鄂爾多斯盆地西緣北段烏達剖面石炭系羊虎溝組地球化學特征及其古環境意義

司 錦， 胡 勇*， 侯云東， 孫繼峰， 何文祥， 陸雨詩

(1.油氣地球化學與環境湖北省重點實驗室長江大學資源與環境學院, 武漢 430100； 2.油氣資源與勘探技術教育部 重點實驗室長江大學， 武漢 430100； 3.中國石油長慶油田分公司勘探開發研究院， 西安 710000)

目前，華北海本溪-太原組的碎屑巖勘探已獲得重大突破，并且有望獲得較大的儲量規模，而前人對鄂爾多斯盆地西緣石炭系碎屑巖沉積環境的認識爭議較大，且缺乏較為精細的研究。鄂爾多斯盆地西緣的羊虎溝組與盆地東部本溪組為同期沉積，是發育良好的烴源巖地層。目前，關于東部本溪組的沉積環境和沉積體系較為一致，東部華北陸表海本溪、太原期發育淺水三角洲[1-4]，中南部發育沿岸砂壩[3,5-7]。羊虎溝組主要因為缺乏系統研究，且前人的研究范圍不同，空間上具有局限性而得出不同的結論，使得盆地西緣羊虎溝組的沉積環境以及沉積體系存在較大的爭議。例如，郭少斌等[6]研究認為鄂爾多斯地區晚古生代石炭系發育淺水三角洲沉積體系；周進松等[7]認為，盆地西緣在晚古生代發育海相三角洲沉積體系；王子騰等[8]認為鄂爾多斯盆地西北部地區靖遠組、羊虎溝組是一套從潟湖-潮控三角洲為主的障壁海岸相；郝蜀民等[4]認為鄂爾多斯地區石炭系發育華北海和祁連海兩類海相碎屑巖的沉積模式，兩類海相碎屑巖均可作為有利儲集砂體。目前，華北海本溪組的海相碎屑巖勘探已獲得突破，并且有望獲得較大的儲量規模[6]。鄂爾多斯盆地西緣地區野外剖面及鉆探證實羊虎溝組的烴源巖條件好，源內致密儲層成藏潛力大。例如，付鎖堂等[9]認為，西緣羊虎溝組露頭發育的泥頁巖與海相砂巖呈互層狀分布，生儲蓋匹配好，成藏模式屬于“自生自儲”成藏組合。李向東等[10]認為桌子山東麓-甜水堡一帶的前緣外帶是有利勘探區，該區煤層厚度5～15 m，暗色泥巖 50～150 m，油氣藏的保存條件較好，生油氣巖成熟度較高。可見西緣羊虎溝組的儲層成藏潛力大，需要展開系統的研究，但因人為、自然原因、該地區中部，南部露頭的羊虎溝組出現大量缺失，而北部地區露頭的羊虎溝組保存相對較為完好，如烏達、雀兒溝、呼嚕斯呔，但以上3個露頭的距離較近，沉積環境一致，因此以北部烏達露頭為例進行研究。

沉積巖中的微量元素、稀土元素對沉積環境的指示作用較為靈敏，是研究工區古環境、古氣候、古水深及體系域的重要指標[11-18]。常規的巖心分析測試費用高、耗時比較長，而且測試過程對于巖心樣品的消耗是不可逆的，因此需要嘗試新的，較為經濟的、快速的、無損的分析測試儀器來對巖心樣品進行分析測試。便攜式X射線熒光光譜儀(por-table X-ray fluorescence spectrum，PXRF)在野外地質勘查方面進行連續測試的工作，具有方便、快捷、實用、可靠、無損、成本低廉等優點[19-24]。現采用便攜式X射線熒光光譜儀(PXRF)對鄂爾多斯盆地西緣北部烏達剖面羊虎溝組進行了連續分析測試，并結合巖性特征、沉積學標志、孢粉分析、干酪根碳同位素等對比分析，目的在于對工區的羊虎溝組古氧化還原條件、古氣候，古水深與體系域特征進行較為系統的研究，得出工區的沉積環境，同時也驗證便攜式X射線熒光光譜儀(PXRF)在野外地質勘探方面的實用意義。

