基于XRF岩芯扫描的贵州喀斯特地区晚全新世泥炭古环境研究

文章选取发育于贵州喀斯特地区的兴义泥炭为研究对象,对钻孔上部300 cm岩芯进行高分辨率XRF连续扫描,并测定了样品含水量、色度（亮度L^*、红度a^*、黄度b^*）和碳酸盐含量。通过对Rb、Ti、Zr、Al、Si、Ca、Sr、Mg等元素含量及其比值、色度和其他代用指标的综合分析,结合主成分分析方法,探讨XRF岩芯扫描在兴义泥炭研究中使用的可行性,并进一步分析兴义泥炭化学元素的来源、指示意义及所记录的古环境演化过程。基于AMS¹⁴C测年构建的年代框架,发现：1）XRF岩芯扫描的Ca元素含量与气量法测定的碳酸盐含量具有较好的一致性。XRF岩芯扫描和分光测色计获得的L^*、b^*相关性高,尽管这两种方法获得的a^*存在差异,但其数值表现上相似性仍较高;2）晚全新世以来兴义泥炭的地球化学元素主要来源于周边碳酸盐岩风化、淋溶、随流水搬运而最终沉积到湿地的物质;3）兴义泥炭Sr/Ca比值处于高值,Si/Al、Rb/Sr比值处于低值时,气候偏干,反之则指示气候偏湿润。此外,兴义泥炭Al、Si、Ca、Sr、Mg、Rb/Sr、Si/Al、Sr/Ca的变化趋势与烧失量、腐殖化度等具有较好的一致性;4）晚全新世以来兴义地区总体上呈现出由湿润向干转变的趋势,3270~2700 cal.a B.P.由湿润持续转干,2300~1670 cal.a B.P.降水持续减少,与西南季风主控区众多古环境记录能较好地对应,并揭示了2700~2300 cal.a B.P.降水稳步增加的过程。对兴义泥炭进行XRF岩芯扫描能挖掘其蕴含的物质来源、物质变化特征等多方面信息,有助于拓展XRF岩芯扫描分析方法在泥炭沉积中的应用,并能深化对西南地区古环境演化历史的认识及丰富泥炭研究档案。

     

河流沉积物原位XRF岩芯扫描结果定量估算的初步研究

原位XRF岩芯扫描技术具有前处理简单、破坏性小、快速和连续测量等优势, 是获取高分辨率元素记录的有效手段, 已被广泛应用于海洋、湖泊、三角洲和黄土等沉积物的古环境变化研究中, 但是针对河流沉积物的研究较少。本文利用原位XRF岩芯扫描技术对黄河内蒙古段河道钻孔沉积物进行了扫描分析。首先选取岩芯HDZ10( 40°8'3.9"N, 111°14'21.3"E) 进行X荧光元素实验测试条件分析, 在此基础上利用HDZ12( 40°12'59.91"N, 111°10'48.66"E) 探讨了河流沉积物原位XRF扫描技术的可行性及结果定量校正方法。对比元素强度值与元素含量的结果, 发现河流沉积物中Sr、Ca、Ti、Fe、Rb和Zr的元素强度值与元素含量相关系数较高。我们依据上述元素获得岩芯样品的强度值与元素含量的对数比率值, 并通过主轴回归分析方法得到相应的模型校正系数, 选取拟合度R2最高的校正系数建立了对数比率校正模型。校正后的ln(Zr/Ca)、ln(Fe/Ca)、ln(Ti/Ca)、ln(K/Ca)、ln(Rb/Ca)和ln(Sr/Ca)元素强度曲线与实测曲线基本一致, 最大程度地校正了原位XRF扫描分析结果, 较好地实现了河流沉积物的原位XRF扫描结果的定量估算。     

