安徽淮北平原钙质结核土分布及成因年代研究

提出了钙质结核土的概念,并详细研究了安徽淮北平原钙质结核土的分布规律、成因年代以及钙质结核的类型。通过地质调查、试验和勘探,并参阅工程勘察报告和文献资料,分析了安徽淮北平原钙质结核土的埋藏和分布规律,绘制了淮北平原钙质结核土平面分布图及典型地层剖面图。钙质结核土分布在淮北平原河间地块、洼地及黄泛平地上,结核层的埋藏标高与地面标高变化基本一致。在剖面上,从上到下,钙质结核一般为雏形钙质结核、完形钙质结核和钙质硬磐层,其粒径和含量随深度增大而增大,在常年地下水位附近常形成钙质硬磐层;根据14C测定的年龄分析,在剖面上,雏形钙质结核、完形钙质结核和钙质硬磐层三种形态的钙质结核年龄逐渐增大     

阿拉善沙漠植物钙质根管:形态特征、分类及其环境指示意义

在系统总结前人对植物钙质根管定义及形成机制的基础上,采用形态学方法对阿拉善沙漠26组不同形态的植物钙质根管进行了分类,初步统一了我国植物钙质根管的定义及其分类;通过统计阿拉善沙漠不同类型植物钙质根管在全新世的数量分布,探讨了其分布特征可能蕴含的古环境意义。结果表明,植物钙质根管是陆生植物形成的次生碳酸盐结壳,包括钙质根套、绕根结核、根模具、根导管和根状结核五种类型。其中钙质根套和绕根结核的形成受到植物生长及其根围微生物活动的影响,而根模具、根导管和根状结核的形成则不受上述作用的影响。据此将阿拉善沙漠植物钙质根管分为钙质根套和绕根结核两种类型。这两类植物钙质根管在不同时期的相对数量百分比能够指示植物钙质根管形成时期有效湿度的高低,绕根结核数量百分比较高能够指示较高的有效湿度,而钙质根套数量百分比较高则指示了较低的有效湿度。因此,从植物钙质根管中能够提取丰富的古环境信号,并将其运用于沙漠地区的古环境研究中。     

灵台风尘堆积中钙质结核的地球化学研究

通过对甘肃灵台风成黄土－古土壤－红粘土序列中钙质结核的野外分布及形态特征观察,并对主元素和微量元素进行化学分析,发现结核中氧化物活动给分和惰性组分含量的比值在剖面中自下而上逐渐变大,反映了结核形成时其上覆土层所经历的淋溶程度逐渐增强;而ＭｇＯ含量校正后的ＭｇＯ／Ｃａｏ比值则逐渐减小,批示结核形成时环境温度逐渐降低。灵台剖面自下而上不同层位结核中Ｓｒ／Ｂａ比值及ＣａＣＯ３含量的变化同氧化物含量及比值     

冀西北黄土钙质结核形态及其成因动力学特征与地层环境意义

论述了冀西北山间盆地区黄土钙质结核的个体特征及群体分布特点，结合地层的时代划分，总结了钙质结核的地层学意义：中更新统结核个体大，外形多呈块状，内部以均质结构为主，在剖面中常密集成层分布；上更新统结核个体较小，多呈姜状或球状，同心结构居多，分布较稀疏。根据钙质结核在盆地内的空间分布，提出形成钙核的ＣａＣＯ３成分部分可能来自于盆地边缘基岩区，按照结晶动力学原理对钙核的形成过程进行了分析，并在此基础上，对不同特征钙质结核的形成环境进行了讨论。     

南海北部琼东南盆地BD19-2-2井中新世钙质超微生物地层及沉积环境

对南海北部琼东南盆地BD19-2-2井中新世地层中的钙质超微进行了定量和半定量分析,发现井段上部1800~2550m地层化石较丰富,而下部2574~3100m化石丰度及分异度明显降低;根据钙质超微化石标志种的存在,对该井的生物地层进行了划分,在1800~3100m井段地层中识别出9个钙质超微化石带或联合化石带,地层时代为早中新世至晚中新世,同时探讨了钙质超微划分下中新统-中中新统、中中新统-上中新统界线的化石标志。依据钙质超微化石总丰度、分异度及特征性环境指示种丰度的逐渐变化,确认BD19-2-2井从早中新世至晚中新世经历了4个沉积环境演化阶段,海水深度由浅变深,海水变暖。     

