碳酸盐岩中碳酸盐矿物稀土元素分析方法进展

碳酸盐岩中测定碳酸盐矿物的稀土元素主要有酸溶-ICP-MS和LA-ICP-MS方法.酸溶-ICP-MS方法用盐酸、硝酸溶解碳酸盐矿物,但也能溶解部分非碳酸盐矿物,而影响分析结果;用醋酸溶样可避免非碳酸盐矿物的干扰,但可能没有溶样完全,同样影响分析结果.LA-ICP-MS是应用激光对碳酸盐矿物进行原位剥蚀,将蒸发物导入ICP-MS进行分析,对不合粘土等的碳酸盐矿物最有效,由于激光束光斑较大,且碳酸盐岩中普遍含有微小的粘土矿物,可能也存在不确定性.总体而言,酸溶-ICP-MS和LA-ICP-MS获得的稀土元素页岩标准化配分模式及主要参数相似,均可用于沉积环境的示踪.     

柴达木西部南翼山构造地表混积岩岩石学特征及沉积环境讨论

南翼山构造地表狮子沟组发育混积岩,作为一种特殊类型的沉积岩,其研究具有一定的实际意义和科学价值。本文在野外观察和镜下鉴定的基础上,对南翼山混积岩样品进行了X衍射、主微量元素及碳氧同位素测试,分析了混积岩的岩石学特征,考虑到其成分和成因的复杂性,通过数据分析排除了多种干扰因素,最后利用有效指标综合判断了其沉积环境。结果显示：南翼山构造地表混积岩中陆源碎屑平均含量为58.7%,碳酸盐矿物含量为31.0%,属于碳酸盐质陆源碎屑岩,主要为钙质泥岩,其中碎屑矿物以细粉砂级石英为主,碳酸盐矿物主要为泥晶方解石,黏土矿物组合为伊利石和有序伊蒙混层,且三者呈均匀混合的特征。数据分析表明Ca、Na、Mn、Sr、Ba等元素主要来源于自生矿物,稀土元素及碳氧同位素组成未受成岩作用影响,可以作为判断沉积时水体盐度和氧化还原条件的指标。根据Sr/Cu比值和K2 O/Al 2O3比值,结合黏土矿物组合及伊利石结晶度和化学指数,判断地表混积岩沉积时为寒冷干旱的气候条件;Sr/Ba比值和Z值表明古水体介质为咸水环境;U/Th比值、自生U含量和Ce轻微负异常等指标综合判定其形成于弱氧化环境。以上研究表明,南翼山构造地表混积岩主要为陆源碎屑和碳酸盐矿物均匀混合的钙质泥岩,形成于寒冷干旱气候条件下的弱氧化咸水湖泊环境中。     

碳酸盐岩层系中非碳酸盐矿物分析及地质应用——以塔中地区奥陶系为例

<正>Knoblauch(1963)及Bausch(1980)的研究证明,所有泥岩、粉砂岩及砂岩中能出现的矿物可以在碳酸盐岩中出现。碳酸盐岩层系中除了包括常见的碳酸盐矿物(方解石(或低镁方解石)、镁方解石(高镁方解石)、文石、白云石、菱铁矿、菱镁矿、菱锰矿等),还包括少量(一般1%)的自生非碳酸盐矿物(硅质、黄铁矿、石膏和硬石膏等),以及陆源碎屑矿物(石英、长石、黏土矿物和重矿物等)。在以碳酸     

硝酸-氢氟酸酸溶电感耦合等离子体质谱法测定黑钨矿单矿物中稀土元素

黑钨矿单矿物通常混入铬、钙、镁、钴、钪和稀土等元素,属于富含稀土型矿物,准确测定黑钨矿中的稀土元素对判定黑钨矿矿床的成因相当重要。黑钨矿单矿物样品经硝酸-氢氟酸高压密闭溶解,蒸干除去氢氟酸,以硝酸提取使稀土元素进入溶液,钨则以钨酸的形式从溶液中沉淀而分离,采用电感耦合等离子体质谱法测定稀土元素的含量。用Rh、Re双内标校正,有效地降低了分析信号漂移对分析结果的影响;Ba对153Eu干扰、Pr、Ce对157Gd干扰,采用分析软件在线扣除。该方法消除了钨基体元素的干扰,复溶沉淀实验表明残留稀土相对量小于10%,稀土元素的测定值与过氧化钠碱熔法的结果相符。方法加标回收率为94.2%～104.0%,相对标准偏差小于10%,检出限小于0.026μg/g。方法简便,准确度高,检出限低,适用于黑钨矿单矿物的分析。     

