24.5 50 2 004.0 2.1 -6.0 0.2 128.6 25.9 51 2 010.0 2.3 -5.4 129.3 23.2 52 2 013.0 2.3 -4.3 0.9 129.9 18.0 53 2 016.0 2.2 -5.1 129.3 21.4 54 2 019.0 2.5 -2.9 1.0 131.0 12.5 55 2 022.0 2.7 -3.0 131.3 12.8 56 2 025.0 2.1 -1.9 1.1 130.7 8.4 57 2 032.0 2.3 -1.4 131.3 6.7 58 2 035.0 1.9 -2.6 0.6 129.9 11.3 59 2 038.0 1.1 -2.6 128.2 11.3 60 2 041.0 0.7 -2.1 0.9 127.7 9.1 61 2 044.0 1.1 -2.3 128.4 10.2 62 2 047.0 1.5 -2.2 0.1 129.3 9.9 63 2 049.0 1.4 -1.8 0.5 129.3 8.1 64 2 052.0 1.7 -1.3 1.0 130.1 6.4 65 2 054.0 2.0 -2.1 1.6 130.4 9.1 66 2 057.0 2.2 -2.7 1.6 130.4 11.7 67 2 057.9 2.0 -3.0 7.7 129.9 12.8 68 2 059.1 1.6 -6.3 1.1 127.4 27.3 69 2 060.0 2.4 -2.7 2.6 130.9 11.7 碳酸盐岩中的无机碳同位素通常较为稳定，可以反映以下重大的构造与环境事件：①全球海平面变化；②全球气候变化；③生物爆发或灭绝事件；④有机质埋藏速率或生产力的变化；⑤甲烷或天然气水合物的释放。全球下寒武统底部存在一次显著的δ13C负漂移事件，被认为与海平面上升，上升洋流作用及生物灭绝事件有关[2, 36-37]。塔西北玉尔吐斯组和塔东北西山布拉克组底部也记录了这次δ13C的负漂移[38-39]。舒探1井肖尔布拉克组下部δ13C所出现的2次显著的正漂移对应于藻云岩段。前人研究表明该组下部地层首次出现三叶虫化石Shizhudiscus带，对应于筇竹寺阶下部[40]。生物的繁盛表明肖尔布拉克组早期海洋生产力总体较高，海平面相对较低。向上，肖尔布拉克组中部δ13C由正转负，出现一次负漂移(N1)，相应地以泥岩、泥质白云岩和白云质灰岩为特征，指示了区域海平面的升高。再向上，δ13C由负转正，整体非常稳定，藻云岩和陆源碎屑再次出现，表明生产力提高，海平面下降，海洋环境总体趋于稳定。
氧同位素由于更易受到大气淡水和成岩流体的改造，故很少单独用于古环境变化评价，通常与碳同位素相结合共同分析。研究区δ18O值在-7.6‰~-1.3‰之间，平均值为-4.9‰。由下自上整体存在2个逐渐变小的区间，分别为由底部至中部(1 988 m处)和由中部至顶部。
4. 古环境特征
4.1 热液作用的影响
岩石学特征显示肖尔布拉克组白云岩中陆源碎屑石英含量较少，所采样品的Al2O3质量分数普遍较低，表明陆源碎屑的影响较小。样品w(∑REE)均值(29.13×10-6)远小于后太古宙页岩w(∑REE)(183×10-6)，上部多数样品Lan/Ybn均值大于1，显示出轻稀土元素富集的特征。Ce/Ce*均值为0.87，呈弱的负异常，Eu/Eu*均值为1.32，呈弱的正异常。Eu/Eu*正异常一般可以有3个原因：①热液活动；②Ba的影响；③陆源碎屑(长石)的影响。由图 6可以看出，Eu/Eu*与w(Ba)和w(Al2O3)并没有相关性，表明Eu的正异常并不受控于这2个因素，而很可能与热液活动有关。热液流体具有低w(∑REE)，无明显Ce/Ce*异常和显著的Eu/Eu*正异常的特征，也与本文样品类似。薄片下可见充填孔隙的硅质胶结，上部层位含有微晶硅质碎屑，与陆源碎屑中的石英有显著差别。薄片中可见非组构性溶蚀孔洞和港湾状白云岩的发育，前人也报道过该组内存在诸多热液成因矿物，如鞍状白云石、自生石英、萤石和重晶石等[41]。因此，岩石学和地球化学资料共同表明肖尔布拉克组受到了一定程度的热液改造的影响。
