宁南盆地古近纪沉积岩地球化学特征对沉积环境的反映

沉积物元素地球化学特征是盆地沉积环境变化的响应。通过分析沉积岩的微量元素和稀土元素含量变化特征,研究了宁南盆地古近纪气候条件、古盐度和氧化还原环境。Cu、Cs质量分数变化以及Rb/Sr比值、Sr/Cu比值特征,揭示寺口子组沉积时期至少存在一期由潮湿-干旱转变的气候事件,从寺口子组沉积末期到清水营组沉积初期,古气候由干旱变为潮湿。Sr/Ba比值和B/Ga比值反映清水营组沉积水体盐度与寺口子组相差不大,仅在石峡口水库处古盐度值极大,其他地区略有减小。寺口子组沉积过程中,水体盐度有所增加。氧化还原指标V/Cr、Ni/Co、U/Th、V/(V+Ni)、δU、δCe、Ce/La和Ce_(anom)以及氧化还原敏感元素V、U、Ni、Zn和Cr的质量分数变化指示清水营组沉积时期水体氧含量整体小于寺口子组沉积时期。寺口子组沉积环境以氧化环境为主,清水营组沉积水体为氧-贫氧环境。     

黔东北寒武系牛蹄塘组沉积学特征及沉积环境演化

通过对黔东北松桃-江口地区寒武系牛蹄塘组调查研究及系统的样品控制,以岩石学、层序地层学、微量元素地球化学为技术手段,研究发现该组地层岩石主要为富含炭质细碎屑岩组合,沉积构造丰富,识别出该地层组为完整的三级层序,自下而上可进一步划分为盆地-大陆斜坡-深水陆棚相沉积。微量元素总体上富亲铜、亲铁元素,贫亲石元素;以V、Ni、Mo、Re、As、Cd、U元素丰度及U/Th、δU、V/(V+Ni)、V/Cr、Ni/Co比值指标证实研究区牛蹄塘组中下部沉积条件均位于氧化界以下,属于贫氧-厌氧还原环境,为区域上V、Mo等元素的超常富集提供必要条件,至本组上部为贫氧-弱氧化环境,划分出Ⅶ个氧化还原幕次,细化了研究区牛蹄塘组沉积环境条件及其演化特征。     

微量元素分析在判别沉积介质环境中的应用——以鄂尔多斯盆地西部中区晚三叠世为例

以鄂尔多斯盆地西部中区晚三叠世样品中微量元素测试结果为基础,选用对沉积介质环境反映比较敏感的锶(Sr)、铜(Cu)、钡(Ba)、铀(U)、钛(Ti)、钒(V)、镍(Ni)等微量元素指标,分析研究区地层中微量元素含量及其比值与沉积介质环境之间的对应关系,进而探讨鄂尔多斯盆地西部中区晚三叠世的沉积介质环境。结果表明,鄂尔多斯盆地西部中区晚三叠世延长组长9-长7期基本为温湿气候且变得越来越温暖潮湿;长9-长7期为微咸水相的淡水环境,长7期盐度含量略有增加;长9、长8期水体的氧化还原条件比较正常,长7期变为厌氧环境;长9-长7期垂向上水体分层不强。     

湘鄂西寒武系烃源岩地球化学特征与沉积环境分析

通过对湘鄂西从台地-斜坡-盆地3条典型寒武系剖面烃源岩微量元素及有机碳含量（TOC,%）的分析,V/(V+Ni)、U/Th、Ni/Co表明寒武系整体上由强还原环境-氧化环境演变,且斜坡带具多个较明显的氧化还原沉积旋回;烃源岩样品稀土元素经北美页岩标准化后δEu为正异常,δCe为负异常,异常程度指示从台地-斜坡-盆地水体加深,寒武系先快速海侵后整体海退。寒武系牛蹄塘组底部烃源岩发育于高生产力、强还原的海侵环境;其有机碳高度富集可能是震旦-寒武纪之交沿伸展断裂上涌的富营养元素的还原性热液以及阵发性上升流等多重因素共同作用的结果。     

