珠江口盆地东沙隆起珠江组灰岩成岩环境的恢复

本文主要在岩心观察和描述的基础上,借助于薄片分析、扫描电镜分析和阴极发光分析,通过不同成岩组构的识别及其成岩作用特征分析,结合区域地质背景,恢复珠江口盆地东沙隆起珠江组灰岩经历的成岩环境。结果表明:(1)整体的海侵背景和渐进埋藏过程使得珠江组灰岩中不发育表生成岩作用,但是频繁的海平面变化使得古地貌高部位生长的灰岩受到大气淡水的成岩改造,珠江组灰岩主要经历了海水潜流、大气淡水渗流、大气淡水潜流和埋藏环境等成岩环境;(2)不同成岩环境具有明显不同的成岩组构特征。海水潜流环境的成岩组构主要有广泛发育的藻的包壳作用和藻类-生物的相互包裹、生物钻孔的发育、泥晶化作用、海绿石的形成以及等厚纤维状环边胶结物、颗粒表面的刀刃状或叶片状胶结物、犬牙状胶结物和共轴生长方解石胶结物的发育;淡水潜流环境的主要成岩特征包括粒状亮晶方解石胶结物、棘皮多期共轴加大边和有限的溶解作用;淡水渗流环境中识别的成岩特征有非组构选择性溶解作用、示底构造、微型钟乳状胶结物和新月形胶结物;埋藏成岩环境的成岩作用主要包括压实、压溶作用、晚期溶蚀作用以及油气的侵位。     

西藏南羌塘坳陷昂达尔错地区侏罗系布曲组碳酸盐岩阴极发光特征与成岩阶段划分

通过岩石学特征研究和阴极发光分析,结合Fe、Mn、Sr元素特征及氧同位素资料,研究西藏南羌塘坳陷昂达尔错地区侏罗系布曲组碳酸盐岩阴极发光特征并进行成岩阶段划分。结果表明:(1)布曲组碳酸盐岩阴极发光强度总体较低,这与其较低的Fe、Mn含量有关,说明沉积期后非海源流体对碳酸盐岩的影响较小,海源流体在成岩过程中起主导作用;(2)伴随着成岩作用增强,不同岩石类型中的Mn含量逐渐增加、Sr含量逐渐降低,氧同位素值总体上向高负值方向偏移,对应的阴极发光强度逐步增加;(3)泥-微晶白云岩具有最强的阴极发光性和最高的Mn含量,在白云岩化过程中可能与近地表弱还原环境有关,蒸发泵和渗透回流作用可能是这些岩石白云石化作用的主要机理;而结晶白云岩则具有较弱的阴极发光性和较低的Mn含量,孔隙流体可能远离大气淡水,包裹体均一温度显示其白云岩化作用是在深埋藏环境中发生的;(4)布曲组碳酸盐岩经历了准同生-同生阶段的海水成岩环境→早成岩阶段的近地表-浅埋藏弱还原成岩环境→中-深成岩阶段的中-深埋藏深循环温压水和高盐度地层水成岩环境的连续改造→晚白垩世末期—古近系早期构造热事件热液改造阶段→表生成岩阶段的演化过程。     

四川东部华蓥山三叠系海相碳酸盐岩对海水信息的保存性评估

海相碳酸盐成岩蚀变及其对海水信息保存程度的认识与评估在古海洋学和沉积地质学等学科领域研究中有着重要意义,尤其对于沉积地球化学和化学地层学等方面的研究是必不可少的基础工作。笔者通过对四川东部华蓥山仰天窝剖面三叠系海相碳酸盐岩样品的微观组构观察、阴极发光和微量元素等分析表明,大多数的样品保留了较好的原始沉积组构,具有极弱和弱的阴极发光强度、较低的Mn含量和较高的Sr含量,同时也具有较小的Mn/Sr值。只有6个样品被认为遭受了较大的成岩蚀变而对海水信息的保存程度较差,需要被剔除,而大多数的样品只遭受了较小的成岩蚀变作用,较好地保留了当时海水的信息,仍然在很大程度上代表了当时的海水。     

