南鸟岛东南部海域沉积物地球化学特征及其稀土资源指示意义

为了深入了解南鸟岛东南部海域表层沉积物的物质来源及其沉积环境和稀土元素富集情况,对 大 洋４０航次在该区获取的深海沉积物岩心进行了主量、微量以及稀土元素含量测试分析。结果表明:沉积物为典型的深海黏土沉积。稀土元素标准化配分模式及 Ｌａ／Ｙｂ、Ｌａ／Ｔｂ等 结果 表 明,研究区沉积物物源受陆源物质主导,同 时海山玄武岩及其风化产物与硅质沉积也有一定的贡献;结合δＣｅ值与微量元素相关比值分析,研究区总体为稳定的偏氧化环境;区域内稀土元素富集主要受生物磷酸盐控制,并同时受到铁锰氧化物的影响;受陆源物质沉积作用的广泛影响,区域内表层沉积物中稀土元素质量分数偏低,但随深度增加,稀土元素富集程度规律性渐次升高。根据 ＣａＯ／Ｐ２Ｏ５－ｗ（ΣＲＥＹ）相关性非线性拟合,推测在７１０ｃｍ 以下深度可能有富稀土元素深海沉积物的分布。      

西南印度洋中脊钙质沉积物地球化学及矿物学特征

深海沉积物研究能够为海底资源开发利用提供丰富的信息,对推动沉积学发展具有重要的理论意义。以中国大洋科考
20航次西南印度洋中脊附近的钙质沉积物为研究对象,选取了10个沉积物样品进行了X射线衍射物相分析、扫描电镜分析、碳氧
同位素及微量元素测试。结果表明,研究区钙质沉积物矿物组成主要为方解石,黏土矿物含量较低。方解石以钙质超微化石颗石
藻及有孔虫的形态存在,碳氧同位素特征显示超微化石生活在正常的近表层海水环境中,死亡后埋藏环境稳定。稀土元素具有总
量低、轻重稀土元素分异明显、Eu中等负异常、Ce中等负异常的特征。微量元素中富亲石元素、贫亲铁元素,亲生物元素Sr、Ba含
量远高于其他元素。微量元素特征及Ceanom值说明沉积环境偏氧化。沉积物中大量的生物成因方解石及地球化学特征反映了研
究区物源以生物源为主、含有少量陆源及幔源物质的特点。      

南太平洋提基海盆地质特征及深海资源潜力

深海盆地是地质矿产资源开发的战略要地,国际上对深海矿产的勘探竞争也日趋激烈。以南太平洋提基海盆为目标区,分析了海盆区的地形、地层特征和资源潜力。分析表明:①海盆形态受东太平海隆洋中脊扩张、土阿莫土隆起和马克萨斯断裂带、南方断裂带的构造控制,洋壳年龄在４０～２０Ｍａ之间,所获玄武岩为早渐新世形成,年龄超过２９ Ｍａ;②地层沉积物以钙质生物化石、黏土为主要物质组成,并含有沸石、铁锰结核、铁的氧化物等海洋自生物质;③沉积地层呈“三明治”式结构,初步建立了土阿莫土大洋组、南方大洋组岩石地层单位,分别代表站位顶部的远洋黏土层（以第四纪为主）、站位底部含铁含黏土的钙质超微化石软泥层（早渐新世）。站位中部地层可与赤道地区的地层对比,划归至马克萨斯大洋组（晚渐新世－上新世）。④站位揭示提基海盆可能大范围缺失中－晚中新世至上新世的地层,推测是由海盆沉降与海洋碳酸钙补偿深度加深引起钙质溶解而形成沉积间断。⑤海盆海底浅表的远洋黏土层中稀土元素含量高,容易勘查和开采,极具资源开发潜力。      

