贺兰山中南部香山群地球化学特征及构造沉积背景

为了明确贺兰山中南部地区早古生代的构造沉积背景,对香山群硅质岩和碎屑岩区域系统采样,并进行地化特征对比分析,探讨构造背景及沉积环境。研究表明,香山群硅质岩w(A1)/(w(A1)+w(Fe)+w(Mn))均值0.42,w(Fe)/w(Ti)均值33.10,受热液和生物成因的共同作用,北部偏生物成因,南部多热液成因。碎屑岩样品w(Al_2O_3)/w(MnO)均值309,w(Al_2O_3)/w(CaO)均值50.41,w(V)/(w(V)+w(Ni))均值0.74,指示处于陆源碎屑供应充足的厌氧环境。综合w(Fe_2O_3)/w(TiO_2)-w(Al_2O_3)/(w(Al_2O_3)+w(Fe_2O_3))、w(K_2O)/w(Na_2O)-w(SiO_2)/w(Al_2O_3)图解及典型沉积构造分析,认为研究区早古生代为被动大陆边缘斜坡-半深海平原环境,以中卫-青铜峡断裂为界,由北向南水体逐渐变深。     

南秦岭勉略构造带三岔子硅质岩地球化学特征及其地质意义

勉略带内广泛发育古生代硅质岩,其对南秦岭造山带古生代沉积环境和构造背景具有重要的指示意义。重点分析了勉略带三岔子地区泥盆系硅质岩地球化学特征,结果显示,三岔子硅质岩SiO_2含量较高,为94.04%～98.08%,平均96.92%,质地较纯,Al_2O_3和TiO_2含量明显偏低;微量元素中Ba、U含量较高、Zr含量较低,U/Th值和Ba/Sr值较高;稀土元素显示样品的ΣREE值显著偏低,为7.61～51.04μg/g,平均22.51μg/g,经PAAS标准化后的稀土配分曲线表现出富集HREE的左倾特征,Eu正异常和Ce负异常,以及Al/(A1+Fe+Mn)值、Fe/Ti值和(Fe+Mn)/Ti值等指标均指示硅质岩具有典型的热水沉积成因。硅质岩Al/(Al+Fe)值、Al_2O_3/(Al_2O_3+Fe_2O_3+MnO)值、Al_2O_3/(Al_2O_3+Fe_2O_3)值、δCe值以及(La/Ce)_N值等地球化学特征指示其主要形成于大陆边缘环境。(La/Lu)_N值、(La/Yb)_N值及δEu值等指标反映硅质岩形成受到深大断裂相关的岩浆活动的影响。三岔子硅质岩Th/U值、U/Th值、δU值等特征指示其形成于缺氧的沉积环境。综合上述研究,该硅质岩发育地区在古生代处于伸展裂陷的构造背景之下,形成了裂陷或断陷盆地以及区域性同生断裂为主的一系列伸展构造。裂谷内岩浆活动在硅质岩的形成过程中为热水活动提供了热源,区域性同生断裂为热水流体的上升提供了通道;对流热水对周边物质的的淋滤和溶解导致了SiO_2的富集;三者的共同作用最终导致一系列不同时代的热水沉积硅质岩在勉略带中形成。     

重庆高燕锰矿床成矿物质来源及沉积环境

在矿床地质研究基础上,通过对13件锰矿石样品进行系统的主量元素、稀土元素测试及分析,进一步探讨高燕锰矿床的成矿物质来源及沉积环境。结果表明:Mn/Fe平均值为17.34,P/Mn平均值为0.008,(CaO+MgO)/(SiO_2+Al_2O_3)平均值为0.51,因此城口锰矿属于高磷低铁偏酸性锰矿石。Mn含量远高于TFe与MgO含量,可能是Fe~(2+)、Mg~(2+)易进入锰矿石的晶格占据Mn~(2+)的位置而形成完全类质同象的原因;Al和Ti含量相对较低,表明锰矿石沉积水体相对较深或距离陆源较远。高燕锰矿稀土元素总量不大,轻稀土明显较重稀土富集,δEu呈正异常,δCe呈弱的正异常。SiO_2/Al_2O_3、Fe/Ti、(Fe+Mn)/Ti、Al/(Al+Fe+Mn)、La/Ce比值,以及SiO_2-Al_2O_3、La-Ce、La/Yb-REE图解都显示出锰矿沉积过程中有大量热水(液)的注入,受陆源物质的影响程度较小,物源可能来自洋壳深部;锰矿与底板围岩稀土元素配分曲线相似,且锰矿层的产出严格受区域构造、地层、岩性的控制,反映了底板围岩可能为锰矿层的形成提供了部分物质来源;Sm/Nd比值指示锰矿层的沉积类型为壳层源沉积。Mn/Fe、ΣLREE/ΣHREE比值及δCe值,Ce、Eu异常,以及La_N/Ce_N-Al_2O_3/(Al_2O_3+Fe_2O_3)图解表明城口高燕锰矿床形成于大陆边缘向深海盆地过渡范围内即离岸较远、相对潮湿的深海或深水,还原、成矿温度大于250℃的沉积环境。     

