塔里木盆地下寒武统底部层状硅质岩微量元素和稀土元素地球化学特征及其成因意义

下寒武统底部是揭示地球发育演化历史的关键层段 ,在该层位中广泛发育有一套黑色页岩夹硅质岩的岩石组合。在这套岩石组合中蕴含着诸如 Rodinia大陆裂解这样岩石圈演化的重要信息。塔里木盆地北部下寒武统底部黑色岩系由黑色页岩夹薄层硅质岩组成。本文从塔里木盆地北部肖尔布拉克和苏盖特布拉克两个厚度分别为 8.8m和 7.5 m的寒武系露头剖面的黑色页岩夹硅质岩组合中的硅质岩从底到顶系统采取了 10个样品。样品经粉碎后进行了微量元素和稀土元素分析。结果表明 ,硅质岩的微量元素中 ,V,Cu,Zn,U,Pb,Ba,Cd,Ag,Mo,As和 Sb高度富集 ,而 R…     

贵州铜仁地区九门冲组黑色页岩地球化学特征及成岩环境研究

贵州铜仁地区九门冲组黑色页岩富含钒、镍和铀等金属元素,也是一套优质烃源岩。为了解黑色页岩的沉积环境和成因,对其进行地球化学特征研究。结果表明：Zn、Cu、Cr、Ni、U元素富集,稀土总量较高,轻稀土富集。Ce负异常、V/Cr和V/（V+Ni）表明黑色页岩形成于静水还原的斜坡环境,Co/Zn值、Zn-Ni-Co三元图、（La/Sm）N＞1、δEu正异常、La/Yb-REE图解、La-Ce关系图解和北美页岩组合样标准化曲线略左倾等反映黑色页岩沉积过程受到热液活动的影响,海底热液提供了丰富的物质来源。根据K2O/Na2O-SiO2判别图、稀土元素组合及比值等特征,反映区内构造背景以被动大陆边缘为主,由于受到热液活动的影响,也显示活动大陆边缘构造背景的特征。     

黔北下寒武统黑色岩系的沉积环境与地球化学响应

下寒武统黑色岩系在我国华北、华南及塔里木盆地等广泛发育,但富有机质泥页岩的分布特征及其控制因素未有定论。本文对黔北地区下寒武统牛蹄塘组(及同时期地层)不同沉积相带典型剖面中的富有机质泥页岩及其上下层位进行了地球化学分析,识别出寒武纪早期不同沉积相带氧化还原环境的明显差异。台内凹陷相主要岩性为黑色页岩,底部为不等厚的薄层磷块岩和硅质岩或硅磷质结核,沉积的黑色页岩厚度大,有机质丰度高,V、Ni、Mo、U等微量元素显著富集,反映了贫氧-缺氧环境,以及短暂动态的硫化环境,Mo/TOC反映了其为局限盆地特征;上斜坡相为贫氧到氧化的沉积环境,但更多地是表现为氧化的沉积环境,其中牛蹄塘期存在局部的硫化环境,沉积的黑色页岩厚度小,但有机质丰度最高,V、Ni、Mo、U等微量元素的富集程度较低;盆地相为黑色硅质岩与富有机质的黑色硅质页岩间互沉积,同期沉积厚度较小,有机质丰度相对较低,V和U的富集程度大于台内凹陷相,而Ni和Mo的富集程度则低于台内凹陷相,指示了缺氧环境,期间伴随有贫氧和短暂的氧化环境存在,且可能存在局部的硫化环境,Mo/TOC反映了中等的局限程度。总的来说,黔北下寒武统黑色岩系的有机质丰度...     

