黔北白云岩红色风化壳元素地球化学特征

选取贵州高原喀斯特地区典型白云岩风化剖面作为研究对象,探讨了红土剖面元素迁移特征及其影响因素,为进一步认识红色风化壳元素地球化学特征提供依据。结果表明:（1）红土剖面中土壤样品（XPS-4~XPS-25）Fe、K、Mn常量元素及Co、Pb、Zn微量元素的分布曲线相对于其他元素靠近 UCC,元素Mg、Ca、Na、Ti和 Li、Cr、Ba、V 的数据点则显著偏离了上部陆壳的平均组成。（2）元素对协变分析得出Ti与Fe、Ba和V的积累特征一致,呈增加趋势;Ti与Mg呈反向变化特征。（3）以Ti为参比元素的剖面迁移特征表明,绝大部分元素的地球化学行为表现为迁移淋失,仅 Fe 、Cr和V 富集。K、Ba总体上呈迁出趋势,个别层段有轻微富集;Na和Co在风化原岩处有一个富集端点。元素在风化过程中的迁移聚集与土壤剖面的pH值和剖面结构变化、粘土矿物和有机质等的吸附有关。      

贵州碳酸盐岩风化壳主元素、微量元素及稀土元素的地球化学特征

选取贵州高原喀斯特地区的典型碳酸盐岩原生风化剖面为研究对象,研究主元素、微量元素及稀土元素在风化壳的迁移转化及其分布规律特征,为解释碳酸盐岩风化壳元素的地球化学变化提供依据。结果显示,从上陆壳标准化蛛网图可知,Pb、Co在剖面富集,而Na、K、Cr、Rb、Sr和Ba则亏损。风化壳∑REE的变化范围为167.4~1814.2μg/g,稀土元素从剖面下部往上逐渐减少,剖面中上部LREE比HREE淋滤程度大。稀土元素球粒陨石标准化后Ce正负异常,Eu轻微负异常。以风化前缘为分界,在风化前缘以下的土层,Ce负异常,风化前缘以上的土层,Ce正异常。此外,在风化壳岩土界面附近存在一个明显且突变的碱性障,岩土界面土样的元素含量较岩粉平均增加了21倍。我们的研究显示,风化剖面主元素和微量元素的变化波动特征较为一致,说明主元素和微量元素在风化过程中的地球化学行为较为一致。铁壳层中稀土元素的含量最低,与上陆壳稀土元素十分相近,为研究上陆壳与碳酸盐岩铁壳层之间的相互联系起到了一定的借鉴作用。     

粤北碳酸盐岩化学风化过程中的元素地球化学行为

碳酸盐岩化学风化对于大型水系以及海水的化学组成具有重要的影响。然而,当前对碳酸盐岩化学风化过程中元素的迁移特征及其控制机制的认识尚存一些争议。本文通过报道粤北地区的一个典型碳酸盐岩风化剖面的矿物组成和主元素、微量元素含量的变化特征,试图探讨碳酸盐岩化学风化过程的元素地球化学行为。结果显示,碱土金属Ca、Sr大量迁出剖面,这与碳酸钙的溶解直接相关;而其他碱金属-碱土金属元素则发生了不同程度的富集,可能归因于黏土矿物对这些元素的吸附;过渡金属元素也存在明显的富集现象,可能与Fe、Al的氧化物/氢氧化物对其的吸附有关。平均上地壳(UCC)标准化的稀土元素(REE)图解显示,相对新鲜的母岩,风化产物中的稀土元素发生了显著的富集与分异,同时伴随着Ce的显著负异常(δCe=0.30~0.84)。本剖面上REE的迁移和再分配主要受控于介质p H值的变化:在近中性的条件下,碳酸根离子可以和REE形成稳定的络合物,显著提高了REE迁移能力,并在碱性较强的层位之上富集和再分配。然而,由于重稀土元素(HREE)的原子半径小于轻稀土元素(LREE),造成HREE与碳酸根络合物的稳定性显著大于LREE,最终导致碳酸盐岩风化过程中HREE的富集程度明显超过LREE。     

