宁南盆地古近纪沉积岩地球化学特征对沉积环境的反映

沉积物元素地球化学特征是盆地沉积环境变化的响应。通过分析沉积岩的微量元素和稀土元素含量变化特征,研究了宁南盆地古近纪气候条件、古盐度和氧化还原环境。Cu、Cs质量分数变化以及Rb/Sr比值、Sr/Cu比值特征,揭示寺口子组沉积时期至少存在一期由潮湿-干旱转变的气候事件,从寺口子组沉积末期到清水营组沉积初期,古气候由干旱变为潮湿。Sr/Ba比值和B/Ga比值反映清水营组沉积水体盐度与寺口子组相差不大,仅在石峡口水库处古盐度值极大,其他地区略有减小。寺口子组沉积过程中,水体盐度有所增加。氧化还原指标V/Cr、Ni/Co、U/Th、V/(V+Ni)、δU、δCe、Ce/La和Ce_(anom)以及氧化还原敏感元素V、U、Ni、Zn和Cr的质量分数变化指示清水营组沉积时期水体氧含量整体小于寺口子组沉积时期。寺口子组沉积环境以氧化环境为主,清水营组沉积水体为氧-贫氧环境。     

贵州岑巩区块下寒武统变马冲组黑色页岩沉积地球化学特征及其沉积环境意义

基于钻井岩心资料,对贵州岑巩区块下寒武统变马冲组黑色页岩取心段进行系统采样、主微量元素测试及沉积地球化学分析。研究结果表明：1）古盐度判别指标Sr/Ba及Rb/K分布显示,下寒武统变马冲组黑色页岩沉积时期属局限海背景下的半（微）咸水—淡水相沉积,变马冲组一段—三段古盐度垂向变化不大;Sr丰度与碳酸盐矿物含量之间具明显的响应关系;2）古氧相指标V/Cr、Ni/Co、U/Th比值及δU值分布表明变马冲组黑色页岩沉积为氧化为主、间或贫氧的环境,V/（V+Ni）比值判别偏于还原环境;3）古气候判别参数“C”、Sr/Cu及SiO₂/Al₂O₃比值表明该套页岩沉积期主体属温湿气候,利于有机质形成;4）古水深及离岸远近判别参数Rb/Zr、Sr/Ba比值分布显示水体较浅、离岸较近的沉积特征,结合物源及沉积构造背景指征参数分析,变马冲组黑色页岩属大陆边缘离岸较近、水体较浅的陆源碎屑沉积。此研究认识揭示了岑巩区块下寒武统沉积环境的演化,进而为该套黑色页岩的有机质富集机理及页岩气选区评价提供一定的地质依据。     

四川盆地西缘地区中侏罗统沙溪庙组地球化学特征及其环境意义

沉积岩的微量元素及稀土元素蕴含了大量的地质信息,它对沉积环境的水文变化有着较高的敏感度,是研究沉积物沉积时的古气候、古环境的有效手段。选取四川盆地西缘地区中侏罗统上、下沙溪庙组的17件样品进行了详细的微量元素及稀土元素的测定,应用了能够敏感反应沉积环境的微量元素指标及特征微量元素、稀土元素比值,对四川盆地西缘地区中侏罗统上、下沙溪庙组沉积时期的古环境、古气候进行了研究。结果表明:研究区上、下沙溪庙组Sr/Ba比值均小于1,说明沙溪庙组沉积期湖水为淡水;V、U、Mo、V/Cr、Ni/Co、U/Th、（Cu+Mo）/Zn、V/（V+Ni）、δCe、δEu、∑REE、La/Yb微量元素及稀土元素特征值及比值,说明整个沙溪庙组沉积时期湖泊底层水体总体上为中等分层的含氧环境;根据Sr/Cu比值及前人研究成果认为下沙溪庙组沉积期整体表现为温暖干旱,局部时期转凉,此后上沙溪庙组沉积期又转变为类似于下沙溪庙沉积期的温暖干旱的气候环境,且干旱程度逐渐加强。     

