扬子地台西缘下寒武统黑色页岩土壤元素地球化学特征北大核心CSCD

本文分析扬子地台西缘黑色页岩土壤(BSS)及其成土新鲜黑色页岩(FB)的主、微量元素的地球化学特征,探讨黑色页岩土壤成土地球化学作用机制。结果表明,黑色页岩土壤明显亏损MgO、CaO、Na2O、P2O5和LOI(有机质),而富集Al2O3和Fe2O3等主量组分;且明显亏损Ba、V、Ni、Cu、Zn和Sr等微量元素,但其他微量元素则不然。与成土母岩相比,黑色页岩土壤的化学组成相对均一。主量组分对黑色页岩与黑色页岩土壤之间化学组成有不同的影响,这种影响与CaO、Na2O和MgO等碱质组分、LOI所代表的有机质等的淋滤释出,及Fe2O3和Al2O3等氧化物的次生富集有关,其影响程度顺序为:CaO>Na2O>LOI>MgO>Al2O3>Fe2O3>MnO>K2O>SiO2>P2O5。推断黑色页岩风化-成土过程中有机质、黄铁矿、方解石、钠长石、斜绿泥石等不稳定矿物的化学蚀变分解和长石等硅酸盐矿物的水解导致CaO、LOI、Na2O、MgO、K2O和SiO2等主量组分,以及V、Cr、Ni、Cu、Zn、Ge、Ba、Sr等微量元素的淋滤释出;而黏土矿物、铁-锰氧化物等次生矿物的次生富集,导致Fe2O3、MnO和Al2O3等主量组分,以及Pb、Cs、Co、Th、Sc、Ga、Rb、REE等微量元素在土壤中形成次生富集。故而黑色页岩可为环境重金属污染源,而黑色页岩土壤本身也可存在重金属污染。     

雷州半岛表土常量组分地球化学特征

对采自雷州半岛48个表层土壤样品进行了常量组分地球化学特征分析,通过常量组分含量分布特征、富集与淋失系数、相关性分析等研究发现:表土中SiO_2、Al_2O_3、Fe_2O_3含量较高,占常量组分总量的88.13%;同时, Al_2O_3、Fe_2O_3、TiO_2富集,明显高于全国土壤元素均值,且Fe_2O_3显著高于UCC均值,具明显的富铁化,而K_2O、CaO、Na_2O、MgO显著低于全国和UCC平均值;受母岩影响,研究区SiO_2含量异常低值集中分布区域与基性火山岩出露区高度耦合,异常高值分布区则主要位于海成阶地、海积平原和花岗岩、砂页岩出露区;SiO_2与Al_2O_3、Fe_2O_3、TiO_2呈强烈负相关关系,Al_2O_3与Fe_2O_3、K_2O、CaO、MgO、TiO_2分布特征具有相似性,呈现良好的正相关关系。     

黑色页岩化学风化程度指标研究

黑色页岩是一套化学组成变化大、成份分布极不均一的岩石。建立在化学组成相对均一的岩浆岩风化基础之上的化学风化指数如CIA(MIA)、CIW、CIX、PIA、STI、R、WIP、V、W等,因不能较好地把母岩化学组成变化与风化反应引起的化学变化区分开来,用于厘定黑色页岩的风化程度时,存在灵敏度低、与实际风化程度不相符等问题。故需要建立新的风化指数来厘定黑色页岩的风化程度。本文以湘中地区下寒武统新鲜和风化黑色页岩的主量元素分析为基础,利用单因素方差分析和多变量判别分析等方法,确定引起新鲜和风化黑色页岩化学组成差别的关键化学组分,并甄别其影响程度。建立影响黑色页岩风化程度的主量元素判别函数,进而构建厘定黑色页岩风化程度的化学风化指数。研究表明,引起新鲜和风化黑色页岩化学组成差别的主量元素,其影响程度依TiO_2Al_2O_3Fe_2O_3LOIMnOCaOSiO_2MgOK_2ONa_2OP_2O_5顺序而降低。以此为基础,构建厘定黑色页岩风化程度的化学风化指数为:WB=28.8×ln(SiO_2)+16.67×ln(TiO_2)+10.52×ln(Al_2O_3)+5.62×ln(Fe_2O_3)-2.01×ln(MgO)+4.10×ln(CaO)-4.24×ln(K_2O)-5.06×ln(Na_2O)+5.07×ln(LOI)-158.13。该风化指数(WB)能克服现有各风化指数的不足,适合用于厘定黑色页岩风化程度。     

