长江河流沉积物磁铁矿化学组成及其物源示踪

运用电子探针分析了长江干流和主要支流河漫滩沉积物中磁铁矿的元素组成.磁铁矿中的FeO平均含量稍高于其标准组成,而Fe2O3平均含量则明显低于标准组成;Ti、Al、Cr、V、Mn、Mg、Co和Zn等元素在磁铁矿中含量变化大,不同支流的磁铁矿的元素组成不同,同一取样点不同样品磁铁矿的元素组成变化也较大.金沙江、湘江、汉江及长江干流磁铁矿与钛磁铁矿、钛尖晶石、钒钛磁铁矿和铬铁矿等出溶交生,TiO2、Cr2O3和V2O3等元素含量高且变化大.金沙江磁铁矿富Mg、Al和Cr;大渡河、雅砻江和岷江磁铁矿中微量元素含量大多低于0.5%;涪江、汉江磁铁矿富Ti和V,而湘江磁铁矿富Ti和Al;总体上,长江干流上游磁铁矿富Ti,而下游磁铁矿中Ti、Al、Cr、V、Mg和Mn含量低于0.15%.干流磁铁矿的元素组成变化反映主要支流源岩组成及对干流影响程度的差异.     

REE示踪沉积物物源研究进展

ＲＥＥ作为一种重要的沉积物物源示踪剂运用很广。在介绍了ＲＥＥ性质的基础上，对海水、河水、沉积岩、河流及边缘海沉积物中的ＲＥＥ元素丰度与配分模式特征进行了深入综述，概述了影响和控制ＲＥＥ丰度、模式及分馏特征的主要因素；论述了ＲＥＥ的物泊示踪意义以及在国内外应用情况与存在问题：源岩风化对ＲＥＥ分馏的影响；颗粒运及沉积时水动力分选对ＲＥＥ分馏可能造成的影响，即不同粒级中的ＲＥＥ不同的丰度与配分模式和碎屑     

现代长江沉积物地球化学组成的不均一性与物源示踪

长江沉积物从源到汇过程研究的关键是揭示长江沉积物的组成特征,准确识别其时空组成变化规律,这也是东部边缘海海陆相互作用研究和长江水系构造演化研究的关键.本文研究一些常用的元素地球化学参数在现代长江水系的河漫滩和悬浮沉积物中组成的时空变化特点.在稀土元素(REE)组成上,下游近河口段干流悬浮沉积物在季节性时间尺度上比较稳定,可以代表现代长江入海沉积物的平均组成,而长江主要支流和干流间REE组成变化较大,化学相态分析可以更好地揭示特定物源区的REE组成特征以及由矿物分异引起的REE参数变化.相比REE而言,悬浮物中Al/Ti与Zr/Rb比值更能敏感地指示不同物源区的源岩组成信息,且减弱水动力分选引起的粒级和矿物分异影响.长江入河口的干流悬浮物作为整个流域风化剥蚀细颗粒物质的平均混合,具有更好的源区平均组成的示踪特性;但在不同季节也存在不同的主导性源区,主要受控于流域内季风降雨区的迁移.在河流沉积物源汇过程重建中,要特别关注流域物质风化和输运的自然过程可能引起的这些地球化学参数变化.     

长江水系沉积物碎屑矿物组成及其示踪意义

长江碎屑矿物组成研究表明,轻矿物以石英、长石和岩屑为主,不同支流轻矿物组成特征不同,成熟度指数平均是2.0,一般干流高于支流,成熟度随沉积物搬运距离增加而增大。QFL及QtFL三角图解显示长江沉积物主要来自再旋回造山带物源区,流域风化剥蚀速度较快,不同支流物质汇入干流,使得干流轻矿物组成复杂多变而难以和支流区别。重矿物含量从长江上游至下游呈递减趋势,其主要组合是磁铁矿-普通角闪石-普通辉石-石榴子石-绿帘石-褐铁矿-钛铁矿。红柱石和磷灰石是金沙江沉积物的特征矿物组合;蓝晶石是岷江流域的特征矿物;涪江的特征矿物是榍石;汉江的特征矿物组合是磷灰石、紫苏辉石和硅镁石;锆石是湘江的特征矿物。不同流域的特征矿物指示其源岩性质。上游的雅砻江、大渡河以及岷江等支流沉积物对中、下游干流沉积物的贡献较弱。涪陵以上长江流域风化作用强烈,母岩主要是沉积岩类(碎屑岩、泥岩);其下流域沉积物中近源弱风化物质明显增加,其源岩类型体现为岩浆岩和变质岩类;而金沙江攀枝花地区及湘江、沅江沉积物则更多来自流域内广泛分布的大片变质岩类。     

