渤海东部与黄海北部表层沉积物的元素地球化学记录

为研究渤海东部及黄海北部海域沉积物常量元素组成特征及与物源的关系,分析了该海域138个站位沉积物样品的常量元素含量。渤海东部及黄海北部海域沉积物常量元素Al2O3、Mg O、Na2O和TFe2O3分布基本相似;Si O2分布与Al2O3、Mg O、Na2O和TFe2O3分布相反;Al2O3、Mg O、TFe2O3、Ti O2和Na2O等元素与细粒沉积物呈正相关,Si O2与粗粒沉积物呈正相关,Ca O、Ca CO3、Mn O和K2O分布与沉积物粒度无明显正或负的相关性;北黄海东部K2O分布反映了鸭绿江物质的影响。R-型聚类分析得出3种组合类型,以Mg O、Ca O和K2O及Mn O为代表,分别对应反映陆源细粒物质输入、指示黄河和鸭绿江物质的影响和海洋自生作用。依据Q-型聚类分析特征,将调查海域沉积物划分为4个不同的地球化学分区,同时综合分析得出了Ⅰ区、Ⅱ区、Ⅲ区和Ⅳ区的沉积物运移的路径趋势。K2O/Ca O揭示黄河物质影响自南至北和自西向东呈逐渐减弱的趋势,其中研究区西南部和北黄海中西部受黄河物质影响较强,北黄海东部沉积物更多受鸭绿江物质影响。     

中国东部大陆尺度地球化学走廊带碳酸盐岩稀土元素分布特征与影响因素

碳酸盐岩是地球表层岩石圈的重要组成部分,其化学组成可提供沉积环境与海洋水体演化等信息,然而,前人对碳酸盐岩中稀土等元素的分布与变化特征关注不足。本文选择穿越中国东部6个一级大地构造单元的3条地球化学走廊带,系统采集了582件碳酸盐岩地层样品,并准确分析了包括稀土元素(REE)在内的81项指标的含量。结果表明,中国东部地球化学走廊带碳酸盐岩稀土元素(REE＋Y)总量为(0.59～183)×10-6,均值为24.0×10-6,纯净碳酸盐岩(CMC含量≥99％)均值为4.80×10-6。PAAS标准化后其显示具有轻稀土相对于中稀土和重稀土略亏损、δEu轻微正异常、δCe中度负异常等特征。白云岩中稀土含量、LREE/HREE值一般低于石灰岩;砂泥质含量相近时,前中生代各时代碳酸盐岩稀土分布模式相差不大,各构造单元稀土分布特征基本相似;与其他时代相比,中生代及中新元古代碳酸盐岩具有相对较平坦的稀土分布模式。研究表明,碳酸盐岩中稀土分布受碎屑物质影响明显,表现为稀土元素含量与碳酸根负相关,与碎屑物质相关元素(Si、Ti、Rb、Cs、Th、Zr等)、黏土相关元素(Al、Fe、K等)等正相关。成岩过程及白云化过程对较纯净碳酸盐岩中稀土分布特征影响不明显。我国古生代纯净碳酸盐岩分布模式受控于海相环境,其分布模式与现今海水相近;中生代纯净石灰岩受到陆相或海陆交互相的影响,具有较平坦的稀土分布模式。氧化还原条件对δCe的影响较δEu更为明显,δCe值受海相环境控制,极端正异常值(δCe＞1.3)受到还原环境或/和热液影响。若假定海水中REE自中元古代至今无太大变化,各时代稀土元素分配系数均值介于103.55～102.39,分配系数差异是造成碳酸盐岩中轻稀土亏损、Ce负异常及Y正异常的主要原因。微生物(席)可富集稀土等金属元素并改变沉积环境,这可能是造成中新元古界碳酸盐岩较平坦的稀土分布模式的主要原因。     