西南印度洋中脊48.6°~51.7°E沉积物地球化学特征

为了深入了解西南印度洋中脊调查区表层沉积物的物质来源和沉积环境,对大洋第30航次在该区域获取的21个表层沉积物样品进行了物相鉴定和主量元素、微量元素及稀土元素含量测试,分析结果显示,样品可分为Si质沉积物和Ca质沉积物两类,其中Si质沉积物富含Si、Mg、Fe、Al,稀土元素含量特征、轻重稀土元素分馏特征,以及稀土元素的北美页岩归一化曲线均表明沉积物保留了N-MORB的特征,主要为基性岩、超基性岩的风化产物;而Ca质沉积物富Ca、LOI、Sr,稀土元素以及微量元素之间的分配均指示沉积物物源为生源主导;所有站位均显示了两类沉积物不同程度的混杂,表明物质来源具有一定的多样性,调查区总体为稳定的偏氧化环境。      

豫西巩义地区上石炭统本溪组泥岩地球化学和富锂特征及其控制因素

泥岩的沉积序列和地球化学特征包含大量地质信息,广泛应用于沉积学及其物源分析等。豫西巩义地区上石炭统本溪组富集锂资源,但对于锂资源的来源、沉积条件等控制因素及赋存的矿物等不明确。基于野外露头等资料,综合分析豫西巩义地区上石炭统本溪组主量、微量和稀土元素特征,阐明本溪组锂富集特征,探讨本溪组的源岩、岩石风化程度、沉积物分选状况和古环境特征,进而分析本溪组锂富集的成因。结果表明：本溪组锂资源丰富,主要富集在泥岩中(Li平均质量分数为1 487×10^-6),而铝土矿Li含量较低;沉积序列表明,本溪组主要以细粒沉积物为主,形成于潟湖环境;B/Ga、Sr/Cu值等参数表明沉积时期海水为微咸水,气候条件为温湿—干热气候,处于还原环境;微量和稀土元素等综合图解分析表明,物源区母岩以长英质岩浆岩为主,灰岩和泥岩等是次要物源,化学蚀变指数、风化指数参数及图解表明源岩遭受强烈的风化作用,经历沉积再旋回作用。本溪组富锂泥岩的物源、沉积特征等综合分析表明,锂资源的富集与泥岩中高岭石、绿泥石等黏土矿物关系密切,本溪组源岩为锂富集提供物质基础,沉积物的再旋回过程、沉积环境等沉积特征影响锂资源的...     

非活动海底热液区

近日,我国第20航次大洋科学考察队首次在西南印度洋海域深海洋中脊成功发现一个非活动的海底热液区。 该区域海水深度在1800米左右,海底表层赋存大量死亡生物沉积而成的双壳角质层。科考队在该区域已成功取得多个“烟囱”样品以及大量多金属硫化物样品。     

湖泊沉积物的矿物组成、成因、环境指示及研究进展

湖泊沉积物是不同地质、气候、水文条件下各类碎屑、黏土、自生/生物成因矿物以及有机物质等的综合体。沉积矿物蕴含着丰富区域和全球环境演变信息,如湖水的化学组成、流域构造、气候、水文以及人类活动的相互作用等。相关信息可以赋存在矿物外部微形貌、内部微结构、化学组成、物理和化学性质、同位素组成、谱学特征、成因以及共生组合等方面。因此,湖泊科学的许多关键课题都离不开矿物学,特别是在利用湖泊沉积物进行区域及过去全球变化研究中,深入的机理研究归根到底都要涉及矿物学,如流域化学风化作用、粒度组成、生物壳体化学组成、测年材料的选择等。然而,由于湖泊沉积物中矿物的多源性、复杂性,如何有效提取和解译其中的环境信息,是一项长期困扰研究者的课题,湖泊沉积矿物学的研究往往被许多研究者所忽视,中国的相关研究也较为薄弱。笔者综述了湖泊沉积物中碎屑、黏土、自生/生物矿物的矿物组合、特征、成因在(古)环境反演中的作用及最新研究进展,提出除了继续加强对湖泊沉积物中矿物来源、成因和古环境示踪的深入研究以外,矿物相间的转变及其对湖水和孔隙水组成的响应、一些非晶质或隐晶质及低丰度矿物相在湖泊化学和动力学中的作用也是很有潜力的研究领域,最后提出了研究中存在的一些问题、面对的挑战以及对研究前景的展望。     

