沉积物颜色和粘土矿物对库车坳陷第三纪气候变化的指示

库车坳陷第三纪连续的碎屑沉积,记录了丰富的古环境与古气候变化的信息。在详细的磁性地层年代学基础上,对库车坳陷北部第三系沉积剖面进行了系统的沉积物颜色测定和粘土矿物分析。结果表明,库车坳陷第三纪沉积物颜色变化与全球第三纪温度的变化有一致的趋势,随着全球气温的降低,沉积物的颜色的红色指数降低。粘土矿物的组合和含量变化在13 M a出现了一个转折,在此之前,库车坳陷泥岩样品中的粘土矿物组合为伊利石和绿泥石,指示干旱的气候环境。在13 M a之后,库车坳陷的粘土矿物组合变为蒙脱石、高岭石、绿泥石和伊利石,指示干冷与温湿交替的气候环境,与亚洲内陆季风气候加强相对应。由此,可以认为库车坳陷第三纪13M a的气候变化与青藏高原的隆升密切相关。     

临夏盆地晚渐新世沉积物中坡缕石的发现及其环境气候意义

为揭示临夏盆地晚渐新世沉积物的矿物组成对环境气候的指示意义, 利用X射线衍射和扫描电子显微分析方法, 对临夏盆地晚渐新世的沉积物的矿物组成以及坡缕石的矿物学特征进行了深入的研究.结果表明, 沉积物中的坡缕石主要为自生成因, 极少量具有碎屑成因.自生成因的坡缕石呈细长丝状的形态特征, 往往沿片状的伊/蒙混层粘土矿物颗粒的边缘交代、生长;碎屑成因的坡缕石呈平直细纤维状的, 以单颗粒形式产出, 与细小的粘土矿物颗粒混杂, 或叠合在片状粘土矿物颗粒的表面.在临夏盆地晚渐新世沉积物中, 下段岩层中的粘土矿物组合为伊利石、伊/蒙混层粘土和高岭石;中段岩层的为伊利石、伊/蒙混层粘土;而上段岩层则为伊利石、伊/蒙混层粘土和绿泥石, 反映在盆地形成之后, 气候演化经历从湿润→冷干的变化过程.而沉积物中坡缕石的含量自下而上逐渐增多, 其分布特征与粘土矿物组合所反映的气候环境变化趋势相吻合.伊利石和伊/蒙混层粘土普遍存在于临夏盆地晚渐新世沉积物中, 伊利石、伊/蒙混层粘土和高岭石的共存表明这些粘土矿物具有不同的来源.坡缕石是干旱、半干旱地区泥灰岩风化以及风成沙漠尘土沉积物的特征矿物, 临夏盆地晚渐新世的沉积物中碎屑成因坡缕石的发现, 表明自~9Ma以来便出现风成黄土的沉积.      

兰州盆地永登剖面晚古新世—早渐新世沉积物中粘土矿物的特征及其古气候指示意义

采用X射线衍射、扫描电镜分析方法,对兰州盆地永登剖面晚古新世—早渐新世沉积物中粘土矿物的相对含量、伊利石结晶度、显微形貌及其古气候意义进行深入研究。结果表明:晚古新世—早渐新世沉积物中粘土矿物主要为伊利石、蒙脱石、绿泥石和少量的坡缕石,其中伊利石的含量最高,而且从晚古新世到早渐新世,沉积物中伊利石的含量呈明显升高的趋势,蒙脱石则呈明显减少的趋势;在大约55 Ma处伊利石含量急剧减小,而蒙脱石含量急剧增大。此外,可见到毛发状的自生坡缕石沿蒙脱石晶片边缘交代生长,而碎屑成因的坡缕石则主要呈破碎的短棒状。粘土矿物分布特征表明,兰州盆地晚古新世—早渐新世的古气候以干旱为主导,并且经历了由相对温暖湿润到半干旱半湿润或干旱炎热的转变,这种气候转型主要受全球气候的影响,即受行星风系的控制;而在大约55 Ma处伊利石、蒙脱石的含量变化则记录了全球性的PETM事件。     

