意大利亚平宁地区第三纪中新世“Calcaria Lucina”冷泉碳酸盐岩中结晶扇的沉积岩石学及地球化学特征

结晶扇是冷泉碳酸盐岩的一种标志性沉积构造,主要由文石或重晶石等矿物呈放射状聚集形成。意大利亚平宁地区的第三纪中新统广泛发育冷泉碳酸盐岩,其中"Calcari a Lucina"冷泉碳酸盐岩中发育有典型的结晶扇。结晶扇主要由放射状文石聚集形成,含少量的方解石,具有明显的生长纹层。文石纹层的δ13CPDB为-37.9‰~-53.5‰,δ18OPDB为+2.4‰~+6.0‰,相邻文石纹层之间的δ13CPDB和δ18OPDB值差别明显,可能是与碳和氧的来源及流体渗漏速度有关。全岩稀土元素总量很低,w(REE)为0.23×10-6,页岩标准化模式具有明显的Ce负异常,显示结晶扇形成于氧化环境。     

西太平洋海山磷酸盐的常量、微量和稀土元素地球化学研究

本文对主要取自于西太平洋我国调查区内不同海山、不同水深、不同产状的13个磷酸盐样品进行了常量、微量和稀土元素测定,以探讨与大洋富钴结壳密切伴生的磷酸盐的常、微量和稀土元素地球化学的特征。分析结果表明,调查区磷酸盐中主要氧化物的平均值与赤道太平洋的相近,暗示两者可能有相似的形成环境和形成机制。磷酸盐中微量元素Sr、Ba、Co、Cu、Ni及U丰度分别变化于862×10~(-6)～2181×10~(-6)、29×10~(-6)～3429×10~(-6)、6.3×10~(-6)～115×10~(-6)、23×10~(-6)～263×10~(-6)、12×10~(-6)～825×10~(-6)及4×10~(-6)～11×10~(-6),丰度多数低于泥质岩平均值,其CaO/P_2O_5、F/CO_2、Sr/P_2O_5值及常量、微量元素间的相关关系,清晰地显示了磷酸盐的种类、成分与结构、形成的地质背景和元素的主要组合特征。磷酸盐的稀土丰度为136.50×10~(-6)～853.70×10~(-6);Ce~*变化于0.01～0.18之间;(Ce/Yb)_N值变化于0.01～0.21之间。研究证实,不同产状磷酸盐的稀土元素配分模式基本一致,曲线相互平行,基本不呈现交叉现象,均呈Ce强烈亏损,轻、重稀土分馏程度大及重稀土富集的型式。调查区、赤道太平洋、中太平洋磷酸盐的稀土元素丰度、Ce~*、Ce/Yb值以及它们与海水稀土元素配分模式相似的特征,也进一步显     

北祁连山早古生代硅质岩稀土元素特征及构造环境意义

通过对北祁连山不同地质环境中的与火山岩相伴生的硅质岩稀土元素特征的分析,证明产于不同地质环境硅质岩的稀土元素特征,特别是稀土元素总量w( REE)、w(Ce)/w(Ce*)、w(LaN)/w(YbN)具有特定的规律性变化:从洋中脊→弧后盆地→岛弧→裂隙式火山作用大陆裂谷→中心式火山作用大陆裂谷,硅质岩的w( REE)、w(Ce)/w(Ce*)、w(LaN)/w(YbN)基本呈由小到大的规律性变化,w( REE)由7.64×10-6→8.20×10-6→23.74×10-6→28.40×10-6→69.41×10-6;w(Ce)/w(Ce*)由0.63→0.68→0.72→0.75→0.95;w(LaN)/w(YbN)由0.37→0.41→0.59→0.76→1.08。该研究成果为利用硅质岩稀土元素特征判定古老造山带的构造环境提供了参考标准。     