广西北部湾地区表层土壤中Cu地球化学分布特征及影响因素研究

选取广西北部湾地区表层土壤为研究对象,采集7327件土壤样品,400件岩石样品,分析K_2O、Na_2O、CaO、MgO、SiO_2、Al_2O_3、TFe_2O_3和有机碳,探讨了土壤成土母岩、成土作用、土壤组成和土壤性质等对表层土壤Cu元素的影响。结果表明,研究区表层土壤Cu元素含量低于中国土壤背景值;风化作用对于Cu元素的次生富集起到极为重要的作用,强于成土母岩元素含量背景的影响。Pearson相关分析和主成分分析结果表明,土壤组成和土壤性质等因素中,含Al矿物、含Fe矿物和有机碳(SOC)对土壤Cu的富集起到主导作用;pH和含Ca矿物起到次要作用,而含K矿物、含Na矿物和含Mg矿物的作用较弱,可以忽略不计,SiO_2则起反作用。     

遥感技术在南盘江地区油气烃类检测中的应用

应用陆地卫星 TM 资料对南盘江地区进行了烃类微渗漏蚀变信息检测研究。岩石土壤地球化学特征分析表明,该区不同程度地存在着“褪红”、“粘土矿化”、“碳酸盐矿化”等烃类蚀变异常现象。选择 FeO/Fe_2O_3作为褪红的成分因子;(K_2O+Na_2O+Al_2O_3)、(K_2O+Na_2O)/Al_2O_3、(K_2O+Na_2O+Al_2O_3)/S∶O_2和 K_2O/Na_2O 等作为粘土矿化的成分因子;CaO+MgO 和 CaO/MgO 作为碳酸盐矿化的成分因子。利用 TM1/TM3、TM1/TM4识别褪红蚀变信息,TM5/TM7、TM5/TM4用干识别粘土矿化和碳酸盐矿化蚀变信息。建立了地球化学—光谱—遥感图像三位一体的遥感找油气模式,根据油气遥感色调异常对南盘江地区进行了评价和分类。     

绿柱石单矿物微量分析法

绿柱石是一种重要的含铍矿物,化学组成为:3BeO·Al_2O_3·6SiO_2,各成份含量的理论值为:BeO14％,Al_2O_319％,SiO_267％,其中部分铍常被钾、钠、锂、钙、铁等金属元素置换。 一般分析项目有:SiO_2、BeO、Al_2O_3、TiO_2、Fe_2O_3、CaO、MgO、Li_2O、K_2O、Na_2O、Rb_2O、Cs_2O、H_2O~±,有时还分析Nb_2O_5、Ta_2O_5。     

次生石英岩

次生石英岩是酸性～中酸性火山岩或次火山岩经构造、热液蚀变、风化淋滤等多期地质作用,导致化学成份、结构构造发生一系列变化而形成的一种岩石。原岩中的 Al_O_3、Fe_2O_3、MgO、CaO、K_2O、Na_2O 等组分被带出,使岩石中的 SiO_2相对富集,几乎全由隐晶质石英构成,变得致密坚硬,呈块状构造,并发育有大小不同,形态各异的孔洞,这种过程称作次生石英岩化。当岩     

黑龙江省哈尔滨-齐齐哈尔地区土壤常量元素地球化学特征初探

为了研究黑龙江省哈尔滨-齐齐哈尔地区的土壤常量元素来源及分布特征,采用统计学方法,对该地区土壤常量元素地球化学特征进行了统计分析。分析结果表明:研究区内表、深层土壤常量元素质量分数的相关系数为显著相关,K_2O、Na_2O表层土壤略有贫化,CaO表层土壤富集作用明显。在该地区土壤常量元素共生组合共有2个,即SiO_2–K_2O–CaO–MgO和Al_2O_3–TFe_2O_3–Na_2O两个组合。第一因子主要反映了土壤母质成份,第二因子主要反映了表层土壤的风化物成份及酸碱度。     

镁铬质耐火材料的快速分析

镁铬质耐火材料是建材工业上很有发展前途的一种耐火材料,主要由尖晶石类矿物和方镁石按一定比例烧制而成。由于烧制过程中生成了MgO、FeO、Al_2O_3、Cr_2O_3、Fe_2O_3组成的多元固熔体,因而具有耐高温,抗酸碱等性能,分析中分解试样较难。本文试验了试样的最佳分解条件并初探了分解机理。拟定不分离铬,一次取样测定耐火材料中SiO_2,Al_2O_3、Fe_2O_3、TiO_2、MgO、CaO、Cr_2O_3、K_2O、Na_2O的分析流程,用于镁铬质耐火材料分析,分析结果与常规分析方法相吻合。     