南海东部海域沉积物粒度分布特征

对南海东部海域 179个站表层沉积物作了粒度分析、粒度参数计算和多元统计分析 ,结合有关资料探讨了南海东部沉积物粒度分布特征、沉积物运移方式和沉积环境。南海东部表层沉积物主要粒级是 4 .0～ 10 .0(粗粉砂—粗粘土 ) ,核心粒级是 6 .0～ 8.0(细粉砂 ) ,火山灰沉积物平均粒径 4 .4 6～ 6 .4 0 ,平均 5 .6 9。粒度R型聚类分析得出三群 :第一群由 1.5～ 3.0、9.5～ 14 .0粒级组成 ,也就是粗、细两端粒级。第二群由 3.5～ 5 .0粒级组成。第三群由5 .5～ 9.0粒级组成。各粒级归类良好 ,图形清晰。R型因子分析结果表明前 4种因子累计特征值比例达 94 .5 0 % ,因子 1和因子 2是主导因子。因子 1主要由负载荷粗粉砂级和正载荷粘土级物质构成。因子 2主要由负载荷极细砂级和正载荷细粉砂级物质组成。因子 3和因子 4分别由悬浮质 (0 .0 6～ 0 .12 μm)和中砂 (2 5 0～ 35 4 μm)组成。沉积物因子作用分区与物质来源、海流、地形和沉积作用密切相关。南海东部沉积物中粉砂和粘土含量总体上由北向南呈线性逐渐增加 ,平均粒径和峰态也有同样的变化趋势 ,分选系数和偏态则明显地反映出在约 17°N呈急剧下跌和上升 ,这些现象表明 17°N是南部、北部沉积物类型分界线位置。沉积物粒度、物质组成和     

内蒙古盐湖与台湾湖泊沉积物之古气候记录

通过对位于干旱－半干旱区的内蒙古盐湖中沉积物提供的环境和气候条件之相关讯息，能解读出最近２３ｋａＢ．Ｐ．以来详细的气候变化：据今２０～２３ｋａＢ．Ｐ．期间，气候呈温干特征；之后，气候变冷进入末次冰期的极盛期。在１４．５～２０ｋａＢ．Ｐ．期间，降水量大幅度减小，夏季风萎缩，而冬季风更加强劲。自１４．５ｋａＢ．Ｐ．开始，全球进入冰消期。约在１１ｋａＢ．Ｐ．左右，出现异常降温的新仙女木（ＹｏｕｎｇｅｒＤｒｙａｓ）突变事件。自２．３ｋａＢ．Ｐ．以来，夏季风乃处于衰退减弱之趋势，其中仍有明显的气候波动。台湾的撤退池和嘉明湖沉积物，则记录着最近数千年来的气候变动，其中的冷暖变化竟也大多与内蒙古盐湖的记录相对应。似能说明２０～２３ｋａＢ．Ｐ．以来较大范围的气候变化。     

水系沉积物中的金属元素在中国东部不同构造单元的分布特征

中国东部全国区域化探扫面计划早已完成,积累了海量的水系沉积物数据.对分布在中国东部5个大地构造单元水系沉积物数据的金属元素的分布特征进行了统计,并与出露岩石地壳的岩石数据特征进行了对比,发现中国东部不同构造单元的出露岩石地壳的岩石成分决定着水系沉积物中金属元素的含量高低,两者之间存在着正相关的关系,不同构造单元同一金属元素具有不同的背景含量.水系沉积物中14种金属元素的含量比出露岩石地壳岩石中金属元素的含量富集,特别是低温热液元素,如Hg富集系数可高达13.6倍.另外,气候对金属元素从母质岩石中活化迁移分配到水系沉积物中的含量高低存在着影响,即低纬度地区的金属元素从母质岩石中活化迁移到水系沉积物中的量比高纬度地区多些,但这种影响因素相对于母质岩石成分的影响是居于次位的.     

