扬子地台西缘下寒武统黑色页岩土壤元素地球化学特征北大核心CSCD

本文分析扬子地台西缘黑色页岩土壤(BSS)及其成土新鲜黑色页岩(FB)的主、微量元素的地球化学特征,探讨黑色页岩土壤成土地球化学作用机制。结果表明,黑色页岩土壤明显亏损MgO、CaO、Na2O、P2O5和LOI(有机质),而富集Al2O3和Fe2O3等主量组分;且明显亏损Ba、V、Ni、Cu、Zn和Sr等微量元素,但其他微量元素则不然。与成土母岩相比,黑色页岩土壤的化学组成相对均一。主量组分对黑色页岩与黑色页岩土壤之间化学组成有不同的影响,这种影响与CaO、Na2O和MgO等碱质组分、LOI所代表的有机质等的淋滤释出,及Fe2O3和Al2O3等氧化物的次生富集有关,其影响程度顺序为:CaO>Na2O>LOI>MgO>Al2O3>Fe2O3>MnO>K2O>SiO2>P2O5。推断黑色页岩风化-成土过程中有机质、黄铁矿、方解石、钠长石、斜绿泥石等不稳定矿物的化学蚀变分解和长石等硅酸盐矿物的水解导致CaO、LOI、Na2O、MgO、K2O和SiO2等主量组分,以及V、Cr、Ni、Cu、Zn、Ge、Ba、Sr等微量元素的淋滤释出;而黏土矿物、铁-锰氧化物等次生矿物的次生富集,导致Fe2O3、MnO和Al2O3等主量组分,以及Pb、Cs、Co、Th、Sc、Ga、Rb、REE等微量元素在土壤中形成次生富集。故而黑色页岩可为环境重金属污染源,而黑色页岩土壤本身也可存在重金属污染。     

内蒙古正蓝旗羊蹄子山-磨石山钛矿区硅质岩地球化学特征及沉积环境意义

文章通过详细的野外地质调查和系统的岩石化学、稀土元素、微量元素及硅、氧同位素等研究,探讨了羊蹄子山-磨石山钛矿区无矿白色硅质岩和富钛硅质岩的成因及形成地质构造环境。研究结果表明,呈厚层状产出的无矿白色硅质岩具较高的SiO2、Al2O3含量及Al/(Al Fe Mn)、Al2O3/(Al2O3 Fe2O3)比值,稀土元素总量很低,其北美页岩标准化配分模式为向右倾的曲线,无明显铈异常和铕异常,表明其形成于受陆源影响的大陆边缘构造环境;赋矿岩系中薄层状富钛硅质岩的TiO2、Fe2O3、Cu、V含量较高,但Al/(Al Fe Mn)、Al2O3/(Al2O3 Fe2O3)比值较低,稀土元素总量较高,北美页岩标准化曲线为明显左倾型-平坦型,具弱的负铈异常,表明其形成于洋脊及附近环境。两种硅质岩的δ30Si值为变化较小的负值,与热水沉积和某些生物成因硅质岩的硅同位素组成相似,两者的δ18O值范围和平均值均相似。两类硅质岩的成因及形成构造环境不同,富钛硅质岩的地球化学特征表明,该矿床的形成与本区元古宙海底火山热液喷流作用有关。     

济阳坳陷古近系黑色页岩中纹层状方解石脉的成因探讨

在济阳坳陷3000m以下的古近系中,可见含纹层状方解石脉的黑色页岩,往往与钙质纹层页岩、油页岩、钙质页岩相伴生或薄互层出现。镜下研究表明,这些纹层状方解石脉干净、明亮,晶粒垂直纹层生长,具有明显的近距离经溶解再重结晶的特征,而且与有机质的含量密切相关,页岩中并无石膏的发育和残留。在岩石地球化学上,较相邻的其他页岩,Mg/Ca、Mn/Ca值明显降低,而Sr/Ca值则明显升高,同时碳酸盐的δ18O明显降低,δ13C小幅上升或波动。这些证据表明黑色页岩中的纹层状方解石脉是钙质纹层页岩或富碳酸盐油页岩在晚成岩期随有机质的热演化经溶解和再沉淀作用的产物,并随孔隙水的排出伴有碳酸盐的流失。     

