南海北部甲烷渗漏的沉积地球化学指标(Sr/Ca和Mg/Ca)识别

自生碳酸盐矿物是揭示甲烷渗漏过程及其周期性变化的重要指标。为了方便、快速地识别出自生碳酸盐矿物,在探讨了前人建立的端元组分模型(文石、高镁方解石、生物成因方解石和碎屑)在我国南海北部适用性的基础上,利用沉积物全样中Sr/Ca和Mg/Ca值计算了南海北部神狐海域两支沉积物柱状样中自生碳酸盐矿物的质量分数,计算结果表明,在不同沉积深度均有含量不等的自生碳酸盐矿物。这一结果被X射线衍射结果和沉积物中存在晶形完好的自生高镁方解石和文石矿物所验证,表明利用前人建立的端元组分模型计算的结果具有可靠性。自生碳酸盐矿物的出现显示该海域深受甲烷渗漏作用影响。利用地球化学指标(Sr/Ca和Mg/Ca)获得的自生碳酸盐矿物含量垂向变化显示该区域甲烷渗漏具有强弱交替的周期变化。运用端元组分模型来获取沉积物柱状样中自生碳酸盐矿物的高分辨率剖面,从而识别甲烷渗漏信息非常方便,在大范围寻找甲烷渗漏和天然气水合物方面具有较大潜力。     

抚仙湖全新世自生碳酸盐及其区域气候和湖泊水位指示意义

抚仙湖是我国面积、蓄水量最大的高原湖泊之一。通过对抚仙湖FXH-B2钻孔岩芯296 cm沉积物的矿物组成和碳酸盐含量分析,结合岩芯XRF扫描数据和AMS^14C年代的测定,探讨了抚仙湖湖泊沉积物中碳酸盐含量与方解石矿物及沉积物Ca元素相对含量之间的关系及其环境指示意义,在对比和参考水下地形测量、地球物理勘探、水质和地球化学监测和不同部位钻孔岩芯的分析结果的基础上,重建了抚仙湖全新世以来气候和湖泊水位的变化。结果指示,抚仙湖碳酸盐含量与方解石的XRD信号强度、沉积物Ca元素的XRF扫描数据之间存在很高的相关性,沉积物中碳酸盐类物质主要为方解石(其他碳酸盐类矿物相对含量极微甚至可以忽略不计),沉积物中Ca元素主要来自碳酸盐,因此其含量由碳酸盐、即方解石矿物含量决定。沉积物中碳酸盐含量的变化可以用沉积物中Ca元素XRF扫描结果进行表示。由于抚仙湖处于亚热带季风气候区,以10月至次年4月降水量极少而蒸发强烈为特点的干季和以5月至9月降水为主的湿季所形成的干湿变化控制了湖泊演化的主要过程,区域气候变化是湖泊演化和水位变化的主要动力。结合湖泊沉积碳酸盐稳定同位素δ^18O和δ^13C、有机质含量及其同位素δ^13C、抚仙湖北部边缘水下侵蚀地形测量、地球物理勘探和沉积地层年代的确定和讨论,明确了抚仙湖沉积碳酸盐含量指示湖泊水位的变化,并重建了抚仙湖过去约12 ka以来水位变化的历史。结果显示,在约12 cal.ka B.P.至2.2 cal.ka B.P.期间的湖泊水位变化主要经历了波动式降低的过程,其中4.37~2.2 cal.ka B.P.期间高CaCO3含量、偏正的碳酸盐δ^18O、δ^13C值指示抚仙湖一度出现低于现代湖面约30 m左右的低水位,可能记录了抚仙湖流域极端的干旱时期,在2.2~2.0 cal.ka B.P.期间抚仙湖水位经历了快速升高的变化事件,期间湖水位快速上升达到现代湖水水位,揭示了印度季风控制区区域降水的特殊性和气候变化的突发性。     

星云湖表层沉积物矿物组成及其环境意义

星云湖表层沉积物中的矿物成分主要为粘土矿物、碳酸盐矿物、长英质矿物和铁矿物。从下往上方解石和石英具有消长变化规律,即从下往上方解石含量迅速增加,而石英含量则逐渐降低。这种规律性变化与沉积物中CaO和烧失量的变化具有明显的正相关性。它反映了近年来湖泊富营养化有加剧的趋势。星云湖表层沉积物矿物成分的垂向变化与环境变化的对比分析研究表明,沉积物中自生方解石含量的变化可以灵敏地指示湖泊环境变化,是环境变化研究中一个良好的环境替代指标。     

