典型韵律互层式灰岩与泥灰岩的地球化学特征对比

通过对德国南部地区上侏罗统麻姆组典型韵律互层式灰岩与泥灰岩进行逐层采样,并进行不溶残余物分析和地球化学测定对比,发现两者所含非碳酸盐物质没有区别。SiO₂、Al₂O₃、Fe₂O₃、K₂O和TiO₂等来源于陆源碎屑物,在灰岩与泥灰岩中的比例完全相同,其含量的不同完全由碳酸盐物质的稀释所引起。元素Sr、Zn、Mn和Mg归为成岩作用控制元素,最先存在形式与碳酸盐有关,但成岩阶段变化极大,Mg的含量主要受白云岩化作用程度控制。另一组元素如S、Ba、Rb和P等介于以上两组元素之间,表现为部分受陆源碎屑物含量控制,部分受成岩作用影响。研究表明,灰岩与泥灰岩韵律互层形成的原因主要是由于碳酸盐物质的沉积速率变化所致,成岩阶段的压溶作用加大了两者的差异,但这种差异只表现在于碳酸盐物质与酸不溶残余物的比例上,而地球化学组成没有本质区别。     

灰岩-泥灰岩韵律层的差异成岩作用

灰岩-泥灰岩韵律层包括结核状灰岩到灰岩和泥灰岩互层,广泛分布在陆棚及深海环境中,出现于各地质时期,是研究高分辨率地层学和环境恢复的理想工具.但是成岩作用在灰岩-泥灰岩韵律层形成过程中的作用一直存在分歧,有的学者认为差异化学压实成岩作用加强了原始沉积的差异,有的学者认为成岩作用不仅能够强烈歪曲原始环境特征,还可以通过自身...     

华南栖霞组灰岩-泥灰岩韵律层的成因

华南中二叠统栖霞组沉积了一套特殊的碳酸盐岩地层, 该套地层富含有机质和硅质结核, 是中国南方四套区域性海相烃源岩之一.在野外露头上, 灰岩-泥灰岩韵律层因为其抗风化能力不同而受到广泛关注, 其在整个华南栖霞组分布广泛.其中, 灰岩层富含各种生物碎屑, 主要包括钙藻、有孔虫和腹足, 其次还有腕足, 棘皮类和介形虫, 偶尔见苔藓虫和三叶虫.灰岩层中较好的保存了易碎的钙质藻类, 说明灰岩的胶结作用发生在成岩早期, 没有明显压实作用的痕迹.泥灰岩以粒泥生物碎屑灰岩和黑色钙质泥岩为主, 主要的生物碎屑以腕足和介形虫为主.生物碎屑都非常破碎, 壳体大都平行层面, 颗粒之间发育大量压溶缝, 说明泥灰岩层经历过强烈的成岩压实作用.基于对灰岩-泥灰岩韵律层的生屑类型和成岩现象的分析, 提出差异成岩作用来解释该套地层的形成过程: 泥灰岩层中不稳定的文石在早期成岩过程中溶蚀, 然后迁移到灰岩层中形成方解石胶结灰岩层; 随后机械压实作用和化学压实作用主要发生在泥灰岩层中; 最终灰岩-泥灰岩层由于差异成岩作用导致其抗风化能力不同而形成不同的露头特征.其中文石溶蚀发生在海水埋藏环境, 有机质的分解为其提供了动力来源, 这与栖霞期较高的原始生产力相符合.      