黔北黑色岩系的岩石地球化学特征和成因

黔北下寒武统黑色岩系主要由硅质岩、磷块岩、多元素富集层、黑色页岩等组成。采用X射线粉末衍射分析和扫描电镜分析研究了各岩类的矿物成分特征,重点进行了微量元素地球化学研究,黑色岩系微量元素总量在金属富集层之钼矿层达到峰值,显示出在剖面上从下到上先渐次增加后又有所回落的趋势。黑色岩系中Ba、As、Sb等元素的浓集系数普遍较高,高于有关热水沉积物的统计数据,反映出较强的热水沉积作用的特征。各岩类U/Th比值均大于1,钼矿层甚至达119,表明受到较强的热液活动的影响。δU=1 73～1 99>1,表现为缺氧沉积环境。在Zn Ni Co三元图中,也显示了热水沉积的特点。可见,黑色岩系形成于缺氧滞流海盆,热液活动提供了丰富的物质来源。     

湘西下寒武统牛蹄塘组地球化学特征及其对沉积-构造环境的响应

为深入探讨湘西地区下寒武统牛蹄塘组黑色岩系沉积-构造环境,对三岔剖面黑色岩系进行了详细采样测试,并重点分析了主量、微量及稀土元素地球化学特征。研究结果表明,牛蹄塘组黑色岩系不仅有机碳含量高,而且相比于北美页岩更富集V、Ni、Cr等微量元素。δ~(13)C_(org)及微量元素判别指标V/(V+Ni)、V/Cr、Ni/Co、δU、Ce/La、Ce_(anom)等特征的变化均反映牛蹄塘组沉积期水体属缺氧还原的浅水环境,且Mo/TOC与U_(EF)-Mo_(EF)协同模式表明沉积区当时为一局限海盆环境。稀土元素(REE)中轻稀土相对重稀土富集,且北美页岩标准化分布模式呈近水平略微左倾状,结合元素比值特征和La/YbCe/Yb、La/Yb-ΣREE图解,牛蹄塘组黑色岩系的母岩以长英质岩石为主,但沉积过程也受到海底热液作用影响。同时,根据δCe、δEu的特征与K_2O/Na_2O-SiO_2图解,认为沉积区在早寒武世为被动大陆边缘构造背景。     

贵州岑巩区块下寒武统变马冲组黑色页岩沉积地球化学特征及其沉积环境意义

基于钻井岩心资料,对贵州岑巩区块下寒武统变马冲组黑色页岩取心段进行系统采样、主微量元素测试及沉积地球化学分析。研究结果表明：1）古盐度判别指标Sr/Ba及Rb/K分布显示,下寒武统变马冲组黑色页岩沉积时期属局限海背景下的半（微）咸水—淡水相沉积,变马冲组一段—三段古盐度垂向变化不大;Sr丰度与碳酸盐矿物含量之间具明显的响应关系;2）古氧相指标V/Cr、Ni/Co、U/Th比值及δU值分布表明变马冲组黑色页岩沉积为氧化为主、间或贫氧的环境,V/（V+Ni）比值判别偏于还原环境;3）古气候判别参数“C”、Sr/Cu及SiO₂/Al₂O₃比值表明该套页岩沉积期主体属温湿气候,利于有机质形成;4）古水深及离岸远近判别参数Rb/Zr、Sr/Ba比值分布显示水体较浅、离岸较近的沉积特征,结合物源及沉积构造背景指征参数分析,变马冲组黑色页岩属大陆边缘离岸较近、水体较浅的陆源碎屑沉积。此研究认识揭示了岑巩区块下寒武统沉积环境的演化,进而为该套黑色页岩的有机质富集机理及页岩气选区评价提供一定的地质依据。     

