贵州威宁麻窝山岩溶盆地沉积物中粘土矿物特征及其古气候指示意义

利用X射线衍射等分析方法,对贵州威宁麻窝山岩溶盆地沉积物中粘土矿物进行研究,获得了粘土矿物的组成、相对含量、结晶度指数、化学指数以及相对含量比值等方面的信息,探讨该盆地的沉积环境演化特征。研究表明,粘土矿物以伊/蒙混层矿物(30%~75%)和绿泥石(10%~45%)为主,高岭石(5%~20%)和伊利石(10%)次之,基本不含蒙脱石。伊/蒙混层矿物和绿泥石含量呈负相关性。高岭石含量在剖面底部较稳定,在484cm上部出现较大的波动。伊利石结晶度和化学指数与伊/蒙混层矿物含量具有较好的正相关性,且在第Ⅰ阶段相对于其它指标较敏感,出现波动。通过综合对比分析,将研究区剖面划分为4个阶段,其是3个冷暖干湿的大循环和若干个小循环气候环境的物质记录。     

四川盆地白垩系粘土矿物特征及古气候探讨

四川盆地是中国白垩纪最具代表性的陆相沉积盆地之一,主要发育一套广布的红色碎屑岩沉积,且膏盐、沙漠相沉积发育。本文在前人地层古生物学研究的基础上,借助粘土矿物气候指标、结合沉积物碎屑成分,着重讨论了中侏罗世—古近纪早期四川盆地及周边地区的气候状况及演变过程。碎屑组份统计分析认为盆地北部边缘早白垩世早期构造因子起主导作用,而盆地南部白垩纪气候因子起主导作用,说明构造活动对沉积物影响不大。粘土矿物组份主要以蒙脱石和伊利石为主。多数样品蒙脱石和伊利石同时出现,指示沉积物源区为干冷与暖湿交替的气候环境;局部层段只有伊利石,指示干冷气候。同时,所有样品伊利石化学指数值均大于0.5,说明粘土矿物经历了强烈的化学风化作用,盆地内部为暖湿气候。     

粘土矿物作为古气候指标矿物的探讨

本文讨论了气候对粘土矿物的影响,并对珠江三角洲△5孔(中山市港口)孢粉分析资料与粘土矿物含量的关系进行了研究.     

循化盆地中新世沉积物粘土矿物的特征及其古气候指示

为揭示循化盆地沉积物对古气候及青藏高原隆升过程的指示作用, 采用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)方法对循化盆地中新世沉积物中粘土矿物组成、微观形貌进行了深入研究.结果表明, 沉积物中粘土矿物以伊利石、蒙脱石为主, 绿泥石、高岭石和坡缕石含量较低; 粘土矿物相对含量及伊利石结晶度变化特征指示, 在23.1~21.2 Ma期间, 古气候以温暖潮湿为主; 21.2~14.3 Ma期间古气候以冷干为主, 出现短暂的相对暖湿时段; 14.3~10.6 Ma期间, 古气候以相对暖湿为主; 10.6~9.3 Ma时期, 气候以冷干为主; 9.3~5.2 Ma期间, 气候虽有冷干与暖湿波动, 但总体上以暖湿为主.在21.2 Ma和5.8 Ma时期发生的明显强降温事件, 可能与青藏高原的阶段性隆升有关.      

台湾海峡西部沉积物中粘土矿物的初步研究

利用X射线衍射,红外光谱,电子显微镜和化学分析等手段,综合分析和研究了台湾海峡西部海域的以水云母为主,高岭石次之的粘土矿物组合特征。结果表明其含量变化和分布特点受物质来源,沉积环境,气候条件,水动条件所制约。高岭石系湿热气候风化型陆源次生矿物,沿闽江和九龙江河口外迅速递减。绿泥石除少量陆源成因外,主要是次生和自生的绿泥石,蒙脱石变以蚀变型自生蒙脱石为主。粘土矿物含量的垂直变化能够为古气候和古沉境环境提供佐证     

陕西镇安二叠系碳酸盐岩粘土矿物特征及其对古气候的指示

二叠纪是地质历史中的一个关键时期,恢复其古气候具有重要意义。陕西镇安地区二叠纪时为古特提斯洋东部的一个孤立台地,二叠纪地层连续发育,厚度巨大(超过3 km),是研究二叠纪古气候古环境的理想之地。粘土矿物作为重要的古气候指标,可以恢复地质历史中的古气候。本次研究对陕西镇安二叠系159件碳酸盐岩样品进行了粘土矿物的定性和半定量分析,结果显示研究区粘土矿物组合为伊利石(平均含量70.9%)、高岭石(平均含量7.9%)、蒙脱石(平均含量4.4%)、绿泥石(平均含量8.6%)和伊蒙混层(平均含量8.3%)。伊利石相对含量变化显示研究区二叠纪古气候的变化可分为8个段:即阿舍尔期(Asselian)至空谷期(Kungurian)中期的干冷期(P1);中二叠世中期经历了湿热(P2)—干冷(P3)—干冷暖湿交替(P4)的变化;卡匹敦期(Capitanian)中期至吴家坪期(Wuchiapingian)早期的气候变冷(P5);吴家坪期(Wuchiapingian)早期的短暂暖湿期(P6);吴家坪期(Wuchiapingian)早期至吴家坪期(Wuchiapingian)末期的气候逐渐变冷(P7);以及长兴期(Changhsingian)干冷暖湿交替显著的气候(P8)。同时,对比研究表明,研究区二叠纪古气候变化受晚古生代冰期事件(LPIA)、Kamura事件及G—LB(Guadalupian—Lopingian boundary)生物灭绝事件的影响。此外,研究区沃德期(Wordian)存在一个持续约2.4Ma的短暂寒冷期,这与前人认为的空谷期(Kungurian)以来气候逐渐变暖不一致,其是否具有全球意义还有待进一步认识。     