巢湖沉积物镉等重金属地球化学分布、赋存特征及危害性研究

对巢湖表层沉积物中8种重金属元素的分布特征和生态风险进行了研究和评价。结果表明：沉积物中Hg、Cd含量总体高于背景值,其中西部沉积物中重金属含量明显高于中东部湖区,并表现出多元素复合污染特征;Hakanson潜在生态危害指数表明巢湖沉积物重金属生态危害变化于轻微-强危害程度,以西北部湖区最为严重,Hg和Cd是主要影响因子,其它元素生态危害性较小;沉积物中As、cd、Hg、Pb元素主要以残渣态（非有效态）形式存在,但沉积物中腐殖酸态的As和Hg、铁锰氧化态的Pb、离子态的Cd占总量比例较高,其中又以Cd易利用态比例最高,生物有效性最强,具有较高的生态危害风险。     

中国东部及近海磁异常特征及大地构造意义

根据全球磁异常数据和中国近海高精度、高分辨率的海洋船磁资料,通过频率域的迭代下延方法,将两种不同分辨率的数据进行融合,得到了覆盖我国东部及近海的大面积地磁异常数据。对磁异常进行大范围变倾角化极,并进行了小波分解和频谱分析,计算、分析磁源重力异常、磁异常解析信号及倾斜角等转换场。结果显示中国东部及近海主要地质构造单元的磁异常特征,揭示了华北地块古陆块分布和扬子地块的南北边界走向,并指出浙闽火山岩带向西南可能和东沙隆起相连,都是中生代古俯冲的火山弧,南海北部NW向断裂可能是古特提斯构造域向太平洋构造域转换边界断裂,对中生代古俯冲及由主动陆缘向被动陆缘转化过程都有控制作用。     

沉积物的矿物和地球化学特征与盆地构造、古气候背景

构造和气候的变化是盆地充填和演化的两个主要控制因素,对沉积物而言,其主要是对沉积物类型和分布的控制。从沉积物的矿物学和地球化学的角度,提取了与盆地构造和气候演变有关的主要参数,包括碳酸盐岩矿物中的δ¹³C、δ¹⁸O、石英/长石、高岭石/粘土、伊利石/粘土的比值,反演地质历史中盆地在构造和气候上的变化。对松辽盆地白垩系的研究表明,泉三段、泉四段中石英/长石低值代表了在盆地坳陷期存在着具有一定强度的构造运动。伊利石/粘土和高岭石/粘土的分析反映出松辽盆地白垩世的气候经历了由泉三段沉积期气候干旱到青山口组沉积期气候湿润、姚家组沉积期气候快速转向干旱、嫩一段沉积期湿润的气候和嫩三、四段沉积期湿热气候的演变。碳酸盐岩中碳、氧同位素分析显示松辽盆地在83.3 Ma左右发生了海侵事件,在82.8 Ma左右发生了海退事件。     

鄱阳湖沉积物近8ka来有机质碳同位素记录及其古气候变化特征

通过对鄱阳湖沉积物的高密度采样和有机质碳同位素分析,讨论了鄱阳湖近 8 ka来的古气候环境.鄱阳湖沉积物有机质δ 13C值为-22.42‰～-32.42‰,属 C3类植物来源.暖湿期δ 13C值相对偏负;冷(凉)干期δ 13C值相对偏正.这些记录表明,鄱阳湖近 8 ka来经历了 4次暖湿和 4次冷(凉)干的气候环境变化, 7 900～3 660 a B.P.、3 440～2 990 a B.P.、2 940～2 170 a B.P.、1 820～6 50 a B.P.属相对温暖湿润的气候环境;3 660～3 440 a B.P.、2 990～2 940 a B.P.、2 170～1 820 a B.P.、650～200 a B.P.为相对冷凉干旱的气候环境,自 200 a B.P.(1 750 A.D.)以来湖区气候开始转暖.暖湿期持续时间较长,冷(凉)干期持续时间较短,1 000 a B.C.左右为一次重要的气候变冷事件.我国全新世几个特征性气候在湖区均有不同的显示,并与孢粉、硅藻、历史记录所反映的古气候环境对应性较好,可以作为恢复古气候变化的灵敏指标.     