贵州岑巩区块下寒武统变马冲组黑色页岩沉积地球化学特征及其沉积环境意义

基于钻井岩心资料,对贵州岑巩区块下寒武统变马冲组黑色页岩取心段进行系统采样、主微量元素测试及沉积地球化学分析。研究结果表明：1）古盐度判别指标Sr/Ba及Rb/K分布显示,下寒武统变马冲组黑色页岩沉积时期属局限海背景下的半（微）咸水—淡水相沉积,变马冲组一段—三段古盐度垂向变化不大;Sr丰度与碳酸盐矿物含量之间具明显的响应关系;2）古氧相指标V/Cr、Ni/Co、U/Th比值及δU值分布表明变马冲组黑色页岩沉积为氧化为主、间或贫氧的环境,V/（V+Ni）比值判别偏于还原环境;3）古气候判别参数“C”、Sr/Cu及SiO2/Al2O3比值表明该套页岩沉积期主体属温湿气候,利于有机质形成;4）古水深及离岸远近判别参数Rb/Zr、Sr/Ba比值分布显示水体较浅、离岸较近的沉积特征,结合物源及沉积构造背景指征参数分析,变马冲组黑色页岩属大陆边缘离岸较近、水体较浅的陆源碎屑沉积。此研究认识揭示了岑巩区块下寒武统沉积环境的演化,进而为该套黑色页岩的有机质富集机理及页岩气选区评价提供一定的地质依据。     

黔北地区牛蹄塘组页岩有机质富集及有机质孔隙发育机制研究

基于上扬子黔北地区下寒武统牛蹄塘组典型钻孔剖面,通过对代表性样品TOC含量、矿物组成、主量元素、微量元素、孔隙特征等测试分析,对黔北地区下寒武统牛蹄塘组页岩有机质特征、沉积环境以及孔隙发育机制开展了系统研究,为黔北地区牛蹄塘组页岩气的勘探提供参考。黔北地区牛蹄塘组中、下段发育富有机质页岩,TOC含量平均值为2.53%,TOC含量大于2.0%的富有机质页岩累积厚度约80 m。对氧化-还原环境敏感参数U/Th、Mo/Al和U/Al的研究表明,富有机质页岩形成于强还原性的沉积环境。牛蹄塘组中段富含黏土矿物的中等TOC含量页岩段较底部贫黏土矿物的高TOC含量页岩段孔体积和孔比表面积更高,有机质孔发育更好,可能与剖面下段排烃效率较高有关。富含黏土矿物的中等TOC含量页岩黏土矿物粒间孔较为发育,为生烃期原油或者运移沥青提供了一定的储集空间,并在更高热演化条件下二次裂解成气产生有机质孔。牛蹄塘组中段中等TOC含量页岩段较底部的高TOC含量页岩段为更有利的页岩气富集层段。     

上扬子地区下寒武统海相富有机质页岩形成环境与主控因素分析

对上扬子地区下寒武统富有机质页岩发育主控因素的研究是进行该区页岩气勘探有利区预测的基础问题之一。通过对上扬子地区下寒武统黑色页岩典型露头剖面样品特征的分析,运用岩石、矿物、有机质特点、特征元素等指标对该区海相富有机质页岩在早寒武世时的古环境进行恢复,建立上扬子地区下寒武统海相富有机质页岩沉积环境判别综合表,认为该套黑色页岩在早寒武世是典型的缺氧环境。上扬子地区下寒武统富有机质页岩的发育是古构造、古气候和古海平面变化、古洋流及海底热液活动等因素综合作用的结果。建立了上扬子地区古海平面上升―上升洋流―热液活动―水体分层―缺氧环境的页岩发育模式,指出海底热液活动和上升洋流促进生物体的勃发,为富有机质页岩形成提供物质基础;海平面上升和上升洋流不仅造成水体分层,而且共同影响富有机质页岩的分布范围。     

