火山作用对碳酸盐岩沉积及成岩的影响

火山作用是熔岩（岩浆）、火山碎屑和火山气体通过火山口喷出到地球表面的现象。火山爆发带来大量火山碎屑物质和气体进入到大气、海洋和陆地环境系统中，这将对其中碳酸盐沉积物的成分、结构、沉积构造、相序及沉积演化过程产生重要影响。火山物质含量的增加不仅会干扰碳酸盐沉积，还能够改变其物理化学性质等，火山沉积物在空间上也遵循粒度分异的规律。在组合方式上往往出现狭义和广义的混合沉积，记录了火山活动的演化。碳酸盐岩主要形成于海洋、湖泊等环境，火山作用可以通过控制基底形态、热液喷涌、不同性质火山碎屑的输入和分布、台地的差异沉降/隆起等，影响生物、沉积水体性质等古环境参数。然而就生物而言，这种影响通常具有破坏性和建设性作用。例如火山灰的埋藏及释放有毒物质会导致生物死亡，而后期火山灰溶解又会释放PO3-、Fe3+、Mn2+等营养离子利于生物生长。就成岩作用及流体性质而言，不同类型的火山物质含不同元素、矿物等，导致流体性质的变化，进而影响成岩作用类型等，如火山灰可以提供Mg2+促进白云石化作用，有利于孔隙的形成，对碳酸盐岩储层的形成有积极作用。因此，研究火山作用对碳酸盐岩沉积、成岩的影响，对油气地质勘探有现实意义。     

碳酸盐生物沉积作用的研究现状与展望

碳酸盐矿物是地球上最丰富的矿物之一,碳酸盐沉积在许多地质过程中起着非常重要的作用.生物沉积碳酸盐的现象在自然界普遍存在,其中又以生物沉积碳酸钙(CaCO3)为主.生物从周围环境中选择性地吸取元素,在严格的生物控制下,组装成功能化的碳酸盐结构;生物也可以通过改变周围的环境诱导碳酸盐的沉积或自身参与碳酸盐的沉积.不同生物对碳酸盐沉积的作用扣机理不同,综述了海洋动植物、藻类生物、菌类生物对碳酸盐的沉积作用及其机理以及实验室模拟调控CaCO3生物矿化方面的一些研究成果和研究现状,提出未来亟待解决的一些重要问题,并指出生物沉积碳酸盐研究所具有的巨大应用前景.     

海水化学演化对生物矿化的影响综述

显生宙非骨屑碳酸盐矿物经历了文石海和方解石海的交替,主要造礁生物和沉积物生产者的骨骼矿物与非骨屑碳酸盐矿物具有同步变化的趋势。这种长期的变化趋势可以用海水化学Mg/Ca摩尔比的变化来解释。流体包裹体、同位素和微量元素等证据也证实了海水化学在地质历史中经历过剧烈的变化。虽然生物诱导矿化和生物控制矿化的相对重要性一直存在争议,但古生物地层记录和人工海水养殖实验结果都表明,海水化学演化对生物矿化有重要的影响,体现在造礁生物群落的兴衰、生物起源时对骨骼矿物类型的选择以及微生物碳酸盐岩在地质历史中的分布等。这些为研究前寒武纪海水化学演化、古气候和古环境的重建、同位素地层对比以及碳酸盐的沉积和成岩等问题提供了新的思路。     