黄东海浅水区海底钙质结核及其成因的研究

在海图上早就以“砾石”符号表示了南黄海一带钙质结核(下文简称结核)的存在。但1958年全国海洋综合调查之后,它们的分布范围才初步被确定下来,并以明确的符号标於底质图上。不过始终没有人去探索这些结核的特征和成因。近年来,由於海洋调查的广泛展开,它的存在引起了不少海洋地质工作者的兴趣,相继对它进行了多方面的研究。但在它的成因方面,众说纷纭:有的认为是海底自生的,至今仍在不断地生长;有的则认为,除了自生之外,还有一种结核是属于被海水淹没的黄泛区物质,     

试论大洋多金属结核成矿物质火山性来源

探讨多金属结核成矿物质来源对研究多金属结构形成和分布规律具有十分重要的意义。本文在东太平洋海盆多金属结核中火山物质研究及海水玄武岩反应实验研究基础上,通过对海底热液活动等资料的综合分析,认为结构成矿物质与火山活动密切关系,其主要来源于火山活动、岩浆絷液活动以及玄武岩类火山物质的海解作用等。     

湖南茶陵盆地晚白垩世古降水氧同位素

在岩相、阴极发光分析基础上,对湖南茶陵盆地戴家坪组成壤钙质结核进行了碳、氧同位素测试,重建了该区晚白垩世古降水的氧同位素。分析结果显示,戴家坪组发育钙质古土壤,背景岩性以洪积扇环境下形成的副砾岩为特征;钙质结核主要由棕红色微晶方解石基质和浅红色方解石脉构成,前者的阴极发光呈微弱橘红色或不发光,后者发光呈明亮橘黄色;钙质结核的δ18O值（VPDB）介于-7.96‰~-11.35‰之间,δ13C值（VPDB）为-7.30‰~-8.24‰。综合方解石构成、阴极发光和氧同位素表明,钙质结核存在两期方解石沉淀作用。依据氧同位素分布特征,在样品CL-11C4的δ18O值（VPDB）中识别出2条大气方解石线（MCLs）,分别为（-9.04±0.18）‰和（-8.03±0.11）‰。进一步根据古纬度和地表温度,估算出茶陵地区晚白垩世晚期的大气降水δ18O_w值（VSMOW）为-5.76‰~-6.80‰,与北美近似纬度地区同期的降水一致,为白垩纪水文循环模型及古大气环流模拟提供了基础参考数据。     

贵州关岭上三叠统瓦窑组中碳酸盐岩结核形成的生物作用

贵州省关岭县新铺乡附近的晚三叠世早期地层瓦窑组底部产具重大科学意义的关岭生物群。关岭生物群产出地层中伴有大量大型碳酸盐岩结核。这些结核中部都有植物茎干,结核内的海百合、双壳、菊石、牙形刺等生物化石含量明显高于结核周围的岩石,且有许多生物化石直接附着在植物茎干上。这类结核的形成,除化学沉积作用外,还有生物作用的影响。海百合、双壳类和菊石类栖息在植物茎干上营假浮游生活,随着栖息生物量和化学沉积物灰泥的增加,逐渐沉积在海底形成结核。     

海底热液循环中矿物沉淀过程数值模拟

为了探索高渗透性洋壳中高温热液循环系统的形成机制,以数值模拟为手段研究热液循环中的矿物沉淀过程及其对洋壳渗透率的反馈.在热液对流-矿物反应模型中考虑了硬石膏、黄铁矿和黄铜矿的沉淀和溶解反应,基于矿物的溶度积计算矿物的沉淀/溶解量,并将其转换为渗透率的变化.结果显示,黄铁矿和黄铜矿分布于350~380℃等温线范围内,并随着热液温度升高而逐渐向海底推移.海水被加热及与热液混合过程中沉淀出硬石膏,在热液上升通道两侧形成低渗透性的烟囱状结构,降低了海水-热液混合程度从而使热液温度升高.高温热液通道建立后,便会有更多的金属物质随着高温热液被运输至浅层洋壳或海底.模拟结果为理解海底高温热液喷口的形成机制提供了借鉴.      

四川盆地中侏罗统沙溪庙组钙质结核的碳、氧同位素特征

四川盆地中侏罗世是恐龙最为繁盛的时期,该时期的沙溪庙组中广泛分布有成土作用形成的钙质结核,对此钙质结核的碳、氧同位素组成进行分析,结果表明,钙质结核的δ18O值在-10.50‰～-7.783‰(PDB)之间,平均值为-9.34‰,δ13C值在-9.30‰～-5.07‰(PDB)之间,平均值为-7.06‰。钙质结核的δ13C值表明这一时期四川盆地的植被以C3植物类型为主;利用Cerling的模型,推测大气CO2的浓度(分压)在1 400 ppmV～2 800 ppmV之间。中侏罗世沙溪庙组钙质结核的碳同位素组成为重建恐龙生活时代的古生态环境提供了地球化学方面的资料。     