西藏岗巴地区晚白垩世冷泉碳酸盐岩地球化学特征及其对流体来源及沉积环境的示踪

冷泉碳酸盐岩是海底冷泉流体活动的重要标志,其地球化学特征记录了过去流体活动的信息。西藏岗巴地区晚白垩世沉积地层中发育有冷泉碳酸盐岩,为了探究其形成的流体来源及沉积环境,开展了野外观察、岩石学、矿物学、地球化学研究。该区岗巴剖面冷泉碳酸盐岩以结核状产于灰黑色页岩中,碳酸盐矿物主要为泥微晶方解石,含少量草莓状黄铁矿,δ13CV-PDB为-17.0‰~-7.2‰,表明碳源可能与甲烷渗漏冷泉活动有关。稀土元素分布模式呈中稀土富集特征,经La校正后显示无Ce异常,指示了冷泉碳酸盐岩形成于弱缺氧的沉积环境中。西藏岗巴地区碳酸盐岩结核的发现及其地质地球化学特征是该地区晚白垩世冷泉甲烷渗漏活动发育的有力证据,对古冷泉流体来源及沉积环境特征的探讨将为恢复古冷泉活动提供重要线索。     

黔西新华大型磷矿磷块岩稀土元素地球化学及其成因意义

利用ICP_MS测试方法系统分析了黔西织金新华磷矿磷块岩的稀土元素组成,同时还测定了贵州遵义和湖南张家界等华南下寒武统黑色岩系中磷块岩的稀土元素含量。结果显示①新华磷块岩稀土元素总量(ΣREE)较高,变化较大,为164.23×10-6～1395.01×10-6,平均642.54×10-6,轻重稀土分异明显,LREE/HREE值为5.04～6.52,平均5.69,而华南其他地区磷块岩的ΣREE和LREE/HREE分别为156.69×10-6～637.41×10-6(平均431.75×10-6)和3.17～6.95(平均4.37);②新华磷块岩的δCe为0.26～0.53,华南其他地区磷块岩的δCe为0.30～0.66,均具明显的Ce负异常,表明它们均为典型海相沉积磷块岩,主要形成于陆缘海环境,且新华磷块岩形成的深度较深;③大多数样品具不明显的Eu正异常,少部分出现较高的Eu正异常,δEu介于0.98～2.40,显示这些磷块岩的形成过程中可能有较高温(>200℃)、强还原热液的加入;④新华磷块岩中HREE相对亏损,且多数样品LaN/NdN>1,而δY>1.5,δY与δCe之间不存在相关性,说明磷块岩遭受了较强的后期风化淋滤作用,深埋成岩作用基本未改变其REE组成。     

采薇平顶海山群底质类型分布研究

<正>富钴结壳主要生长在水深400~4000 m的中、西太平洋海山山顶边缘和斜坡位置,其中1000~3000m水深范围内最为富集。就具体海山而言,富钴结壳易生长于山顶周边平台和鞍部(Hein,et al.,2000)。海山钙质远洋沉积、碳酸盐岩沉积及重力作用引起的滑塌沉积是海山山顶和斜坡的主要沉积类型。本文利用中国大洋36航次最新获得的EM122多波束测深和回波强度资料,对采薇平顶海山群进行地形     

广东信宜-罗定地区含锡花岗岩类的稀土元素地球化学特征和成因

广东信宜-罗定地区含锡花岗岩类呈复式小岩体产出,由花岗斑岩和花岗岩组成.岩石的稀土元素总量高(w(ΣREE)为236.75×10-6～383.28×10-6);从第一阶段花岗斑岩到第二阶段花岗岩的稀土总量降低;轻重稀土的比值ΣCe/ΣY(0.77～1.38)较低;具有弱的Ce负异常和强烈Eu亏损(δEu=0.015～0.119);稀土元素配分模式呈海鸥型.岩石属于大陆板内张性构造环境下高侵位形成的壳源重熔型花岗岩类.     

