台湾海峡表层沉积物中黏土矿物特征及物质来源

利用X射线衍射仪,对比分析台湾海峡及周边表层沉积物的黏土矿物特征,讨论长江、福建和台湾河流对海峡黏土矿物的贡献程度。福建河流（闽江）的黏土矿物以高岭石为主（>40％）,其次是伊利石（30％）和绿泥石,不含蒙脱石;长江和浙闽泥质区的黏土矿物特征是伊利石含量最高（61％～66％）,其次是绿泥石（16％～17％）和高岭石（10％～13％）,少量蒙脱石（6％～9％）。台湾河流（浊水溪）黏土矿物组合为伊利石（>70％）和绿泥石,不含高岭石和蒙脱石为特征。台湾海峡高岭石含量由西向东明显减少,说明高岭石主要来自福建的河流。〖JP2〗台湾海峡50 m等深线以东区域的黏土矿物具有高的伊利石和绿泥石含量,低的蒙脱石和高岭石含量,且伊利石的化学指数和结晶度值都明显低于长江和福建的河流,反映台湾河流的物质来源。在台湾暖流作用下,台湾河流为台湾海峡中北部提供了大量的伊利石和绿泥石。福建近海的黏土矿物主要是由福建河流提供的,但在平潭岛周边海域的黏土矿物可能有长江物质的混合。〖JP〗     

辽河三角洲大凌河河口湿地沉积物晚更新世以来的矿物特征及其物源、气候意义

对辽河三角洲大凌河河口湿地地区ZK3钻孔的58个沉积物样品中碎屑矿物和黏土矿物进行鉴定和分析,结果显示:碎屑矿物中轻矿物占比大,平均含量为95.7%,主要包括斜长石(43.89%)、钾长石(28.10%)和石英(22.45%);重矿物平均含量仅为4.3%,主要为普通角闪石(38.03%)、绿帘石(27.51%)和自生重晶石(12.01%)。黏土矿物中伊利石平均含量(50.3%)最高,其次为蒙脱石(24.5%)、绿泥石(12.7%)和高岭石(12.6%),黏土矿物组合为伊利石-蒙脱石-绿泥石-高岭石型。ZK3孔晚更新世以来沉积物的物源有所差异,但总体上来说,除河道和湖相沉积时期物源主要来自大凌河外,其它沉积环境中沉积物主要来自辽河和大辽河,物源相对稳定。黏土矿物组合特征所指示的气候变化过程与本区域的孢粉数据有很好的对应关系:45~31 ka BP处于庐山—大理的间冰期阶段,蒙脱石/(伊利石+绿泥石)比值较大,指示气候温和湿润;31~11 ka BP为大理冰期阶段,蒙脱石/高岭石比值较低,指示气候寒冷干燥;11 ka BP至今为冰后期阶段,随着新仙女木事件(YD)的结束,温度逐渐回升,蒙脱石/(伊利石+绿泥石)比值升高,指示气候温暖湿润。     

钱塘江下切河谷SE2孔全新世沉积物黏土矿物特征及其意义*

通过X射线衍射系统分析了杭州湾地区SE2孔全新世沉积物的黏土矿物组成,结果显示研究层段黏土矿物主要由伊利石、绿泥石、高岭石和蒙脱石组成;伊利石结晶度较好,化学风化指数普遍大于0.5,表明以化学风化为主,且风化趋势自下而上呈递减趋势。通过对比中国东南部主要河流沉积物的黏土矿物组成,认为钱塘江下切河谷全新世沉积物的黏土矿物组成具有较好的物源指示意义: 全新世 Ⅰ 段(即古河口湾和河漫滩)沉积物主要来自钱塘江上游,特征黏土矿物为高岭石,河口外物质贡献不大;Ⅱ 段(即现代河口湾和近岸浅海)沉积物包含较多蒙脱石,表明不仅包括钱塘江上游物质,河口外长江物质也开始进入钱塘江河口。黏土矿物中,高岭石对气候有较好的指示作用:中全新世高岭石含量达到最高值,反映气候最为湿热,化学风化程度最高;晚全新世含量逐渐降低,反映气候逐渐回冷,化学风化强度降低。     