四川盆地西缘地区中侏罗统沙溪庙组地球化学特征及其环境意义

沉积岩的微量元素及稀土元素蕴含了大量的地质信息,它对沉积环境的水文变化有着较高的敏感度,是研究沉积物沉积时的古气候、古环境的有效手段。选取四川盆地西缘地区中侏罗统上、下沙溪庙组的17件样品进行了详细的微量元素及稀土元素的测定,应用了能够敏感反应沉积环境的微量元素指标及特征微量元素、稀土元素比值,对四川盆地西缘地区中侏罗统上、下沙溪庙组沉积时期的古环境、古气候进行了研究。结果表明:研究区上、下沙溪庙组Sr/Ba比值均小于1,说明沙溪庙组沉积期湖水为淡水;V、U、Mo、V/Cr、Ni/Co、U/Th、（Cu+Mo）/Zn、V/（V+Ni）、δCe、δEu、∑REE、La/Yb微量元素及稀土元素特征值及比值,说明整个沙溪庙组沉积时期湖泊底层水体总体上为中等分层的含氧环境;根据Sr/Cu比值及前人研究成果认为下沙溪庙组沉积期整体表现为温暖干旱,局部时期转凉,此后上沙溪庙组沉积期又转变为类似于下沙溪庙沉积期的温暖干旱的气候环境,且干旱程度逐渐加强。     

鄂尔多斯盆地延长组长7段沉积岩元素地球化学特征及沉积环境分析

沉积岩的地球化学特征可以反映盆地沉积环境。为了探讨鄂尔多斯盆地延长组沉积时期古气候、氧化还原条件、古盐度等特征,对鄂尔多斯盆地东南部铜川延长组长7段的5个砂岩、8个页岩样品进行主量、微量以及稀土元素地球化学分析。结果显示,长7段细粒沉积物Al₂O₃/SiO₂值与K₂O/Na₂O值指示样品成分成熟度差别不大,黏土矿物含量较高。∑REE平均值为132.65×10^-6,明显低于北美页岩平均稀土元素含量,也低于全球平均大陆上地壳值;LREE分异程度较高,呈微弱的Eu正异常,无Ce异常。“C值”、Sr/Cu、Rb/Sr、Mg/Ca等指标显示延长组沉积期整体处于温暖潮湿的气候区。研究区样品富集微量元素U、Sc、Cs(平均20.11×10^-6、9.66×10^-6、6.08×10^-6),结合V、δU、Th/U、V/Cr、V/Sc、V/(V+Ni)等指标分析,结果指示延长组沉积期以底层水体呈强分层的还原环境为主。Li、Sr、Ni、Sr/Ba、(MgO/Al₂O₃)×100等值显示沉积期水体总体为淡水-微咸水。     

四川盆地南部志留系龙马溪组富有机质页岩沉积环境的元素地球化学判别指标

氧化还原敏感元素是确定古海洋水体氧化还原环境的重要指标,常用的环境判别指标有U/Th,V/Sr,V/Cr,Ni/Co,V/(V+Ni),δU,Ce/Ce*,Eu/Eu*等元素比值。对四川盆地南部宁203井志留系龙马溪组页岩沉积环境的元素地球化学研究结果表明,龙马溪组底部富有机质页岩沉积于缺氧环境,上部为氧化环境。有机碳含量与V/Cr和Ni/Co呈正相关关系,且生物生产力相关元素富集,说明有机质保存与缺氧环境有关。认为在对页岩沉积水体氧化还原条件进行研究时,应将地球化学指标与沉积和古生物特征综合起来得出科学解释。     