西风区昭苏黄土剖面中碳酸盐矿物组成及其古环境意义辨识

碳酸盐矿物是黄土的重要组成部分,是古环境重建的重要指标之一.通过对地处西风区的新疆伊犁盆地昭苏黄土剖面的全岩样品和分粒级样品的X射线衍射测试,分析了其碳酸盐矿物组成,利用麦夸特算法计算了碳酸盐矿物的含量.综合碳酸盐矿物的含量、粒径分布及风化特征等因素,对其古环境意义进行了辨识,从而建立了该剖面末次冰期以来碳酸盐矿物记录的古气候环境变化序列.结果表明:昭苏剖面中原生碳酸盐矿物(方解石和白云石)含量占主导地位,次生方解石对样品中总方解石含量的贡献较少;白云石含量可能与亚轨道尺度冷暖交替导致的西风环流强度变化有关;方解石含量的变化可能指示了西风区降水量的变化;碳酸盐矿物含量揭示了昭苏地区在末次冰期时气候冷湿,在全新世时气候暖干.     

湖泊沉积碳酸盐氧同位素影响因素的定量评估

湖泊自生碳酸盐δ18O是重建湖泊演化历史的重要代用指标,然而由于湖泊沉积物质来源的多元性和沉积过程的复杂性,所获沉积物碳酸盐的δ18O往往具有多解性.在嘎顺诺尔古湖相沉积小狐山剖面,其剖面590 ～500cm层段湖泊沉积物碳酸盐矿物中的方解石逐渐被白云石取代,同时碳酸盐δ18O呈现异常偏重趋势,其幅度达6.1‰.本文以此为例,通过对沉积物碳酸盐矿物类型和碳酸盐δ18O的分析,结合沉积物粒度、TOC和有机碳同位素等代用指标,对碳酸盐δ18O的影响因素进行了定量评估.对小狐山剖面而言,结果显示湖水蒸发浓缩效应和碳酸盐矿物相变均会导致碳酸盐δ18O发生变化,其中碳酸盐矿物相变引起的分馏作用是影响δ18O发生非环境效应的最主要因素之一.小狐山剖面沉积物中白云石较方解石富集δ18O约7.65‰～ 11.02‰,由此估算白云石与方解石之间的分馏作用可以解释δ18O波动约70％.本文研究结果揭示了自然条件下生成的不同碳酸盐矿物相变存在氧同位素分馏,在进行古环境重建的过程中必须对此进行重视和评估.     

内蒙古巴彦查干湖白云石的成因及其环境意义

对内蒙古南部巴彦查干湖12400cal.aB.P.以来的沉积物进行了X-衍射、扫描电镜、碳酸盐含量和自生碳酸盐氧同位素组成的研究.结果显示,沉积物中碳酸盐含量较高,6000cal. aB.P.以前为方解石,之后白云石开始出现,4800cal.aB.P.以来代替方解石成为主要的碳酸盐矿物.方解石的形态为细长的结晶棱柱体和薄片状,白云石颗粒的形态均为小球粒状,这些形态特征表明方解石和白云石是快速沉淀形成的.白云石的形态和大小与澳大利亚Coorong等地区微生物成因的白云石非常相似,表明巴彦查干湖白云石的形成可能与微生物活动有关.白云石在6000cal.aB.P.的出现是湖水咸化的直接证据,表明气候变干,这一结果与碳酸盐氧同位素和孢粉记录一致.     