广西东攀剖面二叠系顶部粘土矿物特征及古气候意义

对广西东攀剖面二叠系顶部20个样品中的粘土矿物进行X射线衍射分析。伊利石结晶度值显示这些样品形成于中晚成岩带的地质环境;伊利石、蒙脱石纵向分布规律和伊利石结晶度与伊利石含量的关系表明伊利石除陆源碎屑来源外,可能有部分为蒙脱石伊利石化而成;伊利石结晶度变化曲线和伊蒙混层类型的变化规律表明,本区粘土矿物组合与含量的变化除受到后期成岩作用的影响外,还明显地受沉积因素的控制;伊利石结晶度、伊利石化学指数、高岭石和伊利石的含量、伊蒙混层类型显示东攀剖面以9、10层界线上方5cm为界,古气候由干冷变为湿暖;水介质由偏碱性向酸性转变。     

安徽宣城红土剖面中粘土矿物过渡相及其意义

为研究长江中下游红土剖面中粘土矿物的特征及其成因意义, 对安徽宣城红土剖面中粘土矿物进行深入、系统的X射线衍射分析.结果表明, 宣城剖面各土壤层中粘土矿物成分基本一致, 主要为蛭石、伊利石、高岭石, 以及粘土矿物过渡相. 由采自剖面上部样品的X射线衍射图可知, 经乙二醇饱和后7 ?衍射峰可分解为7.15、7.60和7.92 ?三部分, 表明除了高岭石(7.15 ?)外, 还存在高岭晶层含量分别为~80%和~95%的2种高岭-蒙脱石过渡相, 并以前者为主; 剖面下部样品在乙二醇饱和后, 7 ?衍射峰可分解为7.16、7.79和8.35 ?等3个衍射峰, 其中8.35 ?峰衍射强度很小, 表明除了高岭石外, 样品中存在高岭晶层含量为~90%和~43%的高岭-蒙脱石过渡相, 后者含量甚少.甲酰胺饱和结果表明, 高岭-蒙脱石混层粘土矿物相中高岭晶层为埃洛石相.加热试验的衍射图中10 ?衍射峰强度明显增强, 证实高岭相中含有一定数量的来源于绿泥石风化的蒙脱石间层; 而10 ?衍射峰的低角度一侧没有出现拖尾现象, 则指示高岭-蒙脱石混层矿物中的蒙脱石不是简单的羟基间层蒙脱石.此外, 红土剖面中还普遍出现过渡性粘土矿物伊利石-蒙脱石混层和伊利石-蛭石混层粘土矿物.大量过渡性粘土矿物相的出现, 从成土作用的角度上说明红土沉积物经历了沉积-风化、以及多期风化作用叠加, 而且在沉积-风化成土过程中, 气候环境变化于强烈化学风化的温暖、季节性干旱和强烈风化淋滤的温暖而更加潮湿的条件.蛭石-伊利石混层粘土矿物仅发育于红土剖面上部, 表明总体上剖面上部的化学风化程度低于剖面下部.      

辽河三角洲大凌河河口湿地沉积物晚更新世以来的矿物特征及其物源、气候意义

对辽河三角洲大凌河河口湿地地区ZK3钻孔的58个沉积物样品中碎屑矿物和黏土矿物进行鉴定和分析,结果显示:碎屑矿物中轻矿物占比大,平均含量为95.7%,主要包括斜长石(43.89%)、钾长石(28.10%)和石英(22.45%);重矿物平均含量仅为4.3%,主要为普通角闪石(38.03%)、绿帘石(27.51%)和自生重晶石(12.01%)。黏土矿物中伊利石平均含量(50.3%)最高,其次为蒙脱石(24.5%)、绿泥石(12.7%)和高岭石(12.6%),黏土矿物组合为伊利石-蒙脱石-绿泥石-高岭石型。ZK3孔晚更新世以来沉积物的物源有所差异,但总体上来说,除河道和湖相沉积时期物源主要来自大凌河外,其它沉积环境中沉积物主要来自辽河和大辽河,物源相对稳定。黏土矿物组合特征所指示的气候变化过程与本区域的孢粉数据有很好的对应关系:45~31 ka BP处于庐山—大理的间冰期阶段,蒙脱石/(伊利石+绿泥石)比值较大,指示气候温和湿润;31~11 ka BP为大理冰期阶段,蒙脱石/高岭石比值较低,指示气候寒冷干燥;11 ka BP至今为冰后期阶段,随着新仙女木事件(YD)的结束,温度逐渐回升,蒙脱石/(伊利石+绿泥石)比值升高,指示气候温暖湿润。     

