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。     

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。     

厦门湾现代沉积环境特征研究

应用系统聚类和因子分析的方法分别对厦门湾112个表层沉积物样品的粒度组成和其中35个样品的矿物组成进行分析。结果表明:厦门湾可以划分为三种与沉积动力特征相对应的主要沉积环境区;表层沉积物中共发现碎屑矿物50种,其中重矿物38种,优势重矿物为磁铁矿、钛铁矿、褐铁矿、赤铁矿、绿帘石、角闪石、锆石等;表层沉积物主要由九龙江等入海泥沙和厦门湾周缘基岩风化侵蚀产物组成,部分为来自台湾海峡的物质。物质来源是影响研究区表层沉积物中重矿物分布的主要因素。     

渭河流域沉积矿物组合定量分析及示踪

扫描电镜定量分析沉积物矿物组合的方法,可以快速准确得到大量详细的矿物组合、矿物颗粒大小和岩屑组成等信息。尝试利用这一方法,研究渭河流域现代河流样品的矿物组合和沉积物碎屑组分,探究其在沉积物源示踪上的应用。研究表明,渭河流域现代沉积重矿物组合主要以角闪石、帘石类矿物和石榴石为主,不同区域沉积物矿物组合通过主成分分析图表（Principal Component Analysis,PCA）可以较好地区分开。轻矿物以石英和长石为主。碎屑组分石英—长石—岩屑（QFL）三角图解显示渭河干流和流经鄂尔多斯高原的两大主要支流北洛河和泾河的沉积物碎屑组分,主要位于再旋回造山带区域;而北秦岭山前河流沉积碎屑组分则主要位于岩浆岛弧区域。这一结果符合区域地质构造背景,表明扫描电镜定量分析手段可很好地应用于沉积物碎屑组分QFL三角图解、重矿物组合物源示踪研究。     

岩芯沉积物化学元素及重矿物含量变化对腾格里地区碎屑物源的指示

腾格里地区地处青藏高原与戈壁阿尔泰山之间的山间盆地的西南隅,该地区的沉积物对构造及气候变化非常敏感。BJ14钻孔位于腾格里沙漠腹地白碱湖一带,钻孔岩芯长度为104 m,覆盖了整个第四纪以来的沉积。分别采用高分辨率的X射线衍射(XRD)及X射线荧光光谱(XRF)岩芯扫描技术系统地分析了第四纪BJ14钻孔岩芯沉积物中的重矿物及化学元素组成,并通过部分样品的重矿物镜下鉴定检验了利用XRD获得的重矿物分析结果。结果显示,沉积物中多种化学元素(如Si、Al、Cl和S)的相对强度同步变化,且与多种重矿物(如锆石、金红石、白钛石、石榴石、绿帘石、电气石)的含量在约1.8 Ma、1.2~0.6 Ma时段同步变化。这种变化与根据碎屑锆石U-Pb年龄谱获得的源区变化信息基本一致,共同指示在约1.8 Ma、1.2~0.6 Ma时段腾格里地区源自青藏高原东北缘的碎屑物质增加。同时,腾格里地区的ZTR指数在1.8 Ma及0.7 Ma前后明显降低,指示腾格里碎屑物源区在该时段构造活动加强。因此,腾格里地区钻孔岩芯沉积物物源的变化敏感地响应了青藏高原在第四纪期间的阶段性隆升。     

内蒙古二连盆地白音查干凹陷达尔其地区下白垩统腾格尔组物源分析及沉积特征

通过岩心观察、录测井资料分析,并结合区域地质资料,对达尔其地区下白垩统腾格尔组4个砂层组的沉积特征及沉积相平面分布进行了深入研究。结果表明,腾格尔组沉积时期达尔其地区整体处于水进时期,主要发育辫状河三角洲、湖泊和浊积相3种沉积相类型。从凹陷边缘至中心,由辫状河三角洲、滨浅湖逐渐变为半深湖-深湖沉积;自下而上,辫状河三角洲沉积范围逐渐缩小,湖泊沉积规模逐渐增大。浊积相分布在腾格尔组Ⅵ砂层组达17井附近。在薄片和重矿物资料的基础上,通过观察碎屑组分并计算其相对百分含量、分析重矿物稳定系数和ZTR指数变化规律,认为达尔其地区沉积物来自赛呼都格凸起方向,具有短距离搬运和快速堆积的沉积特点;根据同一井在不同井段砂岩成分成熟度的不同,判断沉积物具有多旋回、阵发性的沉积特点;由岩屑类型及重矿物组合特征推断达尔其地区母岩岩性为中基性岩浆岩、沉积岩和变质岩。     

