有相关性一定就有因果联系？在科学研究中，往往拟合一个相关度或拟合优度R2，探讨其成因联系。有相关性，就认定为有成因联系。实际上，这种相关性可能只是因为它们是地质历史时期的幸存者。本研究提出了地学幸存者效应。感谢《地球学报》刊登了本研究，或直接点击“论地学幸存者效应——以中上扬子五峰龙马溪组页岩沉积环境为例”下载。

下面列举一些把因有有相关性当成具有成因联系的例子。

在考古研究中（例子有些夸张，以说明本文想表达的）

(1) 一个外星球学者来到地球发现，人类的古老建筑一般在偏僻的山区，现代建筑在平原地区，于是通过大数据拟合、大模型分析，提出了假说，认为古人类生活在山区、现代人类生活在平原地区；

(2) 后来他去了珠峰考察，在路上发现有不少人类的生活垃圾，及遇难遗骸，而内地平原地区则没有，得出古人类生活在高海拔地区。这进一步验证了这一假说。由于现代气候这些地区不适合人类居住，由此还可推断出古气候，认为古气候比现在暖和，得出又一个结论是，地球在降温。

(3) 再用地球化学分析，发现路上有很多有机质，碳同位素正偏。坐实了地球在降温。

这一系列推理，看似合理，其实可能很荒唐。

在地质学中，有很多研究将这种数学上的相关性，直接升级为具有成因联系的因果关系的例子很多。3个常见的例子如下。

(1) 在黑色页岩中，有机碳含量TOC往往和其中的火山灰薄夹层的密集度呈正相关关系，于是学者们提出火山活动促进了生产力（Frogner et al.，2001；Lin et al.，2011；赵文智等，2019；刘全有等，2022；谢浩然等，2023）。火山灰物质促进了笔石与藻类等富硅富钙生物勃发（王红岩等，2022）。火山活动可以导致水体缺氧(Walker-Trivett et al.,2024)，促进了生产力和有机质的保存, TOC高。

(2) 多数超大型沉积型矿产，如锰矿、磷矿、重晶石矿等与富有机质页岩伴生（范德廉等，1998；秦艳等，2009; 李治兴等，2022）。例如，川西北青川地区下寒武统邱家河组的锰矿，其赋矿岩性就是黑色页岩，有机碳含量高，最高可达10%（图1）。这个现象有学者认为是有机质易吸附这些矿物质，如有机质能吸附铀；粘土矿物可以固碳并让地球变冷(Murray, J. & Jagoutz, 2023)；一些微量元素也异常富集，如Mo,V,U, 被看作是缺氧的地化指标(马志鑫等，2023)。

图1 川西北青川石坝乡下寒武统邱家河组黑色页岩

(3) 大多数页岩，都能发现重力流、火山灰等沉积伴生。鄂尔多斯南缘平凉组、背锅山组页岩可见重力流、凝灰岩沉积（王振涛等，2015）；上扬子地区五峰-龙马溪组页岩内可见重力流（王红岩等，2023）、斑脱岩（谢浩然等，2023）。四川盆地三叠系飞仙关组、须家河组页岩段均可见重力流、凝灰岩等。于是提出，重力流是一个重大地质事件，并促进了页岩的发育。

(4)看到化石多，此时生产力一定高？就认定此时生命大爆发？一般认为看到很多化石时，认为此时为具有高生产力的温暖气候。罗平生物群意味着生命大爆发，且出现化石的地层与地层中是否含碳质相关性大，由此得出在此时初级生产力高，形成缺氧环境，抑制化石分解，最终促进化石保存(马志鑫等，2021; 2023)。这里似乎有个基本逻辑错误，热带比寒冷气候带生物量高得多，但热带很难有完整的生物遗体被保存下来，而在寒冷气候带却可保留大量遗体。因而，看到生物遗体数量和生物量爆发程度感觉是相反的。

这些表面现象的本质是什么？页岩记录了大量古环境、古地理信息，与伴生的各种成矿元素、地质现象之间可能存在密切的成因联系和空间关系。而黑色页岩除了具有上述特征，还会富集有机质。本文以黑色页岩为切入点，正确地分析其沉积环境和有机质的富集规律，将有助于寻找大矿、富矿，并能对一些“重大地质事件”进行更为合理的解读。

通过分析现代沉积环境的固碳规律，结合古地理环境的研究，探讨了五峰组-龙马溪组黑色页岩的沉积环境及其伴生元素的相关性，提出了地学幸存者效应。提出，较封闭的水体环境是有机质及伴生矿物质、沉积现象（重力流）的保存场所，富集后元素或地质现象成为地质历史的幸存者保存至今（如图2）。而较开阔的水体环境因稀释和分解等原因不能有效富集。封闭环境不仅指形状封闭，而且要求面积小。湖泊、泻湖水体在形状上的确是封闭的，但若面积太大了，也不能富集。例如，兴凯湖面积大，表层沉积物TOC只有0.5%，而其北部的小兴凯湖面积小，TOC达到10%；抚仙湖面积大，表层沉积物TOC只有2%，而在它西南距离不足2公里的星云湖面积小，TOC高达20%。大的湖盆在湖湾局限环境可富有机质，如松南地区营城子组等富有机质黑色页岩主要分布在盆地边缘，在盆地中心则较差。由此得出，四川盆地五峰-龙马溪组页岩发育于冷湿气候和海退背景下的较封闭的潟湖环境；气候和水体封闭性是影响页岩沉积时期有机质富集的两个主控因素；富有机质的页岩与其伴生元素之间不存在因果关系，符合地学幸存者效应。