湖南澧水下游表层沉积物稀土元素特征

采样测定了湖南澧水下游表层沉积物21个样品的稀土元素地球化学含量,分析了稀土元素组成特征,据此探讨其物质来源。结果表明:澧水下游表层沉积物中稀土元素总含量为(109.12～192.27)×10^-6,平均为148.37×10^-6;与湖南土壤背景值相比较,澧水下游表层沉积物含量处于略偏低水平;21个样品的稀土元素含量变化规律高度一致,组成特征变化较小;稀土元素组成表现为轻稀土元素相对富集而重稀土元素相对亏损,Eu呈中等程度亏损,Ce呈弱的负异常;澧水下游表层沉积物的稀土元素总含量、特征参数,与湖南土壤、长江沉积物背景值比较接近,其大陆上地壳标准化和球粒陨石标准化稀土元素配分模式与长江沉积物很接近,这可能暗示了澧水下游表层沉积物除了主要来源于澧水河流侵蚀搬运物外,部分可能来源于松滋口、太平口和藕池口等荆江3口泄洪带入的长江沉积物。     

基于锆石U-Pb年龄的黄土高原红黏土沉积序列物源示踪

黄土高原广泛沉积的新近纪红黏土序列对东亚古气候具有重要的指示意义。通过甘肃灵台红黏土剖面7.0、6.5、5.5、3.2Ma沉积物和山西保德红黏土剖面6.56、5.24、3.50 Ma沉积物碎屑锆石U-Pb年龄的对比,表明黄土高原不同区域红黏土沉积物物源在空间上具有一致性,而在时间上具有差异性。通过与周缘潜在物源区碎屑锆石U-Pb年龄对比,可将黄土高原红黏土沉积物物源的差异划分为3个沉积阶段:第一阶段(5.7~7.0 Ma)物源主要为西昆仑山、帕米尔高原;第二阶段(3.4~5.7 Ma)物源主要来自塔克拉玛干沙漠;第三阶段(2.6~3.4 Ma)物源主要为阿拉善区域。红黏土沉积物物源的变化表明2.6~7.0 Ma处于西风逐渐减弱伴随东亚季风逐渐增强的过程,物源的两次变化对应于约5.7Ma墨西拿盐度危机和约3.4Ma青藏高原的隆升,说明青藏高原以及中国西部山脉的隆升和板块运动控制下的特提斯洋演化是影响黄土高原风成沉积的重要因素。     

塔西北地区下寒武统碳酸盐岩地球化学特征及其古环境意义: 以舒探1井为例

近年来,塔里木盆地盐下已成为深层油气勘探最重要的领域之一。下寒武统肖尔布拉克组是最主要的勘探层位,目前该层段地球化学特征和古环境的分析主要集中在柯坪露头区,而盆内缺乏相关研究。以盆内巴楚隆起舒探1井为例,对下寒武统肖尔布拉克组岩石学和地球化学特征(主、微量元素,稀土元素及碳氧同位素)进行了高精度分析,重建了其沉积时期的古环境及其变化特征。研究表明:舒探1井肖尔布拉克组发育多种类型的白云岩。下部以厚层藻云岩为主,中部为薄层泥岩夹白云质灰岩,上部以细-粉晶白云岩为主。样品La_n/Yb_n均值为1.09,下部和上部呈现出Eu的正异常,薄片中可见硅质胶结、硅质碎屑和溶蚀现象,表明研究区可能受到了热液作用的影响。该组中部沉积物粒度较细并富集氧化还原敏感元素,V/Cr和Ni/Co分别介于2~4.25和5~7之间,表明沉积水体为次氧化环境,而上部和下部沉积物粒度较粗,氧化-还原敏感元素含量及其比值均较低,表明沉积水体为氧化环境。肖尔布拉克组δ13C值在-1.3‰~2.7‰之间,由下自上先降低后升高,下部和中部存在2个显著的正异常及1个负异常。古环境恢复表明肖尔布拉克期古盐度先降低后升高,古温度显示出逐渐上升的特点;肖尔布拉克组顶部古盐度较高,藻云岩发育,伴随着后期的淋滤和改造作用,是优质白云岩储层发育的有利部位。研究成果可以为该区的油气勘探提供依据。      