中太平洋第四纪沉积物地球化学特征及沉积环境

本文采用多元统计分析的方法,研究了中太平洋地区第四纪沉积物中元素含量的地球化学特征,探讨了其物质来源及沉积环境。研究表明:元素含量在垂向上有3次比较明显的变化,Al2O3、Fe2O3、TiO2、MnO、P2O5的含量在早期沉积物中变化不明显,中期含量明显增加,晚期则减少。CaCO3、CaO、Sr在晚期沉积物中含量较高,并与前者常微量元素含量形成明显的互为消长关系。元素的相关性分析和R型因子分析揭示SiO2与Al2O3、Fe2O3、K2O、MnO、TiO2、Cu、Ni、Zr等元素为正相关关系,说明元素组合共生关系好,在沉积物中所起的作用相近,地球化学行为比较相似,主要受陆源碎屑沉积及火山活动的影响;与CaCO3、CaO、Sr之间为负相关关系,说明后者与前者元素氧化物之间内在关系较为疏远,相关性差,沉积物源不同,主要与生物作用有关。中太平洋第四纪的沉积物主要为钙质硅质粘土和钙质软泥,早期沉积物受火山活动的影响较大,晚期与生物作用密切相关,表明该时期沉积物主要形成于陆源、生物源、火山源物资供应比较充足的沉积环境。     

新疆达坂城西南一带奇尔古斯套组硅质岩地球化学特征及成因讨论

奇尔古斯套组硅质岩SiO2含量较高,Al2O3、TiO2含量变化较大,反映出较多的外来物质的加入;Si/ (Al+Fe+Mn)、Al/ (Al+ Fe+ Mn)、MnO/TiO2、Al2 O3/(Al2 O3+ Fe3 O2)值较高,反映其为生物化学成因,形成于大陆边缘环境;Fe2O3/TiO2对Al2O3/(Al2 O3+ Fe2O3)图解同样说明其形成于大陆边缘环境.REE较高,HREE富集不明显,北美页岩标准化后的稀土配分模式曲线较为平坦,向左倾斜不明显,(La/Ce)shale值较低,δCeshale值较高,无明显Ce负异常,反映奇尔古斯套组硅质岩属生物化学成因硅质岩,形成于大陆边缘环境; (La/Ce)shale对Al2 O3/(Al2 O3+Fe2 O3)图解亦说明其形成于大陆边缘环境.微量元素中Hf含量高,而Be、Li、Nb、Rb、Sr、Ta、Th、U、V、Zr含量低;Ba元素含量低;Co、Ni贫富相当,Co/Ni值较高,U/Th值低,说明奇尔古斯套组硅质岩属于正常的生物化学成因的硅质岩.     

鄂尔多斯盆地华池地区三叠系延长组长7段富有机质页岩岩相特征

鄂尔多斯盆地三叠系延长组长7油层组发育富有机质页岩和泥岩,目前已成为鄂尔多斯盆地页岩油气勘探的重要层位。综合岩心精细描述、薄片微观结构观察和粒度分析结果,将富有机质页岩和泥岩划分为黑色页岩岩相、纹层状泥岩岩相、粉砂质泥岩岩相。粉砂质泥岩岩相的脆性矿物含量高于黑色页岩岩相和纹层状泥岩岩相,后者比前者具有更高的黄铁矿含量,3种岩相的黏土矿物含量较接近。黑色页岩岩相有机质丰度高,有机质类型以I型干酪根为主,是最有利的富有机质岩相类型,其次为纹层状泥岩岩相。长7油层组沉积时期水体为分层的厌氧环境,有利于有机质的保存,低等水生生物是主要的母质来源。黑色页岩岩相和纹层状泥岩岩相形成于安静、缺少陆源碎屑影响的深湖环境下;粉砂质泥岩岩相形成于受陆源碎屑频繁影响的环境,有较多的陆源高等物质输入湖盆中,造成有机质类型复杂。将岩心精细描述和测井信息紧密结合,揭示了各类岩相纵向发育特征。受基准面变化和沉积物供给能力影响,长73以黑色页岩岩相和纹层状泥岩岩相为主,长72和长71以纹层状泥岩岩相和粉砂质泥岩岩相为主。长73暗色泥岩和页岩的岩相类型好,发育页理缝和纹层缝,有机质类型好、丰度高,是最有利的页岩油气勘探目的层系。     

