长江主要支流与干流沉积物的REE组成

系统采集了长江主要支流与干流从上游到下游不同地区的河漫滩沉积物样品,用1 M盐酸淋滤处理研究了REE在不同相态中的组成特征。研究表明,长江沉积物中REE主要赋存于酸不溶相中,约占总含量的70%。不同REE的酸提取效率不同,酸溶相明显富集REE,主要受磷灰石等磷酸盐矿物和部分Fe-Mn氧化物矿物的控制。主要赋存于粘土矿物中的不同轻稀土元素在酸溶相中百分比接近,而富重稀土元素的重矿物可以明显影响REE在不同相态中的组成和不同地区河流沉积物中REE的配分特征。长江支流沉积物的REE组成变化大于干流,流域源岩组成差异是控制REE组成的基本因素,但干流和支流沉积物全样与酸不溶相的REE配分模式基本类似,反映了各自流域风化上陆壳的平均组成。尽管一些支流对邻近干流沉积物的REE组成贡献较大,但总体上干流样品代表了不同支流水系沉积物的混合,尤其是下游近河口地区细粒级沉积物样品的酸不溶组分可以代表长江入海颗粒物的平均REE组成,用于示踪判别东部边缘海长江沉积物的源汇过程。     

长江川江段现代沉积物的重矿物组合特征

川江是长江上游物源的主要汇集河段,其重矿物组合特征对长江的形成与演化研究非常重要。通过对金沙江、川江主河段及各支流沉积物进行系统的样品采集和重矿物组合特征分析发现,川江段干流重矿物组合稳定,以赤褐铁矿-磁铁矿-钛铁矿-绿帘石-角闪石-辉石-绿泥石为主。川江段干流与支流在重矿物组合方面存在显著不同,各主要支流的重矿物组合也有明显差异。金沙江、川江段及川江段的主要支流的沉积物重矿物特征与其源区的表壳岩系显示出极好的一致性。通过比较发现,川江段干流重矿物组合主要受金沙江制约,尽管有众多的支流汇入,但并未改变干流的重矿物组合特征,说明宜宾以上的表壳岩系对长江上游的重矿物组合特征具有支配意义。     

长江流域沉积物黏土矿物组合特征及物源指示意义

通过X射线衍射方法系统分析了长江流域(干流和主要支流)表层沉积物(及部分表土)的黏土矿物,结果显示:长江流域黏土矿物主要由伊利石、绿泥石、高岭石和蒙脱石组成,伊利石含量最高,蒙脱石含量最低;长江干流上、中、下游黏土矿物含量基本一致,支流表现出明显区别,与流域不同的源岩类型和风化强度相对应.长江干流伊利石结晶度和化学指数...     

长江河流沉积物磁铁矿化学组成及其物源示踪

运用电子探针分析了长江干流和主要支流河漫滩沉积物中磁铁矿的元素组成.磁铁矿中的FeO平均含量稍高于其标准组成,而Fe2O3平均含量则明显低于标准组成;Ti、Al、Cr、V、Mn、Mg、Co和Zn等元素在磁铁矿中含量变化大,不同支流的磁铁矿的元素组成不同,同一取样点不同样品磁铁矿的元素组成变化也较大.金沙江、湘江、汉江及长江干流磁铁矿与钛磁铁矿、钛尖晶石、钒钛磁铁矿和铬铁矿等出溶交生,TiO2、Cr2O3和V2O3等元素含量高且变化大.金沙江磁铁矿富Mg、Al和Cr;大渡河、雅砻江和岷江磁铁矿中微量元素含量大多低于0.5%;涪江、汉江磁铁矿富Ti和V,而湘江磁铁矿富Ti和Al;总体上,长江干流上游磁铁矿富Ti,而下游磁铁矿中Ti、Al、Cr、V、Mg和Mn含量低于0.15%.干流磁铁矿的元素组成变化反映主要支流源岩组成及对干流影响程度的差异.     

现代河流碎屑磷灰石原位地球化学分析——对长江物源示踪研究的启示

长江是连接青藏高原和西太平洋的东亚最大河流,研究其源汇过程对于认识和理解沉积物剥蚀、搬运和沉积过程等方面具有重要科学意义。对河流沉积物中常见的磷灰石开展了原位微量元素和87Sr/86Sr比值分析,结果表明,金沙江的微量元素和87Sr/86Sr比值二维散点图的分布区域与大渡河、岷江和嘉陵江的明显不同;丰都段长江干流样品与大渡河、岷江和嘉陵江样品形成重叠区域,结合MDS（非矩阵多维标度）判断图结果,说明丰都段长江干流的物质主要来自龙门山。磷灰石原位地球化学分析方法可以有效区分发源于青藏高原东南的金沙江和发源于龙门山的大渡河、岷江和嘉陵江的物质。但由于金沙江梯级水电站的建设对其下游沉积物的组成起到重要影响,在今后使用该方法进行长江全流域物源示踪研究时需要谨慎。     