热带地区碳酸盐岩上覆红色风化壳的成因机理及元素演化

开展热带岩溶地区红色风化壳元素地球化学演化规律研究,有助于丰富碳酸盐岩风化成土理论的认识。在越南北部选取典型的碳酸盐岩风化剖面,分析热带气候条件下碳酸盐岩上覆红色风化壳中主量元素的物质来源和演化特征。结果表明:无论Ti/Zr的元素比值分析,Hf-Zr、Nb-Ta及Sm-Nd的元素对协变分析,还是上地壳元素平均值(UCC)标准化分析,两个剖面的上覆风化壳均显示原地残积的特征,即两个剖面是碳酸盐岩的原位风化产物。碳酸盐岩风化成土过程中,CaO、MgO淋失明显,Al_2O_3和Fe_2O_3发生富集,显示两个剖面均经历较强的风化过程,但是白云岩和灰岩剖面有一定的分异特征。越南北部白云岩风化剖面从基岩到上部土层显示出稳定的Ti-Fe元素共富集特征,而灰岩剖面中Fe的增长速率明显超过Ti。白云岩上覆风化壳经历了强烈的风化作用,其脱硅作用弱于灰岩风化剖面,而富集铝的作用强于灰岩。迁移系数的演化规律说明两个剖面中长石成分(钾长石、钠长石等)或次生矿物(伊利石等)在风化成土过程中逐渐分解,同时Al、Fe、Si等稳定元素的在风化剖面中不断富集。     

冀北蓟县系铁岭组古风化壳稀土元素富集规律及古环境意义

冀北地区蓟县系铁岭组顶部普遍发育一套古风化壳,该层位轻稀土元素和Rb均出现显著的富集现象。为了进一步探讨风化过程中元素的迁移规律以及古环境特征,文章对该套古风化壳开展了详细的地球化学研究。结果表明,古风化壳中轻稀土元素、Rb和Ti等含量自下而上表现为“先升高,后降低”的分布规律,且随着风化层中黏土物质的增加而升高,在中上部黏土岩中达到富集的峰值,推测与黏土矿物的吸附作用相关;古风化壳δCe正异常、δEu明显的负异常等特征指示轻稀土元素主要富集于中上部的氧化环境,且氧化作用越强越富集;化学蚀变指数CIA介于53.54~79.50,风化淋滤指数BA变化范围为0.39~1.08,共同指示了风化壳形成于温暖湿润的气候环境。综合稀土元素、微量元素和La/Yb-∑REE图解显示,风化壳稀土元素和微量元素主要来源于下伏铁岭组碳酸盐岩以及火山岩浆活动。     

广东惠东地区离子吸附型稀土矿床地球化学特征

摘要：运用岩石地球化学方法,对广东惠东地区离子吸附型稀土矿床的地球化学特征进行研究。结果显示,风化壳中元素含量及配分特点总体上取决于母岩,但稀土元素在继承母岩稀土元素的基础上含量进一步富集,且各风化层中元素含量变化与风化作用之间具有一定相关性。WIG指数相较于CIA指数能更有效地描述风化壳风化强度,风化壳中稀土元素迁出富集与WIG指数及元素迁移系数具有一定规律性,轻稀土元素多在全风化层上部富集,而重稀土元素在全风化层下部及半风化层明显迁入富集,Ce、Eu均具明显负异常。     

昆明石林碳酸盐岩红色风化壳元素地球化学特征

以昆明石林两个典型红土剖面为研究对象,探讨了主量元素及稀土元素在化学风化作用下的迁移特征及分布规律,为进一步认识碳酸盐岩风化剖面的演化过程以及红土剖面的物质来源提供地球化学依据。两个红土剖面的研究结果显示:(1)SiO_2、Al_2O_3和Fe_2O_3~T是两个剖面红土样品的主要成分,三者占到总量的80%以上,其中又以SiO_2的含量最高;(2)化学蚀变指数CIA(90以上)较高,硅铝系数和硅铁铝系数较低,显示出两个红土剖面经历了较强的风化淋溶作用,体现出研究区亚热带高原气候,温暖湿润的化学风化环境;(3)两个剖面稀土元素含量较高,范围分别在211.51×10~(-6)~416.40×10~(-6)和290.67×10~(-6)~626.89×10~(-6)之间,其稀土配分曲线均具有Eu亏损的轻稀土显著富集型特征,两个剖面都表现出轻稀土元素间分异较大而重稀土元素间分异较小的特征,这主要与剖面风化成土过程中的三价氧化物的强烈固定作用有关,且KP剖面的轻稀土元素分异更明显;(4)两个剖面经历了相似的风化迁移过程,结合元素对Al_2O_3-TiO_2、Al_2O_3-Fe_2O_3~T、Y-Yb相关性分析以及SiO_2/Al_2O_3-Na_2O/Al_2O_3相关图解可以得出,KP和CH剖面是由于下伏基岩风化而来。     