闽西南下三叠统溪口组硅质岩的地球化学特征及构造意义

闽西南下三叠统溪口组中的硅质岩SiO2含量的变化范围为57%～68%, Si/Al=3.4～5.7,远远低于纯硅岩的Si/Al(80～1 400),表明这些硅质岩中含较高比例陆源泥质沉积物.硅质岩样品w(Al2O3)/w(Al2O3 Fe2O3)=0.61～0.79, w(Lan)/w(Ybn)值介于1.38～1.75间,w(Ce)/w(Ce*)=0.87～0.93, w(Lan)/w(Cen)=1.14～1.43,表明这些硅质岩形成于大陆边缘环境.这一结论与大田、漳平一线相当于当时陆坡下部位置的判别存在矛盾,可能的解释是这些硅质岩形成于另一侧的大陆边缘.     

内蒙古中部莫花以力更高分异Ⅰ型花岗岩体地球化学特征及其构造环境

莫花以力更花岗岩体位于晚古生代内蒙古中部东西向白云鄂博-赤峰花岗岩带上,主量元素分析显示:富硅、铝,碱中等,相对富钾,贫钙、镁,岩浆分异演化程度高,属高钾钙碱性过铝质系列.稀土和微量元素分析显示:稀土元素富集程度低,轻稀土元素相对重稀土元素富集,轻、重稀土元素分馏较低,具有较强的铕负异常;富集K、Rb、Zr、Hf、Th、U等,亏损Ba、Sr、P、Eu、Ti等.综合分析表明:该区花岗岩体10~4×w(Ga)/w(Al)、w(Zr)+w(Nb)+w(Ce)+w(Y)、过碱指数、w(Nb)/w(Ta)等特征值均接近Ⅰ型花岗岩,相关判别图解说明莫花以力更花岗岩体应属高分异的Ⅰ型或S型花岗岩,而W(P_2O_5)0.12%, w(SiO_2)与w(P_2O_5)呈负相关关系,这一典型特征区别于S型花岗岩,认为莫花以力更地区花岗岩应属高分异Ⅰ型花岗岩.综合地质和地球化学特征以及构造背景分析均表明该区岩浆活动可能与后造山构造环境的拉张减压条件有关,与之相关的索伦山-西拉木伦缝合带的拼合时间可能为早二叠世.     

塔里木克拉通Columbia聚合后大陆裂解的高热事件痕迹

对塔里木克拉通大红山花岗岩进行了LA-ICP-MS锆石U-Pb年代学以及主量、微量、稀土元素和氧同位素地球化学研究.LA-ICP-MS锆石U-Pb年代学分析获得的w(~(207)Pb)/w(~(206)Pb)加权平均年龄为1 732.3±7.4 Ma.大红山花岗岩的全岩δ~(18)O_(V-SMOW)=7.6‰~8.6‰,它们富硅、富碱,具有强烈的Eu负异常以及较高的w(Rb)、w(Th)、w(Y)、w(Ga)、w(Nb)和较低的w(Sr),w(Zr)+w(Nb)+w(Ce)+w(Y)和10~4×w(Ga)/w(Al)均较高,因此,它们具有A型花岗岩的地球化学特征.结合w(Sc)/w(Nb)-w(Y)/w(Nb)图解,大红山花岗岩为A,型花岗岩.通过计算18个花岗岩样品的锆石饱和温度T_(Zr)=732.45~1 128.33℃,属高温花岗岩.大红山花岗岩是由挤压体制向伸展转变过程的地质记录,可能受地幔底辟作用,软流圈地幔上涌带来的热导致下地壳在高温低压条件下发生部分熔融形成,记录了塔里木克拉通在Columbia超大陆聚合后的高热事件,是克拉通大规模裂解初期阶段的痕迹.     