临夏盆地晚新生代沉积物元素特征与古气候变迁

青藏高原东北临夏盆地发育较完整的晚新生代地层,特别13～4.34 Ma段以稳定低能细粒湖相沉积为主、发育的不同尺度和各种形式沉积韵律旋回记录着古气候变化信息。本文通过对临夏盆地稳定细粒湖相沉积物元素地球化学特征及其变化序列研究,结合其它气候指标,揭示13～4.4 Ma时段气候演化经历了四个阶段:13～12 Ma期间气候湿润、12~7.8Ma期间气候以湿润为主夹短暂干旱事件、7.8～6.2 Ma期间气候以干旱为主、6.2～4.4 Ma期间气候进一步干旱加剧,并认为7. 8 Ma左右的气候转型可能与冬季风加强有关,而6.2 Ma以来的有规律的高频气候波动可能与现代季风形成有关。     

Early Cretaceous Paleoclimate Characteristics of China: Clues from Continental Climate-indicative Sediments

The Cretaceous was one of the most remarkable ‘greenhouse' climate periods in geological history. Most of the reported studies of the Cretaceous paleoclimate are based upon marine sedimentary records. Large spatial scale paleoclimatic reconstruction, which has a higher time resolution based upon continental sediments in China, is rarely found. This study presents paleoclimate reconstruction for the six time periods of the Early Cretaceous in China by employing continental climate-indicative sediments, including calcareous deposits, coal, oil shale, gypsum, halite, desert sedimentary systems, ferruginous deposits and laterite, copper-bearing deposits, limestone and dolomite. Based on the distribution of the association of climate-indicative sediments and the influences of paleotopography and orogenic belts(or important structural belts) on climate, seven climatic zones have been identified: 1) a warm and humid zone; 2) a warm and humid-warm and arid zone; 3) a warm and arid zone; 4) an arid and hot zone; 5) the Tibet hot and humid zone; 6) a hot and arid-semiarid zone; and 7) a hot and humid-hot and arid one. It is found that the Early Cretaceous climatic zones of China were nearly latitudinally distributed from northwest to southeast. The aridhot climatic zone expanded in the Aptian, suggesting that a hotter and drier climate prevailed in later period of the Early Cretaceous. Conversely, the humid climatic zone expanded in the Albian, indicating that a wetter climate appeared at the end of the Early Cretaceous. The overall distribution pattern of the seven climatic zones indicates that a hot-warm and arid climate was predominant in China; this coincides with a global ‘greenhouse climate' background. However, palaeogeographic features and specific geologic events, such as the existence and disappearance of the eastern high plateau, and the uplift and denudation of Yinshan, Yanshan, Tianshan, Qinling and Dabie Mountains, led to distinctive regional climatic features of the Cretaceous in China.     

渤海东部晚更新世以来的沉积物地球化学特征

为探讨渤海东部晚更新世以来的元素地球化学特征及控制因素,对渤海东部DLC70-1孔157个沉积物样品进行了化学成分、粒度及测年分析。结果表明,晚更新世以来研究区沉积物的物质来源与沉积环境较为稳定;根据DLC70-1孔沉积物地球化学特征,钻孔岩芯可划分为6层,反映了末次间冰期（暖期）晚期以来渤海东部沉积物物源的变化以及海面波动。Al₂O₃、MgO、TFe₂O₃、MnO、TiO₂、Cu、Zn、Pb、Cr和Rb等元素与细粒沉积物呈正相关,SiO₂、Na₂O与粗粒沉积物呈正相关,K₂O、Sr和Ba分布与沉积物粒度无明显正或负的相关性;R-型因子分析得出三种主要组合类型,以Mg、Sr和Ba为代表,分别对应陆源细粒物质输入与黄河物质、海河物质和滦河物质的影响。运用Ba/Al₂O₃与Sr/Al₂O₃、MgO/Al₂O₃与K₂O/Al₂O₃离散图分析了DLC70-1孔的物质来源,结果表明沉积物主要来源于黄河,该孔中上部32.30~49.00 m和9.30~23.20 m沉积物受到了滦河和海河物质的影响。     