长江现代河流沉积物石英ESR信号强度空间分布特征及其物源示踪意义

近年来,石英ESR信号强度在风成沉积和河流沉积中都已被证明为一种行之有效的物源示踪指标。文章以长江流域干流不同河段及其主要支流为研究对象,共采集20个现代河流沉积物样品,对其粒度组成特征及其石英自然E'₁心,辐照5000 Gy的Al心、Ti心的ESR信号强度空间分布特征及其物源示踪意义进行了探讨,主要取得了以下初步认识：1）长江流域沉积物从上游地区到中下游地区经历了长时间、长距离的搬运,经过了充分的混合,且呈现"沿程细化"之趋势;本研究的长江流域干流河段及其主要支流（河漫滩及江心洲）的沉积物主要以125~500 μm的粒径组分为主,约占全样组分的60%~90%（平均为80%）。2）从上游河段到中下游河段,长江主要支流和干流不同河段沉积物石英自然E'₁心,辐照后的Al心和Ti心ESR信号强度都表现出了较好的空间分异性,即上游河段处于低端元值域而下游河段处于高端元值域。3）长江上游地区以及汉江是长江中下游干流沉积物的主要贡献者,而中下游地区的鄱阳湖水系和洞庭湖水系对长江干流物质的贡献度非常低。

     

河流地貌演化研究进展

本文基于近年来全球河流地貌演化的研究实例及新进展,介绍了主要的研究载体与思路,讨论了河流地貌演化事件背后的地质、环境意义。沉积学、地貌学、物源分析、低温热年代学等是解决河流地貌演化问题的重要工具。沉积学记录着河流演化的一手资料,同时,沉积物定年技术的发展为揭示河流演化过程提供了高精度的时间约束。地貌指数研究是根据河流剖面形态与流域特征等揭示河流及区域地貌演化过程的研究手段,在恢复基岩隆升历史,定义地貌演化状态和判断分水岭迁移等方面具有优势。基于碎屑热年代学的物源分析方法结合沉积物沉积年代测定的研究思路则是利用了地表物质的“源—汇”过程变化,是揭示水系沟通演化历史的有效手段。当借助中-低温热年代学的多方法联合和单矿物的多重定年作为物源示踪剂时,可以有效提高分析精度,具有广阔的研究前景。另外,低温热年代学和宇宙核素¹⁰Be等对浅表过程十分敏感,记录了百万年—千年尺度的河流侵蚀作用,是示踪流域侵蚀方式空间变化和定量化揭示侵蚀过程的有力工具。河流的诞生与演化是地表过程的重大事件,记录了局部或区域的构造—气候背景,也是研究构造—气候—地貌耦合及互馈过程的重要纽带。特别是新生代晚期以来,地貌形成过程伴随着古人类的诞生与发展,而河流的演化则在古人类活动和迁徙中起到了重要的控制作用。因此,河流地貌演化的背景动力及环境意义体现了地球多圈层的相互作用与协同演化。

     

北部湾盆地福山凹陷晚始新世物源示踪与源汇系统耦合

北部湾盆地福山凹陷古近纪“盆小源多”、沉积体系复杂多变,源汇配置关系及源汇耦合模式研究有待深化。通过地震前积反射、锆石U-Pb定年、重矿物组分和砂岩百分含量多方法开展福山凹陷流沙港组一段上亚段沉积物源示踪,厘定源汇配置关系,进而建立福山凹陷晚始新世不同源汇耦合模式,以指导有利储层预测。结果表明,南部斜坡带、西部陡坡带和东部陡坡带可见明显前积反射;永安、花场地区锆石均表现为与海南隆起物源类似的双峰年龄特征;福山凹陷重矿物组合可以分为4类,即：西部朝阳地区,东部金凤地区,南部西侧美台、永安地区,南部东侧花场、白莲地区;南部美台、花场、白莲沿线可见砂岩百分含量高值,向北可延伸至永安地区,西部朝阳地区、东部金凤地区可见砂岩百分含量中值。综合分析认为,福山凹陷晚始新世发育南部海南隆起、西部临高凸起和东部云龙凸起3大物源,其中海南隆起物源又可分为东、西两支。进一步将晚始新世福山凹陷划分为海南隆起—南部斜坡带、临高凸起—朝阳陡坡带和云龙凸起—金凤陡坡带3个次级源汇系统。从源汇控储的角度来看,南部海南隆起—南部斜坡带源汇系统中的水下分流河道为优质储层发育有利区带。     