湘中下石炭统粘土矿物组合特征

湖南中部下石炭统是一套以碳酸盐岩为主夹碎屑岩含煤岩系的沉积,根据粘土矿物在下石岩统剖面分布规律,结合各组段岩性岩相特征,可推断出粘土矿物组合特征及其环境分布,从滨岸碎屑沉积到滨外泥质陆棚、滨外浅水碳酸盐陆棚,到深水碳酸盐陆棚和浅海盆地,即从滨岸向盆地方向,高岭石含量急剧减少,伊利石逐渐增加,伊利石/蒙脱石混层矿物和绿泥石则先是增加,然后又趋于减少,其最高含量分别在浅水碳酸盐陆棚和滨外泥质陆棚。测水组含煤岩系粘土矿物以高岭石为主,伊利石次之,并有一定量的绿泥石和伊利石/蒙脱石混层矿物,它们在垂向上的变化反映了沉积环境水介质酸碱度和盐度的变化规律。     

青海循化盆地晚渐新世沉积物中坡缕石的特征及其古气候指示意义

采用X射线衍射和扫描电子分析方法,对青海循化盆地晚渐新世沉积物的矿物组成、坡缕石的矿物学特征以及古气候指示作用进行了深入的研究。结果表明,晚渐新世循化盆地沉积物中粘土矿物组成主要有蒙脱石、伊利石、坡缕石和绿泥石等;坡缕石一般呈纤维状或者针状,沿片状蒙脱石的边缘及表面交代生长,为典型自生成因的坡缕石。坡缕石是干旱-半干旱气候条件的特征矿物,其出现表明循化地区晚渐新世气候特征较为干旱,与粘土矿物组合及伊利石结晶度所反映的气候环境信息相吻合;沉积物中坡缕石相对含量及有序度自下而上逐渐增大,说明循化地区的干旱化逐渐加剧。循化地区晚渐新世(～23 Ma)的干旱化可能与青藏高原隆升或者全球气候变冷事件密切相关。     

山东车镇凹陷东部古近系沙河街组成岩作用

车镇凹陷沙河街组的沉积体系受控于盆地内的构造、物源供给以及沉积时的气候环境。以岩石学特征为基础，描述了成岩过程中压实与压溶作用、胶结作用、溶解作用与次生孔隙的特征，以及次生孔隙带在本区的分布。论述了碳酸盐胶结物与粘土矿物胶结作用的特点。粘土矿物蒙脱石-伊利石转变具有明显的渐变与突变交替的演化程式，其演化经历了蒙脱石带、渐变带、迅速转化带和伊利石带以及蒙脱石向伊利石的转变带。沙河街组的成岩作用划分为早期成岩阶段（A期、B期）和晚期成岩阶段（A期、B期、C期），并提出了成岩阶段的划分标志。     

风成三趾马红土与第四纪黄土的粘土矿物组成异同及其环境意义

文章基于X射线衍射、热分析和理化分析,对西峰三趾马红土的粘土矿物组成进行较系统研究,并与上覆第四纪黄土和古土壤样品进行对比.结果表明,二者的粘土矿物类型相似,以伊利石为主,其次是绿泥石、蒙脱石和高岭石; 但伊利石结晶度明显低于第四纪黄土,而与发育较好的第四纪古土壤(如S4和S5)相当; 三趾马红土中的粘土矿物组成主要为碎屑成因,成壤作用只对伊利石结晶度有明显影响.根据现代土壤粘土矿物地带性分布规律,三趾马红土的粘土矿物组合指示了大约6Ma以来,我国北方黄土高原地区一直处于温带半湿润-半干润的环境条件下,以后的气候主要在此范围内波动.但伊利石结晶度的变化指示了晚中新世-上新世总体比第四纪较高的风化成壤强度,体现了较强的夏季风效应.     

Provenance of Clay Minerals in the Amami Sankaku Basin and Their Paleoclimate Implications Since Late Pleistocene

We analyzed the clay mineral assemblages, content and mineralogical characteristics of Hole U1438A sediment recovered from Amami Sankaku Basin during International Ocean Discovery Program (IODP) expedition 351. The results show that the clay minerals are mainly composed of illite (average 57%), smectite (average 26%), chlorite (average 14%) and minor kaolinite(average 3%). The crystallinity of illite in all samples are good (<0.4 Δ° 2θ), and the chemical indexes of illite in all samples are low (<0.4). Both indicate that illite in Hole U1438A formed in cold and dry climate. By comparing clay mineral assemblages of hole U1438A and the potential sediment sources, we suggest that smectite be mainly derived from the volcanic materials around Amami Sankaku Basin. Illite, chlorite and kaolinite are mainly derived from the Asian dust. The ratios of (illite+chlorite)/smectite show a phased increase over the last 350 ka, which is consistent with the cold and drying trend of the Asian continent since late Pleistocene. The high ratios of (illite+chlorite)/smectite and (illite+chlorite)/kaolinite during glacial period indicate that much more Asian dust was input into the Amami Sankaku Basin, which are responded to the aridity of Asian continent and strengthened east Asian Monsoon during glacial period.     