基于XRF岩芯连续扫描的藏南哲古错沉积物近4400年地球化学分布及环境演变

XRF岩芯连续扫描在近30年间被广泛用于获取不同地理环境的湖泊沉积序列元素分布及其指示的环境意义,特别是湖泊密集的"亚洲水塔"青藏高原。然而,XRF扫描数据的准确性受沉积岩芯物理属性的显著影响,可能导致记录信息的过度或错误解释。本研究基于青藏高原南部哲古错（ZGC）内近4400年以来由植物和泥沙混合沉积而成的2.16 m完整岩芯（ZGC21）,利用XRF岩芯连续扫描获取其元素信号值和色度分布,结合含水量、粒度、烧失量等物理特征分析,表明ZGC岩芯层理清晰、定年精准、气候信息记录全面,是重建印度夏季风和青藏高原南部气候变化的最佳载体之一。稳定元素（Al、K、Fe、Mn、Rb、Si、Ti、Zr）信号值分布均不能用于指示ZGC岩芯不同层理的碎屑物质输入比例,但Zr/Rb比值则可反映流域内物质输入的真实特征;Ca和Br元素信号值分布分别指示ZGC21岩芯的碳酸盐和有机质含量变化。基于可靠元素信号分布和AMS-14C精确定年,青藏高原南部在太阳辐射强度变化驱动下于4400~3500 a B.P.和850~80 a B.P.年间均处于寒冷气候环境中,低温不足以支撑湖内植被的生存,而在2750~1830 a B.P.和1320~850 a B.P.年间则相反。上述结果为XRF岩芯连续扫描数据的正确应用和准确解释提供科学示范,也为重建该地区过去4400年人地关系提供年代际尺度环境演变框架。     

基于XRF的紫金山铜矿床硫地质特征

福建紫金山铜矿床属高硫浅成中低温热液矿床,矿石中主要含铜矿物为蓝辉铜矿、铜蓝和硫砷铜矿等,且铜矿物与黄铁矿密切共生。由于铜矿石中硫含量较高,导致铜精矿中硫含量超标,w(S)/w(Cu)比值为2.0~2.1,远高于冶炼要求的1.15~1.20,影响其经济价值。使用X射线荧光(XRF)光谱分析对紫金山铜矿中S元素的分布进行数字化研究,查明硫的空间分布规律和赋存状态,划分铜矿石类型,为紫金山铜矿今后的采选工作提供参考。     

微X射线束荧光扫描成份分析研究：元素二维分布图

经过改进的微X射线扫描分析装置,扩大了测量范围;提高了位移精度;处理数据及绘制二维(平面)元素分布图实现计算机化。测量并绘制出大洋锰结核中多元素平面分布图。     

基于工业CT扫描的岩芯裂缝结构表征

为了研究泥页岩中裂缝的发育特征,利用工业CT技术对句容盆地的页岩岩芯进行扫描,并使用数字处理技术对页岩的CT扫描图像进行分析,通过VGStudio MAX对CT扫描数据进行重建体模型及裂缝提取,更好的在三维尺度上研究不同矿物组成成分的页岩中裂缝的结构和发育情况及工业CT扫描图的区别。结果发现岩芯中主要存在两组不同走向及倾角的裂缝,一组高角度裂缝,倾角约为70°~90°;一组低角度裂缝,倾角约为30°~40°。依此推测句容盆地在志留纪鲁丹阶以后至少经历两次构造运动。对比不同的矿物组成成分的页岩研究发现,当岩石样品的矿物组成密度差别越大时,工业CT扫描就会越清晰;当岩石样品颗粒度越大时,扫描的效果就会越明显。     

应用XRF分析仪快速分析铁精矿中的Si、 S、K和TFe含量

论述了快速分析铁精矿中Si、S、K和TFe含量的现场X射线荧光技术，其分析精度、准确度均符合化学分析的误差标准，满足实际生产要求。     

硅酸盐类样品中硅、铁、铝、钛、锰、钙、镁、钾、钠和磷的x射线荧光光谱测定

本文拟定了一种以熔融法制备样片,用X射线荧光光谱测定硅酸盐类样品中Si、Fe、Al、Tj、Mn、Ca、Mg、K、Na、P等元素的分析方法。在对不同靶材X光管和分光晶体实验对比的基础上,选择了最佳的测量条件。该法具有快速、准确,测量范围广,检测限低,价格便宜等优点。经过近百个各种类型标样或管理样品的分析对比表明,本法不仅适用于硅酸盐类岩石样品的分析,还适用于铁矿、铝土矿、碳酸盐类岩矿样品以及水泥、耐火材料等样品的分析。     

