重庆芙蓉洞上覆基岩、土壤元素分布特征及其对洞穴滴水水化学影响

通过对重庆芙蓉洞上覆基岩和土壤中元素分布特征以及表层岩溶泉水、土壤渗透水和洞穴滴水水化学特征的系统监测,发现Ca2+、Mg2+、Sr2+和SO42-在表层岩溶系统的基岩、土壤、水(土壤渗透水和洞穴滴水)三大载体的运移过程中发生了明显分异。Ca2+、Mg2+和Sr2+在基岩中平均质量比分别为239949ppm、129607ppm和123ppm,在土壤中分别为37458ppm、28360ppm和49ppm,土壤渗透水中分别为25.55mg/L、11.04mg/L和0.026mg/L,而在洞穴滴水中分别为64.37mg/L、37.87mg/L和0.044mg/L。Ca、Mg和Sr在土壤剖面中表现出明显的淋溶和淀积作用,其元素含量高低直接影响土壤渗透水元素含量;基岩的元素含量主导了土壤各层位、土壤渗透水及滴水中元素含量。不同滴水点的水其运移的路径、时间和环境条件不同,因此在利用洞穴次生化学沉积物元素地球化学特征来反映洞外环境变化时,需综合考虑各元素在岩-土-水中的分布迁移特征及其与环境因素的相互关系。      

东营凹陷古近系中深层湖盆演化中的无机元素响应

为查明无机元素分布与水深、盐度等沉积环境以及湖盆演化过程的关系,采用电感耦合等离子体发射光谱仪分析对东营凹陷郝科1科探井古近系深层微量元素含量进行了测试、分析,所涉及的研究层位是该凹陷的主要烃源岩层段（沙河街组三亚段、沙河街组四亚段、孔店组）,分析结果表明:在水体浅、蒸发作用强烈的孔店组—沙四下亚段强氧化性滨浅湖环境里,钙、锶含量和Ca/Mg、Sr/Ba、Sr/Ca参数值具低值响应,铁、铝、钡、钒含量和（Fe+Al）/(Ca+Mg)参数值具高值响应;在沙四中亚段膏岩、盐岩等普遍发育的盐湖环境中,钠、锶含量和Sr/Ba、Fe/Mn、Sr/Ca均出现高值响应,锰、钡、钒含量和V/Ni、(Fe+Al)/(Ca+Mg)出现低值响应;在还原性的沙四上亚段半咸化深湖环境中,钾、钠、铁含量和Fe/Mn值具低值响应,钙、锰含量具高值响应;在沙四中亚段膏盐与泥岩共生体系中元素分布离散性明显,呈现波动性特征;Sr/Ba、Sr/Ca在盐湖环境中出现显著的高值响应,被证实可以作为良好的水体盐度指标参数,Fe/Mn、(Fe+Al)/(Ca+Mg)随水体加深逐渐增大,是良好的水体深浅指标参数。元素分布受沉积环境、岩性特征等多种地质因素的影响,在利用元素含量分布及特征元素比值来判断某单个地质因素的变化时,应该应用多种参数,进行综合判断。     

