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关键词： 铜川剖面   元素地球化学   风化强度   古气候  

摘要： 通过对铜川剖面黄土-古土壤地层中常量元素和微量元素的地球化学特征进行分析,结合AMS-^(14)C年代学数据,利用Na/K值、CIA(化学风化指数)、A-CN-K三角图、Bc(退碱系数)、Ki(残积系数)、Rb/Sr值和Ba/Sr值等指标,探讨了该地区11.4～1.5 ka B.P.间黄土-古土壤地层的化学风化特征及其古气候意义。结果表明:(1)Na/K、CIA和A-CN-K三角图等分析指示铜川剖面11.4～1.5 ka B.P.间黄土-古土壤地层处于初等化学风化作用阶段。(2)Bc、Ki、CIA、Rb/Sr和Ba/Sr等指标的变化趋势同黄土-古土壤地层具有很好的对应性,较好的记录了铜川地区11.4～1.5 ka B.P.间的气候变化特征,可以将该地区的气候变化划分为4个阶段:11.4～10.2 ka B.P.气候寒冷干燥;10.2～9.1 ka B.P.温度逐渐上升,气候略温偏干;9.1～4.4 ka B.P.气候温暖湿润;4.4～1.5 ka B.P.气候逐渐转为冷干。(3)元素地球化学参数记录的铜川地区全新世最适宜期为9.1～6.0 ka B.P.,并且在6.0～5.0 ka B.P.期间存在次一级的气候恶化事件。

关键词： 多金属结核   成矿特征   矿物组成   元素地球化学   南海边缘海   大洋  

摘要： 本文通过系统对比分析前人研究成果,研究了南海边缘海多金属结核的成矿特征,结果表明:南海边缘海结核的矿物组成与大洋结核相似,均主要由锰相矿物和铁相矿物组成,其中锰相矿物主要为水羟锰矿和钡镁锰矿,铁相矿物主要以无定型铁氧化/氢氧化物形式存在,另外南海边缘海结核中含有大量硅酸盐矿物,表明在南海结核成矿过程中受到大量的陆源碎屑矿物混杂;相对于大洋主要经济成矿区的多金属结核,南海边缘海多金属结核中主要的经济元素如Mn、Cu、Co、Ni和Zn质量分数较低,而亲陆源性元素如Fe、Ti、P、Nb、Pb、Rb、Sc、Ta、Sr、Th和REY(REE和Y)等质量分数较高;南海边缘海多金属结核的元素地球化学特征和REE配分模式显示其为水成成因,并呈现更低的Mn/Fe值;同时南海边缘海结核也具有较快的平均生长速率及较高的δCe正异常,表明其生长在更为氧化的海水环境。虽然较快的沉积物沉积速率和动荡的海水环境影响了南海边缘海结核的成矿,但大量陆源物质进入海洋也为南海边缘海结核提供了丰富的成矿物质来源,便于南海边缘海结核的快速生长成矿。南海边缘海结核富集有Fe、Ti、Pb、Rb、Th和REY等金属元素,同样可以作为极具潜力的海洋矿产资源。南海边缘海多金属结核具有其独特的地球化学特征,与大洋多金属结核存在着明显差异。

关键词： 柴北缘平台地区   下干柴沟组   元素地球化学   碳氧同位素   沉积环境  

摘要： 为查明柴北缘平台地区下干柴沟组下段古沉积环境演化及其对油气勘探的指示意义,综合运用对沉积环境反应敏感的主微量元素和碳氧同位素数据,对研究区的古气候、古盐度、氧化还原环境等古环境参数进行了综合研究。结果表明:气候指数表明研究区沉积时期干热和温湿气候共存,但整体上气候偏温暖湿润;锶、钡含量及δ^(13)C_(VPDB)与δ^(18)O_(VPDB)数据分析表明,沉积水体为盐度较高的淡水沉积;利用钒、镍、铬、钴等氧化还原判定指标的分析,反映研究区可能存在贫氧亚还原环境和富氧环境,但X衍射数据中仅出现反映氧化环境的赤铁矿,且利用钴元素估算的古水体深度大部分低于26 m;结合岩心数据分析,表明研究区主要发育以氧化环境为主的辫状河浅水沉积体系;基于元素地球化学分析的古环境演化结果可知,干湿气候交替出现,造成湖平面升降频繁,粗粒心滩相与细粒河漫滩相可呈互层状分布,为有利的储盖组合发育创造了条件。该研究结果对指导研究区油气勘探具有重要意义。

关键词： 金属元素   化学分析方法   应用研究  

摘要： 在当前的化学分析和应用领域,根据不同的地质环境背景下的岩石样本获得的金属元素的检测和分析是当前的关键工作,不同的实验方法有很大的差异,但其原理是化学分析,为了确定地质岩石样品中金属元素含量,本文中主要介绍碱溶ICP-MS法和EDTA滴定法,来分析岩石样品中不同金属元素的含量.