鄂尔多斯盆地南缘铜川地区油页岩元素地球化学特征及古湖泊水体环境

为研究鄂尔多斯盆地南缘铜川地区三叠系延长组油页岩形成时的古湖泊水体环境,对采自研究区内3条剖面上的样品进行了主量及微量元素分析。结果表明,该区油页岩含磷、铁较高,可能是湖盆周边火山灰喷发带来的营养物质所致。油页岩的Sr/Ba、V/(V+Ni)、Ni/Co、U/Th、Sr/Cu、Mn O、Fe O/Fe2O3均值分别为0.32、0.91、3.11、3.83、2.6、0.027、0.55,指示研究区油页岩发育于温暖湿润气候下的半深湖-深湖相淡水缺氧陆相湖泊。根据Mo明显富集和较高的Ba/Al值,以及根据有机碳和古生产力关系式计算得出的较高的古湖泊生产力值,均表明油页岩沉积时期古湖泊生产力较高。     

鄂尔多斯盆地东部石盒子组盒8沉积环境的地球化学表征

采用Sr、Sr／Ba、Rb、Rb／K、K＋Na质量分数、K／Na、B／Ga、B元素法、V／Cr、Ni／Co、U／Th、V／（V＋Ni）、铈异常（Ce_anom）值、Fe^2＋／Fe^3＋、Cu／Zn、Sr／Cu、Fe／Mn、Mg／Ca、 Mg／Sr和Al₂O₃／MgO等微量元素和常量元素等地球化学方法对鄂尔多斯盆地东部盒8期沉积环境的古盐度、氧化还原态和古气候进行综合判断。结果表明：古盐度介于2.76‰～14.32‰之间,平均值为8.62‰,显示沉积水介质以淡水—微咸水为主;铈异常（Ce_anom）值主要集中在-0.05～0.1之间,整体表现为Ce富集,指示缺氧弱还原的古水体环境;Sr/Cu比值为1.66～9.41,平均值为4.60,环境为温湿气候。纵向上盒8_下古盐度高于盒8_上,盒8_下比盒8_上气候略微干旱。平面上研究区南部米脂榆79井—榆28井一带和研究区北部通岗浪沟—什汗水利一带古盐度较大,大于10‰,属半咸水—咸水沉积,相对应地这两个区块古气候比其它区块较为干旱,这一规律和沉积体系在研究区的分布高度吻合。分析认为：盒8期研究区湖岸线分布于南部米脂榆79井—榆28井一带,受湖水和干旱气候的影响,造成古盐度较高;北部通岗浪沟—什汗水利一带发育辫状河沉积,受干燥气候、蒸发环境的影响,古盐度增大。研究区微咸水—半咸水—咸水的沉积环境有利于绿泥石膜胶结发育,也有利于储层的发育。该认识对鄂尔多斯盆地盒8沉积环境研究起到一定的补充作用,同时也对该区盒8段天然气勘探具有重要意义。     

鄂尔多斯盆地延长组长7段沉积岩元素地球化学特征及沉积环境分析

沉积岩的地球化学特征可以反映盆地沉积环境。为了探讨鄂尔多斯盆地延长组沉积时期古气候、氧化还原条件、古盐度等特征,对鄂尔多斯盆地东南部铜川延长组长7段的5个砂岩、8个页岩样品进行主量、微量以及稀土元素地球化学分析。结果显示,长7段细粒沉积物Al₂O₃/SiO₂值与K₂O/Na₂O值指示样品成分成熟度差别不大,黏土矿物含量较高。∑REE平均值为132.65×10^-6,明显低于北美页岩平均稀土元素含量,也低于全球平均大陆上地壳值;LREE分异程度较高,呈微弱的Eu正异常,无Ce异常。“C值”、Sr/Cu、Rb/Sr、Mg/Ca等指标显示延长组沉积期整体处于温暖潮湿的气候区。研究区样品富集微量元素U、Sc、Cs(平均20.11×10^-6、9.66×10^-6、6.08×10^-6),结合V、δU、Th/U、V/Cr、V/Sc、V/(V+Ni)等指标分析,结果指示延长组沉积期以底层水体呈强分层的还原环境为主。Li、Sr、Ni、Sr/Ba、(MgO/Al₂O₃)×100等值显示沉积期水体总体为淡水-微咸水。     