区域研究表明，塔里木盆地发育3期大的热液改造活动，均形成于区域伸展的背景下[42-43]。第一期热液活动发生在震旦纪末期，发育陆相火山岩和低温热液硅质岩，其中硅质热液影响范围较广。对柯坪地区的研究表明这一期硅质热液作用为脉冲式喷发，强度逐渐减弱。露头区玉尔吐斯组顶部和肖尔布拉克组底部发育大量硅质白云岩[44-45]，表明这期热液作用对白云岩的发育产生了重要的影响。第二期热液活动发生在寒武纪末期。塔河地区地震资料显示该区肖尔布拉克组内存在多个地震异常体，正演结果表明异常体很可能为侵入岩体，异常体的分布与该区玄武岩具有很好的耦合性，表明这些异常体与寒武纪末期的火山活动相关[43]。这一期火山活动通过深大断裂带来大量热液对上覆地层进行改造。第三期热液活动发生在早二叠世-晚二叠世，是盆地最大规模的一次火山活动。巴楚-塔中地区发育基性火山岩，该期强烈的火山活动同样带来大量热液对上覆地层进行溶蚀改造。王坤等[46]对古城地区的研究表明，寒武系碳酸盐岩储层受到寒武系卤水和二叠系岩浆水两期热液作用的影响，其中寒武系卤水受超压和断层驱动，影响范围较大；而二叠系岩浆水则主要沿走滑断层运移，影响范围较小。由图 7可见舒探1井距离断层的距离较远，故推测热液流体更可能来自第一期硅质热液作用产生的地层卤水，而非受断层控制的寒武纪末及二叠系岩浆水。
4.2 古氧化还原条件
前人研究表明氧化还原敏感元素及其比值可以用于恢复和重建古海洋特征[47-49]。V/Cr，Ni/Co通常被用来表征沉积水体的氧化还原环境。Ni和Co在氧化条件下易溶于水并迁移，而在还原条件下易沉淀并富集，在还原环境下趋向以硫化物的形式沉淀保留在沉积物中。前人研究表明当V/Cr < 2和Ni/Co < 5时，指示沉积水体为氧化环境；当V/Cr>4.25和Ni/Co>7时，指示沉积水体为还原环境；当两比值在这些数值之间时指示次氧化环境[48, 50]。由图 3可以看出，所有样品V/Cr < 4.25，Ni/Co < 7，绝大多数样品V/Cr < 2，Ni/Co < 5，表明肖尔布拉克早期和晚期沉积水体为氧化环境，以发育藻云岩和中-粉晶白云岩为特征；中期一段短暂时间为次氧化环境，以发育泥岩、泥质白云岩和泥晶云岩为特征。对柯坪地区的研究表明肖尔布拉克组的沉积背景为浅水缓坡-弱镶边台地，广泛发育微生物席和微生物建隆，斜坡部位发育风暴沉积[14, 26, 28]。这些微生物的发育需要较高的大气含氧量，此时的沉积水体不可能是次氧化-还原环境。现代广大的大陆架地区主要为次氧化环境，如秘鲁沿岸及纳米比亚大陆架等[47, 51]。风暴作用会将表层含氧量较高的水体带入深水区。综合分析表明舒探1井肖尔布拉克组沉积水体主要为氧化环境，中期短暂时段为次氧化环境。
4.3 古海水盐度
前人提出可以通过δ13C和δ18O来区分不同成因的灰岩并评价古海洋盐度，计算公式[52]为：Z=2.048×(δ13C+50)+0.498×(δ18O+50)。其中δ13C和δ18O均以VPDB为标准。当Z小于120时为淡水成因；当Z大于120时为海相成因。本次研究表明，舒探1井肖尔布拉克组样品的Z值均大于120，范围在122.2~131.3之间(表 2)，均值为126.7，与肖尔布拉克期该区为海相背景的结论一致。纵向上，肖尔布拉克组下部Z值整体较高，均大于126，内部包含两个逐渐降低的趋势；上部整体较低，均小于126，内部呈现逐渐升高的趋势。这种变化说明肖尔布拉克初期海水盐度较大，之后持续降低，中期之后又开始逐渐上升。其中藻云岩发育段海水古盐度较高，而细粒岩如泥岩或粉晶云岩发育段古盐度较低。
4.4 古海水温度
氧同位素与古海洋温度密切相关，在盐度一定的条件下，δ18O值随温度升高而降低，是评价古温度的良好指标。前人提出用以下公式来计算古海水温度[53-54]：
t(∘C)=15.976−4.2δ18OCaCO3+0.13(δ18OCaCO3+0.22)2 该公式主要适用于中生代之后的样品，而由于蚀变作用导致该公式对中生代之前样品的可靠性降低[55]。通过第四纪海相碳酸盐岩的δ18O(均值为-1.2‰)进行矫正可以减小误差。本次研究表明舒探1井肖尔布拉克组样品的δ18O范围在-1.3‰~-7.6‰之间，均值为-5.0‰，用Δδ18O=3.8‰将肖尔布拉克组样品的δ18O值进行矫正，使其与标样对应，再利用上述公式求得塔里木盆地西北部肖尔布拉克期古海水温度(图 3)。结果(表 2)表明，肖尔布拉克期海水温度范围在6.4~33.5℃之间，均值为21.4℃，58%的样品温度分布在20~30℃之间，表明塔里木盆地在早寒武世期间主要为炎热或温暖的亚热带气候，古地磁数据表明塔里木陆块在寒武纪位于北纬30°以内[56]，两者得出的结论一致。纵向上，古温度是逐渐升高的。从图 3中看可分为3段：下部古温度变化较小，整体较低(除去2 059.1 m异常点外)，均值为10.1℃；中部古温度较下部突然上升，内部先升高后降低，整体中等，均值为20.4℃；上部古温度较中部同样突然上升，内部变化较小，整体较高，均值为27.5℃。这种变化显示肖尔布拉克期海水温度呈现逐渐上升的特征。