西南印度洋中脊钙质沉积物地球化学及矿物学特征

深海沉积物研究能够为海底资源开发利用提供丰富的信息,对推动沉积学发展具有重要的理论意义。以中国大洋科考20航次西南印度洋中脊附近的钙质沉积物为研究对象,选取了10个沉积物样品进行了X射线衍射物相分析、扫描电镜分析、碳氧同位素及微量元素测试。结果表明,研究区钙质沉积物矿物组成主要为方解石,黏土矿物含量较低。方解石以钙质超微化石颗石藻及有孔虫的形态存在,碳氧同位素特征显示超微化石生活在正常的近表层海水环境中,死亡后埋藏环境稳定。稀土元素具有总量低、轻重稀土元素分异明显、Eu中等负异常、Ce中等负异常的特征。微量元素中富亲石元素、贫亲铁元素,亲生物元素Sr、Ba含量远高于其他元素。微量元素特征及Ceanom值说明沉积环境偏氧化。沉积物中大量的生物成因方解石及地球化学特征反映了研究区物源以生物源为主、含有少量陆源及幔源物质的特点。     

淮南深部山西组煤中稀土元素地球化学特征

为探究淮南深部山西组煤中稀土元素来源及地球化学特征,采集淮南煤田深部山西组煤煤样、夹矸、顶板和底板共20个样品,采用电感耦合等离子体质谱仪(ICP-MS)测试样品中稀土元素含量及伴生元素含量,探讨了研究区深部山西组煤中稀土元素地球化学特征。研究结果表明:淮南深部山西组煤中稀土元素含量平均值为40.85 mg/kg,低于中国煤中稀土元素含量平均值;煤中稀土元素配分模式主要是H型配分模式;Eu元素明显负异常,表明煤中稀土元素沉积环境为还原环境;Ce元素呈微弱正异常,表明成煤沼泽环境中海水的影响并未造成Ce的严重亏损;相关性分析结果显示,山西组煤中稀土元素与灰分呈正相关(R2=0.55),与陆源碎屑元素Al、Cr和Th等呈显著正相关,且与海相特征元素(B、Sr和Ca)相关性不明显。     

桂西南地区下三叠统北泗组含锰岩系地球化学特征及意义

对天等地区原生碳酸岩锰矿层以及矿层顶底板及矿层之间常见的有机质岩层岩芯样品进行了主元素、微量元素、稀土元素、有机质含量测定和生物标志物鉴定。分析结果表明,富有机质层主元素Fe/Ti-Al/(Al+Fe+Mn)、(Cu+Ni+Co)×10-Fe-Mn、Zn-Ni-Co、lgU-lgTh等图解,Co/Ni、U/Th、La/Ce等比值均表现出热水沉积环境的特点,Eu的正异常与弱的Ce正异常反映出还原性的沉积环境,其中6件硅质泥灰岩样品有机碳(TOC)丰度平均为1.41%,可溶有机质氯仿沥青"A"含量平均为0.034%;甾类、藿烷系列化合物分布特征与参数指示有机质处于高成熟演化阶段;正构烷烃、烷基环己烷和烷基环戊烷分布特征指示有机质来源主要为低等藻类。样品岩石学特征与主元素、微量元素、稀土元素及生物标志物特征表明,锰矿床形成受到热水作用与生物有机成矿作用的影响,锰质来源具有陆源-海生双源混入的特征,生物高生产率所造成的氧化还原环境变化促进了成矿。     