岩溶生物地球化学研究的进展与问题

在CO2-水-碳酸盐岩活跃的代谢体系中,由于参与岩溶作用过程的二氧化碳来源复杂,因而研究碳酸盐岩环境中二氧化碳在生物介导下所耦联的物质循环过程及其与全球变化的关系成为岩溶生物地球化学学科的主要内容,并使其成为现代岩溶学的重要分支。在分析国内外岩溶学、地球化学、生物学等交叉学科研究成果的基础上,本文简要评述了基于岩溶生物地球化学特性的水土流失与石漠化过程,碳酸盐岩矿物在生物作用下的化学风化、元素释放规律以及控制元素循环的界面过程,碳酸盐岩区土壤－大气界面下的气体循环及其控制因素和过程,碳酸盐岩区有机污染物在环境中的来源、分布规律与降解,微型生物在岩溶水体碳循环过程中的作用等主题的主要研究进展和存在的科学问题。因此,需要以CO2为核心把岩溶环境中不同尺度上生物有机体参与的地球化学过程联系起来,但人们对生物有机体是如何通过协同作用而改变岩溶环境的,还了解得很少。如果能查明碳酸盐岩一土壤一水一生物相互作用产生的功能,岩溶生物地球化学将进一步拓展CO2-水-碳酸盐岩相耦合的岩溶作用过程,并在岩溶资源领域和全球变化领域有广阔的应用前景。因此,岩溶生物地球化学需要多学科的协同研究,特别是加强生物过程与岩溶过程的耦合研究,方能解决岩溶领域存在的生态环境问题。      

碳酸盐工厂与浅水碳酸盐岩台地: 研究进展与展望*

碳酸盐岩具有广泛的时空分布,主要为生物成因,而该生物成因属性注定了其与海洋生物、海洋化学条件等密切相关。海相碳酸盐岩沉积相模式对于描述、表征和解释碳酸盐岩地层结构成因具有重要的指导意义。本文回顾了近70年来碳酸盐岩沉积相模式从二维水体能量模型到三维地形模型的发展变化。如何深入分析不同形态特征和内部构成的碳酸盐岩台地的成因机制,解读其相应的地球生物-环境演化信息,是当前和下一步需要努力的方向。为此本文介绍了碳酸盐工厂和碳酸盐岩台地成因方面的研究进展,强调了碳酸盐岩地层的时代特殊性,并以滇黔桂地区为例,从碳酸盐工厂分析的角度剖析了该区二叠纪吴家坪期碳酸盐岩沉积学研究现状,展望了下一步的研究方向,旨在引起同行重新认识生物和海洋环境条件在碳酸盐岩台地演化中的作用,重视全球空间尺度范围内同时代碳酸盐岩的相似性与差异,并从古生态角度入手开展碳酸盐工厂分析,发掘碳酸盐岩台地的生物学和海洋学意义。     

珠江口盆地新生代碳酸盐岩形成地质条件

珠江口盆地新生代碳酸盐岩分布面积大,已发现我国海上最大生物礁油田,具有重要研究价值。本文根据南海新生代构造演化及珠江口盆地新生代构造沉积演化,研究碳酸盐岩形成地质条件。发现南海新生代碳酸盐岩分布与新生代古南海消亡及新南海扩张密切相关,适宜碳酸盐岩发育的窗口期正是新南海扩张期,明显受新南海扩张的控制。新南海在渐新世—中新世的两期扩张,与新特提斯弧后扩张有关。珠江口盆地发育两种类型的碳酸盐台地,即古隆起镶边碳酸盐台地和火山建隆孤立碳酸盐台地。古隆起或火山建隆分布、构造沉降及全球海平面升降是珠江口盆地碳酸盐岩及生物礁发育的主控因素。     