重矿物在沉积物源分析中的应用——以内蒙古西部额济纳旗及邻区石炭系—二叠系为例

分析旧司阶—吴家坪阶额济纳旗及其邻区主要地层中的碎屑岩重矿物组合特征,结合区域地质特征、碎屑岩岩石学特征、碎屑锆石测年资料、古水流方向、沉积体系特征等,阐述了石炭系—二叠系沉积物的物源体系。重矿物组合特征显示,研究区北部黑鹰山-额济纳旗坳陷和南部的柳园-芒汗超克坳陷的碎屑岩重矿物组合类型和含量都有差异,指示它们来自不同的物源区;碎屑锆石测年资料显示,绿园-拐子湖凹陷的埋汗哈达剖面埋汗哈达组碎屑锆石的年龄可分为2类：436Ma±13Ma和1467Ma±110Ma,古水流方向也显示有北部物源区存在,说明沉积物源受敦煌-阿拉善-狼山古陆和马鬃山-拐子湖隆起带的双重作用;北部坳陷沉积物源来自马鬃山-拐子湖隆起带。     

米仓山地区早寒武世仙女洞组沉积物源新认识：沉积学、重矿物和碎屑锆石年代学的证据

长期以来,一直认为米仓山地区早寒武世地层主要由汉南古陆和/或摩天岭古陆提供沉积物,实际并非如此。米仓山地区早寒武世仙女洞组主要由鲕粒灰岩以及角砾灰岩等组成。本文根据沉积相时空展布、交错层理恢复的物源方向、重矿物以及碎屑锆石LA-ICP-MS U-Pb测年,综合探讨仙女洞组的物源方向以及物源区。沉积相时空展布和古流向表明,仙女洞组的物源主要来自西北和西南方向,非前人判断沉积物来自东北和/或西北方向。碎屑重矿物锆石、磷灰石、白钛石、铬尖晶石和磁铁矿组合表明物源主要来自于岩浆岩,部分为基性岩浆岩。对仙女洞组3件样品碎屑锆石U-Pb年龄分析,获得172组U-Pb有效年龄。碎屑锆石的谐和年龄表明,物源主要集中在744~896Ma和1755~2493Ma。综合相展布、古水流、重矿物组合以及碎屑锆石测年,仙女洞组的物源主要来自:(1)西北方向,摩天岭古陆的碧口群、横丹群和鱼洞子群的火山-沉积岩以及新元古代侵入岩;(2)西南方向,主要为康滇古陆的花岗岩、流纹岩、辉绿岩等。     

金沙江河流悬浮物与沉积物的矿物学特征及其表生地球化学意义

为研究金沙江流域表生风化特征,系统采集了金沙江和岷江流域32件河流悬浮物和河床砂样品,对其进行了矿物组成分析。结果表明,不同江段河流悬浮物、沉积物的矿物组成大致相同,以石英、方解石、斜长石和粘土矿物为主,局部有白云石、钾长石和角闪石等;粘土矿物主要有伊利石、绿泥石、高岭石和蒙脱石。河床沉积物中非粘土矿物碎屑(岩屑)含量明显高于悬浮物。伊利石为铁镁质,Kubler指数在轻微变质范围内,主要来源于三叠系碎屑岩和砂板岩。金沙江、岷江的河流悬浮物矿物组成与流域内出露的碎屑岩、砂板岩、火成岩、碳酸盐岩等的分布有较好的对应关系。河流悬浮物和沉积物的矿物组成及伊利石结晶指数特征表明流域内以物理风化为主。     

重矿物在沉积物源分析中的应用 ——以内蒙古西部额济纳旗及邻区石炭系—二叠系为例

分析旧司阶—吴家坪阶额济纳旗及其邻区主要地层中的碎屑岩重矿物组合特征,结合区域地质特征、碎屑岩岩石学特征、碎屑锆石测年资料、古水流方向、沉积体系特征等,阐述了石炭系—二叠系沉积物的物源体系。重矿物组合特征显示,研究区北部黑鹰山-额济纳旗坳陷和南部的柳园-芒汗超克坳陷的碎屑岩重矿物组合类型和含量都有差异,指示它们来自不同的物源区;碎屑锆石测年资料显示,绿园-拐子湖凹陷的埋汗哈达剖面埋汗哈达组碎屑锆石的年龄可分为2类：436Ma±13Ma和1467Ma±110Ma,古水流方向也显示有北部物源区存在,说明沉积物源受敦煌－阿拉善－狼山古陆和马鬃山-拐子湖隆起带的双重作用;北部坳陷沉积物源来自马鬃山-拐子湖隆起带。