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。     

滇东北茂租铅锌矿床热液方解石稀土元素地球化学特征

滇东北茂租铅锌矿床赋存于震旦系灯影组白云岩中,矿体呈似层状、脉状和不规则状,矿石主要由黄铁矿、闪锌矿、方铅矿、方解石和白云石等组成。方解石是该矿床中最为主要的脉石矿物,其形成贯穿整个成矿过程。本文选择与硫化物紧密共生的团斑状方解石为研究对象,借助等离子体质谱仪(ICP-MS),获得了5件热液方解石的稀土元素含量数据。结果显示,全部样品的总稀土元素含量较低(ΣREE=19.56×10-6⁶2.55×10-6),轻、重稀土元素间分异较明显[ΣLREE/ΣHREE=1.3062.55×10-6),轻、重稀土元素间分异较明显[ΣLREE/ΣHREE=1.30¹0.83,(La/Yb)N=2.8310.83,(La/Yb)N=2.83³1.40]。全部样品的(La/Sm)N(0.9231.40]。全部样品的(La/Sm)N(0.92⁶.30)和(Gd/Yb)N(3.086.30)和(Gd/Yb)N(3.08⁵.24)值表明轻稀土和重稀土元素内部分异不显著,δEu=1.875.24)值表明轻稀土和重稀土元素内部分异不显著,δEu=1.87⁴.27,呈明显的Eu正异常特征,而δCe=0.834.27,呈明显的Eu正异常特征,而δCe=0.83¹.18,显示Ce异常特征不明显。茂租铅锌矿床中热液方解石稀土元素含量、配分模式及相关参数与赋矿围岩灯影组白云岩不同,与区域上不同时代地层沉积岩及二叠纪峨眉山玄武岩也不同,但与会泽超大型铅锌矿床中的团斑和脉状热液方解石相似,暗示茂租铅锌矿床成矿流体中的REE来源与可能会泽矿床相似。结合同标本的C-O同位素组成和Sm-Nd同位素年龄,认为茂租铅锌矿床形成于晚三叠纪(196±13 Ma),其成矿流体中的不同组分具有不同的来源,可能与川滇黔铅锌矿床属于同构造热事件的产物,与VMS、SEDEX和MVT型不同,暂归为川滇黔型。     

海拉尔盆地贝尔凹陷南屯组火山碎屑岩成岩作用的讨论

利用偏光显微镜、扫描电镜、染色法以及X-衍射分析等方法,查明南屯组火山碎屑岩成岩作用模式.研究表明火山碎屑岩成岩作用方式包括：机械压实作用、胶结作用与自生作用、交代作用和溶蚀溶解作用.成岩共生序列为：黏土矿物包壳-泥晶碳酸盐矿物、自生蒙皂石、自生伊利石-长石溶解-自生石英-自生高岭石-绿泥石、白云石-铁方解石-铁白云石.成岩阶段划分为早成岩阶段B期和中成岩阶段A期,并且以中成岩阶段A期为主.     

山东即墨地区下白垩统灰岩地球化学特征及沉积环境分析

为研究山东即墨周戈庄剖面下白垩统灰岩地球化学特征及沉积环境,对周戈庄剖面灰岩进行了系统的沉积学和元素地球化学测试.研究结果显示,周戈庄剖面灰岩样品中SiO₂和CaO含量较高,其平均含量分别为17.18%和39.10%,且SiO₂、Al₂O₃与CaO的值呈现负相关,表明灰岩沉积时期受陆源影响较大.微量元素中,Zr含量较低,Ti含量远大于碳酸盐岩中平均含量,表明其沉积作用主要受陆源影响.稀土总量丰富,重稀土富集,Gd和Eu显示轻微正异常,Ce轻微负异常,且Ce/Ce^*与Eu/Eu^*、ΣREE呈明显的相关性.MgO/Al₂O₃为0.33～0.74,Sr/Ba值为0.10～0.94,反映了陆相沉积环境.V/Cr值为1.64～1.92,Ni/Co值为1.83～2.45, U/Th值为0.48～0.84,反映了氧化沉积特征.MgO/CaO的值为0.03～0.14,Sr/Cu值为16.46～20.45,指示了干旱炎热的气候条件,表明周戈庄剖面灰岩沉积环境为炎热干旱的氧化陆相沉积环境.对周戈庄地区沉积环境的研究可以用来重建古气候、恢复古环境.     

羌塘盆地那底岗日地区布曲组碳酸盐岩烃源岩稀土元素分布特征及意义

对采自羌塘盆地那底岗日地区布曲组碳酸盐岩烃源岩进行了稀土元素地球化学研究,分析结果表明:海相碳酸盐岩烃源岩稀土总量(∑REE)最大值75.21μg/g,最小值20.58μg/g,平均值为36.67μg/g.稀土元素北美页岩标准化后具有相对富集轻稀土,亏损重稀土的特点.布曲组碳酸盐岩烃源岩Ce/Ce*值为0.83～0.9...     

