粘土矿物的提取、鉴定及其古气候意义——以柴达木盆地怀头他拉剖面为例

沉积物中粘土矿物类型主要有自生粘土矿物和碎屑粘土矿物。其中,自生粘土矿物含量较少,是在沉积环境中形成,可能是沉积再循环或成岩作用的产物,可作为沉积环境某方面的指示标志;而碎屑粘土矿物是母岩风化的产物,受沉积环境影响较小,能够有效示踪物源区化学风化过程,进而反映古气候变化。近年来利用碎屑粘土矿物特征来重建物源区古气候的方法得到了广泛的应用。然而,由于粘土矿物主要存在于<2 μm硅酸盐粘粒中,粘土矿物的提取、鉴定比较困难,且自生粘土矿物易受沉积环境等的影响。因此,在利用粘土矿物重建古气候变化时,需慎重选择粘土矿物的提取方法,并考虑物源和沉积环境变化以及成岩作用等对粘土矿物解释的影响。本文以柴达木盆地东北缘怀头他拉剖面硅酸盐粘土矿物的提取、鉴定及其古环境指示意义为例,介绍粘土矿物的提取及应用,为后期粘土矿物研究提供参考。     

粘土矿物在过去环境变化研究中的应用

粘土矿物是一种广泛分布于地表的沉积物,其组合及含量的变化记录了源区过去气候环境变化的信息。因此,可以根据粘土矿物的含量和组合变化等信息推知其形成时期的气候环境,重建古环境,揭示气候环境演变的规律。粘土矿物是一种研究古环境演化重要的代用指标,在过去气候环境变化研究中有广阔的应用前景。     

科尔沁沙地奈曼旗普通风砂土中的粘土矿物

通过对科尔沁沙地奈曼旗普通风砂土中粘土矿物的研究,结果表明这类土壤中的粘土矿物主要是伊利石,其次为高岭石、绿泥石、伊利石-蒙脱石混层矿物;它们主要来源于母质,其次来自成土过程,降尘输入量极有限。随成土过程不断进行,粘土矿物主要遵循铝硅酸盐矿物→绿泥石→绿泥石-蒙脱石→蒙脱石顺序演变。由于母质本身贫乏、成土过程较弱以及比重差异使蒙脱石有独特的搬运与沉降行为,共同造成土壤中缺乏蒙脱石。     

新疆博斯腾湖全新世沉积磁性矿物组成与沉积环境探讨北大核心CSCD

中国西北干旱区湖泊沉积物存在磁性矿物种类复杂和磁化率普遍偏低等问题,使得利用环境磁学手段重建古环境、古气候的方法受到了限制。选择新疆博斯腾湖BST12B钻孔顶部岩芯(深度0~2.5 m)不同沉积相的代表性样品,进行载磁性矿物富集,并将原样品和富集获得的样品分别做XRD(X荧光衍射)岩石矿物检测。结果显示,所有湖相样品中均有黄铁矿和磁铁矿检出,而没有磁黄铁矿和针铁矿检出,说明博斯腾湖全新世湖相沉积物的主要磁性矿物是磁铁矿,并含有少量黄铁矿;富集获得的样品中粘土矿物(如绿泥石等)含量明显增加,石英、长石和方解石含量降低,富集后的残留样品的磁化率大幅度降低,说明粘土矿物对干旱区湖泊沉积物的磁学贡献不容忽视。结合沉积物粒度、色度、硫元素含量以及沉积物磁性矿物的组合特征推断,黄铁矿可以作为湖泊高水位的指示矿物种类,因而具有重建湖泊古水位变化的潜力,并应用到博斯腾湖的全新世湖泊环境重建,发现博斯腾湖BST12B钻孔位置早全新世为接近氧化环境的浅湖相环境,而中晚全新世为深湖相沉积环境并存在一个浅水的湖滨相沉积环境。研究结果说明,利用载磁性矿物富集的方法对干旱区湖泊沉积物中所含磁性矿物进行富集后检测是开展干旱区湖泊环境磁学研究的可行手段,对研究湖泊环境变化具有重要意义。     

南析乔治王岛菲尔德斯半岛土壤矿物化学风化特征分析

本文在考察菲尔德斯半岛土环境、土壤理化性状的基础上部分析了本区性土壤的粘土矿物组成粘粒和全土中土壤大量元素的含量，认为亚南极海洋性气候区土壤次生粘土矿物主要是蒙中石、伊利石和绿泥石；土壤矿物风化过程包括脱盐基，周期性滞水氧化－还原脱铁锰和微弱的脱硅过程。     