藏南古堆地区三叠系涅如组含放射虫硅质岩地球化学特征及沉积环境分析

通过野外地质调查和系统的岩石化学、主量元素、微量元素以及稀土元素等研究,探讨了藏南地区三叠系涅如组含放射虫硅质岩的地球化学特征及其沉积环境。研究区的硅质岩呈黑色、灰黑色或灰褐色薄层状或透镜状产出,具有较低的SiO_2含量,对研究区的硅质岩的主量元素运用了Fe-Mn-Al三角成因判别图、Al/(Al+Fe+Mn)比值、K_2O/Na_2O比值、Si/(Si+Al+Fe)比值、100×(Al_2O_3/SiO_2)-100×(Fe_2O_3/SiO_2)、Al_2O_3/(100-SiO_2)-Fe_2O_3/(100-SiO_2)及Al_2O_3/(Al_2O_3+Fe_2O_3)-Fe_2O_3/TiO_2图解等,显示硅质岩为具有生物成因的非热水或弱热水的大陆边缘沉积环境;硅质岩的稀土元素ΣREE变化较大,通过对硅质岩的稀土元素北美页岩标准化和球粒陨石标准模式图对比、Al_2O_3/(Al_2O_3+Fe_2O_3)-LaN/CeN图解及特征指数Ce/Ce*和LaN/CeN分析研究,显示硅质岩为大陆边缘、大陆边缘—深海的过渡环境;对硅质岩的微量元素运用了U/Th及Ni/Co比值,显示了非热水沉积物的环境特征。综合研究分析岩石化学、主量元素、微量元素以及稀土元素等因素及生物特征,可以得出研究区的硅质岩具有生物特征的非热水的大陆边缘沉积环境。     

岩石化学

地质辞典给出的岩石化学的定义是:岩石化学成分的研究,属于地球化学的一个分支,但不包括石油化学(Bates and Jackson,1980)。一般认为,地球化学是研究元素和同位素在地球和天体各部分的化学组成及迁移的物理和化学作用。而岩石化学研究的对象则是氧化物,通常是组成岩石的下述11种主要氧化物:SiO_2、TiO_2、Al_2O_3、Fe_2O_3、FeO、MnO、MgO、CaO、Na_2O、K_2O和P_2O_5等。其中,Ti和K作为微量元素,也是地球化学研究的重要对象。     

用计算机选取地球化学找矿参数

前人总结的地球化学找矿参数,大多数是作者个人对该矿种地球化学特征的经验性总结,局限性较大。为了探索更有助于找矿的地球化学参数,我们以钾镁煌斑岩型金刚石矿床为例,用计算机对国内外已知含金刚石程度的17个岩体的30件样品中SiO_2、Al_2O_3、Fe_2O_3、FeO、MgO、CaO、NaO、K_2O、CO_2、MnO、P_2O_5、TiO_2共12个分析项目进行了任一组合方式的计算,然后对每一组合参数进行错判率检验,最终选出错判率小于6—10％的钾镁煌斑岩型金刚石矿床地球化学找矿参数为:MgO/MnO、CaO/TiO_2、SiO_2/(Na_2O+K_2O+CO_2)、K_2O/(CO_2+MnO),MgO/(MgO+CaO+K_2O+NO_2O)等22个     

鄂尔多斯盆地宜君地区页岩元素地球化学特征

宜君地区延长组页岩发育,埋藏较浅,开发前景较好,分析该区页岩元素地球化学特征对沉积环境具有重要指示意义。应用X射线荧光光谱议(XRF)、等离子体质谱法(ICP-MS)对宜君地区长9段页岩样品的主量元素、微量元素及稀土元素进行测试,分析了主量元素、微量元素及稀土元素的地球化学参数、空间分布规律及分布模式等地球化学特征。研究表明,与上地壳相比,宜君地区长9段页岩主量元素富含P_2O_5、K_2O、TFe_2O_3和Al_2O_3;微量元素可大致分为极度富集型、富集型、微富集型和亏损型四类,U、Mo、As元素极度富集;稀土元素特征属于轻重稀土元素分异程度较高的轻稀土中度富集型。     

