红色与黑色是地层中最常见的颜色。地质学对它们的解释很统一：分别代表了富氧和缺氧沉积环境，这已成为口头禅了。这个骨灰级的口头禅至今涛声依旧。

      上周，8月23日在新疆克拉玛依的第十八届全国古地理学及沉积学学术会议上，我做了一个学术报告，唱了反调。一些朋友下来说，我讲得很精彩。在聊天时，他们仍条件反射式地认为，黑色页岩难道不是缺氧环境下形成的吗？我愕然。以为他们知己了，并打算支持我的观点。实际上，在“缺氧问题”上仍很严重。不怪他们，因为缺氧和黑色页岩挂勾近百年了：1939年至今（Strom，1939）。Schlanger（1976）提出大洋缺氧事件；Tissot（1979）又烧了把火，水体和刚沉积的沉积物中缺氧是保存有机质的主要条件。更加夯实了地质学的缺氧环境，并渗透到层序地层，固体矿产，重大地质事件等多个研究主题 。看来，有必要专门针对红与黑做一个真正的了断。

      红与黑已深入地质人的骨髓，基于此，海平面/湖平面升降，与它挂上勾了。水退水位降几米几十米，就会富氧，颜色变浅，变红，直至缺少有机质，粒度变粗；湖侵海侵升几米几十米，就会缺氧，颜色变深，变黑，富有机质，粒度变细。

    下面举几个例子说道说道，在会上举了几个案例，分享于此。

案例一 抚仙湖和星云湖

 经典理论：抚仙湖水深，150米左右，应缺氧，富有机质；星云湖，水浅，3米左右，应富含溶解氧，贫有机质。

     实际情况：抚仙湖表层沉积物有机碳含量只有2-3%；而星云湖在21%。如图1所示。

图1

 案例二 兴凯湖与小兴凯湖

经典理论：位于黑龙江东南部，与俄罗斯交界的淡水湖兴凯湖相对较深，3.5米，应缺氧，富有机质；北部的小兴凯湖，水浅，1.5米，应富氧，贫有机质。

实际情况：兴凯湖表层沉积物有机碳含量仅1%；小兴凯湖为5%，如图2。

显然，用缺氧和富氧无法解释这两个案例中的差异。但可以用水体封闭性来解释。面积较小的湖泊或湖泊的湖湾，间湾是较封闭环境，更易富有机质。因为有陆源营养和陆源有机质。而面积大的湖泊，或开阔的陆棚是开阔环境。

图2

  案例3 侏罗纪黑色页岩与红层的发育

 中侏罗纪早期（西山窑组），我国北部发育煤和碳质页岩；而南部发育蒸发盐岩，红层，如图3(邓胜徽，2017)。按缺氧和富氧说，北部缺氧对应煤，南部富氧对应红层。感觉有点怪怪的，同一片蓝天，氧含量差异咋这么大耶？这个怪诞的推理源自地球化学的神助攻，碳同位素正偏等“地球化学替代指标”被烂用。唯主流的期刊也在神助攻，没有地化指标，没有实物工作量，大概率被拒，当成综述。

图3

红色黑色与气候的关系

      其实，早在2003年，Ziegler 就总结了,在高纬度冷气候,发育泥炭和煤,低纬度发育珊瑚礁,灰岩(如图4), 铝土岩,红层. 即,地层的颜色和气候相关,而非缺氧和富氧。

      会上我提出了黑白红气候旋回，用三种气候敏感沉积物：

      黑：黑色页岩，煤。对应现代寒温带，为寒冷湿润气候，平均气温0度左右。富含有机质，主量元素中，钙，钠，钾丰度高。

      白：蒸发盐岩，膏盐，白云岩。代表副热带高压带干旱气候，纬度30度左右，出现死海、沙漠，盐湖。

       红：红层，紫红色地层、铝土岩，铝土矿，生物礁，灰岩。赤道附近，热带雨林。土壤河湖贫有机质，主量元素中铝、铁含量高。

      我国土壤、湖泊均具有黑白红特点。东北为黑土地，长江以南为红土（图5）。土壤的类型和盆地沉积物类型是相关的。如位于我国内蒙锡林浩特南部的达里湖，表层沉积物以细砂为主，没有泥岩，因为草原没“土壤”，几乎全是细砂；沿海铝、铁含量较高的土壤对浅海表层沉积物有影响，也会将三价铁带入河流，湖泊，浅海，形成铝土岩。北方湖泊表层沉积有机质含量高，沿海湖泊及海湾有机质含量低。

