东海陆架SFK 1孔微量元素地球化学特征与物源意义

为研究东海陆架微量元素地球化学信息对于地层划分与物源分析的指示意义,对东海陆架西湖凹陷区SFK 1孔沉积物作了微量元素地球化学分析和物源判别。根据微量元素含量及比值的变化,可将SFK 1孔(孔深82.90 m)岩心划分为8层,它们分别反映了末次间冰期(暖期)晚期以来东海海面波动以及沉积物物源的变化。运用因子分析、U /Th与( Zr + Hf) /(Al2O3 + TiO2 )和Th/Co与TiO2/Zr的散点图等方法分析了SFK 1孔沉积物的物质来源,结果显示该孔沉积物主要来源于长江,黄河物质对该孔中部沉积物有较明显影响。不同指标散点图研究表明,在沉积物物质来源不变的情况下,气候和沉积环境的变化对该区域沉积物化学元素组成进行的改造和再分配影响不大。     

黔中猫场铝土矿地球化学研究

猫场铝土矿位于黔中清镇—修文铝土矿区,矿体产于下石炭统九架炉组,上覆摆佐组白云岩,下伏中上寒武统娄山关群白云岩,矿床成因类型为古风化壳沉积型.为了探讨猫场铝土矿成矿环境和成矿物质来源,为猫场矿区乃至黔中地区铝土矿资源的开发利用提供基础研究资料,我们对矿区铝土矿、顶底板铝土岩或粘土岩及围岩白云岩进行了主量元素、微量元素和稀土元素地球化学研究.结果显示,矿石成分主要为Al2O3、SiO2、Fe2O3和TiO2,含矿岩系富集Li、V、Ga、Sc、Nb、Ta、Th、Hf、Zr、Y和REE等微量元素.微量元素含量和比值(Th、Sr/Ba、Th/U)分析表明,矿区铝土矿形成于海陆交替的沉积环境,以陆相沉积为主,成矿过程为氧化还原交替的沉积环境.通过稳定元素(Al2O3/TiO2、Al2O3/Zr、TiO2/Nb、Zr/Nb、Zr/Ta、Zr/Hf和Ta/Nb)相关性分析和稀土球粒陨石标准化配分模式判断,矿区物源可能为下伏中上寒武统娄山关群白云岩.     

青藏高原东部黄土沉积元素地球化学示踪

青藏高原东部广泛分布着典型黄土沉积,对气候变化有着敏感的响应。对青藏高原东部地区典型表土、黄土、古土壤以及砂样,进行系统的常量、微量元素组成分析,结果显示,高原东部黄土常量元素氧化物主要为SiO₂、Al₂O₃、Fe₂O₃和CaO,黄土中SiO₂和CaO含量差别较大;Rb、Sr、Ba、Zr、V含量占了微量元素含量的大部分,表土、黄土、古土壤微量元素含量差别不一。与高原东部的风沙沉积、黄土高原黄土、河西走廊黄土的对比结果表明,青藏高原东部黄土组分的常量元素之间的比值（SiO₂/Al₂O₃、TiO₂/Al₂O₃）、常量与微量元素之间的比值（Zr/Al、Zr/Ti）、常量元素三角图（Ca-Mg-K、Ca-Mg-Na）等与其他地区黄土有明显差异,而青藏高原东部黄土与高原表土沉积物及河流砂、风成砂样品比较接近。这些异同点指示青藏高原东部黄土与黄土高原黄土的物源不同;其物源可能主要来自于青藏高原内部,高原内部的河流沉积物、冰碛物等粉尘物质可能为青藏高原东部黄土的主要物源。     