不同气候带花岗岩风化过程中稀土元素的地球化学行为

本研究选择中国东部主要的花岗岩分布区中位于中温带、暖温带和热带的8个花岗岩风化壳作为研究对象,对比研究了不同气候环境下花岗岩风化过程中稀土元素(REE)的分布规律及其演化特征。结果表明,各气候带的花岗岩风化壳的REE分布具有一定的共性规律,风化产物的REE总量相对基岩都有不同程度的富集,且都表现出轻稀土(LREE)相对重稀土(HREE)富集以及一定程度的Eu负异常。由于REE的迁移和淋滤,导致其在风化壳内的再分配。通常REE在半风化层富集,p H值和粘土矿物含量等内因变化是导致这一现象的主要因素。对于少数表层REE富集的现象,如SD-DG、HN-3剖面,气候环境与地质条件等外因则是这一现象的主导因素。受海洋性气候影响显著的风化壳(QHD-1,HN-3),以基岩为标准,容易发生HREE富集的轻、重稀土分异的现象。大部分花岗岩风化壳中,Ce通常在剖面上部出现正异常,而在下部出现与之互补的Ce负异常。     

川北韩家店组页岩风化过程的矿物学与元素地球化学研究

风化作为一种重要的地表作用,能造成岩石崩解或分解,并使岩石在结构或成分上不同于基岩。为研究页岩风化过程中矿物转变机制及主微量元素变化规律,以四川北部江油地区韩家店组页岩风化剖面为实例,采用薄片鉴定、全岩X射线衍射、X射线荧光光谱和等离子体质谱等方法,对不同风化层及基岩层的矿物成分及主微量元素进行研究。结果表明,与基岩相比,风化层中方解石和长石等矿物占比降低,石膏和黏土矿物等次生矿物生成;根据元素地球化学质量迁移系数计算得出：与基岩相比,风化层中Mg、Ca、Fe、Mn、Sr和U等元素明显亏损,Pb、Zn、Cu、Rb和Cs等元素富集。风化层中稀土元素含量增加,可能是风化生成的黏土矿物吸附稀土元素导致的。根据化学蚀变指数（CIA=69.51～76.21）判断该剖面属于中等风化程度,A-CN-K图解显示剖面处于脱Ca和Na早期风化阶段。根据垂向剖面上Si/Al、Ca/Al、Mg/Al、Na/Al、K/Al和P/Al等元素比值变化规律及样品中元素Pearson相关分析得出,方解石和磷灰石等矿物发生了不同程度的分解,次生矿物铁锰氧化物和伊利石等生成。因此,风化剖面矿物转变及元素活动耦合性研究对于揭...     

秭归地区闪长岩岩体风化壳微量元素地球化学特征

通过对秭归地区闪长岩岩体风化壳中微量元素的分布规律研究,将该风化剖面中的微量元素划分为3类。第一类包括Sc、V、Cr、Co、Ni、Cu、Zn、Zr、Hf、Nb、Ta、U、Th、Mo、W,基本属于非活动性元素,在风化过程中得以有效保留,其中U、Cr、Cu等受氧化还原条件的影响,有时呈局部富集现象,规律性不明显。第二类以Ca、Rb、Cs、Sr、Ba、Pb、Ga、Gd、Tl为代表,随着风化作用的进行而逐步从风化壳中淋失,属活动性元素。第三类以稀土元素为代表,在风化壳内部发生局部的再分配,从剖面上层随风化溶液向下淋滤亏损,到剖面中下部沉淀富集,其中重稀土元素的淋失程度大于轻稀土元素。由于母岩中斜长石的风化淋滤,Eu在氧化环境下逐渐从正异常变为负异常。Ce在地表氧化条件下很容易生成四价氧化物（方铈石）,并在表层明显富集,剖面介质中氧化还原条件的变化导致Ce的波动变化。     

