鄂尔多斯盆地奥陶系石灰岩岩相及地球化学特征

为探讨鄂尔多斯盆地奥陶系石灰岩的岩相和地球化学特征,在露头及岩心观察、岩石薄片鉴定的基础上,确定了石灰岩的主要类型,结合碳、氧稳定同位素、锶同位素、主、微量元素分析等地球化学分析数据,确定了各类石灰岩的地球化学特征。据成岩环境及主要成岩作用,识别出奥陶系主要的石灰岩类型,即泥晶灰岩、海水及淡水亮晶胶结颗粒灰岩、去膏、云化细-粗晶次生灰岩、破裂及紊乱岩溶角砾灰岩;正常海水环境成因的石灰岩具有高δ~(13)C,δ~(18)O,低~(87)Sr/~(86)Sr,富含Sr,贫Mn,Fe及重金属和稀土元素,受淡水环境影响的石灰岩,具有低δ~(13)C,δ~(18)O,高~(87)Sr/~(86)Sr,贫Sr,富含Mn,Fe及重金属和稀土元素的特征。研究结果表明岩石薄片鉴定以及岩石地球化学分析是开展碳酸盐岩成因研究的有效方法。     

龙门山土桥子组灰岩与泥灰岩韵律层元素地球化学特征对比

利用地球化学分析,探讨龙门山甘溪泥盆系土桥子组灰岩和泥灰岩、不溶残余物以及烧失剩余物之间元素含量差异.通过对比它们之间的元素含量特征与相关性,结果表明SiO2、Al2O3、Fe2O3、K2O和TiO2的含量在灰岩和泥灰岩中差别很大,而在不溶残余物中含量则基本没有差别,在不溶残余物和烧失剩余物中的含量差别也很小;各元素与不溶残余物和烧失剩余物之间的相关系数均大于0.9,相互问的相关性也很好,表明其主要来源于陆源碎屑物,而且物质来源是一致的,它们基本不会受成岩作用的影响.MnO、MgO和FeO等组分在灰岩和泥灰岩中的含量相差不大,在不溶残余物和烧失剩余物中的含量差距略微增加,相关系数中等,为0.7～0.9,表明其主要来源于陆源碎屑物,但是受成岩作用的影响较大.Cr、Co、Ni、Zn和Ba等元素与不溶残余物相关系数低,反映它们之间的相关关系弱.龙门山甘溪土桥子组灰岩和泥灰岩地球化学分析的烧失剩余物中所反映的元素含量与成岩作用对应关系与不溶残余物是一致的,可以用于元素稳定性的研究.     

柴西北缘鄂博梁地区下干柴沟组泥岩地球化学特征及古环境

以柴达木盆地西北缘鄂博梁地区为例,通过痕量元素及稀土元素分析测试,结合沉积综合柱状图,探讨古近系下干柴沟组的古盐度、古气候和古氧化-还原条件等变化特征。样品具有明显的Eu负异常及轻微的Ce负异常,氧化-还原指标Ni/Co、V/Cr、U/Th一致指示氧化条件,古气候指标Sr/Cu值与Sr、Rb/Sr值指示的气候温湿变化趋势一致,古气候条件与Sr/Ba、Th/U判断出的古盐度变化相符合。古近纪青藏高原隆升高度较低且范围有限,鄂博梁地区下干柴沟组沉积期处在温暖湿润的淡水环境。     

