水源水库沉积物中稀土元素含量及赋存形态分析_以汤峪水库为例_张亚宁
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黄土高原表层土壤中稀土元素含量及其对稀土农用效果的影响刘普灵;田均良;李雅琦;琚彤军
【期刊名称】《中国稀土学报》
【年(卷),期】1995(13)2
【摘要】用中子活化法(INAA)测定了黄土高原地区主要类型土壤(表层)104个样品中8个稀土元素(La,Ce,Nd,Sm,Eu,Tb,Yb,Lu),初步探讨了该区土壤中稀土元素的区域分布及对稀土农用效果的影响。
结果表明,黄土高原土壤中稀土元素的含量接近全国土壤中的平均含量:主要类型土壤的稀土元素含量分布规律为:灰褐土,娄土>黑垆土,黄绵土>灰钙土,与土壤粘粒含量相似,由东南向西北呈下降趋势:该区较适合于农用稀土的推广应用。
【总页数】4页(P155-158)
【关键词】黄土高原;土壤;稀土元素;稀土;肥效
【作者】刘普灵;田均良;李雅琦;琚彤军
【作者单位】中国科学院西北水土保持研究所
【正文语种】中文
【中图分类】S153.61;S143.72
【相关文献】
1.南方土壤中稀土元素的状况与稀土农用效果的关系 [J], 万强;宁加贲
2.不同侵蚀强度下崩岗表层土壤稀土元素分布特征及影响因素 [J], 赵纪涛;陈志彪;陈志强;姜超;区晓琳;任天婧;方芸芸
3.湖州表层土壤稀土元素含量及分布特征 [J], 陈江;毕京博;许健;周顺
4.酸雨胁迫及稀土农用条件下菠菜及其土壤中稀土元素的赋存 [J], 严重玲;洪业汤;林鹏;王世杰;梁洁;李裕红;陈英华
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㊀I S S N0256G1492C N37G1117/P海洋地质与第四纪地质MA R I N EG E O L O G Y &Q U A T E R N A R Y G E O L O G Y第38卷第1期V o l .38,N o .1D O I :10.16562/j.c n k i .0256G1492.2018.01.014中国东南入海河流沉积物的稀土元素地球化学特征郭玉龙1,杨守业1,2,苏妮1,印萍3,王中波31.同济大学海洋地质国家重点实验室,上海2000922.青岛海洋科学与技术国家实验室海洋地质过程与环境功能实验室,青岛2660613.中国地质调查局青岛海洋地质研究所,青岛266071摘要:系统采集了浙闽三条中小河流的代表性表层沉积物和悬浮物样品,用1N 盐酸淋滤样品,研究稀土元素(R E E )在酸溶及酸不溶相态中的组成特征.浙闽河流沉积物酸溶组分中的R E E 在总R E E 中的占比可达32%~82%,其中F e GM n 氧化物和黏土矿物吸附态是细粒沉积物酸溶组分R E E 的主要赋存形式.浙闽河流沉积物酸溶组分的R E E 组成反映其遭受化学风化的信息;酸不溶组分主要由硅酸盐造岩矿物和稳定副矿物组成,尤其是锆石对R E E 组成有重要贡献.酸不溶相R E E 组成揭示,当地流域风化物质与潮流作用带入的长江源细颗粒是浙闽河口沉积物的主要来源.R E E 在风化及水动力分选过程中会发生分异,使得沉积物全岩组成不直接继承其源岩的R E E 组成特征,运用于物源判别时候需要慎重.中国东南河流沉积物显示G d 异常,这不是人类活动引起的G d 输入所致,而只反映中国东部物质的组成特征.关键词:小河流;稀土元素;沉积物;物源示踪中图分类号:P 595㊀㊀㊀文献标识码:AR a r e e a r t h e l e m e n t g e o c h e m i s t r y o f t h e s e d i m e n t s f r o ms m a l l r i v e r s d r a i n i n g so u t h e a s t C h i n a G U O Y u l o n g 1,Y A N GS h o u y e 1,2,S U N i 1,Y I NP i n g 3,WA N G Z h o n gb o 31.S t a t eK e y L a b o r a t o r y o f M a r i n eG e o l o g y ,S h a n gh a i 200092,C h i n a 2.L a b o r a t o r y f o rM a r i n eG e o l o g y a n dE n v i r o m e n t ,Q i n g d a oN a t i o n a l L a b o r a t o r y f o rM a