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.     

南祁连党河南山地区加里东期碰撞后的地壳伸展:来自煌斑岩的证据

南祁连党河南山地区发育一些小规模的煌斑岩脉,岩脉穿插于前泥盆纪地层及岩体中,岩石w(SiO_2)=46.93%~56.82%,w(K_2O)=0.64%~4.12%,属钙碱性系列煌斑岩.稀土元素总量较低(1.534 5×10~(-4)~2.744 9×10~(-4)),轻稀土富集,重稀土相对亏损.强烈富集大离子亲石元素(Rb、Ba、La、Ce、Sr)和U、Pb,亏损高场强元素(Nb、Ta、Zr、Hf).岩石w(~(87)Sr)/w(~(86)Sr)=0.713 716~0.716 950,εNd(t)=-6.713 9~-8.3986,w(~(143)Nd)/w(~(144)Nd)=0.512 036~0.512 117,具有高Sr低Nd的特征.煌斑岩源岩具岛弧钙碱性玄武岩的性质,源区可能为EMⅠ型富集地幔.煌斑岩的形成指示党河南山地区在海西早期已经处于碰撞后的伸展阶段.     

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.     

元素地球化学分析法在沉积环境判别中的应用——以冷湖地区上干柴沟组为例

综合运用对沉积环境反映敏感的镁(Mg)、钙(Ca)等主量元素,锶(Sr)、钡(Ba)、铜(Cu)、铷(Rb)、钒(V)、铬(Cr)、镍(Ni)、钴(Co)等微量元素,结合δ~(13)C_(VPDB)、δ~(18)O_(VPDB)数据及沉积学特征,对柴达木盆地北缘冷湖地区新近系上干柴沟组的古气候、古盐度、古水深、氧化还原环境等古环境参数进行了综合研究,结果表明:主、微量元素含量频繁波动,反映上干柴沟沉积期古环境的不稳定性,w(Sr)/w(Cu)、w(Sr)/w(Ba)、w(V)/(w(V)+w(Ni))、w(V)/w(Cr)、w(Ni)/w(Co)等值反映上干柴沟沉积期气候从干旱逐渐趋于温暖湿润、水体逐渐变深、沉积水体为分层不强的氧化-弱还原过渡的陆相淡水沉积环境。沉积学证据表明:研究区从反映还原环境的灰色含砾砂岩到反映氧化环境的棕红色砂岩、棕灰色粉砂岩及棕红色泥岩均有出现且呈互层发育,干旱湿润气候呈交替频繁变化,造成了湖平面升降频繁,湖盆表现为高频振荡性特征,水动力条件及水体深度变化较大,砂泥岩多呈互层状分布,为有利储盖组合的发育创造了条件。     

珠江口盆地陆丰凹陷珠江组泥岩元素地球化学组成及意义

在珠江口盆地陆丰凹陷,选择5口井19件珠江组泥岩样品,分析元素(包括常量、微量和稀土)地球化学组成,并在此基础上,结合区域地质背景,探讨地质意义,主要是该沉积时期的沉积环境、物源区性质、构造背景及物源区的风化特征。研究结果表明:研究区泥岩的Al2O3,K2O,Mg O,SiO_2与PAAS的质量分数相近,富集Na2O和Ca O,贫Mn O和P2O5。不相容元素Th质量分数较高,指示物源区供应的中酸性碎屑组分较多,高强场元素Sr的平均质量分数接近于后太古宙页岩(PAAS)质量分数平均值而远低于大陆上地壳(UCC)质量分数平均值;Ta的平均质量分数介于UCC和PAAS的之间,而Hf的平均质量分数比UCC的低,比PAAS的高;w(∑LREE)/w(∑HREE)和[w(La)/w(Yb)]N均值分别为8.89和10.16,轻重稀土分异明显;陆丰凹陷早中新世属于潮湿气候下的海陆过渡沉积,总体处于弱氧化-还原、半咸水沉积环境,西北部和中部沉积水体较深,东北部次深,东南部较浅,而东北部和东南部的水体盐度要比西北部和中部的水体盐度高。珠江组源岩主要为来源于上地壳的长英质岩石,西北部源区的构造背景具有类似活动大陆边缘的特征,东北部源区的构造背景具有类似被动大陆边缘的特征,东南部源区的构造背景具有类似岛弧的特征,中部为东北部和西北部物源交汇区。利用指数CIA指数和ICV揭示出东沙隆起、华南沿海气候条件相似(温暖、湿润),其中西北部源区经历的化学风化作用最强,东南部次之,东北部最弱。     