鄂尔多斯盆地长7优质烃源岩的岩石学、元素地球化学特征及发育环境

鄂尔多斯盆地延长组长7优质烃源岩(油页岩)井下岩芯外观呈黑色、质硬、手感较轻,露头风化后呈纸片状.岩石薄片镜下观测和电镜.能谱测试显示,长7优质烃源岩呈纹层状有机质十分发育、莓状黄铁矿丰富-极丰富和胶磷矿丰富的特征,常见晶屑、凝灰质纹层.测试结果显示,长7优质烃源岩岩石化学组成以高二价硫、高Fe、高P2O5,和相对较低的Al2O3、SiO2、CaO和MgO为特征,微量元素表现出Mo、Cu、U显著正异常,V、Pb呈正异常,其他微量元素为正常和亏损,总稀土含量(∑REE)较低的特征.较低的Sr/Ba比值和较低的B含量反映了含盐度不高的陆相湖盆沉积特征.高的v/(v Ni)比值、很高的U/Th比值等指示了沉积环境缺氧的属性.     

中国东部中-新生代玄武质火山岩的主量元素地球化学特征

用MgO=8％标准化后,中国东部中-新生代玄武质火山岩表现为高Al2O3／TiO2、SiO2,低CaO／Al2O3的特征;新生代玄武质火山岩表现为低SiO2和低Al2O3／TiO2;高Fe8.0、Na8.0、CaO／Al2O3的特征。与区域软流圈地慢上涌和岩石圈伸展构造环境下形成的桂东南钾玄质岩石的高Fe8.0、低Na8.0和CaO／Al2O3值有明显的差异。中国东部中一新生代玄武质火山岩主量元素的特征,可能反映了与桂东南钾玄质岩石不同的形成环境。而中、新生代玄武质火山岩主量元素特征上的差异反映了岩浆来源区的变化。     

江西寻乌破火山口火山-侵入杂岩地球化学特征及其成因意义

位于武夷隆起带和南岭构造带过渡部位、受北东向会昌-寻乌断裂带和东西向三南一寻乌断裂带控制的寻乌破火山口，发育一套由碎斑熔岩和花岗斑岩组成的火山-侵入杂岩。碎斑熔岩属高钾拉斑岩石系列，分异指教和SiO2，Rb)含量较高；Al2O3，CaO，ALK，TFeO，MgO，TiO2，REE，Sr，Ba，Zr含量较低；A／NKC，A／NK，Al2O3／TiO2，Rb／Sr，Rh／Ba比值高；CaO／Na2O，LREE／HREE，δEu值低，为后造山环境下砂屑岩或岩浆岩较低温度、较低熔融程度形成的岩浆的产物。花岗斑岩属碱性岩石系列，分异指数和SiO2，Rb含量较低，Al2O3，CaO，ALK，TFeO，MgO，TiO2，REE，Sr，Ba，Zr含量较高；A／NKC，A／NK，Al2O3／TiO2，Rb／Sr，Rb／Ba比值低，CaO／Na2O，LREE／HREE，δEu值高，为后造山环境下砂屑岩或岩浆岩较高温度、较高熔融程度形成的岩浆的产物。     