鸡西盆地下白垩统城子河组-穆棱组露头砂岩中的黏土矿物成因探讨

对鸡西盆地下白垩统城子河组—穆棱组露头砂岩中的黏土矿物进行了X-衍射分析。研究结果表明,黏土矿物主要由伊利石,高岭石和伊/蒙混层组成,组合可分为高岭石型与伊/蒙混层和伊利石型两种,根据黏土矿物组合判断露头砂岩处于中成岩阶段A期。下白垩统城子河组—穆棱组煤系地层和泥岩成岩过程中析出的有机酸是高岭石型黏土矿物组合发育的重要原因,而沉积相带水动力条件弱导致砂岩渗滤条件的变差则是伊/蒙混层和伊利石型黏土矿物组合形成的原因。     

广安地区侏罗系凉高山组粘土矿物研究

四川广安地区侏罗系粘土矿物类型主要为绿泥石、高岭石、伊蒙混层和伊利石;同一口井随着深度的增加,伊利石、绿泥石含量增加,伊蒙混层中的蒙脱石混层比降低。粘土矿物特征与储集层物性的相关性分析认为:伊蒙混层含量、伊利石含量均与储集层孔渗性能呈负相关,绿泥石与高岭石含量与储集层孔渗性呈正相关;通过对伊蒙混层中蒙脱石的混层比的计算,大多数为有序混层,说明该区凉高山组处于生油高峰期,这与岩石中TOC(%)介于0.8与1.3,Ro(%)介于0.7与1.2相吻合。     

循化盆地晚渐新世-早中新世沉积物中黏土矿物特征及其古气候指示意义

采用X射线衍射、扫描电子显微镜分析方法,对青海循化盆地晚渐新世-早中新世沉积物中黏土矿物的微观形貌、体积分数、结晶度及其古气候指示作用进行了深入的研究。分析结果表明,晚渐新世盆地沉积物中的黏土矿物主要为蒙脱石、伊利石、坡缕石和绿泥石,以蒙脱石为主,指示循化地区总体为相对温暖潮湿的气候条件,蒙脱石、伊利石和绿泥石相对体积分数及伊利石、蒙脱石结晶度值均出现明显的周期性波动,表明循化地区气候经历了干旱-温暖潮湿交替的变化;早中新世盆地沉积物中的黏土矿物主要为伊利石、蒙脱石和绿泥石,以伊利石为主,各黏土矿物体积分数及伊利石、蒙脱石结晶度值的变化范围不大,表明循化地区气候以相对持续冷干为特征。从晚渐新世到早中新世,气候条件由相对温暖潮湿到相对冷干的转变,揭示其间(约21.3Ma)出现了一次极端的降温事件,可能与青藏高原隆升及亚洲沙漠化密切相关。     

钱塘江下切河谷SE2孔全新世沉积物黏土矿物特征及其意义*

通过X射线衍射系统分析了杭州湾地区SE2孔全新世沉积物的黏土矿物组成,结果显示研究层段黏土矿物主要由伊利石、绿泥石、高岭石和蒙脱石组成;伊利石结晶度较好,化学风化指数普遍大于0.5,表明以化学风化为主,且风化趋势自下而上呈递减趋势。通过对比中国东南部主要河流沉积物的黏土矿物组成,认为钱塘江下切河谷全新世沉积物的黏土矿物组成具有较好的物源指示意义: 全新世 Ⅰ 段(即古河口湾和河漫滩)沉积物主要来自钱塘江上游,特征黏土矿物为高岭石,河口外物质贡献不大;Ⅱ 段(即现代河口湾和近岸浅海)沉积物包含较多蒙脱石,表明不仅包括钱塘江上游物质,河口外长江物质也开始进入钱塘江河口。黏土矿物中,高岭石对气候有较好的指示作用:中全新世高岭石含量达到最高值,反映气候最为湿热,化学风化程度最高;晚全新世含量逐渐降低,反映气候逐渐回冷,化学风化强度降低。     