1 研究區背景

鄂爾多斯西緣地處阿拉善地塊、北祁連和鄂爾多斯地塊這三大構造單元的交匯地帶，北至鐵克蘇廟，南至同心，西至靈武，東至鄂托克前旗。烏達剖面位于盆地西緣北段區域(圖1)。羊虎溝組與太原組地層為沖刷接觸，與靖遠組地層為整合接觸。烏達剖面的石炭系羊虎溝組總厚度約為575 m(圖2)，羊1段地層厚度約為100 m，主要為黑色泥巖、灰白色中砂巖、褐灰色粉細砂巖，中部及頂部見薄煤層；羊2段地層厚度約為172 m，主要為薄層煤層、黑色頁巖、灰褐色粗砂巖、薄層狀的黃褐色灰巖，羊2段向上泥質含量顯著增多；羊3段地層厚度約為303 m，主要為灰黃色含礫粗砂巖、褐黃色中砂巖、灰黃色細砂巖、薄層狀碎屑灰巖、黑色頁巖，羊3段上部泥質含量增多。

圖1 研究區位置圖Fig.1 Study area location

2 實驗和方法

對烏達剖面進行了系統的沉積學特征觀察和巖性描述，選取頁巖、泥巖、灰巖樣品共計11件，自下而上依次是羊3段6件樣品，羊2段4件樣品，羊1段1件樣品(表1)。具體取樣位置如圖2所示。對所取的樣品分別開展孢粉、干酪根同位素、稀土元素的分析測定，具體是研究方法如下。

本次測量重點針對鄂爾多斯西緣北段羊虎溝組進行掃描，選擇剖面相對較為平整的部位，利用PXRF測量，考慮測量點的代表性，在測點部位選取0.2 m×0.2 m的測量區域，在該區域內均勻測量10～15個點，取平均值作為該點的實測數據，選取區域間隔1 m。本次研究元素測量使用金屬分析儀 Explorer5000，品牌是天瑞，檢測時間為60 s；操作環境濕度需要小于90%；操作環境溫度為-20～+50 ℃。本儀器可以測量V、Cr、Ni、Sr、Cu、Ba、Mg、Al、Fe、Mn等共計44種元素。

孢粉分析送檢于中國科學院南京地質古生物研究所實驗室，本次11件樣品的處理方法采用實驗室孢粉標準分析方法(SY/T 5522—2018)，主要是去掉沉積巖中的礦物，以便使得化石與圍巖相互分離，富集主要是包括孢粉、浮游藻類等微體化石，以及其他的有機物。具體分析流程為：每樣取干重約50 g，先用10%的鹽酸去除樣品中的含鈣物質，再用氫氟酸浸泡，目的是去除樣品中的硅質沉積物，后續使用水洗篩選(篩布孔徑為10 μm)浮選后獲得全部懸浮物質。化石富集后制片，每件樣品制作4個蓋片(20 mm×20 mm)，此次操作是在生物雙目顯微鏡下觀察鑒定完成的，并對其中數量大于50粒的樣品進行百分含量計算。

干酪根碳同位素分析在河北杰創石油科技有限公司完成，本次樣品的檢測方法是依據《地質樣品有機地球化學分析方法》(GB/T 18340.2—2010)，使用的檢測設備為Thermo Scientific Delta V Advantage，使用標樣：USGS40左旋谷氨酸(標準值-26.39‰，實驗測定值-26.41‰，誤差0.02‰符合標準再現性誤差范圍≤0.5‰要求)，室內溫度為27 ℃，室內濕度為30%～32%。首先將挑選1 cm3左右的碎塊,接著鹽酸浸泡，耗時為24 h,蒸餾水沖洗3次以上,該操作的目的是為了除去樣品表層可能存在的污染物。將鹽酸滴入裝有粉末樣品的燒杯內，使其浸泡時間大于24 h，使用鑷子夾起固體樣品，加入15%氫氟酸，同樣浸泡的時間大于24 h，待其完成后棄去酸液，用蒸餾水沖洗3次以上，直至變為中性，然后低溫烘干，目的是為了去除可能存在的無機碳，最后干燥粉末樣品進入質譜儀，測定該樣品的δ13C值。