扬子地台西缘下寒武统黑色页岩土壤元素地球化学特征

本文分析扬子地台西缘黑色页岩土壤(BSS)及其成土新鲜黑色页岩(FB)的主、微量元素的地球化学特征,探讨黑色页岩土壤成土地球化学作用机制。结果表明,黑色页岩土壤明显亏损MgO、CaO、Na_2O、P_2O_5和LOI(有机质),而富集Al_2O_3和Fe_2O_3等主量组分;且明显亏损Ba、V、Ni、Cu、Zn和Sr等微量元素,但其他微量元素则不然。与成土母岩相比,黑色页岩土壤的化学组成相对均一。主量组分对黑色页岩与黑色页岩土壤之间化学组成有不同的影响,这种影响与CaO、Na_2O和MgO等碱质组分、LOI所代表的有机质等的淋滤释出,及Fe_2O_3和Al_2O_3等氧化物的次生富集有关,其影响程度顺序为:CaONa_2OLOIMgOAl_2O_3Fe_2O_3MnOK_2O SiO_2P_2O_5。推断黑色页岩风化-成土过程中有机质、黄铁矿、方解石、钠长石、斜绿泥石等不稳定矿物的化学蚀变分解和长石等硅酸盐矿物的水解导致CaO、LOI、Na_2O、MgO、K_2O和SiO_2等主量组分,以及V、Cr、Ni、Cu、Zn、Ge、Ba、Sr等微量元素的淋滤释出;而黏土矿物、铁-锰氧化物等次生矿物的次生富集,导致Fe_2O_3、MnO和Al_2O_3等主量组分,以及Pb、Cs、Co、Th、Sc、Ga、Rb、REE等微量元素在土壤中形成次生富集。故而黑色页岩可为环境重金属污染源,而黑色页岩土壤本身也可存在重金属污染。     

柴达木盆地团鱼山地区浅湖油页岩特征、成因及成矿模式-以青柴地2井为例

我国陆相油页岩资源丰富,通常沉积于深湖-半深湖、湖沼以及浅湖环境,其中浅湖油页岩主要发育于柴达木盆地、老黑山盆地、黄县盆地等地区。为研究浅湖油页岩的特征和成因,分析其成矿模式,对柴达木盆地团鱼山地区的青柴地2井石门沟组含煤段浅湖油页岩样品分别开展了有机碳、热解、含油率、灰分、挥发分、密度、发热量、主微量元素、X衍射等测试分析。结果显示,研究区油页岩为中灰分、高挥发分、低密度、高发热量、低-中等含油率的油页岩。该油页岩的有机质丰度高,有机质类型为Ⅱ₂型,成熟度为未成熟。其矿物组成主要为粘土矿物和石英,组成元素以SiO₂、Al₂O₃和TFe₂O₃为主,具有P₂O₅、Co、Cu、Zn、Ga、Mo、Ba、Th、U等元素富集,SiO₂、TFe₂O₃、MgO、Na₂O、CaO、K₂O、TiO₂、...     

惠州凹陷HZ21钻孔珠江组地球化学特征及其沉积环境

根据21件碎屑岩样品的常量元素和微量元素相关关系、组分含量及某些元素的比值特征,探讨了珠江口盆地惠州凹陷HZ21钻孔的元素地球化学特征与古环境意义。研究表明:Al₂O₃、Fe₂O₃、K₂O、TiO₂、V、Cr、Rb相互间呈明显的正相关关系;SiO₂与Al₂O₃、Fe₂O₃、TiO₂呈明显负相关,与K₂O呈弱相关关系;Sr与CaO呈明显正相关关系;P₂O₅与Al₂O₃、Fe₂O₃、K₂O、TiO₂呈明显的正相关,与SiO₂呈明显的负相关,且与CaO呈弱相关关系。据锶钙比值103(Sr/Ca)和V/Cr值分析,HZ21井珠江组从下往上水体有逐渐加深的趋势,与单井沉积相分析结果一致。据镁铝比值102(MgO/Al₂O₃)和Sr/Ba值分析,珠江组从下往上沉积环境的水体盐度变化不太大,但到上部略有下降。古气候指示剂Rb/Sr值和MgO/CaO值显示,NSQ1和NSQ2层序时期气候干燥寒冷,而NSQ3和NSQ4这两个层序时期气候湿热。总之,地球化学特征所反映的沉积环境与沉积相分析的结果相一致,说明元素地球化学与沉积环境关系密切,可作为沉积相判别的标志。      