r i n e S c i e n c e a n dT e c h n o l o g y ,Q i n g d a o 266061,C h i n a 3.Q i n g d a o I n s t i t u t e o f M a r i n eG e o l o g y ,C G S ,Q i n gd a o 266071,C h i n a A b s t r a c t :Re p r e s e n t a t i v e s u s p e n d e da n df l o o d p l a i n s e d i m e n t s a m p l e sw e r e s y s t e m a t i c a l l y co l l e c t e df r o mt h r e e s m a l l r i v e r s i n Z h e j i a n g a n dF u j i a n p r o v i n c e s .T w oc h e m i c a l p h a s e s (l e a c h a t e sa n dr e s i d u e s )w e r es e p a r a t e db y 1N H C l l e a c h i n g an dt h e l e a c h a t e s a c c o u n t f o r 32%~82%o f t h e t o t a l R E Ec o n c e n t r a t i o n .T h e a b s o r p t i o no nM n GF e (h y d r o )o x i d e s a n d c l a y m i n e r a l s a r e t h em a i nh o s t s o f a c i d Gl e a c h a b l eR E E s .T h eR E Ec o m p o s i t i o n s o f t h e l e a c h a t e s c a n p o t e n t i a l l y i n d i c a t e t h ew h o l ew e a t h e Gr i n g h i s t o r y o f t h e s e d i m e n t s t o s o m e e x t e n t .S i l i c a t em i n e r a l s a n d s t a b l e h e a v y m i n e r a l s l i k e z i r c o n a r e i m po r t a n t h o s t s o f r e Gs i d u a lR E E s ,a n d t h e r e s i d u a l f r a c t i o n s a r er e l i a b l ef o r t h e i n d i c a t i o no f s e d i m e n t p r o v e n a n c e .T h ew e a t h e r i n gp r o d u c t so f r i v e r b a s i n s a n dC h a n g j i a n g Gd e r i v e d s e d i m e n t s p u m p e db y s t r o n g ti d e i n t ot h ee s t u a r i e s a r e t h em a i ns o u r c e so f t h e s er i v e r s s e d i m e n t s .R E Ef r a c t i o n a t i o n i s d e m o n s t r a t e dd u r i n g e x t r e m e c h e m i c a lw e a t h e r i n g a n dh y d r o d y n a m i c s o r t i n gpr o c e s s e s ,a n d t h u s i t s h o u l db ec a u t i o u s t ou s et h eb u l k R E Ec o m p o s i t i o n so f t h e s er i v e r s e d i m e n t s t oi n d i c a t et h es e d i m e n t p r o v e n a n c e .S l i g h