3 地球化學特征

3.1 古氧化還原環境

氧化還原敏感微量元素指那些容易受沉積環境的氧化還原條件所控制從而導致其溶解度發生明顯變化的元素，其容易向還原性得到環境富集[25]。其中，V、Cr在缺氧的環境中容易富集，在還原環境中不溶，在為氧化環境中易溶，所以它們可以有效地判別古氧化還原環境[26-28]。Ni元素會在缺氧環境與氧化環境中形成鮮明對比，在還原環境下常以硫化物的形式存在，同樣可以判別古氧化還原環境[29-32]。綜合前人研究，認為V/(V+Ni)、V/Cr為可靠的參數，可以很好地指示工區的古氧化還原環境。Jones等[29]在對古環境研究時總結如下：在厭氧還原環境中，V/(V+Ni)>0.77、V/Cr>4.25；在水體分層不強的氧化到還原的過度環境中，V/(V+Ni)介于0.60～0.77、V/Cr介于2.0～4.25；在氧化環境中，V/(V+Ni)<0.6、V/Cr<2.0。V/(V+Ni)通常用于判斷沉積水體的分層。在研究區內(圖3)，羊1段V/(V+Ni)小于0.60的占比約為29%，集中在0.60～0.77的占比約為51%，大于0.77的占比約為20%， V/Cr小于2的占比約為35%，集中在2～4.25的占比約為54%，大于4.25的占比約為11%；羊2段V/(V+Ni)小于0.60的占比約為26%，集中在0.60～0.77的占比約為60%，大于0.77的占比約為14%， V/Cr小于2的占比約為26%，集中在2～4.25的占比約為66%，大于4.25的占比約為8%；羊3段V/(V+Ni)小于0.60的占比約為32%，集中在0.60～0.77的占比約為50%，大于0.77的占比約為18%，羊3段V/Cr小于2的占比約為29%，集中在2～4.25的占比約為58%，大于4.25的占比約為13%。

圖3 古氧化還原環境指示元素垂向特征圖Fig.3 Vertical characteristic map of indicator elements in paleo redox environment

稀土元素的地球化學特征通常用來指示工區的古氧化還原環境，表示Eu異常程度的δEu占有較極其重要的地位，具有極強的靈敏性。當Eu出現虧損時，即δEu<1時，表示為氧化環境,在標準化圖解中，Eu處會出現“谷”；當Eu出現富集時，即δEu>1時，表示為還原環境, 在標準化圖解中，Eu處會出現“峰”；δEu=1時，無異常[33-34]。羊1段的δEu≈0.41；羊2段的δEu介于0.32～1.20；羊3段的δEu介于0.46～1.34。

通過對工區的11塊樣品進行實驗分析，得出工區球粒隕石和北美頁巖標準化后的稀土元素分配模式圖(圖4)，羊1段的δEu為0.41，Eu屬于負異常；羊2段的δEu為0.32～1.20；羊3段的δEu為0.36～1.34。通過上述微量元素和稀土元素分析可知，羊虎溝組的沉積環境主要為氧化到還原的過渡環境，局部出現弱的氧化環境以及弱的還原環境。V/(V+Ni)、V/Cr的分析及稀土元素中Eu異常程度分析共同表明，羊3段至羊1段為氧化到還原的過渡環境，局部出現弱的氧化和弱的還原環境。

圖4 羊虎溝組碎屑巖球粒隕石標準化的REE配分圖Fig.4 Chondrite-normalized REE distribution patterns for the clastic rock in the Yanghugou Formation

3.2 古氣候

沉積物中喜濕類型的元素為：Cr、Ni、Mn、Cu、Fe、Ba、Br、Co、Cs、Hf、Rb、Sc、Th；喜干類型的元素為：Sr、Pb、Au、As、Ca、Na、Ta、U、Zn、Mg、Mo、B。其中：Cu主要依靠有機質進入沉積物，通常作為理想指標，當Sr含量較低時，指示的是潮濕的氣候，當它的含量較高時，指示干旱氣候。研究表明[25]，Sr/Cu介于1.3～10，指示溫濕氣候，該值大于10則指示干旱氣候。在本研究區內(圖5)，羊1段的Sr/Cu處于溫暖濕潤狀態的占比約為85%；羊2段的Sr/Cu為1.3～10的占比約為80%；羊3段的Sr/Cu為1.3～10的占比約為74%。

圖5 古氣候指示元素垂向特征圖Fig.5 Vertical characteristics of paleoclimatic indicator elements