华南栖霞组灰岩—泥灰岩韵律层的成因

华南中二叠统栖霞组沉积了一套特殊的碳酸盐岩地层,该套地层富含有机质和硅质结核,是中国南方四套区域性海相烃源岩之一.在野外露头上,灰岩-泥灰岩韵律层因为其抗风化能力不同而受到广泛关注,其在整个华南栖霞组分布广泛.其中,灰岩层富含各种生物碎屑,主要包括钙藻、有孔虫和腹足,其次还有腕足,棘皮类和介形虫,偶尔见苔藓虫和三叶虫.灰岩层中较好的保存了易碎的钙质藻类,说明灰岩的胶结作用发生在成岩早期,没有明显压实作用的痕迹.泥灰岩以粒泥生物碎屑灰岩和黑色钙质泥岩为主,主要的生物碎屑以腕足和介形虫为主.生物碎屑都非常破碎,壳体大都平行层面,颗粒之间发育大量压溶缝,说明泥灰岩层经历过强烈的成岩压实作用.基于对灰岩-泥灰岩韵律层的生屑类型和成岩现象的分析,提出差异成岩作用来解释该套地层的形成过程:泥灰岩层中不稳定的文石在早期成岩过程中溶蚀,然后迁移到灰岩层中形成方解石胶结灰岩层;随后机械压实作用和化学压实作用主要发生在泥灰岩层中;最终灰岩-泥灰岩层由于差异成岩作用导致其抗风化能力不同而形成不同的露头特征.其中文石溶蚀发生在海水埋藏环境,有机质的分解为其提供了动力来源,这与栖霞期较高的原始生产力相符合.     

发育完整的灰岩风化壳及其矿物学和地球化学特征

对于碳酸盐岩土覆土壤成因、尽管碳酸盐岩风化残积成土说被多数学者认同,但由于碳酸盐岩中酸不溶物含量极低,在风化成土过程中会伴随着巨大的体积缩小变化,原岩结构和半风化带无法保留,从而缺失了探索上覆土壤物质来源的重要中间环节,使得这种观点缺乏野外宏观证据的支持。最近,我们在贵州、湖南等地发现了数个以泥质灰岩和泥质白云岩为基岩的碳酸盐岩风化壳剖面,尚保留有较好的原岩结构,具有明显的风化壳分带和过渡现象。这些风化壳剖面的发现为深入研究碳酸盐岩风化成土过程提供了良好的研究场所。本文选取了较为典型的吉首泥灰岩风化壳剖面,从矿物学地球化学的角度来探讨碳酸盐岩风化壳的形成过程和发育特征,结果表明该风化壳既遵循非碳酸盐岩（主要是结晶岩类）风化壳的发育特征,也具有自己独特的地球化学演化规律。风化壳总体特点受碳酸盐中的酸不溶物矿物组合及化学成分的影响甚至控制,风化非碳酸盐风壳相似的发育特征。吉首泥灰岩风化壳剖面的发育特征和作者早先提出 的碳酸盐岩风化成土的两阶段模式是一致的,即以碳酸盐矿物大量淋失、酸不溶物逐渐堆积或残积为特征的早期阶段和残积物进一步风化成土的阶段,后一阶段的演化类似非碳酸盐岩类的风化过程。     

武汉地区二叠系栖霞组灰岩-含泥灰岩韵律层生物产率

选取生物产率分析指标生源w(Ba)、生源w(Al)及w(Al)/w(Ti)比值,分析了武汉地区二叠系栖霞组灰岩-含泥灰岩韵律层的生物产率变化;同时用w(V)/w(V+Ni)、w(V)/w(Cr)及w(Mo)等指标分析了韵律层的古氧相特征.结果表明:武汉地区栖霞组灰岩-含泥灰岩韵律层灰岩部分的生物产率较低,形成于常氧环境;含泥质灰岩部分的生物产率明显较高,形成于缺氧环境.这种生物产率和沉积环境古氧相随韵律层规律性的变化,证实生物产率是导致栖霞组有机质质量分数变化的主要原因.     

