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关键词： 矽卡岩型铁矿   磁铁矿   元素地球化学   齐河-禹城   山东省  

摘要： 山东省齐河-禹城地区在黄河北厚覆盖区,有明显的航磁异常和重力异常,通过系统的地质勘探工作,在深部揭露了多处铁矿床,为系统掌握研究区磁铁矿成因机制,服务于基础地质和矿产资源调查,利用EMPA对磁铁矿进行主量元素分析,以确定其成因及成矿环境特征。其中TiO2-Al2O3-MgO和(Ca+Al+Mn)-(Ti+V)成因判别图解表明,磁铁矿属于岩浆热液-矽卡岩型成因类型;FeO(全铁)与SiO2,Al2O3,MgO元素的线性变化关系指示Fe在碱性环境富集成矿;结合V2O3,Cr2O3,TiO2,Ga2O3,SnO2等氧化物对成矿环境温度和氧逸度的指示意义,综合分析认为,成矿作用主要发生在岩浆结晶分异晚期,成矿环境具有高氧逸度、低温、偏碱性的特点。

关键词： 元素化学观念图   元素化学   教学设计   实践  

摘要： 生活处处是化学,化学学科是学生了解身边的物质的金钥匙。高中化学不仅是对初中化学的深化,它更是有自身的规律体系。在2017年版的《普通高中化学课程标准》提出了化学学科五核心素养,以发展化学学科核心素养为主旨,通过引导学生学习基本原理和方法,形成化学学科的核心观念。因此,在元素及其化合物部分内容教学中,重视运用一定的教学方法建构化学核心观念的是非常必要的。化学观念中有物质观、微粒观、元素观、结构观、分类观、转化观、守恒观和科学价值观等八大基本观念,其中,分类观、转化观、守恒观对于学习元素及其化合物部分中起关键作用。当学生认识到八大基本观念并掌握化学物质间的变化规律才能学好高中化学并把学到的规律应用于实践,强化已知的化学规律。本文首先查阅了大量与“化学观念”、“元素化合物观念建构”相关的文献资料,通过文献了解到“化学观念建构”的研究现状并提出研究的内容及意义,并对观念、化学基本观念和“元素化学观念图”分别进行了概念界定;针对元素化学内容进行设计了“钠元素化学观念图”、“铝元素化学观念图”和“铁元素化学观念图”,并运用到了实际教学,在教学过程中,首先对非金属元素C和金属元素Ca进行了转化规律的教学,引导学生了解金属元素和非金属元素的转化规律是不同的,从而对钠、铝、铁几种金属的教学设计做铺垫;通过书写化学反应方程式、做习题、推导未学过的化学反应方程式、期中、期末化学成绩的对比等对实验班进行了教学效果研究,研究结果表明,元素化学教学中运用“元素化学观念图”的教学方法能够提高学生的化学成绩及学习效率,进一步完善学生头脑中观念框架的构建,有利于化学学科核心素养的落实。

关键词： 黄土高原   黄土-古土壤   粘土矿物   元素地球化学   东亚夏季风  

摘要： 中国黄土-古土壤序列记录了东亚古气候的演化历史。为获取黄土高原南部地区夏季风强度演化特征，本文以X射线衍射(XRD)、X荧光光谱(XRF)等方法为主结合显微结构观察，对黄土高原南部甘肃灵台邵寨剖面L9以来的黄土-古土壤序列开展了高分辨率的粘土矿物和粘粒组分元素地球化学指标分析，以重建黄土高原南缘880ka以来的东亚夏季风变化历史。主要研究结果和认识有以下几点:　　(1)粘土矿物的定性和半定量分析表明，880ka以来，黄土高原地区风尘堆积中的粘土矿物组成基本上一致，主要以伊利石为主，其次为蛭石，含有少量的HIM(1.42nm混层矿物)、蒙脱石和高岭石，不含绿泥石:黄土层中的伊利石含量与古土壤层相比较低，黄土层中的蒙脱石(I/S)含量高于古土壤层，S5以来的古土壤基本不含蒙脱石(I/S)。　　(2)结合粘土矿物微观结构和粘粒组分元素地球化学组成，揭示出伊利石主要来源于风成碎屑，受风化成因影响，部分伊利石来自原岩矿物后期风化;蒙脱石(含I/S)和高岭石主要来源于原始风成碎屑;蛭石和HIM是由原始风成物质中的伊利石、绿泥石和蒙脱石(含I/S)在不同气候条件下风化而成的。　　(3)粘土矿物组合与元素地球化学元素之间的关系表明，与K元素有关的化学风化指标(CIA、PIA等)，因伊利石来源复杂化而不适宜用于古气候重建;而含Na、Fe、Mg元素的蛭石、HIM和蒙脱石(含I/S)含量的变化主要受控于土壤淋滤风化作用的强弱，与Na元素有关的CIW’和TFe2O3/MgO指标可用于评估邵寨剖面化学风化强度的变化。　　(4)邵寨880kaBP以来黄土-古土壤层序的粘土组分的CIW’和TFe2O3/MgO指标能够很好地记录古东亚夏季风环流强度的变化历史;东亚夏季风环流强度在～850kaBP、～620kaBP、～550kaBP、～420kaBP和～127kaBP阶段明显增强，其在轨道尺度上的强弱变化与间冰期.冰期的交替相呼应，～500-150kaBP期间在超冰期-间冰期尺度上季风环流强度呈逐渐减弱的趋势。880ka以来东亚夏季风环流强度不同阶段的变化，可能受到与地球轨道参数、南北极冰盖、大气CO2浓度等不同因素有关的全球气候变化的影响。