湘中HJC铀矿区黑色页岩土壤重金属污染地球化学分析

本文以湘中HJC铀矿区黑色页岩土壤为研究对象,对黑色页岩土壤重金属污染进行了地球化学分析。通过测制A、B、C、D等土壤剖面并系统取样,借助ICPMS等分析技术,对土壤、成土母岩、玉米等进行了系统的主量元素、重金属和其他微量元素（稀土元素）分析。结果表明,矿区黑色页岩土壤具富Al2O3、Fe2O3,而贫CaO、Na2O的化学组成特征,其化学风化指数CIA值在79~84之间。土壤因继承成土母岩的元素富集特征而富集V、Cr、Co、Ni、Cu、Zn、Mo、Cd、Sn、Sb、Tl、Pb、Th、U等多种重金属,其中Mo、Cd、Sb、U的富集最强。土壤重金属综合富集指数（EI值）在3~9之间,各剖面EI值大小顺序是：D>A>B>C, 以D剖面土壤重金属综合富集最强。土壤重金属污染富集因子（F）评价结果显示：矿区土壤普遍存在Cd、Mo、Sn、Sb、U等重金属污染,其中Mo、Cd、Sb等的污染最强,达显著（3级,2 < F < 20）污染程度以上。重金属污染效应既表现为Sc、Cd、Sn、Sb、U、Tl、Pb等生物毒性重金属在玉米中的富集,又表现为Mo、Co、Ni、Cu、Zn等生物有用金属在玉米中的明显亏损。黑色页岩即为土壤重金属污染的污染源。土壤重金属污染与重金属在成土母岩和土壤中的富集程度(Ks、EI、F)、重金属的活动性（Change%）等多种因素有关。重金属污染主影响因子的Pearson相关系数分析显示：Cd对土壤构成持久性污染,Mo、Sn、Sb、U等的污染程度可随土壤风化的进行因淋失而趋于降低,而Zn、Mn、Ba、Co、Ni、Th等目前未达到污染水平的重金属则可因次生富集而在未来引发污染。     

福建紫金山金铜矿床过渡带地球化学特征及地质意义

紫金山矿田是东南沿海武夷成矿带中重要的多金属矿集区,是与中生代构造-岩浆活动有成因联系的多金属矿产地。根据对矿田露采区近矿蚀变围岩和金铜矿石的主量元素、微量元素和稀土元素进行了详细的分析和总结。主量元素特征显示,SiO_2、Fe_2O_3在矿石和蚀变围岩中明显富集,Al_2O_3、MnO、MgO、CaO、Na_2O、K_2O在矿石和蚀变围岩中的含量明显低于复式岩体,矿石和蚀变围岩中的富集组分(SiO_2、Fe_2O_3)不可能来自复式岩体,而应该是来自成矿热液,显示了多期次的蚀变作用与矿化密切相关;稀土元素特征显示,蚀变英安玢岩和矿石稀土元素地球化学特征相似,明显富集轻稀土元素,轻重稀土元素内部分异明显且轻稀土元素内部分异现象更严重,Eu弱负异常,二者的稀土元素配分模式图也十分相似,表明成矿流体来源更可能是与英安玢岩同源的岩浆热液;综合研究表明,成矿作用与幔源岩浆的参与有关,成矿物质可能主要来自幔源岩体,紫金山复式岩体也可能提供了部分成矿物质,说明深部可能存在斑岩型铜钼矿床。     

湘西下寒武统黑色页岩风化元素活动规律

为探讨黑色页岩风化过程中的元素活动规律,采集了湘西东坪、柑子坪下寒武统黑色页岩风化-成土剖面的样品进行了主、微量元素地球化学分析。结果表明,两剖面风化层有不同的主量元素组成,但其土壤层的主量元素组成相对均一。主量元素Si、K、Na、P等在风化过程中活泼而被淋滤释出;而Al、Fe、Mg等元素既可被淋滤释出,又可产生次生富集。而成土过程中,所有主量元素都表现被淋出的特征。元素Mn的次生富集明显;重金属V、Ni、Cu、Cr、Co、Zn、Pb等在风化-成土过程中的化学活性与Al、Fe等主量元素相似;亲石元素Sc、Rb、Sr、Cs、Ba、Th、U、Ga、Ge等在风化-成土过程中的活性较强,趋于被淋出,且其淋滤释出率随风化程度增强而升高;高强场元素Zr、Hf、Nb、Ta等的化学活性相对稳定。     

