典型韵律互层式灰岩与泥灰岩的地球化学特征对比

通过对德国南部地区上侏罗统麻姆组典型韵律互层式灰岩与泥灰岩进行逐层采样,并进行不溶残余物分析和地球化学测定对比,发现两者所含非碳酸盐物质没有区别。SiO2、Al2O3、Fe2O3、K2O和TiO2等来源于陆源碎屑物,在灰岩与泥灰岩中的比例完全相同,其含量的不同完全由碳酸盐物质的稀释所引起。元素Sr、Zn、Mn和Mg归为成岩作用控制元素,最先存在形式与碳酸盐有关,但成岩阶段变化极大,Mg的含量主要受白云岩化作用程度控制。另一组元素如S、Ba、Rb和P等介于以上两组元素之间,表现为部分受陆源碎屑物含量控制,部分受成岩作用影响。研究表明,灰岩与泥灰岩韵律互层形成的原因主要是由于碳酸盐物质的沉积速率变化所致,成岩阶段的压溶作用加大了两者的差异,但这种差异只表现在于碳酸盐物质与酸不溶残余物的比例上,而地球化学组成没有本质区别。     

Differential Diagenesis of Limestone-Marl Alternations

灰岩-泥灰岩韵律层包括结核状灰岩到灰岩和泥灰岩互层,广泛分布在陆棚及深海环境中,出现于各地质时期,是研究高分辨率地层学和环境恢复的理想工具.但是成岩作用在灰岩-泥灰岩韵律层形成过程中的作用一直存在分歧,有的学者认为差异化学压实成岩作用加强了原始沉积的差异,有的学者认为成岩作用不仅能够强烈歪曲原始环境特征,还可以通过自身成岩作用形成与原始沉积特征类似的现象.灰岩-泥灰岩韵律层中的差异成岩作用是指泥灰岩中的不稳定碳酸盐矿物在海底成岩环境中经过溶解、迁移和在灰岩中再沉淀,导致灰岩层没有明显被压实,而泥灰岩层受到明显压实.本文重点评述了差异成岩作用发生的环境和过程,并对与之相关的胶结物来源问题和有机质在早期成岩过程中的作用进行了讨论.并以华南中二叠统栖霞组韵律层为例,探讨了差异成岩作用在其形成过程中的作用,最后对以后的研究方向进行了展望.     

重庆石柱二叠纪栖霞组地球化学特征及其环境意义

在对重庆市石柱县二叠纪栖霞组地层野外露头沉积特征研究的基础上,结合室内薄片观察,根据碳酸盐岩样品的元素含量、比值及相关性,探讨了栖霞组沉积地球化学特征与古环境意义.用于古环境分析的10件栖霞组样品SiO₂、MgO含量低,且两者具有较好的正相关性,Sr含量高,平均为1 751×10-6,Mn/Sr<0.1,Fe/Sr<1,δ18O_PDB>-10‰,表明成岩过程中样品几乎不受硅化及白云岩化作用的影响,未发生化学性质上的改变,可作为古环境分析的可靠对象.栖霞组碳酸盐岩CaO含量高,平均为53.81%,接近纯灰岩的理论化学组成,陆源元素Al₂O₃、TiO₂含量很低,平均值分别为0.17%与0.012%,表明其形成于陆源碎屑影响微弱的稳定古海洋环境.古气候指标MgO/CaO比值极低,平均为0.026,古盐度指标100×(MgO/Al₂O₃)比值高,平均为1 241,古水深判别指标Sr/Ba、1000×(Sr/Ca)比值高,平均值分别为286和4.54,指示了栖霞组碳酸盐岩为潮湿气候下的陆表海(远岸)沉积.古氧相地球化学指标U/Al、V/Al、Mo/Al、Cr/Al、Co/Al、V/(V+Ni)和U/Th特征一致表明栖霞组碳酸盐岩沉积于贫氧—缺氧环境.垂向上,陆源元素∑(Al₂O₃+TiO₂)含量逐渐降低,古水深指标Sr/Ba、1000×(Sr/Ca)比值逐渐增大,表明栖霞组沉积过程中离岸渐远、陆源供给逐步减少、水体持续加深.     