5. 地质意义
通过碳酸盐岩中的微量元素、稀土元素及碳、氧同位素特征的变化，可以反演古氧化还原条件、古气候、古盐度等古环境的变化。这些要素的变化又蕴含在对沉积特征与沉积充填的变化之中。早寒武世塔里木盆地的岩相古地理格局主要继承自新元古代。巴楚隆起处于古地貌高部位，少量钻遇下寒武统下部的井(舒探1井、同1井)以红色、褐红色泥岩或白云岩为特征，表明其沉积期为陆相或极浅水的环境。肖尔布拉克初期，海平面虽然有所上升，但水深仍然很浅，存在陆源碎屑的供应，但由于古地貌很缓，碎屑注入量不大，整体仍以碳酸盐岩沉积为主。氧化还原敏感元素含量较低，沉积水体以氧化环境为主，水体盐度较高，生产力升高，有利于藻云岩的发育，从而导致δ13C的正漂。至中期，δ13C快速下降，海平面快速上升，古水深增大，导致这个阶段以发育泥岩、泥质白云岩和白云质灰岩为特征。水体含氧量降低、氧化还原敏感元素含量显著升高表明局部发育次氧化环境，古盐度显著降低，古温度升高并波动变化。到了肖尔布拉克晚期，δ13C缓慢上升并趋于稳定，海平面处于相对稳定的低位期；氧化还原敏感元素含量回落至较低值，水体为氧化环境。该段古温度较高且十分稳定，以发育膏质白云岩、藻云岩和中-粉晶白云岩为主(图 8)。
图 8 早寒武世肖尔布拉克组沉积演化图Figure 8. Depositional evolution of the Xiaoerbulake Formation in the Early Cambrian钻井和露头研究表明肖上段发育于开阔台地的礁滩相白云岩是最有利储层的发育部位[15, 27, 57]。本次对舒探1井的研究显示，肖尔布拉克组沉积晚期水体较浅，古地温较高，盐度适中，整体沉积环境较为稳定，受晚期淋滤和流体改造后发育溶蚀孔洞，表明肖上段是最有利储层的发育部位。舒探1井揭示肖尔布拉克早期虽然藻云岩较为发育，但整体环境较为动荡，且受硅质热液作用的影响发生胶结，故肖下段是有利储层发育的次要部位。
6. 结论
(1) 肖尔布拉克组发育多种类型的白云岩，其中上部和下部白云岩粒度较粗，含大量藻云岩，中部粒度较细。肖尔布拉克组上部和下部样品氧化还原敏感元素含量较低，V/Cr < 2和Ni/Co < 4，表明其沉积水体为氧化条件。中部样品氧化还原敏感元素含量与V/Cr和Ni/Co比值有所上升，表明水体含氧量下降，短时间处于次氧化条件下。
(2) 舒探1井肖尔布拉克组海相碳酸盐岩的δ13C值在-1.3‰~2.7‰之间，平均值为0.9‰，纵向上δ13C先降低后升高，下部和中部分别出现2次正漂移和1次负漂移事件。
(3) 巴楚隆起在肖尔布拉克期整体处于海相沉积环境，Z值介于122.2~131.3之间，由下至上先降低后升高。海平面经历了低-高-低的变化，古温度介于6.4~33.5℃之间，呈阶梯式上升的特点。肖尔布拉克晚期δ13C为稳定的低正值，海平面变化不大，古盐度适中，藻云岩发育，并伴生后期淋滤和改造作用。肖上段发育的礁滩相白云岩是最有利的储层，而肖下段次之。
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图 1 塔里木盆地构造单元图(a)及舒探1井剖面图(b)
Figure 1. Tectonic framework (a) of the Tarim Basin and the profile (b) of Well Shutan-1
图 2 舒探1井肖尔布拉克组取心段镜下岩石学特征
a.玄武岩，埋深2 064 m，正交偏光；b.含陆源碎屑泥岩，埋深2 062.6 m，正交偏光；c.中晶白云岩，埋深1 995.5 m，单偏光；d.砂屑纹层状白云岩，埋深1 994.3 m，正交偏光；e.硅质细晶白云岩，埋深1 917.8 m，正交偏光；f.硅质白云岩，埋深1 918.2 m，正交偏光；g.叠层石白云岩，埋深1 889.1 m，正交偏光；h.砂屑粉晶白云岩，埋深1 887 m，单偏光；i.含硅质砂屑泥-粉晶白云岩，埋深1 883.2 m，正交偏光