准噶尔盆地南缘新生界粘土矿物分布及影响因素

根据粘土矿物的相对含量研究了准噶尔盆地南缘新生界砂岩粘土矿物类型、组合特征及纵、横向分布规律及其主要影响因素。划分出无序伊/蒙混层型、部分有序伊/蒙混层型、伊利石+伊/蒙混层型、蒙皂石型以及含坡缕石型等5类粘土矿物组合。按照伊/蒙混层相对含量的变化,粘土矿物纵向上演化呈正常转化型(伊/蒙混层相对含量降低)、反向转化型(伊/蒙混层相对含量增加)和“S”型(伊/蒙混层相对含量呈曲线变化)3种形式。平面上,伊/蒙混层和伊利石这两类主要粘土矿物从湖盆的边缘向中心分别呈现减少和增多的趋势,湖盆边缘相带以无序伊/蒙混层型、蒙皂石型和含坡缕石型为主,湖盆中心则为部分有序伊/蒙混层型和伊利石+伊/蒙混层型组合等类型。上述分布规律的控制因素主要有沉积环境、构造运动及层序发育等。     

华北-东北南部地区中生代中晚期粘土矿物与古气候

实验分析了华北－东北南部地区中侏罗统－白垩系泥质岩中粘土矿物的相对含量,说明了实验结果和作为古气候定性指针分析的可信度,总结了粘土矿物相对含量的时空变化及其古气候特征与演化,讨论了古气候变化与古地貌高地的关系。结果显示,伊利石既是各地也是各个层位最常见的粘土矿物,各区一般含量不少于20％,平均含量46.6％;其次是蒙脱石,在河南和山东的各个时期含量最低30％,平均达57.8％;高岭石和绿泥石只在山西较为丰富,其它各地相对少见;表明研究区中生代中晚期总体属于干冷气候环境,只在山西西部出现干冷－半湿热交替变化;证实古地貌高地“东部高原”的存在,但时空分布有所差异：时间上,它可始于中侏罗世并持续到白垩纪末期甚至古近纪;空间演化上分为两个阶段,早中侏罗世规模较小限于渤海湾之南,晚侏罗世—白垩纪扩大到东北南部和华北大部并呈南北向半弧形展布;认为东部高原对东北地区同期古气候没有影响,可能改变了冀北—辽西和豫西晚侏罗世和晚白垩世时期的古气候;指出东部高原物质可能在中侏罗世—早白垩世期间主要通过郯庐断裂南北两端已经消失了的入海口输送,白垩纪中期及之后则可能主要卸载到了周边盆地。     

钱塘江下切河谷SE2孔全新世沉积物黏土矿物特征及其意义*

通过X射线衍射系统分析了杭州湾地区SE2孔全新世沉积物的黏土矿物组成,结果显示研究层段黏土矿物主要由伊利石、绿泥石、高岭石和蒙脱石组成;伊利石结晶度较好,化学风化指数普遍大于0.5,表明以化学风化为主,且风化趋势自下而上呈递减趋势。通过对比中国东南部主要河流沉积物的黏土矿物组成,认为钱塘江下切河谷全新世沉积物的黏土矿物组成具有较好的物源指示意义: 全新世 Ⅰ 段(即古河口湾和河漫滩)沉积物主要来自钱塘江上游,特征黏土矿物为高岭石,河口外物质贡献不大;Ⅱ 段(即现代河口湾和近岸浅海)沉积物包含较多蒙脱石,表明不仅包括钱塘江上游物质,河口外长江物质也开始进入钱塘江河口。黏土矿物中,高岭石对气候有较好的指示作用:中全新世高岭石含量达到最高值,反映气候最为湿热,化学风化程度最高;晚全新世含量逐渐降低,反映气候逐渐回冷,化学风化强度降低。     

粘土矿物研究在塔里木盆地石油勘探中的应用

以塔里木盆地粘土矿物的分布特征及其组合形式、演化与形成机理为依据,探讨了粘土矿物在地层划分对比中的应用及其与有机质热演化、成岩阶段的关系和对储层物性的影响。研究表明,在侏罗系和白垩系两个不同古环境中形成的粘土矿物及其组合特征,为地层对比提供了一定的证据。泥岩中伊利石／蒙皂石间层中蒙皂石含量的纵向变化与有机质热演化及成岩阶段的关系不大。对储层物性影响不大但有利于储集性能的是以高岭石为主的粘土矿物组合类型及粘土矿物的早期自生（伊利石／蒙皂石间层矿物）衬垫式以及非自生（伊利石）衬垫式产状。