鄂尔多斯盆地镇北地区延长组长4+5段沉积期古环境条件及意义

以鄂尔多斯盆地镇北地区三叠系延长组长4+5段为研究对象,通过野外露头剖面、钻井岩芯共47块泥岩样品的微量元素、稀土元素地球化学分析,运用Sr/Ba、Th/U、Rb/K、硼(B)法,钴(Co)法、δU、V/(V+Ni)、V/Cr、Ni/Co、Ce/Ce*、Eu/Eu*、Sr/Cu、Mg/Ca等相关元素比值,定性、定量对长4+5段沉积期的古盐度、古温度、古水深、古气候及古氧化-还原条件进行了判识.结果表明,长4+5段沉积期古气温介于14.5～24.6℃C之间,为半潮湿—半干燥的温带—亚热带气候;古盐度为陆相微咸水环境,介于0.50‰～3.78‰之间;古水温为8.9～11.9℃;古水深介于10～85 m之间;沉积物形成于弱还原—氧化条件.相对于延长组长7段沉积期来说,长4+5段尽管发育暗色泥岩,但由于环境条件的明显改变,气温升高致使水温增加,水体盐度增大,最终影响有机质发育和保存,不利于该段有效烃源岩的形成.     

云南中三叠世罗平生物群产出地层的 地球化学特征和沉积环境

为了研究安尼期罗平生物群产出地层的沉积环境,从云南罗平地区关岭组二段大凹子精测剖面采集50件样品进行了主量、稀土、微量元素分析。分析结果表明,所有灰岩样品的K、Na含量较低,Mg/Ca比值也较低,反映罗平地区在中三叠世安尼期为温暖潮湿的气候条件;Sr/Ba比值(1.22~68.96,平均值为24.35)较高,m值(=100×MgO/Al2O3)为27.22~27400,平均值达到1432,稀土元素较低的Y/Ho比值,表现出平缓或者微弱的LREE亏损,以及与近岸河口沉积物相似的稀土配分曲线特征,指示其属于近岸的碳酸盐台地内部盆地沉积。从剖面底部到顶部,Al、K、V、Ti和P等元素含量以及Co/Ti、Ni/Ti比值具有多个变化旋回,反映海平面升降变化频繁,总体发生了两次较大规模的海平面相对上升活动。所有样品的V/(V+Ni)、V/Cr、Ni/Co、U/Th等元素比值、δU、lg(Ce/Ce*)等参数值都较高,反映沉积水体为相对低能、缺氧的环境。氧化还原敏感元素V、U、Co、Ni、Zn和Cr等呈现出锯齿状曲线特征,表明水体并不完全处于缺氧环境,而是随着海平面周期性升降活动,底部水体表现为间歇性缺氧。结合地球化学及地层学资料,认为中三叠世安尼期罗平地区处于温暖潮湿、还原、低能的离岸较近台内盆地,这一时期海平面升降频繁,底部水体为间歇性缺氧环境。     

藏北安多晚侏罗世古环境、古气候与地球化学元素关系研究

藏北安多地区毗邻羌塘盆地南界,属于藏北地层分区。研究区沙木罗组地层为一套稳定的浅海相碎屑岩和碳酸盐岩建造,依次发育风化壳沉积,潮坪相沉积以及混合台地相沉积,有大量生物礁产出。本文通过对沙木罗组地层中采集到的18件样品进行常量、微量元素及碳氧同位素测试,结合沉积相分析,旨在探索本区晚侏罗世古海平面升降、氧化还原条件以及古气候的演化规律。研究发现,Ni、Sr、Cu、V、Cr、Ni/Co及δ~(13)C等变化能反映氧化还原环境的变化,而Mn、Na、Sr/Cu、P、Ti及δ~(18)O和Z值的波动能指示古气候的变化。研究结果表明:研究区的古环境演化共经历了3个阶段:(1)风化壳阶段的强氧化环境;(2)潮坪阶段的半氧化半还原环境;(3)台地区与三期生物礁建造相对应的3次氧化与还原环境转换。古气候演化也经历了3个阶段:(1)风化壳区的干旱气候;(2)潮坪区的半干旱半湿润气候;(3)台地区3次干湿气候的频繁转换,分别与本区的3个造礁期相对应。     

The geochemical study of fluvio-lacustrine aquifers in the Kathmandu Basin (Nepal) and the implications for the mobilization of arsenic