米仓山-汉南隆起区牛蹄塘组页岩古氧相及其与有机质富集的关系

为了探讨上扬子北缘米仓山-汉南隆起区下寒武统牛蹄塘组页岩形成环境及其与有机质富集的关系,利用大量野外露头页岩样品,进行微量元素、稀土元素、氩离子抛光-场发射扫描电镜、w(总有机碳)等测试分析.牛蹄塘组稀土元素北美页岩标准化配式比较平坦,轻重稀土元素分异程度较小,且稀土元素总量相对较低;亲氧Sr元素强烈亏损, V、U、Mo等元素共同富集;草莓状黄铁矿粒径较窄且集中分布在2.0～6.0μm; w(U)/w(Th)、w(Ni)/w(Co)、w(V)/w(Cr)偏低,多指示次氧-氧化条件.米仓山-汉南隆起区牛蹄塘组页岩在以深水缺氧沉积环境为主,伴随后期短暂次氧-氧化环境中形成保存.牛蹄塘组页岩中U、V、Mo等指示还原条件的元素以及指示海洋古生产力或有机质通量的w(Ba)、w(Ni)、w(Cu)均与w(总有机碳)呈一定正相关性,揭示深水还原条件以及较高的藻类、微生物等古海洋生产力是牛蹄塘组页岩有机质形成、保存、富集的主控因素.     

鄂尔多斯盆地西缘羊虎沟组沉积环境特征及构造指示意义

通过对鄂尔多斯盆地西缘上石炭统羊虎沟组23件泥岩样品中主元素、痕量元素及稀土元素等资料进行分析,探讨羊虎沟组沉积环境与构造指示意义.结果表明:CIA与ICV指示古风化条件为中等化学风化,Rb/Sr与Sr/Cu反映古气候为温暖湿润环境,Sr/Ba与Th/U显示古水体盐度为过渡相半咸水环境,V/(V+Ni)与δU值表明属于弱氧化-还原的过渡环境;根据La-Th-Sc、Th-Sc-Zr、Th-Co-Zr、(La/Yb)-∑REE以及(La/Th)-Hf判别图解,认为研究区整体为大陆边缘型构造背景,沉积物源主要来自上地壳长英质源区.研究区羊虎沟组的沉积环境为温暖湿润、弱氧化-还原性的过渡相半咸水环境;受阿拉善古陆活动大陆边缘与祁连-北秦岭造山带被动大陆边缘的共同影响,鄂尔多斯盆地西缘羊虎沟沉积期属于南北挤压、西部裂陷拉张的边缘裂陷盆地.     

内蒙古大苏吉地区埃达克质花岗岩地球化学特征及其地质意义

大苏吉花岗岩体位于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,铝碱质量分数偏高,相对富钠贫钾,贫钙、镁,岩浆分异演化程度高,属过铝质钙碱系列岩石.稀土和微量元素分析显示:稀土元素富集程度低,轻稀土相对富集,重稀土相对亏损,δ(Eu)=1.28~6.58,呈w(Eu)正异常.w(Sr)高,w(Y)、w(Yb)低,w(Sr)/w(Y)高,大离子亲石元素K、Th、Rb、Ba、Sr等富集,高场强元素Ta、Nb、Y、Yb等相对亏损,与典型的埃达克岩微量元素地球化学特征相似.综合分析表明,大苏吉地区埃达克质花岗岩可能是由俯冲的玄武质洋壳板片部分熔融形成的,埃达克质花岗岩的确定为探讨板块俯冲构造演化提供了新的证据,对深化该区成矿规律和找矿具有借鉴和指导意义.     

