赣北风沙-粉尘堆积体系元素地球化学变化特征及其对黄土物源示踪意义

粉尘的搬运与堆积过程,理论上是不同粒径的岩屑与矿屑颗粒被风力分选并依次沉降的过程,而元素在不同粒级的岩屑与矿屑的富集程度有所差异;因此,对岩屑与矿屑颗粒分选,在一定程度上是对地球化学元素的分选。因此,基于元素地球化学对黄土粉尘示踪研究中,单一节点或(和)剖面均不具有对粉尘源区的严格代表性,通过比较单一节点或剖面的元素地球化学而进行物源示踪的方法往往存在较大的不确定性。本文通过对中亚热带赣北鄱阳湖地区芙蓉-周溪一带的风沙-粉尘堆积体系常量和微量元素的多维度统计分析,发现地球化学元素及其元素对均存在系统性的分选与分异特点。稳定元素(如Al、Ti、Zr、Nb、Lu、Hf、Ta)及其元素对随距物源区的远近呈现线性、指数或对数等的单向变化特点,其变化幅度在沉积体系中可达31%~42%;在二维和三维散点图中其元素对的投影轨迹,是一个有方向的线状或者带状区域。这表明,风沙-粉尘堆积体系内元素地球化学从上风向到下风向是单调变化的,传统上基于元素地球化学的黄土粉尘物源示踪,通过判断投影区域的远近而进行示踪分析,在理论上有一定缺陷。初步建议,未来的元素地球化学示踪应避免单一剖面元素示踪的方法,而应根据粉尘堆积体系的分布情况系统采样,通过揭示粉尘堆积体系元素地球化学的系统特征来开展基于地球化学元素的黄土粉尘物源示踪研究。     

西宁地区新近纪风尘堆积的元素组成特征及物源指示意义

西宁地区的新近纪风尘堆积是研究青藏高原东北部古环境变化和地貌演化的良好对象。本文基于X射线荧光（XRF）光谱分析方法,对西宁地区的新近纪风尘堆积、第四纪黄土、河流沉积、湖泊沉积代表性样品中小于75μm组分的元素含量进行了对比研究。结果显示：1）在常量元素平均含量上,西宁地区的新近纪风尘堆积与第四纪黄土大体相似,与西宁地区的河流、湖泊沉积也大体相似。与上地壳（UCC）平均成分相比,各类沉积物样品的CaO、MgO、MnO、Zr、Nb含量较高,Na₂O、K₂O含量较低。2）与西宁第四纪黄土、河流沉积和湖泊沉积物相比,西宁新近纪风尘堆积具有较高的Al₂O₃、Fe₂O₃、K₂O、MgO、TiO₂、Rb、Nb和较低的CaO、Sr、Zr。3）西宁地区的新近纪风尘堆积和第四纪黄土的Rb-Sr含量散点图可以拟合成一条直线,指示二者的母岩在物质成分方面可能具有相同的特征。然而河流、湖泊沉积的Rb-Sr含量散点图特别分散。西宁新近纪风尘堆积的Rb/Sr比值高于第四纪黄土的Rb/Sr比值,指示新近纪风尘堆积为较强风化成壤作用下的产物,支持以往新近纪风尘堆积在沉积前后经历了较强化学风化作用的研究结论。4）K₂O/Al₂O₃（分子比）-TiO₂/Al₂O₃（分子比）、K₂O/Al₂O₃（分子比）-Zr/Nb图解显示西宁地区的新近纪风尘堆积与第四纪黄土一致,但是它们与西宁地区的河流、湖泊沉积显著不同。上述特征表明西宁地区的新近纪风尘堆积和第四纪黄土可能具有相似的源区。在西风环流盛行时,位于上风向地带的柴达木盆地可能是西宁地区风尘堆积的主要源区。

     

