南海北部陆架海域表层沉积物黏土矿物分布特征及物源分析

应用X射线衍射(XRD)对南海北部陆架海域225个站位表层沉积物黏土组分进行分析,结果表明,研究区黏土矿物总体以伊利石和绿泥石为主,高岭石和蒙脱石质量分数少,绿泥石、高岭石与蒙脱石质量分数呈明显的负相关关系。根据南海北部陆架海域表层沉积物中黏土矿物空间分布特征,结合邻近河流的黏土矿物组分以及洋流搬运作用,雷州半岛东部海域伊利石主要来源于广东沿海河流和珠江,绿泥石来自台湾岛,蒙脱石主要由吕宋河流提供,高岭石则由广东沿海河流和海南岛入海河流提供;雷州半岛西部海域伊利石来源于珠江,绿泥石和高岭石由红河提供,蒙脱石可能受广西入海河流携带的沉积物影响。     

杭州湾潮滩沉积物黏土矿物空间差异与物源指示

通过对杭州湾潮滩沉积物中主要黏土矿物成分及组合类型的研究,分析了杭州湾潮滩沉积物黏土矿物的空间分布特征。借助聚类分析等手段,同时结合杭州湾水动力特征,探讨了研究区黏土矿物的来源和成因。研究结果表明,杭州湾潮滩表层沉积物主要为黏土质粉砂,其余为砂质粉砂。本区沉积物黏土矿物成分复杂,主要为伊利石,其次是高岭石和绿泥石;还有少量蒙皂石和蛭石及1.4 nm过渡矿物。根据其相对含量可分为3种组合类型:Ⅰ型为伊利石-高岭石-绿泥石-蛭石类-蒙皂石型,Ⅱ型为伊利石-绿泥石-高岭石-蒙皂石-蛭石类型,Ⅲ型为伊利石-高岭石-绿泥石-蒙皂石-蛭石类型。在空间上,北岸的蒙皂石和绿泥石平均含量高于南岸,而伊利石、高岭石和蛭石(含1.4 nm过渡矿物)平均含量则低于南岸。高潮滩和中潮滩黏土矿物对比,除了蒙皂石含量高潮滩大于中潮滩外,其他矿物含量均无明显规律。表层沉积物黏土矿物的分布特征与水动力条件和物质来源密切相关,杭州湾北岸乍浦以东潮滩受潮流和长江沿岸流影响明显,沉积物主要为长江和东海源的;南岸由于曹娥江和甬江两条河流的注入,流域物质所占比例明显比北岸高。柱状岩芯样品中各黏土矿物含量自下而上的变化则反映了物源区风化强度的波动特征。     

长江镇江段第四纪沉积物重矿物特征及其指示意义

选取长江下游世业洲的第四纪钻孔资料,研究了重矿物的垂向分布特征,以此探讨长江镇江段第四纪以来的沉积类型以及物源演变。结果显示,该区自中更新世开始接受沉积,依次形成河床相、边滩相、漫滩相、河口三角洲相。重矿物自下而上分为2个组合段,分别对应更新世和全新世。更新世地层以角闪石、蓝晶石、石榴石等作为特征矿物,且不稳定矿物含量高于稳定矿物,表明沉积物以近源居多;全新世特征矿物为辉石和钛铁矿,稳定矿物含量高于不稳定矿物,重矿物种类与现代长江中上游类似,表明此阶段沉积物以远源物质为主。     

长江流域悬浮物磁性特征及其物源指示意义

通过分析长江干流及主要支流表层悬浮物的环境磁学参数特征(类型、含量及粒度)及其空间变化,探讨环境磁学对河流物源示踪的意义。结果表明,长江悬浮物磁性矿物特征以磁铁矿为主,含有少量赤铁矿及针铁矿。上游不完整反铁磁性矿物含量高于中下游,反映四川盆地广泛分布的紫红色砂页岩的影响。受攀枝花钒钛磁铁矿影响,干流磁性矿物含量上游高于中下游,表现为在攀枝花处迅速增加,向下游逐渐降低并在经过三峡后显著降低,说明三峡大坝对上游磁性矿物有明显的拦截作用。支流中雅砻江、汉江及湘江较高的磁性矿物含量分别受控于流域出露的源岩及工农业等人为影响。长江悬浮物χfd %大于5 % ,表明样品中含有超顺磁颗粒。受流域地势及气候影响,磁性颗粒的粒径从上游至下游逐渐变细。长江悬浮物磁性特征能够在一定程度上反映物源特征,但长江地质条件复杂,气候类型空间变异大,且流域人为影响较大(三峡大坝等),使得利用磁性矿物特征示踪物源受到限制。     

