湖泊沉积物 Mg／Ca作为气候代用指标的局限性

Mg/Ca作为古气候古环境研究的代用指标已得到广泛应用,但是在湖泊沉积物研究中,由于不同区域局地环境的影响,湖泊中Mg/Ca变化的环境气候指示意义有很大差别,甚至出现相悖的情况。本文通过分析太湖沉积物Mg/Ca变化特征与区域环境变化的对应关系,与其他区域研究成果进行对比分析,探讨不同区域环境对湖泊沉积物Mg/Ca的影响。结果表明,湖泊沉积物Mg/Ca在特定区域环境影响下,有着不同的环境指示意义,该指标的应用需要认真研究当地环境的特殊性并与其他气候代用指标结合,以确保气候变化分析的准确性。     

川东北气田储层微量元素及沉积环境分析

海相沉积碳酸盐岩微量元素值域变化对了解古海平面起伏变化、气候条件和及古沉积海水温度具有较大的意义。以PG1井为检验井,取其储层岩芯样品共计122组,分析微相元素纵向演化特征,判识其沉积环境。实验分析表明:Ca/Mg比值从下至上逐渐增大、飞一~飞二段边缘浅滩相的Ca/Mg值(约1.2)小于飞三段的潮坪相的Ca/Mg值(约2.0),说明飞一、飞二段白云化程度高于飞三段;因此其白云化岩较发育,是优势储层。长兴-飞仙关组Sr、Mn、Fe元素含量分别位于80~500μg/g、7~90μg/g、0.6%~1.4%之间,具有高Sr,低Fe、Mn的特征,二者白云岩化流体具有同源性,反映其白云岩成因是在封闭、淡水没有参与的体系下形成。研究认为:川东北晚二叠世-早三叠世气候非常干旱赤热,强烈的蒸发作用导致沉积物中的孔隙水及海水盐度慢慢增大,Mg2+逐渐置换了水体中的Ca2+离子,不仅有利于碳酸盐岩发生准同生白云岩化作用,同时有利于在台地两侧高能边缘礁滩沉积环境中发生埋藏白云岩化作用。     

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。     

青藏高原通天河盆地五道梁组介形虫壳体Mg/Ca和Sr/Ca地球化学特征及古环境意义

中新世早期青藏高原腹地曾经发育了面积巨大的古大湖,此时恰逢青藏高原的快速隆升关键时期.为研究高原腹地在此期间环境的演化,对五道梁组中介形虫壳体的Mg/Ca 和Sr/Ca的值进行了测试.通天河盆地五道梁组地层中的介形虫壳体的Mg/Ca 和Sr/Ca数值的特征,结合剖面岩性特征,反映了23.8～21.8 Ma前该湖泊区域气候由湿润-干旱-暖湿的演化趋势.其气候的变化可能是此时期青藏高原从快速隆升到剥蚀夷平后高原北部构造隆升活动的结果.该研究为进一步了解青藏高原腹地的古环境探索了一条新的途径.     

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.     

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。     

洞穴河流沉积物有机碳同位素特征及Ca、 Mg、 Sr含量的区域环境响应——以贵州省山王洞为例

洞穴河流沉积物因沉积环境稳定且保存较完好,蕴含着丰富的古环境信息。选取双河洞穴系统山王洞中河流沉积物为研究对象,分析沉积环境的水动力条件、沉积物有机碳同位素及Ca、Mg、Sr元素含量特征,以探讨其环境响应。结果表明:(1)在沉积过程中,地下河在该剖面位置长期处于静水水流状态,沉积环境稳定;(2)有机碳同位素特征显示沉积期分为C4植物为主、C3植物为主及过渡期3个时期,不同时期气候明显不同,随时间演变由冷转暖,沉积物来源于中新世以后的地表土壤;(3)洞穴河流沉积物Ca、Mg、Sr元素含量变化对炎热偏湿与湿冷环境的响应比较明显,气温和植被类型可能是影响其含量变化的因素。     

微量元素在地质沉积环境中的应用

在地球化学相分析中,用微量元素比值及分布特点可明显地将陆相沉积和海相沉积环境区分开,利用硼的含量及锶钡(Sr/Ba)和钙镁(Ca/Mg)比值,可以判断沉积岩的沉积环境同时利用微量元素计算古气侯指数"C"值,可追溯古环境.在此应用等离子发射光谱仪(PE3000型全谱直读)对南疆塔里木盆地库车河进行微量元素分析,探讨了库车河的沉积环境及其古气候特征.     

套袋对梨果实Ca、Mg、K营养的影响

为探讨套袋对梨果实矿质营养的影响,采用外灰内黑双层纸袋对黄冠梨、早魁和西子绿3个梨品种的幼果进行套袋处理.结果表明,套袋不显著影响果实单果重.除2006年套袋显著降低黄冠梨果皮Ca含量、Ca/K和Ca/Mg比值,2006、2007年套袋降低西子绿果皮Mg含量以外,其余套袋处理对果皮和果肉的Ca、Mg、K含量均无显著影响.研究表明,套袋影响梨果实对Ca、Mg的吸收,并且套袋对梨果皮Ca、Mg含量的影响大于对果肉的影响;主要降低黄冠梨果皮的Ca含量、Ca/K和Ca/Mg比值,但对果实K含量的影响不显著.     