山西西铭煤矿煤中稀土元素地球化学特征及指示意义

采用电感耦合等离子体质谱(ICP-MS)及X射线荧光光谱(XRF)等方法,分析山西西铭煤矿2号、3号、8 号和9号煤中稀土元素的含量特征和赋存状态,并根据稀土元素Ce、Eu、Gd、Y和常量元素Al₂O₃/TiO₂的异常揭示其成煤环境及物质来源。研究结果显示:(1)西铭煤矿煤中稀土元素含量与世界煤值和美国煤值基本相等,但低于中国煤中稀土元素含量的平均值;稀土元素以中-重稀土富集型为主,其次是轻稀土富集型和轻-中稀土富集型。(2)西铭煤矿成煤环境总体上以弱还原性为主,且受酸性沼泽水环境影响。(3)煤中稀土元素的物质来源主要为陆源碎屑物质,判断其沉积源岩为酸性或中-酸性岩浆岩。     

中国东部大陆尺度地球化学走廊带碳酸盐岩稀土元素分布特征与影响因素

碳酸盐岩是地球表层岩石圈的重要组成部分,其化学组成可提供沉积环境与海洋水体演化等信息,然而,前人对碳酸盐岩中稀土等元素的分布与变化特征关注不足。本文选择穿越中国东部6个一级大地构造单元的3条地球化学走廊带,系统采集了582件碳酸盐岩地层样品,并准确分析了包括稀土元素(REE)在内的81项指标的含量。结果表明,中国东部地球化学走廊带碳酸盐岩稀土元素(REE＋Y)总量为(0.59～183)×10-6,均值为24.0×10-6,纯净碳酸盐岩(CMC含量≥99％)均值为4.80×10-6。PAAS标准化后其显示具有轻稀土相对于中稀土和重稀土略亏损、δEu轻微正异常、δCe中度负异常等特征。白云岩中稀土含量、LREE/HREE值一般低于石灰岩;砂泥质含量相近时,前中生代各时代碳酸盐岩稀土分布模式相差不大,各构造单元稀土分布特征基本相似;与其他时代相比,中生代及中新元古代碳酸盐岩具有相对较平坦的稀土分布模式。研究表明,碳酸盐岩中稀土分布受碎屑物质影响明显,表现为稀土元素含量与碳酸根负相关,与碎屑物质相关元素(Si、Ti、Rb、Cs、Th、Zr等)、黏土相关元素(Al、Fe、K等)等正相关。成岩过程及白云化过程对较纯净碳酸盐岩中稀土分布特征影响不明显。我国古生代纯净碳酸盐岩分布模式受控于海相环境,其分布模式与现今海水相近;中生代纯净石灰岩受到陆相或海陆交互相的影响,具有较平坦的稀土分布模式。氧化还原条件对δCe的影响较δEu更为明显,δCe值受海相环境控制,极端正异常值(δCe＞1.3)受到还原环境或/和热液影响。若假定海水中REE自中元古代至今无太大变化,各时代稀土元素分配系数均值介于103.55～102.39,分配系数差异是造成碳酸盐岩中轻稀土亏损、Ce负异常及Y正异常的主要原因。微生物(席)可富集稀土等金属元素并改变沉积环境,这可能是造成中新元古界碳酸盐岩较平坦的稀土分布模式的主要原因。     

中国北方元古宙沉积岩中自生稀土矿物特征及其意义--以北京、大连地区为例

大连震旦系十三里台组首次发现自生稀土元素矿物独居石后 ,在北京十三陵中元古代长城系常州沟组、串岭沟组和大红峪组又发现了自生的独居石以及其他磷酸盐和硅酸盐稀土矿物。自生稀土矿物的形成和岩石中稀土元素含量较高有关 ;电子探针背散射图像和 P、Th、L a、Ce、Nd、Y等元素面分布图像研究表明 ,沉积岩中的自生稀土矿物与岩浆岩、变质岩和碎屑成因的截然不同。本文首次报道了元古宙长城系常州沟组沉积岩中碎屑锆石边部成岩过程中形成的自生磷钇矿。中国北方元古宙泥砂质碎屑沉积岩普遍具有高稀土组合 ,许多地区都可能存在独居石等自生稀土矿物 ,如天津蓟县、辽西、辽南和宣化等地 ,为利用离子探针 (SHRIMP)确定其同位素地质年代提供了可能。此外 ,本文对比了大连震旦系自生独居石和内蒙白云鄂博矿区东矿的独居石晶形和化学成分的相似性 ,再一次提出中国北方元古宙富稀土地层可能是内蒙古白云鄂博巨型稀土元素矿床的矿源层问题。     