北大巴山镇坪地区早寒武世硅质岩的地球化学特征及成因

本文对北大巴山镇坪地区下寒武统杨家堡组和庄子沟组硅质岩的主量、微量和稀土元素地球化学特征做了较为系统的研究,结果表明：硅质岩SiO2含量在72.7%~98%之间,庄子沟组SiO2含量比杨家堡组低,相对富集Al2O3、Fe2O3和TiO2;微量元素相对地壳元素丰度都富集Ni、Mo、Ag、V、U,而贫Co和Th,庄子沟组还富集Cu、As和Bi;硅质岩稀土元素总量ΣREE在7.60×10-6~119.78×10-6之间,轻稀土元素相对重稀土元素富集(LREE/HREE﹥1),北美页岩标准化配分曲线呈左倾特征,具有正Eu和负Ce异常,庄子沟组ΣREE大于杨家堡组,且更富集轻稀土元素LREE,而杨家堡组具有更明显的左倾配分曲线和负Ce异常特征。杨家堡组硅质岩为生物和热水混合沉积成因,具有大洋盆地沉积环境硅质岩的特征;庄子沟下部硅质岩为生物和热水混合沉积成因,向上生物和热水作用减弱,陆源物质的贡献显著增加,上部硅质岩为正常陆缘沉积背景上叠合了生物和热水沉积,可能有部分火山物质的加入,庄子沟组硅质岩从下部到上部具有大洋盆地沉积环境硅质岩向大陆边缘盆地沉积环境硅质岩过渡的特征。     

宁芜向山式硫铁矿地质及矿床成因新探

宁芜具有高地热场的火山断陷盆地 ,形成于晚侏罗世 ,消亡于晚白垩世。该盆地火山活动形成的龙王山、大王山、姑山和娘娘山 4个喷发旋回 ,堆积了厚约 2 5 0 0m的陆相中基性酸性碱性火山岩系 ,在晚侏罗世沉积了硬石膏、硫铁矿层。硫铁矿在沉积特征上具有热水沉积的由稀粗转为细密的条纹—条带状构造及喷发角砾岩和硅质岩特征。电子探针所测之黄铁矿中铁的平均含量 4 5 .85 % ,硫的平均含量 5 3 .5 9% ,具有富S特征 ;稀土元素总量平均 2 .2 0× 10 -6 ～ 17.3 9× 10 -6 ,平均为 7.2 9× 10 -6 ,具有明显的负铈异常 (δCe:0 .4 9～ 0 .93 )。硫同位素组成δ34 S常见值为 10‰～ 2 3‰ ,以富重硫为特征。通过对硅质岩、硬石膏岩等常量与微量、稀土元素和稳定同位素分析结果来看 ,均表现出热水沉积的特点 ,热水沉积在向山式高品位优质硫铁矿矿床形成过程中 ,占据重要的地位。     

南海北部冷泉碳酸盐岩和石化微生物细菌及地质意义

通过对2002年广州海洋地质调查局在南海北部海域拖网采集的碳酸盐岩样品进行岩石、矿物、微量元素和同位素特征的研究,证实在南海水合物远景区发育有冷泉碳酸盐岩。冷泉碳酸盐岩形态类似于烟囱,主要由方解石、伊利石、石英、黄铁矿和一种未知的矿物组成。保存了很可能是石化的甲烷氧化和硫酸盐还原细菌。碳酸盐岩矿物的δ^13CPDB为-51.24‰～-51．757‰。碳酸盐岩矿物的页岩标准化稀土元素配分模式具无Ce和Eu异常、微弱的轻稀土亏损和中稀土富集特征,表明形成于还原的缺氧环境,显示了冷泉碳酸盐岩的特征,指示在南海北部水合物远景分布区内冷泉活动的近海底可能发育有水合物。     

Rare earth elements of seep carbonates: Indication for redox variations and microbiological processes at modern seep sites

