地球化学在物源及沉积背景分析中的应用

物源分析是盆地分析和古地理分析不可或缺的内容和方法,地球化学在物源及沉积背景分析中起着非常重要的作用.运用文献研究法对“地球化学在物源及沉积背景分析中的应用”有关文献进行了研究,分析阐述了常量元素分析、稀土-微量元素分析以及裂变径迹、K-Ar、Ar-Ar、Rb-Sr、Sm Nd、U-Pb、Re-Os、S、O、Si同位素分析等方法及其优势与不足.结果表明:常量元素、稀土-微量元素分析在源区物质组成、构造背景、源区风化强度、成分成熟度及氧化-还原条件判别方面有很好的应用效果;各种同位素分析体系在不同目的的研究中具有自身优势,均得到了很好的应用.但影响岩石化学成分的因素较多,特别是对于沉积岩,很容易受外生营力的影响;物源及沉积背景分析中的地球化学方法运用单一;对研究区区域地质情况的研究不足.为此,建议在利用地球化学方法进行物源及沉积背景分析时,需要充分认识影响碎屑沉积物化学组成的因素,综合运用多种方法进行物源区分析,扬长补短,同时要特别注意对区域地质情况的研究.     

福建永安地区网纹红土粒度特征及其成因指示意义

为了探讨首次在闽西发现的网纹红土的成因,采用将永安地区网纹红土的粒度实验结果与典型风成沉积物、现代河流沉积物以及其他地区的网纹红土相对比的方法,对位于闽西永安地区的网纹红土剖面进行了粒度分析。结果表明:永安地区网纹红土以粉砂级组分为主,黏粒组分次之,砂级组分最少,全部样品属于黏土质粉砂;剖面从上到下粉砂级组分、黏粒组分逐渐增多,砂级组分明显逐渐减少;10~50 μm粒组体积分数均值为29.71%,远低于典型风成沉积物;沉积物岩性三角图、粒度参数特征、粒度参数散点图、M_z-A图和M_z-L图以及频率曲线显示永安地区网纹红土不是风积成因,但也不是典型的冲积成因;判别函数结果均为正值,显示了水成成因;永安地区网纹红土的成因是两方面的,为冲积成因下经过强烈化学风化作用的产物,福建其他地区、江西泰和以及广东东江一级阶地的网纹红土也具有相同成因。研究结果进一步明确了福建省境内网纹红土的分布,同时更深入理解与认识了网纹红土的成因。      

西南印度洋中脊钙质沉积物地球化学及矿物学特征

深海沉积物研究能够为海底资源开发利用提供丰富的信息,对推动沉积学发展具有重要的理论意义。以中国大洋科考
20航次西南印度洋中脊附近的钙质沉积物为研究对象,选取了10个沉积物样品进行了X射线衍射物相分析、扫描电镜分析、碳氧
同位素及微量元素测试。结果表明,研究区钙质沉积物矿物组成主要为方解石,黏土矿物含量较低。方解石以钙质超微化石颗石
藻及有孔虫的形态存在,碳氧同位素特征显示超微化石生活在正常的近表层海水环境中,死亡后埋藏环境稳定。稀土元素具有总
量低、轻重稀土元素分异明显、Eu中等负异常、Ce中等负异常的特征。微量元素中富亲石元素、贫亲铁元素,亲生物元素Sr、Ba含
量远高于其他元素。微量元素特征及Ceanom值说明沉积环境偏氧化。沉积物中大量的生物成因方解石及地球化学特征反映了研
究区物源以生物源为主、含有少量陆源及幔源物质的特点。      

南京下蜀黄土记录的250~100 ka期间的环境演化信息

下蜀黄土记录了东亚季风环境演变的重要信息,是全球气候变化研究的重要载体。通过对南京仙林(XL)剖面下蜀黄土地球化学元素、风化指标和磁化率指标的综合分析,讨论了南京下蜀黄土的化学风化程度及沉积环境。研究结果表明,南京下蜀黄土的常量元素与上陆壳化学组分接近,显示其物质来源比较稳定,在堆积以前经历了充分的混合。XL地区的沉积环境比洛川黄土沉积环境要湿润,与洛川古土壤、镇江下蜀黄土的沉积环境接近,处于较为湿润条件下形成的中等风化阶段。在250~100 ka期间,XL剖面的沉积环境经历了冷干-暖湿-冷湿-暖湿的变化特征。同时,长江中下游地区在此期间具有风化成壤作用逐渐增强、气候逐渐暖湿、东亚夏季风逐渐增强的特点。      