“巫山黄土”元素地球化学特征及成因和物源意义

为了探讨"巫山黄土"的成因及物源,对剖面73个样品进行了常量元素测试和分析,并与已知典型的黄土剖面的元素地球化学特征进行了比较.结果表明:(1)"巫山黄土"主要化学成分以SiO2、Al2O3和TFe2O3(TFe2O3=Fe2O3+FeO)为主,三者的平均含量之和为84.84%,与上部陆壳(UCC)(86.2%)、洛川黄土(85.34%)、镇江下蜀土(86.76%)均非常接近。(2)"巫山黄土"常量元素质量百分含量与洛川、甘孜黄土和西风红黏土的均比较接近,显示了具有相同或相近的沉积环境和类型。(3)"巫山黄土"的TiO2/Al2O3—K2O/Al2O3的数据点主要分布区域与镇江下蜀土与川西的甘孜黄土大致相同,经UCC标准化后的"巫山黄土"分布曲线与其它风成黄土也显示了较好的相似性,从而说明"巫山黄土"具有风积成因的特点。(4)元素比值分析显示"巫山黄土"与甘孜黄土、洛川黄土均十分相近,在Mg/Mn、Al/Mg、Fe/K方面与甘孜黄土更为接近,而在Mg/Ca、Si/Al方面与洛川黄土更为一致,可能与两处黄土同源。     

攀西地区铂族元素地球化学异常分布及其筛选

攀西地区不同时代地层的水系沉积物中铂族元素地球化学背景值具有明显的规律性分布.笔者通过对该地区铂族元素含量在各地层中的分布以及地球化学异常的圈定、归并和分类,结合有关铂族矿床地球化学特征的认识,通过对水系沉积物中Pt、Pd综合异常的筛选,在铂族元素综合衬值异常图的基础上共划分出Ⅰ类异常4个、Ⅱ类异常19个、Ⅲ类异常23个以及Ⅳ类异常14个.初步筛选出的19个Ⅱ类异常子区可为进一步开展铂族矿床找矿工作提供依据.     

“巫山黄土”元素地球化学特征及成因和物源意义

为了探讨“巫山黄土”的成因及物源,对剖面73个样品进行了常量元素测试和分析,并与已知典型的黄土剖面的元素地球化学特征进行了比较．结果表明:（1）“巫山黄土”主要化学成分以SiO₂、Al₂O₃和TFe₂O₃(TFe₂O₃=Fe₂O₃+FeO)为主,三者的平均含量之和为84.84%,与上部陆壳(UCC)（86.2%）、洛川黄土（85.34%）、镇江下蜀土（86.76%）均非常接近。（2）“巫山黄土”常量元素质量百分含量与洛川、甘孜黄土和西风红黏土的均比较接近,显示了具有相同或相近的沉积环境和类型。（3）“巫山黄土”的TiO₂/Al₂O₃-K₂O/Al₂O₃的数据点主要分布区域与镇江下蜀土与川西的甘孜黄土大致相同,经UCC 标准化后的“巫山黄土”分布曲线与其它风成黄土也显示了较好的相似性,从而说明“巫山黄土”具有风积成因的特点。（4）元素比值分析显示“巫山黄土”与甘孜黄土、洛川黄土均十分相近,在Mg/Mn、Al/Mg、Fe/K方面与甘孜黄土更为接近,而在Mg/Ca 、Si/Al方面与洛川黄土更为一致,可能与两处黄土同源。     