本次分析的樣品，化石豐度和分異度較高，各樣品主要成分基本一致，其組合特征，以占絕對優勢的是蕨類植物孢子，居次要位置的是裸子植物花粉。通過對11件樣品的孢粉分析(圖6)，可知，蕨類植物孢子含量為92.96%～100.0%，平均96.43%；其次裸子植物花粉含量為0～7.04%，平均3.57%。蕨類植物孢子中，單縫孢類含量最高，占30.15%～72.0%，平均44.83%，主要為光面單縫孢Laevigatosporites，占41.42%；無環三縫孢類占21.78%～46.73%，平均39.50%；具環三縫孢類占6.22%～16.08%，平均12.09%。孢粉植物群以喜溫暖潮濕的真蕨綱和種子蕨綱(Leiotriletes，Punctatisporites，Cyclogranisporites，Granulatisporites，Verrucosisporites，Apiculatisporis，Lophotriletes，Triquitrites，Dictyotriletes，Torispora，Laevigatosporites)、石松綱(Lycospora，Densosporites，Crassispora，Endosporites，Spinozonotriletes)以及楔葉綱(Calamospora，Laevigatosporites)植物為主。通過Sr/Cu分析和孢粉分析可知，烏達剖面羊虎溝組的古氣候屬于溫暖潮濕氣候。

①、②、③、⑥、⑦、、為瘤粒鱗木孢；④、⑧、⑨、、、為鱗木孢；⑤為三枕厚角孢；⑩、為圓形鱗木孢；為圓形錐刺孢；為清晰圓形光面孢；為刺環孢；、為小唇凹環孢；為厚角孢；、為輪狀套環孢；為擬鱗木窄環孢；為稀飾環孢；為檜氏耳角孢；、為中大光面單縫孢；為得梅因光面單縫孢；為套環孢；為標準匙唇孢；為光面三縫孢；為薩爾蘆 木孢；為東方盾環孢圖6 孢粉化石圖像Fig.6 Images of sporopollen in fossils

3.3 古水深與體系域

古水深的判別可選用Mn/Fe與V/Ni進行指示。鐵極易受氧化而形成三價鐵，在pH>3時，就形成氫氧化鐵的沉淀，而Mn在海水中以二價錳的形式存在，在離子溶液中頁較為穩定，Mn能水體較深時可以集聚。因此，Mn/Fe從海岸到深海，其數值是不斷增大的。V屬于Fe族元素，Ni屬于Mn族元素，因此，V/Ni從海岸到深海，其數值是不斷減小的。通過對PXRF測試數據分析可知，Mn/Fe的數值在羊虎溝組存在波動，羊3段波動較小，羊2段和羊1段波動較大，但總體上Mn/Fe的數值自羊3段底部至羊1段頂部呈現遞增的趨勢； V/Ni的數值在羊虎溝組存在的波動較小，在羊3段、羊2段的局部出現了較大的數值，總體上，V/Ni的數值自羊3段底部至羊1段頂部呈現遞減的趨勢，總體上顯示，水深自羊3段至羊1段不斷加深。

圖7 古水深和體系域指示元素垂向特征圖Fig.7 Vertical characteristic map of paleobathymetric and system tract indicator elements

海平面上升，古陸面積就會減小，那么海洋的有機碳也減少，最終導致海水中的二氧化碳富含多的13C，且同時沉積的δ13C(‰)值增高。通常，較高的-δ13C數值表明海平面下降，較低的-δ13C數值表明海平面上升。通過對干酪根-δ13C的數據進行分析(圖8)可知，羊虎溝組的干酪根-δ13C值自羊3段底部到羊1段頂部，出現了由低到高再到低的過程，總體上呈現出，干酪根-δ13C減小的狀態，可知，水體的深度在不斷加深。

樣品具體采樣位置見表1，樣品編號自烏達剖面底部開始向上圖8 羊虎溝組干酪根碳同位素特征圖Fig.8 Carbon isotopic characteristic map of the Yanghugou formation

Mn/Fe、V/Ni、Sr/Ba的分析，常量元素Al、Mg在垂向上的變化分析，干酪根-δ13C的數值分析，與該地區的構造演化較為一致，在靖遠早期至晚羊虎溝末期，該地區發生了一次海侵，祁連海向東有進一步的擴大，最終在太原末期與華北海匯合。

通過以上分析可得出，PXRF測試的典型元素與常規分析在古氧化還原環境、古氣候、古水深與體系域方面作對比，得出較為一致的結論，具有野外地質方面的實用價值，該儀器可以在野外進行連續測試，體現了實用、可靠、快捷、無損、成本低廉等優點。同時也為PXRF在野外地質應用方面提供了很好的思路。