钱塘江下切河谷SE2孔全新世沉积物黏土矿物特征及其意义*

通过X射线衍射系统分析了杭州湾地区SE2孔全新世沉积物的黏土矿物组成,结果显示研究层段黏土矿物主要由伊利石、绿泥石、高岭石和蒙脱石组成;伊利石结晶度较好,化学风化指数普遍大于0.5,表明以化学风化为主,且风化趋势自下而上呈递减趋势。通过对比中国东南部主要河流沉积物的黏土矿物组成,认为钱塘江下切河谷全新世沉积物的黏土矿物组成具有较好的物源指示意义: 全新世 Ⅰ 段(即古河口湾和河漫滩)沉积物主要来自钱塘江上游,特征黏土矿物为高岭石,河口外物质贡献不大;Ⅱ 段(即现代河口湾和近岸浅海)沉积物包含较多蒙脱石,表明不仅包括钱塘江上游物质,河口外长江物质也开始进入钱塘江河口。黏土矿物中,高岭石对气候有较好的指示作用:中全新世高岭石含量达到最高值,反映气候最为湿热,化学风化程度最高;晚全新世含量逐渐降低,反映气候逐渐回冷,化学风化强度降低。     

东海西南部表层沉积物黏土矿物分布特征

利用X射线衍射仪,对东海西南部表层沉积物样品进行黏土矿物体积分数分析,研究了东海西南部表层沉积物黏土矿物的组合特征和分布规律。结果表明,东海西南部表层沉积物伊利石为优势矿物,平均体积分数为61.8%;次之为绿泥石,平均体积分数为22.9%;高岭石平均体积分数11.1%,蒙脱石平均体积分数为1.01%。黏土矿物的组合类型以伊利石-绿泥石-高岭石-蒙脱石型为主,伊利石-高岭石-绿泥石-蒙脱石型次之。东海西南部表层沉积物黏土矿物主要为陆源成因,黏土矿物主要组合类型与长江源类型相似,说明黏土矿物主要来源于长江;高岭石体积分数由西向东明显减少,反映了高岭石受闽浙沿岸河流的影响较大;伊利石体积分数和绿泥石体积分数呈现由北西向南东增加的趋势,说明在台湾暖流的作用下,台湾河流为东南部海域提供了伊利石和绿泥石矿物。     

西南喀斯特地区不同石漠化阶段土壤黏土矿物组成及其含量变异研究

为了探索西南喀斯特地区土壤中黏土矿物组成及其含量的变异规律,以贵州省普定县和荔波县不同石漠化阶段典型土壤的黏土矿物为例,采用x-射线衍射仪图谱分析方法,计算得到黏土矿物组成及其含量,探讨不同石漠化阶段黏土矿物组成变化规律及其含量之间的线性关系。结果表明：不同石漠化阶段黏土矿物的组成是相同的,均为高岭石、蒙脱石和伊利石;在未石漠化、轻度石漠化、中度石漠化阶段,蒙脱石在剖面表层的质量分数分别为27．82％、29．34％、58．32％,高岭石分别为21．39％、31．81％、36．93％,伊利石分别为50．79％、38．85％、4．75％;在西南喀斯特地区,各石漠化阶段伊利石与蒙脱石的含量之间以及伊利石和高岭石的含量之间都呈显著的线性相关,相关系数分别为-0．9703、-0．9456;西南喀斯特地区土壤相似的成土作用和成土环境造成了黏土矿物相同的组成,而黏土矿物含量的差异说明各成土作用的程度或阶段是不同的;粉粒中的黏土矿物主要为石英和白云母,而砂砾中的黏土矿物主要为石英。     