庐山北麓JL红土剖面粉砂粒级元素地球化学特征及其物源意义

加积型红土是中国南方第四纪环境变化研究的重要陆相载体,其沉积母质显示风成特性,后期经历较强的化学风化。为了明确加积型红土的物质来源,并减弱风化效应对其物源信息的影响,本文提取了庐山北麓JL红土剖面(厚18.46 m)部分样品的粉砂组分(4~63 μm),分析其元素地球化学特征,并通过元素比值及物源判别指数等方法讨论其蕴含的物源信息。结果显示:1)粉砂粒级化学组成中SiO2、Al2O3和Fe2O3三者的含量可达84.29%,K2O、Na2O、CaO和MgO四者含量仅1.30%,与全岩相比SiO2含量增高,Al2O3和Fe2O3含量明显降低,风化指数CIA值(74.02%)明显低于全岩样品(85.00%);微量元素中,粉砂粒级相对全岩Cu、Zn、Rb、Sr、Cr、La等含量降低,Y、Zr含量则略高。2)Na2O/Al2O3与K2O/Al2O3及Na2O/K2O与CIA的散点图中,粉砂粒级样点间的集聚程度明显降低,暗示风化效应在一定程度上被削弱。此外以洛川黄土和长江河漫滩沉积物为端元的物源指数计算表明,全岩样品消除粒级效应后的物源指数(PIw)与粉砂粒级物源指数(PIfs)吻合度较好,进一步验证了粉砂粒级地球化学特征在削弱风化效应方面的有效性。3)JL剖面上部黄棕色土的PIfs值为0.45,物源上更接近北方黄土,剖面中下部的网纹红土PIfs值为0.57,物源更接近长江沉积物。结合TiO2/Al2O3、Zr/Y、Hf/Ti等元素比值,JL剖面自下而上近源物质的贡献略有减少,远源物质的贡献则趋于增加,这可能意味着晚第四纪以来东亚冬季风不断增强的过程。     

塔中地区志留系砂岩元素地球化学特征与物源判别意义

通过分析塔中地区志留系砂岩的某些常量元素和微量元素含量的变化,研究了该地区砂岩的地球化学以及其物源特征。结果表明塔中地区志留系的沉积构造环境为活动大陆边缘和被动大陆边缘,物源主要来自再循环造山带。砂岩的矿物成分主要在石英、钾长石、斜长石、伊利石、绿泥石等矿物之间变化。化学风化作用指标(CIW)和化学蚀变作用指标(CIA)反映了该地区砂岩的碎屑成分受到了强烈的风化作用,风化作用强度为:依木干他乌组>塔塔埃尔塔格组>柯坪塔格组。化学组分变化指标(ICV)反映了有些砂岩中含有第一次旋回沉积物。A-CN-K三角图反映了砂岩的碎屑源岩中斜长石含量要高于钾长石含量,主要在花岗闪长岩和花岗岩之间变化,砂岩的碎屑成分在风化过程中受到了钾的交代作用,长石以及长石中的高岭石发生了伊利石化。稀土元素及其比值(La/Yb)_N、(La/Lu)_N等也反映了该地区砂岩来源于花岗闪长岩和花岗岩的混合物。     

惠州凹陷HZ21钻孔珠江组地球化学特征及其物源指示意义

过对珠江口盆地惠州凹陷HZ21井珠江组碎屑岩的主量元素、微量元素和稀土元素进行综合分析,发现研究区碎屑岩中MnO、Na2O、P2O5和TiO2含量与PAAS中这几种组分的含量相近,但是,与PAAS相比,研究区碎屑岩富集SiO2,贫Al2O3、Fe2O3、K2O和MgO。泥岩中亲石元素Ba的含量略低于上地壳丰度,而远高于下地壳丰度;过渡元素Cr的含量略高于上地壳丰度,而远低于下地壳丰度;不相容元素Th的含量略高于上地壳丰度值,远远高于下地壳丰度。砂岩中亲石元素Ba的含量与上地壳丰度相近,但远高于下地壳丰度;不相容元素Th在NSQ1、NSQ2层序略低于上地壳丰度值,在NSQ3、NSQ4层序中则高于上地壳丰度值。REE分布模式与上地壳相似,轻稀土元素富集,重稀土元素均一,Eu负异常,且在NSQ1、NSQ2中,Eu异常值大于PAAS的Eu异常值,而NSQ3、NSQ4的Eu异常值小于PAAS的Eu异常值。主量元素比值和非迁移性微量元素图解显示源岩以长英质岩石为主,NSQ1、NSQ2层序以沉积岩钙质泥岩物源为主,而NSQ3、NSQ4层序为花岗岩、碱性玄武岩和沉积岩钙质泥岩混合物源的特点。从SiO2-K2O/Na2O、La-Th-Sc判别图及Ce异常值的分析认为,源区的构造背景具有被动大陆边缘的特征。Al2O3/Na2O比值及化学蚀变指数（CIA）反映了该地区整体处于湿热气候条件,但NSQ1、NSQ2层序湿热程度较高,风化程度较强,而NSQ3、NSQ4层序湿热程度较低,风化程度较弱。
      