中太平洋CC区表层沉积物的地球化学

根据对中太平洋CC区表层沉积物常量、微量元素的测试结果,采用多元统计分析的方法,研究了该地区表层沉积物中元素含量的空间分布和组合特征,探讨了其物质来源及沉积环境的横向演变规律.元素的相关性分析和R型因子分析表明,SiO₂、Al₂O₃、Fe₂O₃、MgO、K₂O、Na₂O等常量元素氧化物之间存在明显的正相关关系,说明这些元素氧化物内在关系较为密切,在沉积物中所起的作用相近,元素的地球化学行为相似,尤其在成因方面专属性较强,主要受陆源碎屑沉积及火山活动的影响.它们与CaO、CaCO₃、Sr为明显的负相关关系,说明二者内在关系比较疏远,相关性差,沉积物源不同,后者主要与生物作用有关.由SiO₂、Fe₂O₃、TiO₂与Al₂O₃的比值与Ba/Sr标准值对比显见,中太平洋CC区表层沉积物主要来源于深海黏土、生物源和火山热液活动的产物.沉积相主要为硅质软泥相、硅质黏土相、钙质软泥相、沸石黏土相.     

渤海东部晚更新世以来的沉积物地球化学特征

为探讨渤海东部晚更新世以来的元素地球化学特征及控制因素,对渤海东部DLC70-1孔157个沉积物样品进行了化学成分、粒度及测年分析。结果表明,晚更新世以来研究区沉积物的物质来源与沉积环境较为稳定;根据DLC70-1孔沉积物地球化学特征,钻孔岩芯可划分为6层,反映了末次间冰期（暖期）晚期以来渤海东部沉积物物源的变化以及海面波动。Al₂O₃、MgO、TFe₂O₃、MnO、TiO₂、Cu、Zn、Pb、Cr和Rb等元素与细粒沉积物呈正相关,SiO₂、Na₂O与粗粒沉积物呈正相关,K₂O、Sr和Ba分布与沉积物粒度无明显正或负的相关性;R-型因子分析得出三种主要组合类型,以Mg、Sr和Ba为代表,分别对应陆源细粒物质输入与黄河物质、海河物质和滦河物质的影响。运用Ba/Al₂O₃与Sr/Al₂O₃、MgO/Al₂O₃与K₂O/Al₂O₃离散图分析了DLC70-1孔的物质来源,结果表明沉积物主要来源于黄河,该孔中上部32.30~49.00 m和9.30~23.20 m沉积物受到了滦河和海河物质的影响。     

华南栖霞组灰岩-泥灰岩韵律层的成因

华南中二叠统栖霞组沉积了一套特殊的碳酸盐岩地层, 该套地层富含有机质和硅质结核, 是中国南方四套区域性海相烃源岩之一.在野外露头上, 灰岩-泥灰岩韵律层因为其抗风化能力不同而受到广泛关注, 其在整个华南栖霞组分布广泛.其中, 灰岩层富含各种生物碎屑, 主要包括钙藻、有孔虫和腹足, 其次还有腕足, 棘皮类和介形虫, 偶尔见苔藓虫和三叶虫.灰岩层中较好的保存了易碎的钙质藻类, 说明灰岩的胶结作用发生在成岩早期, 没有明显压实作用的痕迹.泥灰岩以粒泥生物碎屑灰岩和黑色钙质泥岩为主, 主要的生物碎屑以腕足和介形虫为主.生物碎屑都非常破碎, 壳体大都平行层面, 颗粒之间发育大量压溶缝, 说明泥灰岩层经历过强烈的成岩压实作用.基于对灰岩-泥灰岩韵律层的生屑类型和成岩现象的分析, 提出差异成岩作用来解释该套地层的形成过程: 泥灰岩层中不稳定的文石在早期成岩过程中溶蚀, 然后迁移到灰岩层中形成方解石胶结灰岩层; 随后机械压实作用和化学压实作用主要发生在泥灰岩层中; 最终灰岩-泥灰岩层由于差异成岩作用导致其抗风化能力不同而形成不同的露头特征.其中文石溶蚀发生在海水埋藏环境, 有机质的分解为其提供了动力来源, 这与栖霞期较高的原始生产力相符合.      