青藏高原通天河盆地五道梁组介形虫壳体Mg／Ca和St／Ca地球化学特征及古环境意义

中新世早期膏藏高原腹地曾经发育了面积巨大的古大湖,此时恰逢青藏高原的快速隆升关键时期。为研究高原腹地在此期间环境的演化,对五道梁组中介形虫壳体的Mg／Ca和St／Ca的值进行了测试。通天河盆地五道粱组地层中的介形虫壳体的Mg／Ca和Sr／Ca数值的特征,结合剖面岩性特征,反映了23．8～21．8Ma前该湖泊区域气候由湿润-干旱-暖湿的演化趋势。其气候的变化可能是此时期青藏高原从快速隆升到剥蚀夷平后高原北部构造隆升活动的结果。该研究为进-步了解青藏高原腹地的古环境探索了一条新的途径。     

孤东油田上第三系馆陶组上段微量元素的分布特征及沉积环境分析

通过对孤东油田馆上段四日进109块岩样中的Ca,Mg,Sr,Cr.Cu,Fe,Mn,V,Ni等九种元素的分析,得出了孤东油田馆陶组上段微量元素含量及其比值与氧化还原、湖盆盐度、古气候等沉积条件的关系,从而提供了利用微量元素及其比值的变化分析沉积环境,划分微相类型及判断古盐度高低的一种新方法.     

无机地球化学指标在古盐度恢复中的应用及展望

古盐度是古环境研究中的热点问题之一,无机地球化学指标在古盐度的恢复中起着重要的作用。本文通过对沉积磷酸盐法、硼元素法、同位素法、稀有气体元素法、元素比值法、Na+浓度法进行归纳与总结,结合地质实际,简述各方法在古盐度重建中的应用及注意事项,并根据各方法的研究现状及局限性,对无机地球化学方法的发展作出展望,为海陆相划分、古环境恢复以及新方法的探索等提供参考。     

关岭动物群埋藏环境初探

对贵州省关岭县新铺乡毛凹剖面上三叠统瓦窑组底部岩性薄片进行了观察,根据生物含量的多少,可以区分出3种岩性：泥晶灰岩、含生屑泥晶灰岩、泥晶生屑灰岩。结合生物群组合面貌分析,认为关岭动物群埋藏于水体较深且宁静、低能、盐度正常、气候温暖的环境下。同时牙形石Paragondolella属、双壳类Halobia属剖面分布暗示了水体还原事件的发生。结合古氧化还原度敏感元素的丰度变化和化石分异度分析,认为动物群得以完美埋藏,有2点是至关重要的因素：(1) 沉积速率慢,岩性结构致密,颗粒细小,使生物能完整沉积;(2) 爬行动物化石层、化石分异度曲线和w(Ce)/w(La)比值大于2,且正向漂移呈现一一对应关系表明,缓慢沉积过程中,水体还原缺氧给生物埋藏提供了必须的氧隔离层,防止死亡生物氧化分解。     

鹿邑凹陷太原组-山西组泥岩元素地球化学特征及对沉积环境的指示

鹿邑凹陷上古生界太原组和山西组暗色泥岩有机质丰度较高,是重要的页岩气勘探层位,为深入探讨其沉积环境,对近期实施的LY1井进行了元素地球化学分析,选择对沉积环境比较敏感的元素或组合,结合岩石学特征,对古气候、古盐度、古氧化还原条件、相对沉积速率、有机质保存条件等进行研究,结果表明：蚀变指数法、SiO₂/Al₂O₃和Sr/Cu比值指示太原组和山西组沉积期具有温暖湿润的古气候背景;V/(V+Ni)、V/Cr、Ni/Co、Cu/Zn等比值的变化和岩石学特征指示太原组-山西组下部沉积期水体属还原-弱还原环境,山西组上部则为弱氧化-弱还原的过渡环境;Li、Ni、Ga、Sr的含量变化、Sr/Ba比值和TOC/TS比值的变化特征显示太原组和山西组沉积期水体属半咸水-淡水沉积环境,自下而上,淡水注入量逐渐增加,盐度呈震荡式降低;结合Rb/Zr比值,推测太原组、山西组为浅水沉积环境,自下而上深度逐渐变浅;LREE/HREE和La_N/Yb_N的变化特征反映太原组沉积速率相对稳定,山西组沉积速率波动幅度...     