关键词： 煤岩组分   元素地球化学   鄂尔多斯盆地   延安组   富惰质组煤   坳陷型盆地   Sr富集   Ba富集   Mn富集  

摘要： 煤岩学研究是煤炭地质的基础工作,也是现代煤化工及煤系烃源岩研究的重要基础。以鄂尔多斯盆地延安组煤为代表的西北地区侏罗系煤具有典型的富惰质组特征,其煤岩组分分布特征缺乏系统总结,富惰质组成因有待深入探讨。为系统剖析鄂尔多斯盆地延安组煤岩特征,探讨成煤盆地各要素对其影响,在全面收集整理盆地主要的侏罗系煤炭勘查资料,梳理煤岩、煤质数据的基础上,对盆地5个矿区不同煤层进行了井下系统煤样的采集,详细鉴定分析了其显微煤岩组分。综合分析认为,鄂尔多斯盆地侏罗系延安组煤层总体具有富惰质组的特点,惰质组以半丝质体为主要组分,垂向变化规律明显,与延安组沉积期湖平面变化关系密切。平面上,靠近盆地中心惰质组含量减少,以盆地南部永陇、彬长等矿区惰质组含量最高,盆地西部鸳鸯湖、马家滩等矿区次之,盆地北部惰质组含量略低,其中靠近盆地湖泊沉积区的榆横矿区惰质组含量最低,与其在盆地内延安组煤中最高的硫含量相呼应。与延安组煤岩特征相似,我国西北地区侏罗系煤普遍具有较高惰质组含量。国内外数十个含煤盆地煤岩显微组分数据的统计分析结果表明,煤岩组分与成煤盆地原盆类型具有较强的相关性,坳陷型盆地倾向于形成富惰质组煤,惰质组含量接近或高于镜质组;断陷型盆地煤层中以镜质组为绝对主体,惰质组含量低,前陆盆地煤中组分特征变化较大,兼有前两者的特点。对比分析显示,盆地规模、盆地形态、沉积速率以及聚煤模式是盆地影响煤岩组分的重要因素,其中以沉积速率最为关键。普遍较大的规模、平坦的形态、慢的沉积速率以及湖盆边缘为主的聚煤模式是导致坳陷型盆地富惰质组的主要原因。以统计煤质、煤灰成分数据为基础,于鄂尔多斯盆地延安组为含煤地层的5个矿区7不同煤层进行系统采样,通过煤质基本分析、灰成分分析、微量元素分析,X射线衍射、扫描电镜、煤岩鉴定等手段,对鄂尔多斯盆地主量元素分布特征、微量元素富集特征、矿物特征进行了分析研究,讨论了富集程度较高元素的赋存状态及成因。综合研究表明,鄂尔多斯盆地侏罗系延安组煤灰成分特征明显,可划分两组,SiO、AlO、KO、TiO为一组,而CaO、SO、NaO、MgO、FeO、MnO为另一组,两组元素氧化物之间总体呈负相关关系,每组内各元素间高度正相关,前者在顶底板泥岩中占比更高,后者明显高于煤层底板泥岩,表明前者主要来源于陆源碎屑,后者更多与有机成煤物质相关,这一特征在盆地西部宁东煤田表现最为突出。准东煤田高Na含量煤的灰成分特征与其一致,东北地区早白垩世二连盆地胜利煤田总体特征与之相近,但NaO属于前一组,推断煤中Na元素来源既可以是有机相关,也可能来自陆源供给,与物源区岩石类型关系密切。延安组煤中44种微量元素含量整体较低,富集程度主要为亏损状态和正常状态。Ba、Sr和Mn,这三种元素是目前盆地内延安组煤中富集程度达到富集的主要微量元素。本次工作新发现Sr元素在宁东煤田马家滩矿区4煤中,Ba异常主要在枣泉矿区6煤,相关性分析及扫描电镜能谱分析结果显示,宁东煤田Sr元素的主要赋存天青石(SrSO)中,而Ba元素异常主要因重晶石(BaSO)矿物引发,二者主要形成于煤层后期成岩作用过程中。Mn异常主要发现于神府矿区5煤中,经相关性分析、扫描电镜能谱分析,主要以类质同象的形式赋存在菱铁矿(FeCO)中,其富集与成煤泥炭沼泽偏氧化的环境相关。对比不同煤岩类型煤中元素地球化学特征,西北地区富惰质组煤灰成分指数较东北地区富镜质组煤明显较低,西北地区富惰质组煤灰的陆源碎屑组分占比低于东北地区富镜质组煤,除物源差异外,可能与成煤盆地类型具有一定关系;另外,指示沉积环境的敏感微量元素比值显示,富惰质组煤的形成环境氧化性明显强于镜质组为主煤,这一特征与富惰质煤的主要成因相呼应。

