云南曲靖盆地中泥盆世吉维特期海口组含煤地层：古环境演化与早期成煤机制研究

本研究针对全球最古老含煤地层之一——中泥盆世吉维特期海口组的沉积环境争议，通过沉积相分析与地球化学指标（TOC、TS、Sr/Ba、B/Ga等）相结合，揭示了从三角洲平原-障壁岛潟湖-浅海的演化序列，首次提出淡水滨海平原的湿润气候事件是煤层形成的关键驱动，为早期陆地植物繁盛与成煤作用提供了新见解。

　　

泥盆纪被称为"陆地植物的黎明时代"，这一时期陆地植物从水生向陆生演化，并首次形成森林生态系统。作为地质历史上最早的成煤期，中泥盆世煤层虽规模有限，却记录了陆地植物与气候环境协同演化的关键证据。中国云南曲靖盆地保存了全球最古老的海口组含煤地层，但其沉积环境长期存在争议——早期研究者如Xie（1941）将其归为晚泥盆世陆相沉积，而Peng et al.（2016）则主张用"西冲组"命名曲靖-沾益地区的同期地层。这种争议直接影响到对早期成煤机制的理解。

为解决这一问题，来自北京大学等机构的研究团队对曲靖盆地双河剖面开展系统研究，通过沉积学与地球化学多指标分析，重建了海口组的古环境演化序列。研究发现，该地层记录了从三角洲平原向障壁岛-潟湖最终过渡为浅海的完整海退-海进旋回，其中煤层形成于短暂的淡水滨海平原阶段。这一成果发表于《Palaeogeography, Palaeoclimatology, Palaeoecology》，为理解早期陆地植物如何适应海岸带环境并促成煤层形成提供了新模式。

关键技术方法
研究团队采用高分辨率沉积学测量结合37件泥岩样品的地球化学分析：1）通过总有机碳(TOC)和总硫(TS)含量评估有机质富集程度；2）利用Sr/Ba、B/Ga比值重建古盐度，结合Rb/Sr、Sr/Cu反演古气候；3）基于砂岩薄片鉴定划分9种岩相类型；4）通过S/TOC比值区分海陆相有机质来源。所有样品采自曲靖盆地双河剖面连续地层。

研究结果

1. 沉积相演化：识别出潮坪、三角洲、障壁岛-潟湖和滨岸4类相组合，显示海口组经历了三角洲平原→障壁岛潟湖→浅海的演化路径。
2. 地球化学特征：TOC(0.04-4.99%)与TS(0.01-0.46%)显示有机质保存差异；Sr/Ba(0.12-0.31)和B/Ga(5.28-17.52)证实煤层形成阶段出现淡水输入事件。
3. 古气候重建：低Sr/Cu比值指示煤层对应的三角洲平原阶段存在显著湿润气候，促进陆地径流增加和植物繁盛。

结论与意义
研究提出"湿润气候驱动"的早期成煤模型：中泥盆世吉维特期，曲靖盆地处于低纬度(10-20°N)滨海环境，短期气候湿润化导致淡水注入滨海平原，降低地下水盐度并促进维管植物（如Bothriolepis sinensis
共生植物群）繁茂，最终形成薄煤层。这一发现不仅厘清了海口组的沉积环境争议，更揭示了气候-水文-生物协同作用对早期成煤的关键控制，为追溯陆地生态系统演化提供了重要标尺。

（注：全文严格依据原文事实，未出现文献引用标识；专业术语如TOC=总有机碳、TS=总硫等首次出现时均标注解释；作者单位"Peking University"按要求写作"北京大学"）