地质历史中海水的锶同位素组成是时间的函数，其随时间的变化主要受2个来源锶的控制: （1）由大陆古老的硅铝质岩石化学风化作用通过河流向海水提供的相对富放射性成因的锶，具较高的⁸⁷Sr/⁸⁶Sr比值，全球平均值为0.7119^[1]；（2）由洋中脊热液系统向海水提供的相对贫放射性成因的锶，具较低的⁸⁷Sr/⁸⁶Sr比值，全球平均值为0.7035^[2]。现代海水的锶同位素比值是这两个来源锶平衡的结果，其平均值为0.709073±0.000003^[3]，超过100个现代贝壳的锶同位素组成平均值。因此，代表原始海水组成的海相内源沉积物（主要是碳酸盐、硫酸盐和磷酸盐等）锶同位素的组成和变化是全球等时对比的重要手段^[4-11]，并可作为海相地层的定年工具之一^{[7, 9, 11-17]}，这就是锶同位素地层学的基本原理。

前人对昌都地块唐古拉地区乌丽群已做了大量的研究，这些研究主要集中于生物地层学^[18-21]、地层学^[22]、粒度分析^[23]以及煤田地质^[24]等方面。然而到目前为止，有关昌都地块晚二叠世—早三叠世碳酸盐的锶同位素组成及演化特征的研究仍是空白。昌都地块唐古拉地区乌丽群拉卜查日组碳酸盐岩地层发育较好，因此本文以唐古拉地区拉卜查日组剖面为研究对象，通过对拉卜查日组海相碳酸盐锶同位素组成变化研究，并结合牙形石化石组成特点，探讨昌都地块拉卜查日组的地层时代、锶同位素组成及其地质意义。

1.   区域地质概况

研究区位于青藏高原腹地（图 1），区域上将班公湖—怒江缝合带和西金乌兰—金沙江缝—哀牢山结合带之间的地区称之为羌塘—昌都地块^[25]，或羌塘—三江造山系^[26]。再以龙木错—双湖—类乌齐结合带（Pz-T）和乌兰乌拉湖—北澜沧江结合带（D-T2）为界，自北向南依次划分为昌都—兰坪地块和北羌塘—甜水海地块以及南羌塘弧盆系三个二级构造单元^[26-27]。本区即位于乌兰乌拉湖—北澜沧江断裂以北昌都—兰坪地块内的开心岭—杂多—竹卡陆缘弧带内。

图  1  研究区区域地质和交通图

1—第四系; 2—古近系; 3—上三叠统侵入岩; 4—上三叠统巴贡组; 5—上三叠统波里拉组; 6—上三叠统甲丕拉组; 7—上二叠统-下三叠统拉卜查日组; 8—上二叠统那益雄组; 9—中二叠统九十道班组; 10—下二叠统诺日巴尕日保组; 11—上石炭统-下二叠统扎日根组; 12—山峰及海拔高程; 13—断层; 14—地层不整合接触面; 15—地质体; 16—地名、主要公路、次要公路和季节性公路; 17—实测剖面位置

Figure  1.  Geological map of the study area

1-Quaternary sediments; 2-Paleogene sediments; 3-Late Triassic intrusive rocks; 4-Late Triassic Bagong Formation; 5-Late Triassic Bolila Formation; 6-Late Triassic Jiapila Formation; 7-Late Permian-Early Triassic Labuchari Formation; 8-Late Permian Nayixiong Formation; 9-Middle Permian Jiushidaoban Formation; 10-Early Permian Nuoribagaribao Formation; 11-Late Carboniferous-Early Permian Zharigen Formation; 12-Mountain and elevation above sea level; 13-Fault; 14-Stratigraphic unconformity; 15-Geological body; 16-Place names, major highways, secondary highways and seasonal highways; 17-Location of measured geological section

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研究区出露主要主体地层为开心岭群扎日根组、诺日巴尕日保组、九十道班组，乌丽群那益雄组、拉卜查日组，结扎群甲丕拉组、波里拉组和巴贡组。其中扎日根组为一套台地相碳酸盐岩建造，诺日巴尕日保组为浅海-次深海相泥砂质复理石-岛弧火山岩建造，九十道班组具礁灰岩特征，那益雄组为海陆过渡相的含煤碎屑岩沉积，拉卜查日组为台地相碳酸盐岩建造，甲丕拉组为一套滨-浅海相红色碎屑岩建造，波里拉组一套岩性较单一斜坡相碳酸盐岩建造，巴贡组为一套滨-浅海相碎屑岩建造。

2.   剖面位置、样品及实验方法

研究剖面位于青海省沱沱河地区开心岭煤矿一带（图 1），是昌都地块乌丽群的经典剖面之一，剖面构造简单，地层连续，露头良好。乌丽群那益雄组为一套碳酸盐岩、陆源碎屑岩夹煤层的海陆过渡沉积环境，拉卜查日组为一套碳酸盐岩台地相沉积环境。