滇西陇川营盘山离子吸附型稀土矿稀土元素分布特征

滇西陇川地区广泛分布着白垩纪至古近纪中酸性花岗岩,以邦棍尖山为代表的岩体花岗岩稀土含量较高,经复杂的风化淋滤作用,岩体中的稀土元素在风化壳中迁移、富集成矿,陇川营盘山稀土矿即为近年新发现的该类型矿产地之一。为研究新发现的营盘山稀土矿稀土元素分布特征、富集规律及稀土配分特征,利用电感耦合等离子体质谱仪(ICP-MS)分析成矿母岩及其风化壳不同风化程度样品稀土分量,结果表明:风化壳各层位稀土元素分布特征相比母岩具有明显的继承性,随风化程度升高,轻重稀土分馏程度升高,轻稀土在全风化层上部相对富集,且随风化程度升高轻稀土富集程度升高,而重稀土的富集程度则逐渐减弱,Gd是风化壳富集能力最强的元素,Dy富集能力最弱,Ce富集在近地表,重稀土具有更强的向下迁移能力。同时,研究发现该稀土矿床的稀土配分特征为低钇、铕,富镧、铈、钕。     

皖南姚村岩体花岗岩风化壳稀土元素赋存特征

皖南地区花岗岩风化壳中稀土元素普遍富集，局部已成为矿床，其中，郎溪县姚村岩体风化壳富集程度较高。LA- ICP- MS锆石U- Pb定年表明，姚村花岗岩体的形成年龄为127. 9±1. 4 Ma，属于皖南地区燕山期晚期岩浆作用的产物。风化壳可细分为残坡积层（A）、强半风化层（C1）、过渡层（C2）、弱半风化层（C3）和基岩（D） 5层。稀土总量在纵向剖面上呈“波浪式”分布，各层稀土分布型式表现出对原岩的继承性。风化壳稀土配分型式与基岩一致， 富集LREE，轻重稀土分馏明显\[(La/Yb)N=15. 6\]，但总含量明显更高。基岩∑REE为338×10-6，半风化层∑REE最高达642×10-6，富集约两倍。风化壳物质由风化残余主矿物（石英、钾长石、斜长石、黑云母）、黏土矿物（高岭石、埃洛石、伊利石、三水铝石等）和副矿物（锆石、磷灰石、榍石等）等组成。黏土矿物以伊利石含量最高，指示风化壳发育不成熟。REE与埃洛石含量明显正相关，与其他黏土矿物关系不明显。（含）稀土矿物（尤其是榍石）对风化壳中稀土元素的贡献量超过 50%，其次为斜长石，是风化壳中REE的重要来源。     

Geochemistry of red residua underlying dolomites in karst terrains of Yunnan-Guizhou Plateau: II. The mobility of rare earth elements during weathering

The aim of this study is to characterize the evolution of the rare earth elements (REE) in the Pingba red residua on karst terrain of Yunnan-Guizhou Plateau. The in-situ weathering and the two-stage development of the profile had been inferred from REE criterions. The REE were significantly fractionated, and Ce was less mobilized and separated from the other REEs at the highly enriched top of the profile. This is consistent with the increase of oxidation degree in the regolith. And it is also suggested that the wet/dry climate change during chemical weathering caused Ce alternative change between enrichment and invariance in the upper regolith. Chondrite-normalized REE distribution patterns for samples from dolomites and the lower regolith are characteristic of MREE enrichment and remarkable negative Ce-anomalies patterns (similar to the convex-up REE patterns). The following processes are interpreted for the patterns in this study: (1) the accumulation of MRRE-rich minerals in dolomite dissolution, (2) water–rock interaction in the weathering front, and (3) more leaching MREE from the upper part of the profile. The latter two explanations are considered as the dominant process for the formation of the REE patterns. Samples from the soil horizon exhibit typical REE distribution patterns of the upper crust, i.e., La_N/Yb_N=10 and Eu/Eu*=0.65. All data indicate that the leaching process is very important for pedogenesis in this region. The experiments demonstrating that abnormal enrichment of REE at the upper regolith–bedrock interface is caused by a combination of volume change, accumulation of REE-bearing minerals, leaching of REE from the upper regolith, and water–rock interaction during rock–soil alteration processes. Our results support the conclusion that the weathering profile represents a large, continental elemental storage reservoir, whereas REE enrichment occurs under favorable conditions in terms of stable tectonics, low erosion and rapid weathering over sufficiently long time.     

