碳酸盐岩红色风化壳Ce异常特征及形成机理

Ce在贵州碳酸盐岩红色风化壳剖面上部表现为正异常,在底部稀土超常富集层显示强烈亏损。通过对Ce的质量迁移系数的计算,结合相态分析和水化学分析结果,对碳酸盐岩红色风化壳中“的异常行为进行系统的分析后发现：在剖面上部,Ce^3＋氧化水解,水解产物主要与铁锰氧化物共沉淀,少量的与粘土矿物结合,使得ce保留而相对显示正异常;在剖面底部,Ce负异常一方面来源于对基岩负异常的继承;更重要的是,Ce较其他轻稀土稳定,发生迁移富集的量远远小于La,Nd等轻稀土元素,导致Ce在底部富集时相对于其他轻稀土元素发生强烈亏损。而Ce与HCO3^-络合迁出并不是导致碳酸盐岩红色风化壳中强烈Ce负异常的主要原因。     

贵州碳酸盐岩风化壳REE超常富集、分异机理探讨

已有研究发现贵州岩溶地区碳酸盐岩红色风化壳岩土界面普遍存在REE超常富集现象(∑REE可达2.5%),且球粒陨石标准化配分模式出现了L/MREE富集、Ce强负异常.由此,引出如下亟待回答的科学问题:石灰土剖面有无REE(超常)富集现象、碳酸盐岩红色风化壳REE富集层的赋存状态及富集机理、碳酸盐岩风化作用过程中REE分异机理?     

酸不溶物对碳酸盐岩风化壳发育程度的影响

通过对贵州岩溶区（包括湘西）不同地层系统碳酸盐岩发育的红色风化壳、以及结合本区和处于同一气候带的邻区不同岩类红色风化壳的对比研究,结果表明：（1）碳酸盐岩红色风化壳的发育程度明显受基岩酸不溶物成分的控制,酸不溶物的风化成熟度越高,红色风化壳的发育程度一般也越强。由于不同地层系统碳酸盐岩的酸不溶物组成不同,在此基础上发育的红色风化壳的风化强度自然存在着差异;（2）风化壳相对于母岩的进一步风化潜力或空间,随着基岩酸不溶物风化成熟度的增大而降低,从而更容易达到风化平衡;（3）在碳酸盐岩风化壳突变的岩-土界面,伴随碳酸盐的充分淋失、酸不溶物的地球化学指标发生了突变。因此,碳酸盐的溶解不但未阻滞和延缓了硅酸盐组分的分解,而且促进其快速风化。（4）在达到高岭石化甚至弱红土化阶段的酸不溶物基础上,发育的风化壳比结晶岩类风化壳具有更高的风化起点,也就表现出更高的风化强度。因此,笼统地把碳酸盐岩风化壳看作是弱于玄武岩及花岗岩等结晶岩类风化壳发育程度的弱风化类型是不妥的。     

不同气候带花岗岩风化过程中稀土元素的地球化学行为

本研究选择中国东部主要的花岗岩分布区中位于中温带、暖温带和热带的8个花岗岩风化壳作为研究对象,对比研究了不同气候环境下花岗岩风化过程中稀土元素(REE)的分布规律及其演化特征。结果表明,各气候带的花岗岩风化壳的REE分布具有一定的共性规律,风化产物的REE总量相对基岩都有不同程度的富集,且都表现出轻稀土(LREE)相对重稀土(HREE)富集以及一定程度的Eu负异常。由于REE的迁移和淋滤,导致其在风化壳内的再分配。通常REE在半风化层富集,p H值和粘土矿物含量等内因变化是导致这一现象的主要因素。对于少数表层REE富集的现象,如SD-DG、HN-3剖面,气候环境与地质条件等外因则是这一现象的主导因素。受海洋性气候影响显著的风化壳(QHD-1,HN-3),以基岩为标准,容易发生HREE富集的轻、重稀土分异的现象。大部分花岗岩风化壳中,Ce通常在剖面上部出现正异常,而在下部出现与之互补的Ce负异常。     

华南花岗岩风化壳稀土元素地球化学研究

花岗岩中的稀土元素在风化淋滤作用下发生富集和分异,形成REE的天然离子色谱层。REE在风化壳中富集分异受风化壳发育程度、花岗岩原岩中REE含量及其分布和分配的影响。酸性淋滤作用是风化壳剖面上REE富集分异的主要控制因素。     