前寒武纪沉积岩中自生独居石的发现及其意义

由于受到葛家屯组中发现自生方铅矿的启发 ,首次于大连前寒武纪震旦系十三里台组泥岩中发现了自生独居石 ,这一发现为在中国北方前寒武纪沉积岩中寻找自生独居石提供了重要的线索。它为进一步探索 U、Th- Pb同位素测年拓展了新的研究领域和提供了可能性。本文列举了中国北方前寒武纪沉积岩中 Ce元素异常以及 REE较高的例证 ,认为上述地区都有可能发现自生独居石。同时介绍了最近又在北京十三陵中元古代的常州沟组和串岭沟组所发现自生独居石的新资料。研究表明 ,自生独居石的电子探针扫描形态 ,与岩浆岩、变质岩及砂矿中截然不同。在地质年代分布上 ,元古宙 REE相对丰度较高 ,特别是 L REE较高的泥质岩多数来自古陆壳上。资料对比结果显示 :在 L a+Ce+Nd、Yb+Y、Sm+Gd+Dy三角图中 ,北京十三陵元古宙泥质岩、大连震旦系十三里台组泥岩和辽南 -辽西中元古代泥质岩都属于近古陆的沉积类型。首次提出 ,中国北方元古宙沉积与南方震旦系磷块岩沉积环境存在明显的不同并反映在三角图中 ,前者离 L a+Ce+Nd端点近 ,而后者由于成因上属于洋流上升沉积物而远离该端点。按照大连震旦系十三里台组沉积环境特点 ,自生独居石应为生物成矿作用的产物 ,含矿物泥岩形成于总体氧化环境中的局部还原亚环境中。基于此 ,建立了     

Rare Earth Elements Composition and Constraint on the Genesis of the Polymetallic Crusts and Nodules in the South China Sea

The rare earth elements(REE) composition of the polymetallic crusts and nodules obtained from the South China Sea(SCS) were analyzed through inductively coupled plasma mass spectrometry.Results revealed great differences in the REE abundances(∑REE) of the SCS polymetallic crusts and nodules; the crusts show the highest ∑REE, whereas the nodules exhibit the lowest ∑REE. The similarity in their NASC-normalized patterns, the enriched light REE(LREE), the markedly positive Ce anomaly(δCe), and the non-or weakly positive Eu anomaly(δEu), suggest that the polymetallic crusts and nodules are of hydrogenetic origin. Moreover, the REE contents and their relevant parameters are quite different among the various layers of the crusts and nodules, which probably results from the different marginal sea environments and mineral assemblages of the samples. The growth profiles of the SCS polymetallic crusts and nodules reveal the tendency ∑REE and δCe to slightly increase from the outer to the inner layers, suggesting that the growth environments of these samples changed smoothly from an oxidizing to a relatively reducing environment; in addition, the crust ST1 may have experienced a regressive event(sea-level change) during its growth, although the REE composition of the seawater remained relatively stable. On the basis of the regional ∑REE distribution in the SCS crusts and nodules,the samples collected near the northern margin were influenced by terrigenous material more strongly compared with the other samples, and the REE contents are relatively low. Therefore, the special geotectonic environment is a significant factor influencing the abundance of elements, including REE and other trace elements. Compared with the oceanic seamount crusts and deep-sea nodules from other oceans,the SCS polymetallic crusts and nodules exhibit special REE compositions and shale-normalized patterns, implying that the samples are of marginal sea-type Fe-Mn sedimentary deposits, which are strongly affected by the epicontinental environment, and that they grew in a more oxidative seawater environment. This analysis indicates that the oxidized seawater environment and the special nano property of their Fe-Mn minerals enrich the REE adsorption.     

贵州梵净山地区震旦系微量元素特征及沉积环境

为了详细研究梵净山地区震旦系沉积地球化学特征及沉积环境演化,笔者对该处永义剖面自下而上进行系统采样.样品分析结果表明该处剖面稀土元素呈轻稀土(LREE)富集,重稀土(HREE)亏损,铈总体上表现为亏损,垂向上逐渐变小,铕异常发生3次波动,表明该处震旦系沉积时总体上为氧化环境,局部沉积环境发生变化.而且陡山沱组底部"碳酸盐帽"稀土元素标准化分配模式不同于冷泉碳酸盐岩分配模式,表明两者处于不同的沉积环境,成因上无关.V/Cr、Ni/Co、U/Th及V/V Ni等微量元素比值均表明震旦系沉积时为总体上氧化环境,但垂向上仍有沉积环境及水体分层性的变化.