典型蒸发岩与泥岩共生沉积体系中元素及烃类物质响应——以东营凹陷沙河街组四段为例

东营凹陷沙四段中、下亚段是中国东部典型的新生代第三系蒸发岩与烃源岩共生沉积体系。对其中两口深层井（郝科1井、丰深2井）沙四段含盐层段进行了较密集的取芯,对其中无机元素组成特征、碳同位素及有机质丰度、成熟度、生烃指标等进行了测试及分析,分析结果显示：不同元素响应差异明显,铝及锰、钡含量为低值响应,钠、钙、镁含量为高值响应,锶含量显示异常高值;特征元素比值分布上也有明显响应,V/Ni、（Fe+Al）/(Ca+Mg)出现低值响应,Sr/Ba、Fe/Mn、Sr/Ca均出现高值响应;元素分布离散性和波动性比较明显,无机元素在蒸发岩中亏损,而在相邻泥岩中相对富集（钠除外,钠在蒸发岩中富集）;不同族组分和正构烷烃单体烃碳同位素值分别分布于-28‰~-21‰和-32‰~-18‰,有机质族组分间碳同位素分馏效应相对小(<-2‰),正构烷烃单体烃碳同位素曲线上,C17、C18 的δ13C值相对较高而变化显著;热演化和TSR反应造成对烃源岩中残留烃类碳同位素δ13C值的增重作用;所检测含盐井段具有良好的生、排烃能力,有机质组分中腐泥组占绝对优势,有机质类型为Ⅰ型和Ⅱ1型,烃源岩原始生烃潜量及排烃量可分别达到40 mg/g和20 mg/g,排烃效率基本在60%以上,但它在平面上和剖面上均具有较强的非均质性。与蒸发岩共生的泥岩有机质丰度、成熟度及生、排烃各项指标要高于蒸发岩,高热演化可导致其残余生排烃能力下降。     

深湖相泥岩的成因类型和组合演化

本文通过对渤海湾地区东营盆地沙三段的研究,区分了深湖相泥岩的岩相类型。根据各类岩相的结构、沉积构造和层序、有机地球化学、元素地球化学、矿物成分、生物组合等特征对深湖相泥岩的成因类型进行了划分,并讨论了各成因系列的沉积作用。在此基础上分析了湖盆发展不同阶段由于盆地地形、湖水性质、骨架沉积体系的改变及深湖相泥岩成因类型组合的演化特征。     

深湖相泥岩的成因类型和组合演化

本文通过对渤海湾地区东营盆地沙三段的研究,区分了深湖相泥岩的岩相类型。根据各类岩相的结构、沉积构造和层序、有机地球化学、元素地球化学、矿物成分、生物组合等特征对深湖相泥岩的成因类型进行了划分,并讨论了各成因系列的沉积作用。在此基础上分析了湖盆发展不同阶段由于盆地地形、湖水性质、骨架沉积体系的改变及深湖相泥岩成因类型组合的演化特征。     

论南方岩溶山区生态环境的元素有效态

岩溶环境的元素有效态应当考虑土壤固体、岩溶水、土壤水三种载体。岩溶区富钙偏碱的地球化学背景使土壤中的元素有效态含量较低,但相对来说,岩石背景含量高的元素,其土壤中的有效态含量也明显较高。南方岩溶区强烈的岩溶作用,不但使岩石和土壤中可溶性的Ca、Mg、Na、K大量溶解于水中,而且,某些难溶元素,如Si、Al、Fe、Mn等在岩溶水和土壤水中也有一定的离子含量,使之成为植物中元素的一部分来源。      

江苏典型地区水稻与小麦字实中元素生物富集系数（BCF）初步研究

在分析研究了约500套水稻籽实-耕层土及约300套小麦籽实-耕层土样品相关元素含量等地球化学调查数据基础上,报道了江苏典型地区水稻与小麦籽实中Cd、Hg、Cu、Pb、Zn、Cr、As、Se、Mo、Mn、Fe、K、Ca、Mg等14个元素的生物富集系数(BCF)分布状况,统计结果显示,各元素的BCF值差异较大,通常Pb、Cr、Fe等元素BCF多小于1%,Hg、As、Mn、Ca等元素BCF多为1%～10%,Mo的平均BCF最大、Fe的平均BCF最小。研究发现,水稻与小麦籽实中Pb与Cd超标率分别超过15%、6%,BCF值差异与稻谷、小麦的元素含量无直接关系,部分元素的BCF与土壤pH、TOC、CEC、B含量等具有统计上的相关性,其中土壤pH与Cd、Ca、Mg元素的BCF呈显著负相关,而土壤的有机碳含量、阳离子交换量及B含量等也对部分元素的BCF值有一定影响。     