松嫩平原北部典型黑土剖面黏土矿物组成及其环境指示意义

通过野外调查、土壤化学成分分析、土壤黏土矿物X-射线衍射(XRD)图谱分析和土壤风化程度分析,对松嫩平原北部黑土区大豆/玉米轮作农田、林地、草地、退耕还林等多种土地利用方式土壤剖面黏土矿物组成进行研究,探究不同土地利用方式下土壤剖面化学成分、黏土矿物组成以及风化程度变化规律及其对环境的指示意义。结果表明:不同土地利用方式土壤剖面中钾、钠、钙元素含量依次为草地>耕地>林地>荒地;在剖面60 cm以上有机碳含量为耕地>林地>草地>荒地,60~80 cm以下,有机碳含量为荒地>草地>林地>耕地。研究区不同土地利用方式土壤风化程度依次为退耕、荒地>林地>耕地>草地;土壤淋溶程度为荒地>草地、林地>耕地。研究区不同土地利用类型土壤总体上黏土矿物以蒙脱石、高岭石、蛭石、水云母和绿泥石为主,其中耕地、林地以2:1型非膨胀性黏土矿物为主,草地以2:1型膨胀性黏土矿物为主,荒地以1:1型黏土矿物为主。通过研究区不同土地利用类型的黏土矿物组合及其含量对比,结合剖面的风化程度计算,得出随着风化程度和成土作用的加深,土壤中绿泥石等矿物向高岭石、蒙脱石转化,水云母向蛭石转化,而其环境条件也由干冷转为湿热气候。     

东海表层沉积物碎屑矿物组合分布特征及其物源环境指示

为进一步明确东海陆架区的沉积物物源及水动力环境,对研究区表层沉积物的碎屑矿物进行了鉴定分析。研究区共鉴定出49种重矿物、8种轻矿物。根据碎屑矿物的组合分布结合矿物形态特征,将东海陆架区划分为三个矿物区,内陆架矿物区、外陆架矿物区及虎皮礁矿物区。内陆架矿物区,动力分选是影响碎屑矿物分布的主要因素,物质来源相对单一,碎屑矿物主要来源于现代长江物质,闽浙沿岸近岸河流的输入,人类活动也对该区的矿物组成产生一定的影响;外陆架矿物区,重矿物分布的主控因素是长期的分选作用,主要是长江物质经后期改造形成,现代长江物质可从内陆架中北部扩散至124.5°E左右,此外外陆架东南部地形的变化也对碎屑矿物的分布起到一定控制作用;虎皮礁矿物区,有来自黄河、长江、火山物质的多重影响,且水动力环境相对复杂。     