冲绳海槽南部表层沉积物地球化学特征及其物源和环境指示意义

对冲绳海槽南部陆架、陆坡和海槽 33个表层沉积物进行了元素地球化学分析,结果表明研究区沉积物的主要化学组成为SiO₂ 、Al₂ O₃ 和CaO,这三种组分占沉积物总量的 6 8%左右。多数元素在陆架和陆坡的变化范围较大,在海槽区相对稳定。向海槽方向随沉积物粒径变细,SiO₂ 和CaO减少、Al₂ O₃ 和其它多数元素含量增加。常量元素和Al₂ O₃ 的比值分布特征表明,本区沉积物由物源区经由陆架向海槽输送,沉积物主要由陆源碎屑沉积组成,此外还有生物碎屑沉积和自生沉积。陆架区部分微量元素富集因子 (EF)与长江和黄河沉积物的富集因子对比结果表明,本区的沉积物与长江沉积物的关系更为密切。陆坡区Cu、Pb、Zn、Co、Ni和Cr的富集因子较高是由于生物的富集作用造成的,Mn的富集主要是自生沉积的结果。用R型因子分析方法对沉积物的化学组成进行了分析,结合元素的分布特征,给出了四个主因子所对应的沉积环境和特征元素组合,分别为 1)陆架型的元素组合 :SiO₂ 、TiO₂ 、Zr、CaO和Sr,2 )陆坡型的元素组合Fe₂ O₃ 、MgO和P₂ O₅,3)海槽型的元素组合 :Al₂ O₃ 、K₂ O、Cu、Zn、Co、Ni、Cr和Ba,4 )反映沉积环境氧化-还原属性的元素组合 :MnO和FeO。     

长江江西江段及鄱阳湖地区水患危险性分区评价

根据确定的水患危险性分区评价的原则和评价方法,对长江江西江段及鄱阳湖地区进行水患危险性分区评价研究,主要划分为高风险区、一般风险区两个大类,高风险区主要有九江市区高风险区、南昌市区高风险区及永安堤段高风险区;一般风险区有赣、抚尾间风险区、信江尾间风险区、饶河尾间风险区及修河尾间风险区、滨江县级城市风险区等。     

内蒙古东胜地区中侏罗统砂岩沉积物源的地球化学证据

基于显微薄片观察、稀土和微量元素分析探讨了鄂尔多斯盆地北部东胜地区中侏罗统直罗组砂岩的物源和铀矿化的地球化学特征。砂岩样品含有多种的变质岩岩屑应来自盆地北部的变质岩,那里的花岗片麻岩和斜长角闪岩分析显示:花岗片麻岩LREE/HREE为19.02,斜长角闪岩LREE/HREE为4.47。这两类母岩LREE/HREE比值分别接近于砂岩最高和最低LREE/HREE比值,其稀土配分曲线模式与砂岩LREE/HREE比值端元岩样可以对比,说明砂岩的母岩主要来自这两类变质岩。花岗片麻岩Th/U高,表明发生铀丢失,可作为本区铀成矿的重要铀源。有意义的是,铀含量高的样品,其LREE/HREE比值高,铀含量与亲硫的微量元素Pb、Zn和Mo具有相关关系,这些特征可作为铀矿化的重要标志。     