t p o s i t i v eG da n o m a l i e s o c c u r b o t h i nt h e l e a c h a t e s a n dr e s i d u e s ,w h i c hd on o t i n d i c a t e t h e p r e s e n c eo fa n t h r o p o g e n i c G d ,b u t r e f l e c t t h e g e o c h e m i c a l c o m po s i t i o n s o f t h em a t e r i a l s i nE a s t e r nC h i n a .K e y w o r d s :s m a l l r i v e r s ;r a r e e a r t he l e m e n t s ;s e d i m e n t ;p r o v e n a n c e s t u d y 资助项目:国家自然科学基金 河流与海洋沉积地球化学:末次冰盛期以来东海沉积中长江源物质的源汇过程与环境意义 (41225020);科技部 典型中小入海河流河口动力沉积地貌与环境本底数据调查 项目(2013F Y 112200);上海市优秀学科带头人计划(14X D 1403600)作者简介:郭玉龙(1988 ),男,博士研究生,海洋科学专业,E Gm a i l :y l g u o @t o n g j i .e d u .c n 通讯作者:杨守业,教授,主要从事东亚河流和边缘海沉积地球化学研究,E Gm a i l :s y y a n g @t o n g ji .e d u .c n 收稿日期:2017G05G31;改回日期:2017G12G21.㊀周立君编辑㊀㊀沉积物稀土元素(R E E s)组成基本继承和反映了流域源岩的平均组成,因此被广泛运用于河流入海沉积物的物源判别[1G5].几十年来,我国学者已对长江㊁黄河㊁珠江等大河沉积物的R E E 组成进行了较为系统的研究,基本查明了这些河流入海物质的R E E 组成特征及主要控制因素[4,6G8].如系列研究揭示,长江下游近河口细粒沉积物的酸不溶组分中R E E 组成可以代表源区上陆壳的平均混合,而复杂海洋地质与第四纪地质㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀2018年2月㊀的源岩类型和水动力分选引起的河流沉积物地球化学组成的时空不均一性也应引起重视[4,9].比较而言,学界对一些中小河流仅有零星的关注[10,11].最近一些研究表明,沉积物粒度和矿物组成㊁化学风化和成土作用以及人类活动等因素也可能对沉积物R E E组成起控制作用[6,12G15].过去几十年的系列研究揭示了R E E在表生过程中的分异特征.如N e s b i t t等[16]的开创性工作表明,花岗岩风化过程中R E E是活动性元素,轻稀土(L R E E)比重稀土(H R E E)优先淋滤.风化壳R E E分布规律的研究揭示,风化过程中R E E的重新分布导致剖面内R E E的垂直分层现象,富R E E的副矿物的含量和稳定性,以及剖面的风化程度是控制剖面不同层位R E E富集程度和分布规律的主要因素[10,17,18]. N e s b i t t等[15]对亚马逊河口深海扇的研究认为,流域强烈化学风化和沉积物搬运过程中的水动力分选可导致沉积物R E E发生分异,使得L R E E在细粒级沉积物中富集.G a r z a n t i等[12]认为水动力分选引起沉积物矿物组成发生分异,导致沉积物不同粒级组分中R E E组成发生显著差异.对福建山溪性小河流木兰溪最新研究也揭示,从流域风化剖面到河流悬浮和河漫滩沉积物的物质输运过程中,化学风化和水动力分选可导致沉积物R E E发生明显的分异[10].为进一步验证R E E的物源示踪意义及其在表生过程中的分异特征,本文选择我国东南沿海的中小河流包括浙江的椒江㊁瓯江以及福建的木兰溪,系统采集代表性河漫滩沉积物与悬浮物样品.用1N H C l淋洗沉积物,系统总结酸溶相与酸不溶相R E E 的组成特征㊁配分模式及控制因素.1㊀地质背景我国东南的地形以平原和丘陵为主,缺少孕育大江大河的条件.河流多短小急促,以中小河流为主,长度均不超过600k m,流域面积多在6万k m2以下.浙江㊁福建两省受东南季风和台风的影响,年平均气温为17~21ʎC,年平均降水达1500~2000mm.降水大部分形成地表径流,径流深度超过800mm.浙闽中小河流上游一般坡度陡㊁水流急,流量年际丰枯变幅较大,洪季时洪峰持续时间短,水位常有暴涨暴落,具有明显的山溪性[19,20].