长江川江段现代沉积物的重矿物组合特征

川江是长江上游物源的主要汇集河段,其重矿物组合特征对长江的形成与演化研究非常重要。通过对金沙江、川江主河段及各支流沉积物进行系统的样品采集和重矿物组合特征分析发现,川江段干流重矿物组合稳定,以赤褐铁矿-磁铁矿-钛铁矿-绿帘石-角闪石-辉石-绿泥石为主。川江段干流与支流在重矿物组合方面存在显著不同,各主要支流的重矿物组合也有明显差异。金沙江、川江段及川江段的主要支流的沉积物重矿物特征与其源区的表壳岩系显示出极好的一致性。通过比较发现,川江段干流重矿物组合主要受金沙江制约,尽管有众多的支流汇入,但并未改变干流的重矿物组合特征,说明宜宾以上的表壳岩系对长江上游的重矿物组合特征具有支配意义。     

长江水系沉积物碎屑矿物组成及其示踪意义

长江碎屑矿物组成研究表明,轻矿物以石英、长石和岩屑为主,不同支流轻矿物组成特征不同,成熟度指数平均是2.0,一般干流高于支流,成熟度随沉积物搬运距离增加而增大。QFL及QtFL三角图解显示长江沉积物主要来自再旋回造山带物源区,流域风化剥蚀速度较快,不同支流物质汇入干流,使得干流轻矿物组成复杂多变而难以和支流区别。重矿物含量从长江上游至下游呈递减趋势,其主要组合是磁铁矿-普通角闪石-普通辉石-石榴子石-绿帘石-褐铁矿-钛铁矿。红柱石和磷灰石是金沙江沉积物的特征矿物组合;蓝晶石是岷江流域的特征矿物;涪江的特征矿物是榍石;汉江的特征矿物组合是磷灰石、紫苏辉石和硅镁石;锆石是湘江的特征矿物。不同流域的特征矿物指示其源岩性质。上游的雅砻江、大渡河以及岷江等支流沉积物对中、下游干流沉积物的贡献较弱。涪陵以上长江流域风化作用强烈,母岩主要是沉积岩类(碎屑岩、泥岩);其下流域沉积物中近源弱风化物质明显增加,其源岩类型体现为岩浆岩和变质岩类;而金沙江攀枝花地区及湘江、沅江沉积物则更多来自流域内广泛分布的大片变质岩类。     

长江、汉江沉积物磁学特征比较研究

长江和汉江现代沉积物的磁学特征分析研究结果表明：  1）长江和汉江现代沉积物中铁磁性矿物均以亚铁磁性矿物为主,它们主导了样品的磁性特征。但长江沉积物比汉江沉积物亚铁磁性矿物含量要高;  2)长江和汉江沉积物的亚铁磁性矿物晶粒都以假单畴~多畴为主。相对汉江沉积物,长江沉积物磁性颗粒总体上要比汉江的粗;   3）长江沉积物中的不完全反铁磁性矿物含量比汉江高,但不完全反铁磁性矿物对沉积物磁性参数和SIRM的贡献却比汉江的小;   4）长江上游金沙江段比长江中游（宜昌-武汉）江段沉积物中亚铁磁性矿物含量要高,且长江中游沉积物样品磁性颗粒要比长江上游的偏细,这可能与搬运距离有关;   5）长江样品的磁性参数的变化区间比汉江大,数据间的相关性也比汉江差。这可能与长江较汉江流域范围广、支流多、物源复杂有密切的关系。     

长江镇江段第四纪沉积物重矿物特征及其指示意义

选取长江下游世业洲的第四纪钻孔资料,研究了重矿物的垂向分布特征,以此探讨长江镇江段第四纪以来的沉积类型以及物源演变。结果显示,该区自中更新世开始接受沉积,依次形成河床相、边滩相、漫滩相、河口三角洲相。重矿物自下而上分为2个组合段,分别对应更新世和全新世。更新世地层以角闪石、蓝晶石、石榴石等作为特征矿物,且不稳定矿物含量高于稳定矿物,表明沉积物以近源居多;全新世特征矿物为辉石和钛铁矿,稳定矿物含量高于不稳定矿物,重矿物种类与现代长江中上游类似,表明此阶段沉积物以远源物质为主。     