鄂尔多斯盆地东北部塔然高勒地区侏罗系直罗组含铀地层地球化学特征分析

沉积岩的地球化学特征记录了岩石沉积时的重要地质信息,是研究沉积古环境、源区构造背景及源岩属性的有效手段.采用X衍射荧光光谱(XRF)、等离子体质谱仪(ICP-MS)和CMS350A型岩心扫描仪对鄂尔多斯盆地东北部塔然高勒地区中侏罗统直罗组地层岩心样品的主量元素、微量元素、稀土元素及黏土矿物含量进行测试分析,综合研究塔然高勒地区直罗组地层的沉积古气候特征、古水体氧化还原条件、古水体盐度及物源特征.研究表明:Sr/Cu、Rb/Sr、FeO/MnO、Mg/Ca及Al2 O3/MgO、化学蚀变指数(CIA)以及黏土矿物组合特征等指标综合指示出,研究区中侏罗世直罗早期为干旱气候,到直罗中期气候逐渐湿润,而后到直罗晚期气候再次变得干旱.古水体环境整体为富氧的淡水-半咸水环境.结合常量、微量、稀土元素各种构造背景判别方法,认为研究区直罗组地层源区构造背景主要是与大陆岛弧相关的活动大陆边缘,源岩可能为盆地北部阴山造山带内古生代中酸性侵入岩和大青山-乌拉山-集宁地区前寒武纪变质岩.     

桂中鹿寨地区鹿寨组下段地球化学特征及有机质富集因素

研究广西中部鹿寨地区下石炭统鹿寨组下段海相富有机质泥岩的地球化学特征,探讨其形成的主控因素,为鹿寨组下段海相优质烃源岩形成与演化提供理论依据。利用X射线衍射、有机碳含量及主元素、痕量元素含量测试等资料对寨沙剖面鹿寨组下段的沉积环境和有机质富集因素进行讨论。鹿寨组下段泥岩具有高脆性矿物、低黏土矿物的特征,有机碳质量分数为0.2%～4.54%,平均值为2.32%;古气候指标:古气候指数C、CIA和Sr/Cu比值分别为0.26～2.38、76.29～87.47及0.09～0.69,古氧化-还原指标:V/(V+Ni)、Ni/Co和V/Cr比值分别为0.36～0.99、2.23～9.9、2.3～26.26,古生产力指标:Ba、Cu和Ni质量分数分别为(231.32～4 128.26)×10~(-6)、(4.86～52.48)×10~(-6)、(79.99～620.27)×10~(-6)。地球化学特征显示鹿寨组下段沉积于半潮湿—潮湿气候条件下的贫氧—缺氧环境,具有中等初级生产力水平。相关性分析显示贫氧—缺氧的沉积环境是鹿寨组下段泥岩有机质富集的主控因素。     

内蒙古大青山石拐盆地侏罗系元素地球化学特征及沉积环境指示意义

研究内蒙古大青山石拐盆地侏罗纪的古气候、古水深和古盐度等环境信息。对石拐盆地侏罗系13件细粒沉积岩样品进行了主元素和痕量元素地球化学测试,分析了古沉积环境演化特征。研究表明:①古盐度指标Li、Sr、Ga和Sr/Ba值指示五当沟组、召沟组和大青山组为淡水沉积环境,长汉沟组为淡水—微咸水环境;②古氧化-还原指标U/Th、V/Cr、Ni/Co和V/(V+Ni)值指示研究区为氧化环境,其中召沟组为弱氧化环境,石拐群向大青山组氧化程度逐渐增强;③古水深计算指示五当沟组、长汉沟组和大青山组为浅水环境,召沟组为浅水—半深水环境;④古气候指标(古气候指数、化学蚀变指数、Rb/Sr和Sr/Cu值)指示古气候由石拐群的暖湿气候向大青山组的半干热气候转变。研究区随着气候变得越加炎热干旱,蒸发作用加强,水体变浅,盐度逐渐升高,氧化作用越来越强。     

湖泊沉积物Rb／Sr比值的古气候含义

由于 Rb、Sr 在表生过程中地球化学性质的明显差异,不同的封闭湖盆接纳的各种气候条件下形成的连续沉积物具有明显不同含量的 Rb、Sr,沉积物 Rb/Sr 比值的变化序列可以反映流域经历的化学风化及气候演变历程。利用湖泊沉积物记录的 Rb/Sr 比值反演流域古环境变迁比利用海洋沉积物、黄土-古土壤更直接,减少了不确定性,优势明显。     