长江现代沉积物碎屑锆石U-Pb年龄及Hf同位素组成与物源示踪研究

为研究长江沉积物物质来源,对长江流域24个现代沉积物样品进行碎屑锆石U-Pb年龄测试,并对10个样品做Hf同位素分析,结果表明:长江河流沉积物的碎屑锆石多为岩浆成因。碎屑锆石U-Pb年龄主要有6组峰:2.4~2.6Ga,1.8~2.0Ga,700~1000Ma,400~550Ma,200~300Ma 和<65Ma,其中200~300Ma和700~1000Ma为主要的两组峰。锆石U-Pb年龄谱系可区分出长江4个区段,即金沙江段、川江段、长江中游段和下游段,与地理分段相吻合。结合Hf同位素研究,可认为长江流域沉积物中生代-新生代的锆石主要来自松潘-甘孜褶皱带和秦岭造山带; 古生代的锆石多来自秦岭造山带; 元古代-太古代的锆石则多来自扬子克拉通、华夏地块和大别造山带。     

长江上游水系沉积物锶-钕同位素组成及物源示踪

泥沙资料表明,现代长江干流沉积物主要源自上游地区。因此,长江上游干支流沉积物主控关系及其源汇过程在长江水系沉积物物源示踪研究中极为重要。为探讨上述过程,详细测定了上游水系沉积物Sr-Nd同位素组成。结果显示,金沙江及闽江沉积物具有较高的εNd(0)值,主要受控于流域内大面积分布的峨眉山玄武岩的高εNd(0)背景值;嘉陵江水系沉积物具有相对较低的εNd(0)值,反映了其流域内源岩对沉积物Nd同位素组成的控制;与Nd同位素组成相比,水系沉积物87Sr/86Sr值具有更大的变化范围,表明除源岩因素外,沉积物Sr同位素组成受更为复杂的因素制约。支流与干流沉积物Sr-Nd同位素组成对比表明,长江上游干流沉积物主要来源于金沙江流域内的源岩,金沙江流域内的表壳岩系主导了上游干流沉积物的Sr-Nd同位素组成。     

沉积物物源分析研究进展

沉积物物源分析是盆地分析的重要内容,是再现沉积盆地演化、恢复古环境的重要依据.简要回顾了物源分析的发展史,重点介绍了重矿物、沉积物地球化学和同位素测年技术在物源分析中的应用和发展,指出了物源分析中尚需解决的地质问题.在强调多种方法综合使用的同时,也应考虑构造背景和化学风化作用.     

长江与黄河河口沉积物磁性特征对比的初步研究

根据2001年8月和9月分别采自黄河与长江河口沉积物样品的磁性测量和粒度分析,探讨长江和黄河河口沉积物的磁性特征及其差异。长江河口沉积物中亚铁磁性物质的含量高于黄河口,但长江口与黄河口沉积物中都是亚铁磁性矿物主导了样品磁性特征,亚铁磁性矿物晶粒都以假单畴-多畴为主。相比黄河口沉积物,长江口沉积物不完整反铁磁性物质对磁性特征的的贡献较小。长江与黄河河口的这种磁性特征主要反映了不同的沉积物来源的控制影响。此外,无论是长江口还是黄河口沉积物,磁性参数χARM、χfd%与沉积物细粒级组分存在显著的相关性,表明这两个参数作为粒度的代用指标具有普遍性。     

台湾山溪性小河流碎屑重矿物组成及其示踪意义

台湾山溪性小河流每年向边缘海输入巨量沉积物,对东海陆架的沉积过程产生了显著的影响。本文分析台湾两条典型河流(兰阳溪和浊水溪)沉积物的全粒级碎屑重矿物组成,共鉴定出20种重矿物,但重量百分含量较低,为0.004%~0.116%。兰阳溪的主要重矿物组合为:锆石-菱镁矿-赤褐铁矿-锐钛矿-黄铁矿,浊水溪为:锆石-石榴石-赤褐铁矿-钛铁矿-锐钛矿-白钛石。研究流域的碎屑重矿物组成存在明显的沿程不均一性,指示出多数沉积物主要受到近源影响,从上游至下游重矿物组成的继承性较差。因此,基岩性质是河流碎屑重矿物组成的主要控制因素:兰阳溪和浊水溪的下游地区主要受各自流域内第四纪碎屑沉积物的贡献,上游地区则主要受到中央山脉庐山组的贡献。基岩控制起主导作用也使得重矿物指数如ATi、GZi和ZTR等难以恰当地应用于台湾山溪性小河流中。并且,大陆东部典型入海河流的重矿物组成与台湾河流存在明显区别:大陆入海河流中主要重矿物为磁铁矿和绿帘石;与之不同的是,兰阳溪河口富集锆石、菱镁矿和黄铁矿,浊水溪河口富集锆石和石榴石。这种差异主要反映了流域内基岩性质的不同。     