连云港海州湾近海碎屑沉积物矿物组成及特征分析

稳定重矿物的特征指数可较好地反映沉积物的物源信息。在连云港海州湾地区入海河流及海域中采集碎屑沉积物,分析海州湾近海碎屑沉积物的矿物组成及特征。海州湾地区近海沉积物中的轻矿物主要由石英和长石组成,重矿物主要由锆石、钛铁矿、绿帘石、角闪石、榍石和石榴石组成。重矿物特征指数分析表明:海州湾近海海砂沉积物是河口-浅海环境的产物,砂矿主要来源于连云港地区花岗岩、片麻岩和榴辉岩,属于河-海作用成因的滨海沉积型矿床。     

江汉平原主要河流沉积物磁学特征及其与物源区表壳岩性的响应

为了建立江汉平原沉积物示踪的磁学模型,对汇入江汉平原的主要河流现代沉积物磁学特征进行了研究,结果表明:(1)在江汉平原范围内,无论长江、汉江,还是周边的漳河、沮水、玛瑙河和清江,它们的现代沉积物的磁学参数特征均显示出明显的差异,而且和源区表壳岩性也显示出极好的相关性;(2)长江和汉江现代沉积物中铁磁性矿物均以亚铁磁性矿物为主,它们主导了样品的磁性特征,但长江沉积物比汉江沉积物亚铁磁性矿物含量高;(3)长江和汉江沉积物的亚铁磁性矿物晶粒都以假单畴-多畴为主,并且长江沉积物磁性颗粒总体上要比汉江的粗;(4)在汇入江汉平原的主要支流中,汉江的亚铁磁性矿物含量远远高于其他支流,且磁性矿物的晶粒也比其他支流的粗;(5)除汉江以外的支流中,玛瑙河沉积物中磁性矿物的晶粒比较细且不完全反铁磁性矿物含量较高,漳河中的超顺磁物质含量较高,而清江中不完全反铁磁性矿物含量较高且磁性矿物的晶粒相对较粗.上述结果表明,在江汉平原利用沉积物的磁学特征可达到沉积物物源示踪的目的.      

俄罗斯白海活动带Uzkaya Salma地区含绿纤石榴辉岩的岩石学特征及其变质演化

俄罗斯白海活动带Uzkaya Salma地区榴辉岩中发现的绿纤石形成于榴辉岩化早期亚绿片岩相阶段。该绿纤石多以包体形式存在于退变榴辉岩的变斑晶石榴石矿物中,并与榍石、金红石、单斜辉石、绿泥石、绿帘石、石英等矿物伴生,极少量单颗粒绿纤石包裹在基质单斜辉石(透辉石)矿物中,呈浑圆状。绿纤石成分上属于铝绿纤石和铁绿纤石,其中以铝绿纤石为主。在详细的岩相学研究基础上,通过相平衡计算,结合矿物温压计计算结果,发现含绿纤石榴辉岩共经历了4阶段的变质演化:Ⅰ早期进变质阶段,以石榴石中的绿纤石+绿泥石+绿帘石+石英等矿物包裹体为特征,依据实验岩石学研究的矿物组合绿纤石+绿泥石+石英和铁绿纤石+绿帘石稳定域,估算该变质阶段温压条件t=160~320℃,p=0.2~0.8 GPa;Ⅱ峰期榴辉岩相阶段,矿物组合为石榴石+Di-Pl后成合晶推测的绿辉石+金红石±角闪石+石英,石榴石核部镁等值线和绿辉石硬玉分子等值线限定其峰期温压条件为t=725~740℃,p=1.4~1.5 GPa;Ⅲ高压麻粒岩相退变质阶段,矿物组合为石榴石+透辉石+角闪石+斜长石+石英,石榴石-单斜辉石温度计和后成合晶中斜长石钙等值线限定该阶段的温压条件t=725~750℃,p=1.1~1.3 GPa;Ⅳ晚期角闪岩相退变质阶段,矿物组合角闪石+斜长石±黑云母+石英,相平衡计算和角闪石-斜长石温度计限定温压条件为t=670~700℃,p=0.7~0.9 GPa。综上,确定了俄罗斯白海活动带Uzkaya Salma地区含绿纤石榴辉岩具有顺时针的p-T演化轨迹,峰期对应的地温梯度为15℃/km,俯冲进变质阶段经历了绿纤石-绿帘石相变质,由峰期榴辉岩相到退变质高压麻粒岩相具近等温降压的特征。研究表明,板块的"冷"俯冲作用在地球演化早期太古宙时期就可能出现了。     