皖北宿州地区寒武系豹皮灰岩地球化学特征及其地质意义

为研究宿州地区寒武系豹皮灰岩地球化学特征及其地质意义,对研究区岩石进行了系统鉴定,并对其主量元素和微量元素进行了地球化学测试。结果显示:寒武系豹皮灰Ti含量、Er/Nd、Y/Ho值均偏低,反应其形成过程中受到陆源碎屑的影响。元素具有明显的U、Pb、Sr、Sm富集及Ba、Nb、Ce、Pr、Zr亏损,稀土总量为3.07×10~(-6)~7.00×10~(-6)(平均为5.33×10~(-6)),低于典型海相灰岩值。V含量较低,V/Cr比值在1.02~1.73之间,说明豹皮灰岩形成于氧化环境;Sr/Ba异常值较高,反映了高度咸化条件下的海相沉积;Sr/Cu值暗示了干旱的气候条件。综合前述认识,研究区豹皮灰岩应形成于局限碳酸盐岩台地环境。     

河南嵩县南部地区成矿地球化学特征

河南嵩县南部地区位于豫西东秦岭成矿带上,区内广泛分布熊耳群火山岩系,马超营大断裂从其南部通过,南部有燕山期花岗岩基.对区内地层、构造、岩浆岩地球化学特征的分析表明该区为低背景成矿;熊耳群鸡蛋坪组地层和安山岩、凝灰岩有利于成矿;成矿元素在断裂尤其是次级断裂中富集;燕山期岩体周边形成一个高温异常带;地球化学场表现为“一线两环两面”的特征.指出沿马超营断裂带和燕山期花岗岩基外围,熊耳群鸡蛋坪组安山岩、凝灰岩是寻找金、银、铅、锌、钼矿的有利地区.     

苏北燕子埠地区张夏组鲕粒灰岩地球化学特征及成因

燕子埠地区大规模出露张夏组厚层状鲕粒灰岩,为苏北地区的古海洋环境研究提供了材料。采用野外观察、镜下鉴定、化学测试等方法,对研究区张夏组下段鲕粒灰岩的岩石学及地球化学特征开展了研究。结果表明：研究区鲕粒灰岩主要由鲕粒和亮晶方解石胶结物组成;微量元素与稀土元素分布特征具有一致性,表明张夏组沉积期海洋环境保持相对稳定;鲕粒灰岩的地球化学特征受陆源物质混染及成岩作用的影响较弱,可用于古环境恢复;综合地球化学和岩石学判别指标,认为研究区张夏组下段鲕粒灰岩形成于炎热干旱、蒸发量大、氧化高能的陆表海边缘沉积环境。以上研究成果可为苏北地区寒武纪古环境恢复提供重要依据。     

广西来宾栖霞组缺氧沉积环境的地球化学特征

地层的岩石地球化学特征是判断其形成环境氧化还原条件的重要手段之一，笔者对广西来宾铁桥剖面栖霞组中层纹状灰岩和含泥质灰岩进行岩石地球化学分析，结合栖霞组积学和古生态学特征，对栖霞组沉积环境进行了探讨，岩石微量元素含量、黄铁矿矿化程的DOP值、痕量元素V/Cr、Ni/Co、U/Th、V/（V Ni)等比值的研究结果显示，研究区具有缺氧沉积成因地球化学特征，是由温度引起的季节性盆氧。     

Diagenesis of plattenkalk: examples from the Solnhofen area (Upper Jurassic,southern Germany)

The Upper Jurassic (Tithonian) plattenkalk successions in the Solnhofen/Eichstätt area consist of alternations of thin‐bedded, laminated, fine‐grained, very pure limestones (so‐called ‘flinz beds’) and softer interlayers with slightly lower carbonate contents that are also laminated and show a foliaceous weathering appearance (‘fäule beds’). These successions are world famous for their exceptionally well‐preserved fossils. In contrast to the well‐studied wealth of fossils, little is known about the origin and diagenesis of the host rock. The reason for this discrepancy might lay in the monotonous appearance of these fine‐grained mudstones that require electron microscopical examination. Study of samples from the Solnhofen–Eichstädt area implies that flinz and fäule beds have undergone differential diagenesis. The ultrastructure of the flinz beds is characterized by interlocking microspar crystals, whereas the fäule beds show smaller and less interlocking crystals. The ratios of diagenetically inert trace elements lack clear differences between the two interlayered lithologies. While most authors agree that the flinz–fäule rhythm reflects rhythmically changing environmental conditions, primary rhythms can be taken as proven only where statistically significant differences in diagenetically resistant proxies are found. The absence of clear primary differences between flinz and fäule beds, however, leaves the question of primary differences unsolved. It is concluded that diagenesis has had a strong influence on the genesis of the lithological rhythm, and that any primary rhythm underlying the diagenetically mature rhythm is less clear than generally assumed.     

