4.4.3.1 铀、钍及钾元素的分析原理
铀（U）、钍（Th）及钾（K）均为亲石元素，主要集中于岩石圈。铀、钍属锕系，为放射性元素，它们在沉积岩中的含量很低。铀在泥质、钙质页岩中的含量较高，为4 μg/g左右，而在碳酸盐岩中则比较低，为1～2 μg/g。相对于铀来说，钍的含量稍高，在泥质含量稍高的页岩中，其含量一般在12 μg/g左右，而在灰岩中则较低，约为2 μg/g。钾属于造岩碱性元素，主要以活泼的阳离子形式迁移和存在，钾在岩石中的含量比较高，在页岩中其含量一般为2.66%左右，而在碳酸盐岩中则较低，约为0.27%（王剑锋，1986）。在海洋地球化学的研究中，铀和钾属于保守元素，也就是说它们是在风化作用中表现活泼而在沉积作用中表现惰性（行为保守）的元素，它们不易自海水中移出和进入沉积物；而钍元素属于清扫元素，它在一些粘土质沉积和富有机物泥质沉积中表现含量的异常，它易为无机颗粒（如粘土矿物、铁锰氢氧化物）和有机颗粒（如腐殖酸）所吸附、络合或通过离子交换等从水体中被“清扫”出来，并一道进入海底沉积物（赵其渊等，1989）。
沉积岩中，铀、钍及钾的分布除与元素的克拉克值有关以外，主要与沉积物中粘土矿物及有机质的含量有关。一般情况下，岩石中有机质及粘土矿物的含量越高，沉积岩中这3种元素的含量就越高（王剑锋，1986；赵其渊等，1989）。
4.4.3.2 西藏南部白垩纪中期钍、铀、钾含量曲线的变化特征
4.4.3.2.1 定日地区白垩纪中期钍、铀、钾含量曲线的变化特征
我们在西藏南部定日地区贡扎剖面赛诺曼阶/土仑阶界线附近测试了24个元素地球化学样品中铀、钍、钾的含量（丰度）（表4-3）。
表4-3 西藏定日地区贡扎剖面赛诺曼阶/土仑阶界线附近铀、钍、钾丰度测量数据
藏南定日地区白垩纪中期铀、钍、钾含量曲线变化具有明显的一致性，即从赛诺曼中晚期—土仑早期，铀、钍、钾的含量都由高到低，并且均可以分成两个部分，下部钙质页岩中含量较高，而上部碳酸盐岩中含量较低（图4-6）。这主要是受元素克拉克值的影响。
图4-6 西藏定日地区白垩纪中期铀、钍、钾含量变化特征
定日地区铀在钙质页岩中的平均含量约为3 μg/g左右，与标准平均含量（约为4 μg/g）相比，其值相当或略为偏低。在碳酸盐岩中铀含量为1.2～2.3 μg/g，与标准平均含量（约为1～2 μg/g）相比其值相当或略为偏高（图4-7）。
本区钍元素在钙质页岩及碳酸盐岩中含量与标准平均含量相比均偏高，在钙质页岩中其平均值约为15 μg/g（标准平均含量约为12 μg/g），而在碳酸盐岩中其平均值约为10 μg/g（标准平均含量约为2 μg/g）（图4-7）。
本区钾元素的含量在钙质页岩中约为2.5%，这与标准值（约为2.66%）基本相当或略为偏低，在碳酸盐岩中的含量约为1.5%，这与标准值（约为0.27%）相比明显偏高（图4-7）。
4.4.3.2.2 江孜地区白垩纪中期钍、铀、钾含量曲线的变化特征
江孜地区床得剖面白垩纪中期为一套灰黑色页岩沉积，主要以钙质页岩为主，还见有硅质页岩及微晶灰岩夹层。在赛诺曼阶/土仑阶界线附近所测试的25个元素地球化学样品均选取灰黑色的钙质页岩，消除了因岩性不同而引起的元素地球化学含量的偏差。