江苏沿岸辐射沙脊物源分析——来自碎屑重矿物与锆石年代学的证据

辐射沙脊是分布在我国江苏沿岸南黄海浅海内陆架上的一种特殊地貌,其沉积物质来源一直广受关注。通过原位微区X荧光光谱分析、重矿物统计学以及碎屑锆石年代学等方法,对江苏沿岸辐射沙脊开展物源分析。结果表明辐射沙脊的重矿物组合为角闪石—绿帘石—铁氧化物,并且角闪石为绝对优势矿物（平均含量55.06%）,其含量远大于绿帘石（平均含量20.71%）。这与长江中重矿物特征相似（角闪石平均含量46.05%,绿帘石平均含量24.69%）。碎屑锆石U-Pb年龄显示出了5个主要的年龄区间及峰值,依次为160~330 Ma（占22.89%,峰值为~200 Ma）;350~550 Ma（占18.61%,峰值为~430 Ma）;650~1 200 Ma（占29.32%,峰值为~750 Ma）;1 700~2 000 Ma（占10.58%,峰值为~1 850 Ma）和2 400~2 600 Ma（占5.09%,峰值为~2 500 Ma）。结合重矿物组分数据和锆石年龄谱分析,并与各潜在源区进行对比,认为辐射沙脊的碎屑重矿物特征以及锆石年龄与长江最为相近,指示长江作为辐射沙脊最主要的物质源区。此外,古黄河三角洲的沉积物显示出对江苏沿岸北部沙脊沉积具有一定的影响,而现代黄河可能对辐射沙脊最北缘提供了沉积物质,该物源分析结果反映了南黄海的海流系统在辐射沙脊搬运沉积体系中起到重要作用。     

西藏南部侏罗纪—古近纪砂岩重矿物分析：探讨岩浆弧与大陆地块物源差异性

物源分析是古地理重建与盆地分析的关键,典型的物源区包括岩浆弧、大陆地块、再旋回造山带等。重矿物种类多样,蕴含丰富的母岩信息,是物源分析的重要对象。现代砂的研究表明,不同大地构造背景下形成的沉积物具有不同的重矿物组合。遗憾的是,由于古代沉积的重矿物组合在成岩过程中会被改造,现代砂的重矿物组合与物源区的耦合规律并不能直接应用于古代砂岩。科学界尚不清楚岩浆弧与大陆地块来源的古代砂岩的重矿物特征。西藏日喀则弧前盆地与特提斯喜马拉雅侏罗纪—古近纪砂岩物源明确,要么来自亚洲大陆的冈底斯弧,要么来自印度大陆地块,是探讨岩浆弧与大陆地块来源的古代砂岩重矿物特征的绝佳场所。16件砂岩重矿物定量分析结果表明,两个物源区来源的砂岩重矿物组合均被成岩作用严重改造,辉石、角闪石等不稳定矿物消失,绿帘石等自生矿物出现;冈底斯弧来源的砂岩以出现大量绿帘石或磷灰石为特征,ZTR指数小于40;印度大陆地块来源的砂岩以出现大量锆石、电气石和金红石为特征,ZTR指数大于75。这一结果指示岩浆弧与大陆地块来源的砂岩的重矿物组合具有明显差异性,可以用来探讨物源的大地构造背景。     

宜昌砾石层重矿物组合特征及物源示踪分析

广泛分布于宜昌至枝江—松滋一带的宜昌砾石层,对江汉平原乃至长江中游的地层划分、地貌演化、古环境变迁以及长江的形成与演化等研究具有重要意义。本研究在课题组前期研究的基础上,以本区内最具代表性的6个剖面为研究对象,对0.125~0.063mm粒级粉细砂质沉积物的重矿物特征进行了分析,结果显示宜昌代表性剖面砾石层细颗粒粉砂质沉积物的重矿物组合基本一致:锆石—绿帘石—白钛石—赤褐铁矿—钛铁矿—磁铁矿。源-汇分析表明,重矿物组成所指示的源区原岩类型除了三峡地区的还有长江三峡以西的金沙江、岷江、嘉陵江及乌江流域;经与长江及江汉平原西缘各河流的重矿物组合比较发现,宜昌砾石层的稳定重矿物组合特征与现代长江河漫滩和低矮阶地沉积物的重矿物组合一致。综合分析认为宜昌砾石层是于早更新世长江贯通三峡时形成的冲积扇,结合前人对宜昌砾石层形成时代的研究,推断三峡贯通的时间应该在1.0Ma BP左右。     