关键词： 大凌河   粘土矿物   元素地球化学   古气候   全新世  

摘要： 辽河三角洲是我国东北部的一个多河流三角洲,大凌河是其中输沙量最大的河流,但其对辽河三角洲的贡献常常被低估,探究全新世以来大凌河口的沉积环境演化是非常有意义的研究课题。探讨大凌河流域全新世的古气候变化及沉积相演化,有助于完善大凌河流域的沉积速率及古气候研究。本文通过光释光测年OSL和14C测年、粒度分析、粘土矿物及地球化学多种手段,综合分析了大凌河沉积物样品,提取出了适用于该区域的粘土矿物和元素比值判别指标,在此基础上分析了大凌河流域全新世以来古气候变化,并对沉积速率做了讨论。主要认识如下:***-1孔自下而上划分为U1-U3三个沉积段,即U1河流相河道亚相,U2河口湾相,U3三角洲沉积相,并将U3段自下而上进一步详细划分为U31,U32,U33三个沉积层,分别对应于前三角洲相——三角洲前缘相——三角洲平原相。2.大凌河NQ-1孔沉积物近3000a来平均沉积速率为0.6cm/a,其中2000a～1000a BP 沉积速率为 0.8cm/a,1000～500a BP 沉积速率为 0.53cm/a,近一千年来沉积速率最大可达到1cm/a。晚全新世沉积速率大于前中全新世沉积速率。3.运用粘土矿物、常量元素地球化学两种不同的气候代用指标,综合分析了 NQ-1孔全新世各指标的垂向变化及环境意义,该地区在晚更新世末期有两次冷暖交替变化,到全新世早中期气候转暖,2.5～1ka BP大致有6次冷暖交替的气候变化。***/Mn 比值和伊利石结晶度对大凌河区域气候变化具有较好的指示意义,而(伊利石+绿泥石)/(蒙脱石+高岭石)比值在本区域对环境变化的指示意义较弱,蒙脱石相对含量及高岭石/蒙脱石比值对气候变化的响应滞后。