准噶尔盆地腹部及西南缘侏罗系烃源岩分子地球化学特征及形成环境剖析

准噶尔盆地腹部及西南缘侏罗系烃源岩厚度大,分布广,部分层段烃源岩较好,并已发现油源贡献,勘探前景较好。本文在前人基础之上,依据有机地球化学及有机岩石学的实验室分析测试手段,系统研究了侏罗系烃源岩分布特征、生烃潜力、分子地球化学特征及沉积环境。结果表明,盆1井西凹陷整体上侏罗系烃源岩生烃潜力较差,沙湾凹陷侏罗系八道湾组与西山窑组部分层段生烃潜力较好,三工河组烃源岩较差,四棵树凹陷侏罗系八道湾组分布较好的烃源岩,而三工河组与西山窑组烃源岩较差。此外,八道湾组沉积早期,主要发育三角洲前缘亚相与滨浅湖相,沙湾凹陷发育滨浅湖相、湖沼相,其南部发育半深湖相,有机质发育,烃源岩主要形成于以陆源高等植物输入为主的弱氧化-强氧化的沉积环境。三工河组沉积期,研究区大部分地区发育滨浅湖相,沙湾凹陷及东部地区局部发育半深湖相,烃源岩形成于强氧化的沉积环境,有机生源主要为陆源高等植物碎屑。西山窑组沉积期间,玛湖凹陷、陆梁隆起带及盆1井西凹陷发育三角洲平原与前缘亚相,沉积中心向沙湾凹陷的东部和南缘迁移,主要发育半深湖相沉积,烃源岩主要形成于弱氧化-强氧化的湖沼环境,生源输入以陆源高等植物为主。     

南秦岭水沟钒矿床地质地球化学特征及成因

水沟钒矿床产于南秦岭下寒武统水沟口组的黑色岩系中,该黑色岩系为一套碳—硅—泥岩建造,形成于早寒武世扬子陆块北部的被动大陆边缘。钒矿体呈层状产出,与地层产状一致,含矿岩石主要为硅质岩夹炭质泥岩。通过对岩性组合与钒含量的对比分析,发现钒含量与含矿岩石中炭质泥岩出现的频率呈正相关;对较富的钒矿石进行X衍射测试,钒主要赋存于炭质泥岩中的钒云母中。通过对钒矿石的主量元素、微量元素、稀土元素及氧同位素特征研究,表明水沟钒矿床形成于大陆边缘与深海环境过渡带上的缺氧沉积环境中,其沉积物源来自海底热水及近陆源剥蚀的混合区,生物活动对于成矿物质的聚集、沉淀具有重要作用。综合地质、地球化学特征,认为该矿床属于生物-热水沉积成因。     