循化盆地晚渐新世-早中新世沉积物中黏土矿物特征及其古气候指示意义

采用X射线衍射、扫描电子显微镜分析方法,对青海循化盆地晚渐新世-早中新世沉积物中黏土矿物的微观形貌、体积分数、结晶度及其古气候指示作用进行了深入的研究。分析结果表明,晚渐新世盆地沉积物中的黏土矿物主要为蒙脱石、伊利石、坡缕石和绿泥石,以蒙脱石为主,指示循化地区总体为相对温暖潮湿的气候条件,蒙脱石、伊利石和绿泥石相对体积分数及伊利石、蒙脱石结晶度值均出现明显的周期性波动,表明循化地区气候经历了干旱-温暖潮湿交替的变化;早中新世盆地沉积物中的黏土矿物主要为伊利石、蒙脱石和绿泥石,以伊利石为主,各黏土矿物体积分数及伊利石、蒙脱石结晶度值的变化范围不大,表明循化地区气候以相对持续冷干为特征。从晚渐新世到早中新世,气候条件由相对温暖潮湿到相对冷干的转变,揭示其间(约21.3Ma)出现了一次极端的降温事件,可能与青藏高原隆升及亚洲沙漠化密切相关。     

成都盆地红土沉积物中黏土矿物的特征及其古气候指示意义

成都盆地位于长江上游二级阶梯向一级阶梯的过渡地带,地理位置特殊,并且广布第四纪红土沉积。为研究成都盆地中黏土矿物的特征及其成因意义,采用X射线衍射(XRD)测试技术,对胜利剖面沉积物中黏土矿物的矿物学特征进行了系统研究。结果表明,成都盆地胜利剖面沉积物中的黏土矿物主要有伊利石、高岭石、蛭石、蒙脱石以及少量伊利石-蒙脱石混层黏土矿物和高岭石-蒙脱石混层黏土矿物。根据黏土矿物组合含量的变化特征,可以将成都盆地第四纪早更新世中晚期以来的气候环境演化划分为4个阶段,先后经历了湿热-温凉-温湿-干冷2个周期性的气候旋回,黏土矿物含量变化的总趋势与土壤沉积物的CIA指数共同揭示了研究区第四纪以来的气候有逐渐干冷的趋势,这与全球性的第四纪气候尤其是中国区域内的第四纪气候环境变化相一致。     

南海北部陆架海域表层沉积物黏土矿物分布特征及物源分析

应用X射线衍射(XRD)对南海北部陆架海域225个站位表层沉积物黏土组分进行分析,结果表明,研究区黏土矿物总体以伊利石和绿泥石为主,高岭石和蒙脱石质量分数少,绿泥石、高岭石与蒙脱石质量分数呈明显的负相关关系。根据南海北部陆架海域表层沉积物中黏土矿物空间分布特征,结合邻近河流的黏土矿物组分以及洋流搬运作用,雷州半岛东部海域伊利石主要来源于广东沿海河流和珠江,绿泥石来自台湾岛,蒙脱石主要由吕宋河流提供,高岭石则由广东沿海河流和海南岛入海河流提供;雷州半岛西部海域伊利石来源于珠江,绿泥石和高岭石由红河提供,蒙脱石可能受广西入海河流携带的沉积物影响。     