四川盆地中部中侏罗统沙溪庙组沉积期古环境与古气候演化——以永浅1井为例

四川盆地中部中侏罗统沙溪庙组沉积期古环境与古气候研究对揭示该时期盆内的沉积格局、重建古地理及油气形成与演化具有重要的理论和实践意义。本文以四川盆地中部永浅1井的47件泥岩样品为研究对象,通过主微量元素的变化特征恢复研究区沙溪庙组沉积期的古环境与古气候演化过程。研究结果表明,Sr/Ba比值、Rb/K2O比值、Ca/Mg比值和Ca/(Ca+Fe)比值指示川中地区中侏罗统沙溪庙组沉积期整体为淡水环境,但在沙溪庙组一段沉积中、晚期出现了短暂的水体盐度升高;V/(V+Ni)比值、U/Th值、V/Cr比值与Ni/Co比值指示沙溪庙组沉积期整体为间歇暴露的浅水氧化环境,局部为弱氧化或还原环境;C值、CIA值和Rb/Sr比值等指标显示,沙溪庙组沉积期古气候总体为温暖湿润的气候环境,但期间发生波动性干旱,在温暖湿润和半干旱—半湿润之间频繁波动。多元地球化学参数为川中地区中侏罗统沙溪庙组沉积期的古气候演化和区域性古气候对比提供了新的证据。     

华北板块南缘六盘山盆地固参1井马东山组泥页岩段古沉积环境研究

以六盘山盆地固参1井白垩系马东山组泥页岩段为研究对象,通过元素地球化学测试分析,采用CaO/(MgO·Al2O3)、Sr/Cu、Rb/Sr、Sr /Ba、Sr丰度、Th/U、 V/Cr、V/(V+Ni)、Fe/Mn和(Al＋Fe)/（Ca＋Mg）等一系列古气候、古盐度、古氧化还原条件和古水深判别指标,对固参1井马东山组泥页岩沉积古环境进行探讨。结果表明：马东山组泥页岩沉积时期总体为年平均古气温应大于15℃的温暖潮湿气候,水体为半深湖—滨浅湖的半咸水—咸水环境,沉积物是在贫养—厌氧环境中形成的。古气候、古盐度、古氧化还原条件及古水深在垂向上存在3个相对变化的旋回,且古气候与古水深、古还原条件呈正相关性,与盐度呈负相关性。适宜的古水深、较强的还原条件,稳定匮乏的碎屑供给等古环境因素相对变化的3个旋回共同控制了马东山组泥岩、页岩、钙质泥岩、泥灰岩组合的非均质的页岩油气储层。     

鄂尔多斯盆地镇北地区延长组长4+5段沉积期古环境条件及意义

以鄂尔多斯盆地镇北地区三叠系延长组长4+5段为研究对象,通过野外露头剖面、钻井岩芯共47块泥岩样品的微量元素、稀土元素地球化学分析,运用Sr/Ba、Th/U、Rb/K、硼(B)法,钴(Co)法、δU、V/(V+Ni)、V/Cr、Ni/Co、Ce/Ce*、Eu/Eu*、Sr/Cu、Mg/Ca等相关元素比值,定性、定量对长4+5段沉积期的古盐度、古温度、古水深、古气候及古氧化-还原条件进行了判识.结果表明,长4+5段沉积期古气温介于14.5～24.6℃C之间,为半潮湿—半干燥的温带—亚热带气候;古盐度为陆相微咸水环境,介于0.50‰～3.78‰之间;古水温为8.9～11.9℃;古水深介于10～85 m之间;沉积物形成于弱还原—氧化条件.相对于延长组长7段沉积期来说,长4+5段尽管发育暗色泥岩,但由于环境条件的明显改变,气温升高致使水温增加,水体盐度增大,最终影响有机质发育和保存,不利于该段有效烃源岩的形成.     