The geochemical analyses of fluvial-lacustrine aquifer sediments of the Kathmandu Valley have been made as a step in assessing the environment for the mobilization of arsenic in groundwater. Elements measured by X-ray fluorescence (XRF) include 4 major oxides (Fe₂O₃, TiO₂, CaO, P₂O₅) and 14 trace elements (As, Pb, Zn, Cu, Ni, Cr, V, Sr, Y, Nb, Zr, Th, Sc and TS). Elution tests of 15 selected core samples were also carried out to determine the potential leaching of arsenic from the sediments. The XRF results show that average bulk concentrations of the major oxides and trace elements are similar to modern unconsolidated sediments and average upper continental crust. However, the abundance of elements varies with grain size, with higher concentrations in finer-size grades. Variations in elemental abundances within the basin are strongly controlled by sediment facies. The elution tests show that greater amounts of arsenic are generally eluted from the fine sediments, although the rates are variable. The results overall suggest that As concentrations in the bulk sediments are not a controlling factor for elevated As in the Kathmandu Basin groundwater, and the roles of other factors such as redox conditions and organic matter contents are likely to be more significant.     

河南庄金矿地球化学特征及成矿流体探讨

河南庄金矿位于华北板块最南端的秦岭构造带上,赋矿围岩为一套碳酸盐岩钙泥质建造,矿化受地层和构造发育控制.通过微量元素、稀土元素、C-H-O-S同位素分析对成矿流体来源和成矿条件进行了研究.其中微量元素、稀土元素、氢-氧同位素分析都指示成矿流体来自岩浆,后期受到变质作用和沉积改造作用影响;碳-氧同位素数据表明碳和部分氧元素来自海相碳酸盐的溶解作用,并催化了金元素的富集;硫同位素与微量元素分析得出成矿环境为缺氧的还原环境,并指示成矿流体来自深地壳或地幔.河南庄金矿同蚀变岩型金矿的矿床地质-地球化学特征相似,应属于蚀变岩型金矿.     

广东三水盆地古近系(土布)心组地球化学特征及其所指示的氧化还原条件

古近系心组红岗段是广东三水盆地的主要生油层,以一套黑—灰黑色页岩沉积为主,其富含有机质、纹层理发育良好的岩层与相对贫有机质、含微体生物化石的微扰动层交替出现。根据纹层状页岩与生物扰动页岩的C-S-Fe关系以及对氧化还原条件敏感的痕量元素(Mo、U、V、Co、Ni、Pb和Cu)地球化学记录,对这两种不同岩相的地球化学特征及其所反映的水体氧化还原条件进行了分析。纹层状页岩的TOC、S含量和DOPT值均较高,TOC-S、TOC-DOPT显示较弱的相关性;而生物扰动页岩的TOC、S含量和DOPT值相对较低,TOC-S、TOC-DOPT相关性显著。痕量元素在两种岩相中的分布也有差别,各元素在纹层状页岩中的丰度均高于生物扰动页岩,尤其是Mo和U具有较高的丰度水平、且在不同岩相中显示明显差别。黑色页岩中的C-S-Fe关系和痕量元素(特别是Mo和U)分布反映了心组红岗段沉积时期湖盆水体的氧化还原条件变化。生物扰动页岩沉积期间,底部水体主要为氧化环境,间歇性出现贫氧条件,硫酸盐还原作用发生于沉积物/水界面及其以下沉积物中。纹层状页岩形成于缺氧的底部水体条件下,水体和沉积物中均可含H2S,为有机质保存以及对氧化还原条件敏感的痕量元素的富集提供了有利条件。     

Geochemical migration of impurity trace elements and resultant fractal distribution patterns in source rocks

The migration of trace elements from the inner part of solid cells to the weaknesses is the bottleneck in the migration of these elements from their initial positions in the source rock to the final deposition site in ore bodies. Diffusion may play a key role in the reactivation of trace elements. The overall migration pattern of trace elements in source rocks is a fractal structure. There are two general tendencies for trace elements to migrate. One is from within solid cells toward sinks, and the other is from high temperature fields toward low temperature ones. High temperature enhances these two tendencies. Conjugate geochemical anomalies are the inevitable result of a closed geochemical system.     