梭菌SN-1菌株参与下形成的碳酸盐矿物组合及其主要矿物成分的动态变化

在Mg/Ca比值为6的Lagoa Vermelha改良培养基中,对分离自青海湖湖底沉积物的梭菌(Clostridiumsp.)进行了为期100 d的碳酸盐矿物培养实验,同时还完成了一组无菌对照实验。利用X射线衍射仪(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)分别对矿物成分和形态进行了测定和观察。实验结果表明:细菌培养实验的沉淀物数量始终多于无菌对照实验;在梭菌SN-1菌株作用下形成的碳酸盐矿物组合的变化趋势是方解石→方解石+单水碳钙石→单水碳钙石+方解石→单水碳钙石,而无菌对照实验产物中矿物的演化方向是单水碳钙石+方解石→方解石+单水碳钙石;在综合分析SEM和XRD观测结果的基础上,推测哑铃状矿物可能是高镁方解石,而球状矿物可能是单水碳钙石。     

喜马拉雅山中段柯西河跨境流域河流沉积物的矿物和元素特征

本文测定了柯西河流域中尼跨境河段23个河床表层沉积物样品的矿物组分及微量元素含量。结果表明,上、下游沉积物中长石/石英比分别为0.55和0.37,碳酸盐矿物分别以方解石(12%)和白云石(3%)为主,反映上游化学风化强度小于下游;上下游微量元素Zr、Hf、Cs、Li的分布差异与源岩及河流分选作用有关;与其他发源于青藏高原的河流相比,科西河沉积物中∑REE含量总体较高,主要受源区重矿物影响,其中上游∑REE低于下游,与河流分选造成的重矿物分布有关;LREE明显富集及δEu负异常(0.3～0.59)指示沉积物为长英质物源,结合微量元素图解和富集因子分析表明沉积物主要来源于花岗片麻岩,受人为影响较小。     

黄土中方解石、长石和石英的红外光谱定量测定

我们曾用黄土和其他沉积物样品红外光谱中方解石、长石与石英吸收带强度的相对比值,求这三种矿物的相对含量,并且根据这些比值,参照其他方法的研究结果,讨论黄土在形成时期及形成后所经受的气候变化。在实际工作中,往往不但要求知道研究对象中方解石、长石和石英彼此之间的相对含量,还要求确定它们的百分含量。此外,就方解石和石英这两种矿物而言,它们不但分布广,而且含量高,在红外光谱上的反映又特别灵敏。因此,它们经常干扰其他矿物的测定,需要对这些干扰矿物有量的认识。鉴于这些考虑,我们对这三种矿物进行了定量测定。     

α铀系测年对洞穴碳酸盐沉积物中碎屑岩物质影响的祛除研究

洞穴碳酸盐沉积物常因为含有碎屑岩物质, 而导致测年精度下降, 甚至导致测年失败。通过对干扰物的X射线荧光分析, 发现Mg、Ca、P、Si、Al等元素含量尤其高, 其矿物组成可能为方解石、磷酸盐、硅酸盐、铝盐、粘土矿物、石英、云母类。通过改进化学流程, 在化学处理过程中将含量高的P、Al、Si元素祛除, 提高了测量精度, 说明此改进有利于含碎屑物质的洞穴碳酸盐沉积物的α铀系年龄研究。     

海拉尔盆地贝尔凹陷火山碎屑岩自生碳酸盐矿物分布及对储层物性的影响

为了查明火山碎屑岩中自生碳酸盐矿物的分布特征及对储层物性的影响,以海拉尔盆地贝尔凹陷火山碎屑岩为研究对象,调查火山碎屑岩中自生碳酸盐矿物的类型,并通过统计50余口探井的碳酸盐含量及储层物性数据,探讨其分布特征及对储层物性的影响。结果表明：海拉尔盆地贝尔凹陷火山碎屑岩中自生碳酸盐矿物主要为方解石和白云石,其次为菱铁矿、片钠铝石和铁白云石;纵向上随着埋藏深度增加出现两个碳酸盐含量高值带,分别出现在1 500～1 900m和2 200～2 700m深度,前者主要为以胶结作用为主的连生方解石和显晶方解石及菱铁矿,后者主要为以交代作用为主的晚期方解石、白云石、铁白云石和片钠铝石;湖底扇等分选较差的沉积相为碳酸盐矿物发育的有利相带,扇-辫状河三角洲相为次有利相带;靠近德尔布干深大断裂的井碳酸盐含量要高于远离该断裂的井,且在该断裂附近的德2、德6和德8等井中见片钠铝石自生矿物,这主要因为断层是CO2逸散的通道,断层处的富CO2流体能够与围岩反应生成碳酸盐矿物;熔结凝灰岩和凝灰岩中的碳酸盐矿物含量要高于沉凝灰岩、凝灰质砂岩及普通砂岩,这主要因为火山岩及火山碎屑物质中金属离子含量高,易于释放,从而结合CO23-形成碳酸盐矿物;贝尔凹陷内储层孔隙度和渗透率等参数与碳酸盐含量呈负相关关系,说明碳酸盐含量对储层物性主要起破坏作用。     