川西北剑阁地区栖霞组地球化学特征及古环境意义

研究川西北剑阁地区马儿岩剖面中二叠统栖霞组碳酸盐岩的地球化学特征,探讨其古沉积环境意义,为川西北地区中二叠世古环境演化的研究提供信息。通过野外剖面实测和室内薄片鉴定,结合主元素、痕量元素测试分析等方法对马儿岩剖面栖霞组沉积时期的沉积环境进行讨论。陆源Al_2O_3和TiO_2含量较低,两者具强烈正相关;ΣREE与陆源Σ(Al_2O_3+TiO_2)具强烈正相关,指示栖霞组沉积水体较为稳定且不受陆源碎屑影响;古水深指标Sr/Ba、1000×(Sr/Ca)的平均值分别为6.89、8.40,指示栖霞组为离岸较近的海相沉积环境;古气候指标MgO/CaO平均值为0.06,指示气候环境较为潮湿;古氧相指标V/(V+Ni)为0.35～0.79(平均值为0.52),V/Cr平均值为0.95,Ni/Co比值为5.51～7.42(平均值为6.47),U/Th比值为0.33～2.57(平均值为0.93),指示整体处于贫氧—富氧沉积环境;平均古水温为28.2℃。研究区栖霞组碳酸盐岩沉积于温暖潮湿气候条件下的贫氧—富氧环境,从栖霞组到茅口组水体呈明显上升趋势,古水温、盐度和含氧量呈下降趋势。     

羌塘盆地那底岗日地区上侏罗统—下白垩统碳酸盐岩微量元素与古环境

那底岗日剖面是羌塘盆地发育最完整的上三叠统-下白垩统剖面之一。采用V/Cr、V/Sc、V/(V+Ni)、Th/U、Ni/Co和Fe2+/Fe3+的比值作为判断氧化还原环境的指标,Mn、Ti、P的富集程度推断古气候,Sr/Ba、Sr/Ca、Rb、V/Ni反映古盐度变化,结合沉积相的分析,研究那底岗日地区晚侏罗世-早白垩世的古环境变化。结果表明:上侏罗统索瓦组为开阔台地相,形成于贫氧的干旱炎热高盐度环境;下白垩统索瓦组经历了局限台地相和三角洲相沉积环境,形成于氧化-贫氧的潮湿-干旱炎热高盐度环境,且盐度高于上侏罗统。剖面中页岩产出层位与下白垩统海相油页岩的产出层位相当,均为潟湖相沉积;该时期气候温暖潮湿,有利于生物的大量繁殖,导致区域上大规模油页岩的沉积。     

黄河中游晚第三纪与第四纪古气候关系初探

通过对黄河中游红粘土所记录的古气候特征的研究,表明诸如古季风等第四纪古气候的许多重要特征在新第三纪晚期已见雏形,形成了上第三系红粘土和第四系黄土在粒度分布,对气候变化敏感的地球化学元素的波动形式及淋溶层一淀积层的多次叠置等方面的相似性。这些特征是古气候发展中共性的表现。从新第三纪末期,动物群组成开始明显变化,向着分异度降低和优势现象明显的方向发展,是古环境趋于极性的表现。     

层序格架内成岩特征差异及其成因机制

综合利用各项资料,结合孔隙演化定量研究方法,对层序格架内成岩特征差异及成因机制进行研究。结果表明:层序格架内成岩特征差异包括层序界面和层序单元两个方面;层序界面对胶结作用和溶蚀作用控制较强,界面附近胶结物含量一般更高,部分层序界面附近溶蚀强度更大;层序单元方面,受层序演化控制,不同单元沉积环境、沉积物特征不同,经历相同的成岩过程后,其压实、胶结、溶蚀作用强度不同;对于压实作用,早期海侵前滨砂岩和早期高位过渡带砂岩强度较高,而晚期海侵临滨砂岩程度较弱;对于胶结作用,早期高位过渡带砂岩、早期海侵前滨砂岩、晚期海侵临滨砂岩胶结强度依次减弱;对于溶蚀作用,早期海侵前滨砂岩、晚期海侵临滨砂岩、早期高位过渡带砂岩强度依次增强。     