广西某地花岗岩风化壳中稀土元素特征与iREE矿床成矿机制

为了解风化壳中离子交换相稀土元素的特征,对广西某地花岗岩风化壳剖面样品进行了X射线衍射及主量、稀土元素地球化学特征的研究.剖面自上而下可划分为腐殖土层(A₁)、亚粘土层(A₂)、网纹状风化层(B₁)和全风化层(B₂);自A₁至B₂,粘土矿物的含量和化学风化蚀变指数快速降低;与母岩相比A₁、A₂、B₁中全相Ce、Nd和HREE相对富集,B₂中全相稀土与母岩特征相似,所有样品的离子交换相HREE亏损,Y相对富集;离子交换相轻、重稀土一起富集在B₂中.据此推测,花岗岩中褐帘石、榍石等易风化的稀土矿物为离子交换相稀土提供了主要的物源,锆石、磷钇矿等难风化的稀土矿物的残留及表生稀土矿物的形成使全相HREE相对富集;离子交换相轻、重稀土元素的分馏程度随风化程度的增加而变化.      

贵州岩溶地区土层的物质来源、成土过程、年代学及与石漠化相关性研究

贵州岩溶地区生态脆弱性的特征之一就是土层瘠薄,其土层的形成和演化方式一直是学术界的争论焦点.本研究以贵州岩溶区为研究对象,通过对土层的物质来源、碳酸盐岩风化成土作用的地球化学过程、红土的定年、石漠化成因等问题的探讨,明确地提出碳酸盐岩风化成土作用的二阶段模式;贵州岩溶区土层的主要物源来自碳酸盐岩风化成土作用;岩溶台地上广泛存在的红土是一种古土壤(1～25 Ma B.P.);碳酸盐岩风化壳岩土界面处地球化学碱性障导致稀土超常富集;碳酸盐岩类型与石漠化分布有着本质的联系.这些结论对于进一步研究青藏高原隆升在其东南翼的响应、岩溶地区生态环境和生态重建工作有着重要的科学意义.     

外生稀土矿床的分布、类型和成因概述

稀土是当今危机资源,勘探和研究稀土矿床是世界热点。外生矿床是重要的稀土来源之一。本文综述了残-坡积、(河流)冲积和海滨砂矿,碳酸盐岩风化壳型,花岗岩风化壳型等稀土矿床地质特征和成因认识。风化壳型稀土矿床是由富稀土的原岩经过地表机械和化学风化作用形成,母岩稀土的最初富集是形成风化壳型稀土矿床的前提,风化壳继承了母岩的稀土特征。目前世界对重稀土的需求最为突出,中国南岭花岗岩风化壳型重稀土矿床为世界之最。风化是后期稀土提炼富集过程,成矿关键在于花岗岩岩浆阶段重稀土矿物的形成。然而,何种因素形成南岭地区具有稀土成矿潜力的花岗岩,富稀土花岗岩表现出的轻重稀土分异是由于源区性质的差异还是源于岩浆演化过程中的分异作用,以及重稀土矿物的形成机制仍有待于研究。     

秭归地区闪长岩岩体风化壳微量元素地球化学特征

通过对秭归地区闪长岩岩体风化壳中微量元素的分布规律研究,将该风化剖面中的微量元素划分为3类。第一类包括Sc、V、Cr、Co、Ni、Cu、Zn、Zr、Hf、Nb、Ta、U、Th、Mo、W,基本属于非活动性元素,在风化过程中得以有效保留,其中U、Cr、Cu等受氧化还原条件的影响,有时呈局部富集现象,规律性不明显。第二类以Ca、Rb、Cs、Sr、Ba、Pb、Ga、Gd、Tl为代表,随着风化作用的进行而逐步从风化壳中淋失,属活动性元素。第三类以稀土元素为代表,在风化壳内部发生局部的再分配,从剖面上层随风化溶液向下淋滤亏损,到剖面中下部沉淀富集,其中重稀土元素的淋失程度大于轻稀土元素。由于母岩中斜长石的风化淋滤,Eu在氧化环境下逐渐从正异常变为负异常。Ce在地表氧化条件下很容易生成四价氧化物（方铈石）,并在表层明显富集,剖面介质中氧化还原条件的变化导致Ce的波动变化。     