赣南小流域水体中稀土元素的地球化学特征

本文以赣南小流域水体为研究对象,利用VG Axiom高分辨多接受双聚焦等离子体质谱仪测定了水体中溶解态稀土元素(DREE)的含量,分析了水体中DREE的分布分异机制,并探讨了稀土元素(REE)产生分异的原因.结果表明,赣南所有的采样区水体中Ce都表现为负异常,说明其在风化壳中少活化.受自然风化作用控制为主的水体相对于页岩除Ce亏损、Eu富集外产生的分异很小,其中Eu的正异常源于Eu富集矿物的优先溶解;蒸发盐矿影响下的水体相对于自然作用为主的水体DREE没有发生明显分异;受稀土矿影响的水体中重稀土元素(HREE)富集、Eu负异常的分布模式继承了稀土矿区风化壳的特征;赣州市下游干流水体中中稀土元素(MREE)富集、Eu负异常的分布模式主要是人为影响的结果.     

皖南姚村岩体花岗岩风化壳稀土元素赋存特征

皖南地区花岗岩风化壳中稀土元素普遍富集，局部已成为矿床，其中，郎溪县姚村岩体风化壳富集程度较高。LA- ICP- MS锆石U- Pb定年表明，姚村花岗岩体的形成年龄为127.9±1.4 Ma，属于皖南地区燕山期晚期岩浆作用的产物。风化壳可细分为残坡积层（A）、强半风化层（C1）、过渡层（C2）、弱风化层（C3）和基岩（D）五层。稀土总量在纵向剖面上呈“波浪式”分布，各层稀土分布型式表现出对原岩的继承性。风化壳稀土配分型式与基岩一致， 富集LREE，轻重稀土分馏明显(La/Yb)N=15.6），但总含量明显更高。基岩∑REE为338×10-6，半风化层∑REE最高达642×10-6，富集约两倍。风化壳物质由风化残余主矿物（石英、钾长石、斜长石、黑云母）、黏土矿物（高岭石、埃洛石、伊利石、三水铝石等）和副矿物（锆石、磷灰石、榍石等）等组成。黏土矿物以伊利石含量最高，指示风化壳发育不成熟。REE与埃洛石含量明显正相关，与其他黏土矿物关系不明显。（含）稀土矿物（尤其是榍石）对风化壳中稀土元素的贡献量超过百分之五十，其次为斜长石，是风化壳中REE的重要来源。     

试论有机质在华南花岗岩风化壳REE溶出、迁移和富集中的作用

通过实验研究，论证了花岗岩风化壳中存在有机质，含有丰富的一元脂肪酸和二元脂肪酸，腐殖酸及多糖化合物。ＲＥＥ能以ＲＥ（Ｈ２Ｏ）配位离子从原岩溶出，一些有机介质和无机介质有助于ＲＥＥ从原岩溶出、迁移，其中以脂肪酸溶出量最高。溶出过程配位反应与水解反应同时出现，溶出和在风化壳中保留同时进行，反应受ｐＨ控制。风化壳中ＲＥＥ存在有机结合形态，可能与长链酸或腐殖酸关系比较密切。活性态ＲＥＥ除了与粘土矿物关系密切外，可能与多羟基化合物或多糖有关。     