关键词： 元素地球化学   玄武岩母质   土壤组分   化学蚀变指数CIA   琼北  

摘要： 海南岛北部的火山岩分布区是我国风化成土最活跃的地区,对于理解热带成壤过程的元素地球化学行为具有重要意义。本文选取琼北南渡江下游两岸多期火山岩上的心土及风化剖面,系统探讨该区土壤的常量与微量元素分异特征。研究发现,火山岩风化土壤的元素组成均以SiO2,Al2O3,TFe2O3为主,三者总含量在73.62%以上。随母岩的年龄由老到新,各元素迁移率大致呈现出由强至弱的趋势,尤其是SiO2、TiO2、Al2O3、CaO、Na2O、K2O最为明显,MgO、CaO、Na2O在石山组风化土壤中快速流失,淋滤流失率在29.5%～56.5%之间,而在道堂组二段、多文组一段和二段中几乎不再变化,且几乎淋滤颐尽,表明MgO、CaO、Na2O的快速淋滤流失发生在早期阶段。而从石山组到多文组一段,SiO2、TiO2、Al2O3、TFe2O3则表现为逐渐变化的过程,SiO2逐渐流失,而TiO2、Al2O3则表现为逐渐富集。TFe2O3从石山组到多文组二段再到多文组一段表现为先逐渐富集后相对亏损,表明多文组一段风化土壤后期受外生地质作用影响发生了一定程度的淋滤流失。与新鲜玄武岩元素背景值相比,心土及剖面土壤微量元素中大量流失。玄武岩风化土壤中的大多数碱金属和碱土金属在极端风化后都大量流失并搬运出剖面剖面,Rb、Sr等几近全部流失。Co、Cr和U等变价金属元素的行为受到玄武岩风化产成铁锰氧化物、次生磷酸盐的约束。通常认为Nb、Ta、Zr、Hf、Th等这些不活动性的元素在强烈的风化作用过程中仍然有较强的活动性。除全新世石山组风化的心土样品外,其它期次火山岩风化心土样品的风化程度均为极端风化,CIA值多处于91.0以上,且平均的CIA（Qp2d1）>CIA（Qp2d2）>CIA（Qp3d2）>CIA（Qhs）,在时间序列上表现为成土年龄越老,风化程度越高。本次研究还发现,无论是面上分布的心土样品还是剖面土壤样品,均为轻稀土富集的右倾模式,Eu异常不显著,剖面土壤样品ΣREE与CIA之间呈现负相关。各剖面内稀土含量自下至上没有规律性变化,但各剖面之间存在一定的差异,反映了母岩对土壤样品的影响,显示了稀土元素组成对母岩具有继承性。Eu异常不显著、Ce为显著的正异常,且随着成土年龄的增加Ce正异常有增大的趋势,不同期次火山岩风化土壤均呈现显著的Ce正异常,可能与琼北地区处于热带湿热气候区,受强烈的风化淋滤作用有关。