鄂尔多斯盆地北缘侏罗纪延安组、直罗组泥岩微量、稀土元素地球化学特征及其古沉积环境意义

沉积岩的微量元素及稀土元素对沉积环境的水介质变化有着较高的敏感度,是研究古沉积环境及沉积物源构造背景的有效手段。本文采用ICP-MS和扫描电镜(SEM)对鄂尔多斯北缘早-中侏罗世延安组、直罗组不同层位的28件泥岩、粉砂质泥岩样品进行了微量、稀土元素测试和粘土矿物分析,结合古生物化石组合及宏观沉积特征,旨在探讨延安组、直罗组氧化-还原条件、源区构造背景及古气候演变对铀成矿的影响。研究表明:1元素B、Sr/Ba、B/Ga组合及U/Th、V/V+Ni、V/Cr、Ni/Co组合指示延安组、直罗组沉积时的古水体介质均为富氧的淡水环境,直罗组古水体盐度相对偏高;Fe~(2+)/Fe~(3+)指示延安组成煤、成岩阶段形成了区域性的原生还原层,而直罗组上段红层为强氧化背景。2沉积学研究表明延安期至直罗期,鄂尔多斯盆地北缘岩相古地理演化经历了河流-冲积扇、湖泊三角洲-沼泽、辫状河-曲流河,Sr、Cu、Sr/Cu、FeO/MnO、Al_2O_3/MgO等比值和粘土矿物组合垂向变化总体上反映古气候经历了温暖潮湿—干湿交替—干旱-半干旱的转变过程,直罗组底部不整合及上段红层广泛发育期为转换的关键时期;3CIA、ICV指数反映延安组物源区构造环境相对稳定,中侏罗世直罗期,鄂尔多斯盆地周缘构造活动性迅速增强;4沉积岩La-Th-Sc、La/Yb-ΣREE及F1-F2判别图解显示本研究区延安组、直罗组沉积物源主要来自上地壳长英质源区,同时具有一定量的碱性玄武岩的混合,其构造背景以大陆边缘型为主,部分物源显示来自大陆岛弧构造背景。以上综合研究表明:延安期-直罗期古气候的转变和富氧古水体条件对本区煤、砂岩型铀大规模成矿作用有着重要的地质意义。     

苏北东台坳陷古新统阜宁组三段微量、稀土元素地球化学特征及其地质意义

沉积岩的微量、稀土元素对沉积环境的水介质变化有着较高的敏感度,对于研究古环境、沉积物源性质和构造背景方面具有重要的意义。前人对于东台坳陷元素地球化学方面的研究相对薄弱,利用元素地球化学资料解释古环境和源区性质方面的研究尚属空白。本文以苏北东台坳陷古新统阜宁组三段20件泥岩样品为研究对象,对其进行微量、稀土元素测定,并分析其地球化学特征及所揭示的地质意义。结果表明:(1)Sr含量、Sr/Cu、Rb/Sr、La_n/Yb_n比值指示干热气候;Li、Sr、Ni、Ga微量元素含量和Sr/Ba比值均指示淡水—半咸水的水体环境,整体以淡水环境为主,偶有咸水注入盆地,局部为半咸水环境;而V/(V+Ni)、V/Cr、Ni/Co、U/Th、δCe指示氧化—弱还原的水体环境。(2)Co/Th—La/Sc、La/Th—Hf判别图解和稀土元素配分模式,表明阜宁组三段沉积岩应来自于上地壳的长英质物质。(3)La—Th—Sc、Th—Co—Zr/10和Th—Sc—Zr/10构造背景判别图解反映了大陆岛弧与活动大陆边缘的构造背景,且与Bhatia不同构造背景杂砂岩的微量、稀土元素特征值的对比分析结果一致。     

