库车坳陷中一新生界碎屑组分对物源类型及其构造属性的指示

沉积物源分析是认识盆山演化的重要途径。天山南麓库车坳陷不同剖面的砾岩碎屑、砂岩骨架颗粒、碎屑重矿物组分显示，它们的成熟度及演变时限总体可以类比，表明其成因演化主要受控于物源区——(古)天山的构造活动与造山作用。对碎屑沉积记录的综合分析进一步指示，天山物源总体以“再旋回造山带”类型为特征，其演变细节包括五期：①早三叠世古天山继承石炭纪以来的构造挤压和隆升，物源岩石类型主要为沉积岩、中高级变质岩，以“碰撞造山和褶皱冲断带”及“混合造山带”类型为特征；②中三叠世一中侏罗世构造活动较弱，代表高成熟度的“锆石一金红石一电气石”重矿物组合发育，主要物源岩石类型包括变质岩和酸性火山岩，与“弧造山带”以及“混合造山带”类型关系密切；③晚侏罗世一白垩纪，天山开始新一轮的构造挤压隆升，物源岩石类型复杂；④第三纪(特剐是中新世)构造挤压和隆升活动加强，稳定性极差的碎屑“角闪石一辉石”组合增多，物源组分东西分异明显，西部沉积岩相对较多，物源构造属性趋向“碰撞造山和褶皱冲断带”；东部结晶岩相对较多，物源构造属性复杂或以“混合造山带”类型为特征；⑤上新世南天山强烈隆升和向南推进，与前一阶段相比沉积岩物源增多，但物源构造属性基本同上。第④⑤两个阶段砾岩层和不稳定碎屑组合的发育除受控于天山强烈隆升外，可能还与气候环境的频繁变化密切相关。     

库车坳陷中-新生界碎屑组分对物源类型及其构造属性的指示

沉积物源分析是认识盆山演化的重要途径.天山南麓库车坳陷不同剖面的砾岩碎屑、砂岩骨架颗粒、碎屑重矿物组分显示,它们的成熟度及演变时限总体可以类比,表明其成因演化主要受控于物源区--(古)天山的构造活动与造山作用.对碎屑沉积记录的综合分析进一步指示,天山物源总体以"再旋回造山带"类型为特征,其演变细节包括五期:①早三叠世古天山继承石炭纪以来的构造挤压和隆升,物源岩石类型主要为沉积岩、中高级变质岩,以"碰撞造山和褶皱冲断带"及"混合造山带"类型为特征;②中三叠世-中侏罗世构造活动较弱,代表高成熟度的"锆石-金红石-电气石"重矿物组合发育,主要物源岩石类型包括变质岩和酸性火山岩,与"弧造山带"以及"混合造山带"类型关系密切;③晚侏罗世-白垩纪,天山开始新一轮的构造挤压隆升,物源岩石类型复杂;④第三纪(特别是中新世)构造挤压和隆升活动加强,稳定性极差的碎屑"角闪石-辉石"组合增多,物源组分东西分异明显,西部沉积岩相对较多,物源构造属性趋向"碰撞造山和褶皱冲断带";东部结晶岩相对较多,物源构造属性复杂或以"混合造山带"类型为特征;⑤上新世南天山强烈隆升和向南推进,与前一阶段相比沉积岩物源增多,但物源构造属性基本同上.第④⑤两个阶段砾岩层和不稳定碎屑组合的发育除受控于天山强烈隆升外,可能还与气候环境的频繁变化密切相关.     