中国东部入海河流沉积物磁性矿物化学特征及物源意义

大量陆源碎屑物质主要通过以长江、黄河为代表的大江大河和以瓯江、浊水溪为代表的山溪性小河流的携带输移至中国东部海域,海域沉积物的物源识别是当前的研究热点。本文通过原子吸收光谱法测试了磁性矿物中的11种元素（Ti、Fe、Cr、Mg、Al、V、Ca、Co、Zn、Mn和S）,旨在探讨这些河流沉积物（ < 45μm）的磁性矿物群体化学特征,提取其物源指示意义,为边缘海沉积物物源判别提供依据。研究结果表明,这些河流沉积物的磁性矿物主要是以铁氧化物（磁铁矿）为主,铁硫化物含量很低（ < 2%）,只有台湾浊水溪沉积物中含有相对较多的铁硫化物（主要是磁黄铁矿）,为1.84%。除此之外,各河流沉积物磁性矿物中铁氧化物的化学元素组成（Ti、Mg、Ca、Al、Cr、V、Mn、Co和Zn）差异也很明显,其中黄河富含Mg和Ca,长江富含Ti,钱塘江富含Al,瓯江富含Cr,台湾浊水溪相对来说富含Al和Co,而其余元素含量远低于其他河流。从磁性矿物成因图上看,黄河沉积物中磁性矿物落在碱性岩浆岩成因区,但这并不是反映了流域磁性矿物的母岩为碱性岩浆岩,而是由于流域中黄土土壤化过程中产生的细颗粒磁性矿物中含有较高的碱土金属元素（如Mg和Ca）所致;其他河流磁性矿物成因与其流域母岩关系密切,如长江和浙闽河流主要为超基性-基性-中性岩浆岩成因,浊水溪为沉积变质-接触交代成因,都与其所处流域的磁性矿物的母岩类型较为一致。利用Ti+V-S+Co-Ca+Mg三角图可以有效地区分黄河、长江和浙闽河流、浊水溪沉积物物源。磁性矿物群体中的Mn、Zn、Al、Cr元素的差异有助于进一步确定长江和浙闽河流的泥沙来源。同时,发现磁性矿物单颗粒和群体化学组成特征具有一定差异性,很可能是由于分析方法不同所造成。

     

南海沉积物中的黏土矿物:指示东亚季风演化历史?

黏土矿物以其示踪洋流变化和揭示物源区同时期气候变化的能力,近年来在南海沉积古环境研究中的地位日益显现。但是,南海黏土矿物能否用于直接指示东亚季风演化历史的研究仍然颇为争议。本研究认为,南海黏土矿物主要受控于物源区供给和洋流搬运作用,黏土矿物本身不具同时期气候条件特征。以南海北部为例,珠江、台湾和吕宋岛这三个主要物源区无论是冰期还是间冰期都提供相同的黏土矿物组合,这些黏土矿物在输入到南海后分别受到不同洋流的搬运。因此,南海晚第四纪黏土矿物组合用于指示东亚季风演化历史的应用是通过洋流的搬运作用来实现的,在不同海区的应用效果不同。     

青藏高原东缘宜宾地区第四纪河流沉积物中铁质重矿物特征及物源意义

大河流域的发育史和演化在地学界广受关注。探讨宜宾地区第四纪沉积物中铁质重矿物的特征,可为长江流域的演化提供重要证据,同时对于了解青藏高原东缘的隆升及沉积响应具有重要意义。本文以金沙江和岷江交汇处的宜宾地区第四纪沉积物中的铁质重矿物为研究对象,分析其在电子探针和背散射图像中的化学和形貌学特征,探究长江及其支流的物源演化过程。研究结果显示:岷江下游Ⅴ级阶地至Ⅳ级阶地沉积以磁铁矿为主,物源主要来自龙门山构造带;Ⅲ级阶地沉积以钛铁矿为主,物源仍然主要来自龙门山构造带;现代沉积中蓝晶石、磷灰石等包裹体的铁质矿物增多,其物源来自龙门山构造带和松潘—甘孜褶皱带。岷江Ⅴ级至Ⅲ级阶地形成时,岷江的源头主要位于龙门山构造带;Ⅲ级阶地形成以后,岷江不断向上溯源侵蚀,深入松潘—甘孜褶皱带内,逐渐形成现代岷江。金沙江Ⅴ级阶地和长江Ⅴ级阶地中均未出现攀枝花钒钛磁铁矿,此时金沙江攀枝花—宜宾河段未贯通,长江此时在研究区的物源主要由发源于龙门山构造带的岷江提供。金沙江Ⅳ级阶地中攀枝花钒钛磁铁矿大量出现,表明此时金沙江攀枝花—宜宾河段已经贯通,时间为Ⅳ级阶地开始沉积的时间,即0.5~0.3 Ma BP。     

