石榴石微量元素地球化学及其在沉积物源分析中的应用

石榴石是沉积物中常见的重矿物,其可来源于多种岩石,而且不同类型母岩中石榴石具有多样的地球化学组成,因此碎屑石榴石的地球化学分析在沉积物源研究中应用广泛。通过电子探针分析可以容易地获得单颗粒碎屑石榴石的主量元素地球化学组成,可借此探讨其母岩类型,但也存在一定的局限性,比如中酸性火成岩和部分变沉积岩来源的石榴石通常都具有高Fe、Mn的特征,不易于区分。本文系统地收集了不同岩石类型的石榴石微量元素数据,尝试利用微量元素地球化学的差异性对碎屑石榴石物源分析进行补充。最终得出以下结论:(1)石榴石的稀土元素(REE)组成与钇(Y)元素指标可区分中酸性火成岩和变沉积岩来源的碎屑石榴石;(2)基性岩(橄榄岩、辉石岩)及所对应的变基性岩石(榴辉岩)中石榴石的微量元素地球化学组成相近,但部分橄榄岩来源的石榴石在镨/钬(Pr_N/Ho_N)值和重稀土总量(ΣHREE含量)上与辉石岩和榴辉岩的有显著差别,这一特点可运用于以基性岩母岩为主的碎屑沉积物源研究中;(3)夕卡岩中的石榴石在主量元素地球化学组成上表现为高度一致的高Ca特征,而稀土元素组成具有两种典型的分配模式,岩浆型(指示富铁、氧化环境)与热液型(指示富铝、还原环境)。综上所述,石榴石微量元素地球化学可以有效地运用于沉积物源分析研究中,是其主量元素物源分析方法的重要补充。     

华北中南部地区石盒子群沉积环境研究新进展

华北地区石盒子群的沉积环境长期以来一致存在较大的争议,大多数研究者认为该时期完全为陆相沉积,也有一些学者在该地层中发现了海相沉积物。本文着重对鲁西、河南等地区石盒子群的奎山砂岩进行岩石学、沉积学、地球化学等指标研究,在该砂岩中发现了冲洗交错层理,并在该砂岩中上部发现了海绿石的存在。通过详细分析奎山砂岩中海绿石的显微特征、元素地球化学特征,并进行比较研究发现,华北地区奎山砂岩中海绿石的化学成分、含量与国内外古代的海相、过渡相海绿石基本一致,推断其为滨浅海富氧环境的产物。华北地区奎山砂岩中发育的沉积构造和所含海绿石的元素地球化学特征,揭示了该时期曾发生过海侵,反映了石盒子群沉积期沉积环境的复杂性。华北地区石盒子群奎山砂岩中上部海相沉积环境的确定,可能改变华北盆地二叠纪以来单纯为陆相沉积的认识,这为精细研究华北地区中晚二叠世的盆地格局、充填演化及恢复古地理景观,提供了新的思路和重要依据。     

基于机器学习的表层土壤成矿元素空间预测: 以稀有金属铷元素为例

近些年随着土地质量地球化学调查工作的开展,获取了大量表层土壤样品数据。然而,这些数据也存在一个明显的缺陷,即1∶50 000大比例尺表层土壤数据往往缺少成矿元素。鉴于土壤成矿元素含量对于矿产资源勘查的重要指示作用,尝试基于现有数据对大比例尺表层土壤成矿元素含量提供一个补全方案。以稀有金属铷元素为例,采用随机森林算法把同一区域2 548组1∶250 000小比例尺表层土壤数据按照8∶2的比例随机分为两组,用80%的数据进行训练建模,20%的数据对模型进行验证。采用变量重要性度量排序和构建学习曲线的组合方法优选了8种元素(K、B、Ni、V、Zn、As、Co、Cu)作为预测变量,模型对训练数据和测试数据的拟合优度R²分别达到0.983 2和0.895 6,说明预测变量的优选方法是有效的。随后将1∶50 000表层土壤的上述预测变量数据作为输入变量导入模型中,得到预测的Rb元素含量,预测结果比较符合实际特征。本研究表明将大数据机器学习随机森林算法引入表层土壤地球化学元素含量空间定量预测具有可行性,可进一步拓展土地质量地球化学数据的服务应用维度。     