准噶尔盆地西北缘三叠系重矿物特征及其物源指示意义

重矿物是物源变化极为敏感的指示剂。本次研究运用重矿物组合、重矿物百分含量统计分布、SPSS统计—因子分析及相关分析方法对准噶尔盆地西北缘三叠系地层中采集的20件砂岩、砂砾岩样品进行研究。通过重矿物特征及指示参数分析得到4类重矿物组合:锆石—电气石—锐钛矿—独居石—磷灰石组合,金红石—钛铁矿—白钛石—辉石组合,方铅矿—赤褐铁矿—黄铁矿组合以及磁铁矿—绿帘石—角闪石组合,推测母岩组合为中—酸性岩浆岩+沉积岩+变质岩;认为这套碎屑岩的源区为西北—北部的齐尔山—哈拉阿拉特山一带(属扎伊尔山前),物源为下石炭统太勒古拉组肉红色花岗岩,灰色—灰绿色安山岩、安山玢岩及灰色—灰黑色凝灰岩、粉—细砂岩,并且成岩显示为近源物质和远源物质混杂堆积。     

广东省海岸表层沉积物的重矿物特征及其与沉积环境的关系

广东省海岸表层沉积物中的重矿物近40种。含量较高的有钛铁矿、赤矿铁、磁铁矿、话石、电气石、黑云母和普通角闪石等。自生矿物主要为硬石膏、自然铜、黄铁矿及菱铁矿。这些矿物来自附近的母岩。根据物源性质不同,可将不同岸段重矿物区分为陆源矿物组合、近源-自生矿物组合和近源矿物组合三种:除物源控制外,重矿物含量、种类、形态特征及其在平面上的分布主要受沉积环境影响。据此,可将重矿物分布类型划分为河口型、海湾型和海岛型三类,且与上述不同矿物组合性质相对应。     

库车前陆盆地三叠系-新近系重矿物组合特征与盆山构造演化关系

通过分析库车前陆盆地多口钻井中三叠系-新近系重矿物含量、种类组合以及砂岩碎屑组分特征,建立了由重矿物特征组合与砂岩碎屑组分反映沉积物源与构造演化关系的分析方法,显示出重矿物组合特征对构造运动存在明显的响应关系,反映出库车前陆盆地三叠纪-新近纪存在中-晚三叠世、晚侏罗世-早白垩世、晚白垩世、古近纪和中新世5期明显构造运动。并且通过分析库车前陆盆地古近系库姆格列木群重矿物的颜色、含量以及特征组合与碎屑物的成分认为,库车坳陷北部山前带平面上存在三个主要的物源通道,即吐孜井区北侧、克拉井区北侧和大北井区北侧;西部温宿凸起存在一个物源通道,即却勒井区西侧的温宿凸起斜坡带上。     

松辽盆地西南部钱家店铀矿床物源分析及铀成矿意义

基于开鲁盆地钱家店铀矿床姚下段砂岩的碎屑组分分析、重矿物组合特征以及稀土元素分析,探讨了该砂岩型铀矿的物质来源及矿质来源。碎屑组分分析指示该地区姚下段砂岩碎屑矿物以石英为主,碱性长石次之,岩屑类型丰富且含量较高;重矿物组合特征反映出姚下段重矿物以稳定矿物钛磁铁矿、白钛石、锆石和石榴石等为主,不稳定矿物绿帘石、硬绿泥石及黑云母含量较少;稀土元素特征显示出蚀源区花岗岩与过渡带相似的REE分布模式,花岗岩的ΣREE值与过渡带的ΣREE值较接近,且均具有铕负异常。综上所述,钱家店地区姚家组下段沉积显示了多物源体系的特征,碎屑矿物以中酸性岩浆岩来源为主,变质岩来源碎屑为辅;物源主要有3大方向：西北部舍伯吐凸起物源、东部架玛吐凸起物源及南部的燕山造山带物源,物源总体以南部燕山造山带为主,同时受多方向物源的共同控制。燕山晚期中酸性富铀岩浆岩在钱家店铀矿床铀源供给方面扮演了重要的角色。     