珠江口盆地阳江东凹文昌组泥岩稀土元素特征及其地质意义

沉积岩中的稀土元素具有良好的化学稳定性, 能够较好保存原始沉积记录。为了揭示阳江东凹文昌组发育时期的物源区物质来源、构造背景和沉积环境, 选取凹陷内Y-1井文昌组泥岩样品进行元素测试, 系统分析研究区文昌组泥岩稀土元素地球化学特征。结果表明, 文昌组泥岩稀土元素含量高, 轻稀土元素相对富集, Eu为明显负异常, Ce为微弱正异常特征。文昌组物质来源以花岗岩为主, 含有少量沉积岩, 沉积源区为被动大陆边缘构造背景。Ce_anom和δCe参数指示文昌期水体处于还原环境, 为优质烃源岩发育提供良好的保存条件, 纵向上水体还原性演化规律为: 强→弱→强→弱, 与文昌组泥岩TOC变化趋势一致。      

陕西凤太地区泥盆纪层控铅锌矿床的形成与演化史及其地质依据

作者在工作期间收集了大量的与成矿有关的沉积残余组构以及后来活化热液改造的实际资料。本文试图从该区所发生的地质事件的历史演化关系入手,来探讨这类矿床的成因。文中提出了含铅锌的硅质铁碳酸盐沉积建造是这类矿床形成的物质基础;区域变质产生的活化热液是使沉积含矿层中物质活化、局部迁移、就地或近地富集的主要因素。在此之前的成岩压溶作用,对矿质的初步富集也曾起过一定的作用。工业矿体定位的相对地质时代为区变末期到动力变质之前所发生的活化热液期。镁质对活化热液的形成及矿质的富集沉淀起了明显的作用。故此类矿床的成因应属于“沉积——区变末期活化热液就地富集型层控铅锌矿床”。     

鄂北大洪山地区~817 Ma洋岛玄武岩的发现及意义

最新地质调查发现鄂北大洪山地区存在晋宁期的俯冲增生杂岩,其主体以一套弧前碎屑岩(复理石)为基质,夹大量白云岩、砾岩、硅泥质岩、辉长岩、辉绿岩、玄武岩等岩块,岩块与基质、岩块与岩块之间以断层接触。杂岩中大量的镁铁质岩岩块可能形成于洋中脊、洋内弧、洋岛等不同类型与洋盆演化相关的构造环境,首次报道绿林地区杂岩中一套呈岩块产出的洋岛碱性玄武岩。地球化学方面,绿林地区玄武岩具低K₂O、高TiO₂、 Nb/Y=0.88~1.06、轻稀土元素强烈富集、重稀土元素明显亏损等特点,整体与夏威夷洋岛碱性玄武岩的地球化学特征基本一致。绿林玄武岩LA-ICP-MS锆石U-Pb测年结果显示,17个测点加权平均年龄为(817.1±7.2) Ma (MSWD=3.3),代表绿林玄武岩的形成年龄。因此绿林玄武岩可能代表晋宁期的洋岛碱性玄武岩残块,成岩岩浆来源于富集地幔。绿林洋岛碱性玄武岩与大洪山地区其他洋岛玄武岩类岩石组合可能同是洋盆消减过程中的洋壳物质残余,不同类型洋岛玄武岩的出现是洋盆演化阶段性、复杂性的体现,这些岩石建造的厘定为大洪山存在晋宁期缝合带的观点提供了强有力的证据。      