Figure 2. Microscopic characteristics of the Xiaoerbulake Formation from Well Shutan-1
图 3 舒探1井肖尔布拉克组地球化学柱状图
Figure 3. Geochemical column of the Xiaoerbulake Formation from Well Shutan-1
图 4 舒探1井肖尔布拉克组PAAS标准化后稀土元素配分模式图(岩性图例同图 1)
Figure 4. PAAS-normalized REE patterns of the Xiaoerbulake Formation from Well Shutan-1
图 5 舒探1井肖尔布拉克组碳氧同位素交汇图
Figure 5. Crossplot of carbon and oxygen isotope signature of the Xiaoerbulake Formation from Well Shutan-1
图 8 早寒武世肖尔布拉克组沉积演化图
Figure 8. Depositional evolution of the Xiaoerbulake Formation in the Early Cambrian
表 1 舒探1井肖尔布拉克组样品主、微量和稀土元素测试结果
Table 1. Analytical results of major, trace and rare earth elements of samples in the Xiaoerbulake Formation from Well Shutan-1
样品深度/m 主量元素wB/% 微量元素wB/10-6 V/Cr Ni/Co SiO2 Al2O3 CaO K2O Na2O TFe2O3 MgO MnO P2O5 TiO2 烧失量 U V Mo Ni Cr Co Mn Sr Ba Th 1 883.2 1.69 0.27 29.8 0.09 0.04 0.42 21.10 0.01 < 0.01 0.01 45.82 0.45 3 0.22 1.1 5 0.8 106 48.1 29.7 0.50 0.6 1.4 1 883.7 1.01 0.19 30.4 0.06 0.05 0.10 21.50 0.01 < 0.01 0.01 45.67 0.33 2 0.11 0.5 2 0.6 85 39.0 22.6 0.35 1.0 0.8 1 884.0 1.22 0.16 29.8 0.06 0.03 0.07 21.10 0.01 < 0.01 < 0.01 45.72 0.35 2 0.09 0.6 3 0.7 101 36.2 11.5 0.27 0.7 0.9 1 884.3 1.63 0.14 29.0 0.05 0.05 0.08 20.50 0.01 < 0.01 < 0.01 46.09 0.31 1 0.15 0.3 13 0.6 100 453.0 147.0 0.20 0.1 0.5 1 884.8 1.22 0.17 30.1 0.05 0.03 0.27 21.00 0.01 < 0.01 0.01 45.53 0.34 2 0.11 0.4 4 0.7 130 78.9 33.6 0.31 0.5 0.6 1 885.1 1.35 0.20 30.1 0.07 0.03 0.08 20.80 0.01 < 0.01 0.01 45.62 0.30 3 0.06 0.4 5 0.7 100 89.9 15.7 0.30 0.6 0.6 1 886.5 2.43 0.39 29.4 0.12 0.03 0.57 20.60 0.02 < 0.01 < 0.01 45.05 0.55 3 0.25 1.2 6 1.0 133 46.9 44.5 0.62 0.5 1.2 1 887.0 2.87 0.45 29.6 0.13 0.03 0.94 20.30 0.02 < 0.01 0.01 45.43 0.55 5 0.19 1.1 