华南栖霞组灰岩—泥灰岩韵律层的成因

华南中二叠统栖霞组沉积了一套特殊的碳酸盐岩地层,该套地层富含有机质和硅质结核,是中国南方四套区域性海相烃源岩之一.在野外露头上,灰岩-泥灰岩韵律层因为其抗风化能力不同而受到广泛关注,其在整个华南栖霞组分布广泛.其中,灰岩层富含各种生物碎屑,主要包括钙藻、有孔虫和腹足,其次还有腕足,棘皮类和介形虫,偶尔见苔藓虫和三叶虫.灰岩层中较好的保存了易碎的钙质藻类,说明灰岩的胶结作用发生在成岩早期,没有明显压实作用的痕迹.泥灰岩以粒泥生物碎屑灰岩和黑色钙质泥岩为主,主要的生物碎屑以腕足和介形虫为主.生物碎屑都非常破碎,壳体大都平行层面,颗粒之间发育大量压溶缝,说明泥灰岩层经历过强烈的成岩压实作用.基于对灰岩-泥灰岩韵律层的生屑类型和成岩现象的分析,提出差异成岩作用来解释该套地层的形成过程:泥灰岩层中不稳定的文石在早期成岩过程中溶蚀,然后迁移到灰岩层中形成方解石胶结灰岩层;随后机械压实作用和化学压实作用主要发生在泥灰岩层中;最终灰岩-泥灰岩层由于差异成岩作用导致其抗风化能力不同而形成不同的露头特征.其中文石溶蚀发生在海水埋藏环境,有机质的分解为其提供了动力来源,这与栖霞期较高的原始生产力相符合.     

灰岩-泥灰岩韵律层的差异成岩作用

灰岩-泥灰岩韵律层包括结核状灰岩到灰岩和泥灰岩互层,广泛分布在陆棚及深海环境中,出现于各地质时期,是研究高分辨率地层学和环境恢复的理想工具.但是成岩作用在灰岩-泥灰岩韵律层形成过程中的作用一直存在分歧,有的学者认为差异化学压实成岩作用加强了原始沉积的差异,有的学者认为成岩作用不仅能够强烈歪曲原始环境特征,还可以通过自身...     

山东即墨地区下白垩统灰岩地球化学特征及沉积环境分析

为研究山东即墨周戈庄剖面下白垩统灰岩地球化学特征及沉积环境,对周戈庄剖面灰岩进行了系统的沉积学和元素地球化学测试.研究结果显示,周戈庄剖面灰岩样品中SiO₂和CaO含量较高,其平均含量分别为17.18%和39.10%,且SiO₂、Al₂O₃与CaO的值呈现负相关,表明灰岩沉积时期受陆源影响较大.微量元素中,Zr含量较低,Ti含量远大于碳酸盐岩中平均含量,表明其沉积作用主要受陆源影响.稀土总量丰富,重稀土富集,Gd和Eu显示轻微正异常,Ce轻微负异常,且Ce/Ce^*与Eu/Eu^*、ΣREE呈明显的相关性.MgO/Al₂O₃为0.33～0.74,Sr/Ba值为0.10～0.94,反映了陆相沉积环境.V/Cr值为1.64～1.92,Ni/Co值为1.83～2.45, U/Th值为0.48～0.84,反映了氧化沉积特征.MgO/CaO的值为0.03～0.14,Sr/Cu值为16.46～20.45,指示了干旱炎热的气候条件,表明周戈庄剖面灰岩沉积环境为炎热干旱的氧化陆相沉积环境.对周戈庄地区沉积环境的研究可以用来重建古气候、恢复古环境.     

北祁连老虎山玄武岩和硅岩的地球化学特征及形成环境

北祁连老虎山地区玄武岩与沉积岩呈互层产出,玄武岩主要为E-MORB,少数为N-MORB;多数样品具Nb负异常,表明很可能形成于弧后盆地环境。玄武岩中的沉积岩夹层主要为浊积岩、硅岩和硅质泥岩,有少量含棘皮类和双壳类化石的层状生物碎屑灰岩。浊积砂岩中含有大量陆源石英碎屑,硅岩具较高的Al₂O₃Fe₂O₃比值和较低的MnO/TiO₂比值,不具有明显的Ce负异常。上述特征表明老虎山玄武岩及其中的沉积岩夹层形成于弧后盆地中靠近陆缘的环境。     

浏阳式菊花石的特征及其地质找矿意义

菊花石是天青石矿物在岩石中呈三度空间发育的放射状集合体。白色或微带黄色色调,半透明,因状如菊花故得名。湖南浏阳是盛产此珍贵石雕工艺品原料之地,故名浏阳式菊花石浏阳菊花石已有一百多年的开采历史,在1915年巴拿马国际博览会上荣获金奖。但在矿物学上的进一步认识,以及在地质学上把它作为一种找矿标志来加以重视,却是近几年的事。它赋存于华南二叠纪碳酸盐岩中,与世界上稀缺的海泡石粘土同属一个层位,密切共生,因而成为华南寻找海泡石的一个重要宏观标志。其分布如图1所示。     