X射线荧光光谱快速分析铝土矿的方法研究

使用日本理学3070型X射线荧光光谱仪,采用粉末直接压片和经验系数校正基体效应的方法,在矿山实验室实现了铝土矿样品中Al     

XRF法快速测定铁钛精矿中的Fe、Ti品位

介绍了XRF法(X射线荧光)在快速测定铁钛精矿样中Fe、Ti品位中的应用,用IED2000P型快速X荧光分析仪,分析目标元素特征X射线计数率与含量的关系,主要研究了基体效应对测量结果的影响。通过比较,选用特散比与经验系数法相结合做三元回归计算的数理模型,可较好地校正基体效应,其分析结果相对误差在0.2%以内,达到了实际生产的要求。     

长江三角洲地区晚新生代地质与环境研究进展述评

长江是我国最长的河流和世界最主要的大河之一,长江三角洲地区则是我国人口最为密集和经济最为发达的地区之一。因此,研究长江三角洲地区晚新生代地质与环境的特征与变化,特别是长江河口地区的河谷变迁与三角洲发育,对于该地区的国计民生,具有十分重要的意义。长江三角洲地区晚新生代地质与环境的科学调查研究,已经走过了整整的一个世纪。随着经济的发展和科技的进步,长江三角洲地区晚新生代地质与环境的研究也取得了重大的进展。本文从现代三角洲发育、末次盛冰期长江河谷的深切与充填作用及冰后期地层的沉积相变化,埋藏硬土层的分布、特征、成因及其古土壤学性质,三角洲地区晚第四纪时期的海侵地层层序与新近纪及早、中第四纪地层及其沉积环境,以及从三角洲钻孔的碎屑锆石、独居石年龄谱及沉积物成分和地球化学组成随时间的变化来推论长江贯通三峡的时间等方面所取得的进展和所存在的问题,按照研究时间的大体顺序和地层的新老次序进行了较详细的综述和简要评论。最后根据自己的认识和判断,概括了长江三角洲地区近一个世纪来研究工作所取得的进展和所存在的问题,并在此基础上提出了今后进一步工作的几点建议,希望能引起广大同仁及有关部门的注意,以期达到抛砖引玉的目的。     

2000~2010年长江三角洲土地利用/覆盖空间格局动态变化研究

土地利用/覆盖变化与空间格局间的相互作用机制是全球环境变化的研究热点。以2000年、2005年及2010年遥感影像为基础数据源,通过面向对象的分类方法,对长江三角洲的土地覆盖进行分类。利用分类结果,通过数学模型和景观指数探讨了土地利用变化对长江三角洲景观格局的影响。结果表明：1)2000~2010年长江三角洲土地利用变化明显,人工表面“涨势”明显,耕地与湿地则呈现下降趋势;2)10年间长江三角洲土地利用多样化指数增加,土地利用多样性程度逐年提高;3)2000~2010年长江三角洲景观破碎化程度增加,优势度减小,景观形状复杂性与异质性不断加大。这些研究可以为土地利用结构的调整、生态环境的恢复重建提供依据,促进长江三角洲的可持续发展。     