7 1.0 159 48.7 41.2 0.68 0.7 1.1 1 888.8 3.22 0.36 29.4 0.09 0.04 0.83 20.80 0.02 < 0.01 0.01 45.29 0.60 3 0.36 1.6 7 0.8 157 45.5 9.2 0.54 0.4 2.0 1 894.0 12.67 0.20 26.2 0.06 0.46 0.06 18.55 0.02 < 0.01 0.01 41.00 0.23 3 0.24 0.9 3 0.9 135 244.0 1 500.0 0.20 1.0 1.0 1 904.0 4.39 0.10 28.9 0.04 0.29 0.04 20.50 0.02 < 0.01 0.01 44.90 0.28 3 0.22 0.9 2 0.9 132 95.0 1 470.0 0.13 1.5 1.0 1 909.0 1.30 0.11 29.6 0.03 0.20 0.21 21.10 0.01 < 0.01 0.02 46.38 0.23 2 0.26 0.8 11 0.9 124 89.4 970.0 0.25 0.2 0.9 1 914.0 2.46 0.14 29.4 0.05 0.21 0.25 20.80 0.01 < 0.01 0.02 45.81 0.28 3 0.33 0.8 2 0.9 117 128.0 850.0 0.19 1.5 0.9 1 915.3 1.40 0.02 30.4 0.01 < 0.01 0.03 21.90 0.01 < 0.01 < 0.01 46.06 0.22 1 0.50 0.2 1 0.4 109 30.7 248.0 0.11 1.0 0.5 1 915.9 19.34 0.06 24.5 0.01 0.05 0.02 17.55 < 0.01 < 0.01 < 0.01 37.76 0.17 1 0.50 0.2 2 0.3 83 23.6 21.9 0.14 0.5 0.7 1 916.4 39.30 0.10 18.45 < 0.01 < 0.01 0.03 13.25 < 0.01 < 0.01 < 0.01 30.27 0.12 1 0.50 0.2 1 0.3 64 20.5 4.7 0.08 1.0 0.7 1 917.8 20.49 0.09 23.8 0.01 < 0.01 1.39 17.00 0.02 < 0.01 < 0.01 35.12 0.28 1 0.52 1.5 10 0.5 173 25.1 43.9 0.20 0.1 3.0 1 918.3 4.68 0.18 28.7 0.02 < 0.01 0.63 20.70 0.01 < 0.01 < 0.01 42.79 0.27 1 0.12 0.2 4 0.6 125 29.1 45.1 0.18 0.3 0.3 1 919.5 16.84 0.04 25.3 0.01 < 0.01 1.00 18.00 0.02 < 0.01 < 0.01 39.33 0.24 1 0.42 1.3 11 0.5 145 25.8 26.0 0.16 0.1 2.6 1 920.0 10.59 0.38 26.8 0.12 0.28 0.12 18.55 0.02 0.01 0.04 40.65 0.38 6 2.30 3.1 13 1.6 162 234.0 1 290.0 0.36 0.5 1.9 1 926.0 3.69 0.14 28.9 0.05 0.24 0.24 20.40 0.01 < 0.01 0.02 44.96 0.29 3 0.23 1.3 3 1.0 114 108.5 1 270.0 0.12 1.0 1.3 1 932.0 0.90 0.13 30.0 0.06 0.34 0.18 21.30 0.01 < 0.01 0.02 46.77 0.48 2 0.24 0.7 2 0.8 114 191.5 980.0 0.17 1.0 0.9 1 939.0 3.53 0.74 29.8 0.24 0.12 0.68 19.20 0.02 0.03 0.08 42.58 1.85 9 0.30 4.4 5 2.1 160 346.0 640.0 0.71 1.8 2.1 1 944.0 2.06 