西成铅锌矿田西部中泥盆统西汉水组碳酸盐岩沉积特征

运用岩石学和化石岩石学方法,论述了西成铅锌矿田西部中泥盆统西汉水组碳酸盐岩的沉积特征.西汉水组碳酸盐岩的组分以生物、生物碎屑、内碎屑和鲕粒最为重要;常见粒屑结构、花岗变晶结构、生物骨架结构及层纹-条带状构造;查明碳酸盐岩22种;西汉水组发育三种韵律,分别代表潮间、潮下的生物礁环境;并探讨了岩石类型与铅锌矿成矿的关系。     

乌兰浩特地区玛尼吐组火山岩LA-ICP-MS锆石U-Pb定年及地球化学特征

大兴安岭南段乌兰浩特地区玛尼吐组火山岩主要为一套中酸性岩石组合,化学成分显示为玄武安山岩、安山岩、英安岩和粗面英安岩.LA-ICP-MS锆石U-Pb定年结果显示玛尼吐组火山岩为（142.2±1.0）Ma,形成于早白垩世初期.火山岩SiO₂含量为53.93%~68.44%,Al₂O₃含量为15.03%~17.82%,富碱高钾,属高钾钙碱性系列.稀土元素总量较低（∑REE为103.48×10^-6~147.09×10^-6）,轻重稀土分馏较明显,（La/Yb）_N=6.68~9.12,具有弱的正Eu异常（δEu=1.04~1.25）.富集大离子亲石元素Rb、Ba、Th、U、K和LREE,而亏损高场强元素Nb、P、Ti,表明研究区玛尼吐组火山岩形成于蒙古-鄂霍次克洋闭合造山阶段碰撞构造背景,可能为加厚下地壳不同残留矿物相部分熔融的产物.     

西沙石岛西科1井生物礁碳酸盐岩地球化学特征

对西科1井生物礁碳酸盐岩样品进行了地球化学(常量组分、微量及稀土元素含量等)分析, 旨在探讨生物礁的形成演化以及所记录的环境变化信息.结果表明: 西科1井岩心在井深36 m附近存在地球化学参数的显著变化, 暗示该深度是一处重要的地层界面或环境突变界面.岩心中的常量组分可以分为3类组合: 以CaO为主, 辅以K₂O的原生碳酸岩组分, 该组分对应的主要造岩矿物是方解石, 代表了未经白云岩化的生物礁原生碳酸盐沉积; 以MgO为主, 辅以Na₂O和P₂O₅, 代表了白云岩化作用中的富集组分, 反映了相对封闭的泻湖环境; 以SiO₂为主, 加以Al₂O₃、TiO₂、Fe₂O₃和MnO, 代表造礁生物对这些组分的富集作用, 但不能排除火山组分少量混入的可能性.相对于全球第四纪碳酸盐岩、上陆壳及页岩的平均值, 岩心碳酸盐岩中大部分微量元素和稀土元素含量都较低.岩心中氧化还原敏感性微量元素(RSE)含量较低, 指示岛礁发育过程中大部分时期处于氧化环境条件下, 而RSE含量在岩心中的大幅波动体现出氧化/还原环境的交替变化.微量元素含量、ΣREE、ΣLREE、ΣHREE、LREE/HREE、δCe、δEu等地球化学指标在岩心中的分布与岩心样品的矿物组成无明显的相关性, 说明成岩作用和白云岩化作用并没有造成微量和稀土元素含量及特征指标的明显变化.      