北黄海盆地中—上侏罗统火山岩岩石地球化学特征及构造背景

对北黄海盆地X井钻遇中—上侏罗统暗色岩组进行研究.研究结果表明:北黄海盆地X井钻遇中—上侏罗统暗色岩组中有2层火山岩,以夹层产出;火山岩为钙碱性系列,且两层火山岩Na2O含量差别较大,下层是钠质流纹岩,上层是钾质流纹岩-英安岩;2层火山岩的微量元素、稀土元素地球化学特征相似;稀土元素配分型式为轻稀土富集的右倾型,轻、重稀土分馏不明显,具微弱铕异常;Rb,Sr,Ba和K等不相容的大离子亲石元素以及和Hf和Zr等不相容的高场强元素富集,Ti,Nb和Yb等难溶元素呈现较强亏损,且(w(Rb)/w(Yb))N＞1,岩浆具有地壳物质属性;Nb和Ta相对亏损,Ba相对富集,岩石具有火山弧火山岩地球化学特征;结合w(Ti)/w(Zr)-w(Ti)/w(Y)岩石成因以及w(Nb)-w(Y)和w(Rb)-w(Y+Nb)构造环境判别图,认为研究区火山岩形成于与俯冲有关的火山弧或弧后伸展环境.下层火山岩岩浆是盆地裂陷较深时深部地壳部分熔融的产物,源区受幔源物质混染,Na2O质量分数高;上层火山岩岩浆是盆地裂陷较浅时浅部地壳部分熔融的产物,Na2O质量分数低.     

黔北地区合山组硅质沉积物地球化学特征及其地质意义

为明确黔北官坝—革木地区上二叠统合山组硅质沉积物(硅质岩、硅质灰岩)特征及其成因,对硅质沉积物样品进行主量元素、稀土元素和微量元素测试分析。其地球化学结果表明：官坝剖面硅质岩SiO2含量在90.95% ~ 93.98%,Al2O3含量在0.46% ~ 0.94%;申家寨剖面硅质灰岩SiO2含量在39.18% ~ 63.55%,Al2O3含量在0.49% ~ 0.82%,CaO含量在18.44% ~ 29.81%;硅质沉积物常量元素Al / (Al + Fe + Mn)在0.18 ~ 0.43之间,Al / (Al + Fe)在0.18 ~ 0.44之间,U / Th在0.76 ~ 1.34之间、平均为1.07,ΣREE7.70 × 10-6 ~ 35.25 × 10-6,均指示硅质沉积物为热水沉积成因;硅质沉积物Ce / Ce*为0.72 ~ 0.87,呈负Ce异常,Eu / Eu*为1.10 ~ 1.41(PM315-DH1为0.98),呈正Eu异常,(La / Yb)N为1.02 ~ 5.45,平均为3.07,(La / Ce)N为1.25 ~ 1.60,平均为1.48,指示其形成于受陆源影响输入不明显的大陆边缘环境。结合区域岩相古地理演化特征,在黔北官坝—革木地区晚二叠世长兴期硅质沉积物为热水成因,沉积环境为大陆边缘环境。     

扬子板块东南大陆边缘上震旦统热水成因硅质岩的地球化学标志

晚震旦世时,在扬子板块东南大陆边缘地带发育一套层状硅质岩建造,岩石化学成分纯净,SiO2含量在90%以上,其它化学成分含量均很低。但Fe和Mn相对富集,而Al,Ti,Mg相对贫乏。微量元素含量变化大,大部分微量元素含量相对地壳克拉克值偏低,仅U,As,Sb,Ag,Ba等富集。岩石的δ30Si为0.0‰～0.7‰,δ18O为20.2‰～23.6‰,δ30Si和δ18O值及岩石的形成温度清楚地表明组成岩石的二氧化硅矿物来源于热水     

长江中下游第四纪红土中结核的地球化学特征及环境意义

经分析,长江中下游地区第四纪红土中铁锰结核中以 Si、Fe、Al、Mn等元素为主,其中,Fe、Mn、Pb和Cd大量富集,稀土元素为强烈富集,其中Ce表现出强烈的正异常.根据结核的元素富集特征及铁锰的地球化学特征推测,长江中下游地区第四纪红土中结核形成过程经历了较强烈的干湿环境变化过程.     