0.34 30.4 0.10 0.14 0.44 20.30 0.02 0.02 0.04 43.62 0.59 4 1.38 1.8 4 1.2 121 236.0 670.0 0.33 1.0 1.5 1 949.0 3.27 0.72 30.4 0.22 0.25 0.52 17.90 0.02 0.08 0.07 39.98 4.41 13 0.86 4.9 7 2.4 132 395.0 130.0 1.05 1.9 2.0 1 954.0 1.36 0.25 32.4 0.08 0.25 0.08 17.12 0.02 0.01 0.04 37.09 0.78 5 0.40 4.1 6 1.3 136 561.0 50.0 0.23 0.8 3.2 1 961.0 5.47 1.43 27.6 0.29 0.31 1.75 20.00 0.03 0.05 0.27 41.43 1.47 22 0.51 24.0 10 7.4 251 191.0 510.0 0.48 2.2 3.2 1 967.0 9.63 2.38 25.7 0.52 0.64 3.29 17.90 0.05 0.11 0.51 37.14 2.04 35 0.61 31.4 17 10.1 364 321.0 630.0 0.81 2.1 3.1 1 988.0 7.34 0.64 27.9 0.30 0.05 1.34 19.45 0.03 0.09 0.03 43.70 0.79 11 0.17 2.9 5 1.6 200 49.9 9.8 0.72 2.2 1.8 1 988.3 2.11 0.51 29.4 0.24 0.14 0.30 20.70 0.02 0.11 0.02 43.37 0.70 5 0.07 1.2 3 1.2 187 57.8 9.4 0.61 1.7 1.0 1 990.5 2.91 0.57 29.8 0.3 0.07 0.49 20.40 0.05 0.28 0.04 43.79 2.15 23 0.18 1.0 6 0.8 362 77.3 16.8 0.67 3.8 1.3 1 992.0 6.45 2.08 27.2 1.37 0.08 1.39 18.85 0.03 0.05 0.12 41.45 0.94 29 0.34 4.2 17 0.9 212 106.5 78.1 2.28 1.7 4.7 1 995.5 51.91 18.37 3.23 11.85 0.10 1.42 3.08 < 0.01 0.25 0.01 45.65 0.91 92 0.09 15.7 59 2.6 25 186.5 224.0 19.60 1.6 6.0 1 998.0 8.64 3.39 25.6 1.33 0.19 1.33 16.35 0.04 0.11 0.88 6.72 1.55 42 2.91 15.5 47 5.0 252 406.0 60.0 5.02 0.9 3.1 2 004.0 3.49 1.00 31.8 0.54 0.30 0.61 14.70 0.02 0.11 0.05 34.01 0.29 9 0.35 2.5 9 1.1 139 729.0 10.0 1.25 1.0 2.3 2 013.0 0.86 0.16 30.3 0.09 0.30 0.24 20.70 0.01 0.01 0.01 45.97 0.20 2 0.28 1.1 16 0.7 125 136.0 1 210.0 0.29 0.1 1.6 2 019.0 0.49 0.10 30.1 0.08 0.42 0.17 21.10 0.01 0.01 0.01 46.98 0.39 2 0.17 1.0 4 0.7 128 124.5 4 250.0 0.13 0.5 1.4 2 025.0 0.60 0.10 30.5 0.05 0.21 0.19 20.70 0.02 0.01 0.01 46.43 0.48 3 0.26 0.8 3 0.9 161 148.0 2 050.0 0.14 1.0 0.9 2 035.0 0.92 0.16 31.1 0.08 0.24 0.39 21.40 0.02 0.01 0.01 45.71 0.40 3 0.92 1.4 5 0.9 127 210.0 