江汉平原高砷含水层沉积物地球化学特征

选取江汉平原典型地下水砷中毒区仙桃市沙湖原种场为研究区,对3个长50 m的钻孔沉积物砷含量与赋存形态及其他化学组成进行了分析。结果表明区内沉积物砷质量分数为1.35_~107.5 mg/kg (平均值为12.8 mg/kg)。黏土或亚黏土层中砷含量较高,这与细粒沉积物中铁锰氧化物、黏土矿物对砷的吸附有关。地下20 m左右深度内含水层沉积物中砷含量最高,相应地下水中砷质量浓度高达到1 000 μg/L。草酸-草酸铵选择性提取结果指示沉积物中10%_~77% (平均38%)的As与无定形铁氢氧化物结合,表明无定形铁氢氧化物还原性溶解可能是控制砷释放与还原的主要地球化学过程,并且有机质生物氧化机制极大地促进了该过程。然而,沉积物中仅1.2%_~23%的铁被草酸-草酸铵提取,含水层中砷浓度主要受铁的氢氧化物还原性溶解影响,但其他形式的铁、有机物的吸附作用亦控制着砷的含量。      

昆仑造山带石炭纪岩相特征及构造古地理

通过多年野外观察、分析测试,结合覆盖全区的1：250000区域地质调查资料及其他前人研究成果,选择昆仑造山带晚古生代洋盆发育的典型时期石炭纪,对其地层、岩相特征、构造古地理以及构造演化进行了研究。研究表明：昆仑造山带石炭纪总体处于伸展裂陷的大地构造背景,昆北为活动边缘裂谷,大部分区域为滨浅海相沉积,局部为半深海及火山盆地相沉积;昆中大部分地区为洋岛或水下隆起,洋岛主要为剥蚀区,水下隆起部分主要为滨浅海相沉积,局部地区为碳酸盐岩台地;康西瓦-木孜塔格-阿尼玛卿一线为有限洋盆（昆南洋）,昆南大部及昆中部分地区为深海一半深海相沉积,昆南部分地区为滨浅海相沉积;总体表现为两堑夹一垒、洋岛遍布、南深北浅的多岛小洋盆的构造古地理格局。     

广西十万大山盆地扶隆坳组地球化学特征及其地质意义

为了探究广西十万大山盆地扶隆坳组地球化学特征及其地质意义,在显微镜下对研究区砂岩进行了系统鉴定、碎屑颗
粒组分统计,并利用ICP-MS对该区泥岩样品进行了微量元素和稀土元素分析,结果显示扶隆坳组砂岩碎屑颗粒组分石英颗粒含
量较高,长石含量较少,岩屑以浅变质岩屑为主,Dickinson图解显示物源区为再旋回造山带;泥岩样品的REE受成岩作用改造微
弱,且主要来自陆源碎屑矿物,源岩主要为沉积岩及花岗岩岩石;稀土元素和微量元素相关参数显示晚三叠世扶隆坳沉积时期气
候相对湿热,沉积了一套以陆相沉积环境为主的碎屑岩。综合前述认识,结合本区构造演化史,推断扶隆坳组物源供给主要来自
晚泥盆世-早石炭世钦防海槽沉积的硅质岩、硅质页岩及泥岩,源区构造背景兼有活动大陆边缘和被动大陆边缘的性质。      

贵州大竹园大型铝土矿稀土元素地球化学特征及其意义

贵州大竹园大型铝土矿是中国近年来取得重要找矿进展的大型铝土矿之一。以采自大竹园矿区栗园向斜不同部位铝土矿、铝土岩和黏土岩的样品为研究对象,分析了这些样品的稀土元素含量(质量分数)特征及空间分布特征,研究了稀土元素含量与铝土矿质量及成矿过程的关系,最后就稀土元素对于成因和环境的指示意义进行了讨论。结果表明:铝土矿、铝土岩和黏土岩稀土元素总含量(不包括Y)分别为107.07×10-6、185.00×10-6和246.28×10-6,依次增高,说明铝土矿的成矿过程是一个稀土元素贫化的过程,也是Eu异常和Ce异常趋于增大的过程,即相对于黏土岩来说,铝土矿具有高Eu异常、Ce异常的特征;相对于重稀土元素来说,无论是栗园向斜西翼还是东翼,铝土矿轻稀土元素相对富集,且轻稀土元素含量以及La与Yb含量之比均随深度变浅而增加;单纯利用稀土元素图解不能有效反映成矿物质的来源,但可以大体反映含矿岩系形成于海相或海陆过渡相环境;大竹园大型铝土矿与黔北其他铝土矿一样,总体上属于沉积型,可能与古喀斯特化过程、古风化过程有关。     