应用阴极发光技术探讨含矿岩系成岩作用及其与成矿关系——以云南金顶铅锌矿床为例

应用阴极发光技术对云南金顶铅锌矿床含矿岩系成岩作用进行了研究,其中包括胶结作用、交代作用、压实压溶作用等。根据阴极发光特征揭示了方解石胶结物的不同世代、不同类型胶结物的生成顺序、矿物之间形成的先后关系,确定了成岩阶段,进而探讨成岩作用与成矿作用的关系,以及矿化期次,说明阴极发光技术是一种简便、可靠的矿床研究的手段之一。     

基于LA-ICP-MS的微量元素分析对白云岩成岩流体性质的示踪研究——以川西南P1井栖霞组白云岩为例北大核心CSCD

四川盆地西南部P1井在中二叠统栖霞组钻遇厚层优质白云岩储层。在显微岩石学分析、阴极发光研究基础上,基于LA-ICP-MS手段对不同类型碳酸盐矿物进行原位微量元素分析。结果表明灰岩中方解石Sr含量高达254×10^(-3)~823×10^(-3)、Mn/Sr比值低至0.02~0.07,较低的总稀土含量(0.067×10^(-3)~2.100×10^(-3))与较低的LREE/HREE比值(1.43~4.56)。各类白云石具有较低的Sr含量(16×10^(-3)~48×10^(-3))与较高的Mn/Sr比值(0.54~3.70),随着白云石晶体增大Mn/Sr比值总体增大。粉晶白云石具有最高的总稀土含量(2.364×10^(-3)~3.950×10^(-3))与较高的LREE/HREE比值(7.11~9.55),而细晶白云石与中晶白云石的总稀土含量与LREE/HREE比值相对偏低。鞍形白云石Fe含量高达708×10^(-3)~1217×10^(-3)、最大的LREE/HREE比值(6.61~15.00)与明显的正Eu异常。白云岩至少经历了两期白云石化过程,白云石化流体均具有强烈的轻重稀土分异特点。早期白云石化过程导致Sr的流失与Mn/Sr比值的增加,随着重结晶等成岩作用的加强进一步导致Mn/Sr增加、稀土元素的流失等。晚期白云石作用形成了标志性热液矿物—粗晶鞍形白云石胶结物。     

黔西北毕节地区中二叠统碳酸盐岩岩石学、地球化学特征及意义

在剖面实测、薄片鉴定和阴极发光分析的基础上, 结合元素和同位素地球化学分析, 研究黔西北毕节地区中二叠统碳酸盐岩的岩石学和地球化学特征并揭示其地质意义。结果表明: 1)中二叠统栖霞和茅口组主要发育泥晶灰岩和颗粒灰岩, 不具阴极发光或显示弱阴极发光, 而白云石化作用主要发育于栖霞组上部和茅口组一段, 白云石具有暗玫红色阴极发光; 2)栖霞组—茅口组碳酸盐岩相对富集Ni、V、Cr、U, 贫亲铜元素, 具有稀土总量低(∑REE+Y为2.11~8.10 μg/g), 轻稀土相对亏损和重稀土相对富集的左倾型稀土分配特征; 3)易于在陆源组分中富集的Ti、Al、Zr、Th等元素含量均较低、具有低Mn含量(<50×10–6)和Mn/Sr比值(<1)、结合阴极发光和REE组成特征, 说明研究区中二叠统碳酸盐岩样品受陆源物质影响或改造的程度较小, 而极低的Re、Cd、Mo、U、Cu含量以及明显的Ce负异常表明, 中二叠世研究区以氧化环境为主; 4)碳酸盐岩样品的δ13CPDB为1.2‰ ~ 4.6‰(平均值3.6‰), δ18OPDB为–7.4‰ ~ –10.1‰(平均值–9.08‰), 碳氧同位素之间无明显相关性, 碳同位素的变化与区内的海侵—海退旋回相一致, 而氧同位素的偏负则反映的是渐进埋藏成岩作用的增温效应。     