地下流体测项中氟氯离子及水电导的映震效率

展示了数十年来国内外科研机构运用地下流体测项中氟氯离子及水电导的异常特征探索防震减灾的突出成果。在分析了异常特征可能的产生机理后指出:流体测项中氟氯离子及水电导很可能是我们探寻多年的地化敏感元素,该元素抗干扰能力强,映震效果好,测试方便快捷,既经济又可靠。建议各地区结合本地化学、地质构造特征做到扬长避短,在不适合进行水位和水气观测的井泉多开展对氟氯及其他离子元素和水电导的多项目的综合监测研究,做到一井多用,监测有重点,分析有全面。     

“江苏国土生态地球化学调查”项目分析测试成果验收获优秀

2005年12月23日~24日,中国地质调查局分析质量检查组对江苏省地质调查研究院测试所承担的“江苏国土生态地球化学调查”多元素分析测试工作进行了最终成果评审和评级验收。检查组听取了情况汇报,了解了数据的使用情况,随后逐一审阅了54项分析指标的地球化学图,同时对外部标准控制样的各项质量参数进行了统计分析,并查阅了分析测试的原始记录。检查组认为,“江苏国土生态地球化学调查”项目土壤样品多元素分析工作的各项指标均达到或优于规范要求,地球化学图图面效果好,元素空间分布规律与地质背景特征和生态环境特征相吻合,分析数据准确、可…     

碳酸岩与铂族元素地球化学

碳酸岩（carbonatite）被视为一种研究大陆地幔地球化学的“探针岩石”,通过对这类岩石的研究,在探讨地幔组成与演化、地幔交代作用与不均一性以及岩浆形成的动力学背景、岩浆来源及演化和有关矿产的成矿作用等方面,具有重要的理论意义和实际价值。铂族元素（Platinum—group elements,简称PGE）在研究核-幔分异、地幔组成与演化以及幔源岩石（主要为基性-超基性岩）形成的大地构造背景、岩浆起源及演化,以及探讨K／T界线与陨石撞击事件等方面具有重要意义。本文在概述国内外碳酸岩和PGE地球化学研究现状的基础上,结合地质事实和地球化学研究成果,认为碳酸岩熔体具有一定携带PGE的能力,可利用PGE地球化学来探讨碳酸岩的源区特征和岩浆形成与演化过程;同时指出,碳酸岩PGE地球化学研究过程中还存在许多悬而未决的科学问题。     

洞庭湖“四水”入湖河床沉积物主量元素地球化学特征及意义

本研究利用X射线荧光分析仪（XRF）对洞庭湖"四水"（湘江、资江、沅江、澧水）入湖河床沉积物进行主量元素地球化学分析,探讨"四水"入湖沉积物主量元素组成特征及其影响因素。结果表明,洞庭湖"四水"入湖沉积物中SiO2、Al2O3、Fe2O3、K2O、P2O5、LOI等元素含量变化相对较小、分布特征相似;而MnO、MgO、CaO、Na2O等则含量变化较大,在各河流沉积物中分布差异明显。其中沅江和澧水入湖沉积物中MgO、CaO、Na2O等的含量明显高于湘江和资江沉积物,而MnO则反之;澧水沉积物TiO2含量明显偏高。且湘江、资江、澧水沉积物中TiO2、Al2O3、Fe2O3、MnO、MgO、CaO、P2O5、LOI等主量元素含量变化有明显的粒度效应,而沅江沉积物则不然。不同河流入湖沉积物主量元素组成差异明显,沉积物主量元素组成的明显差异与流域源岩岩性、化学风化作用、水动力条件等因素有关。其中湘江和资江沉积物主量元素组成主要与由上地壳+花岗岩组成的源岩有关;沅江沉积物元素组成受湖南板岩的影响明显;而澧水沉积物元素组成则是总体与上地壳元素组成相近似的区域源岩有关,并受长江沉积物影响。湘江和资江沉积物显示的风化程度明显高于沅江和澧水沉积物。但化学风化作用是通过不同抗风化能力岩石的空间分布而影响沉积物的元素组成。此外,湘江、资江、澧水沉积物元素组成受水动力条件影响,而沅江沉积物则不然。但水动力分选对沉积物元素组成的影响也受源岩岩性的控制。因此,流域源岩岩性是控制"四水"入湖沉积物主量元素组成的主要影响因素。     