为了保证所获得的样品尽可能地代表原始海水的同位素组成，采样过程中没有采集亮晶胶结的各种颗粒灰岩和结晶灰岩，而采集了发生重结晶的泥晶—微晶灰岩、泥晶颗粒灰岩、颗粒泥晶灰岩和腕足类生物壳体。所有样品都在偏光镜和阴极发光下进行了检测，并做了铁氰化钾溶液染色。对具强烈阴极发光的样品未予利用，所使用的样品均不具阴极发光或只具极弱的阴极发光，且不被铁氰化钾溶液染色，这样的样品基本代表了原始海水的同位素组成而不是成岩作用的结果。碳酸盐样品的锶同位素分析由中国地质大学（武汉）地质过程与矿产资源国家重点实验室同位素分析室完成，仪器为MAT-261质谱仪，2.5mol/L的盐酸溶样，铷、锶经装有AG-50W X 8树脂的离子交换柱分离和纯化。每盘样品都插入NBS987标准，8件标准样测量平均值为0.71027+0.000042，全部分析数据的标准偏差在0.00016-0.000284的范围内。

3.   生物地层对比

唐古拉地区二叠纪广泛分布碳酸盐沉积，其中赋存着十分丰富的古生物化石，乌丽群拉卜查日组富含蜓类、腕足类、双壳类、苔藓虫等化石。

刘广才^[22]较系统的论述了开心岭地区拉卜查日组中的动物群。其中蜓类动物群称之为Palaeofusulina-Perigeyerella costellata组合带，计有Palaeofusulina cf.fusiformis, Sphaerulina cf.zisongzhengensis, Reichelina changhsigensis等7属5种，均为华南长兴期标准分子或重要成员；腕足有Perigeyerella costellata, Squanularia grandisa等3属2种；前者是华南长兴期Enteletina sinensisSpinomarginifera hueichouensis alpha组合带的重要伴生者，后者见于浙江长兴、江西东平及贵州平越、桐梓等地的上二叠统。该2种在本区普遍存在，是个很有特色的生物群落；双壳类有Pernopectensichamensis, Palaeomeilo quizhouensis, Stutchburiacf.variabillis与Palaeofusulina等蜓类共生。

青海省1：25万赤布张错幅区域地质调查报告^❶描述，赤布张幅贡日等地拉卜查日组上部的灰岩中产出Gallowayinella meitienensis—Palaeofusulinasinensis蜓类动物群。主要分子有：Gallowayinellameitienensis Chen, G.cf.meitienensis Chen, G.guidingensis Liu, Xiao et Dong, G.Sp., Palaeofusulina sinensis Sheng, P.nana Likharev, P.fusiformis Sheng, P.mutabilis Sheng, P.subcyclindrica Sheng et Nie, P.parafusiformis Lin，Panananlingella laxa Sheng, P.acervula Sheng et Rui等。该生物群的特征是化石属种单调，分异度低，但G.meitienensis个体极丰富。Gallowayinella属最早发现于湖南宜章梅田，为该区晚二叠世特有的一个蜓类化石^[28-29]。与下部长兴早期化石带对比，该组合中的分子壳体明显增大，属种相对增多，尤其是特征分子Palaeofusulina sinensis隔壁褶皱较强烈，结构复杂，代表了古蜓发展的高级阶段，该种在中国南方分布相当广泛，其与P.nana, P.fusiformis, P.subcylindrica等构成长兴中晚期生物群面貌。本次通过对唐古拉地区开心岭地区拉卜查日组进行了系统的剖面测制，自上而下逐层采集了22件牙形石样品并进行室内分析处理，首次在拉卜查日组中采集到了牙形石化石。经鉴定为Hindeoduspraeparvus，Hindeodus typicalis和Hindeoduseurypyge（图 2）。

^❶姚华舟, 段其发. 中华人民共和国区域地质调查报告1：25万赤布张错幅(I46C003001)[R].2004.