长江镇江段第四纪沉积物重矿物特征及其指示意义

选取长江下游世业洲的第四纪钻孔资料,研究了重矿物的垂向分布特征,以此探讨长江镇江段第四纪以来的沉积类型以及物源演变。结果显示,该区自中更新世开始接受沉积,依次形成河床相、边滩相、漫滩相、河口三角洲相。重矿物自下而上分为2个组合段,分别对应更新世和全新世。更新世地层以角闪石、蓝晶石、石榴石等作为特征矿物,且不稳定矿物含量高于稳定矿物,表明沉积物以近源居多;全新世特征矿物为辉石和钛铁矿,稳定矿物含量高于不稳定矿物,重矿物种类与现代长江中上游类似,表明此阶段沉积物以远源物质为主。     

库车前陆盆地三叠系—新近系重矿物组合特征与盆山构造演化关系

通过分析库车前陆盆地多口钻井中三叠系—新近系重矿物含量、种类组合以及砂岩碎屑组分特征,建立了由重矿物特征组合与砂岩碎屑组分反映沉积物源与构造演化关系的分析方法,显示出重矿物组合特征对构造运动存在明显的响应关系,反映出库车前陆盆地三叠纪—新近纪存在中—晚三叠世、晚侏罗世—早白垩世、晚白垩世、古近纪和中新世5期明显构造运动。并且通过分析库车前陆盆地古近系库姆格列木群重矿物的颜色、含量以及特征组合与碎屑物的成分认为,库车坳陷北部山前带平面上存在三个主要的物源通道,即吐孜井区北侧、克拉井区北侧和大北井区北侧;西部温宿凸起存在一个物源通道,即却勒井区西侧的温宿凸起斜坡带上。     

西藏南部侏罗纪—古近纪砂岩重矿物分析：探讨岩浆弧与大陆地块物源差异性

物源分析是古地理重建与盆地分析的关键,典型的物源区包括岩浆弧、大陆地块、再旋回造山带等。重矿物种类多样,蕴含丰富的母岩信息,是物源分析的重要对象。现代砂的研究表明,不同大地构造背景下形成的沉积物具有不同的重矿物组合。遗憾的是,由于古代沉积的重矿物组合在成岩过程中会被改造,现代砂的重矿物组合与物源区的耦合规律并不能直接应用于古代砂岩。科学界尚不清楚岩浆弧与大陆地块来源的古代砂岩的重矿物特征。西藏日喀则弧前盆地与特提斯喜马拉雅侏罗纪—古近纪砂岩物源明确,要么来自亚洲大陆的冈底斯弧,要么来自印度大陆地块,是探讨岩浆弧与大陆地块来源的古代砂岩重矿物特征的绝佳场所。16件砂岩重矿物定量分析结果表明,两个物源区来源的砂岩重矿物组合均被成岩作用严重改造,辉石、角闪石等不稳定矿物消失,绿帘石等自生矿物出现;冈底斯弧来源的砂岩以出现大量绿帘石或磷灰石为特征,ZTR指数小于40;印度大陆地块来源的砂岩以出现大量锆石、电气石和金红石为特征,ZTR指数大于75。这一结果指示岩浆弧与大陆地块来源的砂岩的重矿物组合具有明显差异性,可以用来探讨物源的大地构造背景。     

碎屑金红石:沉积物源的一种指针

近年来,碎屑金红石的研究已成为沉积物源区分析的一个新前沿。金红石的地球化学组成,尤其是Cr,Nb,Zr等微量元素的含量,对其母岩的形成条件和所经历的地质过程都具有重要的指示意义,同时,碎屑金红石在沉积、成岩过程中表现出极高的稳定性,因而是物源分析的理想指针矿物。首先介绍金红石的矿物学和地球化学基本性质,分析不同来源的金红石典型特征,重点阐述碎屑金红石在物源分析中运用的5个方面:①金红石重矿物比值;②金红石矿物化学成分Cr-Nb判别图解;③金红石Zr含量温度计;④金红石的U-Pb和(U-Th)/He定年;⑤金红石Lu-Hf同位素。综合上述5个方面的物源分析研究,可以获取金红石的母岩类型、形成温度及后期所经历的热演化史等信息。碎屑金红石的物源研究处于起步和探索阶段,仍存在一些亟需解决的问题。     