现代长江沉积物地球化学组成的不均一性与物源示踪

长江沉积物从源到汇过程研究的关键是揭示长江沉积物的组成特征,准确识别其时空组成变化规律,这也是东部边缘海海陆相互作用研究和长江水系构造演化研究的关键.本文研究一些常用的元素地球化学参数在现代长江水系的河漫滩和悬浮沉积物中组成的时空变化特点.在稀土元素(REE)组成上,下游近河口段干流悬浮沉积物在季节性时间尺度上比较稳定,可以代表现代长江入海沉积物的平均组成,而长江主要支流和干流间REE组成变化较大,化学相态分析可以更好地揭示特定物源区的REE组成特征以及由矿物分异引起的REE参数变化.相比REE而言,悬浮物中Al/Ti与Zr/Rb比值更能敏感地指示不同物源区的源岩组成信息,且减弱水动力分选引起的粒级和矿物分异影响.长江入河口的干流悬浮物作为整个流域风化剥蚀细颗粒物质的平均混合,具有更好的源区平均组成的示踪特性;但在不同季节也存在不同的主导性源区,主要受控于流域内季风降雨区的迁移.在河流沉积物源汇过程重建中,要特别关注流域物质风化和输运的自然过程可能引起的这些地球化学参数变化.     

长江与黄河流域沉积物碎屑石榴石化学组成及其物源示踪

<正>长江和黄河沉积物的单颗粒碎屑石榴石组合具有明显差异,可以应用于陆架中河流沉积物的物源示踪。长江流域主体是年轻的扬子地块——华夏地块,石榴石的源岩以中低级变质岩为主,呈高Mn低Mg特征;黄河流域主要分布在太古宙—元古宙古老的华北地块,石榴石源岩以中高级变质岩或超基性岩为主,呈高Mg相对低Mn特征。由于部分长江和黄河沉积物流域源岩的相同性,二者部分碎屑石榴石组成相近,但总体上完全可以区分它们不同的碎屑石榴石组成特征。金沙江和窟野河可分别作为长江     

江汉平原主要河流沉积物重矿物特征与物源区岩性的响应

通过对江汉平原主要河流沉积物的重矿物组合、特征矿物以及能够反映沉积物稳定状况、物源及成熟度的重矿物特征指数(ATi,GZi和ZTR)进行对比分析,发现在江汉平原范围内,长江和汉江及其长江主要支流的沉积物中重矿物特征具有显著的差异。长江的重矿物组合模型为：  锆石+绿帘石+辉石+绿泥石+金属矿物,特征矿物是锆石和辉石;   汉江的重矿物组合模型为：  绿帘石+角闪石+石榴石+绿泥石+金属矿物,特征矿物是角闪石、石榴石;   另外,清江、漳河、沮水和玛瑙河的重矿物组合及特征矿物也都完全不同。而且各水系的沉积物的重矿物特征与其源区的岩性分布显示出极好的相关性。研究表明在江汉平原利用重矿物特征及组合模型来进行物源示踪的方法开展水系演化研究是可行的。     

长江上游水系沉积物锶-钕同位素组成及物源示踪

泥沙资料表明,现代长江干流沉积物主要源自上游地区。因此,长江上游干支流沉积物主控关系及其源汇过程在长江水系沉积物物源示踪研究中极为重要。为探讨上述过程,详细测定了上游水系沉积物Sr-Nd同位素组成。结果显示,金沙江及闽江沉积物具有较高的εNd(0)值,主要受控于流域内大面积分布的峨眉山玄武岩的高εNd(0)背景值;嘉陵江水系沉积物具有相对较低的εNd(0)值,反映了其流域内源岩对沉积物Nd同位素组成的控制;与Nd同位素组成相比,水系沉积物87Sr/86Sr值具有更大的变化范围,表明除源岩因素外,沉积物Sr同位素组成受更为复杂的因素制约。支流与干流沉积物Sr-Nd同位素组成对比表明,长江上游干流沉积物主要来源于金沙江流域内的源岩,金沙江流域内的表壳岩系主导了上游干流沉积物的Sr-Nd同位素组成。     

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xfd％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.     