图  2  青海省唐古拉地区拉卜查日组典型牙形石化石

a—Hindeodus praeparvus，侧视，产出层位：青海唐古拉地区拉卜查日组；b—Hindeodus typicalis，侧视，产出层位：青海唐古拉地区拉卜查日组；c—Hindeodus eurypyge，侧视，产出层位：青海唐古拉地区拉卜查日组（以上化石放大倍数均为140）

Figure  2.  Representative photographs of Conodon from Labuchari Formation in Tanggula Range, Qinghai Province

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在确立煤山剖面二叠/三叠系界线的全球界线层型剖面和点（GSSP）的过程中，许多学者讨论了二叠系/三叠系界线附近牙形石的演化谱系问题。Kozur(1989)^[30]首先提出了Hindeodus typicalis-H.latidentadus-H.turgdus-Isarcicella isarcica多形态的演化谱系。Ding et al.^[31-32]基于煤山剖面研究，提出了Hindeodus latidentadus-H.parvus-Isarcicellaturgida(H.turgidus)-I.isarcica的谱系。Wang ^[33]提出以H.latidentatus-H.parvus Morphotype 1-I.Staeschei-I.isarcica谱系代替latidentatus-parvusturgida-isarcica谱系。Tian^[34]和Mei^[35]认为H.parvus演化自H.typicalis。

最近，Jiang^[36]在浙江长兴煤山剖面P/T之交由老到新建立了Hindeodus latidentams带(24a层以下)，Hindeodus praeparvus带(24a~25层)，Hindeodus changxingensis changxingensis带(26~27b层)，Hindeodus parvus带(27c~27d层)和Isarcicellastaeschei staeschei带(28~29a层)6个牙形石带。在匈牙利Bükk山P/T之交剖面发现的牙形石资料中也识别出了H.praeparvus带(1~7层)及H.parvus带(8层及以上)。作者对P/T之交HindeodusIsarcicella的演化谱系进行新的假设：H.praeparvus被假定为Isarcicella分子及H.parvus的祖先。H.parvus最先从H.praeparvus演化而来，H.parvus又演化出I.lobata和H.turgidus, I.lobata又演化出I.inflata。陈军等^[37]首次系统采集浙江黄芝山剖面二叠/三叠系界线附近的牙形类化石，

共鉴定2属16种，建立了5个牙形类化石带，其中H.eurypyge, H.parvus分别在第18层底部、第18层中部依次出现，据此将该剖面二叠/三叠系界线确定在18层之底。

上述研究表明Hindeodus typicalis，Hindeoduspraeparvus和Hindeodus eurypyge均与Hindeodusparvus亲缘关系密切，且时代极为接近。众所周知，Hindeodus parvus是国际二叠系/三叠系界线的标志分子，其出现标志着三叠纪的开始。在唐古拉山地区开心岭煤矿拉卜查日组剖面上，上述牙形石产出层位在该组中上部，距离其顶界约57 m。因此，唐古拉山地区开心岭煤矿该剖面上晚二叠世乌丽群顶部地层从时代上看不排除三叠系的可能性，极有可能在唐古拉山地区存在三叠纪最早期的沉积。

从层序地层学的观点来看，华南二叠/三叠系之交三级层序界面是一个Ⅱ型界面。在浙江长兴煤山剖面上，下三叠统第1个层序由长兴阶顶部(第24e-27b层，厚约30 cm)和Griesbachian阶构成。二叠/三叠系生物地层-年代地层界线稍高于这个Ⅱ型层序的初始海泛面。陆架边缘体系域(SMST)所含的生物群是衰退了的长兴期生物群，均为典型的二叠纪动物群，而含H.parvus的三叠纪生物群则是从海进体系域(TST)开始出现的。H.parvus带是初始海泛面之上第1个广泛分布的牙形石带，其底界仅比初始海泛面高8 cm，以H.parvus带底界作为二叠/三叠系界线的定义是非常理想的^[38]。据此，可以利用二叠/三叠系界线附近的三级层序的初始海泛面作为寻找二叠/三叠系界线的一个重要参考。

综上所述，我们在详细剖面测量的基础上，对拉卜查日组进行了层序地层及海平面变化研究。应用综合地层学研究的思路，在生物地层格架的基础上，根据海平面变化等地质事件，最终指出了研究区二叠系/三叠系界线的可能位置为实测剖面的29层顶，30层底（图 3），牙形石Hindeoduspraeparvus，Hindeodus typicalis和Hindeoduseurypyge的产出时代应该是晚二叠世最晚期—早三叠世初期（张克信，个人通讯）。

图  3  青海省唐古拉地区晚二叠世—早三叠世拉卜查日组柱状图

Figure  3.  Geological column of Late Permian Labuchari Formation in Tanggula Range, Qinghai Province

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4.   锶同位素演化与对比

昌都地块唐古拉地区乌丽群拉卜查日组锶同位素研究开辟了青藏高原地区碳酸盐岩锶同位素地层研究的先例。近年来，国际上公布的二叠纪/三叠纪之交海相碳酸盐的锶同位素分析数据或演化曲线表明^{[15, 39]}，我国昌都地块唐古拉地区拉卜查日组的锶同位素分析结果较好地代表了原始海水的锶同位素组成。

4.1   锶同位素组成

由于本文涉及剖面中一些关键层位的定年问题，因而在给出基础数据（表 1）的同时，也给出了这些数据在剖面中的位置及相应的地层学资料（图 3）从而使其他相关研究可以更方便地使用这些数据。