台湾山溪性小河流碎屑重矿物组成及其示踪意义

台湾山溪性小河流每年向边缘海输入巨量沉积物,对东海陆架的沉积过程产生了显著的影响。本文分析台湾两条典型河流(兰阳溪和浊水溪)沉积物的全粒级碎屑重矿物组成,共鉴定出20种重矿物,但重量百分含量较低,为0.004%~0.116%。兰阳溪的主要重矿物组合为:锆石-菱镁矿-赤褐铁矿-锐钛矿-黄铁矿,浊水溪为:锆石-石榴石-赤褐铁矿-钛铁矿-锐钛矿-白钛石。研究流域的碎屑重矿物组成存在明显的沿程不均一性,指示出多数沉积物主要受到近源影响,从上游至下游重矿物组成的继承性较差。因此,基岩性质是河流碎屑重矿物组成的主要控制因素:兰阳溪和浊水溪的下游地区主要受各自流域内第四纪碎屑沉积物的贡献,上游地区则主要受到中央山脉庐山组的贡献。基岩控制起主导作用也使得重矿物指数如ATi、GZi和ZTR等难以恰当地应用于台湾山溪性小河流中。并且,大陆东部典型入海河流的重矿物组成与台湾河流存在明显区别:大陆入海河流中主要重矿物为磁铁矿和绿帘石;与之不同的是,兰阳溪河口富集锆石、菱镁矿和黄铁矿,浊水溪河口富集锆石和石榴石。这种差异主要反映了流域内基岩性质的不同。     

苏北盆地TZK9孔磁性地层及重矿物组合特征研究

通过对苏北盆地TZK9孔的磁性地层和重矿物组合分析,探索了该地区晚上新世以来沉积物的物源变化特征。古地磁结果显示,TZK9孔的M/G界线位于250.3 m,B/M界线位于78.5 m,并很好记录了2次正极性亚时（Jaramillo和Olduvai）,分别位于129.0~150.2 m与172.55~192.80 m,通过沉积速率外推获得该钻孔的底界年龄约为3.0 Ma。对TZK9孔重矿物组合、特征指数进行分析,并结合淮河及长江下游的重矿物组合特征,揭示在距今3.0~2.6 Ma其沉积物主要来自于淮河流域。而相比晚上新世,第四纪的磷灰石、锆石、金红石、电气石含量增加,表明该地区开始受到了长江流域的影响,而第四纪以来重矿物特征指数（ZTR）逐渐增大可能主要受控于全球气候变化。      

哈尔滨荒山岩芯重矿物特征对松花江第四纪水系演化的指示

松花江水系演化研究对于理解该区域的构造-气候-地貌演化具有重要意义,但其研究相对较为薄弱,特别是对于第四纪松花江中上游流向是否存在反转,一直存在争论,也没有确切的证据。河流沉积物是河流地质过程的产物,是研究水系演化的重要地质档案。对哈尔滨荒山岩芯(深度101.11 m,底界年龄1.68~1.70 Ma)沉积物进行了古地磁、磁化率和重矿物分析,结果表明:岩芯62.3 m(0.94 Ma)深度的上、下地层的磁化率和重矿物特征存在明显不同。62.3 m以下地层的磁化率极低(甚至为0),且重矿物特征和依兰方向的河流相近;而62.3 m以上地层的磁化率突然增大,并呈现出周期性的高低变化,重矿物特征与松原方向的现代河流相似。磁化率和重矿物组合特征反映的沉积物物源变化指示了松花江中上游水系的反转。早更新世早期,松花江肇源-依兰段的水流从依兰方向向西注入松嫩湖盆;早更新世中晚期,佳依分水岭不断抬升,三江平原和松嫩平原不断下降,导致分水岭两侧河流溯源侵蚀加剧;在0.94 Ma B.P.,佳依分水岭被切穿,松花江水流发生反转,自西向东流经佳依峡谷进入三江平原。     

柴达木盆地北缘大煤沟剖面重矿物分析及其地质意义

通过对柴达木盆地北缘大煤沟中生界地层标准剖面上重矿物的系统分析,初步查明了蚀源区母岩类型主要为中低级变质岩、沉积岩及中酸性岩浆岩和基性火山岩.提出了重矿物特征指数ATi和GZi的韵律性和相关性的存在,并依此把大煤沟剖面中生代地层划分为5个重矿物韵律层,分析了它们在揭示源区岩性变化及在地层划分与对比中的作用.最后探讨了ZTR指数变化与盆地构造演化的响应关系,根据ZTR指数规律性变化把中生代盆地划分为早侏罗世早期的初始断陷阶段、早侏罗世中期的主断陷阶段、早侏罗世晚期的断坳转换阶段、中侏罗世的坳陷阶段及晚侏罗世之后的反转萎缩阶段.     