碳酸盐矿物和碳酸盐岩天然热释光的实验研究

碳酸盐岩的天然热释光强度变化特征所表征的地质信息,是一个值得探讨的研究方向。通过对碳酸盐单矿物及其人工混合物和采自云南省三叠系个旧组的碳酸盐岩进行热释光实验研究,测定出①碳酸盐单矿物和碳酸盐岩的最优实验条件;②碳酸盐单矿物方解石和白云石热释光曲线形态;③碳酸盐单矿物人工混合物的峰形和峰值大小与其物质含量有关;④同一剖面的碳酸盐岩的天然热释光曲线各峰的强度变化趋于一致。     

陕西洛川黄土中碳酸盐的某些地球化学特征

本文对陕西洛川黄土中的碳酸盐从矿物成分、化学成分和同位素组成进行了系统研究，建立了确定黄土中原生方解石和次生方解石含量的方法，并提出了黄土气候地层研究的两个地球化学指标。研究表明，洛川黄土中的碳酸盐主要是次生方解石，是由原生方解石在成土过程中溶解转变而成的。     

利用小半径粉晶相机测定钙镁碳酸盐矿物的含镁量

白云石和方解石是分布很普遍的造岩矿物,尤其在沉积地层中更属常见。镁方解石是现代碳酸盐沉积物和某些海洋生物介壳的一种常见矿物。一般说来,区分白云石与方解石是比较容易做到的。但是,要确切地回答一块白云岩样品是由典型的白云石(Ca/Mg克分子比值接近于1)还是由富钙白云石矿物(Ca/Mg克分子比值大于1)构成的,则比较困难。     

矿物尺度下烃类气体的赋存特点与地质意义

以山东焦家金矿I号主矿体为研究对象,选取128线金矿体周围不同地质体岩石样品,对样品中疑似碳酸盐矿物,通过岩矿鉴定、激光拉曼、电子探针等方法进行分析,从矿物尺度对烃类气体的赋存特点进行研究,以期获取烃类气体参与成矿的直接证据。研究发现,样品中的疑似碳酸盐矿物电子探针测定成分与纯净的方解石成分吻合,在金矿体周围不同地质体中均可见方解石以极细小的颗粒充填于矿物裂隙或矿物颗粒之间形成细脉,具有后期形成的特点;其次,电子探针数据与酸解烃法得出的烃类气体含量整体呈现出一致的变化关系,具向外渗滤扩散的特点。研究证实了疑似碳酸盐矿物确实为碳酸盐矿物,且其为烃类气体的赋存提供了载体,找到了烃类气体参与成矿在矿物尺度上的直接的证据,同时证明了酸解烃法能够有效提取与成矿有关的烃气信息,对寻找金属矿床具有一定的指导作用。     

国外沉积学期刊文献摘要选登

一、澳大利亚南部两个咸火山口湖的现代及全新世碳酸盐沉积学 967 Basin湖是位于澳大利亚维多利亚西部火山平原地区中心的两个相邻火山口湖。这两个湖均为咸水并呈碱性。西Basin湖为局部混合湖,而东Basin湖为暖单对流湖。这两个Basin湖的现代离岸湖底沉积物的碳酸盐矿物组合均以白云石和方解石为主,西Basin湖含少量水碳镁石和菱镁矿;东Basin湖含少量一水方解石。方解石、水碳镁石、菱镁矿和一水方解石为内源成因,来源于湖泊水柱内或沉积物-水界面处的原生无机沉淀。方解石为介形壳生物沉淀。     