川北地区下寒武统筇竹寺组钙质结核特征及成因机制

不同成因的钙质结核在研究沉积水体、早期成岩环境及泥页岩的压实程度方面具有重要意义。通过对川北地区旺苍县下寒武统筇竹寺组钙质结核抛光,发现结核内部具有层理、暗色圈层和张裂缝构造。结核和围岩的层理关系和具有漂浮状的微观结构特征表明,该地区结核是形成于压实作用之前的成岩早期结核。对结核中Al、Ti、Ca、K、Na元素分析表明,结核的元素分布受到结核内部裂缝的影响。结核内部富含生物碎屑和其形成深度为数十米的特征,推测结核主要是在硫酸盐还原带生长。结核具有暗色圈层之间层理不弯曲和元素移动的特征,揭示了结核为透入性生长,在整个结核生长阶段就开始大量同时结晶。Mg/Ca和Sr/Ca的比值说明,结核内部钙质成分为富镁方解石-生物成因方解石。结核中富含钙质成分的原因可能是围岩中的生物成因方解石大量向结核运移所致。裂缝的形态特征表明,裂缝为张裂缝。对结核上部地层的沉积特征研究表明,张裂缝的成因很可能与筇竹寺顶部的浊积岩和沧浪铺组底部的似瘤状灰岩快速搬运沉积有关。     

西昆仑穆呼锰矿晚石炭世含锰碳酸盐岩地质地球化学特征及其沉积环境

西昆仑玛尔坎苏地区晚石炭世发育一套碎屑岩—碳酸盐岩建造,近期研究成果揭示其具有巨大的菱锰矿找矿前景而备受关注。通过对穆呼锰矿含锰岩系剖面测量、薄片鉴定、电子探针、扫描电镜、地球化学分析和碳酸盐岩锶同位素测试,对其进行碎屑岩—碳酸盐岩岩相划分与沉积环境分析。研究结果表明,含锰岩系可以识别出八种碎屑岩—碳酸盐岩岩相:泥灰岩相、砂屑灰岩相、微晶碳酸锰相、微晶—粉晶灰岩相、砾屑灰岩相、含砾砂屑灰岩相、钙质砂岩相、钙质砾岩相和3种岩相组合。结合矿体及其顶底板岩石地球化学和锶同位素特征,指示古海水温度平均22.68 ℃,属于亚热带区。含锰岩系为海水较浅的碎屑滨岸相和浅海陆棚相沉积,矿体顶底板处于海水相对较浅的氧化—弱还原环境,菱锰矿则形成于海水相对较深的浅海陆棚沉积洼地,处于还原沉积环境,与海底火山热液有关。     

松辽盆地海侵事件——松科1井钙质超微化石新证据

松辽盆地作为中国最大的陆相含油气盆地,是否发生过海水侵入一直存在争议,化石能为该科学问题提供直接解释。在松科1井嫩江组一、二段发现了少量的钙质超微化石,初步鉴定出Calculites obscurus,Calculites ovalis,Quadrum sp.,Micula sp.等属种。上述钙质超微化石广泛分布于晚白垩世海相地层中,通过与国际标准海相化石的对比,将嫩江组一段中、下部的时代限定为Turonian晚期—Maastrichtian期。松辽盆地嫩江组一、二段下部的钙质超微化石保存总体一般,有一定的多样性,具有海相钙质超微化石的特征。松科1井钙质超微化石的分布、古生态及其与有孔虫化石的对应关系表明,松辽盆地嫩江组一段中-下部、二段下部沉积期湖泊水域广阔,全球海平面较高,间歇性的海水侵入事件导致西北太平洋中的钙质超微浮游生物和有孔虫等海洋生物被带入松辽盆地。     

一种深水沉积标志-“瘤状结核”及其成因

“瘤状结核”是由富灰硅质结核和富粘土质“外壳”组成.从结构和成因可划分瘤状结核(不连续)、连续,瘤状结核和压扁瘤状结核(或压扁构造).据研究“瘤状结核”是在海水较深的外陆棚至盆地环境中形成的.“瘤状结核”有三种不同的成因,即(1)瘤状结核是在底流和洋流作用下,促使沉积作用中断,于沉积物-水界面附近,由海底早期成岩胶结作用形成;(2)连续瘤状结核是在较长的沉积作用中断和成岩作用相结合,致使结核体发育和生长以及互相连结,由岩化作用形成和(3)压扁瘤状结核是一种次生沉淀成因,它是由晚期埋藏和溶解、压实联合作用下形成的.     