可可西里苟仁错湖泊沉积物元素地球化学特征及其环境意义

湖泊沉积物元素地球化学特征及其比值，有效地揭示了湖泊沉积物物源区的化学风化程度．已成为反映古气候波动的有效指标。根据可可西里苟仁错湖泊沉积物的元素地球化学特征，通过CIA，ICV等元素比值的结果，揭示该地区1400AD以来化学风化作用十分微弱，因此湖泊沉积物元素组成，对气候变化非常敏感。研究表明1400AD以来该地区气候经历多次冷暖波动，且呈干旱化的趋势，1420AD左右进入小冰期，其中1480～1520AD最为寒冷，1900AD后干旱化加剧。     

豫西巩义地区上石炭统本溪组泥岩地球化学和富锂特征及其控制因素

泥岩的沉积序列和地球化学特征包含大量地质信息,广泛应用于沉积学及其物源分析等。豫西巩义地区上石炭统本溪组富集锂资源,但对于锂资源的来源、沉积条件等控制因素及赋存的矿物等不明确。基于野外露头等资料,综合分析豫西巩义地区上石炭统本溪组主量、微量和稀土元素特征,阐明本溪组锂富集特征,探讨本溪组的源岩、岩石风化程度、沉积物分选状况和古环境特征,进而分析本溪组锂富集的成因。结果表明：本溪组锂资源丰富,主要富集在泥岩中(Li平均质量分数为1 487×10^-6),而铝土矿Li含量较低;沉积序列表明,本溪组主要以细粒沉积物为主,形成于潟湖环境;B/Ga、Sr/Cu值等参数表明沉积时期海水为微咸水,气候条件为温湿—干热气候,处于还原环境;微量和稀土元素等综合图解分析表明,物源区母岩以长英质岩浆岩为主,灰岩和泥岩等是次要物源,化学蚀变指数、风化指数参数及图解表明源岩遭受强烈的风化作用,经历沉积再旋回作用。本溪组富锂泥岩的物源、沉积特征等综合分析表明,锂资源的富集与泥岩中高岭石、绿泥石等黏土矿物关系密切,本溪组源岩为锂富集提供物质基础,沉积物的再旋回过程、沉积环境等沉积特征影响锂资源的...     

宁镇地区下蜀黄土粒度特征及其古环境意义

黄土的粒径对于反映古季风强度变化、物源区环境变迁和黄土沉积后改造作用等具有重要的意义。中国东部宁镇地区位于东亚冬、夏季风交汇地带,在晚第四纪普遍发育下蜀黄土,它是研究东亚气候及季风演化的良好载体。对南京周家山、镇江圌山典型下蜀黄土剖面进行了系统的粒度特征分析,结果表明下蜀黄土风尘沉积是由“近源”粗颗粒物质和“远源”细颗粒物质共同作用的产物。周家山剖面粒度组分含量变化记录指示了下蜀黄土所经历的古气候环境较之西北黄土更为暖湿,经历了较之更强的后期风化成壤作用,大致上经历了2次完整的干冷-暖湿气候旋回。      

大别山北麓黄土-古土壤地球化学元素特征及富集因子法物源研究

为了解大别山北麓自中更新世以来黄土-古土壤的沉积环境及物质来源,对其地球化学元素进行了测定。结果表明,
研究区沉积物的地球化学元素组成具有富硅、铝、铁,贫钙,低钠、镁、钾、钡、锶的特点。通过对气候特征元素变化的进一步分析,
表明大别山北麓自中更新世以来是以温湿为主且从老至新气候由温湿向干冷趋势发展,与洛川黄土相比,大别山黄土经历了更强
烈的化学风化作用。选择化学性质稳定的Ti、Sc、Th、Nb作为参比元素,运用富集因子法进行地球化学元素研究进而判别物质来
源,结果表明,大别山北麓黄土-古土壤与洛川黄土同源,均来自西北的风尘堆积。      