关键词： 风尘黄土   物源示踪   元素地球化学   锆石U-Pb年龄谱   沉积模式   第四纪东亚干旱化  

摘要： 风力长距离传输的细颗粒粉尘直接或间接地对气候、生态环境和人类健康产生重要影响。因此,大气粉尘传输过程一直受到学者们的广泛关注。第四纪风尘黄土是由风力搬运粉尘堆积形成,它直接记录了粉尘源区古沙尘暴活动历史和古大气环流信息。所以,风尘黄土物源研究有助于检验大气环流模式,厘清地球表层复杂的粉尘传输过程和深入认识源区古沙尘暴活动及干旱化历史。风尘黄土沉积源汇过程研究已经成为地貌与第四纪科学研究的一个热点。为了更好地认识风尘黄土的沉积过程和明确黄土沉积的古气候指示意义,本文以长江下游下蜀黄土、宣城黄棕色土和黄河下游桃花峪黄土为研究对象,对其进行了细致的分粒级微量、稀土元素地球化学和碎屑锆石U-Pb年龄谱物源示踪工作。进一步,本文结合物源示踪结果和已有的年代资料,首次建立了长江和黄河下游风尘黄土沉积模式,并对第四纪东亚干旱化逐步扩张过程及其潜在驱动机制进行了探讨。本文取得的主要认识如下:（1）下蜀黄土、宣城黄土和桃花峪黄土及其潜在物源区样品中V、Cr、Zr、Hf和Cs等元素含量具有明显的粒度效应。而Sc、Th、Y、Nb、Ta、U和Ti是长江下游沉积物中粒度独立的微量元素。Th是洛川黄土中粒度独立的微量元素;Sc、U、Ta、Nb、Y和Ti是洛川黄土<20μm粒级组分中粒度独立的微量元素。Sc、Y、Nb、Ta、Th、U和Ti是宣城黄土和水阳江沉积物中粒度独立的微量元素。Ti、Rb、Y、Nb和Ta是现代黄河三门峡、下游沉积物和桃花峪黄土中粒度独立的微量元素。下蜀黄土、宣城黄土和桃花峪黄土及潜在物源区沉积物样品稀土元素球粒陨石标准化配分模式均显示上陆壳物质特征,表明稀土元素配分模式难以用于风尘黄土的物源示踪,稀土元素参数和稳定元素比值才是潜在示踪剂。（2）Sc-Th-La和Ta*10-Nd-Cr/10元素三元图;Zr/Sc、Th/Sc、Cr/Th、Sc/Th、Ta/Th、LaN/Yb N和Eu/Eu*元素比能用于洛川黄土和长江沉积物区分。Th/Sc、Ta/Th、Sc/Th、La/Sc、Cr/Ta、Nd/Ta、Cr/Th、La N/Sm N和Gd N/Yb N元素比能用于水阳江和长江沉积物区分。Cr/10-Nd-Ta*10元素三元图;Nb/Ta、La/Nb、Co/Th、Ta/Th、（La/Sm）N、（Gd/Yb）N和（La/Yb）N元素比能用于洛川黄土和黄河下游沉积物区分。（3）长江沿岸下蜀黄土<5μm和部分5～10μm组分元素地球化学特征与洛川黄土相似,表明下蜀黄土细颗粒组分主要来源于亚洲内陆干旱区的长距离粉尘搬运沉积;沉积模式为,高山源-河流搬运-沙漠过渡-西北内陆沙尘暴传输。下蜀黄土10～20μm和20～50μm组分元素地球化学特征与长江沉积物相似;下蜀黄土锆石U-Pb年龄谱显示300～180 Ma,540～360 Ma,900～720 Ma,1080～900Ma,2040～1800 Ma和2600～2400 Ma六个主要的年龄组分,与长江沉积物相似;这些证据表明下蜀黄土粗颗粒组分主要来自长江下游泛滥平原区的近源沉积;沉积模式为,高山源-长江搬运-长江下游风力搬运。（4）宣城黄土元素地球化学特征与水阳江沉积物接近,仅在<5μm组分中有长江下游沉积物元素特征信号;宣城黄土锆石U-Pb年龄分布显示136 Ma,440 Ma,844 Ma,944 Ma,1800 Ma和2476 Ma六个年龄峰,不同于黄土高原黄土、下蜀黄土和长江下游沉积物;这些证据表明宣城黄土主要是源于宣城当地河流沉积物的风力搬运沉积,长江下游沉积物仅在<5μm组分中有所贡献;宣城黄土沉积模式为,皖南山地源-河流搬运-局地风力搬运。（5）黄河下游桃花峪黄土四个粒级组分元素地球化学特征均与黄河下游沉积物十分相似;桃花峪黄土锆石U-Pb年龄分布显示298 Ma,444 Ma,910 Ma,1924 Ma和2559 Ma五个特征峰,与黄河下游沉积物一致;这些证据表明桃花峪黄土来源于黄河下游泛滥平原的近源沉积;现代黄河三门峡沉积物四个粒级组分元素地球化学特征均与洛川黄土十分相似,表明黄土高原黄土已经成为现代黄河中下游沉积物的主要物源;桃花峪黄土沉积模式为,高山、黄土高原黄土源-黄河及其支流搬运-黄河下游风力搬运。（6）桃花峪黄土的近源沉积和开始沉积时期在0.9～1.0 Ma之间,表明黄河下游地区大约1.0 Ma已开始发生干旱化;长江沿岸下蜀黄土粗颗粒组分的近源沉积和最老沉积年代在0.9 Ma左右,表明中国南方32°N地区大约0.9 Ma时已经形成干旱环境;宣城黄土的局地风力搬运粉尘沉积和起始沉积年代在70 Ka左右,证实了中国南方30°N地区在末次冰期时开始出现干旱环境。青藏高原构造隆升难以解释中国南方第四纪干旱的发生。长江、黄河下游和安徽宣城地区开始出现干旱化的时间分别对应了中更新世和末