关键词： 蚀变岩型金矿床   金赋存状态   成矿作用   元素地球化学   黔东南坑头  

摘要： 贵州黔东南金矿区位于江南造山带西南端,是湘-黔金矿带重要组成部分。区域内金矿床（点）分布广泛,研究工作开展历史悠久,但由于黔东南地区金矿的勘查自然条件较差,采掘滞后,研究工作更多是针对单个矿床及石英脉型金矿进行,导致目前研究区已发现并开采金矿多数以中小型金矿为主。近年来随着政府及社会资本对黔东南金矿研究工作重视程度有所提升,部分学者在对该区石英脉型金矿研究工作中,认为深部可能有蚀变岩型金矿存在,但由于受钻探条件限制,研究工作多为300m以浅,蚀变岩型金矿存在的特征及成矿条件都未得到证实,这样严重制约了研究区金矿研究工作的进展。本文作者依据目前研究区最新勘探进度,对深部钻孔开展岩芯取样。依据已取得的样品进行岩石学、岩相学观察、电子探针分析、主量元素特征分析、微量元素特征分析等,结合前人研究资料,对研究区蚀变岩型金矿区域地质背景、金矿成矿特征、金的赋存形式及成矿作用开展研究工作,目前主要取得以下认识:坑头蚀变岩型金矿赋矿地层为清水江组第二段第一亚段,赋矿围岩条带状凝灰质板岩、变余凝灰,金品位最高可达6.65g/t,矿体中主要的矿石矿物为自然金、毒砂、黄铁矿等金属硫化物组合,脉石矿物常见的为石英,少量的绢云母、绿泥石及方解石;金的成矿受构造作用控制明显,石英脉型与蚀变岩型金矿矿体在空间上呈现出石英脉型多位于浅部断裂传播褶皱形成的虚脱空间内;蚀变岩型金矿均分布于坑头背斜核部附近F10断层下盘的断层破碎带,矿体位置一般位于石英脉矿体下部断裂倾角发生改变的拐点处及其附近;毒砂是蚀变岩型金矿带主要载金矿物,金主要以裂隙金的形式赋存于毒砂等硫化物的裂隙内或边缘地带;在围岩蚀变作用类型中毒砂化、绿泥石化等对金矿的成矿有重要意义;蚀变岩型金矿的元素地球化学特征与石英脉型基本一致,两种类型金矿为同一成矿流体;Au（HS）2-络合物的形式是研究区金迁移过程中主要存在形式,影响金的沉淀原因主要为流体进入沉淀空间后流体相分离过程导致的pH值及氧逸度的改变及与围岩的水—岩反应,前者形成的金一般随石英脉产出可能为研究区石英脉型金矿的形成原因之一,流体与围岩的水—岩反应为研究区蚀变岩型金矿金沉淀的重要原因。

关键词： 地质岩石样品   化学分析   应用研究  

摘要： 本文主要从化学分析在地质岩石样品金属元素检测中的应用意义出发,分析对地质岩石样品金属元素化学分析的常见影响因素,并对岩石矿物化学分析测试法的应用进行了分析,最后,提出了若干化学分析中的误差控制措施,以供参考.

关键词： 稀土元素   微量元素   元素地球化学   方解石   中下奥陶统   顺北地区   塔里木盆地  

摘要： 利用微区阴极发光和原位元素测试技术,对塔里木盆地顺北地区中下奥陶统中的方解石样品进行了微量元素和稀土元素测试分析。该区稀土元素含量整体不高,为0.735～24.538μg/g,平均为4.963μg/g,表现出轻稀土元素明显富集、重稀土元素相对亏损,且两者分异明显、轻微正Ce异常和明显正Eu异常的特征;Sc、Th含量和Fe/Mn值均较低, U/Th和Sr/Ba值高,指示研究区方解石形成时期气候干旱且主要形成于相对还原的成岩环境中。对该区不同产状、不同期次方解石和附近围岩颗粒地球化学对比分析表明,储集体地质流体主要来源于海水性质地层水,局部存在大气水和富硅热液流体的混源叠加改造,证实了原始沉积围岩内稀土元素较为富集,方解石颗粒中稀土元素继承于附近围岩,但受流体改造强度的控制。