鄂西恩施奥陶系－志留系界线附近沉积地球化学与沉积环境

鄂西恩施地区龙马溪组下部发现一套厚度在３０～５０ｃｍ 之间的生物屑灰岩,时限上相当于赫南特期,灰岩层下部为深水沉积的富含笔石化石的生物屑硅质岩,其上为薄层状富含笔石化石的含炭质生物屑泥质粉砂岩夹炭质页岩。灰岩顶底界面均为岩相突变面,代表海平面的突然变浅与加深。在详细的野外工作基础上,结合微量元素和稀土元素研究,证明灰岩为浅水沉积的产物,将其与华南其他区域赫南特期进行了对比分析,探讨了研究区的沉积古地理变迁特征。      

陕西镇巴－重庆城口锰矿沉积环境及成矿作用

系统采集陕西镇巴－重庆城口锰矿富集区典型锰矿床容矿岩石样品,采用元素地球化学方法研究该区域锰矿沉积环境和成矿作用。微量元素地球化学指标 Ｔｈ／Ｕ、Ｎｉ／Ｃｏ、Ｃｅ／Ｌａ、Ｖ／Ｓｃ、Ｃｄ、Ｍｏ分 析 显 示:震旦系陡山沱期,自北西陕西镇巴至南东重庆城口沉积环境总体具有从氧化向还原变化的趋势。元素和氧化物富集效应的构造环境分 析 显 示:镇巴至城口一带为大陆边缘向深海洋盆过渡带,其中镇巴地区为浅海或海陆过渡带,受气候及海平面升降影响明显,环境条件易发生变化,形成的锰矿物种类较多,并且多为氧化条件下形成;城口地区沉积水位较深,属于半深海至深海过渡带,沉积环境受海平面升降、气 候、物 源 影 响 小,沉积环境稳定,形成的锰矿物较为单一,主要为菱锰矿。      

泥岩与页岩特征辨析

细粒沉积岩类型复杂,原因是其定义基于结构粒度概念,缺乏对矿物成分的有效约束,加之,不同学者是在不同尺度下对构造现象进行描述,使得细粒沉积岩缺乏较为科学、系统的分类。为辨析泥岩与页岩的特征,通过大量调研国内外沉积学教材及相关文献发现:细粒沉积物(粒径小于62.5 μm)的概念自20世纪30年代进入人们的视野,后被广大研究人员广泛接受,且大多数学者普遍认为可依据粒度大小,进一步将细粒沉积物划分为黏土级颗粒(粒径小于3.9 μm)和粉砂级颗粒(粒径介于3.9~62.5 μm之间)。但是,国、内外沉积学界对细粒沉积物“泥”(泥级颗粒)的粒径划分不同,欧美学者一般将“泥”界定为粒径小于62.5 μm,包括黏土级颗粒与粉砂级颗粒。在我国,自20世纪50年代开始,沿用了前苏联的方案,“泥”的粒径对应黏土级颗粒即小于3.9 μm,这一分歧是导致泥岩与页岩等概念使用混乱的根本原因。概而言之,固结的泥岩具有与页岩相同的粒级结构和组分,但是不具备页岩的“纹层”或“页理”构造特征;辩证而言,“纹层”强调沉积过程所形成的垂向层理差异,而“页理”则是成岩过程受风化作用影响形成的力学薄弱面。从泥岩和页岩的矿物组成看,存在石英和长石硅质矿物、黏土矿物,碳酸盐矿物的混合沉积作用的影响,需要从沉积成因出发,结合构造特征,综合矿物类型、有机质丰度和颗粒来源等因素对泥岩和页岩进行岩性岩相分类。实践表明,页岩油气的开发动用需要地质工程一体化协同,辨析泥岩和页岩的特征差异性对产层优选具有重要意义。