云南昆阳磷矿黑色页岩微量元素特征及其地质意义

昆阳磷矿是我国下寒武统黑色页岩中赋存的最大的磷块岩矿床。为了探讨磷块岩及上覆黑色页岩的源区性质及古海洋的氧化还原环境,本文对梅树村组中谊村段的磷块岩、石岩头段的黑色页岩以及筇竹寺组玉案山段的砂质黑色页岩的地层剖面进行了岩石地球化学研究。发现昆阳剖面磷矿区的下寒武统黑色页岩Th-Zr和Th-Y/Ho比值以及Y-Y/Ho比值与陆源碎屑物质更为接近,石岩头段黑色页岩样品的稀土元素总量平均为174×10^-6,与大陆壳稀土总量的平均丰度基本一致。稀土配分模式也十分类似,说明陆源碎屑物质来源比海水自生来源占的比重更大。受陆源碎屑物质的影响,Ni/Co,V/Cr和V/（V+Ni）等氧化还原敏感元素比值并不能很好的指示古海洋的沉积环境。但石岩头段黑色页岩的氧化还原敏感元素相对大陆壳具有一定程度的富集,并且富集程度不强烈,Ce具有轻微的负异常,反映了黑色页岩可能形成于次氧化环境。     

浙黔桂地区寒武纪硅质岩的地球化学特征及其形成背景

本文采用常量和稀土元素地球化学方法对浙黔桂地区寒武纪硅质岩的形成背景进行了研究。研究表明,硅质岩的A12O3/（A12O3＋Fe2O3）为0.56~0.87;Ce/Ce＊为0.74±0.19;Lan/Cen为0.90~1.58;Lan/Ybn平均为6.38,轻稀土明显富集,这些特征表明研究区硅质岩形成于大陆边缘环境或大陆边缘与深海过渡带。形成于裂陷盆地初期的硅质岩,比古华南残留洋盆和扬子陆块边缘的硅质岩轻稀土元素更加富集。构造拉张期形成的硅质岩为热液成因硅质岩,其稀土配分模式显示出轻稀土相对亏损、Eu正异常特征;构造稳定期形成的硅质岩为沉积成因硅质岩,稀土配分模式显示出轻稀土相对富集、Eu弱负异常特征。由硅质岩稀土配分模式的差异性反映出寒武纪时期的拉张为幕式拉张。位于扬子地台边缘的硅质岩所具有的Ce负异常,暗示着江南造山带寒武纪后曾发生过由东向西的大规模逆冲推覆。     

云南兰坪盆地古近系细碎屑岩地球化学特征及其地质意义

采用电感耦合等离子体质谱(ICP-MS)方法对兰坪盆地古近系104件细碎屑岩样品进行了稀土元素及微量元素分析,结果显示∑LEE含量较高,轻稀土含量较富集、重稀土含量较亏损,显示出明显的"右倾"型配分模式。根据稀土元素和微量元素特征、w(Zr)-w(Th)、La-Th-Sc、Th-Sc-Zr/10等多种沉积构造背景判别图解及多种交叉分析方法,对兰坪盆地古近系细碎屑源岩构造背景进行了详细研究。利用La/Th-Hf和La/Yb-∑REE判别图解对兰坪盆地古近系源岩属性进行了分析,结果表明:兰坪盆地古近系碎屑源岩主要以上地壳长英质岩石为主,并混有少量基性岩,反映其物源区构造背景为早期为大陆岛弧构造背景,至晚期逐渐过渡为被动大陆边缘构造背景。     

贵州水银洞金矿构造蚀变体稀土元素地球化学特征

水银洞金矿构造蚀变体(SBT)为产出于茅口租(P2m)和龙潭组(P3l)之间不整合面上的一套强硅化灰岩、灰岩角砾岩、硅化粘土岩组合.呆用ICP-MS测定钻孔岩芯中构造蚀变体样品稀土元素组成,对比研究SBT围岩、区域岩浆岩及现代海底热水系统流体稀土元素组成.结果显示,SBT的轻重稀土分馏明显[LREE/HREE=4.92～17.51,(La/Yb)N=5.94～38.37],曲线右倾型;轻稀土分异明显,曲线右倾程度大;重稀土分异不明显,曲线平坦;负Eu(0.61～0.94)、Ce(0.52～1.07)异常明显;SBT及围岩均具有明显W型稀土元素四分组效应,而不同于区域岩浆岩和现代海底热水系统流体,表明热液流体来源以壳源为主.     