860.0 0.17 0.6 1.6 2 041.0 0.84 0.26 30.3 0.09 0.24 0.35 20.30 0.02 0.02 0.02 44.92 1.18 7 0.33 1.9 4 1.1 168 197.5 750.0 0.30 1.8 1.7 2 047.0 0.42 0.09 30.1 0.05 0.28 0.24 21.30 0.03 0.01 0.01 46.90 0.80 3 0.43 1.5 4 0.8 226 2 410.0 1 390.0 0.14 0.8 1.9 2 049.0 0.58 0.20 30.1 0.09 0.30 0.26 20.90 0.02 0.02 0.01 46.53 1.17 5 0.17 1.6 4 0.9 194 431.0 1 220.0 0.29 1.3 1.8 2 052.0 0.90 0.34 30.0 0.13 0.27 0.36 20.60 0.02 0.03 0.02 45.98 0.80 6 0.14 2.0 5 1.0 156 149.0 1 150.0 0.49 1.2 2.0 2 054.0 0.74 0.23 30.3 0.11 0.29 0.32 20.70 0.02 0.02 0.01 46.18 0.58 5 0.13 1.9 5 0.9 193 123.5 1 370.0 0.35 1.0 2.1 2 057.0 1.96 0.60 30.1 0.22 0.29 0.61 19.65 0.04 0.13 0.01 44.20 1.17 8 0.35 2.4 9 1.4 308 194.5 760.0 0.77 0.9 1.7 2 057.9 14.88 5.41 22.4 2.76 0.06 1.48 16.10 0.06 0.07 0.23 36.48 1.99 10 0.08 3.2 31 2.6 490 63.3 129.5 6.64 0.3 1.2 2 059.1 50.07 17.52 2.03 8.44 0.15 7.94 3.53 < 0.01 0.15 1.11 6.58 1.76 9 0.28 1.9 170 6.2 95 87.9 778.0 22.70 0.1 0.3 2 060.0 22.47 8.02 17.95 3.89 0.21 3.68 13.35 0.05 0.11 0.43 28.86 1.17 11 0.47 2.8 48 4.1 345 135.0 650.0 10.20 0.2 0.7 
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表 2 舒探1井肖尔布拉克组样品碳、氧同位素测试结果
Table 2. Analyical results of carbon and oxygen of the Xiaoerbulake Formation in Well Shutan-1
编号 样品深度/m δ13C/‰ δ18O/‰ Mn/Sr Z 温度/℃ 1 1 883.2 0.8 -6.1 2.2 125.9 26.3 2 1 883.7 0.8 -6.1 2.2 125.9 26.3 3 1 884.0 0.7 -6.6 2.8 125.4 28.7 4 1 884.3 0.8 -6.5 0.2 125.7 28.2 5 1 884.8 0.6 -6.7 1.6 125.2 29.1 6 1 885.1 0.6 -7.0 1.1 125.0 30.6 7 1 886.5 0.9 -6.0 2.8 126.1 25.9 8 1 887.0 0.8 -6.4 3.3 125.7 27.7 9 1 888.8 0.8 -7.6 3.5 125.2 33.5 10 1 891.0 0.9 -6.1 126.1 26.3 11 1 894.0 0.9 -6.0 0.6 126.1 25.9 12 1 901.0 0.9 -5.9 126.2 25.4 13 1 904.0 0.9 -5.9 1.4 126.2 25.4 14 1 907.0 0.8 -6.1 125.9 26.3 15 1 909.0 0.8 -6.0 1.4 125.9 25.9 16 1 911.0 0.9 -5.9 126.2 25.4 17 1 