关键词： 东南印度洋   气候转型   大洋缺氧事件OAE 1d   元素地球化学   有机地球化学  

摘要： 本论文通过对东南印度洋国际大洋发现计划369航次U1513和U1516站位沉积物碎屑态组分的物质堆积速率、粒度和元素地球化学以及全样沉积物的有机地球化学组成方面综合性分析,示踪了白垩纪和古近纪时期构造时间尺度上这些站位所沉积碎屑态组分的物质来源,并重建了此时澳大利亚西南部大陆的化学风化和古气候演化历史及其主要控制因素;特别是系统揭示了白垩纪大洋缺氧事件OAE 1d期间南半球高纬度印度洋的陆源碎屑物质输入、有机质来源及其深海埋藏、海表生物生产力水平和海底氧化-还原状态等古环境关键因素之间的耦合关系,进而对于该事件的具体成因机制有了新的认识。物源分析结果表明:白垩纪阿尔布期-塞诺曼期（102.8-99.4 Ma）和晚始新世-渐新世（34.1-25.2 Ma）时期东南印度洋曼达岬盆地沉积物碎屑态组分的来源很稳定,均主要来自于澳大利亚西南部大陆（包括伊尔干克拉通、阿尔巴尼亚-弗雷泽造山带和利文杂岩体）。晚始新世-渐新世时期,澳大利亚西南部大陆的化学风化和古气候演变主要受全球气候和区域古地理格局变迁的影响。在始新世-渐新世转折期和31.3-29.8Ma,物源区的上述变化主要受控于邻近区域的古地理格局变迁,具体表现为气候条件趋于干冷和陆表化学风化强度降低的特征。在33.6-31.3 Ma和29.8-25.2Ma,物源区的上述变化则主要响应了全球气候:在前一阶段气候由干冷向湿热转变,陆表化学风化强度也相应增高;在后一阶段气候则为相对稳定的干冷状态,陆表化学风化强度也弱。上述低时间分辨率研究结果及其与前人相关研究成果间的良好吻合性,为我们首次完整地重建南半球高纬度地区白垩纪OAE 1d事件的演化过程及其成因机制奠定了坚实的实验方法基础。OAE 1d期间地处高纬度东南印度洋的曼达岬盆地古海洋环境发生了重大变化,主要表现为:澳大利亚西南部大陆陆源物质（包括碎屑物质、有机质和淡水）输入量的增多;海底有机质埋藏通量显著增加,同时有机质的来源由海陆混合转变为以陆源为主;海表生物生产力水平明显下降;深海底层水向缺氧状态转变。通过与前人相关典型记录间的系统对比,我们进一步探讨了该事件的具体成因机制:这很可能是一次全球性的大洋缺氧事件。此时中部凯尔盖朗大火成岩省的活跃释放出了大量的CO2,促成了全球性的暖室气候条件,致使陆地的水文循环加快并将大量的陆源物质输送到海洋中。一方面,增加的陆源有机质输入和降解会消耗海底的氧气,使其向缺氧状态转变;另一方面,大量陆源淡水的输入还可能会引起上部海水的层化现象,这也会加剧深海的缺氧状态。