碳酸盐岩中阴极发光的激活作用及发光环带

为了研究碳酸盐的阴极发光特征，在实验室培养了方解石晶体。除Mn^2＋外，不需另加其他微量元素，例激活出与天然碳酸盐类似的阴极发光性。通过阴极发光性的观察，并结合对合成晶体和天然方解石、白云石的Mn、Fe分析，结果表明：1）15－30ppm和30－35ppm的Mn就足以分别激活方解石和白云石的阴极发光。2）阴极发光强度受Mn^2＋的绝对含量控制而不受Fe^2＋／Mn^2＋比率的控制。在Fe的含量较低（＜200ppm）时，上面两个结论成立。3）在合成晶体和天然碳酸盐中常见的阴极发光环带，反映在晶体生长过程中，有含量不同的Mn^2＋进入晶体，其原因有：a）沉淀流体中Mn^2＋含量发生变化；b）晶体生长速率发生变化，这与流体中Mn^2＋含量的多少无关。在过去的阴极发光研究中，对后一过程未给予充分考虑，但它对解释阴极发光特征有着十分重要的意义。例如，在采用岩石的阴极发光性对孔隙流体地球化学历史进行解释时，如不考虑后一过程，就可能得出不尽合理的结果。在对胶结层序的原理进行解释（即将发光颜色或强度类似的胶结物进行对双），尤其需要小心谨慎。只有在证明这种现象主要是由于孔隙流体中的地球化学变化产生的，而不只是由一地晶体生长速率的不同造成时，才可应用这种原理。本文还对鉴别的试验标准进行了讨论。     

佛罗里达大陆架更新世双矿物鲕粒的阴极发光性

在东佛罗里达外大陆架大约40m的海底，发现一种被钻孔和包壳的晚更新世鲕粒灰岩。鲕粒的包壳主要由两种矿物组成，通常情况下，内是放射状排殊镁方解石，而外层则是同心环状排列的文石。多数鲕粒的核心是磨圆的隐晶质颗粒，但也有一部分英颗粒和各种骨粒组成。鲕粒由块状方解石胶结物不完全胶结，部分粒间孔由微晶充填。放射壳层由具亮的阴极发光性的镁方解石组成，含大约12mol％的MбCO3和1000ppm的锶。在放射壳层中，铁和锰含量的一般变化范围分别为500－1000ppm和100－250ppm。同习环状壳层由不具阴极发光的文石组成，含大约11500ppm的锶和小于0．5mol％的MбCO3.心环状壳层中铁的含量范围一般为150－400ppm，而锰通常小于100ppm的检测限。作为次要伴生颗粒的棘皮动物碎片山镁方解石组成，具亮的阴极发光性。一些鲕粒的核心和块状方解石胶结物的薄外缘具阴极发光。微晶基质和大片的块状方解石胶结物不具阴极发兴。在鲕粒中，未见显示重结晶作用的结构迹象。这些鲕粒灰岩经历了大气淡水成岩作用阶段，但鲕粒壳层却未受其影响。我们认为，镁方解石层普在缺氧的海水中遭受成岩蚀变，这是一个尚未被人们认识的过程。在该过程中，镁推动而锰加入，但没有明显的结构蚀变，也没有发生矿物的稳定化作用，因此，我们认为其阴极发光性可能是海底的成岩蚀变造成的。     

南海西沙海域西科1井第四系生物礁: 碳酸盐岩成岩作用特征

以西科1井第四系乐东组生物礁-碳酸盐岩地层为研究对象, 通过偏光显微镜观察、茜素红-S和铁氰化钾混合溶液染色、扫描电镜和矿物阴极发光性观察等分析方法研究了生物礁-碳酸盐岩的岩石学和成岩作用特征.西科1井生物礁-碳酸盐岩成岩作用包括较弱的压实作用、新生变形作用、微生物泥晶化作用、溶解作用、胶结作用.以典型胶结物岩相学产状为标志, 结合矿物阴极发光性特征识别出了大气水和海水成岩环境.其中, 大气水成岩环境以典型的新月形或悬垂形方解石胶结物为识别标志, 海水成岩环境以纤维状-针状文石为识别标志.成岩环境的垂向分布表现为: 0~27 m深度内为显著的大气水成岩环境; 27~42 m深度内以大气水成岩环境为主, 其次为海水成岩环境; 42~105 m深度内以大气水成岩环境为主, 海水成岩环境的影响弱; 105~172 m深度内大气水和海水成岩环境均出现; 172.00~214.89 m深度内为海水成岩环境.      