赣南草桃背铀矿床中绿泥石地球化学特征及成矿指示意义

赣南草桃背铀矿床位于会昌地区河草坑铀矿田,是一个大型火山岩容矿的铀矿床,成因机制存在较大争议。矿床内发育有大面积的花岗岩和火山岩,矿体主要赋存在火山隐爆角砾岩和震碎花岗岩中。文章以该矿床内花岗岩、火山岩及矿石中广泛发育的蚀变矿物绿泥石为研究对象,采用电子探针及LA-ICP-MS原位微区分析技术对其矿物化学组成进行分析。分析结果表明,花岗岩和矿石中的绿泥石主要为富铁的鲕绿泥石和蠕绿泥石,火山岩中的绿泥石则为相对富镁的密绿泥石。各类绿泥石阳离子置换关系主要以Fe、Mg置换为主,同时存在一定的Tschermak（TK）和二八—三八面体（DT）替换机制。矿石中绿泥石具有相对较高含量的Ti、Li、Be、B、Zn、Ga、Ge、Sn、Cs、U、Rb和Ba等元素,并显示出较低的Th/U比值。矿石中绿泥石的结晶温度区间为201~269℃,平均值为242℃,属于中低温热液作用的产物。矿石中绿泥石的氧逸度（log f O₂）变化于-48.4~-41.2之间,平均值为-44.5,硫逸度（log f S₂）变化于-7.5~+2.8之间,平均值为-1.8,草桃背铀矿床的铀矿化主要形成于低氧逸度、高硫逸度的环境。     

准噶尔盆地南缘泥火山活动及其伴生油苗的地球化学特征和意义

文中对准噶尔盆地南缘乌苏四棵树和独山子泥火山的构造背景进行了分析,指出其形成主要是由于天山北缘中新生 代沉积层中地势高低造成的水压差和地层层间压力差,导致丰富的地下水沿着背斜顶端发育的断裂带上升,与通道周围的 泥质岩石相遇,泥浆形成并喷出地表而成为泥火山。论文还对四棵树和独山子泥火山的伴生油苗进行了全油色谱和生物标 记化合物研究,对比相关烃源岩地球化学特征及前人有关研究成果,指出油样有机质均处于成熟阶段,油源可能是侏罗系 与古近系烃源岩的混合产物。研究结果对探索该区泥火山的成因和油气成藏条件具有重要意义。     

白银地区细碧石英角斑岩地球化学特征——兼谈白银板块构造环境

白银地区细碧石英角斑岩具有高钠低钙、富水的特点。地球化学成分与世界其他地区细碧角斑岩基本接近,而明显地区别于正常玄武岩。在里特曼岩系指数图上,细碧岩是一条斜率较大、碱性程度较高的曲线;石英角斑岩是一条斜率较小、碱性程度较低的曲线。从各种岩石的氧化物含量、比值和化学图解看出,其原岩为钙—碱系列岛弧玄武岩。据微量元素含量和图解、稀土元素标准化模式和稀土比值也得出与岛弧大陆拉斑玄武岩一致的结论。因此,该区为弧—沟系敛合型的岛弧及其活动的大陆边缘。     

澜沧江南带火山岩系侏罗纪火山岩的存在及其地质意义

澜沧江南带火山岩系是古特提斯构造演化的产物,是反演古特提斯演化的利器.本文选择带内南段普洱地区那澜村剖面火山岩进行了系统的年代学和地球化学研究,为古特提斯洋演化过程提供了新的认识.那澜村火山岩为一套发育斑状结构、流纹构造的流纹岩,其斑晶由半自形板柱状钾长石和石英组成,基质为隐晶质长石、石英.主量元素中SiO2含量介于75.59%~77.40%之间,Al2O3含量介于11.69%~12.20%之间,K2O含量(4.13%)大于Na2O(3.72%),属过铝质高钾钙碱性-钙碱性系列火山岩.主量元素CaO/Na2O值为0.01~0.04,Al2O3/(MgO+TFeO)为0.03~0.06,CaO/(MgO+TFeO)为5.51~6.66,微量元素Nb/Ta比值集中在12.27~13.08,放射性同位素组87Sr/86Sr比值为0.714~0.719,207Pb/204Pb为15.733~15.760,206Pb/204Pb为18.903~19.400,表明火山岩源区为重熔的含(变质)泥岩地壳.微量元素标准化配分曲线呈不规则锯齿状且具高度一致性,Rb、Nb、Ta、Y、Yb等数据具富Rb低Nb、Ta、Y、Yb特征,表明澜沧江南带火山岩具有陆缘弧火山岩属性.LA-ICP-MS测定锆石U-Pb年代学表明那澜村火山岩谐和年龄为(200.6±2.8)Ma,和澜沧江南带北段火山岩活动(210–280 Ma)具有一致性,说明澜沧江南带火山活动至少延伸至早侏罗世,也即古特提斯洋的俯冲活动至少持续到早侏罗世.     