长江中游石笋年层厚度作为东亚夏季风强度代用指标的研究

利用Olympus偏光显微镜,直接在光学薄片上对长江中游和尚洞HS4石笋进行微层计数,并测量微层厚度。微层计数结果与其对应的UTh定年结果相吻合,证明该支石笋微层为年层;统计分析说明,该石笋的年层厚度变化响应近百年来东亚夏季风强度变化,两者呈负相关,说明长江中游石笋生长受东亚夏季风制约。因而,长江中游石笋年层厚度可以作为高分辨率的东亚夏季风强度代用指标。     

长江中游网湖沉积物重金属元素变化特征分析

在放射性核素137Cs和210Pb精确计年的基础上,建立了长江中游网湖近代沉积物年代序列。通过对沉积物中金属元素含量和粒度的测定,结合相关的文献资料,分析了100多年来网湖沉积物中重金属元素的垂直分布特征、物源变化,以及自然因素和人类活动对其的影响,最后采用地累积指数法和潜在生态危害指数法进行了重金属污染评价。研究结果表明：  20世纪50年代以前,人类活动对重金属元素沉积影响不大,重金属元素含量低于或接近参考的背景值,主要表现为自然沉积。其中1920～1950年间,流域高频率的洪灾使网湖沉积物中粘土物质减少,战乱和血吸虫病造成阳新县工农业生产衰退,人口急剧下降,受此影响沉积物中重金属含量出现了一段低谷。50年代以后,随着人口的增长、经济的速猛发展,尤其是矿产开发和大规模的水利工程建设,流域水土流失加重,大量陆源物质进入湖泊,使Cu,Ti,Mn,Zn,Co,Fe和Pb含量增加。重金属污染评价结果表明：  100多年来网湖总体上污染较轻,主要污染元素为Pb;   Cu和Zn在60年代后出现轻度污染;   Mn在沉积物表层出现轻度污染。目前,网湖RI=40.83,生态风险较小,但作为水生生物的养殖基地,中国重要的湿地保护区,其重金属污染问题应引起有关方面的关注,以防患于未然。     

云南鹤庆古湖晚更新世的孢粉记录及其古气候学意义

本文通过鹤庆古湖沉积物的孢粉记录对该区晚更新世的古植被和古气候进行了恢复。该区末次间冰期和末次冰期内部气候波动性特点与深海氧同位素记录有着较好的可比性,反映在全球变化的背景上,气候的不稳定性同样在本区有明显的响应。而且不同季风区气候资料对比也表明,本区冷湿和暖干的气候组合具有明显的区域特征,末次冰期该区夏季锋面降水增多,而间冰期则与之相反。造成这种区域环境效应的原因,与西南季风区大气环流的复杂性、云贵高原的地貌部位以及由青藏高原地表反照率引起的热力学和动力学过程有关。     

末次间冰期以来兴凯湖黑碳的沉积记录及其环境意义

在我国东北地区,黑碳记录较少,尤其是长时间尺度记录,区域火灾如何响应于气候变化还存在争议。本研究通过对兴凯湖XK08-A2钻孔约336 cm岩芯,共136个沉积物样品的黑碳含量进行了分析,并结合石英光释光和加速器质谱¹⁴C测年结果,探讨了末次间冰期以来东北地区火灾历史与古环境的联系。兴凯湖沉积物黑碳含量的平均值在末次间冰期、末次冰期以及全新世分别为0.51±0.10‰、0.68±0.15‰和0.71±0.20‰。兴凯湖沉积物中黑碳含量从下向上呈增加趋势,表明末次间冰期区域火灾的发生频次较低、规模较小,末次冰期火灾的频次升高、规模越来越大,全新世阶段火灾的频次和规模与末次冰期相当。这些变化与轨道尺度东亚夏季风进退以及人类活动密切相关。从末次间冰期到末次冰期,东亚夏季风变化是东北地区火灾发生的主要控制因素。强盛的东亚夏季风带来充沛的降水,促进了低洼地区湿地沼泽的发育,缩短了火风险期,致使发生大规模火灾的概率较低。自然背景下季风降水主导我国东北地区火灾的发生,与黄土高原和西南地区一致,但与欧美地区受温度影响存在显著的空间差异。全新世在人类活动的影响下,虽然东亚夏季风增强...     