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.     

甘肃北山红柳沟辉长岩地球化学、年代学及构造意义

甘肃北山红柳沟辉长岩LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄为405.8±2.9 Ma;辉长岩w(SiO_2)、w(Fe)变化范围大,w(K_2O)、w(Na_2O)低且相对富钠贫钾,辉长岩具有Eu、Sr的正异常,富集大离子亲石元素(Rb、Sr、Ba等)和轻稀土元素,强烈亏损高场强元素(Nb、Th、Ce等)和重稀土元素.结合区域大地构造背景,认为红柳沟辉长岩是先前俯冲流体交代过的亏损地幔部分熔融形成的玄武质岩浆分异堆积的产物,形成于早泥盆世后碰撞伸展的陆缘环境,指示在早泥盆世北山南部地区由挤压向伸展拉张的构造体制转换.     

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.     

新疆博格达山东段早石炭世火山岩地球化学特征及其构造意义

博格达山东段北缘分布有早石炭世玄武岩和流纹质火山碎屑岩及少量英安岩夹层,在时空上构成双峰式火山岩组合.玄武岩Rb-Sr等时线年龄为322±3 Ma(1σ-),w(SiO_2)为47.74%～49.34%,Ti的质量分数(w(TiO_2)=1.51%～1.75%)略高于N-MORB的,高Al(w(Al_2O_3)=16.82%～17.54%),富钠贫钾(w(K_2O)/w(Na_2O)=0.21～0.28),低Mg(w(MgO)=3.80%;7.33%,w(Mg~#)=42～47).表明玄武岩浆发生过橄榄石、辉石分离结晶作用.玄武岩具较高的w(Zr)/w(Y)(4.1～5.5),w(Zr)/w(Nb)(27～33),相对富集LIL(Sr,Rb,Ba,K),亏损Nb,Ta,Th,U等高场强元素,以及(w(~(87)Sr)/w(~(86)Sr))_I为0.703188～0.703 295(0.704 5),正εNd(t)值(+7.10).岩石LREE适度富集,(w(La)/w(Yb))N=2.56～3.66,Eu无异常或轻微正异常(δEu=1.08～1.15).地球化学特征表明:研究区玄武岩源于亏损地幔,且在岩浆作用过程中可能发生过下陆壳物质的混染作用,但斜长石分离结晶作用不明显,形成于陆内裂谷环境.     

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.     

贺兰山北段古元古代S型花岗岩岩石地球化学、锆石U-Pb年代学及其地质意义

对贺兰山北段似斑状花岗岩进行岩相学、岩石地球化学及锆石U-Pb年代学进行研究,探讨其成因机制及其源岩性质。研究结果表明:似斑状花岗岩具有高物质的量比即n(Al_2O_3)/n(Na_2O+K_2O)(记为A/CNK,为1.18~1.29)、低FeOt和MgO质量分数比即w(FeOt)/w(MgO)(小于10)、低P_2O_5(质量分数为0.15%~0.22%)和高K_2O(质量分数为5.09%~5.86%)的地球化学特征,属于典型的强过铝质S型花岗岩。岩石轻稀土富集,轻重稀土分异明显([w(La)/w(Yb)]N=10.4~153.6),具有明显的Eu负异常(δ(Eu)=0.19~0.49);同时,岩体富集大离子亲石元素(LILE)K和Rb,亏损高场强元素(HFSE)Nb,Ta,Zr,Hf和Ti等。似斑状花岗岩与孔兹岩具有相似的微量和稀土元素地球化学特征,推断其应为孔兹岩部分熔融的产物。较低的w(CaO)/w(Na2O)、较高的w(Rb)/w(Sr)和w(Rb)/w(Ba)暗示孔兹岩的原岩应为泥质岩或是以泥质岩为主的、成熟度较高的沉积岩,反映其当时的沉积环境应为被动大陆边缘,而非活动大陆边缘。似斑状花岗岩LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄为(1922±31)Ma,与孔兹岩带内所记录的1.92~1.90Ga期间的岩浆-变质事件相吻合,可能反映了构造体制由碰撞挤压到伸展的转变。     