三水盆地SB-01孔岩相类型及其古气候与古环境意义

三水盆地为华南一重要陆相沉积盆地,其沉积地层是重建古气候与古环境的良好材料。古气候与古环境研究是当前地球科学研究的重点与热点之一。以该盆地SB-01孔岩心沉积物为研究对象,分析其岩相类型及其古气候与古环境意义。三水盆地岩相类型包括纹层理显著的黑色泥页岩相、纹层理不显著的黑色泥页岩相、粉砂质泥岩相、灰岩相、碎屑岩相及石膏相,它们均具显著的古气候与古环境意义,可为本盆地SB-01孔岩心沉积时期古气候与古环境重建提供必要参考。     

湘西碳沥青若干微量元素地球化学特征

 为分析碳沥青的微量元素地球化学特征, 采用Element XR 等离子体质谱分析仪及对选取的碳沥青样品进行测试。结果显示, 碳沥青的微量元素丰度与页岩、围岩差异明显, 其中V(1039.40 μg/g)、Ni(345.90 μg/g)、Sr(227.67 μg/g)和Mo(64.70μg/g)显著富集。对以上4 种元素的赋存和富集模式进行分析, 结果表明:元素V 和Ni 在碳沥青中富集的主要原因包括, 继承了原油微量元素特征、较强的螯合作用和油气演化3 个方面, 在本身绝对含量不减或微增的情况下, 其他元素和有机质总量的亏损在一定程度上突出了V 和Ni 的相对富集;Mo 与V、Ni 具有相似的赋存和富集机理, Sr 的富集可能与油气运移过程中对地层中Sr的溶解和储层热演化过程中的有机质络合作用有关, 但是也可能与Sr 尚不明确的地球化学行为有关。     

铀曲线在沉积盆地古环境反演中的应用

由于地球化学及古生物指标有限,对沉积盆地古环境进行高分辨率反演是一个难度较大的地质课题。对东营凹陷牛38井自然伽马能谱曲线中的铀含量曲线进行了分析,认为此值与该井地球化学测试所获得的有机碳值有着良好的对应关系,表明铀值可以作为有价值的古环境研究参数,铀曲线可以作为重要的古环境研究工具。铀值升高,代表气候潮湿性增强,水体加深;铀值降低,反映气候潮湿性减弱,干燥性增强,水体变浅。运用水深函数、能量函数及水体动荡函数对铀值进行方差分析,可以更好地反映古水体环境的变化。研究表明,牛38井沙三段中自下而上气候潮湿程度降低,水体能量逐渐增强,水体逐渐变浅。     

两极与中低纬地区粪土层生物标志物性质比较

作为一个新的生态环境信息的载体,粪土沉积层很好地恢复了第四纪古生态记录,包括历史时期鸟类数量变化乃至人类文明历史,以及它们和气候环境变化的关系．在本研究中,我们分析了南极阿德雷岛企鹅粪土沉积物、北极斯瓦尔巴群岛的Ny-Alesund的海鸟粪土沉积物、中国南海西沙群岛中的东岛海鸟的聚居地沉积物、安徽省蒙城县尉迟寺人类文明古文化遗址等沉积物的生物标志物性质,并分别与生物标型元素组合对比．尽管同为粪土沉积层,但是由于所处地理位置不同、沉积环境不同、鸟类或人类粪便的不同以及当地植被的不同,四地沉积物的生物标志物显示出了不同的特征．相对生物标型元素组合,生物标志物提供了更为丰富的生态信息,包括历史时期鸟类数量和植被丰度变化．生物标志物和生核标型元素相互印证,完善了我们对粪土江积层的了解,加深了对这四个区域生态和环境演变过程的理解,使我们得以更好地研究古生态演变和古环境变化之间的关系和响应．     