冷水碳酸盐岩研究现状与展望

长期以来,海相碳酸盐沉积物被广泛认为是温暖浅海沉积环境中的产物,然而近年来国外研究表明,在冷水陆架环境中,也可以形成规模的碳酸盐沉积,即冷水碳酸盐岩。通过对大量文献的调研,综述了冷水碳酸盐岩的概念、地质特征、沉积模式等方面的研究进展,并展望了该研究领域未来的发展方向。研究表明,冷水碳酸盐沉积是指在(古)纬度约30°~35°以上的温带及寒带地区、温度约20℃以下的沉积水体中,或是在富营养的寒冷上升流水体中形成的碳酸盐沉积物或岩石,其沉积特征与暖水碳酸盐岩不同。冷水碳酸盐沉积物中的生物颗粒组合以底栖有孔虫、软体动物、苔藓虫等异养生物和钙质红藻为主,缺乏造礁珊瑚和钙质绿藻以及鲕粒、集合颗粒等非骨架颗粒,而且沉积物中灰泥基质含量较少,矿物成分以方解石为主,氧同位素较重,胶结作用弱,以破坏性成岩作用为主。冷水碳酸盐沉积形态以缓坡为主,波浪磨蚀和再沉积作用较强。古代冷水碳酸盐岩的沉积特征、识别标志及其作为储层的油气资源潜力尚处于探索阶段,仍需进一步深入研究。     

氧、碳同位素组成与碳酸盐岩成岩作用

成岩作用是沉积物转化为变质岩之前这一漫长地质历史中一系列重要作用的综合。碳酸盐沉积物具有化学性质活泼、沉积速度较大、生物沉积作用明显,碳酸盐胶结物既易于形成也易被溶解和交代,及其成岩作用的多样性等特点,因而决定了碳酸盐岩成岩作用对岩石性质的影响远较其它岩类显著。     

微生物成矿

微生物对生命元素如碳、氮、硫、氧和金属离子的代谢作用能显著的改变微生物周边的外部环境和其内部环境。在一系列的生物地球化学过程中,微生物参与了矿产的沉积(生物成矿)或参与了矿石和岩石的溶解(生物风化)。生物成矿作用有两个途径：一个叫生物诱导成矿,通过这个过程,微生物分泌出代谢产物导致了之后的矿物颗粒的沉积;另一个叫生物控制成矿,在这个过程中,微生物在控制矿物成核和生长上起到了显著作用。微生物成因的矿物总体来说颗粒都很小和／或有着独特的同位素特征。最普遍的生物成因矿物有碳酸盐、硫化物和铁的氧化物。细胞表面和其分泌的胞外聚合物的结构可以为离子的浓缩、聚合和矿化提供模板,并起到重要作用。地球材料的仿生合成帮助我们了解了在人工条件下的生物成矿机制。此外,在地质环境中生物成因的矿物还可以作为一种生物信号,用来重建地球和其他行星的起源和演化。     

人体中的矿物

人体矿物及其健康效应是生物矿化作用中的一个极具活力的研究领域。本文首先介绍了与生物矿物和生物矿化作用相关的一些基本概念,并对生物矿物的特点和种属进行了厘定,明确了它们在矿物分类中的位置。在此基础上,对人体内的生物矿物及其产出位置进行了总结,并着重评述了一些重要的人体矿物的特征及其生理性或病理性效应。     

汉南金水-青泥坑镁铁层状杂岩体岩石层序与铂矿化

汉南镁铁层状杂岩是出露于扬子板块北缘的一个大岩体，据测同位素年代为1121-748Ma，属中元古侵位于西乡群变质岩系的岩体。杂岩体按岩石类型分为由辉长岩类组成的上部带和由辉石-橄榄岩组成的下部岩带构成。岩石化学、矿物化学和微量元素地球化学的演变与层状岩序变化相当一致。韵律层发育部位，矿物组分多次重复出现。层状岩序的稀土总量（La/Yb）N值完全符合随着层序增高、分馏趋势增加一般规律。本文系统阐述了杂岩体各为岩石的铂族元素分配特征，初步确定了铂矿化与铜镍矿化产出部位。在分析了杂岩体产出构造环境的基础上，探讨了杂岩体原始岩浆性质，估算了部分熔融程度。     