晚始新世-渐新世东南印度洋沉积物源-汇过程及其古气候指示意义

晚始新世-渐新世期间南大洋及其周边地区的古气候响应研究有助于我们更好地认识地质历史上的重大气候转型机制和预测未来地球系统对于气候突变的响应, 然而迄今为止, 仍缺乏对该区域周边陆地的古气候响应研究。基于国际大洋发现计划(IODP)369航次U1516站位深海沉积物的年龄框架以及常量、微量和稀土元素组成, 确定了该沉积物主要来源于澳大利亚西南部大陆, 进而重建了构造时间尺度上物源区的化学风化历史。在此基础上, 探讨了晚始新世-渐新世气候转折期南大洋周边大陆的古气候演化过程及其对于全球气候变化和区域古地理改变的响应。在始新世-渐新世转折期[34.1, 33.6) Ma和[31.3, 29.8) Ma期间, 物源区的古气候主要受控于邻近区域古地理格局重大变化的影响, 具体表现为气候条件趋于干冷和陆表化学风化强度降低的特征。在[33.6, 31.3) Ma和[29.8, 25.2] Ma期间, 物源区的古气候则主要响应全球气候的变化, 在前一阶段由干冷向湿热转变, 而陆表化学风化强度相应增高;在后一阶段,气候保持在相对稳定的干冷状态,陆表化学风化强度也较弱。      

河北丰宁黄土粒度特征及其环境意义

对河北丰宁黄土剖面进行了系统的粒度分析，粒度参数显示:①丰宁剖面粒度以粗粉砂颗粒（粒径３２～６３μｍ）和砂级颗粒（粒径＞６３μｍ）为主，较西北黄土高原典型黄土的粒度偏粗，反映丰宁黄土中粗颗粒组分含量不仅受冬季风风力变化的控制，还受到其北部的浑善达克沙地活动的影响；②丰宁剖面在２３６ｃｍ 深度（年代为６１．５ｋａ）处砂颗粒成分（粒径＞６３μｍ）增加、平均粒径增大，分析认为是在全球气候变得更为寒冷干旱的背景下，由其物源区浑善达克沙地的扩张造成的。      

青海省达卡地区三叠系巴颜喀拉山群岩石学特征及物源分析

通过对青海省达卡地区三叠系巴颜喀拉山群碎屑岩的岩石学特征、岩石地球化学特征进行研究，初步分析了该地区的物源。研究表明，达卡地区的三叠系巴颜喀拉山群岩石类型复杂，其复成分的砾岩、岩屑长石砂岩、岩屑石英砂岩均表现出近源 沉积的特征，该区的构造背景以活动大陆为主，次为大陆岛弧区，物源性质主要为再旋回物 源 区 造 山 带，少量为岩浆岛弧带，表 现 出物源的多样性，主体应为一套以变质酸性火山岩为主的区域。化学蚀变指数（ＣＩＡ）及成分 成 熟 度（ＩＣＶ）均 较 低，反映出物源区可能处于半干旱－干旱气候条件的构造较活动区域。      

粒度端元记录的靖边地区MIS 3以来的气候变化

黄土作为典型的多物源沉积物，粒度分布常呈现多峰分布。端元分析可以从复杂的沉积物粒度中分离出代表不同沉积物源和沉积动力的端元组分，在黄土研究中得到了广泛应用。利用Paterson参数化端元模型对处于毛乌素沙漠东南缘的靖边三道沟剖面粒度进行端元分离与解释，并讨论其代表的环境意义。靖边三道沟黄土可分为4个端元:EM1（众数粒径8.93 μm）为背景粉尘；EM2（众数粒径25.18 μm）为与季风环流有关的组分；EM3（众数粒径39.91 μm）和EM4（众数粒径56.37 μm）都是与冬季风有关的组分，其中EM3为黄土高原黄土主要组分，EM4与现代沙尘暴的粒级大致相同。通过对各端元组分随年龄变化的曲线进行分析，得到以下结论:该剖面记录了靖边地区自MIS 3以来经历了MIS 3（32.8~29.8 ka BP）、LGM（29.8~22.8 ka BP）、冰消期（22.8~11.3 ka BP）和全新世（8.7~1.7 ka BP）共4个气候时期。端元组分还记录了冰消期H 1事件（16.2~13.8 ka BP）、B/A事件（13.8~12.8 ka BP）、YD事件（12.8~11.3 ka BP）共3次气候快速变化事件和D-O旋回。该剖面还记录了毛乌素沙漠末次冰期经历的3次主要的扩张-收缩旋回以及全新世8.7~8.2，6.0~5.0，3.5~2.5 ka共3次干旱沙进事件。      