下游则一般河道开阔,坡度较缓,潮流作用很强,具有明显的潮控特征[21].椒江㊁瓯江和木兰溪的基本水文参数见表1.表1㊀中国东南入海河流基本参数T a b l e1㊀B a s i c p a r a m e t e r s o f t h e s t u d i e d r i v e r s 河流流域面积/103k m2长度/k m年均径流深/mm年均径流量/k m3年均输沙量/M t 长江[19]18006300500900470椒江[20]6.8197.710005.98.4瓯江[19]18390105620.22.7木兰溪1.716892110.47注:木兰溪参数来自福建水利信息网,h t t p://w w w.f j w a t e r.g o v.c n 这些小河流的流域处于华南褶皱区,受到华里西期㊁印支期,特别是燕山期岩浆活动的强烈影响[22].区内地层发育齐全,自元古宙到第四纪地层多有出露,尤以中生代火成岩为特色.闽东大面积分布晚侏罗世 早白垩世岩浆岩,是研究我国东南沿海中生代陆相火山岩地层的重要区域之一.浙江省的上侏罗统广泛分布巨厚火山岩系.白垩系为河湖相杂色碎屑岩和红色碎屑岩夹火山岩沉积.古近系隐伏于平原地区,以湖相碎屑岩为主,局部夹基性火山岩.新近系为基性㊁超基性火山熔岩夹河流相碎屑岩沉积.第四系为冲积㊁洪积和海陆交互相碎屑岩沉积[23,24].2㊀样品采集和方法椒江㊁瓯江及木兰溪河口潮差均大于4m,属于强潮型河口[19G21].前人对该区域河流沉积物的地球化学组成仅有零星研究,样品多采集于河口区,缺少无潮流影响的中上游样品,研究样品多为表层沉积物,对更能反映入海物质组成的悬浮物关注比较少.2011年4月至2012年11月期间,在多次中国东南小河流野外地质考察基础上,系统采集了椒江㊁瓯江以及木兰溪等3条浙闽中小河流的悬浮物及河漫滩沉积物样品.本研究综合采集了这些中小河流上㊁中㊁下游的沉积物,特别是对这些河流潮流界之上河段进行了细致的样品采集(图1).悬浮物的采样位置为河道中心,用酸洗后的水桶采集深度为1m左右的河水.采集河漫滩沉积物时用干净的T e f l o n 小铲采集表层1~2c m的表土.所有样品均冷藏保存,之后在室内低温(40ʎC)烘干,研磨供后续实验.悬浮物利用预先处理的0 45μm醋酸纤维滤膜现场过滤水样获得,过滤水样体积为25~50L.为便于对比,本文还收集了长江下游干流季节性悬浮物.这些悬浮物于2008年4月至2009年4月采集自南通狼山附近的长江主航道上,每周乘船在固定041㊀第38卷第1期㊀㊀㊀㊀㊀郭玉龙,等:中国东南入海河流沉积物的稀土元素地球化学特征图1㊀中国东南入海河流沉积物采样位置示意图F i g .1㊀T h e s t u d y a r e a s h o w i n g t h e d r a i n a g eb a s i n s ,r i v e r s y s t e m s a n d s a m p l i n gl o c a l i t i e s 位置采集,共51个.取干样0 15g 用于粒度分析.沉积物粒度分析前,用30%H 2O 2与1N 盐酸去除样品中的有机质和碳酸盐.样品经超声分散后在同济大学海洋地质国家重点实验室利用美国B e c k m a nC o u l t e rL S 230型全自动激光粒度仪进行粒度测试,仪器的测量范围为0 04~2000μm ,重复测量的相对误差小于1%.为了可靠地识别沉积物中的硅酸盐碎屑与其他组分,许多学者提出了沉积物的化学相态提取法,其中1N H C l 淋滤是较为常见的方案,在河流沉积物㊁海洋沉积物以及黄土沉积物等的研究中应用较广[4,10,25,26].沉积物经1N H C l 淋滤后的酸不溶组分代表相对较稳定的硅酸盐为主的碎屑组分,可以较好地指示物源.本文采用浓度1N 的高纯盐酸对0 5g 样品进行淋洗,得到酸溶相与酸不溶残渣相,并分别进行元素测试.酸溶的上层清液离心提取后稀释10倍,待测.酸不溶残渣样品烘干研磨,在马弗炉中600ʎC 下灼烧2h ,去除有机质.称取30m g 左右样品用H N O 3GH F 混合酸消解,之后稀释至适当浓度,待测.在同济大学海洋地质国家重点实验室分别运用电感耦合等离子体发射光谱仪(I R I S A d v a n t a ge I C P GA E S )与电感耦合等离子体质谱仪(P Q 3,T h e r Gm oE l e m e n t a l I C P GM S )测试常量元素(A l ,C a ,M g ,N a ,P 及F e )与微量元素(R E E ,Z r ,S c ,C r 及T h 等)含量.