西沙石岛风成碳酸盐沉积的早期成岩作用

西沙石岛风成碳酸盐沉积形成于晚更新世,正处于早期成岩阶段.通过薄片、扫描电镜、稳定碳、氧同位素、常量元素和微量元素分析,对石岛风成碳酸盐岩的早期大气淡水成岩作用进行了研究.发现石岛风成碳酸盐沉积的早期成岩固结主要在大气淡水作用下完成,其中蒸发成岩作用在初始固结中可能起着主要作用;在大气淡水作用影响下,部分碎屑颗粒发生溶蚀和新生变形,新生的微亮晶低镁方解石(5 ～15 μm)镶边胶结在颗粒及孔隙周围,并成为主要的胶结物;而作为大气渗流带和潜流带典型产物的亮晶胶结物则很少占据主导地位.海水成岩作用主要表现为对早期成岩作用的改造,会造成锶、镁含量的增高,但影响范围仅止于浅表层,而且对δ13C和δ18O值的影响微弱.生物化学作用可能参与了古土壤中灰质壳与根管石的形成,但在风成碳酸盐沉积的整体成岩上不具意义.大气淡水成岩作用会造成石岛风成碳酸盐岩δ13C和δ18O值的降低,并使碎屑发生新生变形而导致锶、镁的淋溶.成壤风化作用会导致Al、Fe、Mn、Y、Cr元素在古土壤中明显富集,其中Al、Fe、Mn的富集与成壤风化作用有关,而Y、Cr元素则可能源于长期暴露引起的风尘或火山灰的相对富集.     

川东地区华蓥山海相三叠系不同类型岩石对海水信息的保存性评估

通过对川东地区华蓥山海相三叠系不同岩石类型样品的微观组构、阴极发光和微量元素等分析表明:川东地区华蓥山海相三叠系不同的岩石类型样品具有不同的抵抗成岩蚀变能力,其对海水信息的保存程度也不一致;钙质泥岩所记录的有关信息已基本不能代表海水,多数微晶灰岩所记录的有关信息可以较好地代表海水,而粉晶白云岩只有部分样品可以代表海水的...     

海相碳酸盐矿物的阴极发光性与其成岩蚀变的关系

引言众所周知,原始的海相碳酸盐矿物为文石、高镁方解石和低镁方解石,但它们对成岩蚀变极度敏感,在大气淡水成岩环境中,文石和高镁方解石都会转变为成岩低镁方解石,同时,原始的低镁方解石也会有不同程度的蚀变。在进行古代碳酸盐岩的沉积环境和古海洋学研究时,往往需要测定岩石中的微量元素及氧、碳、锶等同位素组成,用以判断古海水     

西沙群岛晚第四纪碳酸盐岩淡水成岩作用

基于西沙永兴岛上最新钻孔（SSZK1）取得的55.92 m岩芯的 U?Th定年、矿物、薄片、主微量元素及碳氧稳定同位素等资料,开展了西沙群岛晚第四纪碳酸盐岩沉积相和淡水成岩作用的研究。根据不同的矿物组成特征,可将SSZK1钻孔岩芯分为上、中、下三段: 下 段（33.89~55.92 m,主要为低镁方解石）、中 段（18.39~33.89 m,主要为文石和低镁方解石）、上段（0~18.39 m,主要为文石、高镁方解石和低镁方解石）。由于下段碳酸盐岩几乎全为稳定的低镁方解石组成,碳氧同位素值的严重负偏和小幅度变化,可推断其经历了程度较大的淡水成岩作用。中段和上段还存在不稳定的文石和高镁方解石,碳氧同位素值相对下段正偏和高幅高频变化,推测其淡水成岩作用的程度比下段要小。中段碳氧同位素值高幅高频变化同时也说明该段的矿物纵向变化较复杂。这种矿物组成的复杂变化可能是由于晚第四纪海平面频繁变化,该段被大气水渗流带和潜流带交替占据引起的。主微量元素的变化同时受到淡水成岩作用和沉积环境的影响。在中段、下段中可识别出sq1、sq2、sq3、sq4四个完整的相旋回。Na₂O,S,Sr 和碳氧同位素受到的淡水成岩作用而被消耗和负偏,且由于老一期的旋回经历了更长时间的淡水成岩作用,新、老旋回间的 Na₂O,S,Sr含量值和碳氧同位素值有明显差异。利用新、老时期形成的旋回间淡水成岩作用剩余Na₂O,S,Sr含量和碳氧同位素值的差别可以将新、老两个旋回区分开来。     