塔里木盆地东北部中上奥陶统却尔却克群深水碳酸盐岩及白云岩化*

塔里木盆地东北部库鲁克塔格中上奥陶统却尔却克群中的深水碳酸盐岩及其白云岩化是较为特殊的沉积与成岩作用类型之一。通过对南雅尔当山剖面详细观察与采样分析,阐明了其沉积学、岩石学及地球化学特征:深水碳酸盐岩的顶、底均与浊积岩伴生,呈重力滑覆-带状分布,主要由黄灰色-灰色、大多呈薄层瘤状的白云岩夹泥页岩构成;可见到海绵骨针、三叶虫等浮游生物化石以及分选差的花岗岩、火山岩及硅质岩等碎屑;基本保留了原始沉积中的溶解、水平层理等较深水沉积的特征。该套白云岩包括泥粉晶白云岩、细晶白云岩或残余陆屑白云岩、巨型藻鲕白云岩和生屑泥粉晶白云岩等9类白云岩;白云石有序度为0.47~0.56和0.70~0.76,中强阴极发光,经历了2期较强的白云岩化作用;富含SiO₂、Al₂O₃、Mg、Mn、Fe、MnO和TiO₂;δ³⁴S_V-CDT为-0.2~6.6,ΣREE含量为46.7×10^-6~67.4×10^-6,呈正铕负铈的“帽式”稀土配分模式,反映相对还原沉积环境;反映沉积水体盐度的Na₂O+K₂O、Sr、Ba含量偏低, ⁸⁷Sr/⁸⁶Sr 值相对偏高,δ¹⁸O_PDB 、δ¹³C_PDB稍低,不能指示原始海水或原始环境。综合上述分析结果认为:这套深水碳酸盐岩形成于向上变浅的缓坡带,其发生了浅埋藏、中-深埋藏条件下的2期白云岩化,且受构造推覆或重力滑覆至外陆棚,并发生裂隙-溶蚀作用和白云石、方解石及烃类的充填作用。     

大兴安岭东部地区下白垩统龙江组新认识

对龙江地区龙江组建组剖面进行了岩石地层、生物地层、同位素年代和岩石地球化学等多方面的研究,重新厘定了龙江组的含义.新义龙江组岩石组合由安山岩、英安岩及其火山碎屑岩、流纹质火山碎屑岩和沉积碎屑岩组成;生物化石属于EosestheriaLycoptera-Ephemeropsis trisetalis热河生物群中期生物化石组合,其中叶肢介化石以Eosestheria opima-E.（Dongbeiestheria）guanghuaensis（丰满东方叶肢介-光华东北东方叶肢介）组合为代表;火山岩的岩石地球化学SiO₂含量在59.71%~75.65%之间,具有高Al₂O₃（12.19%~19.39%）和高Na₂O（1.04%~5.24%）,较富碱性（Na₂O+K₂O 3.65%~6.25%）的特点,火山岩属于高钾钙碱性岩系列;轻稀土（LREE）富集.全岩激光⁴⁰Ar/³⁹Ar同位素年龄等时线年龄值为125.4±1.8 Ma.     

辽宁阜新地区二叠纪-三叠纪侵入岩的TTG岩类识别与地质意义

应用侵入岩TAS图解及An-Ab-Or标准矿物分类命名图解,在辽宁阜新地区有效地识别出T₁T₂G₁G₂岩石组合,在时间及空间上较好地体现了岩石组合的极性,其主体在北部,是北部古亚洲洋板块俯冲作用的区域性及阶段性演化的一个有力证据.TTG岩石组合与金及金铜矿床的形成密切相关,正确和有效地识别出TTG岩类或岩石组合,为研究区寻找该类矿产提供了线索.     

东昆仑那更康切尔银多金属矿床流纹斑岩锆石U-Pb年代学、地球化学特征及其地质意义

那更康切尔银多金属矿床是青海省目前发现的首个大型银矿床,通过对赋矿流纹斑岩进行岩石学、地球化学、锆石U-Pb定年及Hf同位素研究,结果表明:流纹斑岩LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄为217.4±3.1 Ma,形成于晚三叠世;流纹斑岩SiO₂的含量在73.08%~75.78%,Al₂O₃含量介于14.05%~16.04%,Na₂O+K₂O含量为4.31%~4.77%,K₂O含量为4.20%~4.61%,K₂O/Na₂O比值远大于1,属于钙碱性强过铝钾质火山岩.岩石具有高硅、富铝、富钾的特征,Mg#值介于45~54,具有明显的轻稀土元素富集,重稀土元素亏损的特征;富集大离子亲石元素Rb、Th、K,亏损Ta、Nb、P、Ti等高场强元素;ε_Hf（t）介于－4.4~－9.7,二阶段Hf模式年龄T_DM2为1 533~1 864 Ma.综上表明流纹斑岩主要源于中元古代－古元古代下地壳重熔,同时混入幔源物质;赋矿流纹斑岩形成于东昆仑晚三叠世造山后伸展环境.那更康切尔大型银矿床的发现,是东昆仑晚三叠世成矿作用的表现,为区域上寻找同期侵入岩或陆相火山岩有关的多金属矿床奠定基础.