长江中下族及邻区区域铅同位素组成背景及其应用

本文系统地研究了长江中下游及邻区区域各类地质体铅同位素组成背景。研究表明;区域各类地质体铅同位素组成特征是受原始地幔的不均一性、壳幔交换的动力学过程、层圈铀、钍、铅丰度及作用发生的时间等诸因素控制,为此,通过区域铅同位素背景的研究可以为地球化学分区、示踪物质来源及区域成矿预测提供有意义的信息。     

近150年来湖北太白湖摇蚊记录与湖泊营养演化

通过太白湖北部湖区沉积岩芯中摇蚊亚化石分析,结合 210 Pb和 137 Cs年代测定和降趋势对应分析(DCA),研究了太白湖近150年来摇蚊种属组合变化和湖泊营养演化过程。结果表明: 20世纪中期(1950年左右),摇蚊种群中与大型水生植物关系密切的Paratanytarsus,Paratanytarsus penicillatus-type,Polypedilum nubeculosum-type和Dicrotendipes nervosus-type等属种迅速减少或消失,而耐营养的属种Chironomus plumosus-type,Microchironomus tabarui,Procladius,Propsilocerus akamusi 和 Tanypus增多,表明大型水生植物减少,湖泊富营养化开始。20世纪90年代以来,Chironomus plumosus-type和Microchironomus tabarui等富营养种的比例增加反映了营养水平的进一步提高,并呈现加重趋势。摇蚊组合变化反映的太白湖营养水平的增加与流域人类活动影响密切相关,早期湖泊富营养化响应流域土壤侵蚀及湖泊水产养殖,而1990年以来湖泊富营养化的加重则与化肥的大量使用、人类活动的进一步加强及流域内工业废水污染物的开始排放有关。     

长江河口水下三角洲沉积物组成变化及其环境意义

三角洲不同年代的沉积物组成记录了流域-河口-近海沉积物源汇过程动态变化信息。文章以长江河口水下三角洲A3-1和A6-6柱样为对象,进行了光释光（OSL）年代、粒度和元素地球化学分析,探讨了不同年代沉积物地球化学组成差异及其影响因素。研究结果表明,柱样长度为1.58 m的A3-1沉积物年龄为1070±50~1180±30 a（距今约1000~1200年）,柱样长度为1.80 m的A6-6沉积物为49±9~198±21 a（距今约50~200年）。柱样A3-1和A6-6元素组成存在显著差异,其中A6-6具有较高的Al、Fe、Mg、K、Ca、Cu、Cr、Co、Cd、V、U和Th等元素含量,而A3-1具有较高的Na和Zr含量。粒度是影响两个柱样元素含量的重要因素,利用Al归一化粒度影响后,柱样A3-1具有高Na和低Ca的特征,以及较低的Cr/Th比值。Ca/Al-Na/Al-Ti/Al三元图也清晰表明了A3-1和A6-6的物源差异。通过与长江主要输沙支流和黄河沉积物元素组成的比较,两个柱样元素组成差异的原因主要有两个：一是长江不同支流对长江沉积物贡献随着时间的变化,其中年龄较老的A3-1沉积物（距今约1000~1200年）更多来自汉江,年龄较轻的A6-6沉积物更多受到嘉陵江影响;二是黄河近千年南迁的影响,距今约50~200年的A6-6沉积物具有高Ca特征,反映了高Ca的废黄河物质对近期长江三角洲沉积的影响。研究表明,河口三角洲沉积物的组成存在动态变化的特征,通过年代和元素组成的分析,可以提供流域和海洋环境变化对三角洲沉积环境演变的控制信息。