      按经典理论，难不成北方缺氧，南方富氧？

图4

图5

结论

  因此，以后碰到地层中出现红与黑时，不能说是富氧和缺氧。其实，本质是和气候有关。如图6所示，为三叠纪的红黑转换。

     早三叠世：四川盆地发育飞仙关组，鄂尔多斯为刘家沟组，发育巨厚红层，不发育黑色地层，无煤，无黑色页岩。不是因为此时富氧，而是炎热气候：变成热带雨林。

     中三叠世：发育蒸发盐岩和白云岩，对应现代副热带高压带干旱气候。古地理会议上谭钦银演讲的新观点，认为白云岩主要不是成岩过程中交代形成的，而是干旱与湿润气候，与膏盐相伴生，也属于中纬度的“白”。

     晚三叠世：发育厚层煤和黑色页岩，不发育红层，对应寒冷气候。红与黑互斥。四川盆地此时为须家河组，鄂尔多斯盆地对应的为延长组，这套地层是油气的主要来源，为寒冷气候条件下所致，不是深水缺氧。

     由早三叠世至晚三叠世，形成一个完善的黑白红气候旋回，由红变至白，再变至黑。安尼阶雷口坡组出现一个短时间的气候突然变冷的事件，由红-白-黑-白-红构成一个完整的黑白红气候旋回。

古气候重建

   据此估算一下古气候，早三叠世在鄂尔多斯也发育巨厚红层。此时最北能查到在开鲁盆地发育紫红色砂泥岩(丁秋红，2005，松辽盆地西南部下三叠统及其孢粉组合)。位置相当于长春，即长春在此时为亚热带，适于发育煤的寒冷环境向北退出中国。因现代长春年平均气温为7度，位于亚热带的南昌年平均气温为19度。要让长春变为亚热带，需要由现在的低温升至19度，即比现代，温度至少升高12度，才能达到亚热带气候。

     晚三叠世卡尼期事件并非“重大地质事件”，或超长降雨，而是全球降温，中纬度变为寒冷气候，导致其雨水和现代的寒温带一样，雨水充沛，但气候寒冷。此时适宜发育煤的环境向南扩至两广地区，以致这一地区也出现了碳质页岩和煤。在现代为热带、亚热带发育的红层向南退出中国，在更低纬度发育红层。同理，南宁地区现代年平均气温22度，要让它变得适于发育煤及碳质页岩的寒温带0度左右，则需要比现代降22度。

     从早三叠世到晚三叠世，相对于现代而言，一热，一冷，前后气温波动幅度应高达34度左右！在此短时间姑且不考虑板块运动，只考虑相对温差。显然，这个初算结果远超想像。

     然而，近年来最新的、最被认可的古气候重建结果，其温度波动幅度小，三叠纪只有10度左右（如图6最右侧曲线）。如果这不算错误，那其最低温度20度，比现代14.6度要高6度，显然是大大的不对了。这是抛弃了气候的岩性指标，纯用地球化学指标计算得到的恶果！ Judd(2024)可是发在Science上的文章，还有Scotese(2021)被大量引用。

图6

      会上最后一张片子，我还列举了湛江玛珥湖的全新世沉积的例子。其精度是相当高的，按地于化学指标，有一段年代在4.5万年前后，高TOC的段，高达20%，被地球化学认为是热气候，实际国际众多新生代气候恢复得出，它是早大理副冰期的“晚成山头冷期”。许多地化指标对TOC的起伏，其实并不敏感，才得此完全错误的结论。

 毛小平

 中国地质大学（北京）能源学院

 2025年8月27日于北京

 主要参考文献

    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，地球学报，46(4):659-710

   毛小平,陈修蓉,李书现,等. 2025. 局限环境下水体深度对有机质富集的控制作用. 地质学报, 99(4):1353-1368. 

   毛小平等. 2025. 浅议四川盆地五峰组—龙马溪组页岩沉积模式与有机质富集规律. 沉积学报，43(2): 701-733. 

   Mao Xiaoping, et al. 2025. Constraints of weathering intensity in different climate zones on coal accumulation environment. Scientific Reports 15, 8231 

   Ziegler A M, Eshel G, Rees P M, et al. 2003. Tracing the tropics across land and sea: Permian to present. Lethaia, 36: 227–254.

   邓胜徽,卢远征,赵怡,樊茹,王永栋,杨小菊,李鑫,孙柏年. 2017. 中国侏罗纪古气候分区与演变.地学前缘, 24(1):106-142.