长江三角洲北翼J9孔岩芯沉积特征及地层初步划分

长江三角洲北翼地区缺少较长尺度的第四纪海陆变迁及环境演变的深入探讨,深达423m的海安县基岩标J9孔为此提供了较好的研究对象。通过观察该孔松散层岩芯,总结其沉积特征,认为岩芯明显可划分为6个特征岩性段。同时,地层古地磁测试结果显示： 0～200m为布容正极性世,200～334m为松山负极性世,334m以下为高斯正极性世。综合分析岩芯沉积特征并参考古地磁测试结果对地层进行了初步划分,认为 0～39m为全新世地层,39～153m为晚更新世地层,153～200m为中更新世地层,200～334m为早更新世地层,之下为新近纪地层。从沉积地层特征推测,在第四纪地层中可能存在有5个海侵层,自上而下为第Ⅰ海侵层（镇江海侵）、第Ⅱ海侵层（滆湖海侵）、第Ⅲ海侵层（昆山海侵）、第Ⅳ海侵层（嘉定海侵）和第Ⅴ海侵层（如皋海侵）,分别出现在孔深 5～39m段、59.2～85.1m段、121～153m段、171～200m段和 246.3～277.2m段。孔深39～41m存在的晚更新世晚期特征硬粘土标志层,指示本地不是冰后期古河谷的发育地。     

长江河口水下三角洲沉积物组成变化及其环境意义

三角洲不同年代的沉积物组成记录了流域-河口-近海沉积物源汇过程动态变化信息。文章以长江河口水下三角洲A3-1和A6-6柱样为对象,进行了光释光（OSL）年代、粒度和元素地球化学分析,探讨了不同年代沉积物地球化学组成差异及其影响因素。研究结果表明,柱样长度为1.58 m的A3-1沉积物年龄为1070±50~1180±30 a（距今约1000~1200年）,柱样长度为1.80 m的A6-6沉积物为49±9~198±21 a（距今约50~200年）。柱样A3-1和A6-6元素组成存在显著差异,其中A6-6具有较高的Al、Fe、Mg、K、Ca、Cu、Cr、Co、Cd、V、U和Th等元素含量,而A3-1具有较高的Na和Zr含量。粒度是影响两个柱样元素含量的重要因素,利用Al归一化粒度影响后,柱样A3-1具有高Na和低Ca的特征,以及较低的Cr/Th比值。Ca/Al-Na/Al-Ti/Al三元图也清晰表明了A3-1和A6-6的物源差异。通过与长江主要输沙支流和黄河沉积物元素组成的比较,两个柱样元素组成差异的原因主要有两个：一是长江不同支流对长江沉积物贡献随着时间的变化,其中年龄较老的A3-1沉积物（距今约1000~1200年）更多来自汉江,年龄较轻的A6-6沉积物更多受到嘉陵江影响;二是黄河近千年南迁的影响,距今约50~200年的A6-6沉积物具有高Ca特征,反映了高Ca的废黄河物质对近期长江三角洲沉积的影响。研究表明,河口三角洲沉积物的组成存在动态变化的特征,通过年代和元素组成的分析,可以提供流域和海洋环境变化对三角洲沉积环境演变的控制信息。

     

长江三角洲地层中的冷杉和云杉花粉的来源推测

孢粉通常被用作古气候的代用指标,长江三角洲地区已经进行了许多相关的孢粉-古气候的研究工作。通过对长江三角洲地区7个晚更新世钻孔的孢粉资料进行提取对比,发现冷杉和云杉两种花粉在地层中分布有一定的规律性。现代长江流域这两种耐寒植物集中分布在青藏高原区,长江中下游地区极少分布,但其花粉确出现在近河口区的晚更新世以来的暖期地层中（MIS1,3和5期）,并且达到了一定数量,这很可能是长江从其上游地区搬运至此沉积下来的。同时,我们也发现西部内陆平原区由于受长江物源影响较少,其晚更新世以来地层中的冷杉和云杉花粉分布与河口区差别很大,这也为河流携带冷杉和云杉花粉至河口地区提供了证据。这一发现如果成立,冷杉和云杉花粉即可作为长江物源的一个判别指标。     