东太平洋水合物海岭沉积物中黏土矿物与水合物饱和度相关性研究

为了探讨水合物储层中不同黏土矿物与水合物饱和度的关系,选取位于东太平洋水合物海岭国际大洋钻探计划204航次中的3个钻孔(1245B孔、1244C孔和1251B),开展储层沉积物黏土矿物的测试和综合分析。结果表明,蒙脱石、伊利石、绿泥石为主要黏土矿物(平均含量分别为40.3%、33.4%、21.4%);高岭石为次要黏土矿物(平均4.9%)。伊利石、绿泥石、高岭石三种矿物含量的垂向变化规律相似,但它们与蒙脱石的垂向变化趋势相反。该区水合物饱和度与蒙脱石含量呈正相关,且正相关程度在“细粒岩性”层段较高(R=0.55~0.97);水合物饱和度与伊利石、绿泥石、高岭石则显示负相关。3个钻孔中水合物储层厚度、水合物饱和度在各钻孔中分布的差异性表明水合物饱和度的受控因素复杂,首先是气源和流体迁移与供给,其次为沉积物岩性;而“细粒岩性”层段较高含量蒙脱石与水合物饱和度正相关关系可能代表了更次一级的沉积影响因素。为检验其它海区是否也存在黏土矿物对水合物饱和度的影响,将上述3个钻孔与印度外海Krishna-Godavari盆地17-07P钻孔记录进行对比。结果显示,17-07P孔的砂含量高,在粗砂层蒙脱石含量与水合物饱和度呈正相关,反映两个海域岩性对水合物饱和度控制机理不同。上述“细粒岩性”层段蒙脱石含量和伊利石、绿泥石、高岭石3种黏土矿物含量与水合物饱和度之间相关性的差异,可能因为蒙脱石具有特殊层状结构和表面化学性质(层间表面带负电荷、具有可交换的层间水合阳离子等),有利于促进水合物的形成和富集,因而表现为正相关;而伊利石、绿泥石、高岭石自身属性与蒙脱石不同(吸水膨胀能力、对甲烷的吸附能力较蒙脱石弱),不利于水合物的聚集,表现为负相关。     

青海循化盆地晚渐新世沉积物中坡缕石的特征及其古气候指示意义

采用X射线衍射和扫描电子分析方法,对青海循化盆地晚渐新世沉积物的矿物组成、坡缕石的矿物学特征以及古气候指示作用进行了深入的研究。结果表明,晚渐新世循化盆地沉积物中粘土矿物组成主要有蒙脱石、伊利石、坡缕石和绿泥石等;坡缕石一般呈纤维状或者针状,沿片状蒙脱石的边缘及表面交代生长,为典型自生成因的坡缕石。坡缕石是干旱-半干旱气候条件的特征矿物,其出现表明循化地区晚渐新世气候特征较为干旱,与粘土矿物组合及伊利石结晶度所反映的气候环境信息相吻合;沉积物中坡缕石相对含量及有序度自下而上逐渐增大,说明循化地区的干旱化逐渐加剧。循化地区晚渐新世(～23 Ma)的干旱化可能与青藏高原隆升或者全球气候变冷事件密切相关。     

兰州盆地永登剖面晚古新世—早渐新世沉积物中粘土矿物的特征及其古气候指示意义

采用X射线衍射、扫描电镜分析方法,对兰州盆地永登剖面晚古新世—早渐新世沉积物中粘土矿物的相对含量、伊利石结晶度、显微形貌及其古气候意义进行深入研究。结果表明:晚古新世—早渐新世沉积物中粘土矿物主要为伊利石、蒙脱石、绿泥石和少量的坡缕石,其中伊利石的含量最高,而且从晚古新世到早渐新世,沉积物中伊利石的含量呈明显升高的趋势,蒙脱石则呈明显减少的趋势;在大约55 Ma处伊利石含量急剧减小,而蒙脱石含量急剧增大。此外,可见到毛发状的自生坡缕石沿蒙脱石晶片边缘交代生长,而碎屑成因的坡缕石则主要呈破碎的短棒状。粘土矿物分布特征表明,兰州盆地晚古新世—早渐新世的古气候以干旱为主导,并且经历了由相对温暖湿润到半干旱半湿润或干旱炎热的转变,这种气候转型主要受全球气候的影响,即受行星风系的控制;而在大约55 Ma处伊利石、蒙脱石的含量变化则记录了全球性的PETM事件。     