At marine seeps, methane is microbially oxidized resulting in the precipitation of carbonates close to the seafloor. Methane oxidation leads to sulfate depletion in sediment pore water, which induces a change in redox conditions. Rare earth element (REE) patterns of authigenic carbonate phases collected from modern seeps of the Gulf of Mexico, the Black Sea, and the Congo Fan were analyzed. Different carbonate minerals including aragonite and calcite with different crystal habits have been selected for analysis. Total REE content (ΣREE) of seep carbonates varies widely, from 0.1 ppm to 42.5 ppm, but a common trend is that the ΣREE in microcrystalline phases is higher than that of the associated later phases including micospar, sparite and blocky cement, suggesting that ΣREE may be a function of diagenesis. The shale-normalized REE patterns of the seep carbonates often show different Ce anomalies even in samples from a specific site, suggesting that the formation conditions of seep carbonates are variable and complex. Overall, our results show that apart from anoxic, oxic conditions are at least temporarily common in seep environments.     

Rare earth elements in seep carbonates as tracers of variable redox conditions at ancient hydrocarbon seeps

Marine hydrocarbon seeps are dynamic systems, which are typically reflected in complex lithologies of limestones forming at these sites. In order to test if seep limestones with their multiple generations of carbonate phases reflect variable redox conditions, the rare earth element (REE) patterns of limestones from five ancient hydrocarbon-seep localities, Hollard Mound (Middle Devonian), Iberg (Mississippian), Beauvoisin (Oxfordian), Canyon and Satsop River (Oligocene), and Marmorito (Miocene) have been investigated. The total REE contents vary widely (0.3–43.7 p.p.m.). Early microcrystalline phases tend to show higher contents than spatially associated later phases (microspar, sparite, and blocky cement). The shale-normalized REE patterns of the carbonates show both negative and positive Ce anomalies even for individual deposits, suggesting that the redox conditions varied significantly. It is apparent that in addition to anoxic conditions, oxic conditions were common in some ancient seep environments. Intermittent oxygenation is presumed to have resulted from abrupt changes in fluid flow.     

碳酸盐(岩)的稀土元素特征及其古环境指示意义

稀土元素主要通过交代碳酸盐矿物的Ca^{2+0进入碳酸盐格架,所以沉积碳酸盐(岩}的稀土元素特征能够很好的指示沉积流体来源和古环境。常用的稀土元素指标包括稀土元素总量(ΣREE)、稀土元素配分型式、以及La、Ce、Eu、Gd和Y等元素的异常指数。碳酸盐(岩)的稀土元素含量可能受到硅酸盐矿物、Fe-Mn氧化物/氢氧化物和磷酸盐等非碳酸盐组分以及成岩蚀变作用的影响。因此,在分析过程中,我们只有排除这些影响因素,才能用碳酸盐(岩)的稀土元素指标来探讨流体来源和古环境。这要求我们采集新鲜剖面上的样品,并用适当浓度的弱酸进行分步溶样,提取适当的组分,避免样品中的非碳酸盐组分干扰原始沉积组分的稀土元素特征。不同的沉积水体和沉积相下形成的碳酸盐(岩)具有不同的稀土元素特征:从太古宙到全新世的海相碳酸盐(岩)记录了LREE亏损、La正异常和高Y/Ho值的稀土元素特征;海底孔隙水的稀土元素特征则受氧化-还原条件、离子络合形式、孔隙流体来源的制约;热液流体具有LREE富集、Eu正异常的稀土元素特征;河水和湖泊有相对平坦的稀土元素特征。因此,碳酸盐(岩)的稀土元素特征具有重要的古环境指示意义。     