长江水系沉积物碎屑矿物组成及其示踪意义

长江碎屑矿物组成研究表明,轻矿物以石英、长石和岩屑为主,不同支流轻矿物组成特征不同,成熟度指数平均是2.0,一般干流高于支流,成熟度随沉积物搬运距离增加而增大。QFL及QtFL三角图解显示长江沉积物主要来自再旋回造山带物源区,流域风化剥蚀速度较快,不同支流物质汇入干流,使得干流轻矿物组成复杂多变而难以和支流区别。重矿物含量从长江上游至下游呈递减趋势,其主要组合是磁铁矿-普通角闪石-普通辉石-石榴子石-绿帘石-褐铁矿-钛铁矿。红柱石和磷灰石是金沙江沉积物的特征矿物组合;蓝晶石是岷江流域的特征矿物;涪江的特征矿物是榍石;汉江的特征矿物组合是磷灰石、紫苏辉石和硅镁石;锆石是湘江的特征矿物。不同流域的特征矿物指示其源岩性质。上游的雅砻江、大渡河以及岷江等支流沉积物对中、下游干流沉积物的贡献较弱。涪陵以上长江流域风化作用强烈,母岩主要是沉积岩类(碎屑岩、泥岩);其下流域沉积物中近源弱风化物质明显增加,其源岩类型体现为岩浆岩和变质岩类;而金沙江攀枝花地区及湘江、沅江沉积物则更多来自流域内广泛分布的大片变质岩类。     

苏北滨海平原全新世沉积物物源研究--元素地球化学与重矿物方法比较

运用元素地球化学与重矿物方法对苏北滨海平原全新世沉积物物源进行的比较研究表明,沉积物形成主要由长江与黄河提供物质来源,且又以黄河物源为主。全新世早期长江物质对本区影响范围大于黄河,黄河供给泥沙量较少,对本区影响主要在北部、中部地区。全新世最大海侵之后,黄河曾由苏北入海并携带了大量泥沙,其影响范围明显大于长江,长江仅由狭窄的汊道提供有限的物质而影响范围较小。最近2000年来本区沉积物物源主要由黄河提供。分析表明元素地球化学方法在沉积物物源判别时,可有效的避免水动力因素影响,而相对重矿物方法取得较好的效果。     

苏北滨海平原全新世沉积物物源研究--元素地球化学与重矿物方法比较

运用元素地球化学与重矿物方法对苏北滨海平原全新世沉积物物源进行的比较研究表明,沉积物形成主要由长江与黄河提供物质来源,且又以黄河物源为主。全新世早期长江物质对本区影响范围大于黄河,黄河供给泥沙量较少,对本区影响主要在北部、中部地区。全新世最大海侵之后,黄河曾由苏北入海并携带了大量泥沙,其影响范围明显大于长江,长江仅由狭窄的汊道提供有限的物质而影响范围较小。最近２０００ 年来本区沉积物物源主要由黄河提供。分析表明元素地球化学方法在沉积物物源判别时,可有效的避免水动力因素影响,而相对重矿物方法取得较好的效果。     