中国东部海域表层沉积物粒度组成及影响因素

基于海洋区域地质调查获取的1 438个粒度数据,利用Folk分类方法将中国东部海域表层沉积物划分为砂质粉砂、粉砂质砂、粉砂、砂、砂质泥、泥质砂、泥7种沉积物类型,阐述了不同沉积物类型的粒度组成和参数特征.其中,砂质粉砂、粉砂质砂和粉砂是3种最主要的沉积物类型,分别占样品总数的34.70%、24.20%和15.51%.粉砂质砂呈条带状分布在研究区的南部且向北延伸.粉砂主要分布在长江口-浙闽沿岸、渤海西部和南黄海中北部.砂主要分布在东海外陆架、扬子浅滩和苏北浅滩、朝鲜湾等海区,其中在东海外陆架海区分布最广.影响沉积物分布的主要因素有物源、水动力环境以及水深、地形、地貌等.晚第四纪冰期旋回中海平面变化和海洋环流控制陆源沉积物的入海通量和陆架沉积体系的发育过程.综合沉积物物源供给、海洋环流、冰后期海平面变化过程,基于Folk分类的动力学属性和表层沉积物类型分布,将中国东部海域表层沉积物分布划分为河口沉积、陆架泥质沉积、潮流沉积以及残留沉积等分区.不同沉积分区的形成机制和影响因素差异显著,反映出在中国东部陆架的特殊地形影响下,不同海平面时期陆源碎屑物质的运移过程.      

Distribution and Geochemical Characteristics of Hydrogen in Natural Gas from the Jiyang Depression, Eastern China

Hydrogen gas accelerates hydrocarbon generation, but little is known about its distribution and origin in petroliferous basins, which has hindered the further exploration.Taken the Jiyang Depression in eastern China as an example, this study collected natural gas from different tectonic units, and analyzed various geochemical characters including gas contents, and carbon and hydrogen isotopic composition.The result shows that:(1) hydrogen gas is widespread distributed, but its content is very low, which typically ranges from 0.01% to 0.1% in this region;(2) the ratios of H2/3He, indicative of the origins of hydrogen gas, suggest that mantle-derived hydrogen is dominant.Even in tectonically stable areas absent with deep fluid activities, there is also mantle-derived;(3) the isotopic composition of hydrogen falls in the range of –798‰ to –628‰(relative to VSMOW standard).In areas with deep-derived fluids, the hydrogen gas has a similar isotopic composition with the previously documented deep-sourced gas, with lighter isotopic composition.In contrast, hydrogen gas has a heavier isotopic composition in relatively stable areas.The isotopic signatures suggest that there is a mixture of mantle- and crust-derived hydrogen gas in the relatively stable area, which is consistent with the H2/3He ratios.Therefore, it is clear that the hydrogen gas has a much wider distribution than found in the deep-derived fluid area, resulting in a much broader area with hydrogenating effect for resource rock.This understanding will provide new insights for hydrocarbon generation research and resource assessment in petroliferous basins.     

川东焦石坝地区页岩气特征及其意义

焦石坝地区五峰组-龙马溪组页岩富集有大量的天然气,但针对页岩气地球化学特征研究还较薄弱,其蕴含的地质意义不甚明确.通过页岩气组分及其碳同位素特征和页岩干酪根的碳同位素特征分析,讨论了页岩气的来源、成因类型和完全倒转的碳同位素分布特征.五峰组-龙马溪组页岩具有很好的生烃能力、有机质丰度与含气量的关系有明显的正相关性、甲烷与干酪根相似的碳同位素特征、地层的超压特征等,综合表明研究区天然气应为页岩自生自储的页岩气;页岩气的甲烷含量均超过98%,其碳同位素平均为-29.93‰,反映了成熟度已经达到过成熟干气阶段;相对稳定的ln（C₁/C₂）和快速增大的ln（C₂/C₃）揭示其成因主要为二次裂解气;页岩气碳同位素完全倒转的分布特征主要受到在相对封闭环境中的原油裂解生气作用的影响,其完全倒转的碳同位素分布特征也反映了研究区良好的页岩气保存、富集条件.      