鄱阳湖流域赣江北支水体和沉积物中稀土元素的含量和分异特征

稀土的开发和广泛应用使得人们倍加关注其在环境中的分布及其环境地球化学行为。赣江作为鄱阳湖流域五大入湖河之一,发源于稀土资源富集的赣南地区,而其下游水体及周边地下水中稀土元素的含量和分异特征目前尚不完全清楚。以赣江北支水体及沉积物为研究对象,开展了稀土元素地球化学研究。结果表明,赣江北支水体中稀土元素总量在地表水中为230~1 146 ng/L(均值458.85 ng/L),地下水中为284~1 498 ng/L(均值634.94 ng/L),沉积物中稀土元素总量为177.9~270.7 mg/kg(均值226.99 mg/kg)。PHREEQC模拟计算表明,水体中的稀土元素主要以碳酸根络合物(REEC0₃⁺)的形式存在。地表水和地下水总体上均表现为重稀土元素相较于轻、中稀土元素富集,沉积物未表现出明显的富集特性;水体具有Ce、Eu负异常特点,而沉积物表现为Ce正异常和Eu负异常,指示氧化还原环境和水岩相互作用对稀土元素在水-沉积物系统中迁移转化的影响。地下水中稀土元素的含量沿流向具有上升趋势,而水体中重稀土元素的富集程度不断减弱,同时碳酸根络合物(REEC0₃⁺)的占比不断降低,反映水体中稀土元素的含量受到pH、胶体吸附、络合作用以及地下水-地表水相互作用的影响。水体中重稀土元素的富集受到碳酸根络合反应的影响,Ce、Eu负异常与Ce氧化沉淀和母岩特性相关。Gd异常值表明,研究区中下游水体中的Gd元素受到人为输入的影响。     

中国西北地区石炭系泥岩稀土元素地球化学特征及其地质意义

详细研究了中国西北地区石炭系泥岩的稀土元素地球化学特征。各样品稀土总量为18 86× 10 -6～ 6 2 0 4× 10 -6,变化较大 ,其中祁连地区REE总量为 76 49× 10 -6～ 6 2 0 4×10 -6,甘肃永昌煤山子剖面的稀土总量最高 ,新疆北部地区泥岩和灰岩 (泥灰岩 )的稀土总量均较低。各泥岩样品的轻稀土富集 ,Eu负异常 ,δEu介于 0 44～ 0 90之间 ,δCe部分为正异常 (>1) ,部分为负异常 (<1)。研究区样品的Sm含量与北美页岩样品相比为正异常 ,Dy出现负异常的样品较多。根据稀土元素δCe和Ceanow的变化 ,反映当时新疆北部地区水介质环境大部分为缺氧的还原条件 ;祁连地区为海陆过渡环境 ,部分为氧化条件 ,另一部分为缺氧的还原条件 ,这与其他相标志所显示的结果是一致的。根据稀土元素组合及比值的变化 ,显示物源区母岩为花岗岩和玄武岩的混合来源 ,稀土分布模式均为轻稀土富集、重稀土亏损型 ,重稀土配分曲线较为平坦 ,显示源岩为粘土岩、花岗岩和中性岩的混合来源。     

重庆高燕锰矿床含锰碳酸盐岩稀土元素特征

重庆城口高燕锰矿属于大型碳酸盐锰矿床。文章在系统野外地质调查及样品采集基础上,结合前人研究工作,采用等离子质谱仪(ICP-MS)分析了高燕矿区师家沟、板相沟及750平硐样品的稀土元素含量。分析结果显示,其稀土元素总量范围49.79×10~(-6)~281.24×10~(-6),平均含量125.92×10~(-6);轻重稀土比值范围1.79~3.58,显示轻稀土元素富集,且轻稀土元素之间的分馏程度高于重稀土元素;w(La)/w(Ce)=0.36~0.93,δEu=1.13~2.96,呈现弱正铕异常;δCe=2.09~5.84,有强的正铈异常。认为含锰碳酸盐岩形成于强还原的碱性环境沉积过程中,且有热水参与,成岩成矿的温度小于250℃,锰富集阶段处于滨岸的高能环境中。CeS10在本区具有示矿作用。     