国家标样(G S R G5,G S R G6,G S D G9)监测数据表明,本研究常量元素的分析误差在5%以内,微量元素的分析误差在10%以内.在测得清液及残渣组分元素含量后,根据实验称重数据及质量平衡原理计算不同组分在沉积物全样中的占比.具体计算方法如下:清液元素含量(校正)=清液元素含量ˑ清液重/原始样品重;残渣元素含量(校正)=残渣元素含量ˑ消解样品重ˑ(1-L o i %)/原始样品重.其中,L o i %为样品的烧失率.沉积物全样元素含量为校正后的清液与残渣元素含量之和:全样元素含量=清液元素含量(校正)+残渣元素含量(校正)5个G S D G9标样的监测结果表明,本研究主微量元素的回收率在95%~102%之间.141海洋地质与第四纪地质㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀2018年2月㊀3㊀结果3.1㊀R E E 在不同相态中的分布浙闽中小河流河漫滩和悬浮物以粉砂与细粉砂为主,平均粒径分别为6 6Φ和7 6Φ;长江大通季节性悬浮物主要是细粉砂,平均粒径为7 4Φ.R E E在浙闽细粒沉积物中的平均含量为86μg /g ,在大通悬浮物中的平均含量为97μg /g .酸淋滤实验表明,浙闽河流沉积物R E E 淋出率(酸溶组分R E E 占全样R E E 的百分比)为32%~82%;椒江沉积物R E E 淋出率最低,平均为48%;瓯江沉积物R E E 淋出率平均为54%;木兰溪沉积物R E E 淋出率最高,平均为60%.长江南通悬浮物R E E 淋出率低于浙闽河流沉积物,平均为46%.杨守业和王中波[4]同样使用1N H C l 淋滤长江主要支流和干流河漫滩沉积物,但酸溶相总R E E 仅占全样的7%~53%,远低于本文分析的浙闽河流沉积物及长江南通悬浮物的数据(图2).不同稀土元素在酸溶相中的相对比例也不同.对于浙闽沉积物,轻稀土(L R E E ʒL a GS m )与中稀土(M R E E ʒE u GD y )较易淋出,平均为55%;重稀土(H R E E :H o GL u )淋出率略低,平均为41%.对于长江南通悬浮物,M R E E 较易淋出,在酸溶相中的含量平均占全样的54%;L R E E 淋出率平均为48%;H R E E 淋出率最低,为39%.而长江主要支流和干流河漫滩沉积物的M R E E 较易被淋出,E u 和G d 平均在酸溶相中可占总量的36%~39%,L R E E 与H R E E 淋出率仅为22%左右.值得注意的是,对于所有样品,从H o 到L u 淋出率依次降低,即H R E E 越来越富集于酸不溶相态中(图2).3.2㊀沉积物不同相态中R E E 的分异特征浙闽河流沉积物与长江南通悬浮物全样的上陆壳(U C C )[27]标准化模式很相似,均为L R E E 与M R E E 略微富集的平坦型,均呈现微弱的E u 负异常,及明显的G d 异常.木兰溪沉积物R E E 含量明显高于椒江㊁瓯江沉积物及长江大通悬浮物,呈现弱的C e 负异常,而椒江㊁瓯江沉积物及长江大通悬浮物均呈现弱的C e 正异常(图3a).椒江与瓯江沉积物酸溶组分R E E 配分模式相似,L R E E 与MR E E 略微富集,并显示出轻微的C e正异常,表明有部分F e GM n 氧化物组分被淋出[6].值得注意的是,所有组分均显示较为显著的G d 正异常.长江南通悬浮物酸溶组分R E E 含量与椒江㊁瓯江沉积物相当,但L R E E 富集程度有所不及,且不显示C e 异常.木兰溪沉积物酸溶组分R E E 含量最高,L R E E 与M R E E 富集,H R E E 略微亏损.浙闽河流沉积物与长江南通悬浮物酸溶组分均显示弱的E u 负异常(图3b).浙闽河流沉积物与长江大通悬浮物酸不溶相组分R E E 含量差别不大,均表现为 W 形分配,即富集G d 与H R E E ,具有明显的G d 正异常.