4 討論

4.1 沉積相特征

4.1.1 三角洲

烏達剖面羊虎溝組中羊1段、羊2段下部、羊3段下部的巖性主要為黃色-灰白色的粉細砂巖、褐黃色的中細砂巖、大套的黑色泥巖及頁巖、夾雜薄層煤層。層理構造較為復雜，主要層理有板狀和槽狀交錯層理、波狀層理、平行層理，部分層位多見植物莖稈、生物化石、生物擾動較為強烈。烏達剖面的三角洲因頻繁的水進和水退，沉積環境處于氧化到還原的過渡階段，該階段典型元素的特征值也體現了這一點，如V/(V+Ni)主要集中在0.36～0.82， V/Cr主要集中在1.32～4.88，δEu主要介于0.32～1.20。蕨類植物孢子和裸子植物花粉常出現在溫暖潮濕的氣候下，本次孢粉分析發現蕨類植物孢子占絕對優勢地位，其次為裸子植物花粉，蕨類植物孢子中主見光面單縫孢Laevigatosporites。基于以上特征分析確定在羊虎溝組中羊1段、羊2段下部、羊3段下部發育三角洲平原和三角洲前緣亞相，主要包括分流河道、沼澤、分流間灣、河口壩、遠沙壩等微相。

(1)分流河道。三角洲它以砂質沉積物為主，它的大量泥沙可以通過分流河道攜帶進入，巖性為正粒序[圖9(a)]。河道底部為褐黃色的中砂巖，向上逐漸為黃色的細砂巖，頂部為淺黃色的粉砂巖，且分選好，砂層中見槽狀和板狀交錯層理[圖9(b)、圖9(c)]。例如，第98～99層，V/(V+Ni)介于0.36～0.90，均值為0.64；V/Cr介于0.74～6.79，均值為2.58，表示該層位主體處于弱的氧化環境及氧化到還原的過度環境，局部出現還原環境。Sr/Cu介于0.96～13.93，均值為5.33，表示該層位處于溫暖潮濕的環境。

圖9 羊1段分流河道微相發育特征圖Fig.9 Microfacies development characteristics of distributary channel in the Yang 1 member

(2)沼澤。沼澤中植物繁茂，處于低洼地帶，排水不良，為還原性質的環境。其巖性主要為深色泥巖、褐煤。保存了較為完好的植物碎片，如硅化木[圖10(a)]，并含菱鐵質結核[圖10(b)]，可見昆蟲、介形蟲等化石。例如第96層[圖10(c)]，V/(V+Ni)介于0.76～0.82；V/Cr介于4.83～6.81。表示該層位主體處于還原環境，局部出現氧化到還原的過渡環境。Sr/Cu介于1.66～2.13，表示該層位處于溫暖潮濕的環境。

圖10 羊2段和羊3段沼澤發育特征圖Fig.10 Characteristics of swamp development in the Yang 2 member and the Yang 3 member

(3)分流間灣。分流間灣是與海相連，常常會被洪水攜帶而來的沉積物所覆蓋。常和沼澤微相相共生。巖性為褐黃色、黃色、淺黃色的中細砂巖[圖11(a)]，存在生物擾動，偶見海相化石[圖11(b)]，沉積構造以平行層理[圖11(c)]、板狀層理[圖11(d)]、槽狀交錯層理為主。例如第43層，V/(V+Ni)介于0.20～0.90，均值為0.60；V/Cr介于0.27～6.11，均值為2.29，表示該層位主體處于弱的氧化環境及氧化到還原的過渡環境，局部出現還原環境。Sr/Cu介于0.38～14.39，均值為5.18，表示該層位處于溫暖潮濕的環境。

圖11 羊3段分流間灣的發育特征圖Fig.11 Development characteristics of distributary Bay in the Yang 3 member

(4)河口壩。河口壩主要位于分流河道的入海口，平面上呈現出圓形、次一級的橢圓形。河口一端砂巖較厚，為黃色、淺黃色的中砂巖，向下逐漸變為細砂巖[圖12(a)]及粉砂巖[圖12(b)]，礦物的成熟度比較高。當水動力減小時，形成波狀層理、平行層理等，河口壩下部常見灰黑色泥巖，含菱鐵質結核[圖12(c)]。例如，第55層，V/(V+Ni)介于0.59～0.94，均值為0.77；V/Cr介于2.05～5.08，均值為3.34，表示該層位主體處于弱的還原環境及氧化到還原的過渡環境，局部出現氧化環境。Sr/Cu介于1.96～13.83，均值為6.97，表示該層位處于溫暖潮濕的環境。