新疆玛纳斯河蘑菇湖沉积物中粘土矿物及其环境意义

大量研究表明粘土矿物可以作为研究环境演变的载体。玛纳斯河蘑菇湖剖面位于新疆石河子市附近的一个砖厂内,本文利用x衍射法分析了该剖面的粘土矿物的类型与含量变化。这些粘土矿物主要由伊利石、蒙皂石、高岭石和绿泥石组成。对粘土矿物含量的变化分析和对比表明,玛纳斯河流域全新世气候演变可划分为4个阶段。即6．2～9．1 ka BP与1．8—3．6 ka BP为温暖湿润期,0～1．8 ka BP与3．6～6．2 ka BP为干冷期。     

南极半岛西部海域沉积物中粘土矿物研究

对南极半岛西部海域的表层沉积物和岩芯S11样品中小于2微米粒级的分析表明,粘土矿物由蒙脱石、伊利石、绿泥石和高岭石组成。表层沉积物中以蒙脱石和伊利石两种矿物占优势。蒙脱石的变化趋势由北向南递减,在南设得兰群岛周围海区含量最高;伊利石的变化趋势与蒙脱石相反,主要分布在南极半岛西北侧。 岩芯S11中的粘土矿物仍由上述四种矿物组成。蒙脱石含量随深度增大而减少;伊利石和绿泥石含量随深度增大而增高。这种变化趋势表明蒙脱石在间冰期沉积物中最丰富,而伊利石和绿泥石在冰期沉积物中最丰富。     

科尔沁沙地夺奈曼旗普通风砂土中的粘土矿物

通过对科尔沁沙地奈曼旗普通风砂土中粘土矿物的研究,结果表明这类土壤中的粘土矿物主要是伊利石,其次为高岭石,绿泥石,伊利石－蒙脱石混层矿物;它们主要来源于母质,其次来自在土过程,降尘输入量极有限。随成土过程不断进行,粘土矿物主要遵循铝硅盐矿物－绿泥石－蒙脱石－蒙脱石顺序演变。由于母质本身贫乏,成土过程较弱以及比重差异使蒙脱石有独特的搬运与沉降行为,共同造成土壤中缺乏蒙脱石。     

新疆伊犁地区黄土与古土壤的微结构及矿物成分分析

利用偏光显微镜对伊犁地区新源县则克台剖面黄土与古土壤进行分析,观察到黄土的微结构为粉砂细粒支架－镶嵌孔隙－斑状胶结类型,古土壤则属于砂粉土分散－镶嵌斑状－基底胶结类型。二者的矿物种类差异不大,只是相对含量有所变化。古土壤中原生矿物略有减少,次生、蚀变矿物含量相应增加,铁染较普遍,加外,溶解－再沉淀作用常使矿物细粒化,或形成粘土矿物和次生碳酸钙的微粒集合体和微晶充填在次生大孔隙中。这些特征在黄土中料     

长江上游山地土壤的粘土矿物组成特征

以X射线衍射分析,研究了长江上游山地土壤的粘土矿物组成。根据土壤粘土矿物组成分类,划分了粘土矿物地带。采用土壤结构恢复试验,比较了不同粘土矿物组成土壤的结构形成特征。     

呼伦贝尔沙地末次冰盛期晚期至全新世风成沙表面矿物特征及环境意义

运用扫描电镜与能谱分析,研究呼伦贝尔沙地末次冰盛期晚期以来全样风成沙的微区形态和粘土矿物成分。呼伦贝尔沙地的沙粒磨圆度较好,在扫描电镜观察下保存了水成沙粒的特征,意味着沙地物源曾经流水作用到达该区域。颗粒表面同时留有风力搬运的碟型坑等撞击痕迹,为干枯河床沙丘活化、风力搬运流动扩张的过程提供证据。末次冰盛期晚期风成沙颗粒大且表面光滑洁净,未见次生粘土矿物,反映出冰期地表无植被发育,区域沙漠活化、流动性加强。而全新世适宜期的褐色沙质土壤砂粒表面同时发育鳞片状自生粘土矿物和同沉积粘土颗粒及团块。能谱分析表明：全新世适宜期,风化自生粘土矿物有蒙脱石和伊利石,在相对温湿气候条件下,发育干旱碱性土壤,反映出冰后期植被发育、土壤化作用增强。     