亚洲主要河流的沉积地球化学示踪研究进展

发源于喜马拉雅—青藏高原的亚洲几条大河的河流地球化学研究揭示了高原隆升、流域风化剥蚀、大气CO2消耗和亚洲季风气候变化之间的耦合关系。研究认为南亚主要河流流域的化学风化对全球大气CO2消耗和海洋化学通量变化贡献较大,河流沉积地球化学研究反映的高原阶段性隆升过程、流域剥蚀速率以及亚洲季风演化信息也明显比东亚主要河流的记录清晰;尤其是最近几年运用河流碎屑单矿物化学和年代学方法来示踪流域构造演化、沉积物从源到汇过程以及河流演化历史等,取得了许多重要的研究成果。比较而言,我国的河流在元素地球化学和水化学组成方面虽然开展了大量基础研究工作,但目前急需进一步提炼科学目标,与国际性的研究计划结合,综合多学科的研究力量,在研究思路和关键方法上需要突破和深入,加强研究的广度和深度。长江更可以作为一个突破口和研究平台,来开展深入的沉积地球化学示踪研究。     

黄河和长江沉积角闪石亲石元素地球化学特征对比与物源辨识

为辨识黄河和长江入海沉积物中角闪石的物源差异,对采自黄河口段、长江口段以及废黄河口和苏北沿岸,共26个样点、38组粒度粗细不同的碎屑角闪石进行了矿物元素地球化学测试,获得了这些角闪石群体的50种常量和微量元素含量值.结果表明:不同粒级测量的同源角闪石元素含量除少数大离子活泼元素相对偏差较大之外,大部分元素含量差异性较小...     

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...     

漠河盆地中侏罗世沉积源区分析及地质意义

漠河盆地位于额尔古纳地块北缘,其北为蒙古-鄂霍茨克造山带,与紧邻的俄罗斯上阿穆尔盆地在中生代时期同属一个盆地。漠河盆地中侏罗统包括绣峰组、二十二站组、额木尔河组和开库康组。根据盆地碎屑岩中的砾石、岩屑和重矿物的组合特征,确定母岩类型以变质岩和中酸性火成岩为主,少量沉积岩和基性火成岩;结合古水流方向,确定盆地沉积物源主要来自南侧。沉积物源具有多源性:其一为陆块抬升基底,其二为切割的岩浆弧。与区域岩石对比分析表明,陆块抬升基底可能来自古元古界兴华渡口群和寒武系兴隆群,切割的岩浆弧与古生代同碰撞和后碰撞花岗质岩石及早中生代中酸性火成岩有关。根据母岩供给特点,认为中侏罗世沉积时期漠河盆地不是典型的前陆盆地,而应是挤压背景下形成的挤压挠曲盆地或山间盆地。     

Geochemistry Characteristics of Sediment and Provenance Relations of Sediments in Core NT1 of the South Yellow Sea

The contribution of substance from Yellow River, Yangtze River, and Korean rivers to the sedimentation of Yellow Sea is studied through geochemical analysis and through characterization of the source of the substance about sediment from Core NT1 among the lutaceous area in Central South Yellow Sea. The research finds out that the sediment in Core NT1 mainly comes from Yangtze River and Yellow River, the sediment between 0-7.70 m in upper Core NT1 mainly belongs to Yangtze River source; the sediments between 7.70-16.60 m and 42.0-54.80 m in middle Core NT1 are mainly from Yellow River, the 26 m thick sediment interlayer in it mainly comes from Yangtze River; and the sediment between 54.80-69.76 m in the bottom of Core NT1 is mainly from Yangtze River. The results demonstrate that Yangtze River has been playing a main role in the lutaceous area in the Central South Yellow Sea since early Late Pleistocene, and Yellow River started to influence the continental sedimentation of Yellow Sea from early Warm Glaciation of late Late Pleistocene.     

长江三角洲晚第四纪地层沉积特征与生物气成藏条件分析

对长江三角洲晚第四纪地层沉积特征进行了精细研究,探讨了研究区层序地层格架,在此基础上分析了浅层生物气成藏条件、特征和分布规律。研究表明,长江三角洲晚第四纪发育3期下切河谷,形成了3套沉积层序;因后期河流的强烈下切破坏,早期沉积层序往往被剥蚀殆尽,仅残留下部的河床相粗粒沉积,造成不同期河床相的叠置;相对而言,末次冰期以来形成的下切河谷沉积层序以相对完整的沉积相组合被保存下来。长江三角洲浅层天然气是未经运移的原生生物气,其主要富集于末次冰期以来的沉积层序内,气藏为自生自储同生型的岩性圈闭。河口湾—河漫滩和浅海相泥质沉积物既是气源岩,又是盖层,后者可作为良好的区域盖层;河口湾—河漫滩和河床相砂质沉积物为主要储集层。因此,研究区晚第四纪多期下切河谷沉积层序有利于浅层生物气藏的形成,特别是晚期下切河谷内河口湾—河漫滩相砂质透镜体以及河床相砂体可作为优先勘探目标。