西藏改则盆地渐新世-中中新世沉积物中矿物组合特征及其对气候的指示意义

为了揭示西藏改则地区渐新世-中中新世古气候环境演化,结合改则盆地的沉积环境和沉积相,并利用X射线粉晶衍射对改则盆地的样品进行了全岩分析。结果表明,沉积物中主要矿物组成为石英、长石、方解石和少量白云石等,通过沉积物中矿物含量变化和石英/长石的比值显示青藏高原改则盆地康托组在气候总体为干冷的大背景下经历了4个阶段:Ⅰ(早渐新世):石英含量最高,碳酸盐矿物次之,长石含量最少,白云石在该阶段出现频繁,且含量变化明显,指示气候以季节性干旱为主;Ⅱ(晚渐新世):石英含量最高,但相比上一阶段有所下降,碳酸盐矿物和长石含量增加,指示气候进一步趋向干冷化;Ⅲ(早中新世):石英含量最高,但相比之前两个阶段进一步减少,长石含量进一步增加,碳酸盐总体呈现增加趋势,特别是白云石,相比之前两个阶段含量增加明显以及下降的石英/长石比值,指示气候变得更为干冷;Ⅳ(中中新世):石英含量相对上一阶段有所增加,长石和碳酸盐矿物含量降低,石英/长石比值也有所增长,但相比Ⅰ和Ⅱ阶段仍然较小,指示该阶段气候虽有所回升,但依旧处于干冷环境下。对比青藏高原隆升和全球气候变化,可知改则盆地气候阶段性变化可能是高原隆升和全球气候变化共同影响的结果。     

泥灰岩中自生方解石的稀土元素酸溶方法研究

碳酸盐岩稀土元素是沉积环境示踪的理想参数,但由于自生沉积碳酸盐矿物的稀土元素含量远低于陆源黏土等其他矿物,在样品处理过程中少量陆源黏土矿物的溶解,将影响沉积环境的示踪。因此,如何在样品处理过程中避免陆源黏土矿物中稀土元素的释放,从而获得海洋环境自生沉淀形成的碳酸盐矿物中的元素方法非常重要。本文应用地层中常见的同一泥灰岩样品,分别用5%醋酸、5%盐酸、2%和5%硝酸浸取,采用0.5 h、1 h、2 h、3 h、6 h和24 h的反应时间,用X射线衍射法（XRD）分析酸不溶残渣矿物组成、电感耦合等离子体原子发射光谱法（ICP-AES）测定酸可溶相溶液的主元素和微量元素含量、电感耦合等离子体质谱法（ICP-MS）测定酸可溶相溶液的稀土元素含量,结果表明所有酸溶均可完全溶解泥灰岩中的方解石矿物,并有少量黏土发生溶解,导致稀土总量和Ce/Ce＊增高,但对Eu/Eu＊、LaN/YbN和Gd/Gd＊等参数没有影响。泥灰岩中自生方解石的稀土元素理想溶样条件是5%醋酸反应1 h以内,溶液的ICP-MS分析结果适用于示踪沉积环境的氧化还原条件。     

碳酸盐岩层系中非碳酸盐矿物分析及地质应用——以塔中地区奥陶系为例

<正>Knoblauch(1963)及Bausch(1980)的研究证明,所有泥岩、粉砂岩及砂岩中能出现的矿物可以在碳酸盐岩中出现。碳酸盐岩层系中除了包括常见的碳酸盐矿物(方解石(或低镁方解石)、镁方解石(高镁方解石)、文石、白云石、菱铁矿、菱镁矿、菱锰矿等),还包括少量(一般1%)的自生非碳酸盐矿物(硅质、黄铁矿、石膏和硬石膏等),以及陆源碎屑矿物(石英、长石、黏土矿物和重矿物等)。在以碳酸     

室温常压下 Ca2+-Mg2+-HCO31--H2O 体系的试验研究

世界上很多海域中的现代碳酸盐沉积正在形成,如巴哈马滩、美国的佛罗里达湾、古巴的巴塔诺湾、中东的波斯湾等地,以及丹麦的某些近海地区。产于这些海域中的现代碳酸盐沉积物,其矿物组成主要是文石,其次为镁方解石,纯方解石较少,现代白云石沉积更为少见。我国的现代碳酸盐沉积见于南海诸岛及海南岛的沿海地带。作者曾利用粉晶照相鉴定了采自我国南海二十余种珊瑚、瓣鳃类、腹足类、有孔虫等现代海相生物壳体的物相,发现除有孔虫和海胆壳是由镁方解石构成外,其余生物壳体皆由文石构成。