贵州麻江蓝莓种植区基岩-土壤剖面元素地球化学特征

本文对麻江蓝莓核心产区种植剖面的地球化学特征进行分析,选取与蓝莓生长关系密切的K、Ca、Na、Mg、Fe、Al、Mn、Mo、Co、V、Se、Cr、Cu、Zn十四种元素作为研究对象,结果表明:土壤中元素的地球化学特征受植物根系、外援施肥、自然气候、土壤理化性质及母岩等多种因素影响。黏粒含量高的土壤剖面元素移动性较差,含量变化程度小。Se在垂直方向上的含量变化规律主要受土壤有机质含量影响,其他元素地球化学特征主要与母岩风化和淋溶作用等因素有关。基岩产状影响土壤元素在垂直方向上的变化,产状平缓的剖面各元素在下层累积较高,而基岩产状倾斜的剖面底层土壤元素随水流失,元素含量最高值大多都出现在次底层。剖面土壤中元素的地球化学特征与自然气候、土壤理化性质及母岩等因素有关,耕作层土壤元素主要受植物根系和外援施肥影响。     

枇杷的不同器官中元素地球化学特征

枇杷是药用价值很高的一种经济水果。研究不同母岩类型产区的枇杷中元素的地球化学特征,发现同一品种枇杷中元素的富集部位各不相同;而不同品种的枇杷所富集的元素种类大致相同,只是富集程度有差异。有益、营养元素在叶片中的含量大多高于其他部位;有害元素不超标。与枇杷果关系较为密切的营养元素主要为N、P、K、Ca、Mg;微量营养元素为B、Zn、Cu。     

南堡凹陷沉积岩化学元素分布特征及多元统计方法研究

对南堡凹陷Ed₁亚段、Ng_下、Ng_上、Nm_底地层的75个沉积岩样品进行了主量、微量元素分析,结果表明粒度效应造成砂岩和泥岩元素丰度明显不同,砂岩除富集K、Na、Sr、Ba、Si外,其余元素均较泥岩亏损.根据地层垂向上元素丰度由高—低—高的变化规律,可将这4个亚段分为Ed₁、Ng_下和Ng_上、Nm_底3个阶段,与凹陷构造演化特征响应.因子分析、聚类分析等多元统计方法表明,表生环境中元素具有不同的迁移富集规律,Ca、Na、Sr等具有较强的活动性,Zr、Hf等少数元素则在粗粒级中含量较高,而其余元素则多在黏土粒级中富集.元素在表生环境中地球化学行为的不同主要受化学结构特征控制,沉积环境对其也有影响.     

Elemental characteristics and paleoenvironment reconstruction: a case study of the Triassic lacustrine Zhangjiatan oil shale,southern Ordos Basin,China

Using trace elements to reconstruct paleoenvironment is a current hot topic in geochemistry. Through analytical tests of oil yield, ash yield, calorific value, total sulfur, major elements, trace elements, and X-ray diffraction, the quality, mineral content, occurrence mode of elements, and paleoenvironment of the Zhangjiatan oil shale of the Triassic Yanchang Formation in the southern Ordos Basin were studied. The analyses revealed relatively high oil yield (average 6.63%) and medium quality. The mineral content in the oil shale was mainly clay minerals, quartz, feldspar, and pyrite; an illite–smectite mixed layer comprised the major proportion of clay minerals. Compared with marine oil shale in China, the Zhangjiatan oil shale had higher contents of quartz, feldspar, and clay minerals, and lower calcite content. Silica was mainly in quartz and Fe was associated with organic matter, which is different from marine oil shale. The form of calcium varied. Cluster analyses indicated that Fe, Cu, U, V, Zn, As, Cs, Cd, Mo, Ga, Pb, Co, Ni, Cr, Sc, P, and Mn are associated with organic matter while Ca, Na, Sr, Ba, Si, Zr, K, Al, B, Mg, and Ti are mostly terrigenous. Sr/Cu, Ba/Al, V/(V + Ni), U/Th, AU, and δU of oil shale samples suggest the paleoclimate was warm and humid, paleoproductivity of the lake was relatively high during deposition of the shale—which mainly occurred in fresh water—and the paleo-redox condition was dominated by reducing conditions. Fe/Ti ratios of the oil shale samples suggest clear hydrothermal influence in the eastern portion of the study area and less conspicuous hydrothermal influence in the western portion.     