福建闽江和九龙江现代沉积物重矿物特征及其物源意义*

通过对闽江和九龙江沿岸沉积物中重矿物的分析,发现重矿物组合与源区岩石具有极好的相关性。两条河流流域重矿物组合为不透明铁矿类—绿帘石—锆石—电气石—角闪石,特征矿物为绿帘石,含量高达原生透明重矿物比重的70%,其成因除与高级变质岩有关外,还与中酸性岩浆岩及其与围岩接触蚀变发生的绿帘石化有关。从重矿物组合、重矿物特征指数以及与锆石年龄谱系的比对分析发现,闽江流域重矿物源自闽西北武夷山前寒武纪的变质岩、闽东广泛出露的燕山期岩浆岩和接触变质岩,而九龙江流域重矿物源自闽西南的印支—燕山期花岗岩。闽江上游沉积物重矿物以源自高级变质岩的重矿物为特征,中下游由上游来源的重矿物和下游酸性岩浆岩及接触变质岩形成的重矿物共同构成;九龙江以印支—燕山期花岗岩中的副矿物组合为特征。研究结果显示,对于中小流域面积的河流,由于搬运距离有限,重矿物组合保存的源岩信息量大,可作为研究流域内构造演化和源汇对比的重要手段。     

莺歌海盆地东北部邻区7条主要入海河流重砂矿物特征及其地质意义

海南岛西部（琼西）是莺歌海盆地东北部的主要物质来源之一。本文对琼西7条主要河流入海口的现代河砂进行了重矿物含量、重矿物组合以及相关特征指数等分析,发现其重矿物含量、磨圆度、组合以及相关重矿物指数从北到南明显不同,反映出碎屑物质搬运距离和源区岩性也明显不同。北部珠碧江重矿物以钛铁矿、电气石、锆石、绿帘石和透闪石为主,磨圆度较差,反映物源主要为近距离的酸性至基性-超基性岩浆岩和变质岩;昌化江重矿物以钛铁矿、磁铁矿、锆石和榍石为主,磨圆比较好,物源可能主要为远距离的酸性和基性岩浆岩;中部北黎河和通天河重矿物以钛铁矿、电气石、锆石、石榴石和透闪石为主,基本没有磨圆,物源主要来自近源区,为未经远距离搬运的变质岩、酸性岩浆岩和基性火山岩;感恩河重矿物以磨圆度差的锆石、钛铁矿、榍石、电气石和褐铁矿等稳定-极稳定重矿物为主,反映源区主要为近距离搬运的岩浆岩;南部望楼河和宁远河重矿物以钛铁矿、磁铁矿、褐铁矿和绿帘石等稳定-不稳定矿物为主,反映的母岩主要为酸性岩浆岩、变质岩和中-基性岩浆岩。这些主要河流入海口的重矿物特征存在明显差异,这与其发源地、流经区域以及流经区域所发育的岩石类型相一致。通过研究琼西地区从北到南不同流域的重矿物组合体系,有助于开展莺歌海盆地源汇对比分析,建立不同区域油气储层碎屑物质来源的识别标志,对该盆地天然气储层物源识别具有重要的地质意义。     

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。     

Sources of stream sediments in the granulite terrain of the Walawe Ganga Basin,Sri Lanka,indicated by rare earth element geochemistry

Thirty-eight samples of stream sediments draining high-grade metamorphic rocks in the Walawe Ganga (river) Basin, Sri Lanka, were analysed for their REE contents, together with samples of metamorphic suites from the source region. The metamorphic rocks are enriched in light REE (LREE) compared to heavy REE (HREE) and are characterised by high La/Lu ratios and negative Eu anomalies. The chondrite-normalised patterns for these granulite-grade rocks are similar to that of the average post-Archaean upper crust, but they are slightly enriched with La and Ce. The REE contents of the <63-μm fraction of the stream sediments are similar to the probable source rocks, but the other grain size fractions show more enriched patterns. The <63-μm stream sediments fraction contains lower total REE, more pronouncd negative Eu anomalies, higher Eu_N/Sm_N and lower La _N/Lu_N ratios relative to other fractions. The lower La _N/Lu_N ratio is related to the depletion of heavy minerals in the <63-μm fraction. The 63–125-μm and 125–177-μm grain size fractions of sediments are particularly enriched in LREE (average ΣLREE=2990 μg/g and 3410 μg/g, respectively). The total HREE contents are surprisingly uniform in all size fractions. However, the REE contents in the Walawe Ganga sediments are not comparable with those of the granulite-grade rocks from the source region of the sediments. The enrichment of REE is accounted for by the presence of REE containing accessory mineral phases such as zircon, monazite, apatite and garnet. These minerals are derived from an unknown source, presumably from scattered bodies of granitic pegmatites.     