临夏盆地晚更新世沉积物粘土矿物的特征及其古气候指示

利用X射线衍射、扫描电子分析方法,对临夏地区塔湾黄土沉积物的粘土矿物学特征及其古气候指示作用进行了深入研究。结果表明：晚更新世的黄土沉积物风成黄土或经过表生风化改造形成的古土壤,其粘土矿物组成主要为伊利石、绿泥石、伊/蒙混层粘土矿物、高岭石和少量的坡缕石,沉积物中高岭石、伊利石/蒙脱石、伊利石和绿泥石矿物组合,指示物源区经历了气候从湿润变为冷干的转变。沉积物中伊利石结晶度的测量结果显示,其（001）衍射峰的半高宽在0.23°~0.86°之间,不同岩性层中伊利石结晶度存在明显的差别,伊利石结晶度存在着两个明显的峰值区,这表明临夏地区晚更新世的气候变化经历了从湿润→冷干→湿润→冷干的两个周期性的演化,而且晚期与早期相比更加湿润同时又更为冷干。沉积物中既有自生成因的坡缕石,又有碎屑成因的坡缕石。沉积物中自生成因坡缕石和碎屑成因坡缕石均稳定存在的现象表明,本区晚更新世的古气候是以干旱为特征,年均降雨量在300 mm左右。     

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。     

广西百色盆地更新世沉积物中粘土矿物特征及其古气候指示意义

为研究百色盆地红土剖面中粘土矿物的特征并恢复盆地中更新世以来的古气候演化序列,利用X射线衍射分析对百色盆地大旺红土剖面中粘土矿物进行了深入、系统的研究。结果表明,沉积物的粘土矿物组成主要为伊利石、高岭石及蛭石（或羟基铝蛭石）,但在约0.26Ma处其相对含量出现明显变化,表明百色盆地中更新世中期至晚更新世早期表生风化作用逐渐加强,其气候条件经历了从“相对干凉→暖湿”的演化。这一结果与河湖相沉积物磁化率所记录的MIS 7.5（0.26Ma）“冰期→间冰期”转折时期相一致。沉积物中伊利石结晶度结果显示,其（001）衍射峰半高宽值从早期的相对平稳转变为晚期的波动性变化,说明百色地区气候经历了相对冷干到相对暖湿的转型,与粘土矿物相对含量变化、河湖相沉积物磁化率变化、邻区钙华沉积及南海各古气候指标所揭示的记录相一致。     

粘土矿物对海底热液活动的指示作用

粘土矿物是细粒的含水硅酸盐或铝硅酸盐,在海洋浅水区约占沉积物总量的25%～30%,深水区达60%～98%(Schulz,2006),具有颗粒微细、结构无序、成分多变、类质替换等特性(Schulz,2006;Chamley,1989),对地质作用和沉积环境的变化非常敏感。大量证据表明,热液自生粘土矿物(同生沉积的原生粘土矿物和同生期后形成的次生粘土矿物)、尤其是含铁粘土矿物     

巢湖北部地区海相地层黏土矿物特征及其地质意义

对巢湖北部地区以碳酸盐岩为主的寒武系—下三叠统海相地层的黏土矿物分析及伊利石结晶度测定的结果表明:伊利石是本区海相地层的主体矿物,平均体积分数为73%。黏土矿物的成岩转化特征表现为蒙皂石的伊利石化。按照伊利石结晶度的成岩-浅变质程度划分,本区寒武系—下三叠统的成岩作用已达到最高成岩阶段。伊利石结晶度的纵向变化总体上可分为上、下两部分:下部寒武系至志留系的结晶度为0.41～0.60°Δ2θ,结晶度与埋深具有一定的相关性,成岩作用是下部地层黏土矿物特征的主控因素;上部泥盆系至下三叠统的结晶度为0.45～0.77°Δ2θ,呈波动变化,蒙皂石连续出现,地层没有被显著埋藏,沉积因素是上部地层黏土矿物特征的主控因素。下三叠统地层中蒙皂石的分布特征以及上泥盆统五通组顶部高岭石的普遍富集具有重要的古气候研究意义。     