太平洋北部铁锰结核富集区沉积物的元素地球化学特征

本文对太平洋北部铁锰结核富集区沉积物的元素地球化学作了较为详细的研究。因子分析提供的信息表明,元素的分布主要受三个因子控制:（1）粘土及Fe、Mn氧化物水化物胶体的吸附作用;（2）生物化学作用过程有关的自生沉积作用;（3）海底页岩风化及附近海区的火山喷发作用。元素的来源:（1）Fe、Mn、Cu、Co、Ni、Zn、Cr、Cr、Mg、Al、Ti、K共生,主要来自粘土吸附;（2）C_有机、N、Sr、Na及Si、Ca、Sr主要来自生物化学过程沉积;（3）Pb主要来源于岩石碎屑（火山喷发碎屑）。     

熔融玻璃片制样-X射线荧光光谱测定页岩中主量元素

熔融片法制样,用X射线荧光光谱法测定页岩样品中硅、铝、铁、钙、钾、镁、钠7个主量元素,以页岩、岩石、水系沉积物、土壤国家一级标准物质作为校准样品,使用理论α系数和经验系数相结合的方法校正基体效应。方法精密度(RSD,n=12)≤1.50%。分析结果与化学法进行对照基本一致。     

微波消解-原子吸收法初步分析葛根中微量元素与种植土质的相关性

采用微波消解-原子吸收光谱法测定葛根及其种植土壤中Cu、Fe、Zn、Mn、Ca和Mg等6种微量元素的含量。葛根中微量元素含量与种植土质的初步相关分析结果表明，葛根中6种微量元素含量丰富，其中Fe、Ca和Mg的含量较高；黄土土壤种植的葛根微量元素含量较黑土高。实验结果可为进一步开发葛根优良品种和平衡施肥提供科学信息和依据。     

豫西鸡冠洞洞穴水及现代沉积物Mg, Sr和Ba记录及其意义

采用电感耦合等离子体质谱仪（ICP-MS）和电感耦合等离子体光谱仪（ICP-OES）对2009年12月-2013年8月采自河南省栾川县鸡冠洞洞穴水（滴水、池水及地下河水）和现代碳酸盐沉积物的 Ca、Mg、Sr和 Ba 微量元素地球化学指标进行了分析。结果显示：（1）鸡冠洞洞穴水的 Mg/Ca对地表环境的干湿条件变化响应迅速,具体表现为池水和地下河水 Mg/Ca旱季高而雨季低,而 Sr/Ca 和Ba/Ca的变化与降水和气温的关系并不明显;（2）鸡冠洞现代沉积物的 Mg/Ca 变化与滴水有着良好的对应关系,但现代沉积物的 Sr/Ca和 Ba/Ca可能受大气粉尘活动和地表土壤的影响,变化趋势与 Mg/Ca 相反;（3）鸡冠洞碳酸盐岩与岩溶水间 Sr/Ca和 Mg/Ca的分配系数KSr值在0.02-0.18之间,KMg值在0.01-0.03之间,KMg值与洞穴温度的正相关关系不明显。     

松嫩平原西部碱尘气溶胶的元素特征分析

碱尘暴期间松嫩平原西部碱尘气溶胶的主要元素质量浓度排序为Na、Al、Fe、Ca、Mg、K、Ti、Ba、Zn,与当地盐碱化土壤的元素组成吻合,而与沙尘、城市气溶胶的元素组成有差别。风力对碱尘气溶胶元素组成有明显的影响,当风速在8.0~17.1 m/s时,元素组成的质量浓度排序为Na、Ca、Al、Fe、Mg、K、Ba、Ti、Zn。Na元素质量浓度的激增是碱尘暴元素组分的一大特征,明显富集元素为Na和B;相对于当地背景大气气溶胶的富集情况,Zn、Cu、Ba、B的富集因子值在碱尘暴期间明显降低;在各种天气情况下,B、Cu均具有较高的富集因子。碱尘中Ti元素的富集因子值均小于1,而Ca、Fe、K、Mg、Mn、Sr、V的富集因子值为1~4。两个采样点的Ca、Na、Al、Fe、Mg、Ti、Zn的富集因子近似,表明该区碱尘的主要元素具有特定的一致性;而B、Ba、Cu、V的富集因子相差较大,可以作为区分不同碱尘源的标志性元素。     