塔西北地区下寒武统碳酸盐岩地球化学特征及其古环境意义: 以舒探1井为例

近年来,塔里木盆地盐下已成为深层油气勘探最重要的领域之一。下寒武统肖尔布拉克组是最主要的勘探层位,目前该层段地球化学特征和古环境的分析主要集中在柯坪露头区,而盆内缺乏相关研究。以盆内巴楚隆起舒探1井为例,对下寒武统肖尔布拉克组岩石学和地球化学特征(主、微量元素,稀土元素及碳氧同位素)进行了高精度分析,重建了其沉积时期的古环境及其变化特征。研究表明:舒探1井肖尔布拉克组发育多种类型的白云岩。下部以厚层藻云岩为主,中部为薄层泥岩夹白云质灰岩,上部以细-粉晶白云岩为主。样品La_n/Yb_n均值为1.09,下部和上部呈现出Eu的正异常,薄片中可见硅质胶结、硅质碎屑和溶蚀现象,表明研究区可能受到了热液作用的影响。该组中部沉积物粒度较细并富集氧化还原敏感元素,V/Cr和Ni/Co分别介于2~4.25和5~7之间,表明沉积水体为次氧化环境,而上部和下部沉积物粒度较粗,氧化-还原敏感元素含量及其比值均较低,表明沉积水体为氧化环境。肖尔布拉克组δ13C值在-1.3‰~2.7‰之间,由下自上先降低后升高,下部和中部存在2个显著的正异常及1个负异常。古环境恢复表明肖尔布拉克期古盐度先降低后升高,古温度显示出逐渐上升的特点;肖尔布拉克组顶部古盐度较高,藻云岩发育,伴随着后期的淋滤和改造作用,是优质白云岩储层发育的有利部位。研究成果可以为该区的油气勘探提供依据。      

山东烟台地区芝罘剖面粒度分维特征及其环境意义

山东半岛北部存在一系列黄土-古土壤沉积序列。在野外调查的基础上,通过对山东烟台地区芝罘岛黄土状沉积物粒度和分维值特征的分析,结合光释光测年,探讨了山东半岛北部晚更新世气候环境演变。结果表明:芝罘剖面末次冰期—末次间冰期(62.85～124.90 ka B.P.)主要由砂黄土、黄土和古土壤叠覆堆积组成;芝罘剖面沉积物具有良好的分形结构,可以清楚区分黄土与古土壤,分维值从大到小分别为古土壤(2.379)、黄土(2.194)、砂黄土-黄土(2.157);分维值与标准偏差成显著的正相关关系,相关系数为0.889 4,与平均粒径有较好的正相关性,与峰态和偏度相关性较低;芝罘剖面沉积物分维值在垂向上呈现出峰谷交替的3个旋回,可以替代粒度参数指示沉积环境,分维值低反映气候干冷,冬季风强盛,黄土堆积速率加快,反之则气候暖湿,古土壤发育。     

小冰期以来岱海地区的环境变迁与尘暴事件

根据高分辨率的湖泊沉积物粒度、Rb/Sr比、磁化率的综合分析,结合区域降水、历史记载资料,重建了内蒙古岱海地区近500年来以小冰期为特征的、具有100年准周期(经谱分析)的古环境变迁及受其制约发生的尘暴事件历史.结果表明,湖泊沉积物中Rb/Sr比值很好地反映了流域陆地受古环境状态变化控制的化学风化率的历史,而尘暴事件则主要是受冬、夏季风的相对强弱制约的.大量尘暴事件频发于小冰期干冷的气候条件下,表现为流域化学风化强度减弱、沉积物中粗颗粒含量高、中值粒径大.在转暖的现代气候下,尘暴事件很少,化学风化增强,沉积物中的粗颗粒含量及中值粒径也随之降低.但是近十几年,在化学风化仍相对较强的气候条件下,尘暴事件却呈上升趋势,这可能与人类活动造成的温室效应及土地荒漠化有关.     

琼东南盆地南部梅山组丘状体沉积特征及成因机制

琼东南盆地南部梅山组具有独特的丘状反射特征,关于其成因机制引起了广泛关注和讨论。以琼东南盆地大量二维地震资料和高分辨率三维地震资料解释为基础,在深水钻井标定下,从地震相特征、沉积物物源、沉积搬运通道、古地貌特征以及海平面变化和构造活动6个方面,阐明了梅山组丘状体的沉积特征,并讨论了其成因机制。研究结果表明,中中新统梅山组沉积时期,受强制性海退影响,琼东南盆地范围内海平面下降至低水位,南部隆起局部暴露剥蚀,提供了大量沉积物源;上中新统黄流组沉积时期,盆地局部构造活动使得南部隆起物源发生重力失稳,通过深水水道向盆地中央以重力流方式搬运沉积物。琼东南盆地梅山组地层的丘状反射特征是黄流组沉积时期以南部隆起沉积物为物源的浊流侵蚀下伏梅山组地层所致。对该丘状体成因机制的深入研究,不但有助于丰富对丘状地震反射现象的认识,而且揭示了其沉积构成为粗碎屑沉积物而非生物礁滩沉积,对深水油气勘探储层特征及评价具有重要意义。      