贵州碳酸盐岩风化壳主元素、微量元素及稀土元素的地球化学特征

选取贵州高原喀斯特地区的典型碳酸盐岩原生风化剖面为研究对象,研究主元素、微量元素及稀土元素在风化壳的迁移转化及其分布规律特征,为解释碳酸盐岩风化壳元素的地球化学变化提供依据。结果显示,从上陆壳标准化蛛网图可知,Pb、Co在剖面富集,而Na、K、Cr、Rb、Sr和Ba则亏损。风化壳∑REE的变化范围为167.4~1814.2μg/g,稀土元素从剖面下部往上逐渐减少,剖面中上部LREE比HREE淋滤程度大。稀土元素球粒陨石标准化后Ce正负异常,Eu轻微负异常。以风化前缘为分界,在风化前缘以下的土层,Ce负异常,风化前缘以上的土层,Ce正异常。此外,在风化壳岩土界面附近存在一个明显且突变的碱性障,岩土界面土样的元素含量较岩粉平均增加了21倍。我们的研究显示,风化剖面主元素和微量元素的变化波动特征较为一致,说明主元素和微量元素在风化过程中的地球化学行为较为一致。铁壳层中稀土元素的含量最低,与上陆壳稀土元素十分相近,为研究上陆壳与碳酸盐岩铁壳层之间的相互联系起到了一定的借鉴作用。     

“青藏高原南部空白区基础地质调查与研究”计划项目新成果、新进展

通过2 0 0 4年度各相关图幅的大力工作,在基础地质、矿产和资源等方面取得了大量实际材料,综合研究区域构造地层格架、青藏高原地质图和青藏高原南部火山岩及其地球动力学意义等,取得重要进展和新认识,在矿产资源、旅游和人文景观等方面也取得重要阶段性成果。     

国际埃迪卡拉系年代地层学研究进展与发展趋势

埃迪卡拉系为国际地层表新增的新元古界最上部的系级年代地层单位,层型剖面被确定为南澳大利亚弗林德斯山脉依诺拉马河剖面,其底界点位（GSSP）选定为埃拉逖那冰成杂砾岩（Elatina diamictite）之上盖帽碳酸盐岩努卡利那组（Nuccaleena Formation）的下界（Gradstein et al．,2004;Knoll et al．,2004）。我国修定后的震旦系与埃迪卡拉系完全相当,底界以南沱冰碛岩之上盖帽碳酸盐岩的下界为界。本文综合国际地层委员会新元古代地层分会以及相关国家和地区近年来在埃迪卡拉系年代地层学领域研究的新进展、存在问题以及未来发展趋势作一概要介绍,以期引起国内晚前寒武纪地层古生物学者的广泛关注。     

Global repeating events in the history of the Earth and the motion of the Sun in the Galaxy

Chronological analyses of correlations between certain global repeating events (mass extinctions of marine organisms, meteorite impacts, and flashes in the frequency of geomagnetic reversals) during the Phanerozoic Eon and the motion of the solar system in the Galaxy are presented for five rotationally symmetrical models for the regular Galactic gravitational field. Thirteen of sixteen mass-extinction events can be described by a repetition interval of 183±3 million years. This is in agreement with the anomalistic period (interval between two subsequent passages of the Sun through the apocenter of its Galactic orbit) in the model of Allen and Martos. The positions of the minima and maxima in Gaussian functions approximating the frequency distribution for geomagnetic reversals also agree with the times of passage of the Sun through the apocenter and pericenter, respectively, of its Galactic orbit in this model. The maximum in the distribution of the deviations of the dates of mass extinctions from the nearest dates of impacts of large, crater-forming bodies is close to zero, providing evidence that many such events are correlated. As a rule, extinctions follow impact events. The impacts of large bodies have occurred most often when the solar system passes through the Galactic plane, while mass extinctions occur more often at some distance from the Galactic plane (about 40 pc). As a rule, intervals of increases in the frequency of geomagnetic reversals coincide with dates of impacts of large bodies. At the same time, these intervals do not show a clear correlation with the dates of mass extinctions. The intensity of mass extinctions, like the energy released by impacts, is consistently higher in periods when the Sun is moving from the apocenter toward the pericenter of its orbit, than when it is moving from the pericenter toward the apocenter. Thus, there is evidence for a variety of relationships between repeating global events in the Phanerozoic and the motion of the Sun in the Galaxy. Long-period variations in the frequency of geomagnetic reversals are correlated with the orbital motion of the Sun, and increases in the frequency of geomagnetic reversals are correlated with impacts. Mass extinctions are correlated with the impacts of large bodies, whose motions may have been perturbed by clouds of interstellar material concentrated toward the Galactic plane and by the shock front associated with the Perseus spiral arm, through which the solar system passes. The velocity of the Sun relative to the spiral pattern is estimated.     