藏南沙拉岗锑矿稀土和微量元素地球化学示踪及成矿物质来源

藏南沙拉岗锑矿赋存于下白垩统甲不拉组碳质板岩、泥质粉砂岩、硅质岩及燕山期辉绿岩和喜山期辉长岩中,受近东西向层间破碎带和近南北向构造破碎带控制。围岩蚀变较弱,围绕矿体呈对称性的面状、带状分布。稀土和微量元素测试结果表明碳质板岩和硅质岩具有与上地壳和太古宙后页岩非常相似的稀土配分模式。喜山期辉长岩以轻稀土相对亏损、重稀土相对富集和Eu轻度亏损的平坦型稀土配分模式有别于以轻稀土轻度富集、Eu无异常的稀土配分模式为特征的藏南燕山期辉绿岩。锑矿石具有轻稀土强烈富集、分馏程度高、Eu中度亏损、Ce强烈亏损的配分模式,与洋中脊黑烟囱-白烟囱中热液流体和喷流沉积物的Eu强正异常、海水的Ce中等负异常和重稀土富集的稀土配分模式及沃西Sedex型W-Sb-Au矿的稀土配分模式明显不同,但与喜山期辉长岩的稀土配分模式具有明显的互补关系。此外,锑矿石以其强Nb负异常及Ce和Ba正异常的微量元素特征,展示出与喜山期辉长岩的弱Nb负异常和强Rb正异常及碳质板岩-硅质岩的Nb、Ba负异常和轻度Ce、Rb、Th正异常的异同点,矿石δ³⁴S除个别样品为10.3‰和-41.6‰外,均分布在-2.6‰~-4.1‰区间,反映成矿物质主要来源于岩浆的特点。前人测定的流体包裹体氢、氧同位素值分别为δD=-151‰~-166‰,δ¹⁸O=9.4‰~12.3‰,显示岩浆水和地下水的混合性质。因此沙拉岗锑矿是形成于中新世、与藏南拆离系有关的浅成低温热液型矿床,成矿物质主要来源于喜山期辉长岩岩浆,少量来源于围岩,成矿流体部分来源于岩浆期后热液,部分来源于地下水。     

湘西北下寒武统黑色岩系地球化学特征

对湘西北下寒武统黑色岩系进行了系统的地球化学研究,结果表明:SiO2的含量范围为10.54%～87.10%,平均为51.15%。稀土总量范围较大,为92.70～737.84μg/g,平均为312.73μg/g,LREE相对富集,HREE亏损。Ce呈弱至中等负异常,Eu大部分呈弱的正异常。稀土元素标准化曲线呈弱的帽状形态,较为平缓。微量元素Ni、Mo、Ba、V含量高,主要含矿岩石为磷块岩,而不是炭质页岩。成矿作用以热水作用为主,成矿环境不局限于浅海环境。     

黔南地区早石炭世黑色岩系稀土元素地球化学特征及沉积-构造环境分析c

为了深入探讨黔南地区早石炭世黑色岩系沉积-构造环境,笔者对页岩气钻孔CY1井打屋坝组黑色岩系进行了详细采样测试,并重点分析了页岩稀土元素地球化学特征。分析结果表明,该区早石炭世页岩稀土元素总量(ΣREE)为(213.08~308.1)×10^-6,平均值为251.43×10^-6,大于北美页岩的平均值(173. 21×10^-6);w(ΣLREE)/w(ΣHREE)及w(Ce)_N/w(Yb)_N等地球化学参数表明,轻、重稀土元素分异明显;REE分布模式呈平坦状,表现出轻稀土富集、重稀土元素亏损;δEu值为0.53~0.67 < 1,显示中等程度的负Eu异常,Ce异常表现不明显。根据δCe和Ce异常值的变化,反映研究区早石炭世为缺氧还原环境。根据稀土元素组合特征、δEu值的变化及w(La)_N/w(Yb)_N-ΣREE的图解特征,结合区域地质背景,认为黔南地区打屋坝组黑色页岩的物源来自黔中隆起和雪峰山隆起,母岩为沉积岩和花岗岩的混合,沉积区构造环境为被动大陆边缘构造背景。     