金属元素及其质量分数比值与湖泊古环境记录——以萨拉乌苏河滴哨沟湾全新世沉积为例

通过对萨拉乌苏河滴哨沟湾从末次冰期晚期到中全新世以来的河流相、湖相、泥炭沼泽沉积序列的金属元素分析,探讨了不同环境中沉积物的金属元素迁移、富集特征以及元素质量分数比值代表的环境意义.分析表明:V、Ni可能更多是在黏土中富集,而Fe_2O_3、Mn与还原条件有关,MgO、Sr、CaO与碳酸盐的形成有关.W、Bi、Co、Ce、Hf、Zr、Rb、Ti、Nb、K_2O、SiO_2、Al_2O_3主要赋存于较粗的颗粒中,水体强流动性、较浅水体、酸性氧化环境有利于这些元素的富集.金属元素在不同水介质中的溶解性、水体流动性以及在不同类型矿物中的富集、自生矿物形成时不同元素的富集特征等均影响了金属元素质量分数比值.w(Sr)/w(Ca)、w(Mg)/w(Ca)在水体流动性强、水体较淡、温度较低等环境中不能作为盐度的指标,而在水体滞留时间较长的湖泊环境中则是很好的盐度指标.高w(Fe)/w(Mn)指示了水浅流急的环境,但不能有效地指示水体较浅的还原环境,低值则指示了湖泊较深特征.指示风化作用强弱的w(Rb)/w(Sr)和CIA值与形成不同碳酸盐矿物的盐度状况、湖泊不同环境等有关,CIA值可能对流域的风化作用有较好的指示意义,而w(Rb)/w(Sr)对于水体较淡的湖泊指示意义更大.w(Si)/w(Al)可以有效地指示水体的深浅和水动力的强弱.     

新疆博格达山晚古生代花岗岩地球化学特征及构造意义

分布在博格达山东段北缘的花岗岩类,侵入于早石炭世玄武岩及酸性火山碎屑岩中,具较高的Si(w(SiO_2)=69.50%～71.40%),低Mg(w(MgO)=0.82%～1.10%)和Al(w(Al_2O_3)=13.89%～14.30%),w(K_2O)/w(Na_2O)=0.73～0.83,w(Al_2O_3)/(w(K_2O)+w(Na_2O)+w(CaO))=0.98～1.10,显示花岗岩为准铝质Ⅰ型花岗岩.岩石富集K,Rb,Ba,Th,U及LREE(w(La)/w(Yb))_N=5.69～7.72,亏损高场强元素(Nb,Ta,P,Ti)和Sr,具弱Eu负异常(δEu=0.81)和较低的占δ~(18)O(6.08‰),以及低w(Sr)(158×10~(-6)～169×10~(-6)),w(Yb)(2.09×10~(-6)～2.85×10~(-6)),w(Y)(17.00×10~(-6)～23.60×10~(-6))和MREE略亏损(Ho_NYb_N)的地球化学特征.推断研究区花岗岩源于先前形成的底侵玄武质岩石(新生地壳)受热发生重熔作用,源区存在有限的角闪石+斜长石+辉石残留,形成于陆内裂谷环境,其动力学机制应与石炭纪克拉麦里蛇绿岩带或康古尔塔格碰撞带所代表的古大洋消减引起的陆内拉张作用有关.     