微量元素分布揭示腕足化石壳体原始信息保存现状

以产于四川龙门山地区泥盆系观雾山组的有铰纲腕足化石Ｉｎｄｅｐｅｎｄａｔｒｙｐａ ｌｅｍｍａ Ｃｈｅｎ为研究对象,利用激光熔样等离子质谱（ＬＡ－ＩＣＰ－ＭＳ）对其壳体棱柱层中Ｆｅ、Ｍｇ、Ｍｎ、Ｎａ、Ｂａ和Ｓｒ六种微量元素进行了就位分析。它们在壳体横切面中的对称分布特征总体上与壳体增生方式和过程相一致,表明壳体的绝大部分未经成岩作用的改造。与常用的结构判据、阴极发光判据和微量元素含量判据相比较,微量元     

准噶尔盆地西北缘石炭—二叠系火山岩裂缝中方解石脉成因

准噶尔盆地西北缘石炭—二叠系火山岩裂缝十分发育, 普遍充填方解石矿物。通过对钻井岩心裂缝类型划分、 方解石脉原生流体包裹体均一温度测试、 方解石地球化学数据测试与分析, 揭示了方解石脉成因。结果表明, 石炭—二叠系火山岩中的裂缝主要包括风化裂缝、 构造裂缝、 成岩裂缝和溶蚀裂缝。裂缝中方解石的原生流体包裹体均一温度分布为40℃～150℃, 变化范围较大, 具有低温、 高温及混合流体特征。方解石的碳、 氧同位素表明, 方解石的形成与大气淡水和埋藏流体有关, 锶同位素和锰元素进一步证实, 埋藏流体为深部热液流体或埋藏流体溶蚀了火山物质。准噶尔盆地西北缘石炭—二叠系火山岩受逆冲推覆构造和风化淋滤作用双重影响, 构造裂缝和风化裂缝彼此连通并沟通了深部热液与大气淡水。在火山岩裂缝中形成了兼具大气淡水与深部热液流体特征的方解石充填物。     

新疆塔河油田奥陶系碳酸盐岩溶洞、裂隙中方解石胶结物元素分析与成因

通过对新疆塔河油田奥陶系的溶洞 (穴 )和裂隙充填的 31件方解石胶结物元素分析及因子和聚类分析表明 :①方解石中的CaCO₃ 、MgCO₃ 、FeCO₃ 、MnCO₃ 相对平均摩尔百分含量分别为 98.38%、0.87%、0.6 8%和 0.0 7%,SiO₂ 、Al₂O₃ 平均分别为 1.95 %、0.73%,Sr、BaO平均分别为 131.4× 10-6、5 16.5× 10-6,F和Cl 平均分别为 0.0 14 %和0.0 13%,而Mn +Fe/Mg、Mn/Fe平均分别为 0.87、0.10;②方解石中Sr/Ca =0.0 0 6 18Mg/Ca + 0.0 0 0 5 33( R2 =0.197),主要显示出无机成因特点;③方解石常量与微量元素特征均可由六个因子可代表组成,具有一定的沉积与成岩作用意义;④据聚类分析将样品划分出四组 :其中,以S6 9 W 0 37等代表的可能为潜流带中的淡水淋滤的产物,并可能经历了相当强烈的水 岩作用或埋藏溶蚀作用;以S6 9 W 0 38等为代表的则为大气淋滤的产物;以S80 W 0 6 4等代表显示出埋藏作用或海水成岩及混合带的产物特征,但不排除埋藏热水作用的影响;S85 W 0 0 5等样品推测为海水浓缩背景下埋藏成岩产物,可能出现酸性还原条件.     