磷灰石中12个元素的ICP发射光谱测定法

通常磷灰石全分析包括下列项目:CaO、P_2O_5、SiO_2、MgO、Fe_2O_3、TiO_2、Al_2O_3、MnO、SrO、BaO、K_2O、Na_2O、灼烧减量、吸附水、化合水、硫、氟等。过去使用的化学方法是逐项分析,手续冗长、繁杂,既费时间,又费试剂。现在采用的本方法,只需要偏硼酸锂一次熔融,即可同时测定上述的前12个组份,提高分析效率4—5倍。     

硅酸盐矿物微量化学分析

用微量技术进行化学分析,可以比一般的常量技术大大节省矿物样品消耗,较早的硅酸盐矿物微量分析方法能够取得准确的全分析结果,但是要求很高的个人实验技术,而且方法已经过时。国内目前流行的少用样品的方法误差过大,不能适应地质科学研究要求。本文提出一个比较准确而又不要求分析人员具有特殊技术训练的实用有效的微量化学分忻方法,其中只使用一般化验室的常用设备。 这个分析方法包括SiO_2、Al_2O_3,Fe_2O_3,FeO,MgO,CaO,Na_2O,K_2O,H_2O+、H_2O、P_2O_s、TiO_2,MnO,BaO和F,共15项目。方法中保留必要的系统分析以节省样品,采取充分利用称样的方法简化操作技术,同时保证容量法有足够的准确度。全分析共消耗矿物65mg。此方法中SiO_2和BaO禾用重量法,Al_2O_3、Fe_2O_3T、MgO和CaO采用容量法。文中比较详尽地描述了分析技术,对于已有硅酸盐经典分析经验的分析人员不难掌握。除了将常用的比学分忻方法实行微量化以外,对于SiO_2,H_2O+、F等项目采用新的微量方法和仪器,对于Fe_2O_3和Al_2O_3用同一份溶液成功地实行连续测定,节省了样品。 此方法节约试剂,操作迅速,已成功地用于分析多种硅酸盐矿物(白云母、黑云母、角闪石,石榴子石、斜长石)。     

扬子地台西缘震旦系一下寒武统黑色页岩中磷块岩环境地球化学分析

本文分析了扬子地台西缘黑色页岩中磷块岩的主、微量元素地球化学特征,以及磷块岩中重金属的分布和赋存特征,探讨了富镉磷块岩的元素组成及其环境效应.结果 表明,扬子地台西缘磷块岩富含P2O5、CaO等化学成因组分,而亏损SiO2 TiO2、Al2O3、Fe2O3、K2O、Na2O等碎屑组分.根据重金属富集特征,这些磷块岩可分为高富镉磷块岩和低富镉磷块岩,湘西和黔东北磷块岩属于高富镉磷块岩.高富镉磷块岩明显富集Cd、Mo、U、Ni、V、Co、Pb等重金属,为环境重金属污染源.磷块岩中Cd等重金属赋存于黄铁矿等硫化物矿物中,故在磷肥加工过程中去除黄铁矿等硫化物矿物,是预防磷肥施用导致的重金属污染的重要措施.     

辽宁本溪大台沟铁矿床地球化学特征及成因探讨

为探讨辽宁大台沟铁矿床的成矿物质来源及形成环境,选取典型铁矿石5块进行主量元素、微量元素和稀土元素分析测试。结果显示:大台沟铁矿床保存有明显的化学沉积特征,化学成分主要由Fe_2O_3,FeO和SiO_2组成(Fe_2O_3+FeO+SiO_2=87.33%～96%),其他组分(MnO,MgO,CaO,Na_2O,K_2O,TiO_2,P_2O_5,Al_2O_3)含量较低;页岩标准化后的稀土元素配分曲线显示为稀土总量低(ΣREE平均为19.65×10^-6),轻稀土元素相对亏损,重稀土元素相对富集;且具有一定的Eu(Eu/Eu~*=1.52～2.72),Y(Y/Y~*=1.18～1.52),La(La/La~*=1.17～2.26)的正异常,弱的Ce(Ce/Ce~*=0.79～0.92)异常;Y/Ho值平均34.19接近于海水的分布范围;Sr/Ba值平均1.79,属于火山岩和海相沉积物;Ti/V值平均38.84,属于火山建造。这些特征表明:该矿床的形成可能与海相火山沉积物有关,属于火山沉积变质型铁矿范围;成矿物质来源于热水和海水的混合作用;矿床形成于相对于缺氧的环境。