松辽盆地北部中二叠统碳酸盐岩元素和稳定同位素地球化学特征与古环境

松辽盆地中二叠统哲斯组发育一套暗色泥岩、灰色砂砾岩与灰岩沉积组合,灰岩中产海相腕足类和双壳类化石。由于受钻井进尺和取心资料限制,前人对盆地覆盖区晚古生代地层及其沉积环境研究较少。对采自松辽盆地杜101井、杜103井剖面哲斯组的白云质灰岩进行了系统的稳定同位素和微量元素、稀土元素分析,首次获取了盆地覆盖区中二叠统灰岩元素地球化学资料。测试结果显示碳同位素δ¹³C_PDB值一般>0(均值为1.68‰),氧同位素δ¹⁸O_PDB值全部<-15‰(均值为-19.98‰),碳、氧稳定同位素关系图解显示二者呈正相关关系,表明白云岩化作用对灰岩同位素改造作用明显。稀土元素(REE+Y)总量为56.88×10^-6~143.72×10^-6,均值为108.92×10^-6,PAAS标准化后显示具有轻稀土相对于中稀土和重稀土亏损、δEu(均值0.94,最大值1.57)负异常、δCe(均值0.87,最大值1.06)普遍负异常和相对高的Y/Ho均值(均值34.59)等特点,与正常海相具有大体相同的稀土元素配分模式;而微量元素Ba(均值281.55×10^-6)、Zn(均值71.91×10^-6)、Y(均值17.44×10^-6)、Zr(均值117.75×10^-6)和Rb(均值66.84×10^-6)等元素含量整体较高,Sr/Ba(均值2.91)、Th/U(均值2.75)、V/Cr(均值1.45)和V/(V+Ni)(均值0.66)等比值适中,指示研究区哲斯组沉积时期主体为一种频繁受陆源碎屑混染作用影响的碳酸盐台地或滨海岸环境。     

Jurassic Intra-plate Basaltic Magmatism in Southeast China: Evidence from Geological and Geochemical Characteristics of the Chebu Gabbroite in Southern Jiangxi Province

Geochemical and isotopic investigations have been carded out on the Chebu gabbroite in southern Jiangxi Province, southeast China and these results are compared with gabbro bodies along the coast of Fujian Province in order to understand their magma sources and tectonic implications. The Chebu intrusion formed at the beginning of the Middle Jurassic （172~4.3 Ma）. These rocks are Ti-rich and Al-poor in major elements, characterized by strong enrichment in large-ion lithophile elements （LILE） and moderate enrichment in high field strength elements （HFSE） and light rare-earth elements CLREE）, without pronounced Nb or Ta anomalies. Age-correlated Sr-Nd isotope ratios show moderately high ranges of （^87Sr/^86Sr）i from 0.7065 to 0.7086 and 0.5124 to 0.5125 of （^143Nd/^144Nd）i. The geochemical characteristics of the Chebu gabbroite suggest that it is notably different from island-arc basalt and similar to intra-plate basaltic rocks. By combining interpretations of its geological and geochemical characteristics and the regional geological development history, the Chebu gabbroitic intrusion is thought to be the product of asthenosphere upwelling and rapid lithosphere extension during a transition of tectonic systems in southeast China. The tectonic environment and source characteristics of the intrusion are different from Cretaceous gabbro bodies along the coast of Fujian Province, The former formed in a tectonic environment of rapid intra-plate lithospheric extension and the source characteristics were of a weakly enriched primitive mantle, whereas the latter originated mainly in a volcanic-magmatic arc extensional tectonic environment and the nature of the source was an enriched mantle with more subduct subducted components.