关键词： 鱼卡凹陷   大煤沟组7段   有机地球化学   元素地球化学   古环境重建   有机质富集  

摘要： 柴达木盆地北缘鱼卡凹陷中侏罗统大煤沟组7段页岩油气资源潜力巨大,目前,烃源岩沉积环境的研究不足制约了页岩油气的综合评价与勘探突破。本文利用元素地球化学、油气地球化学、有机地球化学等方法,开展了鱼卡凹陷大煤沟组七段烃源岩沉积古环境研究,从湖盆沉积微动力学角度揭示了有机质富集机理和沉积模式,以期对鱼卡凹陷页岩油气的勘探与评价提供理论指导。鱼卡凹陷中侏罗统大煤沟组7段暗色沉积物中有机质丰度较高,且不同岩性有机质丰度差异较大;油页岩有机碳含量最高,均值为5.94%;其次为页岩和泥岩,均值分别为3.79%和3.23%;砂岩有机质含量最低,均值为1.13%。岩石热解表明生烃潜力与岩性密切相关。有机质成熟度总体为低成熟-成熟生油窗阶段。岩石矿物成分以石英和黏土矿物为主,样品中菱铁矿含量普遍较高。通过生物标志化合物、有机显微组分、干酪根碳同位素和岩石热解等分析,表明有机质类型以Ⅱ型和Ⅲ型干酪为主,只有油页岩为Ⅰ型干酪根。通过短-中-长链烷烃、甾烷的分布特征及碳优势指数(CPI)、奇偶优势值(OEP)和蜡烷指数表明,砂岩和泥岩中有机质主要来源为陆生高等植物,少量的水生生物;油页岩和页岩以藻类和微生物为主,含有少量的高等植物和细菌。有机显微组分以壳质组为主,其中木栓质体含量较高,是主要的生烃组分。干酪根碳同位素的垂向变化表明有机质类型与沉积古环境密切相关。泥页岩纳米孔隙发育,主要为无机质孔,有机质孔发育较少,且多呈独立的单孔分布。孔径分布大多介于30-50 nm,少量样品孔径分布于70-100 nm之间,表明大量的宏孔赋存。微孔和介孔对孔隙比表面积贡献大于90%,宏孔对孔体积的贡献超过20%。黏土矿物含量对介孔的影响较大,但与微孔的相关性较差。甲烷吸附量(朗缪尔体积VL)介于2.91到7.90cm3/g之间,均值为5.11cm3/g。TOC含量与VL呈正相关关系,但黏土矿物含量与VL之间没有明显的相关性。大煤沟组7段暗色沉积物中主量元素与上地壳均值(UCC)进行对比,发现样品中 Al2O3、TFe2O3、MnO 和 P2O5 相对富集;CaO、K2O、MgO、Na2O 和 SiO2则表现出相对亏损。P元素可以反映生物中的有机质含量,较高的富集系数,也表明大煤沟组7段泥页岩沉积时适宜生物活动。TFe2O3和MnO相对富集,可能与沉积环境相关。样品中TiO2与Al2O3呈现良好的正相关关系,表明沉积时陆源碎屑输入稳定。根据ZK23-1钻孔岩性组合、元素地球化学和有机地球化学指标特征,大煤沟组7段又可细分为3个不同的沉积阶段。通过Fe/Mn,Mg/Ca,Rb/Sr和Sr/Cu等比值及碳指数分布特征,表明大煤沟组7段第Ⅰ和第Ⅲ阶段为温暖潮湿的沉积古气候;第Ⅱ阶段由相对炎热干旱和温暖潮湿的气候交替组成。CuEF,ReEF,UEF,MOEF,VEF和Corg/P参数值反映了大煤沟组7段第Ⅰ和第Ⅲ阶段沉积水体处于还原环境;第Ⅱ阶段水体从氧化至贫氧环境频繁变化,尤其是粉砂岩沉积属于偏氧化环境。大煤沟组7段第Ⅰ阶段至第Ⅲ阶段沉积水体盐度逐渐增加,整体为淡水-半咸水沉积环境。然而在第Ⅱ阶段水体盐度波动强烈,与古气候变化基本一致,可能受古气候变化影响。另外,S/TOC的比值表明第Ⅰ阶段沉积水体为淡水环境,第Ⅱ阶段水体盐度变化频繁,第Ⅲ阶段水体盐度呈增高趋势。利用本次研究样品Nixs和Cuxs参数值结合TOC含量表明大煤沟组7段沉积时总体处于高古生产力水平。第Ⅰ阶段上部古生产力明显升高;第Ⅱ阶段波动较大;第Ⅲ阶段处于高生产力水平。大多数样品(除了第Ⅱ阶段粉砂岩样品)都呈现出较高的化学风化程度(CIA>80),且沉积物在沉积时未经历沉积物循环过程。沉积物源为长英质火山岩和中性火山岩组合。研究区样品具有轻微分异的稀土分布模式图,并伴随有较为宽泛的Eu异常,表明中侏罗统具有稳定的伸展构造背景。鱼卡凹陷在早中侏罗世经历了印支运动末期和燕山运动第Ⅰ幕和第Ⅱ幕,通过稀土元素构造判别图结合区域构造背景和物源组成,认为大煤组7段沉积时凹陷构造背景为活动大陆边缘。通过对鱼卡凹陷中侏罗统大煤沟组7段古环境的恢复和古生产力水平的分析,认为干旱炎热至温暖潮湿过渡期,古气候条件对有机质富集起着关键的控制作用。气候温暖潮湿的条件下,古生产力水平与有机质保存条件作为重要的因素影响着有机质富集。构造活动及盆地沉积速率对有机质保存有重要影响,因此,鱼卡凹陷大煤沟组7段有机质富集受多种因素共同影响,其中古气候、古生产力和有机质保存条件作为主控因素。同时,本文提出了大煤沟组7段的沉积模式,为研究区页岩油气勘探提供了新的思路和理论基础。