成都盆地红土沉积物中黏土矿物的特征及其古气候指示意义

成都盆地位于长江上游二级阶梯向一级阶梯的过渡地带,地理位置特殊,并且广布第四纪红土沉积。为研究成都盆地中黏土矿物的特征及其成因意义,采用X射线衍射(XRD)测试技术,对胜利剖面沉积物中黏土矿物的矿物学特征进行了系统研究。结果表明,成都盆地胜利剖面沉积物中的黏土矿物主要有伊利石、高岭石、蛭石、蒙脱石以及少量伊利石-蒙脱石混层黏土矿物和高岭石-蒙脱石混层黏土矿物。根据黏土矿物组合含量的变化特征,可以将成都盆地第四纪早更新世中晚期以来的气候环境演化划分为4个阶段,先后经历了湿热-温凉-温湿-干冷2个周期性的气候旋回,黏土矿物含量变化的总趋势与土壤沉积物的CIA指数共同揭示了研究区第四纪以来的气候有逐渐干冷的趋势,这与全球性的第四纪气候尤其是中国区域内的第四纪气候环境变化相一致。     

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。     

下扬子区早三叠世风暴沉积的粘土矿物分析

通过对下扬子区泾县、宁国、宜兴等地早三叠世风暴沉积中的粘土矿物进行取样分析,并综合沉积学和古生物学等特征的研究表明：随着Kübler指数的增高,所测样品中蒙皂石的含量呈递减趋势,蒙皂石伊利石化明显受阻,并且风暴沉积的各层段粘土矿物组合特征也相差较大,其主要因素是物源的变化。根据沉积特征和粘土矿物组合中蒙皂石和伊利石等含量的不同,可将本次研究的剖面分为两个序列:序列Ⅰ以宁国和宜兴等地为代表,为近源型风暴沉积;序列Ⅱ以泾县为代表,出现了近源和远源的双重属性,究其原因可能是因泾县位于近源和远源沉积的过渡带所致。     

长江口北支有孔虫组合及其环境意义

通过对长江口北支XL1、XL2和CY孔有孔虫组合进行对比分析,综合沉积物粒度特征和环境磁学特征,探讨了长江口北支沉积环境水动力条件演变特点.揭示了长江口北支各沉积相所对应的有孔虫组合,即潮流沙脊以E. naraensis、E. magellanicum和F. decorus组合为主;潮汐水道以A. convexidorsa、E. naraensis、E. magellanicum 和A. beccarii vars.组合为主;潮滩有孔虫组合则以A. beccarii vars.、E. magellanicum、E. naraensis和滨海沼泽特征种T. inflata及J. macrescens组合为主;河口沙坝则以A.beccarii vars.、E.naraensis等组合为主的沉积特征.     

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...     

我国不同气候带黄土中粘土矿物组合特征分析

在兰州黄土和下蜀黄土中粘土矿物的X衍射分析基础上,对我国不同纬度和气候带的五个黄土剖面(点)中的粘土矿物组合和空间分布进行了对比分析,并探讨了与古气候的关系。结果表明,黄土中粘土矿物组合具有明显的地带性特征。从西北到东南,随着纬度的逐渐降低,黄土中的粘土矿物组合也发生有规律的变化。主要表现为绿泥石含量的逐渐减少和蛭石含量的逐渐增多。位于温带半干旱区的兰州黄土以伊利石和绿泥石为主要粘土矿物,而位于亚热带湿润区的大港下蜀黄土则以伊利石和蛭石为主要粘土矿物。黄土中含有较多量的绿泥石可作为黄土母质堆积后干冷气候和微弱风化的标志,而蛭石和蛭石/绿泥石混层矿物含量的增加指示了风化强度的增强。因此,黄土粘土矿物组合特征不仅反映物源区古环境信息,而且指示了黄土堆积期后的生物气候环境。     

长江中游高位砾石层的磁性特征与物源分析

在长江中游分布着一些高位的砾石层,尤其是在宜昌与武汉的阳逻附近。为了探讨这些砾石层的磁性特征及物质来源,对它们进行了磁性特征研究,结果表明:1不同砾石层剖面磁性物质的含量明显不同,其中云池砾石层磁性物质的含量最高,善溪窑、红花套、白洋渡砾石层次之,阳逻砾石层含量最低。2SIRM/χ和F300值显示,长江中游砾石层磁性矿物类型主要是磁铁矿等亚铁磁性矿物,其中阳逻砾石层不完全反铁磁性矿物含量比例比其他砾石层高。3χARM/χ、χARM/SIRM、χfd值表明,白洋渡、红花套及善溪窑砾石层的磁性矿物中以较粗的磁性颗粒为主,而云池和李家院的磁性矿物颗粒都较细,武汉阳逻砾石层的磁性颗粒以单畴、超顺磁颗粒为主。4宜昌附近的善溪窑、云池、白洋渡、红花套砾石层的磁性特征与长江现代沉积物的特征接近,指示其物质主要来自于长江沉积物;而阳逻砾石层的磁性特征却与江汉平原周边河流的现代沉积物磁性特征有些类似,结合野外砾石层岩性特征,认为阳逻砾石层是长江、汉江与江汉平原周边河流共同作用的产物。     