Seasonal and spatial dynamics of trace elements in water and sediment from Pearl River Estuary, South China

In this study, spatial and seasonal dynamics of trace elements (Cu, Pb, Zn, Cd, As) in water and sediments were examined in the Pearl River Estuary (PRE), South China. The spatial variations of all the studied trace elements in sediments show the general decrease pattern from northwest to southeast side of the PRE, suggesting that the main sources of these trace elements may originate from terrestrial (rock and soil) weathering and human activities (e.g. agricultural, industrial and municipal wastewaters) via riverine inputs. The dissolved Cu, Pb, Cd, As, and Zn in PRE ranged from 0.34 to 3.26, 0.19 to 4.58, 0.0015 to 0.30, 0.16 to 8.18, 3.74 to 36.10 μg/L, respectively. There are obvious seasonal changes of dissolved trace elements in the PRE aquatic system. The maximum seasonal averages of all the dissolved trace elements excluding Zn were observed in summer, whereas dissolved Zn showed the minimum in this season. The overall spatial pattern of all the dissolved trace elements excluding Zn demonstrates decreasing trends from inshore to offshore, and the highest concentrations of dissolved Cu, Cd, As, and Zn appeared in the western part of PRE or the mouths of Pearl River, suggesting strong riverine and anthropogenic local inputs. PCA and correlation analysis show that the geochemical behavior of dissolved Cu and As are complicated and the dynamics of these two elements are controlled by various physicochemical parameters, whereas physicochemical parameters might play a relatively small role in the distributions of other studied trace elements.     

Experiment of Coal Leaching and Study of the Separation of Trace Elements

Leaching is an important way of separation of trace elements from coal. Based on leaching experiments, the content of trace elements separated out from coal is related to their existing state and content in coal, the duration of leaching process, temperature of leaching liquor and its acidity and basicity. The higher the temperature of leaching liquor and the longer the leaching time, the higher the contents of separated trace elements will be. In the course of leaching, the pH values of leaching liquors change and different trace elements are affected differently by the pH values.     

若尔盖铀矿田成矿地质条件及资源潜力分析

若尔盖铀矿田是中国重要的碳硅泥岩型铀矿产地,位于南秦岭铀成矿带西段。矿床群产于下志留统羊肠沟组、塔尔组和拉垅组一套浅变质硅-灰岩系中,并严格受岩性、构造和地球化学环境控制。本文在前人勘查和研究工作的基础上分析了矿田铀矿地质特征、成矿地质条件、成矿机理和铀资源前景,并重点对铀矿石的常量元素、微量元素、稀土元素、铀-钍配分和矿物硫、氢、氧同位素特征进行了研究。初步认为:与铀矿化密切相关的硅质岩生成于热水沉积环境,成矿早期的沉积、变质作用形成了相对广泛的初始铀富集,成矿中、晚期在特定的物理-化学环境下,以大气降水为主源的中低温成矿流体对围岩和初始铀富集体进行了强烈改造,最终形成了以热液改造型为主的工业铀矿化。成矿物质主要来自围岩和初始铀富集体,而部分壳幔含矿物质的介入和岩浆岩的热贡献对铀的后期富集成矿及加大成矿深度起到一定作用。矿田U-Pb同位素年龄测定结果具有多达近10组的铀成矿期,从而增加了矿田的铀成矿几率和铀矿的富集程度。资料分析显示,虽然该区资源/储量规模已达大型铀矿勘查基地条件,但其资源前景和发展潜力远未查明,建议应适时开展系统勘查,以最大限度地开发其资源潜力。     