关键词： 萤石   流体包裹体   微量元素   达巴特铜钼矿床   新疆西天山  

摘要： 新疆西天山达巴特铜钼矿床位于赛里木地块中部,晚古生代博罗科努岛弧带与阿拉套陆缘盆地之间。前人对该矿床铜矿段矿石中发育的大量萤石尚缺乏系统研究。本文综合利用岩相学、矿相学、流体包裹体以及主量和微量元素地球化学等研究方法,在查明矿床地质特征的基础上,确定了成矿流体性质,探讨了成矿物质来源、演化及萤石致色机理。达巴特铜钼矿床铜矿段矿石中含大量萤石,早阶段绿色和白色萤石与黄铜矿、毒砂等密切共生,晚阶段紫色萤石与黄铜矿、石英和钾长石共生。早阶段萤石中白色萤石形成略晚于绿色萤石,形成的先后顺序依次为:绿色萤石→白色萤石→紫色萤石。对各阶段不同颜色萤石中流体包裹的研究表明,达巴特铜钼矿床铜矿段成矿流体为富F型HO-CO-Na Cl体系,早阶段成矿流体为高温(308～379°C)、低盐度(2.2～5.9wt%Na Cl)和中低密度(0.63～0.96g/cm),晚阶段为中高温(274～323°C)、低盐度(0.53～4.9wt%Na Cl)和中低密度(0.70～0.98g/cm)。早阶段Cu的沉淀机制以流体冷却为主,而晚阶段Cu的沉淀机制以流体混合为主,且两阶段较高的CO含量也有利于Cu的沉淀。系统的萤石元素地球化学研究表明,早阶段绿色、白色萤石的稀土元素呈略微右倾的典型“V”型配分模式,具有轻稀土相对富集,重稀土相对亏损的特征,晚阶段紫色萤石稀土元素表现出略微左倾的“N”型配分模式,具有轻稀土相对亏损,重稀土相对富集的特征。早阶段绿色、白色萤石均具有负Eu异常特征,晚阶段紫色萤石负Eu异常不明显,推测该矿床萤石沉淀时成矿流体由早阶段的还原环境演化为晚阶段的中性环境。绿色、白色萤石与紫色萤石具有同源性,均为热液成因,是从含矿热液中分离结晶而成;成矿流体来源于含砾流纹斑岩。白色萤石相比于绿色萤石ΣREE含量降低,这可能是导致早阶段萤石颜色不同的原因;而由Th、Na等离子及晶面损伤造成的晶体缺陷、胶体钙对颜色的选择性吸收和透射是使晚阶段萤石呈现紫色调的重要原因。

关键词： 大洋缺氧事件   沉积有机质   元素地球化学   生产力   墨西哥湾  

摘要： 白垩纪大洋缺氧事件OAE1b被认为是一次非全球性的大洋缺氧事件,其成因模式随研究区域的不同表现出明显的差异性。本文依据位于美国墨西哥湾保存有较好OAE1b沉积序列的白垩系Aptian-Albian阶沉积岩样品,利用沉积有机质生物标志物、主微量元素、不同形态铁组分以及黄铁矿硫同位素等地球化学指标,对OAE1b缺氧事件沉积期间有机质形成的动态过程及其控制因素进行了探讨,取得了以下认识:（1）墨西哥湾白垩系Aptian-Albian阶沉积有机质的主要生源为底栖宏观藻类、浮游藻类和细菌。Bexar段n-C17正构烷烃、4-甲基甾烷含量显著升高,表明该时期浮游藻类的繁盛。同时,与生产力相关的P、Ni、Zn元素升高揭示该时期古生产力的显著提高。生产力提高与浮游藻类繁盛的直接驱动力可能是大火成岩省释放大量营养元素以及白垩纪的大规模海侵。（2）Glen Rose段具有异常的藿烷分布型式,表现在C31（S+R）/2/C30和C32（S+R）/2/C30值的上升,最高可升至1.13和1.12。结合该段沉积有机质低n-C17/n-C21比值、C29ααα规则甾烷优势、低TOC含量、碳同位素组成偏重、高Pr/Ph值和Ts/Tm比值的特征,Glen Rose段样品主要沉积于更浅的水体环境,大型底栖藻类是沉积有机质的主要贡献者。（3）墨西哥湾白垩系Aptian-Albian阶沉积环境主要为贫氧环境。Moxs、UXS、Pr/Ph以及Pr/n-C17和Ph/n-C18结果揭示,随着生产力的提高和有机质在水体中的降解,底层水还原环境在Bexar段加强,但由于水体较浅,难以形成分层,并未达到硫化环境,FeHR/Fe T和Fepy/Fe HR仍落在缺氧铁化的范围内。EFMo-EFU协同变化指标落在3×SW的范围内,表明墨西哥湾半封闭盆地的地理背景对该次缺氧事件的重要影响。氧化还原环境的变化是导致黄铁矿硫同位素变化的主要原因。