生物活动在吉林东南部寒武纪沉积铜形成过程中的作用

吉林东南部寒武纪沉积铜主要为沉积和后期热液改造综合作用的产物。它们在形成过程中，生物活动起了很大的作用，生物直接成因标志和间接成因迹象在本区都有体现。前者主要表现在由藻类群落形成的有机质胶体和胶团中聚集了大量的黄铜矿和黄铁矿颗粒，草莓状构造即为其典型构造之一。后者则为由生物形成的有机酸在通过红色矿源层时形成可溶性有机铜盐，并运移到适当部位富集起来，形成具一定程度的矿化现象。“圈闭构造”在形成本区这类矿化现象中起到了十分重要的作用。     

截潜工程在计算山前侧向补给量中的应用

在计算山前侧向补给量的方法中,最常用的就是达西断面法,但达西断面法需要获取较多的参数,对于山前无钻孔或只有少量钻孔且水文地质研究程度较低的区域,很难采用达西断面法来计算得到山前侧向补给量。对于无法运用达西断面法但存在完整式截潜工程的山丘区,可以结合完整式截潜工程的截潜量利用水量均衡法计算山前侧向补给量。     

微亮晶（臼齿）碳酸盐成因及其在元古宙地球演化中的意义

本文应用多种技术方法,对微亮晶碳酸盐岩的成岩作用及其成因从宏观至微观进行了分析。根据岩石矿物学、地球化学和有机地球化学等研究证明,它是早期成岩过程中,在超高压的大气 CO_2,水平急剧下降的转折期,快速石化作用形成的具等粒结构μm级的微亮晶方解石集合体。MT 碳酸盐岩微亮晶成岩作用有两种类型:一是主要发生在海底沉积软泥中,在其底基质软泥中经差异压实作用形成褶皱肠状及复杂形的 MT 构造;二是直接在海水中或重力流搬运过程中形成的微亮晶球粒(核)。简言之,MT 碳酸盐岩石是在地球早期浅海环境下,由于微生物自养作用形成的地球化学成因产物。微亮晶碳酸盐岩是约束古大气圈和古海洋环境变化的最灵敏标志。通过详测 MT 丰度值和编制地球古大气圈 CO_2水平演化模式等,在前寒武纪发现有太古宙末期、早元古宙末期、中元古宙中期和新元古宙早-中期四个 MT 碳酸盐岩发育高峰值期,证明全球古大气圈 CO_2水平发生过四次不连续性、跳跃式下降周期,直到晚新元古宙未,全球雪球事件的发生,导致了 MT 碳酸盐岩的消失。其后,才进入显生宙的 CO_2低水平状态。MT 碳酸盐岩具有重要的油气资源远景,应予以重视。     

"青藏高原南部空白区基础地质调查与研究"计划项目新成果、新进展

通过2004年度各相关图幅的大力工作，在基础地质、矿产和资源等方面取得了大量实际材料，综合研究区域构造．地层格架、青藏高原地质图和青藏高原南部火山岩及其地球动力学意义等，取得重要进展和新认识，在矿产资源、旅游和人文景观等方面也取得重要阶段性成果。     

黄骅坳陷歧北次凹古近系沙一下亚段地质体精细刻画

综合运用钻井、测井、地震等资料,将黄骅坳陷目前的勘探热点地区——歧北次凹的主要勘探目的层段,即沙一下亚段划分为4个四级层序和8个五级层序,建立了沙一下亚段高精度层序地层格架。结合属性提取和测井约束反演等地球物理方法技术,在高精度层序地层格架约束下对歧北次凹目标层内单个地质体进行多层次多角度的精细刻画,研究其空间展布,并剖析其内部结构特征,分析地质体的控制因素。研究发现:物源供给、断裂陡坡带及断裂转换带对地质体的发育具有重要的控制作用,最后提炼出地质体发育模式,为研究区隐蔽油气藏的勘探和开发提供科学依据。     

关中盆地大荔地区地下水氟水文地球化学规律

为了研究关中盆地大荔地区氟的水文地球化学规律,采集239个地下水样品及35个土壤样品,分析了水化学类型和水化学组分对氟的影响,结果表明在弱碱性环境下,重碳酸钠型是促进氟富集并增强围岩向地下水中转化的主要因素;硫酸钙镁型的地下水抑制氟富集。水化学组分中Na+、Cl-、HCO3-、pH与氟呈正相关,而Ca2+则抑制水溶液中氟含量增加;迁移系数与HCO3-、pH呈正相关关系,与其他主要离子呈负相关关系。利用Preeqic软件分析了饱和指数和Ca2+、F-的离子活度,得出萤石的平衡控制着氟和钙的水文地球化学行为,F-可能来源于萤石和方解石的分解。