沉积层序界面研究中的矿物及地球化学方法

粘土矿物、微量元素普遍存在于各种类型的沉积物和沉积岩中,它们对环境的变化极为敏感,同时它们的沉积分异、组合特征、矿物成分及其质量分数都从不同的角度记录了形成过程中各种环境因素的变化.这些对恢复古环境,研究陆相湖盆水深变化具有重要的指示意义.通过对东营凹陷胜北断层下降盘沙三段—沙四上亚段各层序内部高分辨率层序地层单元中岩石地球化学标型参数的研究发现,在一个高分辨率层序地层单元形成过程中,在古气候驱动下的湖平面变化旋回中,沉积岩中的矿物成分(主要指粘土矿物和胶结物)、化学成分(微量元素)等皆发生周期性变化.     

巴丹吉林沙漠沉积物的地球化学特征

在第四纪沉积物研究中,特别是现代沉积环境的研究中,沉积物的地球化学特征在分析物源和重建古环境等方面发挥积极的作用.通过采集了巴丹吉林沙漠不同区域、不同类型沙丘、不同地貌部位的沙样,分析了巴丹吉林沙漠沉积物的地球化学特征,得出巴丹吉林沙漠沉积物在矿物学上和沉积学上的成熟度较低,但是具有很好的均质性的结论.这一结论对于推断巴丹吉林沙漠沉积物的物源有很好的指示意义,同时对于研究巴丹吉林沙漠高大沙山的成因也有一定的线索意义.     

川西地区中二叠世—中三叠世微量、常量元素与古环境、古气候关系研究

川西地区位于上扬子台地边缘,区内发育滨岸、缓坡型台地、镶边台地、陆棚-盆地及陆表海型台地共5种沉积体系。研究区中二叠统-中三叠统地层生物礁、滩相十分发育,拥有巨大油气勘探潜力。通过对研究区中二叠统-中三叠统地层中采集到的80件层位样品进行常量、微量元素测试,结合沉积体系分析,旨在探索本区古海平面升降、氧化还原条件、古气候及古盐度的演化规律。研究发现,本区古环境共经历了3个较大的相对氧化→相对还原→相对氧化旋回,但各沉积期存在若干短期的次级旋回;古气候总体为热带-亚热带气候,繁育了众多暖水型生物群落,在P与T交界处存在由温湿过渡为干热的1次重大变革。上述演化过程在岩性及生物群落特征上都有显著体现。     

海洋粘土矿物的古环境含意辨析

粘土矿物组合反映了源区气候冷、暖周期性变化,记录了沉积区域古环境演化的重要信息,为古环境重塑提供了有力证据.但沉积岩中粘土矿物组合及含量变化用于古气候的解释目前尚存在一定的局限性和复杂性,例外情况时有发生.各种非气候因素,如源区、沉积环境、成岩作用、差异输送、自生作用,影响粘土矿物的分布和含量,使粘土矿物的古气候含意变得错综复杂.可能只有当沉积盆地很小或者是陆盆,沉积物中的粘土矿物对古气候才可能是有用的指示器.比较大的沉积盆地,尤其是海盆,是从遥远的源区接受岩屑载荷的,代表了一种多样化的环境条件.重组的距离越长,扩散过程越复杂,沉积的粘土矿物组合古气候信息越不清晰.粘土微粒要经过一个长距离才能从土壤到达海洋,因此沉积学家和古气候学家应该多注意土壤和沉积粘土矿物之间关系的复杂性.目前海洋粘土组合的古气候解释,可能代表一种相当宽泛的古气候信息或提供了所有气候影响的整合记录.