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。     

湘中南中奥陶统烟溪组页岩地球化学特征及有机质富集机理

为了解湘中南中奥陶统烟溪组黑色页岩有机质富集规律及模式,选择湖南城步撑架坪(CJP)、宁远棉花坪(MHP)、祁东马杜桥(MDQ)这3个剖面的烟溪组页岩样品对有机质丰度、主微量元素质量分数进行测试。研究结果表明:烟溪组有机质丰度较高,CJP黑色页岩TOC质量分数w(TOC)平均为2.52%,MHP黑色岩石w(TOC)平均为1.96%,MDQ黑色岩石w(TOC)平均为2.54%。化学蚀变指数ACI和w(Sr)/w(Cu)显示烟溪组时期为温暖潮湿的气候;生物成因钡w(Ba_(xs))为141.6～738.0μg/g,表明烟溪组沉积环境具有中等生产力;古氧化还原参数w(V)/(w(V)+w(Ni))和w(Th)/w(U)指示水体环境为缺氧—贫氧环境;有机质的富集受古生产力、古地理、海平面变化、陆源碎屑物等多方面因素影响,而闭塞性沉积盆地引起的水体缺氧环境是有机质保存下来的决定因素;烟溪组页岩有机质富集模式是受浊流沉积物影响的"深水滞留盆地"模式,华夏地块浊流沉积物的输入使盆地中部祁东地区的有机质丰度比研究区东南侧的丰度高。     

碳酸盐地层中Sr同位素实验关键问题的讨论

减少或消除放射性成因Sr的影响是碳酸盐地层Sr同位素研究技术之关键.碳酸盐地层的Sr同位素研究,是建立在样品不合放射性成因Sr的基础上.离子交换柱不具有消除放射性成因87Sr影响的功能,只能减少或除去Ca2+、Ba2+等阳离子,以便在质谱分析中提高Sr同位素的电离概率,获取更高的灵敏度,同时消除87Rb(同质异位素)对87Sr测定值的干扰.在质谱分析时,一旦发现样品中含Rb,就必然存在放射性成因87Sr的影响,导致测定值偏高.鉴于一些碳酸盐地层内含有富Rb的硅酸盐和其他矿物组分,盲目使用氢氟酸、硝酸、高氯酸等强酸溶解样品,有可能严重地影响到Sr同位素(87Sr/86 Sr)的测定值.实验证明,采用选择性溶解技术,用醋酸或浓度较低的稀盐酸萃取碳酸盐,可以减少或排除硅酸盐及其他富含放射性成因Sr的矿物的影响.     

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。     

锶同位素的几种应用

本文通过研究总结了目前锶同位素在地质学中的几种应用,自然界中87Sr随87Rb的放射性衰变而发生变化来研究古盐度,以及指示黄土沉积中指示古环境在湖泊沉积中以及海洋学中,具有良好的化学和示踪指示意义,同时还可以利用锶同位素进行地层定年。     

肃北县红山铁矿硅质岩地球化学特征及地质意义

通过主量、微量与稀土元素的研究,红山铁矿区内硅质岩具低Si、高Fe和低Al的特征.(w(Fe)+w(Mn))/w(Ti)、w(Fe)/w(Ti)、w(Al)/(w(Al)+w(Fe)+w(Mn))显示热水沉积硅质岩特征.硅质岩微量元素相对于地壳丰度大多亏损,其中Ba富集较为明显.w(U)/w(Th)与w(Sr)/w(Ba)表明具热水沉积特征.稀土元素总量低,轻稀土较重稀土富集,经北美页岩标准化,Eu负异常、Ce异常不明显.(w(La)/w(Ce))_(CN)=1.082~1.353,具大陆边缘深海的硅质岩特征.红山铁矿为热水沉积成因有关的铁矿床,有陆源物质介入,当时形成于大陆边缘深海环境.