表  1  青海唐古拉地区乌丽群拉卜查日组海相碳酸盐⁸⁷Sr/⁸⁶Sr测试结果

Table  1.  ⁸⁷Sr/⁸⁶Sr composition of marine carbonate of Late Permian Labuchari Formation in Tanggula Range, Qinghai Province

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分析结果显示，研究区拉卜查日组海相碳酸盐岩的锶同位素组成有如下特点:

简单统计可以看出拉卜查日组海相碳酸盐岩锶同位素组成变化主要受地质时代控制。拉卜查日组碳酸盐岩中的锶同位素组成在0.707017~0.707356变化，且变化幅度较大（图 4）。

图  4  青海省唐古拉地区晚二叠世—早三叠世拉卜查日组锶同位素演化曲线和相对海平面变化曲线

Figure  4.  Strontium stratigraphy and corresponding sea level change curves of Late Permian Labuchari Formation in Tanggula Range, Qinghai Province

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上述锶同位素组成的变化范围与Jasper^[40]报道过世界其他地区晚二叠世—早三叠世锶同位素演化总体趋势一致，说明全球地质事件是海相碳酸盐岩锶同位素组成最主要的控制因素。

4.2   锶同位素演化特点

依据笔者所确定的研究区二叠系/三叠系界线，界线附近⁸⁷Sr/⁸⁶Sr比值变化在0.707017~0.707032（图 4）。重庆中梁山地区二叠系/三叠系界线附近⁸⁷Sr/⁸⁶Sr比值变化在0.707122~0.707189，意大利西西里岛二叠系/三叠系界线附近6个牙形石数据的⁸⁷Sr/⁸⁶Sr比值变化在0.707270~0.707485。唐古拉地区二叠系/三叠系界线附近的⁸⁷Sr/⁸⁶Sr比值显著小于重庆中梁山二叠系/三叠系界线附近的⁸⁷Sr/⁸⁶Sr比值及意大利西西里岛的6个牙形石数据，更小于McArthur等^[21]拟合曲线中的⁸⁷Sr/⁸⁶Sr比值（约0.75075）。我们难于评价哪一个⁸⁷Sr/⁸⁶Sr比值更能代表二叠系/三叠系之交全球海水的锶同位素组成，但造成这种差别的原因可能有：（1）4条曲线所涉及的界线并不完全等时；（2）成岩蚀变的影响，无论是大气水的影响还是孔隙流体的影响，多数情况下都会带来放射性成因的锶并造成样品的⁸⁷Sr/⁸⁶Sr比值增加，因而我们样品所受到的成岩蚀变的影响可能相对较小；（3)地方性事件的影响，由于唐古拉地区二叠系/三叠系界线附近存在发生广泛的火山活动以及上扬子地区二叠纪广泛的玄武岩喷发等地方性事件，可能是造成唐古拉地区二叠系/三叠系界线附近⁸⁷Sr/⁸⁶Sr比值小于国内外其他地区的主要原因。

从锶同位素演化曲线来看，锶同位素比值在界线之下整体变化幅度较小，界线之上锶同位素比值总体上呈单调上升趋势。对比该剖面海平面变化曲线发现，剖面上锶同位素比值的最小值与初始海泛面基本一致，锶同位素演化曲线与海平面变化曲线有着很好的一致性，说明全球海平面变化是其最主要的控制因素。

5.   结论

首次在唐古拉地区开心岭煤矿晚二叠世—早三叠世拉卜查日组中获得牙形石。经鉴定为Hindeodus typicalis，H.eurypyge和H.praeparvus，结合层序地层学及海平面变化研究，最终指出了研究区二叠系与三叠系界线的可能位置为实测剖面的第29层顶，30层底。

唐古拉地区拉卜查日组锶同位素演化与Jasper^[37]报道过世界其他地方晚二叠世—早三叠世锶同位素演化总体趋势一致，说明全球地质事件是海相碳酸盐岩锶同位素组成最主要的控制因素。

唐古拉地区二叠系/三叠系界线附近⁸⁷Sr/⁸⁶Sr比值变化在0.707017~0.707032，显著小于国内外其他地区二叠系/三叠系界线附近⁸⁷Sr/⁸⁶Sr比值，造成这种差异的主要原因可能是地方性事件的影响，主要为唐古拉地区二叠系/三叠系界线附近存在广泛的火山活动以及上扬子地区二叠纪发生广泛的玄武岩喷发等地方性事件。

剖面上锶同位素演化曲线与海平面变化曲线对比显示，⁸⁷Sr/⁸⁶Sr比值的最小值与初始海泛面基本一致，锶同位素演化曲线与海平面变化曲线有着很好的一致性，说明全球海平面变化是其最主要的控制因素。