海底天然气渗漏系统微生物作用及冷泉碳酸盐岩的特征

海底天然气渗漏系统是全球海洋环境中广泛分布的自然现象。部分渗漏天然气通过细菌作用转变为二氧化碳,同时海水硫酸盐被还原为硫化氢, 与孔隙水中的钙和铁结合而沉淀冷泉碳酸盐岩。冷泉碳酸盐岩的常见矿物有微晶方解石、文石、白云石和黄铁矿。冷泉碳酸盐岩常发育一些特殊的组构, 如黄铁矿环带结核、溶蚀面、平底晶洞、凝块和向下生长的叠层石组构等。碳酸盐岩特别负的δ13C值指示碳来源于生物成因的甲烷, 而18O富集可能与天然气水合物的分解有关。冷泉碳酸盐岩中黄铁矿的δ34S值低于海水的, 这指示硫来源于微生物还原的海水硫。冷泉碳酸盐岩中的生物标志化合物及其极负的δ13C值指示微生物的生命代谢活动。     

Oil seepage and carbonate formation: A case study from the southern Gulf of Mexico

Oil seeps from the southern Gulf of Mexico can be regarded as natural laboratories where the effect of crude oil seepage on chemosynthesis‐based communities and carbonate precipitation can be studied. During R/V Meteor cruise 114 the seep sites UNAM (Universidad Nacional Autónoma de México) Ridge, Mictlan Knoll and Tsanyao Yang Knoll (Bay of Campeche, southern Gulf of Mexico) were investigated and sampled for authigenic carbonate deposits containing large amounts of liquid oil and solid asphalt. The δ¹³C values of individual carbonate phases including: (i) microcrystalline matrix aragonite and calcite; (ii) grey, cryptocrystalline to microcrystalline aragonite; and (iii) clear, fibrous aragonite cement, are between ?30‰ and ?20‰, agreeing with oil as the primary carbon source. Raman spectra reveal that residual heavy oils from all sites are immature and most likely originate from the same reservoir. Geochemical batch modelling using the software code PHREEQC demonstrates how sulphate‐driven oxidation of oil‐derived low‐molecular to high‐molecular weight hydrocarbons affects carbonate saturation state, and shows that the oxidation state of carbon in hydrocarbon compounds and oxidation rates of hydrocarbons control carbonate saturation and precipitation at oil seeps. Phase‐specific trace and rare earth element contents of microcrystalline aragonite and calcite, grey cryptocrystalline aragonite and clear aragonite were determined, revealing enrichment in light rare earth elements for grey aragonite. By comparing trace element patterns of carbonates with those of associated oils, it becomes apparent that liquid hydrocarbons constitute an additional source of trace metals to sedimentary pore waters. This work not only demonstrates that the microbial degradation of oil at seeps may result in the precipitation of carbonate minerals, it also elucidates that trace metal inventories of seep carbonates archive diagnostic elemental patterns, which can be assigned to the presence of heavy hydrocarbons in interstitial pore waters.     

西藏高原沱沱河盆地渐新世-中新世湖相碳酸盐岩稀土元素地球化学特征与正铕异常成因初探

对采自沱沱河盆地通天河剖面渐新世雅西措群和中新世五道梁群地层中的湖相灰岩和白云岩样品进行了稀土元素和微量元素分析。研究结果表明,湖相碳酸盐岩稀土元素总量（∑REE）变化于36.23×10-6～189.64×10-6,28件样品平均值为78.58×10-6。稀土元素的页岩标准化配分形式具有中组稀土富集的特点,正铕异常极为明显,在渐新统与中新统界线处Eu/Eu*比达到最大值7.15,这也是首次在陆地湖泊沉积记录中观察到的正Eu异常。根据稀土元素的分布以及Eu与Ba含量的同步变化特点,提出该区湖相碳酸盐岩中Eu的异常富集可能与湖底喷流热水有关。 