渤海湾周缘主要河流钾长石物源示踪指标研究

渤海湾盆地碎屑物质的物源示踪研究,对于渤海湾盆地的自身演化,周缘造山带隆升和剥蚀过程,以及中国东部陆架海的物质扩散研究均具有重要意义,受到国内外学者的广泛关注,同时也存在诸多争议。钾长石是地壳中最主要的造岩矿物之一,在河流沉积物中广泛出现,在进行物源示踪研究时具有代表性。基于此,利用激光剥蚀电感耦合等离子质谱仪（LA-ICP-MS）对渤海湾盆地主要注入河流的碎屑钾长石进行了原位地球化学特征分析,结果表明,黄河干流碎屑钾长石的常量元素Na₂O、Al₂O₃、SiO₂、K₂O的标准偏差与滹沱河、滦河、辽河和漳河4条河流存在差异。在钾长石常量元素Al₂O₃质量分数与Na₂O和K₂O质量分数二维散点图中,部分黄河样品的Al₂O₃值较之整体部分（其他4条河流和黄河样品）偏低;微量元素中Ba、Pb、Sr、Rb和Ca的质量分数占主体部分,尤其Ba、Pb、Sr、Rb的含量较高。在Ba和Sr以及Ba和Pb质量分数二维散点图中,黄河与其他4条河流明显不同。该研究结果表明,钾长石的Ba和Sr含量变化可以成为环渤海湾盆地沉积物中黄河物源示踪的特征指标。      

湘中中奥陶世优质锰矿地球化学特征

简要介绍了湘中地区中奥陶世锰矿含矿岩系、矿体形态、矿石等一般特征,重点总结了该类型锰矿的常量元素、微量元素、稳定同位素及稀土元素、有机地球化学特征.提出①湘中地区中奥陶世锰矿是低磷、低铁、高碱度优质锰矿石;②成矿的物质来源为多源,既有陆源,也有深部热液来源;③锰沉积成矿过程中,有机质起了极其重要作用.     

鄂尔多斯盆地东南部黄洛区域延长组中下油层组物源分析

为查明黄洛区域延长组中下油层组沉积砂体的物源方向,在岩心、野外露头及分析化验资料研究的基础上,分析古水流方向,总结轻、重矿物和岩屑类型的平面展布特征,探讨研究区延长组中下油层组的古水流方向及物源方向。结果表明:鄂尔多斯盆地三叠系延长组中下油层组岩石类型主要为岩屑长石砂岩,其沉积时期古水流以南—北和东南—西北方向为主,轻、重矿物及岩屑分析显示的物源方向一致,即研究区的北部地区,由于地处沉积坳陷中心位置,具有明显的混源区物源特征,整体物源主要来自南部和东北部。该研究对分析研究区的砂体展布规律、有利区判断及下一步勘探开发具有指导意义。     

青海柴达木盆地马海凹陷冷湖地区古—新近系泥岩地球化学特征及物源区性质

为了明确柴达木盆地马海凹陷沉积物物源的演化过程,以古—新近系泥岩的主要元素、微量元素和稀土元素测试数据为基础,采用数值对比及判别图解等方法对研究区物源性质、构造背景和古气候特征进行了深入研究。稀土元素分布配分形式显示轻稀土元素富集,重稀土元素则较平稳,Eu出现负异常的特征。V/(V+Ni),Ce/La比值及Ce_(anom)表明古环境处于缺氧环境;构造背景图解La/Yb-∑REE,La/Sc-Co/Th,K_2O/Na_2O-Si O_2/Al_2O_3,La-Th-Sc,Th-Sc-Zr/10表明马海凹陷冷湖地区泥岩处于活动大陆边缘和大陆岛弧环境;母岩物源复杂,岩性为长英质火山岩和铁镁质岩均可见;古气候指标CAI及Sr/Cu比值反映了源区古气候主要为干热气候或构造活动区,风化程度较弱。