Heavy minerals of the Barakar Formation,Talchir Gondwana Basin,Orissa

Heavy mineral analysis has been carried out in the Barakar Formation of the Talchir Gondwana Bbasin, Orissa. The characteristic heavy minerals are garnet, zircon, tourmaline, rutile, biotite, chlorite, pyroxenes, hornblende, staurolite, sillimanite, apatite, epidote, sphene, spinel and siderite including opaques and leucoxene. These heavy minerals are divisible into four groups on the basis of principal component analysis and suggest derivation of Barakar sediments from pegmatite, acid and basic igneous as well as low- and high-rank metamorphic rocks lying to the south of the Talchir Gondwana Basin. Though the heavy mineral suites of all the sandstone samples are by and large similar, differences have been noticed in the frequencies of many heavy minerals in vertical succession. Cyclic nature and vertical fluctuation of heavy mineral frequencies can be ascribed to variation of the relief of the source area, sudden release of some of the minerals in the source region and/or existence of favourable geochemical condition to escape partial dissolution.     

Comparison of detrital mineral compositions between stream sediments of the Yangtze River (Changjiang) and the Yellow River (Huanghe) and their provenance implication

A comparative comparative study on the detrital mineral composition of stream sediments of the Yangtze River (Changjiang) and Yellow River (Huanghe) shows that, light minerals of the Yangtze River basin were mainly quartz, feldspar, and detritus, the compositional characteristics of light minerals differed among tributaries, the main stream had a generally higher maturity index than tributaries; heavy mineral content tended to decrease progressively from the upper stream to lower stream of the Yangtze River, the primary assemblage was magnetite-hornblende-augite-garnet-epidote, and diagnostic minerals of different river basins were capable of indicating the nature and distribution of the source rock. Detrital mineral assemblages in sediments of tributaries and the main stream of the Yellow River were basically similar, Primary heavy mineral assemblage was opaque mineral-garnet-epidote-carbonate mineral and alteration mineral. Variations in the contents of garnet, opaque mineral, and hornblende mainly reflected the degree of sedimentary differentiation in suspended sediment and the hydrodynamic intensity of a drainage system. The heavy mineral differentiation index F revealed sedimentary differentiation of diagnostic detrital mineral composition due to changes in regional hydrodynamic intensity and can serve as an indicator for studying the dynamic sedimentary environment of a single-provenance river and the degree of sedimentary differentiation of its detrital minerals. Changes in detrital mineral content of the Yellow River was not completely controlled by provenance but reflected gravity sorting of the detrital mineral due to variations in the ephemeral river hydrodynamic intensity and sedimentary environment, however the index changing of Yangtze River were mainly influenced by the complex sediment sources. Therefore caution must be exercised in using the detrital mineral composition of marginal sea to determine the contribution of the Yangtze River and Yellow River.© 2019 China Geology Editorial Office.     

苏北盆地TZK9孔磁性地层及重矿物组合特征研究

通过对苏北盆地TZK9孔的磁性地层和重矿物组合分析,探索了该地区晚上新世以来沉积物的物源变化特征。古地磁结果显示,TZK9孔的M/G界线位于250.3 m,B/M界线位于78.5 m,并很好记录了2次正极性亚时（Jaramillo和Olduvai）,分别位于129.0~150.2 m与172.55~192.80 m,通过沉积速率外推获得该钻孔的底界年龄约为3.0 Ma。对TZK9孔重矿物组合、特征指数进行分析,并结合淮河及长江下游的重矿物组合特征,揭示在距今3.0~2.6 Ma其沉积物主要来自于淮河流域。而相比晚上新世,第四纪的磷灰石、锆石、金红石、电气石含量增加,表明该地区开始受到了长江流域的影响,而第四纪以来重矿物特征指数（ZTR）逐渐增大可能主要受控于全球气候变化。      

鄂尔多斯盆地北部直罗组砂岩重矿物分布特征及其指示意义

近年来,鄂尔多斯盆地砂岩型铀矿资源评价取得了较大进展,关于找矿目的层物源和铀源的问题长期以来备受关注。运用重矿物综合分析方法,探讨鄂尔多斯盆地北部砂岩型铀矿赋矿层直罗组碎屑物质来源和成矿铀源。结果表明,研究区内直罗组的重矿物组合主要为石榴子石+锆石+绿帘石+黑云母+尖晶石,其次包含少量磷灰石、榍石、金红石、角闪石、电气石、钛铁矿等,反映以中高级变质岩和中酸性岩浆岩为主的母岩类型。重矿物特征指数反映了以含石榴子石变质岩为主要源岩类型和近源沉积的特点。综合分析认为,区内直罗组主要的物源为盆地北部大青山和乌拉山地区的中下太古界–元古界的乌拉山岩群、中元古界扎尔泰群以及各时期的中酸性侵入体等。其中,古老基底变质岩与各时期中酸性岩浆岩普遍具有较高的铀含量,沿着NW–SE方向铀迁出明显,为后期铀成矿作用提供了初始铀源。