关键词： 上扬子地区   P-T界线剖面   牙形刺   重大地质事件   沉凝灰岩   元素地球化学   生物灭绝事件  

摘要： 人类赖以生存的地球正经历着气候变暖、大量物种消失的环境剧变,这是人类活动导致二氧化碳升高、环境污染等环境恶化的结果?还是地球演化历史中生物进化的“正常”更替事件?这一科学问题目前已成为地球系统研究中所面临的重大科学问题之一,研究深时地质记录中的类似事件,应该是寻找这一科学问题答案的有效途径。显生宙以来地球上曾发生过五次生物大灭绝事件,其中二叠纪-三叠纪期间、即P-T之交的生物大灭绝事件最为突出,成为研究这一问题最好对象。我国二叠纪、三叠纪发育有囊括海相地层各相带在内的连续地质记录剖面,具有研究P-T之交生物大灭绝事件得天独厚的地质条件。本论文选择上扬子地区广元杨家岩剖面、华蓥山地区涧水沟剖面和重庆中梁山地区尖刀山剖面的二叠系-三叠系界线地层作为研究对象,通过实测野外界线地层剖面,系统采集牙形刺化石样品和沉凝灰岩、碳酸盐岩、硅质岩和泥质岩等各类岩石和地球化学样品,研究P-T之交岩石地层和生物地层特征,沉凝灰岩特征及其火山喷发期次及喷发强度,沉积地球化学响应特征,再现上扬子地区P-T之交的古构造、古环境和古生态特征,识别P-T之交发生的重大地质事件及其地质演化过程,探索该时期生物大灭绝事件的成因,深入和客观地认识生物大灭绝事件的成因机制,主要取得以下几点重要认识:(1)上扬子地区发育不同位置和性质的二类PTB界线:其一为岩石地层PTB(R)界线,该界线之下发育有多个与海平面大幅度下降有关的古暴露面、古土壤层和渗滤豆层,其上被飞仙关组一段底部紫灰色薄板状泥质灰岩沉积超覆;其二为生物地层PTB(B)界线,以首现Hindeodus parvus牙形刺为划分P-T界线标志。二类界线都具有特定的识别标志和很好的区域对比关系。(2)杨家岩、涧水沟和尖刀山剖面分别位于深水盆地-前缘斜坡过渡带、浅水台地内浅滩带、台地边缘浅滩-台盆斜坡过渡带,有不同的岩性组合、剖面结构和沉积演化序列,可作为不同岩相类型和古地理位置的PTB界线地层代表。(3)建立了上扬子地区P-T之交的牙形刺化石带,自下而上依次为:Neogodolella changxingensis.带,Neogodolella yini.带、Neogodolella meishanensis.带、Hindeodus parvus带和Isarcicella lobate.带,各剖面牙形刺化石带都可与浙江长兴煤山剖面牙形刺带进行对比,相互之间也都有良好对比关系。(4)剖面中可识别的重大地质事件主要有海平面下降事件、生物大灭绝事件、火山喷发事件和地球化学事件。所有事件都是分阶段进行的,其中:海平面下降事件由海平面下降幅度逐渐加大的四个期次叠加而成;生物大灭绝事件被划分为生物富集期、生物衰减期、生物绝灭期、生物萧条期四个渐进的演化阶段;火山喷发事件被划分为先渐强渐频、后衰竭消停的四个旋回;C、O、Sr同位素负偏移为代表的地球化学事件也有多幕式演化特点。有意义的是,上述各重大地质事件具有相对应的同步演化性质。(5)对产于杨家岩剖面P-T之交的的沉凝灰岩的常量、微量和稀土元素地球化学特征进行的分析结果表明,上扬子地区沉凝灰岩沉积环境自下而上具有从缺氧经次富氧至富氧的强还原环境向弱还原-弱氧化环境演化的过程,提出渐强渐频的火山爆发时的内动力作用造成海洋表层的富氧水体向深海底间歇对流循环作用,造成强还原环境的深海底间歇转化为弱还原-弱氧化环境,此特征有悖于P-T之交杨家岩剖面处在强还原的深海底环境中,但证明了火山爆发时内动力作用可造成海洋表层的富氧水体向深海底对流循环,致使深海底出现强还原与弱还原-弱氧化环境的频繁交替变化,也造成了沉凝灰岩在大套暗色细粒岩系中呈非常醒目的灰白色夹层的方式出现。(6)由杨家岩剖面沉凝灰岩的主量元素化学分析结果,结合沉凝灰岩所具有的异常高的锆石晶屑丰度、粒度和具有振荡型较宽环带结构,及其多呈缺乏搬运和磨蚀改造的棱角状或撕裂状外形,总体上显示了基偏中性的高铝碱性玄武岩的原始岩浆性质,认为供给沉凝灰岩的火山碎屑为就近来源,推测扬子板块西北缘存在与西伯利亚大火山岩省同时存在的火山岛弧,由P-T之交火山岛弧频繁的喷发活动,是扬子西缘较近源的火山灰主要来源。(7)P-T之交由大规模的板块拼合构造运动所导致的火山爆发具有全球性,由全球性火山爆发所引发的一系列重大地质事件不仅具有全球性色彩,而且相互之间都有着成因上的密切联系,都可重创海洋生物生存的空间和生态环境。(8)结合四个火山喷发旋回与四个海平面下降和四个生物灭绝阶段的同步演化过程,以及各事件均可重创海洋生物生存空间和生态环境的性质,提出高强度和高频率火山爆发为主导因素的一系列重大地质事件的发生,是造成P-T之交生物大灭绝事件的主要原因。