鄂尔多斯盆地东南部本溪组—下石盒子组泥岩元素地球化学特征

以鄂尔多斯东南部取心资料为基础,对不同层位泥岩的微量元素及稀土元素等测试结果进行分析,研究了本溪组至下石盒子组的沉积环境演化规律及物源特征。岩性资料分析结果表明,本溪组至下石盒子组,泥岩颜色由深及浅,表明沉积环境的还原性由强至弱;对环境敏感的微量元素(V、Ni、Sr和Cu等)及Ceanom值分析结果表明,本溪组至下石盒子组沉积环境总体属于弱还原-还原环境且还原性有逐渐减弱的趋势;气候总体为温暖湿润环境,自下而上,气候的温湿性变弱;本溪组为海相咸水沉积,山西组及下石盒子组以陆相淡水沉积为主;本溪组水体较浅,山西组水体较深,下石盒子组水体较山西组浅。δEu、(La/Yb)N及Gd/Yb等稀土元素指标分析表明,研究区沉积母岩以上地壳岩石为主,存在南北两个物源,北部物源为盆地北部阿拉善—阴山古陆造山带,南部物源为北秦岭造山带;受南北物源控制,研究区南部近源沉积的Al2O3/CaO值普遍高于北部的远源搬运沉积。     

黑龙江省柳树河盆地始新统八虎力组油页岩元素地球化学特征及沉积环境

黑龙江省柳树河盆地始新统八虎力组发育多层油页岩。通过对油页岩样品元素地球化学分析测试,研究了其常量元素、微量元素和稀土元素特征,分析了油页岩沉积环境。研究结果表明,常量元素以富Al₂O₃、Fe和CaO,贫SiO₂、MgO、Na₂O和K₂O为特征,微量元素总体上表现出不同程度的亏损特征,稀土元素总量平均为140.7×10^-6,表现出轻稀土元素轻度富集特征。稀土元素具有较为一致的变化趋势,表明油页岩沉积时物源和沉积环境较为稳定。Mn/Ti值表明油页岩组成物质的搬运距离随着时间变化经历了远→近→远的变化,反映水体深度经历了深→浅→深的变化。Sr/Cu值和Rb/Sr值表明油页岩沉积时为相对炎热干旱的环境。Sr/Ba值反映当时为炎热干旱气候条件下的过渡相咸水湖泊沉积环境。V/(V+Ni)值、δEu和有机碳含量表明油页岩沉积时处于缺氧的还原沉积环境中。总体上,柳树河盆地油页岩发育于炎热干旱气候、咸水、缺氧条件下的湖泊沉积环境中。     

崖南凹陷Y1井崖城组泥岩微量元素特征及地质意义

为研究崖南凹陷崖城组泥岩微量元素分布特征及其地质意义,采用ICP-MS对Y1井13个泥岩样品进行微量元素分 析,研究表明：（1） 泥岩微量元素中大多数亲陆性元素表现为富集,部分亲海性元素富集,指示了海陆过渡环境,沉积旋 回的周期性发育在微量元素方面留下了证据,表现为U、Th、Ba、Sr等微量元素含量相关参数在垂向上存在的显著变化, 界线较明显,识别出了海侵面及暴露不整合面;（2） 利用Sr/Cu的比值推测研究区崖城组沉积时期气候温暖潮湿,V/(V+Ni)、 Ni/Co比值指示研究区该时期为贫养环境,而高S含量的出现印证了研究区崖城期海侵事件的存在,渐新世琼东南盆地性质 由断陷转化为坳陷,区域海平面处于上升阶段。     

微量元素分析在判别沉积介质环境中的应用——以鄂尔多斯盆地西部中区晚三叠世为例

以鄂尔多斯盆地西部中区晚三叠世样品中微量元素测试结果为基础,选用对沉积介质环境反映比较敏感的锶(Sr)、铜(Cu)、钡(Ba)、铀(U)、钛(Ti)、钒(V)、镍(Ni)等微量元素指标,分析研究区地层中微量元素含量及其比值与沉积介质环境之间的对应关系,进而探讨鄂尔多斯盆地西部中区晚三叠世的沉积介质环境。结果表明,鄂尔多斯盆地西部中区晚三叠世延长组长9-长7期基本为温湿气候且变得越来越温暖潮湿;长9-长7期为微咸水相的淡水环境,长7期盐度含量略有增加;长9、长8期水体的氧化还原条件比较正常,长7期变为厌氧环境;长9-长7期垂向上水体分层不强。     