石笋Mg/Ca比值记录的三峡库区小冰期气候变化

利用采自三峡库区水鸣洞石笋（NSM03）的测年数据、微量元素Mg/Ca比值为气候环境指标,并结合石笋δ18O记录分析三峡库区小冰期时期的气候变化。研究结果显示Mg/Ca值,在AD1280开始迅速减小,并持续至AD1300,石笋δ18O记录也显示在AD1280-1300期间明显快速偏重,表明季风迅速减弱,降水持续减少,库区进入小冰期。石笋微量元素比值记录表明,在小冰期时期内部存在明显的降水波动情况,尤其是在AD1400-1650期间,微量元素比值出现大幅度的震荡,表明季风降水在这一时期处于频繁波动期。     

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。     

东营沙四段古盐度对碳酸盐岩沉积的控制作用

以硼含量以及Sr/Ba、Sr/Ca 作为指标,计算了东营凹陷南坡沙四段各个沉积时期的古盐度值,盐度垂向上由下到上总体上变小,即湖侵初期盐度较高,湖侵后期盐度变低;平面上东部较高,北部较低,盐度分布受到古水深的控制。古盐度对不同类型的碳酸盐岩具有控制作用,碳酸盐岩所要求的古盐度范围为10.0 ‰ 35.0 ‰,其中白云岩主要分布在古盐度大于15.0 ‰的区域,石灰岩主要分布在古盐度小于20.0 ‰的区域。水体的高盐度为白云岩的形成及成岩转化提供了物质基础和介质条件,在古盐度较高的区域以白云岩沉积为主,或者将已经形成的石灰岩白云岩化;在古盐度较低的区域以石灰岩沉积为主。     

东营凹陷沙三下—沙四上亚段泥页岩岩相沉积环境分析

根据岩心及其分析化验资料,从岩石的颜色、成分、结构、有机质丰度等方面划分泥页岩岩相类型;从古气候、古物源、古水深、古盐度和古水体的氧化还原性5个方面分析古环境,建立环境指标分级量化标准。研究结果表明,东营凹陷沙四上亚段—沙三下亚段沉积环境特征具有气候由干燥—半干燥—半潮湿,水体由半深水到深水、从强还原性逐渐到还原性、盐度从盐水到咸水到半咸水,物源从较少到较多的规律变化,共划分了6个环境组合;并建立了沉积环境与泥页岩岩相之间的关系,即有机质丰度主要受盐度控制,盐水区为含有机质的岩相,咸水区和半咸水区为富有机质的岩相;结构主要受气候和水深控制,气候干燥—半干燥、半深水环境发育纹层状的岩相,气候半潮湿、深水环境发育层状的岩相;岩性主要受气候和物源控制,气候干燥、物源少的环境发育泥质灰(云)岩和灰(云)岩的岩相,气候半潮湿、物源较多的环境发育灰质泥岩的岩相。     

辽西万家沟地区钾长花岗岩年代学、岩石地球化学特征及其地质意义

为厘定辽西万家沟地区钾长花岗岩的形成时代及成因,对其进行了年代学和元素地球化学研究。结果表明：钾长花岗岩U-Pb同位素年龄为(155.9±1.8)Ma,岩石具有富Si、Al、Na、K,贫Mg、Ca、Ti等特征,轻稀土元素相对富集,大离子亲石元素Rb、Th、U、Ta等相对亏损,高场强元素Ba、Sr、Zr、Hf等相对富集,具较弱的铕和铈负异常。结合区域构造背景,认为研究区钾长花岗岩形成于晚侏罗世古太平洋板块向华北克拉通持续俯冲的构造环境背景,成因可能为古太平洋板块向欧亚板块俯冲导致幔源岩浆上侵使地壳发生部分熔融有关。     

奥陶系海相碳酸盐锶同位素组成及受成岩流体的影响

综合了已有的全球奥陶系海相碳酸盐的锶同位素分析结果及演化趋势,测试了塔里木盆地北部奥陶系4种类型共计51个非沉积碳酸盐矿物的锶同位素组成,通过对照研究,得出如下认识:(1)奥陶纪全球海水87Sr/86Sr比值具有随时间单调下降的总体趋势,其原因与晚寒武世-奥陶纪的全球淹没事件,以及广阔陆表海和有关的沉积物对放射性成因锶的封存作用有关;(2)塔里木盆地塔中地区海相碳酸盐的锶同位素演化趋势总体上与全球一致,说明全球海平面变化仍然是塔里木盆地海相碳酸盐锶同位素组成与演化的主要控制因素;(3)塔里木盆地塔中地区上奥陶统部分海相碳酸盐87Sr/86Sr比值的降低可能与深部流体的影响有关;(4)塔里木盆地塔中地区上奥陶统部分海相碳酸盐样品87Sr/86Sr比值的升高与晚奥陶世盆地抬升过程造成的表生成岩环境中近地表大气淡水作用带来的富放射性成因锶的影响有关;(5)分布于塔里木盆地北部奥陶系风化壳中非沉积碳酸盐具有很高的87Sr/86Sr比值,最低值也显著高于0.7079左右的晚奥陶世末海水的锶同位素组成,说明大气淡水及壳源组分在奥陶系水岩反应中具有极为重要的意义;(6)奥陶系风化壳中的4种非沉积成因方解石中,与不整合面附近古喀斯特作用有关的方解石的87Sr/86Sr比值最高,显著高于各种成因的裂隙(构造或非构造成因裂隙)中的方解石,说明在非海相流体的影响中,不整合面附近的大气淡水作用是最为重要的.