庐山北麓JL红土剖面粉砂粒级元素地球化学特征及其物源意义

加积型红土是中国南方第四纪环境变化研究的重要陆相载体,其沉积母质显示风成特性,后期经历较强的化学风化。为了明确加积型红土的物质来源,并减弱风化效应对其物源信息的影响,本文提取了庐山北麓JL红土剖面(厚18.46 m)部分样品的粉砂组分(4~63 μm),分析其元素地球化学特征,并通过元素比值及物源判别指数等方法讨论其蕴含的物源信息。结果显示:1)粉砂粒级化学组成中SiO2、Al2O3和Fe2O3三者的含量可达84.29%,K2O、Na2O、CaO和MgO四者含量仅1.30%,与全岩相比SiO2含量增高,Al2O3和Fe2O3含量明显降低,风化指数CIA值(74.02%)明显低于全岩样品(85.00%);微量元素中,粉砂粒级相对全岩Cu、Zn、Rb、Sr、Cr、La等含量降低,Y、Zr含量则略高。2)Na2O/Al2O3与K2O/Al2O3及Na2O/K2O与CIA的散点图中,粉砂粒级样点间的集聚程度明显降低,暗示风化效应在一定程度上被削弱。此外以洛川黄土和长江河漫滩沉积物为端元的物源指数计算表明,全岩样品消除粒级效应后的物源指数(PIw)与粉砂粒级物源指数(PIfs)吻合度较好,进一步验证了粉砂粒级地球化学特征在削弱风化效应方面的有效性。3)JL剖面上部黄棕色土的PIfs值为0.45,物源上更接近北方黄土,剖面中下部的网纹红土PIfs值为0.57,物源更接近长江沉积物。结合TiO2/Al2O3、Zr/Y、Hf/Ti等元素比值,JL剖面自下而上近源物质的贡献略有减少,远源物质的贡献则趋于增加,这可能意味着晚第四纪以来东亚冬季风不断增强的过程。     

南京下蜀黄土-古土壤剖面的不同粒组稀土元素地球化学分布

下蜀黄土的风尘成因得到绝大多数研究者的认可,但在其物源方面尚存在不同的认识。大多数研究者认为,下蜀黄土的物质来源与黄土高原的黄土相同^1]。但有的研究仍认为下蜀黄土以近源物质为主,西北来源的物质居次要地位^2]。显然,下蜀黄土的物源问题还没有完全得到解决。REE(稀土元素)彼此间性状上的微小差异使其可以在一定的物化条件下发生分馏并形成特征的分馏模式。在碎屑物搬运、沉积及风化过程中REE组成变化较小,其携带的物源信息一般不会丢失,因而可用作重要的物源示踪物^3]。已有若干有关中国北方黄土中REE的物源信息方面的报道^4,5],不过,这些研究工作均以全岩为主要研究对象。本文以南京老虎     

元素地球化学揭示的长江中游鄱阳湖地区中更新世以来粉尘堆积的物源特征及其环境意义

位于长江中游的鄱阳湖地区深受东亚季风影响,因其特殊的地理、地貌与水文、水系特征,自中更新世以来随着冬季风的加强,在大姑组、九江组砾石层之上风成堆积广泛发育。该区域中、上更新统表现为网纹红土、均质红土和下蜀黄土的独特沉积序列,厘清这三套独特沉积序列的物质来源对于我们认识东亚季风演化及其区域环境响应至关重要。本文选择了长江中游鄱阳湖地区10个典型剖面,基于<20μm颗粒组分的元素地球化学特征,研究了该地区中、上更新统粉尘堆积的特点,并将其与黄土高原西峰黄土和东秦岭黄土做了对比分析。研究认为,长江中游鄱阳湖地区这套独特的沉积序列,元素特征基本相似,具有贫Co、Pb,富Zr、Hf,低Eu/Eu^*(0.53~0.62)、LaN/YbN(4~8)、Ta/Zr(0~0.006)、Nb/Zr(0~0.09),高Y/Ho(28~30)、Zr/Hf(36~48)等特点,与黄土高原与东秦岭黄土有显著区别。基于Hf-Th-Co、Th-Sc-Zr/10和Th-Sc-La蜘蛛图投影分析,鄱阳湖地区第四纪粉尘物质的源岩接近于石英岩类,为被动大陆边缘构造背景下的产物,显著区别于黄土高原与东秦岭黄土(源岩接近于页岩,形成于大陆岛弧构造背景)。进一步分析认为,网纹红土、均质红土的母质均与区域下蜀黄土类似,推测它们均来自于其冬季风上风方向的长江或赣江的古河谷漫滩,这套独特的沉积序列是第四纪以来长江中游现代格局的水系贯通后,冬季风增强,吹蚀大江大河广阔的古河谷漫滩而形成的区域粉尘堆积的结果;是湿热的亚热带季风区对于中更新世以来在轨道尺度上冬夏季风均加强的背景下独特的区域响应。     