椒江和瓯江沉积物酸不溶组分R E E 配分模式相似,与之相比,木兰溪与长江南通悬浮物更富集L R E E 及亏损H R E E (图3c).4㊀讨论4.1㊀酸溶组分中R E E 的赋存状态沉积物1N H C l 淋滤的酸溶组分主要为碳酸盐与磷酸盐矿物㊁F e GM n氧化物以及有机质与部分黏图2㊀沉积物的R E E 淋出率(长江河漫滩数据来自文献[4])F i g .2㊀R e l a t i v e p e r c e n t a g e s o f t h e l e a c h e dR E Ef r a c t i o n s i n t h eb u l kc o m po s i t i o n s o f r i v e r s e d i m e n t s 241㊀第38卷第1期㊀㊀㊀㊀㊀郭玉龙,等:中国东南入海河流沉积物的稀土元素地球化学特征图3㊀中国东南入海河流沉积物不同相态R E E 的U C C 标准化配分模式F i g .3㊀T h eU C C Gn o r m a l i z e dR E E p a t t e r n s i n t h eb u l ks a m pl e s (a ),l e a c h e d f r a c t i o n s (b )a n d r e s i d u a l f r a c t i o n s (c )土矿物吸附物质[4,6].其中,碳酸盐矿物R E E 含量很低,加之浙闽河流沉积物碳酸盐矿物含量也比较少,因此不是R E E 的重要载体[6,10,28].长江主要干㊁支流河漫滩沉积物的研究表明,酸溶相L R E E 主要以黏土矿物吸附态形式富集于细粒级组分,M R E E 主要来自磷灰石等磷酸盐矿物以及F e GM n 氧化物的溶解贡献[4].为揭示中国东南小河流沉积物酸溶组分R E E 的赋存状态和控制因素,我们比较了R E E 淋出率与沉积物平均粒径(M z )㊁F e 2O 3含量㊁P 含量以及化学蚀变指数(C I A )[29]之间的相关性(图4).R E E 淋出率与沉积物平均粒径呈弱相关.整体上,粒径较细的悬浮物R E E 淋出率较高,粒径较粗的表层沉积物R E E 淋出率较低.两者相关性较差说明粒度对沉积物R E E 的淋出没有明显的控制作用,或粒度对R E E 淋出率的影响很复杂,难以用简单的线性相关解释.F e GM n 氧化物一般富M R E E ,也被认为是沉积物酸溶组分R E E 的重要来源.F e GM n 氧化物R E E 组成的另一个重要特征是明显的C e 正异常[30].R E E 淋出率与F e 2O 3含量也呈弱相关,表明F e GM n 氧化物对浙闽河流沉积物酸溶组分R E E 有一定贡献,但不是其主要的赋存形式.椒江和瓯江沉积物酸溶组分R E E 显示轻微的C e 正异常,这也显示出F e GM n 氧化物的贡献[10].磷灰石等磷酸盐矿物R E E 含量很高,富M R E E ,很容易被盐酸溶解,也是酸溶组分M R E E 的来源之一[6].浙闽河流沉积物R E E 淋出率和P含量呈较明显的正相关,但这并不能表明酸溶组分R E E 主要赋存在磷灰石中.由于水动力分选的影响,河流表层沉积物会比悬浮物更富磷灰石[12].而在本研究中,浙闽河流悬浮物比表层沉积物有更高341海洋地质与第四纪地质㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀2018年2月㊀的P含量,这表明磷灰石应该不是P的主要赋存形式,推测P主要以有机态㊁吸附态或结合态等形式存在.沉积物的有机质结合态R E E含量和U C C 相当[31].根据烧失量(L O I)估算,浙闽河流沉积物平均含有机质6%左右,因此有机吸附态也不是酸溶组分R E E的主要载体.C I A由N e s b i t t和Y o u n g[29]首次提出,用于计算长石类矿物风化成黏土矿物的程度.其计算式为:C I A=A l2O3/(A l2O3+C a O∗+N a2O+K2O)ˑ100式中所有氧化物含量都以摩尔百分数表示, C a O∗是指硅酸盐里的C a含量,不包括碳酸盐和磷酸盐等矿物中结合的C a.C I A值越高显示硅酸盐矿物中的N a㊁K和C a从母岩中淋失越多,风化作用越强.一般认为未风化的新鲜岩石C I A为50,完全风化产物C I A为100,沉积物C I A值越大,表明硅酸盐岩化学风化程度越强烈,黏土矿物含量越高[32].R E E淋出率与沉积物化学蚀变指数(C I A)呈现较好的正相关,表明黏土矿物吸附态是细粒沉积物酸溶组分R E E的重要赋存形式.浙江㊁福建受季风气候影响强烈,气候温暖湿润,风化作用很强[28].强烈化学风化下,易风化的副矿物发生分解,R E E产生淋失,而后释放的R E E 随风化溶液迁移并被黏土矿物等吸附.这部分被黏土矿物吸附的R E E易被1N H C l淋滤,其配分模式受控于风化溶液的R E E组成[18].对福建山溪小河流木兰溪的最新研究也揭示,沉积物酸溶组分R E E 组成可以反映流域化学风化过程[10].受控于流域季风气候,从北到南浙闽河流流域化学风化强度依次增强[28].木兰溪流域化学风化最强,因此酸溶组分R E E占总R E E比重也最大.