囊谦盆地贡觉组含膏盐地层粘土矿物组合特征及气候环境意义

囊谦盆地晚始新世贡觉组厚层红色含膏盐粉砂质泥岩是研究青藏高原始新世古气候演化和含膏盐沉积环境的良好素材。采集囊谦盆地贡觉组约257 m含膏盐地层的碎屑沉积物,研究其粘土矿物成分和组合特征及气候与沉积环境变化。结果显示,粘土矿物主要以伊利石(52.1%)为主,其次为绿泥石(8.1%)和高岭石(3.5%)。根据岩性特征及粘土矿物组合变化,剖面自下而上可划分为3个阶段,分别指示了暖湿—低盐度、冷干—高盐度、较暖湿—低盐度的气候和沉积环境。贡觉组气候与沉积环境受到青藏高原地区干湿交替变化大背景的影响。     

丹棱-思濛扇积物中的漫洪相粘土层

在简述丹棱-思氵蒙冲积扇上覆粘土层的分布与特征之后,应用粒度分析方法和孢粉组合来论述其沉积环境,并尝试应用粘土矿物与土体中易累积的稳定化合物含量与淋溶系数(ba)等所代表的粘土风化程度来论证该粘土层的相对年代。     

河口、海湾沉积磷在全球变化区域响应研究中的意义

通过探讨海陆交互作用带近代沉积磷的生物地球化学循环过程及与大气圈氧气和二氧化碳等的相关关系 ,综述了用环境生物地球化学的理论和方法研究海陆边缘近代沉积磷随时间的变化规律、赋存形态、与相关元素的耦合关系等生物地球化学特征及其在全球变化区域响应研究中的特殊意义。藉此追溯过去气候和环境变化的驱动因素 ,区分自然因素和人类活动作用的影响 ,揭示河口、海湾近代沉积磷对过去气候和环境变化的指示作用 ,为预测未来区域和全球变化趋势及建立模型提供科学依据。     

3种水稻土时间序列黏粒矿物的组合特征与物源指示意义

对南方丘陵区3种不同母质水稻土时间序列黏粒矿物的X-射线衍射（XRD）进行分析发现：① 紫色砂页岩（PS）母质起源土壤的黏粒矿物以高岭石类似矿物为主;第四纪红黏土（RC）母质起源土壤的黏粒矿物以高岭石类似矿物、伊利石类似矿物与三羟铝石为主;红砂岩（RS）母质起源土壤的黏粒矿物以1.4 nm过渡矿物、高岭石类似矿物与三羟铝石为主。② 这3种母质土壤种稻后黏粒矿物的变化大体可分为2种情况。RC与RS母质的起源土壤种稻后,土壤黏粒矿物的变化相对较小,伊利石类似矿物相对含量有所增加,这可能主要与钾肥的持续施用有关。PS母质的起源土壤种稻后,土壤黏粒矿物变化相对较大,表现为高岭石类似矿物相对含量降低,低结晶度的伊利石或次生绿泥石与三羟铝石相对含量上升。PS母质发育的土壤种稻后脱钾明显且主要集中在原生矿物部分。这种原生矿物的脱钾作用对土壤黏粒含量和黏粒矿物的类型都有较大影响。③ 起源土壤的黏粒矿物通常会被水稻土所继承,并在水稻土发育过程中相对稳定,可以用其来指示起源土壤（或母质）的物源组分。     

X射线衍射在盐湖研究中的应用

对X射线衍射仪的工作原理、物相定性、定量分析方法进行了扼要介绍,同时详细论述了X射线衍射仪在盐湖地质(盐类矿物、盐湖粘土矿物、盐湖沉积矿物与古气候古环境关系)、盐湖化工(镁水泥、锂离子电池和晶须材料)和水盐体系相图研究中的应用。     

巴丹吉林沙漠晚更新世沉积物矿物学特征及其指示意义

巴丹吉林沙漠是研究亚洲内陆干旱化等古环境问题的重要窗口。以沙漠东南缘巴润宝日陶勒盖剖面为研究对象,通过详细的薄片矿物学、X射线衍射半定量及粒度等方法指标,综合分析沉积物的结构成熟度和成分成熟度等矿物学特征,恢复该地区在晚更新世沉积环境变化。结果表明：（1） 66.8 ka之前沉积的矿物碎屑分选性好、磨圆较好,稳定矿物含量高;66.8 ka之后,矿物分选性差、磨圆差,稳定矿物含量均下降,粘土矿物增加。（2） 66.8 ka之前沉积物以中砂为主,66.8 ka之后以细砂为主。研究表明巴丹吉林沙漠东南缘66.8 ka前后存在一次沉积环境突变,由风沙沉积转变为湖相沉积,可能代表了一次典型的东亚夏季风增强事件,推测与低纬西太平洋温度升高相关。对于巴丹吉林沙漠东南缘沉积物矿物学的相关认知有助于理解沙漠中沉积环境的转换过程及其驱动因子,并为重建沙漠千年尺度的古环境与古气候演变提供数据参考。