陇东新近纪红粘土与第四纪黄土地球化学特征及其物源和风化指示意义

甘肃省平凉市灵台县邵寨镇剖面风尘堆积底界年龄大约为5.23 Ma B.P.,通过对该剖面新近纪红粘土与第四纪黄土-古土壤序列的常量元素、微量元素、Nd同位素的测试,分析其在物源和风化方面的指示意义,发现新近纪红粘土与第四纪黄土具有相似的常量、微量元素UCC标准化曲线和稀土元素球粒陨石标准化曲线,指示二者皆来自广阔的物源区,经过了相似的搬运过程,并在搬运中得到充分混合。新近纪红粘土的MgO、Li、Cs、Bi含量较高,Na₂O、稀土元素La-Lu、Y含量较低。风化参数Na₂O/Al₂O₃、化学风化参数CIA以及Al₂O₃-CaO+Na₂O-K₂O (A-CN-K)图,均显示新近纪红粘土比第四纪黄土经历了更为强烈的风化过程。新近纪红粘土的稳定元素比值(TiO₂/Al₂O₃,SiO₂/Al₂O₃,SiO₂/TiO₂,Zr/Hf,Nb/Ta,Lu/Hf,Y/Ho,Th/Nb和Hf/Nb)、稀土元素总量、轻稀土与重稀土的分异程度、轻稀土内部分异程度、重稀土内部分异程度、Ce和Eu的异常程度、同位素ε_Nd(0) 值等,皆与第四纪黄土无太大差异,指示二者物质来源一致。粒度以及风化强度的差异,可能是导致新近纪红粘土与第四纪黄土常量和微量元素含量差异的主要原因。      

末次间冰期以来沙漠边缘黄土沉积的地球化学特征初探

沙漠边缘地区黄土磁化率的增强机制与黄土高原地区有所不同,不宜用于夏季风强度变化的重建。所以,本文尝试将黄土高原地区常用的化学风化指标:化学蚀变指数（CIA）和Rb/Sr用于沙漠边缘地区白崖剖面夏季风演化的重建。结果显示,CIA可以较好地反映成壤作用,因而也可以较好地反映夏季风的变化,而Rb/Sr受源区因素和成壤因素共同作用,不能有效地指示夏季风的强度。同时,本文还选取了常见的反映粒度分选和冬季风变化的SiO2/TiO2和Zr/Rb,结果显示,SiO2/TiO2和Zr/Rb能明确指示粒度分选作用和冬季风的变化。此外,Al-Ti-Zr三角图显示,物源在不同时期存在一定的变化,在全新世和末次间冰期黄土物质混合较为均匀,表明风尘经历了较长距离的搬运和较为充分的混合过程;在末次冰期黄土物质混合程度存在明显分异,意味着部分时段物源可能较近。     

中国东部主要黄土分布区的Sr-Nd同位素物源示踪研究

不同地质背景物质的Sr-Nd同位素组成往往差异巨大,同时Sr-Nd同位素组成在搬运和沉积过程中相对元素组分更 难被改变,因此是物源示踪研究最常用和有效的手段之一。该研究测试了中国东部代表性黄土堆积的Sr-Nd同位素组成, 包括山东半岛、黄河下游沿岸黄土和下蜀黄土,发现与黄土高原黄土的Sr-Nd同位素特征存在明显差异,指示不同的物质 来源。同时发现,中国东部主要黄土分布区的来源物质可能主要来自其附近的干旱区具有近源性。山东半岛及其滨海黄土 主要来自黄泛平原和冰期暴露陆架的黄河沉积物;黄河下游沿岸黄土可能直接来自黄河河漫滩;下蜀黄土的细颗粒组成物 源还没有定论,需要进一步研究。中国东部局部区域黄土的形成可能与中更新世革命以来冰期气候条件下的荒漠化有关。     

柴西南翼山构造上新统狮子沟组混积岩地球化学特征及物源指示意义

柴西地区南翼山构造上新统混积岩中含有大量盐类矿物,其物源分析对盐矿物质来源研究有一定的参考价值。本文在野外观察和镜下鉴定的基础上,对南翼山构造上新统狮子沟组混积岩的地球化学特征进行了分析,并结合周缘造山带花岗岩的稀土元素数据,探讨了混积岩中陆源碎屑的物质来源。结果显示：南翼山构造狮子沟组混积岩中碎屑矿物、碳酸盐矿物和黏土矿物呈均匀混合的状态,元素含量与矿物组分密切相关,除Ca、Na、Sr元素外,其余元素含量普遍低于上地壳平均含量,其中CaO和Na2O受碳酸盐和石盐形成影响,不能用于判别构造背景,而Sc、Th、Zr、Hf等微量元素和稀土元素较完整地保留了源岩的地球化学信息,可用于源区构造背景的判别及物源示踪,同时稀土元素配分模式一致性较好,表明混积岩中陆源碎屑具有相同的物源特征。稀土元素配分模式、La Th Sc、Th Sc Zr/10、La/Th Hf图解以及Al2O3/TiO2比值共同指示南翼山混积岩的陆源碎屑组分来源于大陆岛弧背景下的长英质火成岩,通过与周缘造山带花岗岩稀土配分模式对比,推断晚志留世和晚二叠世花岗岩是混积岩中陆源碎屑和盐类矿物的主要源岩,南部的祁漫塔格是主要的物源区,且西部的阿尔金南段也有部分物源贡献。     