瓯江㊁椒江流域化学风化强度弱于木兰溪,因此R E E淋出率也较低(图2).4.2㊀酸不溶组分中R E E的赋存状态沉积物的酸不溶组分主要由难溶硅酸盐物质及稳定重矿物组成[6,10].浙闽河流沉积物酸不溶组分R E E含量与平均粒径不存在显著的相关性,表明酸不溶组分R E E组成基本不受粒度的控制(图5a).图4㊀椒江㊁瓯江与木兰溪沉积物R E E淋出率与平均粒径(M z)㊁F e2O3及P含量㊁化学蚀变指数(C I A)之间的相关性F i g.4㊀C o r r e l a t i o n s o f t h e l e a c h i n gp r o p o r t i o n s o fR E E(%)w i t hm e a n s i z e(M z),F e2O3,Pa n dC I A441㊀第38卷第1期㊀㊀㊀㊀㊀郭玉龙,等:中国东南入海河流沉积物的稀土元素地球化学特征酸不溶组分R E E含量与沉积物C I A呈现弱负相关,表明酸不溶相R E E主要富集于沉积物的非黏土部分(图5b).元素T h一般富集于褐帘石㊁独居石以及磷灰石等矿物中,这些矿物也富含R E E[6,33].酸不溶组分R E E含量与T h含量之间无明显相关性,表明这些矿物不是酸不溶相R E E的主要载体(图5c).元素Z r主要赋存在锆石矿物中,酸不溶相R E E含量与Z r含量呈正相关,表明锆石对浙闽河流沉积物酸不溶相R E E组成有明显的控制作用(图5d).锆石等重矿物特别富集H R E E,且作为稳定重矿物不溶解于稀盐酸,这使得沉积物酸不溶组分相对富集H R E E(图3c).H R E E从G d到L u愈来愈富集在酸不溶相中,也说明锆石等稳定重矿物是酸不溶相H R E E的重要载体(图2).虽然重矿物只占沉积物的极小部分,但由于其R E E含量很高,因此被看做是R E E的重要载体[6,12].最近,S u等[10]对木兰溪沉积物的研究表明,黏土矿物和M n氧化物可能是酸不溶组分L R E E的主要载体.其他研究表明,沉积物中的E u主要来自长石,M R E E主要来自磷酸盐或F eGM n氧化物[6,12].因此,沉积物酸不溶相中不同的稀土元素赋存形式也不同.4.3㊀酸不溶组分的物源示踪意义深海沉积物㊁长江河漫滩沉积物㊁黄土沉积物等的1N H C l淋滤实验,都表明酸不溶组分是沉积物中的难溶硅酸盐和稳定重矿物部分,因此可以代表流域风化上陆壳的平均组成,可以指示陆源物源[4,25,26].浙闽河流流域面积较小,源岩类型和河流流系都比较简单,将有助于进一步验证这一结论. S c㊁N b㊁T a㊁T h㊁C r与V等元素几乎全部来自碎屑物质,这些元素在风化过程中性质稳定,在自生物质中富集程度很低,因而多用于指示物源[3]. T h/C rGT h/S c二元图可以比较可靠地指示沉积物的基性㊁酸性火成岩来源[3,28].图6a中,玄武岩与基性岩[34]具有较低的T h/C r及T h/S c比值,而在酸性岩里T h/C r与T h/S c比值较高.U C C及世界河流悬浮物[35]的组成介于基性岩与酸性岩之间,为图5㊀椒江㊁瓯江与木兰溪沉积物酸不溶组分R E E含量与沉积物平均粒径(M z)㊁C I A㊁T h及Z r含量之间的相关图F i g.5㊀C o r r e l a t i o n s o fR E E i n t h e r e s i d u a l f r a c t i o n sw i t hm e a n s i z e(M z),C I A,T h,a n dZ r i n t h e r e s i d u a l f r a c t i o n s541海洋地质与第四纪地质㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀2018年2月㊀这两种端元的混合.中国东部土壤[34]投点与中国东部U C C接近,投点比U C C更接近于酸性岩,这与酸性岩在中国东部广泛出露有关[22].长江南通悬浮物组成接近于中国东部U C C及中国东部土壤平均值.长江流域广大,流域岩石类型复杂,长江下游干流悬浮物代表了整个长江流域风化上陆壳的平均混合[9].浙闽河流沉积物物质来源变化大,椒江与瓯江沉积物大部分样品和木兰溪沉积物的部分样品投点接近于长江悬浮物,而木兰溪沉积物的另外一部分样品及瓯江沉积物的个别样品投点接近于酸性岩端元.浙闽河流流域源岩以中生代酸性火成岩为特征[23,24].另一方面,这些河流的河口潮汐作用很强,潮流携带大量沉积物进入河口和感潮河段,因此海区长江源物质也是浙闽河流河口沉积物的一个重要来源,T h/C rGT h/S c二元图中浙闽河流沉积物大都投点在U C C与酸性岩端元之间.