鄂西宜昌地区五峰组—龙马溪组黑色岩系硅质来源及其油气地质意义

为了查明鄂西五峰组—龙马溪组富有机质页岩的硅质来源,明确不同硅质来源的页岩气地质意义,促进页岩气勘探开发,本文通过系统的样品采集与分析测试,对宜昌地区五峰组—龙马溪组下部黑色岩系的硅质来源、特征及其对有机质富集和储层特征的影响进行了深入研究。结果表明,鄂西宜昌地区五峰组—龙马溪组黑色岩系硅质矿物含量高,过量硅含量在2. 59%~88. 31%,平均27. 91%,且过量硅主要发育于凯迪阶与鲁丹阶的深水陆棚环境;显微镜下可见大量棱角状陆源碎屑石英,硅质岩中可见具有溶蚀边的硅质生物化石,如放射虫、海绵骨针等;页岩样品TiO2与Al2O3平均含量只有0. 63%和12. 41%,且SiO2与TiO2、Al2O3呈现明显的负相关,Si/(Si+Al+Fe)和Al/(Al+Fe+Mn)比值分别为0. 81和0. 77,Eu/Eu*具有明显的负异常,过量硅与U/Th、Ni含量之间相关性不明显,表明鄂西宜昌地区五峰组—龙马溪组黑色岩系硅质来源以陆源硅和生物硅为主,没有受到热液的影响,且五峰组凯迪阶—龙马溪组鲁丹阶以生物硅为主,向上陆源硅影响逐渐增大。深水缺氧还原环境是生物硅发育的有利条件,但生物硅的发育与古生产力、氧化还原条件没有绝对的正相关线性关系,主要表现为不同来源的硅质矿物含量与TOC峰值之间呈正态分布曲线特征,当Al2O3含量达到10%左右,过量硅含量在40%左右所对应的页岩有机碳可出现峰值,而不是硅质矿物含量越高有机质一定越富集。此外,硅质矿物特别是以微晶方式赋存的生物硅的发育不仅可以有效保护页岩储集空间,还能促进裂缝的发育,极大的改善页岩储层的储渗能力,并为后期获得良好的储层压裂改造效果提供有利条件。     

页岩纹层结构分类与储集性能差异 ——以四川盆地龙马溪组页岩为例

纹层结构研究对页岩系统储层有效性评价具有重要意义。以四川盆地海相志留系龙马溪组页岩为例,综合利用成像测井、光学显微镜、场发射扫描电镜、孔隙度测定、氮气吸附及含气量测试等方法,明确了龙马溪组不同尺度纹层结构特征,评价了不同纹层结构储集性能的差异。龙马溪组发育水平等厚纹层结构—中粗纹层组合、水平—小型波状纹层结构—中粗纹层组合、水平不等厚纹层结构—薄纹层组合及块状无纹层组合;纹层成分主要为包括石英、碳酸盐、有机质与黏土矿物的三类组合,碳酸盐纹层的有机质孔隙和无机质孔隙相对发育;纹层状页岩与块状泥岩在孔隙类型、孔隙体积、有机质丰度及含气量等方面具有明显差异。总体来看,中粗纹层组合页岩储层性质优于薄纹层组合页岩优于块状泥岩,是龙马溪组优先勘探的目标。下一步研究应重点加强纹层结构形成的水动力学背景、对有机质富集及储层可改造性等方面的影响。相关认识可为深化四川盆地龙马溪组有利储层优选与评价提供重要的参考和技术支持。     

新疆西南天山霍什布拉克碱长花岗岩体岩石学及地球化学特征——岩石成因及其构造与成矿意义

位于中国西南天山南缘的霍什布拉克岩体,由碱长花岗岩和碱长花岗斑岩组成。岩石化学成分比较均一,具有富SiO2、Al2O3,贫Fe2O3T、MgO、TiO2、P2O5等特点。AR-SiO2图解中,样品均落入碱性区间,在A/CNK-A/NK图解中,样品主要为准铝质。微量元素总体表现为高场强元素(HFSE)相对于大离子亲石元素的富集以及高场强元素P、Ti和大离子亲石元素Sr、Ba的明显亏损。稀土元素中轻稀土元素相对于重稀土元素富集,Eu的负异常十分明显。岩体含副矿物萤石,并具有高FeOT/MgO、低CaO等特征,10000Ga/Al的比值和Zr+Ni+Sr+Y的含量亦较高,岩石学和地球化学特征表明它为典型的A1型花岗岩,是铁镁质下地壳在低压条件下部分熔融的产物。岩体具有极低的Ti含量是由于源区部分熔融过程中大量磁铁矿的残留所致,而较高的Nb-Ta含量则与岩浆中富含F有关。岩体产出于板内环境,在构造岩体的形成上受到塔里木板块内部裂谷体系的影响。岩体对霍什布拉克铅锌矿成矿意义不大,但具有Sn元素的成矿潜力。     

重庆大巴山超大型陶粒页岩矿产资源的发现与研究

页岩陶粒是一种以具有自膨胀性能的页岩或板岩为唯一原料加工制备的保温隔热矿物功能材料和轻质多孔基础材料.在介绍重庆大巴山超大型陶粒页岩矿产资源地质特征基础上,采用多种现代检测技术和与国内同类原料对比方法,研究了代表性陶粒页岩和生产试验样品的矿物材料学特征,结果表明:重庆大巴山城口—巫溪是优质陶粒页岩矿产资源的集中分布区,...     