图4-7 西藏定日地区白垩纪中期铀、钍、钾含量异常变化特征
该地区赛诺曼阶/土仑阶界线附近U、Th、K含量均比南带定日地区偏高。在所测样品中，K含量的平均值为2.6%，U含量的平均值为2.5 μg/g，与标准值相比相当或略微偏低，而Th含量的平均值却为20 μg/g，比钙质页岩中标准平均含量高出8 μg/g（表4-4）。
表4-4 西藏南部江孜地区床得剖面赛诺曼阶/土仑阶界线附近铀、钍、钾丰度测量数据
另外，在赛诺曼阶/土仑阶界线附近元素地球化学含量变化曲线上，可明显区分出两个峰值阶段：上面的峰值阶段位于床得剖面第26层中，与赛诺曼阶/土仑阶界线相对应，同时TOC含量也出现一个峰值；下面的峰值阶段位于该剖面的第23层及24层之中，与阿尔布期的大洋缺氧事件有关（图4-8）。
图4-8 西藏江孜地区白垩纪中期地球化学特征
4.4.3.3 钍、铀、钾含量变化曲线的古环境解释
西藏南部定日地区在赛诺曼中期—土仑早中期位于印度被动大陆边缘陆棚区，江孜地区则位于被动陆缘一侧的次深海—深海环境。其陆源碎屑物质均来自其南方的印度古大陆。余光明、王成善（1990）通过对泥质岩微量元素的相关关系分析推断出西藏地区白垩系可能有两个物源区，一个是以基性岩为主，另一个是以花岗岩为主。花岗岩类可提供含量较高的铀、钍及钾，而基性岩类中铀、钍及钾的含量则很低（王剑锋，1986）。定日及江孜地区白垩纪中期岩石中钍含量较高，这说明当时物源区母岩岩性特征应以花岗岩为主，这可以从印度古陆上的岩浆岩多为早古生代酸性的花岗岩类得到验证（西藏自治区地质矿产局，1993）。
西藏南部地区赛诺曼中晚期的钙质页岩等是正常环境条件下的沉积产物，当时海水中含氧量充足，海平面处于一种比较稳定的状态。在这种环境下，具吸附作用的有机物质及粘土矿物含量不高，而且铀、钾为保守元素，不易被吸附沉淀。此时铀呈正六价，形成铀酰络阳离子或[（UO2 ）（CO3 ）3 ]4-络阴离子溶解于海水中；钾多以K+阳离子的形式存在于海水中。而钍是清扫元素，它易为颗粒物质所吸附而自海水移出，进入沉积物。这就形成了沉积物中铀、钾含量基本正常、而钍的含量偏高的事实。
而该区赛诺曼晚期—土仑早期的黑色页岩沉积等则是海水变深、海平面上升的产物。海平面变化主要受全球气候的影响，而全球气候的变化主要与当时的全球构造活动有关。据Larson（1991）的研究表明，在白垩纪中期，太平洋海盆中存在一个产生于地球核幔边界的超级地幔柱，其向上的发展导致洋中脊快速扩张及大量的大洋拉斑玄武岩喷发，而大洋拉斑玄武岩的喷发向当时的海洋及大气中释放了大量的CO2，造成全球一致变暖（Ken Caldeira and Michael，1991），并最终导致此时的海平面上升。海平面上升的同时伴随着海侵的发生，这给大洋中的海水带来了大量的粘土矿物质及有机物质，从而为某些化学元素的富集提供了更多的吸附剂。而伴随着海侵的发生，海水中溶解氧的含量逐渐减少，大洋中的海水开始缺氧，使海水由氧化环境转变为还原环境。在还原环境及有机质、粘土矿物质明显增多的情况下，较多的铀、钍及钾被吸附而进入沉积物，特别是清扫元素钍，更多地被吸附剂吸附而进入到沉积物中，导致其在岩石中的含量远远地偏离了标准值。