汉南金水—青泥坑镁铁层状杂岩体与含铂性研究

汉南金水-青泥坑镁铁层状杂岩体位于扬子板块北缘汉南地体东北部,岩体侵位于中元古代西乡群。岩体出露面积大于500km~2。杂岩体主要由镁铁质辉长岩和部分超镁铁质辉石岩和橄榄岩组成。按层状岩序和岩石类型可以划分为上、下两个岩带,即由辉长岩类组成的上部带和由辉石岩-橄榄岩-粗粒蚀变辉长岩组成的下部岩带。研究表明,岩体的岩石化学、矿物化学和微量元素地球化学与层状岩序的演变相一致。韵律层发育部位,矿物组分多次重复出现,反映了形成杂岩体的岩浆有过多次侵位活动。还表明,层状岩序稀土总量和(La/Yb)_N值随层序增高而增加分馏趋势的一般规律。系统阐述了杂岩体各类岩石铂族元素分配特征。初步确定了铂矿化与铜镍矿化产出部位,讨论了铂族元素成矿作用问题。报告在分析了杂岩体产出的地质构造环境的基础上,探讨了杂岩体原始岩浆源的性质,同时估算了部分熔融程度。     

湘南地区寒武系沉积环境分析

湘南地区寒武系自下而上依次发育香楠组、茶园头组、小紫荆组。岩石类型主要以碎屑岩为主,碳酸盐岩、硅岩次之。其中,砂岩与泥(页)岩常构成典型的复理石韵律。通过对岩性、古生物、沉积构造等相标志的分析,认为研究区寒武系沉积环境主要为深水斜坡至盆地环境,建立了沉积模式并分析了其沉积演化。区内寒武纪经历了3次海侵,第一次海侵始于早寒武世晋宁期,结束于南皋期;第二次海侵始于都匀期,结束于王村期;第三次海侵出现于古丈期,至牛车河期结束。     

陕西户县大石沟碳酸岩地球化学特征及其成因意义

户县大石沟碳酸岩,多年来一直被认为是超基性岩—碳酸岩杂岩体的一部分,属岩浆成因。在岩体地质及岩石学研究的基础上,通过微量元素、岩石化学、稀土元素及碳氧同位素分析,认为该岩石属构造—热液成因的交代蚀变碳酸盐岩。     

青海三江北段白马海印支期花岗岩地球化学、锆石微量特征及地质意义

白马海花岗岩位于青海三江北段下拉秀弧后前陆盆地内，侵位于早元古代宁多群(Pt₁N),形成于中三叠世早期，岩体锆石U-Pb同位素年龄为244.7～243.4 Ma。为探讨三江北段玉树地区的构造演化，本文对白马海花岗岩岩石地球化学及锆石微量进行测试分析。主量元素特征和岩石类型研究表明，白马海岩体岩石属准铝质-弱过铝质钙碱性系列I型花岗岩，分异指数和固结指数显示岩体具有较高分异程度，同时氧化物-lgSI值的相关关系表明岩体受到了一定程度的围岩混染；岩石地球化学和岩浆锆石微量元素特征及相关判别图解显示岩体形成于俯冲汇聚环境下的大陆地壳重熔结晶。综合研究认为，在岩体形成时的中三叠世早期，金沙江洋盆的俯冲消减即将结束，“硬碰撞”造山随即开启。     

辽宁省八家子铅锌矿炉沟旋扭构造的控矿作用

在成因上，八家子铅锌矿被认为是岩浆热液充填交代型多金属矿田，断裂构造特别是断裂交汇部位严格控制着若干矿床和矿体的产出，而矿区中部的炉沟岩体与各矿床有着重要的联系，通过对矿区断裂构造的形态特征及相关控矿地质特征的综合分析，认为八家子矿实际上是受一个以炉沟岩体为砥柱的旋扭构造控制的大型矿田。指出以炉沟岩体为中心的主要控矿断裂以左旋式构造形态呈弧形展布，在这些断裂上，无论是矿床分布、元素分带还是矿床成矿温度都表现出分带性特点，而这些特点均符合一般意义上的旋扭构造的特征。这一认识的重要意义在于；控矿断裂和炉沟岩体是一个有机的整体，两者在找矿预测中应处于同等重要的地位。     