黑龙江省二克山—五大连池—科洛富钾火山岩中幔源包体的研究

本文首次系统地研究了二克山—五大连池—科洛富钾火山岩带中幔源超镁铁岩包体的岩相、组构、矿物及地化特征,并分析了包体的成因类型及交代作用。研究表明,该包体是受富含K_2O+LIL+LREE±FeO±~(87)Sr流体交代的、已亏损了的地幔样品,反映了地幔交代的普遍性和不均一性。     

华南印支期花岗岩类的岩石特征、成因类型及其构造动力学背景探讨

华南地区印支期花岗岩按照成因类型可分两类,第一类属强过铝质S型花岗岩,富含过铝质矿物,富SiO2、Al2O3和P2O5,高A/CNK值,微量元素原始地幔标准化分布型式图中富集Rb、U、Ta、Zr、Hf,亏损Ba、Sr、Nb、Ti;稀土元素球粒陨石标准化分布型式图中具显著的负Eu异常,稀土元素总量偏低(ΣREE<80×10-6);第二类属准铝质I型花岗岩,含角闪石等镁铁质矿物,富SiO2、Na2O。总体来说,这两类花岗岩具有高的(87Sr/86Sr)i值(0.710490～0.742118)和低εNd(t)值(-14.42～-4.1),Nd模式年龄(2.09～1.63Ga)指示印支期花岗岩为典型的壳源型花岗岩。CaO/(MgO+FeOT)-Al2O3/(MgO+FeOT)(摩尔比)图解表明这些花岗岩主要来源于变质杂砂岩和变质泥岩的部分熔融,夹杂了少量变质玄武岩和变质英云闪长岩。华南印支期花岗岩形成于挤压加厚的地壳发生局部伸展-减薄时期,推断印支期发生了多期次的岩石圈挤压和拉张,花岗岩侵位于大规模岩石圈挤压后局部减压-伸展的构造环境中。     

冲绳海槽南部表层沉积物地球化学特征及其物源和环境指示意义

对冲绳海槽南部陆架、陆坡和海槽 33个表层沉积物进行了元素地球化学分析,结果表明研究区沉积物的主要化学组成为SiO₂ 、Al₂ O₃ 和CaO,这三种组分占沉积物总量的 6 8%左右。多数元素在陆架和陆坡的变化范围较大,在海槽区相对稳定。向海槽方向随沉积物粒径变细,SiO₂ 和CaO减少、Al₂ O₃ 和其它多数元素含量增加。常量元素和Al₂ O₃ 的比值分布特征表明,本区沉积物由物源区经由陆架向海槽输送,沉积物主要由陆源碎屑沉积组成,此外还有生物碎屑沉积和自生沉积。陆架区部分微量元素富集因子 (EF)与长江和黄河沉积物的富集因子对比结果表明,本区的沉积物与长江沉积物的关系更为密切。陆坡区Cu、Pb、Zn、Co、Ni和Cr的富集因子较高是由于生物的富集作用造成的,Mn的富集主要是自生沉积的结果。用R型因子分析方法对沉积物的化学组成进行了分析,结合元素的分布特征,给出了四个主因子所对应的沉积环境和特征元素组合,分别为 1)陆架型的元素组合 :SiO₂ 、TiO₂ 、Zr、CaO和Sr,2 )陆坡型的元素组合Fe₂ O₃ 、MgO和P₂ O₅,3)海槽型的元素组合 :Al₂ O₃ 、K₂ O、Cu、Zn、Co、Ni、Cr和Ba,4 )反映沉积环境氧化-还原属性的元素组合 :MnO和FeO。