鄂尔多斯盆地东缘泥质岩黏土矿物特征及其地质意义

为研究鄂尔多斯盆地东缘石炭-二叠纪古气候特征及其与成煤作用之间的关系,利用X射线衍射（XRD）及扫描电子显微镜（SEM）对研究区石炭-二叠系泥质岩中的黏土矿物组成及其环境意义进行分析。结果显示,区内泥质岩中黏土矿物主要以高岭石、伊利石/蒙皂石混层矿物为主,次为伊利石和绿泥石。黏土矿物的垂向组合特征表现为：高岭石在桥头剖面、扒楼沟剖面和成家庄剖面山西组,桥头剖面太原组底部、成家庄剖面太原组上部及本溪组中部含量偏高。伊利石在各个剖面的山西组中含量较高,绿泥石仅在山西组中上部、太原组下部含量较高。扫描电镜下黏土矿物晶体形态规则,未见明显磨蚀痕迹,伊利石结晶度为0.42°△2θ~0.63°△2θ,平均值为0.47°△2θ,结晶度较好,混层比相对质量分数平均值25.1%,表现为自生黏土矿物。根据自生黏土矿物的习性指出研究区古气候总体表现为温暖潮湿、间或在太原组早期和山西组中-晚期伴有短周期干冷气候。古气候与沉积环境两者相互印证指示聚煤作用强度的变化过程,是控制研究区内聚煤作用的关键因素。     

黏土矿物古气候意义研究的现状与展望

系统地分析了利用海洋沉积物、古土壤、湖盆沉积物中黏土矿物进行古气候环境研究的现状、存在问题和发展趋势。海洋沉积物的物源范围广,影响因素复杂,其中的碎屑黏土矿物所指示的古气候参数只能用于解释母源区的气候变化,而只有自生黏土矿物才能指示沉积区的气候;古土壤形成于特定的地质背景条件下,尤其是发育于火山物质母岩之上的风化自生黏土矿物,可以准确地指示该区的古气候条件;湖盆沉积物的物源范围小,沉积物中的黏土矿物可以更有效地运用于古气候环境的分析。对于沉积物中黏土矿物来源的分析,可以借助晶体中cv空位和tv空位的精细结构特征进行判断;在风化改造的红土剖面研究中,因强烈的化学风化、淋滤和迁移,黏土矿物方法具有独特的优势。风化过程中形成的一些亚种或过渡性黏土矿物,以及同生沉积过程中形成的黏土矿物,对气候环境的变化更加敏感,应加强这方面的研究。此外,在造山带的气候环境演化研究中,自生黏土矿物稳定同位素可以更可靠地指示气候环境的变化。     

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。     

Clay minerals in SW Indian continental shelf sediment cores as indicators of provenance and palaeomonsoonal conditions: a statistical approach

Two sediment cores from the inner continental shelf of SW India, SK‐148/13 (4.66 m long; from 50 m water depth) and SK‐148/14 (5.37 m long; from 22 m water depth), were studied for provenance and palaeomonsoonal implications. Sediment layers at different depth intervals in these cores were estimated for clay minerals and organic matter content. Five surface sediment samples from the nearby Kali River estuary of the adjacent hinterland were also analysed for clay mineral contents. In both cores and Kali River sediments, smectite is the dominant clay followed by illite, and kaolinite or chlorite. Based on the similarities of the abundances of clay minerals and their relative wt‐% in the inner shelf sediment cores and in surface sediments of the estuary as demonstrated by significance tests, Al‐rich illite, and negligible contribution of clay from the deep‐sea and aeolian sources, it can be inferred that the sediments of the two inner continental shelf cores were derived from the adjacent hinterland. Application of statistical discordancy and significance tests on the down‐core variations in the crystallinity index (CI) of illite and organic matter content in the sediment cores indicates intense monsoonal (high rainfall) conditions at the adjacent hinterland during about 4300–6200 and 9300–10,400 years BP. These inferences are comparable to those from other well‐established palaeomonsoonal indicators such as sedimentation rates and mineral magnetic properties. The CI of illite, an easily determinable and climatically sensitive parameter, can thus be a reliable palaemonsoonal indicator for inner shelf sediment cores. The statistical methodology used in this work highlights the advantages of a quantitative interpretation of the data instead of the conventional qualitative visual examination.     

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。     

碎屑矿物年代对佳木斯隆起隆升时间的制约

对佳木斯隆起周缘的勃利盆地和鸡西盆地中的早白垩世穆棱组和滴道组砂岩样品进行了系统的碎屑锆石U-Pb同位素年代学和碎屑白云母40Ar/39Ar同位素年代学研究。结果表明,滴道组和穆棱组沉积时期,没有500Ma或大于500Ma的来自佳木斯地块基底的年龄纪录,暗示佳木斯隆起在早白垩世穆棱组沉积时期尚未隆起。黑龙江东部盆地群为统一的原型盆地,结合对该区白垩纪砂岩的矿物组成和砾石统计的研究成果,认为早白垩世末东山组沉积以后佳木斯隆起开始隆升,猴石沟组沉积时期佳木斯隆起已经隆升到一定高度并为其周缘盆地提供物源,同时随着佳木斯隆起的隆升,原来早白垩世的统一盆地遭到分割破坏,形成诸多相对独立的盆地。