圖12 羊3段河口壩發育特征圖Fig.12 Development characteristics of yang 3 estuary bar

(5)遠沙壩。遠沙壩與河口壩一般位列同向，在河口壩的壩前地帶，坡度向蓄水盆地緩緩傾斜，河口壩的巖性比遠沙壩要粗，遠沙壩主要為褐色、灰白色的粉細砂巖，見水平層理[圖13(a)]、波狀層理[圖13(b)]，存有生物化石，生物擾動強烈[圖13(c)]，垂向上分布在河口壩的下方。例如，第53層，V/(V+Ni)介于0.71～0.88，均值為0.77；V/Cr介于1.58～4.24，均值為3.10，表示該層位主體處于弱的還原環境及氧化到還原的過渡環境，局部出現還原環境。Sr/Cu介于3.60～14.67，均值為7.19，表示該層位處于溫暖潮濕的環境。

4.1.2 濱淺海

(1)潟湖。潟湖通過潮道與海相通，被障壁島所遮攔，其環境相應地變得低能、安靜。巖性為淺黃色粉砂巖[圖14(a)]、灰色泥巖[圖14(b)]、黑色頁巖[圖14(c)]為主，見平行層理，生物數量不多。

圖14 羊2段潟湖發育特征Fig.14 Development characteristics of Yang 2 lagoon

(2)混合坪。主要為砂巖與泥巖的薄互層[圖15(a)]。它們是潮流活動期的砂質沉積與憩流期的泥質沉積交替出現的結果。例如，第87層，V/(V+Ni)介于0.67～0.78，均值為0.77；V/Cr介于2.82～3.32之間，均值為3.01，表示該層位氧化到還原的過度環。Sr/Cu介于2.82～6.67，均值為5.49，表示該層位處于溫暖潮濕的環境。

(3)沙坪。一般存在于低潮面以下至潮道無法作用的地帶，露出地面很少。波浪、潮汐作用較強，是高能環境。巖性為深黃色中細砂巖，見薄層鮞粒灰巖[圖15(b)]，沉積構造為小型流水沙紋[圖15(c)]，生物化石豐富。例如，第78層， V/(V+Ni)為0.78；V/Cr為4.98，表示該層位還原環境。

圖15 羊2段混合坪和沙坪發育特征圖Fig.15 Development characteristics of sand flat and mixed flat in the Yang 2 member

4.2 沉積模式

鄂爾多斯盆地西緣北部烏達剖面在羊虎溝組物源主要為西北部阿拉善古陸物源控制，受河流影響，在烏達東南部沉積入海，從而堆積形成三角洲，與此同時受河流和潮汐的共同作用。羊虎溝時期整體為水進的過程，使得三角洲規模自下而上逐漸減小，由于地形較為平緩，該時期水進水退較為頻繁，造成該地區大范圍暴露于海水之上，形成大面積的濱岸平原和沼澤。有利勘探區位于烏達的東南方向，在羊虎溝組的羊2段上部發育深屑灰巖，大套頁巖、見菱鐵礦結核，見平行層理，丘狀層理等構造，水動力較弱，為典型的潟湖沉積，在潟湖前端常常伴隨有障壁沙壩的發育，障壁沙壩通常可以形成有利的勘探區(圖16)。

圖16 羊虎溝組沉積模式圖Fig.16 Sedimentary model map of the Yanghugou Formation

5 結論

(1)便攜式X射線熒光光譜儀(PXRF)在野外地質勘探方面具有實用意義，測試結果具有可靠性，與巖性特征、沉積學標志、孢粉分析、干酪根碳同位素、稀土元素分析進行對比，得出較為一致的結論，同時該儀器也體現了使用方便、快捷，樣品無損，數據實用、可靠，成本低廉等優點。

(2)羊虎溝時期，通過對V/(V+Ni)和V/Cr分析，結合稀土元素分析認為整體趨勢是處于氧化還原的過渡環境，局部出現弱的氧化環境以及弱的還原環境；通過對Sr/Cu分析，結合孢粉古生物資料，認為整體氣候溫暖潮濕，局部氣候干旱；通過對Fe/Mn、V/Ni、Sr/Ba、Al、Mg等的分析，結合干酪根-δ13C分析，認為整體趨勢是水深不斷增加，局部出現不同層次的水深減少。

(3)通過巖性的顏色，沉積構造標志、古生物標志、巖性標志、地球化學標志等相標志分析研究，表明鄂爾多斯盆地西緣石炭系羊虎溝組主要受西北部阿拉善古陸物源控制，總體表現為濱淺海-三角洲復合沉積環境。