长江沉积物源示踪研究进展

近期物源分析方法发展较快,包括稀土元素、同位素地球化学与单颗粒碎屑矿物微区分析方法的广泛运用,以及分不同粒级组分或根据需要选择特定粒级组分进行物源分析逐渐代替了全样分析法,物源示踪效果得到明显的提高。长江作为连接青藏高原与西太平洋边缘海的最重要水系,河流沉积物从源到汇的现代与历史过程备受关注。长江沉积物源示踪研究进展包括:①建立和运用河流入海沉积物示踪端元模型,定性或定量地分析长江沉积物在海域的扩散与沉积分布规律,倾向于运用细颗粒组分矿物学、元素与同位素地球化学等方法,研究程度较高,今后需注意各端元值的时空变化,及受沉积过程的分异作用与早期成岩作用的影响;②建立和运用不同支流的物源示踪模型,研究晚新生代以来长江水系的演化历史,倾向于运用粗颗粒组分的物源分析方法,尤其是单颗粒碎屑矿物微区分析。由于长江流域面积巨大、区域地质复杂,建立支流域的精细物源分析指纹特征尚处在探索阶段,需注意运用碎屑锆石U-Pb定年与稀土元素、Hf同位素组成的综合物源分析法。综合运用多种物源分析法于长江中下游和三角洲盆地若干钻孔地层的研究,已较好地限定长江贯通的时间约在上新世晚期—早更新世之间,但仍存在较大争议,今后需在一些关键区域开展更多的深钻研究,提高物源精细示踪的效果、晚新生代地层测年的精度,并加强钻孔间的的对比研究。     

长江口晚新生代沉积物的物源研究: REE和Nd同位素制约*

长江三角洲地区第四纪以来堆积了200多米厚的碎屑沉积物,主要由河湖相和滨浅海相组成,构成了多个沉积旋回。选择长江口地区一个320m深的PD钻孔,运用多通道等离子体质谱MC ICP-MS方法,开展沉积物中的REE和Nd同位素组成分析,研究了上新世以来三角洲地区沉积物物源的变化。沉积物中REE和Nd同位素组成具有明显的变化规律,Ce呈弱的负异常,介于0.83~0.99之间,而Eu呈现中等亏损,在0.53~0.73之间变化。岩芯中上新统沉积物中Ce异常变化大,而Eu亏损相对第四系沉积物更显著。¹⁴³ Nd/¹⁴⁴ Nd比值在钻孔中变化较小,介于0.511975~0.5122367之间,平均值为0.512062。相关分析揭示粒度和化学风化对Nd同位素组成影响小。REE和Nd同位素判别图解揭示河口地区上新统沉积物主要来自长江流域中、下游的近源物源区,而第四系沉积物的物源虽然存在一定的变化,但是总体上与上新统沉积物来源明显不同,主要来自更广泛的流域物源区,尤其是长江上游的风化物质被大量输运到河口三角洲地区。在第四纪构造和气候因素控制下,古长江水系具有不同的演化阶段,流域源岩经历的风化作用强度也不同,因此河流沉积物的源汇过程也相应地发生变化。     

长江中下游干流河底沉积物环境磁性特征

通过多参数磁性测量,分析探讨了长江中下游干流3种不同粒级(<2mm,<0.28mm和<0.125mm)河底沉积物中磁性矿物的类型、含量、颗粒变化及空间分布特征。3种粒级中,磁性矿物主要富集在<0.125mm的细质沉积物中。对细质沉积物的分析表明,长江中下游干流河底沉积物的磁性矿物含量较长江口高近10倍,类型以亚铁磁性矿物磁铁矿为主,颗粒以假单畴-多畴为主,超顺磁性颗粒含量较低。从中游到下游,磁性矿物含量呈下降趋势,颗粒呈变细趋势。干流磁性矿物含量远高于支流,颗粒远粗于支流,支流泥沙的汇入不断影响干流沉积物的磁性特征。     

长江河口沙坝全新统沉积特征和环境变迁

长江口崇明、长兴、横沙等岛屿是由全新世长江的河口沙坝孕育而成。晚更新世末长江门曾遭受了强烈的侵蚀,古河谷切割甚深。嗣后,在此地质背景上发育了河口沙坝,其全新世沉积相当完整。它们是研究长江河口三角洲形成史和沉积过程的有力证据。笔者着重探讨全新统的沉积环境变迁,旨在为研究长江三角洲发育及其经济区的开发提供地质依据。     