青海湖底沉积物的矿物物相及有机质保存研究

盐湖沉积环境是烃源岩发育的重要地质环境。本文以青海湖湖底沉积物为例，根据有机质与粘土矿物含最及矿物表面积的关系，分析了矿物学因素对盐湖相富有机质沉积物中有机质保存的影响。研究发现：湖底沉积物中有机质丰富，为上层水中的浮游生物和南河流携带束的陆地高等植物两种来源。矿物物相分析发现沉积物中粘土矿物含量达到32．4％，以伊利石为主。沉积物经密度分离后测试发现，有机碳含量与粘土矿物含量及矿物表面积之间具有很好的正相关性，说明粘土矿物吸附是青海湖底沉积物中有机质的主要赋存形式。     

Clay Minerals in an Active Hydrothermal Field at Iheya‐North‐Knoll,Okinawa Trough

Iheya‐North‐Knoll is one of the small knolls covered with thick sediments in the Okinawa Trough back‐arc basin. At the east slope of Iheya‐North‐Knoll, nine hydrothermal vents with sulfide mounds are present. The Integrated Ocean Drilling Program (IODP) Expedition 331 studied Iheya‐North‐Knoll in September 2010. The expedition provided us with the opportunity to study clay minerals in deep sediments in Iheya‐North‐Knoll. To reveal characteristics of clay minerals in the deep sediments, samples from the drilling cores at three sites close to the most active hydrothermal vent were analyzed by X‐ray diffraction, scanning electron microscope and transmission electron microscope. The sediments are classified into Layer 0 (shallow), Layer 1 (deep), Layer 2 (deeper) and Layer 3 (deepest) on the basis of the assemblage of clay minerals. Layer 0 contains no clay minerals. Layer 1 contains smectite, kaolinite and illite/smectite mixed‐layer mineral. Layer 2 contains chlorite, corrensite and chlorite/smectite mixed‐layer mineral. Layer 3 is grouped into three sub‐layers, 3A, 3B and 3C; Sub‐layer 3A contains chlorite and illite/smectite mixed‐layer mineral, sub‐layer 3B contains chlorite/smectite and illite/smectite mixed‐layer minerals, and sub‐layer 3C contains chlorite and illite. Large amounts of di‐octahedral clay minerals such as smectite, kaolinite, illite and illite/smectite mixed‐layer mineral are found in Iheya‐North‐Knoll, which is rarely observed in hydrothermal fields in mid‐ocean ridges. Tri‐octahedral clay minerals such as chlorite, corrensite and chlorite/smectite mixed‐layer mineral in Iheya‐North‐Knoll have low Fe/(Fe + Mg) ratios compared with those in mid‐ocean ridges. In conclusion, the characteristics of clay minerals in Iheya‐North‐Knoll differ from those in mid‐ocean ridges; di‐octahedral clay minerals and Fe‐poor tri‐octahedral clay minerals occur in Iheya‐North‐Knoll but not in mid‐ocean ridges.     

西昆仑山前陆盆地粘土矿物特征及其地质意义

为重建西昆仑山地区晚新生代的地质构造及环境演变过程,本文利用X射线衍射（XRD）及扫描电子显微分析（SEM）方法,对西昆仑山前陆盆地（叶城盆地）该时期沉积的一套磨拉石建造中的粘土矿物进行了研究。结果表明,在整个晚中新世到早更新世的沉积物地层中,粘土矿物的种类始终以伊利石和蒙脱石为主,含少量的绿泥石和高岭石。但伊利石、蒙脱石、高岭石的相对含量,以及伊利石结晶度值等均显示出明显的变化。在8~3.5 Ma B.P.期间,伊利石相对含量值和结晶度值均比较高,而蒙脱石相对含量低,并有少量的高岭石产出;在3.5~3.3 Ma B.P.期间,伊利石相对含量值和伊利石结晶度值均急剧降低,而相反,蒙脱石相对含量值急剧升高,高岭石基本消失;3.3~2.8 Ma B.P.期间沉积物的粘土矿物参数与8~3.5 Ma B.P.时期的粘土矿物参数非常接近;而2.8~1.8 Ma B.P.期间沉积物的粘土矿物参数则与3.5~3.3 Ma B.P.期间的粘土矿物参数相类似。根据沉积物中的粘土矿物特征变化规律可以推断,物源区母岩成分的变化是粘土矿物特征变化的主要原因,古气候古环境变化则是次要影响因素。粘土矿物特征的变化规律显示西昆仑山体在晚新生代具有不均匀的阶段性隆升的特点,在3.5 Ma B.P.、3.3 Ma B.P.、2.8 Ma B.P.左右分别发生了三次明显的构造隆升事件,而且总伴随着风化母岩成分的变化。物源区在早更新世中期（12.5 Ma B.P.)很可能处于干旱的古气候古环境中。     