914.0 0.8 -6.0 0.9 125.9 25.9 18 1 915.3 0.5 -6.8 3.6 124.9 29.6 19 1 915.9 0.5 -6.9 3.5 124.9 30.1 20 1 916.4 0.3 -7.3 3.1 124.3 32.0 21 1 917.0 0.7 -6.1 125.7 26.3 22 1 917.8 0.6 -6.6 6.9 125.2 28.7 23 1 918.3 0.5 -6.7 4.3 125.0 29.1 24 1 919.5 0.5 -6.7 5.6 125.0 29.1 25 1 920.0 0.6 -6.1 0.7 125.5 26.3 26 1 923.0 0.5 -6.3 125.2 27.3 27 1 926.0 0.5 -6.1 1.1 125.3 26.3 28 1 928.0 0.5 -6.3 125.2 27.3 29 1 932.0 0.3 -6.4 0.6 124.7 27.7 30 1 936.0 -0.2 -5.1 124.3 21.6 31 1 939.0 -0.2 -3.6 0.5 125.1 15.0 32 1 941.0 -0.3 -3.2 125.1 13.7 33 1 944.0 -0.4 -3.7 0.5 124.7 15.5 34 1 947.0 -0.6 -3.7 124.2 15.6 35 1 949.0 -1.1 -3.6 0.3 123.2 15.3 36 1 951.0 -1.0 -3.5 123.5 14.9 37 1 954.0 -0.7 -5.0 0.2 123.4 21.1 38 1 957.0 -1.2 -4.0 122.9 16.7 39 1 961.0 -1.0 -5.2 1.3 122.7 22.1 40 1 964.0 -1.3 -5.0 122.2 21.1 41 1 967.0 -1.1 -4.8 1.1 122.7 20.3 42 1 988.0 2.0 -6.6 4.0 128.1 28.7 43 1 988.3 2.2 -6.0 3.2 128.8 25.9 44 1 990.5 1.3 -6.1 4.7 126.9 26.3 45 1 992.0 1.6 -5.9 2.0 127.6 25.4 46 1 995.5 1.9 -6.0 0.1 128.2 25.9 47 1 996.0 1.1 -3.6 127.8 15.2 48 1 998.0 0.7 -4.4 0.6 126.6 18.4 49 2 001.0 2.1 -5.7 128.7 24.5 50 2 004.0 2.1 -6.0 0.2 128.6 25.9 51 2 010.0 2.3 -5.4 129.3 23.2 52 2 013.0 2.3 -4.3 0.9 129.9 18.0 53 2 016.0 2.2 -5.1 129.3 21.4 54 2 019.0 2.5 -2.9 1.0 131.0 12.5 55 2 022.0 2.7 -3.0 131.3 12.8 56 2 025.0 2.1 -1.9 1.1 130.7 8.4 57 2 032.0 2.3 -1.4 131.3 6.7 58 2 035.0 1.9 -2.6 0.6 129.9 11.3 59 2 038.0 1.1 -2.6 128.2 11.3 60 2 041.0 0.7 -2.1 0.9 127.7 9.1 61 2 044.0 1.1 -2.3 128.4 10.2 62 2 047.0 1.5 -2.2 0.1 129.3 9.9 63 2 049.0 1.4 -1.8 0.5 129.3 8.1 64 2 052.0 1.7 -1.3 1.0 130.1 6.4 65 2 054.0 2.0 -2.1 1.6 130.4 9.1 66 2 057.0 2.2 -2.7 1.6 130.4 11.7 67 2 057.9 2.0 -3.0 7.7 129.9 12.8 68 2 059.1 1.6 -6.3 1.1 127.4 27.3 69 2 060.0 2.4 -2.7 2.6 130.9 11.7
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