黑龙江东安—汤旺河矿集区水系沉积物的地球化学特征及找矿远景预测

以1∶20万区域水系沉积物数据为基础,对黑龙江东安—汤旺河地区13种元素进行了相关性分析、聚类分析和主因子分析。分析结果表明,元素异常组合呈有规律的分布,高温元素异常组合分布在研究区西侧,而低温元素异常组合出现在研究区东侧。在以分形为主要手段确定异常下限后,认为在研究区东部,与中低温元素伴生的Au矿床找矿潜力较大。结合地质、物探以及已知矿点的信息,圈定多元素异常34处,划分出4个找矿远景区。     

中国东部中-新生代玄武质火山岩的主量元素地球化学特征

用MgO=8％标准化后,中国东部中-新生代玄武质火山岩表现为高Al2O3／TiO2、SiO2,低CaO／Al2O3的特征;新生代玄武质火山岩表现为低SiO2和低Al2O3／TiO2;高Fe8.0、Na8.0、CaO／Al2O3的特征。与区域软流圈地慢上涌和岩石圈伸展构造环境下形成的桂东南钾玄质岩石的高Fe8.0、低Na8.0和CaO／Al2O3值有明显的差异。中国东部中一新生代玄武质火山岩主量元素的特征,可能反映了与桂东南钾玄质岩石不同的形成环境。而中、新生代玄武质火山岩主量元素特征上的差异反映了岩浆来源区的变化。     

东昆仑西段巴什康阔勒辉长岩地球化学特征及其构造意义

通过主微量元素特征研究,MgO、FeO含量分别介于 578%~123%和516%~104%,Al2O3含量介于142%~2156%,整体含量较高。TiO2含量相对较高,介于018%~132%,平均为077%,与岛弧拉斑玄武岩的084%较为接近,K2O含量偏低,介于005%~053%,平均为02%,与洋中脊拉斑玄武岩02%一致;轻稀土元素富集,重稀土元素亏损;富集大离子亲石元素(K除外),高场强元素Ti、P等轻微富集,而Nb、Zr亏损,结合构造环境判别认为形成环境为弧后盆地。利用锆石U Pb测年,获得两组年龄,其中上交点206Pb/238U表面年龄加权平均值(501±1) Ma(MSWD=025),为寒武世晚期,代表原岩结晶年龄;下交点206Pb/238U表面年龄加权平均值(451±2) Ma(MSWD=0084),为晚奥陶世早期,代表变质年龄。结合主量和微量元素特征、构造环境以及同位素年龄,认为洋壳俯冲始于晚寒武世之前,且在晚奥陶世已开始发生碰撞。     

北京地区新5孔第四系松散沉积物的微量元素地球化学及古气候、古环境研究

通过新5钻孔的微量元素的相关性分析,选择V、Bi、Sc、Rb、Sr、Li、B、Ga、Cr、Ba、Co等主要微量元素及比值垂向变化特征,结合孢粉和古地磁测试分析结果,将该地区古气候划分为8个阶段.     

黔东前寒武纪-寒武纪转换时期微量元素地球化学特征研究

对黔东丹寨南皋剖面和三都渣拉沟剖面前寒武纪-寒武纪转换时期地层进行了系统的微量元素地球化学研究,结果表明:丹寨南皋剖面的Ba、Pb、Ni、Cu、Zn、Li、V、U等过渡元素和亲硫元素在多金属矿层和牛蹄塘组下部的黑色页岩中明显富集;三都剖面在相同层位也明显富集Cu、Pb、Rb、Ti、Ni、V、Th、Li、Cr、Zr、Sc等微量元素。南皋剖面的δU值和V/(Ni V)值表明老堡组硅质岩为正常海水的弱氧化环境下沉积物,而牛蹄塘组黑色页岩表现出缺氧环境的特征。三都渣拉沟剖面的δU值和V/(Ni V)值表明该剖面的还原条件比丹寨南皋剖面强,暗示着水体也较它深,为缺氧环境,其间在老堡组硅质岩中有两个短暂的充氧阶段,进入渣拉沟组缺氧环境较稳定。除丹寨老堡组硅质岩和三都渣拉沟组中上部钙质泥岩U/Th值小于1,表现出水成沉积岩的地球化学特征外,本次研究的两条剖面的其他黑色岩系的U/Th值都大于1,表现出明显的热水沉积岩的地球化学特征。从我们的研究剖面也可看出下寒武统牛蹄塘组底部的Ni-Mo矿多金属的Ni、V等金属的含量是上地壳的9～10倍之高,U高达近百倍,可作地层对比标志层,即梅树村阶的顶界标志。