长江三角洲北翼YBK1孔第四纪地层年代学研究

第四纪钻孔岩芯时间标尺的建立是分析平原覆盖区第四纪环境演变过程的重要基础。通过分析江苏扬州市施桥镇运河大桥东侧YBK1孔岩芯中总厚度95.50 m的第四纪沉积物的岩性、颜色、物质组成、沉积结构和接触界面形态等特征,并对地层进行详细分层基础上,综合采用AMS14C、光释光、宇生核素埋藏和古地磁等年代测试,建立了YBK1孔的第四纪地层年代标尺。结合地层的结构、构造、标志层等的标志,确定YBK1孔第四纪沉积物下覆地层为白垩系浦口组红色粉砂岩,第四纪地层自上而下可分为4套地层,从老到新分别为:中更新世晚期的启东组上段,发育时代为0.1~0.3 Ma,厚度30.20 m,以河床相砂砾层为主,成分较杂;晚更新世早期的昆山组下段,发育时代为0.1~0.045 Ma,厚度仅1.80 m,以残留的河床相砂砾为主;晚更新世晚期的滆湖组中段,发育时代为0.045~0.01 Ma,厚度仅3.40 m,以海滨形成的灰色粉细砂和灰黄色砂砾层为特征,晚更新世晚期的上段及下段均未见残留;全新世如东组沉积厚度较大,达55.10 m,可进一步分为上、中、下三段,分界年龄约为2.5 Ka和7.5 Ka。该区的全新世以滨海、河口、河漫滩沉积物为主,其厚度突然增大与全新世时期的河床改道密切相关。从YBK1孔的岩性特征分析,研究区域缺失早更新世及中更新世早期沉积物,中更新世晚期至晚更新世时期受河流侵蚀作用影响,以少量残留粗颗粒河床相沉积物为特征;全新世时期,因河流改道,地表水动力条件减弱,沉积了较厚的全新世沉积物。      

长江与黄河沉积物稀土元素随粒度变化对比研究

依据Stoke定律将长江小于63 μm的沉积物分成4个粒级.将黄河小于63 μm的沉积物分成6个粒级.采用ICP-MS法分别测试了分粒级沉积物的REE含量,结果显示：相同粒级中长江沉积物的∑REE均高于黄河沉积物.长江沉积物REE的丰度遵循元素的“粒度控制律”,即随粒度变细∑REE含量依次增高;黄河沉积物∑REE呈“高-低-高”的不对称马鞍型分布;北美页岩标准化分布曲线均呈右倾状,轻重稀土分馏明显,相对富集LREE,具弱Ce亏损,明显的Eu正异常.长江与黄河沉积物REE组成特征差异与两条河流流域的风化作用及沉积物的矿物组成密切相关,黄河∑REE的马鞍型分布是细粒级中黏土矿物吸附及粗粒级中相对高含量的重矿物富集作用的结果,而长江沉积物随粒级增大∑REE的衰减趋势主要是随粒级增大逐步增加的石英和长石含量的稀释作用所造成.     

X荧光测量在区域化探异常检查中的应用

介绍了Ｘ荧光测量仪的原理和使用范围,从多年的找矿实践中总结其在四川省地勘局的区域化异常检查中的诸方面的重要作用,并指出其优缺点。     

长江口水下三角洲137Cs最大蓄积峰的分布特征

在长江口水下三角洲地区,用 137Cs进行沉积速率的测定时,一般认为 137Cs最大值所在层位为1963年沉积层。本文通过建立模型,对此进行了计算验证。模型中利用日本东京地区的 137Cs年平均大气沉降通量,再通过东京与上海两地的降水量进行校正,并根据不同的沉积速率和取样间隔分别计算出 137Cs剖面中的最大值范围,再将理论计算值与实测值进行对比。通过模型的计算,发现理论上沉积物中出现 137Cs最大值的层位均为1963年沉积层,将理论最大值范围与本研究所测11根柱样以及前人在本区域所测6根柱样 137Cs最大值的对比,发现其中有9根柱样的最大值在理论计算值范围之内。总体上看,理论值与实测值有较好的对应关系,理论值范围基本可作为衡量实测最大值是否为1963年沉积物所在层位的评判标准之一。本文对利用大气沉降 137Cs信息计算沉积物中 137Cs的分布进行了有益的尝试。