西藏仁布地区上三叠统重矿物组合与物源分析

采用重矿物组合和指数方法对西藏南部仁布地区上三叠统朗杰学群和涅如组的物源进行了分析。结果显示：该区上三叠统常见的重矿物主要为锆石、磷灰石、金红石、锐钛矿和电气石;重矿物组合ZTR和ATi指数均高,MZi指数较低但多见,GZi指数低且多为零;郎杰学群的ZTR和ATi指数成反比关系,涅如组的ZTR增加时ATi基本不受影响。仁布地区上三叠统的物源主要来自火山岩,次为中酸性岩浆岩,少量来自变质岩和超基性侵入岩;涅如组的物源可能来自南边;朗杰学群的物源则可能来自北边,向郎杰学群提供物源的可能是拉萨地块。涅如组和郎杰学群在重矿物组合及其指数上的异同的成因有待进一步工作     

Heavy minerals of the Barakar Formation,Talchir Gondwana Basin,Orissa

Heavy mineral analysis has been carried out in the Barakar Formation of the Talchir Gondwana Bbasin, Orissa. The characteristic heavy minerals are garnet, zircon, tourmaline, rutile, biotite, chlorite, pyroxenes, hornblende, staurolite, sillimanite, apatite, epidote, sphene, spinel and siderite including opaques and leucoxene. These heavy minerals are divisible into four groups on the basis of principal component analysis and suggest derivation of Barakar sediments from pegmatite, acid and basic igneous as well as low- and high-rank metamorphic rocks lying to the south of the Talchir Gondwana Basin. Though the heavy mineral suites of all the sandstone samples are by and large similar, differences have been noticed in the frequencies of many heavy minerals in vertical succession. Cyclic nature and vertical fluctuation of heavy mineral frequencies can be ascribed to variation of the relief of the source area, sudden release of some of the minerals in the source region and/or existence of favourable geochemical condition to escape partial dissolution.     

Distribution of heavy minerals in Nizampatnam-Lankavanidibba coastal sands,Andhra Pradesh,East Coast of India

Heavy mineral analysis was carried out for the beach and fore dune sediments along 60 transects of Nizampatnam-Lankavanidibba coastal area. The heavy mineral assemblage in this area with decreasing abundance of opaques (Ilmenite + magnetite, 47.67%), pyriboles (20.35%), garnets (3.66%), epidote (3.23%) and with less than 3.0% concentration of sillimanite, zircon, staurolite, kyanite, apatite, spinel, monazite, biotite, topaz, leucoxene and chlorite. The heavy mineral concentrations are high in the finer fractions i.e., +120 and +230 (ASTM) than the coarse fraction (+60) of sand. In the seven sectors, heavy mineral assemblage is same but their concentrations are different. The sectors nearer to the river mouth contain high concentration of high specific gravity heavy minerals (ilmenite and magnetite) than sectors away from the river mouth. The redistribution of heavy minerals is controlled by creek dynamics, longshore currents, size and specific gravity of the heavy minerals.     

Heavy Mineral Placer Sand Deposits of Kontiagarh Area,Ganjam District,Orissa, India

The Kontiagarh placer deposit in the Ganjam district, Orissa, India extends in northeast direction having a width of 700–1000 m. A total of 187 samples were collected meterwise from 55 bore holes in a grid pattern from beach, frontal, intermediate and back dunes covering an area of approximately 1 km². Light minerals decrease in size from the beach to the back dunes, whereas the size distribution of heavy minerals in the beach and dunes is more or less uniform. The average heavy mineral content in the beach and dunes vary from 9.38% to 24.20%. The heavy minerals are ilmenite, garnet, sillimanite, rutile, monazite, and zircon with trace amounts of magnetite, hornblende, diopside, sphene, tourmaline, and epidote. Heavy minerals are mostly less than 350 µm in size, with a peak distribution in the range between 180 and 125 µm. Ilmenite shows exsolution intergrowth with hematite. Mineral chemistry of ilmenite, hematite, leucoxene, magnetite, monazite and sillimanite are examined by EPMA. Leucoxene is lower in Fe and higher in Ti, Al, Cr and V than ilmenite. The litho‐units of the Precambrian Eastern Ghats Mobile Belt, comprising primarily khondalite, charnockite, calc‐silicate granulite and gneiss, are the source of heavy minerals for this deposit. The bulk sample has 7.30% ilmenite, 5.24% sillimanite, 9.16% garnet, 0.18% rutile, 0.14% monazite, 0.06% zircon and 0.52% other heavy minerals. The deposit has good potential for economic exploitation of ilmenite, rutile, sillimanite, monazite, zircon and garnet.