广东凡口地区泥盆系碳酸盐岩化学成岩作用

阴极发光技术揭示了碳酸盐岩成岩作用的多阶段性。主要成岩作用发生于浅埋条件。这种环境的Ｅｈ、ｐＨ值较低，矿物中含锰，导致弱发光。岩石的碳、氧同位素值偏离了海相环境的值域。根据Ｓｒ/Ｃａ比推算，成岩溶液相当于淡水中加入不足１０%的海水。基于这些研究，作者提出一种新的成岩作用方式-溶实作用，用以解释灰泥沉积物在近地表淡水环境中的固结成岩.     

塔里木盆地寒武系鞍状白云石孔隙充填物差异与成因

塔里木盆地寒武系发育有一套厚达千米的白云岩层系,其中发育的鞍状白云石,记录了成岩过程中流体演化过程。本次研究通过电子探针分析鞍状白云石充填物的形貌特征、内部结构和地球化学特征,将本区的鞍状白云石分为三种主要类型:去白云石化鞍状白云石、富铁鞍状白云石和富铁富锰鞍状白云石等。三类白云石形成于不同的环境中,其形成流体的性质也存在很大的差异。去白云石环带白云石可能与层内流体有一定关系,富铁环带和富铁锰环带白云石都受到了与断裂相关流体的影响,而富铁锰环带的形成流体深度更深。     

Ordovician low- to intermediate-Mg calcite marine cements from Sweden: marine alteration and implications for oxygen isotopes in Ordovician seawater

Petrography demonstrates the presence of three types of fibrous calcite cement in buildup deposits of the Kullsberg Limestone (middle Caradoc), central Sweden. Translucent fibrous calcite has intrinsic blue luminescence (CL) indicative of pure calcite. This cement has 2–5 mol% MgCO₃, low Mn and Fe (≤ 100 p.p.m.), and is considered to be slightly altered to unaltered, primary low- to intermediate-Mg calcite. Grey turbid fibrous calcite has variable but generally low MgCO₃ content (most analyses <2 mol%) and variable CL response, with Mn and Fe concentrations up to 1200 and 500 p.p.m., respectively. The heterogeneous characteristics of this variety of fibrous calcite are caused by diagenetic alteration of a translucent fibrous calcite precursor. Light-brown turbid fibrous calcite has low MgCO₃ (near 1 mol%) and variable Mn (up to 800 p.p.m.) and Fe (up to 500 p.p.m.) concentrations, with an abundance of bright luminescent patches, which formed during alteration caused by reducing diagenetic fluids. The δ¹³C and δ¹⁸O values of all fibrous calcite form a tight field (δ¹³C=1·7 to 3·1‰ PDB, δ¹⁸O= ? 2·6 to ? 4·1‰ PDB) compared with fibrous calcite isotope values from other units. Fibrous calcite δ¹⁸O values are larger than adjacent meteoric or burial cements, which have δ¹⁸O δ ? 8‰ PDB. Consequently, most diagenetic alteration of Kullsberg fibrous calcite is interpreted to have occurred in the marine diagenetic realm. First-generation equant and bladed calcite cements, which pre-date fibrous calcite, are interpreted as unaltered, low-Mg calcite marine cements based on δ¹³C and δ¹⁸O data (δ¹³C = 2·3 to 2·7‰ PDB, δ¹⁸O= ? 2·8 to ? 3·5‰ PDB). Unlike fibrous cement, which reflects global sea water chemistry, first-generation equant and bladed calcite are indicators of localized modification of seawater chemistry in restricted settings. Kullsberg abiotic marine cements have larger δ¹⁸O values than most Caradoc marine precipitates from equatorial Laurentia. Positive Kullsberg δ¹⁸O values are attributed to lower seawater temperatures and/or slightly elevated salinity on the Baltic platform relative to seawater from which other marine precipitates formed.