海底铁锰矿物中稀土元素富集的控制因素

在不同氧化还原条件下生成的铁锰结核(壳)具有不同的稀土元素特征。在弱氧化条件下形成的成岩型结核中,稀土元素总量相对较低,Ce异常不明显,稀土元素主要存在于Fe相中;在强氧化条件下形成的水成结核(壳)稀土元素总量相对较高,Ce表现为较强的正异常。Ce的丰度主要受非晶质的Fe控制,而三价稀土元素的丰度主要受Fe、Mn和P相矿物的共同作用。而铁锰结核(壳)中铁锰矿物主要受生长环境的影响,因此,铁锰结核(壳)中稀土元素的富集在一定程度上受铁锰结核(壳)生长环境的控制。     

湘中地区早寒武世牛蹄塘组黑色岩系地球化学特征与有机质富集机理

中国南方扬子板块寒武纪早期广泛发育一套富有机质黑色岩系,为了研究其有机质富集特征及控制因素,对湘中地区AY-1井牛蹄塘组32件岩芯样品总有机碳质量分数w(TOC)、主微量和稀土元素质量分数等地球化学特征参数进行测试。研究结果表明:研究区牛蹄塘组黑色页岩有机质丰度高,与热液相关的Ni和Sb等微量元素富集以及热液指标w(Co)+w(Ni)较高;w(P生物)和w(Ba生物)显示牛蹄塘组生产力在中—高等水平,w(U)/w(Al),w(V)/w(Al),w(Ni)/w(Co),w(V)/w(Cr)和w(U)/w(Th)共同指示水体基本处于缺氧、还原环境;从底部至顶部,页岩受热液作用强度、生产力水平和水体还原性变化均表现为由弱—强—弱的趋势,且与有机质丰度呈现正相关;顶部生产力水平虽然较高且趋于稳定,但沉积时海平面下降使水体还原性减弱,有机质无法良好地保存。强热液活动、高古生产力和强还原环境使牛蹄塘组中部形成高有机碳丰度的页岩层系,成为页岩气勘探的有利层段。     

新疆柯柯亚一带晚石炭世硅质岩成因分析

新疆柯柯亚一带晚石炭世硅质岩分布极为广泛,通过野外地质填图及矿产调查过程中的详细观察和硅质岩岩石学特征分析,并根据硅质岩具有低SiO2、K2O、P2O5及HREE;高Al2O5、FeO、MgO、K2O＋Na2O、TiO2、∑EEE;SiO2／Al2O3、SiO2／（Na2O＋K2O）值分别为11～25和37～74;Fe／Ti值小于20、（Fe＋Mn）／Ti值小于15、Si／（Si＋Al＋Fe）值小于0．9等特征,认为这些硅质岩为火山成因。而且Th／Sc、Th／U和δCe等值及稀土配分曲线和TiO2-Al2O3图解也明确指示了硅质岩属火山成因类型。     

塔里木板块东南缘大敖包沟铜镍矿床岩石地球化学特征及其地质意义

大敖包沟铜镍矿位于塔里木板块东南缘,其发现是近年来该区带找矿的重大突破.已发现岩体具有全岩矿化特征,初步划分3个岩相,由橄榄辉石岩、辉石岩和辉长岩组成,岩石w(Si O2)集中于44.2%～49.1%,具低铝、低钛、低碱、高镁、高铁特征,m/f=1.73～6.10,平均4.05,属于铁质超镁铁质岩.在微量元素原始地幔标准化蛛网图上,岩石具有相对富集大离子亲石元素Rb、Ba、K、Sr、LREE、U、Pb,相对亏损高场强元素Nb、Ta、Zr、Hf,以及较高的w(Zr)/w(Y)(0.83～6.41)、w(Ta)/w(Yb)(0.14～0.19)和较低的w(Zr)/w(Nb)(2.65～31.92)地球化学特征.岩石ΣREE=28.25×10-6～45.87×10-6、(w(La)/w(Yb))N=2.56～10.06、δ(Eu)=0.76～1.06,具有LREE相对富集特征.综合大敖包沟岩体地质特征和区域地质背景,推断大敖包沟岩体可能形成于塔里木板块东南缘一个大陆裂谷环境.     