关键词： 风化壳淋积型稀土矿   碎斑熔岩   元素地球化学   稀土矿物   下家岭  

摘要： 下家岭稀土矿位于江西相山火山岩盆地内,其风化壳较为发育。本文在详细野外地质考察的基础上,将其风化壳剖面自上而下划分为黄壤层、铁盘层、红壤层、球形风化层、母岩层。首先,为探明相山下家岭稀土矿原岩岩性及其特征,借助显微镜、XRF、ICP-MS、LA-ICP-MS、MC-ICP-MS等研究手段对原岩样品开展岩相学、元素地球化学、年代学以及Hf同位素地球化学研究,将得到的研究结果与相山碎斑熔岩对比。结果显示:相山下家岭稀土矿原岩与相山碎斑熔岩在主量元素、微量及稀土元素特征方面高度一致。原岩中锆石206Pb/238U加权平均年龄为133.64±0.84 Ma（MSWD=1.20）与相山碎斑熔岩形成时代早白垩世在误差范围内相一致以及其锆石的Hf同位素初始比值εHf（t）变化范围（-7.88-9.79）跟相山碎斑熔岩变化范围高度一致,表明该原岩为流纹质碎斑熔岩。其次,通过显微镜、XRD、ICP-MS等研究手段对风化壳剖面各层样品进行矿物学和元素地球化学分析研究,以查明各元素在该风化壳剖面上的分布特征并且探讨其分布成因。结果表明:（1）相山下家岭风化壳剖面上不同的层位具有不同的地质地球化学特征。岩石风化程度至上而下逐渐减弱,斜长石、钾长石、黑云母含量呈增加趋势,在风化过程中这些矿物先形成伊利石,再分解形成高岭石。（2）相山下家岭稀土矿为轻稀土选择配分型,主要富集稀土元素La、Ce、Nd以及Y。在风化壳剖面上,稀土元素含量自黄壤层到球形风化层依次增加,主要富集于球形风化层中,分析认为由于黄壤层、铁盘层、红壤层中粘土矿物与Fe（OH）3胶体结合,使粘土矿物对稀土元素吸附量大大降低从而导致稀土元素在球形风化层中富集。但稀土元素Ce主要在风化壳上部富集,Ce在黄壤层、铁盘层、红壤层中富集明显,而在球形风化层中则表现为亏损,母岩层中异常并不明显,可能因为风化壳上层风化过程中形成方铈石等矿物固定了Ce。最后,为了研究稀土元素在球形风化层中富集机制,利用扫描电镜以及电子探针等研究方法,对球形风化层稀土矿物开展精细矿物学研究。其富集机制为:风化壳上部的稀土元素沿裂隙往球形风化层迁移时,其中大部分Ce元素已被固定,而形成富La,相对贫Ce以及含F的流体。流体进入褐帘石矿物中,其中稀土元素被固定下来,使得褐帘石蚀变为羟碳铈矿以及羟碳镧矿,而形成稀土矿物环带,导致稀土元素含量增加。随风化程度加深,稀土矿物破碎且被熔蚀,随流体再次迁移,而使得稀土元素含量减少。