早全新世白令海北部陆坡沉积环境快速变化

理解增暖背景下海洋环境的演化过程是海洋学和气候学一项重要的研究内容。在地质时期,地球经历了多次增暖时段（包括早全新世）,这为认识海洋环境演化过程提供了重要参考。早全新世全球气候经历了快速增暖,并伴随着冰原融化和海平面快速上升,对包括白令海在内的高纬边缘海的沉积过程和海洋环境产生显著影响。白令海发育宽阔的大陆架,毗邻北美大陆,接受来自育空河、阿纳德尔河和库斯科维姆河物质的供给。目前我们对白令海如何响应早全新世气候的认识还存在明显不足。本研究对位于白令海北部陆坡LV63-19-3岩心沉积物中陆源碎屑组份进行了高分辨率调查,结合沉积年龄模型,研究了早中全新世（距今11.7～5.5 ka）白令海北部陆坡陆源沉积演化过程。研究结果显示,在距今11.5～11 ka,白令海北部陆坡沉积速率高达392.9 cm/ka,在距今约9.7 ka以后降至17.2 cm/ka。在距今11～10.7 ka,发现一层厚约40 cm的暗色纹层状沉积层。在高沉积速率时段,沉积物平均粒径较细,距今9 ka以来平均粒径逐渐增大。主微量元素分析结果表明,陆源碎屑沉积物母岩性质以长英质沉积物为主,并存在少量火山碎屑源贡献。白令海北部陆坡高沉积速率事件对应于冰原融水脉冲（MWP）-1B事件（距今11.4～11.1 ka）,并导致白令海陆坡硅质生产力勃发。在距今11～10.7 ka研究区春夏季海冰覆盖增加抑制表层水体氧供给,夏、秋季持续冰川融水和高表层生产力进一步加剧了水体层化和海洋内部消耗,共同促进了纹层状沉积层的形成。距今9 ka以来白令海季节性海冰活动增强,但是陆源碎屑物质质量累积速率则逐渐减小,表明随着海平面上升,供给到研究区的陆源物质减少。我们认为早全新世白令海北部陆坡沉积环境快速变化是海平面、冰融水脉冲事件和季节性海冰活动共同作用的结果,实际上受高纬日射量、北美大陆冰原融化和全球气候变化控制。     

新疆表壳元素地球化学特征

本次研究以国家"305"项目新获得积累的新疆地球化学勘查数据为基础,以岩石地层分区为框架,按照岩石地层单元出露情况,利用面积加权方法,在地理信息系统和数理统计分析系统下,对新疆及其三个主要地层区--塔里木地层区、中南天山-北山地层区和北疆地层区进行了39种元素的表壳元素丰度计算.计算结果显示新疆及其三个主要地层区表壳元素丰度总体表现出上陆壳的特点,但又各具差异,反映出新疆地壳的不均一性,塔里木地层区主要表现出成熟上陆壳,北疆地层区表现为年轻上陆壳,中南天山-北山地层区则呈现过渡特点.通过统计、对比,本次研究指出新疆表壳元素丰度受岩石地层单元元素丰度和岩石地层单元地表出露面积控制,其变化是地壳演化历史的产物,总体上并不服从正态分布,前人利用迭代剔除法获得的结果是值得商榷的.     

洋中脊热液铁铜矿床的地球化学特征

北祁连山地区洋中脊热液铁铜矿床是局部地幔固化周期形成的.从区域到矿床形成了与一般热液矿床差异较大的地球化学异常.主要研究了北祁连山铁铜矿矿集区、矿田和矿床的地球化学异常,揭示了元素的空间分带规律.为进一步探讨北祁连山的洋中脊热液矿床的成矿规律提供了区域地球化学和矿床地球化学证据.