The rare earth element compositions of sediments from the loess tableland in the Liyang Plain,southern China: implications for provenance and weathering intensity

To identify the weathering intensity and to deduce the provenance of sediments (black-brown soil and loess) from the loess tableland in the Liyang Plain is of great importance for understanding the development and origin of civilization of this critical region in China. The geochemical results show similar REE distribution patterns among sediments sampled from the YC profile in the Liyang Plain, reticulated red soils from the Dongting lake area, Xiashu loess in Zhenjiang, and loess from the Loess Plateau in China. These similarities imply a single provenance, from dust storms. REEs, especially the LREE/HREE ratio and Eu anomaly, can trace weathering intensity. Higher LREE/HREE ratios, and remarkably Eu anomalies, are present in the top loess (L₀), Lower LREE/HREE ratios and insignificant Eu anomalies are present in black-brown soil (S₀*) from the Liyang Plain. These demonstrate that the black-brown soils have undergone a lower intensity of weathering than the loess of YC profile. Moreover, CIA values for sediments from the YC profile provide powerful evidence to support the above result. Comparisons of analyses of the REE contents of sediments from the YC profile, of reticulated red soils from the Dongting Lake area, Xiashu loess from the Yangtze River, and loess from the Loess Plateau, clearly show the weathering intensity decreases according to the following sequence: reticulated red soil from the Dongting Lake area > sediments of YC profile from the Liyang Plain, which formed from dust storms ≈ Xiashu loess from lower reach of the Yangtze River > loess from the Loess Plateau.     

南京地区下蜀黄土磁性地层年代与古环境变化

通过对南京江北泰山新村下蜀土剖面所采的144个样品和南京江南燕子矶下蜀土剖面所采的467个样品所进行的古地磁测年、磁化率测量和粒度测定,建立了南京地区下蜀黄土地层220kaB.P.以来较精细的时间标尺;在此工作基础上,将南京下蜀黄土堆积所记录的环境信息同北方经典黄土、深海沉积氧同位素记录进行了对比,发现燕子矶剖面磁化率曲线能够与深海沉积氧同位素曲线1—7阶段进行良好的对比,两者之间的细节变化具有一致性,其中S0表现为高值,可与氧同位素曲线阶段1对比,为一高温期;L1可以划分为两层黄土(L1LL1、L1LL2)和一层弱发育的古土壤(L1SS1),L1LL1和L1LL2可与阶段2和4对比,L1SS1可与阶段3对比;S1古土壤层由3个古土壤亚层(S1SS1、S1SS2、S1SS3)和2个弱成土亚层(S1LL1、S1LL2)叠置而成,磁化率曲线具有明显的三峰夹两谷形式,正好可与氧同位素阶段5对比,表明这一时期的古气候特点是在湿热的背景下有两次干冷波动,其中S1SS1、S1SS2、S1SS3分别对应于5a、5c、5e,S1LL1、S1LL2对应于5b、5d;L2黄土磁化率曲线整体呈谷形,但中下部有一次峰,下部磁化率偏高,与阶段6的曲线特征相吻合;S2古土壤层未见底,目前获得的磁化率曲线特征可与7a和7b对比。以上研究结果确立了江南风尘堆积的古气候全球变化意义。     

四川攀枝花昔格达组及其下伏河流砾石的地球化学特征以及对物源的制约

位于扬子地块西缘的攀枝花地区昔格达组湖相沉积及其下伏河流相砾石比较发育。湖相沉积具有较高的SiO2含量和Al2O3/SiO2比值,显示其载体沉积物具有较高成熟度,表明经历了长距离的搬运。主元素、稀土(REE)和微量元素分析结果揭示昔格达组湖相沉积物源形成于典型的大陆岛弧构造背景,主要来自松潘-甘孜造山带义敦岛弧花岗岩区。Eu/La?Yb/La判别图与Zr/Y比值进一步证实昔格达组湖相沉积分别来自于金沙江上游及雅砻江上游,说明昔格达古湖形成时金沙江上游已被袭夺。昔格达组下伏河流相砾石REE、微量元素分析结果显示其形成于被动大陆边缘构造背景,说明其是由雅砻江经扬子板块边缘花岗岩区携载而来。昔格达组湖相沉积与其下伏河流相砾石的不同物源特征表明伴随着昔格达古湖的形成,金沙江河流经历了演化史上的巨变。     