准噶尔盆地东南缘芦草沟组油页岩元素地球化学特征及沉积环境指示意义

本文通过XRF和ICP-MS测试方法对油页岩样品进行测试,根据常量元素和微量元素特征、组分含量及某些元素的比值,探讨了研究区油页岩样品的地球化学特征,进一步阐述了其沉积环境的指示意义.结果表明,P和B元素强烈富集,相当硼及古盐度值都表明属于半咸水沉积环境,B/Ga、Sr/Ba值也说明受到海水影响或间歇性受海水影响,沉积环境以半咸水湖泊为主;Fe2+/Fe3+、V/(V+Ni)、V/Ni、Cu/Zn、Ni/Co和U/Th值及Ni的含量说明沉积环境为咸化的弱还原—还原环境;Mn/Fe和Mn/Ti值也较小,反映近岸的沉积环境;Sr/Cu表明主力油页岩形成时期处于温湿—干热气候.总体上反映出,研究区油页岩的沉积介质环境的显著特征是半咸水状态的弱还原—还原环境.     

陕南西乡寒武纪梅树村期微古生物群产出层位的地球化学特征及古环境和古气候条件研究

陕南西乡微体化石对于研究寒武纪大爆发具有非常重要的意义,前人研究大都局限于微体古生物的研究,而化石的成岩背景以及古环境研究尚属空白.因此本文通过测试主微量稀土元素及氧同位素来分析研究区的古沉积环境,在一定程度上填补了这一区域的空白.研究手段虽然在地化领域比较常见,但具有重要的参考价值.本文通过对富含小壳化石的"宽川铺段...     

Trace and rare earth element geochemistry of the Upper Triassic mudstones in the southern Ordos Basin,Central China

Oil‐source correlation studies have demonstrated that the crude oils in the Ordos Basin were mainly derived from organic‐rich lacustrine mudstones of the Yanchang Formation. The sedimentology, petrology and organic geochemistry of these mudstones have been studied intensively, but their trace and rare earth element (REE) characteristics have received little attention. In this paper, we present trace and rare earth element data of the Upper Triassic Yanchang Formation mudstones in the southern Ordos Basin to constrain the palaeoenvironment, provenance and depositional setting. Our results show that the REE and trace element concentrations of the Yanchang Formation mudstones are higher than those of the upper continental crust (UCC). The Sr contents and Sr/Ba and Y/Ho ratios of these mudstones indicate the absence of a marine transgression during the sedimentation of the Upper Triassic mudstones. The depositional environment of the Upper Triassic mudstones was slightly oxic as evidenced by the values of Eu/Eu*, Ce/Ce*, Ce_anom, δU, U/Th, V/Cr and Ni/Co. The UCC‐normalized distribution pattern of REEs, spider diagrams, the ratios of related elements, the bivariate diagrams of Th/Sc–Zr/Sc and La/Th–Hf and the ternary plots of La–Th–Sc and Th–Sc–Zr/10 signify that the provenances of the Chang9–7 mudstones were mainly derived from a continental island arc, whereas the provenances of the Chang6–3 mudstones were mainly derived from a mixture of continental island arc and active continental margin, and the latter contain less recycled materials. Combined with the previous studies of detrital zircon dating and petrography of the Yanchang Formation sandstones in the southern Ordos basin, we propose that the Qinling orogenic belt served as one of the primary source regions occurring between the Chang7 and Chang6 periods, corresponding to the initial uplift of the west Qinling Mountains due to the collision between the Yangtze and North China blocks. Copyright © 2014 John Wiley & Sons, Ltd.