黑钨矿中微量元素的赋存状态葠带状构造

本文应用扫描电镜、X射线衍射(粉晶)分析、电子探针、化学分析、原子吸收光谱分析等手段研究了大吉山和瑶岗仙脉状钨矿床中黑钨矿微量元素的赋存状态、含量以及Nb、Ta在矿物中的“置换容量”等问题。大吉山6号脉及瑶岗仙501号脉黑钨矿单晶具有带状构造,结合各带的成分特点,讨论了具带状构造黑钨矿的形成条件及其成因意义。     

万年尺度下钙华的古环境重建检验——以青海冰凌山为例

采用钙华中微量元素进行古气候环境重建为近年来国内外研究热点。前人研究成果主要为小时间尺度古气候环境重建,因微量元素的影响机制及地区间差异性问题,可能存在未知因素影响稀土元素含量及Mg/Ca、Mg/Sr比值,从而导致解译的古气候环境意义失真。以位于青海省格尔木地区的达布逊湖达1井孢粉谱图与青藏高原湖区变化谱图为参照对象,对青海省平安县三合镇东北冰凌山万年尺度下钙华的古环境重建方法进行了检验,结果表明:1)冰凌山泉华台地沉积环境相对稳定,提供冰凌山钙华物质来源的地下水长期处于接受来自地壳深部CO2补给的偏酸性条件下;2)所采集钙华样品除P04点外,均具有相同的物质来源和形成过程;3)万年尺度下,用钙华中的稀有元素总量重建古气温方法可行,且稀有元素总量与古气温呈负相关关系;4)采用Mg/Ca、Mg/Sr比值重建古降水环境应区分钙华成因类型,表生钙华Mg/Ca、Mg/Sr比值与古降水呈现负相关,而内生钙华Mg/Ca、Mg/Sr比值与古降水呈现正相关.     

广东三水盆地古近系心组生油层的元素地球化学特征

沉积物的元素地球化学特征是对沉积盆地水体环境以及古气候条件变化的响应。本文根据元素（Al、Fe、Mg、Ca、K、Na、P、V、Ni、Co、Cr、Cu、Zn、Sr、Ba、Cd、Li、Mn、Pb、Ti）的含量及其比值（Al/Ti、Fe/Mn、Sr/Ba、Mg/Ca、Sr/Ca、Na/Ca、V/Cr、Ni/Co、Ni/V）的变化，对三水盆地古近系心组红岗段生油层的沉积条件进行了系统分析。心组红岗段下部（亚段A）表现为较稳定的地球化学特征。各元素丰度及其比值指示这一时期陆源输入持续较高、且物源组成变化不大。由于海水入侵的影响，湖盆水体盐度相对较高，底部水体以弱氧化条件为主，O₂-H₂S界面位于水/沉积物界面附近。红岗段中上部（亚段B、C）的元素地球化学特征变化较为频繁且幅度很大，反映古气候和湖盆沉积条件的迅速变迁。在潮湿气候条件下，沉积物的地球化学特征表现为以Al、Ti为代表的外源元素含量及其比值较高，而Mg、Ca等盆内化学沉积元素含量较低。古氧气指标指示底部水体为还原环境，有利于有机质保存。因而，相应于较高的有机碳含量。在间歇性干旱时期，陆源输入减少，外源元素含量及其比值显著降低。随着蒸发作用的加强，水体盐度加大，内源元素丰度以及Mg/Ca、Sr/Ba、Sr/Ca和Na/Ca比值大幅度上升。底部水体为氧化环境，O₂-H₂S界面多位于水/沉积物界面或沉积物中。上述两种气候条件在红岗段中上部沉积时期交替出现。红岗段沉积后期由于淡水的长期输入，湖水出现逐渐淡化趋势。