Clay minerals in SW Indian continental shelf sediment cores as indicators of provenance and palaeomonsoonal conditions: a statistical approach

Two sediment cores from the inner continental shelf of SW India, SK‐148/13 (4.66 m long; from 50 m water depth) and SK‐148/14 (5.37 m long; from 22 m water depth), were studied for provenance and palaeomonsoonal implications. Sediment layers at different depth intervals in these cores were estimated for clay minerals and organic matter content. Five surface sediment samples from the nearby Kali River estuary of the adjacent hinterland were also analysed for clay mineral contents. In both cores and Kali River sediments, smectite is the dominant clay followed by illite, and kaolinite or chlorite. Based on the similarities of the abundances of clay minerals and their relative wt‐% in the inner shelf sediment cores and in surface sediments of the estuary as demonstrated by significance tests, Al‐rich illite, and negligible contribution of clay from the deep‐sea and aeolian sources, it can be inferred that the sediments of the two inner continental shelf cores were derived from the adjacent hinterland. Application of statistical discordancy and significance tests on the down‐core variations in the crystallinity index (CI) of illite and organic matter content in the sediment cores indicates intense monsoonal (high rainfall) conditions at the adjacent hinterland during about 4300–6200 and 9300–10,400 years BP. These inferences are comparable to those from other well‐established palaeomonsoonal indicators such as sedimentation rates and mineral magnetic properties. The CI of illite, an easily determinable and climatically sensitive parameter, can thus be a reliable palaemonsoonal indicator for inner shelf sediment cores. The statistical methodology used in this work highlights the advantages of a quantitative interpretation of the data instead of the conventional qualitative visual examination.     

临夏盆地晚渐新世沉积物中坡缕石的发现及其环境气候意义

为揭示临夏盆地晚渐新世沉积物的矿物组成对环境气候的指示意义, 利用X射线衍射和扫描电子显微分析方法, 对临夏盆地晚渐新世的沉积物的矿物组成以及坡缕石的矿物学特征进行了深入的研究.结果表明, 沉积物中的坡缕石主要为自生成因, 极少量具有碎屑成因.自生成因的坡缕石呈细长丝状的形态特征, 往往沿片状的伊/蒙混层粘土矿物颗粒的边缘交代、生长;碎屑成因的坡缕石呈平直细纤维状的, 以单颗粒形式产出, 与细小的粘土矿物颗粒混杂, 或叠合在片状粘土矿物颗粒的表面.在临夏盆地晚渐新世沉积物中, 下段岩层中的粘土矿物组合为伊利石、伊/蒙混层粘土和高岭石;中段岩层的为伊利石、伊/蒙混层粘土;而上段岩层则为伊利石、伊/蒙混层粘土和绿泥石, 反映在盆地形成之后, 气候演化经历从湿润→冷干的变化过程.而沉积物中坡缕石的含量自下而上逐渐增多, 其分布特征与粘土矿物组合所反映的气候环境变化趋势相吻合.伊利石和伊/蒙混层粘土普遍存在于临夏盆地晚渐新世沉积物中, 伊利石、伊/蒙混层粘土和高岭石的共存表明这些粘土矿物具有不同的来源.坡缕石是干旱、半干旱地区泥灰岩风化以及风成沙漠尘土沉积物的特征矿物, 临夏盆地晚渐新世的沉积物中碎屑成因坡缕石的发现, 表明自~9Ma以来便出现风成黄土的沉积.