北京地区中元古界下马岭组页岩地球化学特征及其地质意义

对采自北京地区中元古界下马岭组的页岩样品,进行了地球化学研究,结果表明:主量元素Al2O3、Ca O和Na2O含量明显偏低,K2O和Mn O含量稍微偏低,Si O2、Ti O2及Fe2O3T含量同上地壳基本一致。微量元素及其比值特征显示源岩为混合源岩。稀土元素总量较高,轻稀土富集、重稀土平坦,铕明显负异常、铈弱负异常,各样品稀土元素配分模式与大陆上地壳一致,显示了沉积物具有同源性。源岩为来自于内蒙古隆起的花岗岩类、闪长岩类及基性岩的混合。微量元素比值及铈弱负异常的特征表明中元古界下马岭组页岩为覆水较深的还原环境沉积,源区构造背景为大陆岛弧。     

扬子东南大陆边缘晚前寒武纪古海洋演化的稀土元素记录

本文采用中子活化方法分析了晚震旦～早寒武纪１９件样品的稀土元素组成,发现硅质岩石ＲＥＥ配分形式有着复杂的变化,初步可以划分为五种类型,包括“台地型”、“红海型”、“海水型”及两种特殊的配分形式。剖面上Ｃｅ异常由小到大的演变反映了古海洋底层水由缺氧环境向氧化条件的逐渐转化。正Ｅｕ异常的出现代表了热水沉积事件的存在。     

重庆南川-武隆铝土矿含矿岩系稀土元素特征及其地质意义

重庆市南川武隆铝土矿是黔中渝南铝土矿成矿带的重要组成部分。为初步查明重庆地区铝土矿稀土元素的地质意义,弥补重庆铝土矿成因研究的不足,笔者以重庆南川武隆铝土矿含矿岩系为研究对象,分析稀土元素(REE)的地球化学特征。通过研究发现,稀土元素总量较高,多数样品轻稀土富集,重稀土不同程度亏损。由于含矿岩系中的REE含量在沉积后只有极微弱的变化,因此利用稀土元素的特征及有关参数对铝土矿含矿岩系的形成环境及其物质来源进行了初步判断:Eu中等负异常,含矿岩系以陆相沉积为主,部分为海相沉积;从含矿岩系样品稀土元素总和、Ce异常、Eu 异常情况来看,含矿岩系形成的古水介质呈弱酸性,含矿岩系主要形成于氧化环境中,氧化能力增强时有利于铝土矿的形成;含矿岩系物质来源具有多样性,志留系韩家店组粉砂质页岩与石炭系黄龙组灰岩均可能为物质来源。     

Rare earth geochemistry in the dissolved, suspended and sedimentary loads in karstic rivers, Southwest China

The watershed in the central Guizhou Province (Guizhou Province is called simply Qian) (CQW) is a karstic area. Rare earth elements (REEs) of dissolved loads, suspended particulate material (SPM) and sediments of riverbed are first synthetically reported to investigate REE geochemistry in the three phases in karstic watershed during the high-flow season. Results show that the low dissolved REE concentrations in the CQW are attributed to these rivers draining carbonate rocks. The dissolved REE have significant negative Eu anomaly and coexistence of middle and light REE (MREE??PAAS-normalized La _N /Sm _N and Gd _N /Yb _N ; LREE??PAAS-normalized La _N /Yb _N )-enrichment, which are due to the dissolution of impure Triassic carbonates. REE concentrations in most of SPM exceed that of sediments in the CQW and the average continental crust (UCC). The SPM and the sediments show some common features: positive Eu, Ce anomalies, and MREE enrichment. The controls on the patterns seem to be from weathering profiles: the oxidation state, the REE-bearing secondary minerals (cerianite, potassium feldspar and plagioclase), which are also supported by the evidence of Y/Ho fractionations in the three phases.