贵州喀斯特与非喀斯特农业生态地质环境质量对比研究

为寻求喀斯特地区农产品低劣的根源,通过调查和采样测试对比研究了贵州碳酸盐岩和非碳酸盐岩地质环境和农作物产品质量的差异。结果表明:（1）非碳酸盐岩的微量元素含量为10.894 2×10-3,而碳酸岩的为35.322 7×10-4;非碳酸盐岩地区耕作土中有效态微量元素含量为3.260 5×10-4,碳酸盐岩分布区的耕作土仅为1.014×10-4,彼此相差3倍;（2）优质农作物多产于非碳酸盐岩地区,随机调查贵州省内38个优质水稻产地,有33个位于非碳酸盐岩地区,仅有5个在碳酸盐岩区。茶叶、马铃薯、西瓜等也有此类规律。由此认为,喀斯特环境缺乏多种矿物营养元素,是形成其农作物质量低下的根本原因,也是贵州喀斯特农业生态环境脆弱的内在原因。      

The geochemical environment of the Wilcherry Hill base metal mineralisation,South Australia

High grade lead-zinc-silver mineralisation occurs in metamorphosed carbonate and calc-silicate sequences at Wilcherry Hill, South Australia. Whole rock lithogeochemistry indicates that the host sequence of the mineralisation can be defined and contrasted from others at both prospect and exploration licence scales. Geochemical haloes are identified on the basis of Pb, Zn and Mn variations. A saline and possibly evaporitic environment of deposition distal from basin margins is proposed for the host sequence on the basis of alkali element compositions, iron formation facies, carbonate compositions, and comparisons with geochemically similar, less metamorphosed sequences with base metal mineralisation in the Middle Proterozoic of northern Australia. The combination of geochemical haloes and definition of the depositional environment provide additional criteria for the exploration geologist, even in metamorphosed and deformed terrains.     

农业生物地球化学———新兴的边缘学科

简述农业生物地球化学（生物地球化学的分支学科）的内涵,并提出建立可持续性发展的生物地球化学营养工程模式。该工程的实施对于发展21世纪的富素绿色有机农业、富素绿色有机食品提高人类健康水平和促进农业经济产业化具重要的现实意义并将产生深远的影响。     

川南地区二叠系沉积环境及其演化特征——以四川古蔺芭蕉村剖面为例

以四川古蔺芭蕉村二叠系剖面为研究对象,在野外沉积特征详细观测的基础上,利用岩石薄片鉴定、全岩X衍射分析、元素地球化学与碳、氧、锶同位素分析,对其地层、沉积环境与演化特征进行研究,为四川盆地二叠系沉积特征研究与天然气勘探提供基础资料。研究表明,四川古蔺芭蕉村地区从中二叠世的梁山—栖霞组沉积时期开始海侵,栖霞组由下向上水体先变深又变浅,呈缺氧—贫氧环境;茅口组底部又一次海侵,以继承栖霞组沉积环境为特征,在茅口组一段水体最深,向上逐渐变浅,呈缺氧—贫氧特征;龙潭组沉积水体最浅,氧化环境为主,局部呈还原环境;长兴组底部沉积水体最深,整体呈缺氧—贫氧特征,其碳酸盐岩沉积的海平面相对中二叠统应较浅。宏观上,四川盆地中二叠统栖霞组、茅口组由东向西为碳酸盐岩缓坡逐渐向台地演化。茅口组三段发育大型的溶蚀孔洞和后期溶蚀缝洞,推测该区茅口组有可能形成岩溶缝洞型储层。长兴组的底部发育水体较深的台盆次相沉积,环台洼或台盆可能是礁滩发育的有利区。见大量的沥青质充填,考虑到川南地区二叠系发育富有机质的碳酸盐岩与黑色页岩及煤层,认为该区二叠系具备形成古油藏的可能。