上扬子盆地西缘晚白垩世物源变化及指示

对上扬子盆地西缘的上白垩统—古近系剖面开展沉积构造研究、传统重矿物分析、金红石微量元素地球化学研究。研究发现:①晚白垩世晚期,柳嘉剖面出现中酸性岩浆岩指数(ATi)升高和中低级变质岩指数(GZi)升高,宜就剖面出现中酸性岩浆岩指数(ATi)升高;柳嘉剖面富含石榴子石是与宜就剖面最大的不同。②柳嘉剖面和宜就剖面金红石母岩类型均主要为泥质变质岩,以角闪岩相/榴灰岩相为主。晚白垩世晚期,柳嘉剖面麻粒岩相达到最大,为39%,宜就剖面麻粒岩相出现最小值,达到13%,上扬子盆地西缘的麻粒岩相变化趋势的差异是物源差异的一种表现。③上扬子盆地西缘的晚白垩世物源变化揭示出松潘—甘孜褶皱带和龙门山构造带在晚白垩世晚期发生大规模快速隆升剥蚀事件。     

西藏南部侏罗纪—古近纪砂岩重矿物分析：探讨岩浆弧与大陆地块物源差异性

物源分析是古地理重建与盆地分析的关键,典型的物源区包括岩浆弧、大陆地块、再旋回造山带等。重矿物种类多样,蕴含丰富的母岩信息,是物源分析的重要对象。现代砂的研究表明,不同大地构造背景下形成的沉积物具有不同的重矿物组合。遗憾的是,由于古代沉积的重矿物组合在成岩过程中会被改造,现代砂的重矿物组合与物源区的耦合规律并不能直接应用于古代砂岩。科学界尚不清楚岩浆弧与大陆地块来源的古代砂岩的重矿物特征。西藏日喀则弧前盆地与特提斯喜马拉雅侏罗纪—古近纪砂岩物源明确,要么来自亚洲大陆的冈底斯弧,要么来自印度大陆地块,是探讨岩浆弧与大陆地块来源的古代砂岩重矿物特征的绝佳场所。16件砂岩重矿物定量分析结果表明,两个物源区来源的砂岩重矿物组合均被成岩作用严重改造,辉石、角闪石等不稳定矿物消失,绿帘石等自生矿物出现;冈底斯弧来源的砂岩以出现大量绿帘石或磷灰石为特征,ZTR指数小于40;印度大陆地块来源的砂岩以出现大量锆石、电气石和金红石为特征,ZTR指数大于75。这一结果指示岩浆弧与大陆地块来源的砂岩的重矿物组合具有明显差异性,可以用来探讨物源的大地构造背景。     

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。     

长江与黄河沉积物中磁铁矿成分标型意义

长江与黄河沉积物中磁铁矿的元素组成揭示,两者的ＦｅＯ与Ｆｅ２Ｏ３及一些置换元素的含量差异明显。长江磁铁矿中ＦｅＯ与Ｆｅ２Ｏ３含量稍高于黄河磁铁矿,而Ｔｉ、Ｖ、Ｓｉ、Ａｌ、Ｃｒ、Ｍｇ及Ｍｎ等元素含量明显地低于黄河磁铁矿,元素含量变化显著小于黄河磁铁矿。这反映长江磁铁矿中Ｆｅ＾２＋及Ｆｅ＾３＋的类质同象置换较少,主要为均质相单矿物颗粒,而黄河磁铁矿中元素含量变化大,既有均质相的颗粒,也存在一些Ｆｅ＾２