图2 封闭环境与开阔环境在有机质富集上的差异

本研究将为我们提供一个新的视角，帮助理解页岩有机质的富集环境。下面举2个经典例子：

(1)在四川盆地，晚奥陶世赫南特阶五峰-龙马溪组黑色页岩内发现有大量斑脱岩（火山灰）条带，薄层状，条带的密度与有机质含量TOC呈正相关，而其底部凯迪阶的宝塔组为灰岩，里面却没有这些现象。根据这个相关性，有学者得出，火山活动促进了初级生产力，相对于凯迪阶而言，生产力高，气候温暖，大规模快速海进，藻类勃发等。实际上，凯迪阶发育灰岩时，四川盆地为开阔水体环境，即使有更强的火山活动也无法保存。同时灰岩也被认为是较温暖的水体环境，特别是热带和亚热带（Ziegler et al., 2003）。此时若在其它地区，有较封闭的环境发育页岩时，即使无有机质，也照样存在重力流，火山灰。如鄂尔多斯背锅山组内的泥岩与砂岩互层时，气候温暖，泥页岩内就含有重力流和火山灰，一样不落，只是页岩贫有机质。这个例子告诉我们，凯迪阶在四川盆地没看到火山灰，不等于此时地球没有火山活动；而在鄂尔多斯观察到了火山活动并不意味着这时的火山活动最强。

至赫南特阶，上扬子地区五峰组黑色页岩中看到了斑脱岩，不等于此时火山活动更为强烈（相对于凯迪阶）。赫南特阶相对于凯迪阶，气候并不是更加温暖，而是全球降温，以至于整体海退，并形成了晚奥陶世大冰期。由于海退，正巧在上扬子地区形成了寒冷而封闭的浅水环境，并保存了有机质。而此时，中下扬子地区、鄂尔多斯盆地，塔里木盆地则缺失或部分缺失这一套地层，正是因为全球性海退，导致这些地区原先的浅水环境变成暴露环境。

------ 这就是地质幸存者效应 - 没有地质记录不等于事件没有发生，有地质记录不等于事件的发生更强。

(2)三叠纪总体来说，是一个由发育巨厚红层的热带雨林气候，演化至一个凉爽气候。早期飞仙关组发育红层（鄂尔多斯为刘家沟组），晚期为须家河组黑色页岩和煤（鄂尔多斯盆地为延长组）。这个过程气温并非单调下降，在安尼阶雷口坡组内存在一个小的气候波动，发育了一套完整的黑白红气候旋回，由红层-蒸发盐岩-黑色页岩-蒸发盐岩-红层组成。黑色页岩段正是罗平生物群的发育时间，只要灰岩段夹有碳质页岩，则化石量高，而纯灰岩段则化石量少。从本文的大量证据看，发育富有机质的地层为冷气候沉积环境；而发育页岩为较封闭环境。罗平生物群保存了化石，说明当时水体环境较为安静，为较封闭的水体环境；而保存了有机质，则一定是在寒温带条件下的产物。安尼阶这一次短期的降温具有全球性。将罗平生物群解读为此时生产力高、且缺氧时，才能保存化石(马志鑫等，2023)有可能存在误区。

如图3为地学幸存者效应模式图，表达了在开阔海洋，特别是远洋环境，现代海洋表层沉积物的TOC含量较低，而离大陆越近，越封闭的水体环境，初级生产力、颗粒有机碳及TOC含量也越高。其它成矿物质的异常富集也类似。远洋TOC极低，最新的远洋考察成果是王海峰等（2024）刚发表在地质学报的文章《马里亚纳海沟挑战者深渊南坡JL7KBC03短柱样硅质软泥沉积的物源、沉积环境和碳储库效应》，用我国自主研发的“海斗深渊”提取了7223米水深的表层沉积物，其TOC只有0.5%。

图3 地学幸存者效应模式图

部分参考文献

[1]毛小平，陈修蓉. 2025. 论地学幸存者效应——以中上扬子五峰龙马溪组页岩沉积环境为例[J]. 地球学报，46(4): 695-710.

[2]李治兴, 秦明宽, 刘鑫扬, 等, 2022. 黑色岩系多元素富集层特征､成因和研究意义[J]. 世界核地质科学, 39(1): 14-26.

[3]刘全有,李鹏,金之钧,等.湖相泥页岩层系富有机质形成与烃类富集--以长7为例[J].中国科学：地球科学, 2022(002):052.

[4]谢浩然, 梁超， 吴靖, 籍士超. 火山活动对沉积古环境及有机质富集的影响[J]. 古地理学报，2023,25(4)

[5]王红岩, 刘德勋, 蔚远江, 等, 2022. 大面积高丰度海相页岩气富集理论及地质评价技术进展与应用[J]. 煤田地质与勘探,50(3): 69−81.

[6]王海峰,易亮,邓希光,等,  2024. 马里亚纳海沟挑战者深渊南坡JL7KBC03短柱样硅质软泥沉积的物源、沉积环境和碳储库效应. 地质学报，2024, 98(11).

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[8]赵文智,王晓梅,胡素云,等.中国元古宇烃源岩成烃特征及勘探前景[J].中国科学：地球科学, 2019(6):26.

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[10]Murray, J. & Jagoutz, O. Palaeozoic cooling modulated by ophiolite weathering through organic carbon preservation. Nature Geosciences. https://doi.org/10.1038/s41561-023-01342-9 (2023).

[11]Walker-Trivett, C.A., Kender, S., Bogus, K.A. et al.,2024. Oceanic Anoxic Event 2 triggered by Kerguelen volcanism[J]. Nat Commun 15, 5124. https://doi.org/10.1038/s41467-024- 49032-3

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[14]Z.X. Ma(马志鑫), S.X. Hu, X.T. Liu, et al. 2021. The link between exceptional fossil preservation and palaeo-redox conditions in the Middle Triassic Luoping Biota from South China Geol. J., 56 (12) (2021), pp. 6231-6244

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