福建闽江和九龙江现代沉积物重矿物特征及其物源意义*

通过对闽江和九龙江沿岸沉积物中重矿物的分析,发现重矿物组合与源区岩石具有极好的相关性。两条河流流域重矿物组合为不透明铁矿类—绿帘石—锆石—电气石—角闪石,特征矿物为绿帘石,含量高达原生透明重矿物比重的70%,其成因除与高级变质岩有关外,还与中酸性岩浆岩及其与围岩接触蚀变发生的绿帘石化有关。从重矿物组合、重矿物特征指数以及与锆石年龄谱系的比对分析发现,闽江流域重矿物源自闽西北武夷山前寒武纪的变质岩、闽东广泛出露的燕山期岩浆岩和接触变质岩,而九龙江流域重矿物源自闽西南的印支—燕山期花岗岩。闽江上游沉积物重矿物以源自高级变质岩的重矿物为特征,中下游由上游来源的重矿物和下游酸性岩浆岩及接触变质岩形成的重矿物共同构成;九龙江以印支—燕山期花岗岩中的副矿物组合为特征。研究结果显示,对于中小流域面积的河流,由于搬运距离有限,重矿物组合保存的源岩信息量大,可作为研究流域内构造演化和源汇对比的重要手段。     

Influence of nearshore sediment dynamics on the distribution of heavy mineral placer deposits in Sri Lanka

Beach sediments in Sri Lanka contain industrial-grade heavy mineral occurrences. Samples of both offshore and onshore sediments were collected to examine the provenance, mineralogy and geochemical compositions of the heavy mineral occurrences. Coastal morphodynamic changes along the coastline of Sri Lanka were analyzed using the time-series satellite images. These coastal morphodynamic changes were used to identify the prominent directions of monsoon-influenced longshore currents, coastal sediment accretion and depositional trends and their relationships to the provenance of the heavy minerals. Results show the concentrations of detrital ilmenite, zircon, garnet, monazite, and rutile vary in the onshore and offshore sediments. The heavy mineral potential of the northeastern coast is high (average contents of about 45–50% in the Verugal deposit, 70–85% in the Pulmoddai deposit, and 3.5–5.0% in offshore samples stretching from Nilaveli to Kokkilai), compared to sediments in southwest (average content about 10% in onshore sediments and 2% in offshore sediments from the mouth of the Gin River). Therefore, no economic-grade heavy mineral placers were identified in the offshore environments. The high concentrations of heavy minerals in beach sediments and low concentrations in offshore sediments suggest operation of a panning system in the surf zone to form enriched placer deposits. Major and trace element compositions of beach sediments show marked enrichments of TiO₂, Fe₂O₃, La, Ce, Zr, Cr, Nb, Th and V compared to average Upper Continental Crust (UCC) values. Analysis of prominent coastal longshore transport patterns identifies bidirectional sediment transport in the northeast coast of Sri Lanka. In the southwestern coast, two transport directions occur with anti-clockwise transport from Galle to Hambantota, and clockwise transport from Hikkaduwa to Wadduwa. The heavy minerals in the placers were mainly derived from Precambrian metamorphic rocks, and transported to the coast through the river systems of Sri Lanka.     

沿海表层沉积物中重金属的有效结合态

以浙江沿海表层沉积物为研究对象,系统地研究了重金属有效结合态与沉积环境、矿物组成和人为排放等环境因素之间的相互关系.结果表明:沿海表层沉积物中重金属的积累数量,呈现出潮汐河口沉积物>沿海沉积物>强潮汐河口沉积物的趋势,这反映了不同沉积类型对重金属富集作用的差异;重金属的有效结合态,总体上以铁锰氧化物结合态>碳酸盐结合态>硫化物及有机结合态>可交换态的顺序存在,但是不同的重金属或同种重金属在不同的采点,主要有效结合态的比例存在明显的差异,这不仅与重金属的地球化学性质、沉积环境和沉积物中的粘土矿物组成有关,更受到重金属污染物的人为排放量的影响.