四川盆地东北部阿林阶（中侏罗世）页岩元素地球化学研究：物源、气候振荡与有机质富集机制

本研究针对阿林阶（Aalenian）湖相页岩有机质富集机制不清的科学问题，通过地球化学指标（主微量元素、TOC）与天文周期分析，揭示了四川盆地凉高山页岩的物源（源自英云闪长岩）、晚阿林阶3次冷暖事件（受35.2 Kyr斜率周期控制）及生产力主导的有机质富集规律，为受限湖盆优质烃源岩预测提供全球性参考。

　　

中侏罗世阿林阶（Aalenian）是地球历史上一个充满气候谜团的时期——它既是托阿尔阶超热事件（T-OAE）的后续阶段，又是巴柔世生物大变革的前奏。这一时期全球碳循环剧烈波动，温度与海平面频繁震荡，但相比著名的T-OAE，科学界对阿林阶气候事件的认知仍存在大片空白。更关键的是，现有研究几乎全部聚焦于欧洲和南美的海相记录，而占据当时陆地面积近三分之一的亚洲大陆，其湖相系统如何响应这些气候变化？又是什么机制控制着这些湖泊中有机碳的埋藏？这些问题直接关系到我们对全球碳循环的理解，也影响着非常规油气资源的勘探策略。

中国石油系统的研究人员联合多所高校，选择四川盆地东北部凉高山组页岩这一典型湖相沉积，展开了一项高分辨率的地球化学“解码”工作。他们通过主微量元素分析、总有机碳（TOC）测定和天文周期计算，首次在亚洲陆相系统中捕捉到阿林阶晚期三次精确的冷暖旋回，并发现这些气候脉动竟与35.2 Kyr的地轴斜率周期锁步同行。更令人振奋的是，当这些数据与欧洲海相δ¹⁸
O记录并列时，两条曲线竟呈现出惊人的同步性！这项发表于《Marine and Petroleum Geology》的研究，不仅填补了亚洲陆相气候记录的空白，更揭示了天文强迫对全球碳埋藏的深远影响。

关键技术方法
研究团队从四川盆地P1井采集32个页岩样品（埋深2861.9–3017.7米），运用X射线荧光光谱（XRF）分析主量元素（Al₂
O₃
/TiO₂
等），电感耦合等离子体质谱（ICP-MS）测定稀土元素（REE+Y）和痕量元素（V/Ni等），结合TOC热解法建立有机质丰度序列。通过化学风化指数（CIW）反演古气候，并采用频谱分析识别米兰科维奇（Milankovitch）周期信号。

研究结果

物源指纹：来自山脉的“岩石密码”
页岩中Al₂
O₃
/TiO₂
（16.2–22.4）与Al₂
O₃
/Zr（12.8–19.1）比值，配合REE配分曲线（La_N
/Yb_N
=9.3–12.1），如同地质侦探的“指纹库”，明确指出沉积物源自米仓山-大巴山地区的英云闪长岩。这一发现解释了为何四川盆地在侏罗纪会突然出现大量硅质页岩——正是周边山脉的快速剥蚀为湖泊输送了丰富的陆源营养物质。

气候振荡：地轴倾斜的“温度遥控器”
CIW指数与欧洲δ¹⁸
O_belemnite
记录的“双盲实验”显示，晚阿林阶存在三次清晰的气候波动（~171.5–170.8 Ma）。频谱分析揭开了幕后黑手——35.2 Kyr的地轴斜率（obliquity）周期。当斜率最大时，高纬度日照增强引发全球变暖（CIW升高）；最小值则对应寒冷期。这种天文钟摆般的规律性，首次在陆相系统中得到验证。

有机质富集：生产力驱动的“碳陷阱”
温暖期（斜率最大值）总是与TOC峰值（2.1–4.3 wt%）相伴而生。元素比值（Ni/Co=5.2–7.1, V/Cr=3.8–4.9）显示此时湖泊处于贫氧环境，但真正控制有机质富集的是初级生产力（Ba_xs
高达1280 ppm）而非保存条件。暖湿气候促进陆地风化，将大量磷等营养盐输入湖泊，引发藻类勃发——这套机制完全不同于经典的海相“缺氧保存”模型。

结论与意义
这项研究构建了“天文驱动-气候响应-物源输入-生产力提升-有机质富集”的完整链条，提出35.2 Kyr斜率周期是控制阿林阶碳埋藏的终极开关。其科学价值在于：① 证实阿林阶气候事件具有全球同步性，终结了海陆记录是否可比的争议；② 建立受限湖盆优质烃源岩的预测模型——在斜率周期峰值对应的暖湿期地层中找油；③ 为当代碳中和研究提供地质类比：当轨道强迫导致变暖时，湖相系统可能成为高效的天然碳汇。正如通讯作者Bo Liu强调：“这些被封印在页岩里的35万年周期，或许藏着应对当前气候危机的远古智慧。”