南极普里兹湾表层沉积物微量元素分布特征及其物源指示意义

利用电感耦合等离子体质谱仪测定了中国南极科考21~27航次期间获取的普里兹湾表层沉积物中Cu、Pb、Zn、Cd、Cr、Co、Al、Fe、Mn的含量,分析了普里兹湾微量元素的分布特征,结合沉积物粒度分布、生物硅含量,并利用富集系数和主成分分析的方法,探讨了微量元素的物源指示意义。研究结果表明:普里兹湾沉积物中的微量元素含量与南大洋其他海域具有很好的可比性。Cu、Zn、Cr、Co、Fe、Mn含量在陆坡深海区明显高于冰架边缘区和陆架区;Al、Pb含量在冰架边缘区较高;而Cd含量在陆架区相对较高。人类活动对普里兹湾沉积物中的微量元素没有明显的影响,南极大陆岩石风化产物和海洋生物源性沉降是其主要来源。冰架边缘区及陆架破折处P2-9站位的微量元素主要为岩源性输入。陆架区、陆坡深海区的微量元素Cu、Zn、Cr、Co、Fe、Mn明显受到生源性物质输入的影响。而普里兹湾沉积物中Cd则主要来源于硅藻的吸收利用及硅质软泥的富集。     

我国新疆北部积雪中痕量元素的时空分布及污染评估

积雪中记录的痕量元素含量,能很好地评估当地大气污染状况。利用电感耦合等离子体质谱仪（ICP-MS）,对2018年1月和3月采自新疆北部的天山北坡、伊犁河谷、塔城地区和阿勒泰地区的积雪样品进行了16种痕量元素测试。结果表明：北疆地区积雪中痕量元素含量的平均值在0.06 ng·g^-1（Cd）～1 481.1 ng·g^-1（Al）之间。时间分布上,消融期多数痕量元素浓度低于积累期、稳定期;Pb、Cr等元素消融期含量高于其他时期,可能与外源输入有关。空间分布上,塔城地区和天山北坡的多数痕量元素含量高出伊犁河谷和阿勒泰地区1~3倍。与其他地区雪冰中痕量元素含量对比,发现新疆北部高出青藏高原北部1~3倍,与受人类活动影响较大的天山乌鲁木齐河源1号冰川相应痕量元素浓度接近,揭示了新疆北部积雪中痕量元素较高的浓度特征。元素富集系数表明,Fe、Be等元素主要来自地壳粉尘,Pb、Cd、Zn、As等元素呈显著富集（EFc>10）,受人类排放活动主导。结合后向气团轨迹分析,塔城地区的痕量元素可能受到哈萨克斯坦的影响,阿勒泰地区的痕量元素可能受到中亚、阿尔泰山南缘等地的影响,天山北坡与伊犁河谷主要受新疆本地气团的影响。     

准噶尔盆地吉木萨尔地区二叠系芦草沟组油页岩地球化学特征与成矿条件

【研究目的】本文旨在通过对比准噶尔盆地吉木萨尔地区二叠系芦草沟组高品位和低品位油页岩的品质和成因差异,揭示高品位油页岩的特殊成矿条件。【研究方法】对吉木萨尔地区两个剖面采集的露头样品,进行TOC、热解、含油率、微量、稀土元素测试,从而开展高品位和低品位油页岩有机地球化学特征,微量稀土元素特征及成矿条件差异分析。【研究结果】研究区高品位油页岩有机质类型为I型;低品位油页岩有机质类型为I-II1型。高品位和低品位油页岩中B、Ba、Cr、Nb、Sr、V、Zr等微量元素含量差异明显,高品位油页岩中各稀土元素平均含量和各样品稀土元素分布区间都小于低品位油页岩,且外源元素富集程度也相对更低,显示了更少的陆源碎屑输入。微量元素比值显示,研究区油页岩形成于温暖湿润气候,淡水—半咸水,还原环境。高品位油页岩与低品位油页岩相比,形成时水体盐度值更大,有机质生产力更高。【结论】温暖湿润气候背景下,相对较少的陆源碎屑供给,减少了对有机质的稀释和氧化破坏,同时较高的水体盐度值更利于水体分层,从而形成一个长时间的还原环境,再加上更高的有机质生产力,从而形成了高品位油页岩。