东太平洋CC区多金属结核的物质组构及形成环境意义

运用反光显微镜、电子探针对东太平洋CC区多金属结核中壳层构造及鲕粒的韵律环带进行的初步的研究结果表明,多金属结核构造有原生沉积成因和成岩成因的,也有后期次生成因的,不同构造反映不同的深海环境。平行纹层构造代表深海底流周期性强弱变化特征,叠层构造和斑杂构造则反映了成岩早期外力作用使结核变形的特征。结核中鲕粒的环带是结核形成时在一个较短时间段内底层海水氧化-还原条件和ph、Eh值发生周期变化的结果。鲕粒环带截面反射率的强弱(明暗带)与环带中的铁锰相对含量有关,而这又取决于环带形成时环境的Eh、pH值和海水的含氧性。     

四川龙门山北段晚二叠世大隆组放射虫岩及其形成环境

从沉积序列、物质组分、沉积构造和生物共生组合特征以及古地磁、板块构造资料表明,四川龙门山北段晚二叠世大隆组的放射虫岩主要有两种:一种为黑色层状放射虫岩,另一种为灰色结核状(或飘带状)放射虫岩。经研究认为本区放射虫岩形成于低纬度赤道带,扬子板块和中朝板块间的西南边缘较深水海槽,即为扬子台地的西北边缘海槽。探讨了放射虫岩形成时的海水深度(150—500m或500m以下)和CCD之关系。提出了海底地形、海水深度、洋流(或底流)循环状况以及氧化-还原条件等是控制放射虫岩类型(即黑色层状放射虫岩和灰色结核状放射虫岩     

东太平洋CC区多金属结核物质来源和分布规律

对东太平洋CC区(Clarion-Clipperton Zone)多金属结核丰度、品位、多波束地形测量、深拖光学覆盖率探测、地震勘探等一系列调查资料综合研究表明:①东区和西区结核在其化学成分和形态上有差异,但是聚类分析结果表明不能按区域断然分开;②因子分析得出东、西两区结核4种主因子是Mn组元素Mn、Cu、Ni、Zn,Fe组元素Fe、Co、Ti、Sr,岩源组元素Si、Al、K,生物元素Ca、P;③西区结核成矿物质主要来源于上覆海水中金属元素的化学沉淀,火山成矿作用使结核富集和丰度增加,趋势面和人工神经网络分析表明结核主要分布在海底坡度≤5°地区,该地区的结核量占总结核量的89.62％,坡度>5°地区结核量占10.38％;④东区结核丰度、覆盖率、地形三者变化一致,重大相变距离为10～15km,来自地幔成矿物质通过玄武质洋壳裂隙和断层,为多金属结核的形成和生长提供了丰富的物质来源,地球深部地质作用过程如基底岩浆房活动可能对结核分布产生重要影响;⑤东太平洋CC区多金属结核矿带的形成应归于海底板块扩张活动的一种资源效应和经后期表生地质作用改造的结果。     

大洋多金属结核的矿物学特征与南极底流(AABW)活动

总结了大洋多金属结核的形态、构造类型、矿物组合、区域分布等特征,及其对南极底流活动的反映。采用扫描电镜(SEM)对结核生长过程中构造类型的变化进行连续观察,结合透射电镜(TEM)与X射线粉晶衍射(XRD)分析结果对结核的矿物类型作进一步的确定。结果表明,结核的形态、构造类型、矿物组成之间有着很好的响应关系,且受控于南极底流活动强弱的影响,结核形成初期(核心层),南极底流活动强度较强、海水氧化性较高,形成的锰矿物以水羟锰矿为主,构造类型多为斑杂状。结核生长中、后期(外壳层),南极底流活动较弱、海水氧化性较低,形成的锰矿物以钙锰矿为主,其构造类型逐渐过渡为柱状构造及纹层状构造。此外,多金属结核的区域分布及元素变化特征与南极底流活动具有密切联系,南极底流活动区往往对应着多金属结核的大面积分布区,南极底流活动区和非活动区δCe_N和Ce/La值具有明显差别。     

人工合成锰矿物实验及其产物

通过在蒸馏水中0～10℃条件下,在含Cu、Co、Ni和有机质溶液以及不同底质的合成海水中（常温常压）合成锰矿物。结果得出,初始锰矿物是黑锰矿;控制锰矿物形成的条件是,除必要的物质来源外,起决定作用的是形成环境的酸碱度和氧化还原电位。在含硅质粘土和钙质软泥的试管中产生三层沉淀物：上部层主要是菲细粒（粒径0．5～1.5μm）黑锰矿,中间层为菲细粒黑锰矿和黑锰矿微结核（粒径5.8～43.5μm）,下部层分别为含黑锰矿微结核的硅质粘土和钙质软泥。有的实验中在硅质粘土或钙质软泥上面形成一层厚度为20～33μm黑锰矿结壳。这种结壳上表面的突起和埋藏型结核的表面相似,下表面的小突起里定向排列。