吉林省桦甸油页岩中稀土元素和微量元素的研究

对桦甸油页岩及其灰渣的矿物成分、主量元素、稀土元素和微量元素含量进行测定。结果表明：油页岩中稀土元素含量低于北美页岩(NASC)中的平均含量,REE球粒陨石标准化的分布模式曲线表现为负斜率,(La/Yb)_N的平均值大于1,属于轻稀土富集型;REE北美页岩标准化的分布模式曲线较平缓,（La/Yb）_S的平均值接近于1,轻重稀土分馏不明显。与球粒陨石和北美页岩相比,Eu有较严重的正异常。油页岩中的微量元素与北美页岩和地壳的平均值相比较,Sb、Nb、Cs、Zn、Bi、W等元素具有较高的富集度。油页岩灰渣中稀土元素和微量元素富集度均高于油页岩。     

西藏尕尔勤铜矿床花岗闪长斑岩地球化学特征及成矿作用研究

对尕尔勤铜矿床花岗闪长斑岩及其锆石的稀土元素进行了分析,并对其成矿作用进行了研究。结果表明,花岗闪长斑岩稀土元素总含量变化范围不大（ΣREE=48.64×10-6~78.12×10-6）,LREE/HREE=8.67~11.68,所有样品都呈轻稀土元素相对富集、重稀土元素亏损的右倾型分配模式;δEu由弱负异常→弱正异常演化,这是因为地幔底辟作用引发地壳部分重熔形成长英质岩浆的过程中,逐步消弱了结晶分异导致的负Eu异常进而出现弱的正Eu异常。锆石具有典型的振荡环带,稀土总量较高（ΣREE=735.78×10-6~6792.10×10-6）,相对亏损轻稀土,富集重稀土,正Ce异常明显,并呈现弱的负Eu异常,这是因为在地幔流体作用下,重稀土元素及Ce较其它轻稀土元素更容易进入锆石晶格所致,Eu呈弱的负异常则是成岩后期岩体受氧化淋滤所致。综合分析,揭示出地幔流体作用导致花岗闪长斑岩具有壳幔混染甚至成矿特征,同时还能透过岩浆与围岩发生物质和能量的交换,导致变质砂岩成矿的成因机制。      

Geochemical and mineralogical characteristics of recent clastic sediments from lower Godavari river: Implications of source rock weathering

The major, trace and rare earth elements geochemistry and clay mineral compositions in the river bed sediments from lower reaches of Godavari river suggest that they are derived from weathering of felsic rocks. Trace and rare earth elemental compositions indicate evidence of sedimentary sorting during transportation and deposition. Lower concentrations of transition elements, such as V, Ni and Cr imply enrichment of felsic minerals in these bed sediments. The REE pattern in lower Godavari sediments is influenced by the degree of source rock weathering. The light rare earth elements (LREE) content are indicating greater fractionation compared to the heavy rare earth elements (HREE). A striking relationship is observed between TiO₂ and gZREE content suggesting a strong control by LREE-enriched titaniferous minerals on REE chemistry. Shale-normalized REE pattern demonstrate a positive Eu anomaly, suggesting weathering of feldspar and their secondary products, which are enriched in Eu. Chondrite-normalised REE pattern is characteristic of felsic volcanic, granites and gnessic source rocks. Trace elemental compositions in sediments located near urban areas suggest influence of anthropogenic activity. Chemical Index of Alteration (CIA) is high (avg. 65.76), suggesting a moderate chemical weathering environment. X-ray diffraction analysis of clay fraction shows predominance of clay minerals that are formed because of the chemical weathering of felsic rocks.     

滇西临沧花岗岩中段离子吸附型稀土矿成矿特征研究

滇西临沧花岗岩中段岩性主体为黑云母二长花岗岩,是离子吸附型稀土矿的天然成矿母岩。研究区湿热的气候使得在地势相对平缓的中山地区形成巨厚的花岗岩风化带,依据风化程度由地表至基岩依次分为腐殖土层、亚黏土层、全风化层、半风化层、弱风化层和新鲜基岩。全风化层是本区离子吸附型稀土矿的主要赋矿层位,该层位元素地球化学特征显示,经过风化后稀土元素发生了富集和分馏,稀土矿化是以轻稀土为主。轻稀土又以La和Ce这两种元素为主。依据本区不同地貌类型建立了倾缓的山脊、平缓的山顶和低缓的山丘3种离子吸附型稀土矿成矿模式。