长江三角洲第一硬质黏土层粒度多元统计分析及沉积环境判别

长江三角洲第一硬质黏土层成因是长期争论的问题。对上海市青浦区第一硬质黏土层全样粒度多元统计分析,并与南京周家山下蜀黄土、长江悬浮颗粒物对比,探索长江三角洲第一硬质黏土层成因。第一硬质黏土层机械颗粒组成均一,频率曲线呈正偏态、中等或尖锐峰形的双峰分布,频率累积曲线呈"S"型分布,具有风成沉积特性。粒度特征分析为沉积环境判别提供沉积学证据时,综合运用多元统计分析可以使分析结果更准确。聚类分析将硬黏土与典型风成沉积物下蜀黄土粒度分布归为一类,长江悬浮颗粒物单独为一类,表明硬黏土与下蜀黄土成因一致。下蜀黄土与长江悬浮颗粒物粒度参数判别函数,将绝大部分硬黏土样品判定为风成沉积。粒级—标准偏差曲线结合现代风场,显示硬黏土粒度特征存在高空西风和低空西北季风两个主控因子。表明长江三角洲第一硬质黏土层是由西风和西北季风控制的风成成因堆积物。     

华北晚古生代煤系高岭岩微量元素和稀土元素地球化学研究

通过华北晚古生代煤系高岭岩微量元素和稀土元素研究,以及利用Ｔｉ／Ａｌ、Ｃｒ／Ａｌ、Ｚｒ／Ａｌ、Ｎｉ／Ａｌ和Ｚｒ／Ｈｆ比值,探讨了研究区煤系高岭岩形成时的地质条件和成岩物质来源。     

Geochemical Characteristics of Eolian Deposits on the Eastern Margin of the Tibetan Plateau and Implications for Provenance

Eolian dust deposition is intimately related to atmospheric circulation and environmental setting of the source region, and therefore is an invaluable tool for studying the evolutionary history of atmospheric circulation patterns and paleoclimatic change. Identifying the provenance of any eolian deposit is crucial not only for reconstructing the paleoenvironmental history of the dust source region, but also for understanding the paleoclimatic significance of various indices. Loess and paleosol samples from the Garze region on the eastern margin of the Tibetan Plateau(TP) were analyzed for their elemental(major and trace elements) and isotopic(Sm-Nd) geochemistry and compared with those of Northern Chinese(NC) loess formed at the same age. The results show that the geochemical compositions of the Garze loess and paleosol samples are similar to those eolian deposits on the Chinese Loess Plateau(CLP), and also resemble the average UCC. This indicates that the eolian deposits on the eastern margin of the TP were derived from well-mixed sedimentary protoliths that had undergone numerous upper crustal recycling processes, just as with the CLP loess deposits. However, compared with NC loess, the Garze samples have higher ∑REE, Li, Rb, Zr, Cs, Hf and Bi concentrations, higher TiO2/Al2O3, Hf/Nb, La/Nb, Th/Nb and lower K2O/TiO2, Zr/Hf, Ba/Rb ratios. From the Sm-Nd isotopic geochemistry, εNd(0) and 147Sm/144Nd values of Garze loess and paleosol samples are clearly lower than the NC loess. The higher Bi, Zr and Hf concentrations are relevant to the widely distributed acid-magmatic rocks in this region, whereas the higher contents of Li, Cs, Rb are attributed to the high background values of the TP. The geochemical characteristics of the Garze loess and paleosol samples further prove that the local glacial and other Quaternary detrital sediments are predominantly the contributors for the eolian deposits on the eastern margin of the TP. Stable element concentrations and their ratios in the Garze loess and paleosol samples formed at different times have relatively greater variation ranges in comparison with the NC loess, indicating that the source regions for eolian deposits have been unstable since the late Early Pleistocene. We attribute the instability of dust sources to variable earth surface conditions and the changeable TP winter monsoon in direction and intensity, which are in turn related to the uplift of the TP.