新疆乌伦古湖表层沉积物元素地球化学行为研究

利用X-荧光法对新疆乌伦古湖26个表层沉积物样品进行常量和微量元素分析,在样品采集时对采样点的水化学参数pH、电导率、盐度等进行测定.结果表明:乌伦古湖表层沉积物主要组成物质中w(CaO)、w(Al_2O_3)、w(Fe_2O_3)、w(MgC))均与w(SiO_2)之间有较好的相关性,w(K_2O)与w(SiO_2)之间的相关性较差(R~2=0.198),w(Na_2O)与w(SiO_2)之间几乎没有相关性(R~2=0.02).大多数微量元素与细粒沉积物有关,湖泊环境对金属元素的迁移和富集起到重要的控制作用.w(Si)/w(Al)可以用来指示封闭湖泊湖面升降变化,w(Si)/w(Al)越低,代表水体越深、水动力越弱的环境;w(Si)/w(Al)越高,代表水动力较强的环境.w(Fe)/w(Mn)对乌伦古湖泊水体深度指示不明显.     

震旦纪至寒武纪转折时期湘西北地区黑色岩系元素地球化学特征及其意义

黑色岩系作为地质历史时期特殊环境的产物,对研究地质历史与环境演化具有重要意义。本文以湘西北地区新元古代晚期至寒武纪早期典型剖面中的黑色岩系为研究对象,对震旦系灯影组白云岩、寒武纪牛蹄塘组硅质岩、磷块岩、黑色页岩等,开展了常规的元素地球化学特征研究,结果表明,研究区黑色岩系明显富集Mo、U、V、Cd、Tl,相对富集Cu、Ni、Zn,亏损Co、Mn、Ge 等元素;稀土元素总量较低,总体表现出轻稀土相对富集、重稀土相对亏损,δCe 呈明显负异常特征,显示出黑色岩系具海相热水沉积特征：黑色页岩、白云岩以正常海相沉积为主,兼有热水作用参与;硅质岩、磷结核受海水热液作用强烈。结合氧化还原特征元素比值U/Th、V/Cr、Ni/Co、V/Sc、V/(V+Ni),MoEF-UEF协变关系及δCe 异常值在剖面上的分布规律,分析得出剖面自底部而上沉积环境经历了弱氧化→氧化→还原(硫化)→缺氧→贫氧的变化。     

埃迪卡拉纪末期华南盆地深水环境的微量元素约束

对沉积于埃迪卡拉纪末期(551～542 Ma)华南盆地深水的老堡组硅岩样品中微量元素进行了研究.老堡组硅岩的元素地球化学特征显示岩石中微量元素主要来源于沉积水体,它们的质量分数和相关比值具有良好的环境指示意义.老堡组硅岩微量元素具有极低的w(Th)/w(U)(0.15～1.36,平均0.78),高的w(V)/(w(V)+w(Ni))(0.58～0.91,平均0.77),氧化还原敏感元素富集(U,V,Mo的富集系数较高),Mn的质量分数(10.9×10~(-6)～27.6×10~(-6))和富集系数均低的地球化学特征.这些特征表明埃迪卡拉纪末期华南盆地深水是缺氧的.然而,硅岩样品相对低的U,V,Mo质量分数以及缺乏黄铁矿指示了当时深水不是硫化的,而是缺氧含铁的,这种水体环境可能为多细胞后生动物的出现和快速演化提供了必要条件.     

皖南皮园村组硅岩的沉积古地理环境及其演化

皖南蓝田剖面皮园村组为一套埃迪卡拉纪-寒武纪过渡期(约550～532 Ma)沉积的黑色硅岩.皮园村组硅岩样品的w(Ce)/w(Ce*)为0.68～1.08(平均0.85),w(La N)/w(Ce N)为0.56～1.52(平均1.10),指示它们可能形成于大陆边缘环境.剖面下部与剖面上部样品具有明显不同的稀土配分:剖面下部样品的REE低,具有与现代海水非常相似的稀土配分,表明受陆源碎屑物质影响很小.虽然剖面上部样品依然保留了海水的某些特征,如Ce的负异常和Y的正异常,但总体显示出平坦的REE配分形态,且REE高,接近平均页岩,表明剖面上部样品受陆源碎屑影响大.w(Al2O3)也表现出下部样品低(0.03%～0.94%,平均0.41%)、上部样品高(0.74%～5.04%,平均2.98%)的特征.这些地球化学特征表明:皖南皮园村组硅岩很可能沉积于大陆边缘环境,其沉积水体由于海退的影响逐渐变浅,由深水盆地边缘环境转变为斜坡环境.硅岩沉积古地理环境的变化可能造成水体氧化还原环境的变化,从而对早期生命的出现、演化和分布产生影响.