木兰溪河口处于浙闽泥质区的南缘,海区长江源物质贡献相对较小,其沉积物组成更近于酸性岩浆岩端元.玄武岩与基性岩具有较低的(L a/Y b)U C C及(L a/S m)U C C比值,而在酸性岩里(L a/Y b)U C C及(L a /S m)U C C比值较高(图6b).U C C组成近于酸性岩,中国东部U C C的组成介于基性岩与酸性岩之间.中国东部土壤与中国东部U C C有不同的组成特征,显示出L a的相对富集,可能是由于其黏土矿物含量较高所致.世界河流悬浮物比U C C有更高的(L a/Y b)U C C比值,也反映水动力分选使得悬浮物中富L R E E的黏土矿物含量较高,而富H R E E的重矿物含量较低.椒江与瓯江沉积物大部分样品和木兰溪沉积物的部分样品投点接近于长江悬浮物,而木兰溪沉积物的另外一部分样品及瓯江沉积物的个别样品具有较高的(L a/Y b)U C C及(L a/S m)U C C比值,显示为L a的相对富集.值得注意的是,这些河流沉积物残渣态R E E组成与U C C㊁中国东部U C C及各岩石端元差别都较大.和花岗岩相比,浙闽河流沉积物酸不溶组分显示L R E E的亏损及H R E E的富集,这是风化过程中的R E E淋滤迁移及沉积物输运过程中水动力分选导致R E E再分配引起的[10],酸淋滤的实验方案也可能是导致这种区别的原因之一.4.4㊀河流沉积物的G d异常中国东南小河流沉积物R E E组成的另一个特点是U C C标准化下的G d异常(图3a,b,c),这个特征在长江㊁黄河等沉积物中也有体现[4,6],之前的研究中对沉积物的G d异常缺乏深入讨论.一般而图6㊀中国东南入海河流沉积物酸不溶组分微量元素(a)及R E E组成(b)物源判别图(U C C数据来自文献[27],世界河流悬浮物数据来自文献[35],酸性岩㊁中国玄武岩㊁中国基性岩以及中国东部土壤数据来自文献[34])F i g.6㊀P r o v e n a n c e d i s c r i m i n a t i o nd i a g r a m s f o rt r a c e e l e m e n t s a n dR E E i n t h e r e s i d u a lf r a c t i o n s o f r i v e r s e d i m e n t s言,G d异常用页岩标准化计算,计算式为δG d N A S C =G d N A S C/(S m N A S C0 33ˑT b N A S C0 67)[13,36,37].B a u和D u l s k i[36]首先利用G d异常来追踪人类活动对水体R E E的影响,水体中 过剩G d 主要来自医疗行业核磁共振设备的造影剂.与天然水体中的G d不同,人类活动排放的G d主要由胶体或配合物形式存在,地球化学性质更加保守,在水体中的滞留时间也更长[13].为探究中国东南入海小河流沉积物的G d异常及控制因素,我们尝试用U C C㊁北美页岩(N A S C)㊁世界河流悬浮物平均组成(WR S)㊁中国东部上陆壳(E CGU C C)㊁长江南通悬浮物(C J N T)㊁花岗岩等成641㊀第38卷第1期㊀㊀㊀㊀㊀郭玉龙,等:中国东南入海河流沉积物的稀土元素地球化学特征分标准化,计算浙闽河流沉积物不同化学相态的G d 异常(图7).U C C 标准化后,浙闽河流沉积物不同化学相态均呈现较强的G d 异常.经过N A S C ㊁WR S 及E C GU C C 标准化后,浙闽河流沉积物显示中等的G d 异常.长江南通悬浮物标准化后,浙闽河流沉积物不显示G d 异常.花岗岩标准化后,浙闽河流沉积物显示出G d 负异常,表现为G d 亏损.综上,浙闽河流沉积物的G d 异常可能只反映其流域源岩相对于U C C 的组成特征,而不是工业污染引起的G d 输入所致.S u 等[10]的数据也表明,U C C 标准化下木兰溪源岩样品及流域风化剖面样品呈现G d 正异常,这也证实中国东部河流沉积物的G d 异常与人类活动无关.浙闽河流沉积物酸溶组分G d 异常强于酸不溶相G d 异常,这是因为G d 有着半满的4f 电子层,所以G d 容易进入溶液,在溶液中及络合物中的稳定性比相邻的S m ㊁E u 与T b 更强[36].因此,天然海水㊁地下水等常具有较强的G d 异常,而风化产物则往往表现为G d 的相对亏损[37].在表生风化和沉积物搬运过程中,虽然G d 可能更容易从基岩释放进入溶液,但次生形成的F e GM n 氧化物等成分可能吸附溶解态的G d,导致沉积物酸溶及全样组分相对于酸不溶组分,具有更显著的G d 富集.这也是经过花岗岩标准化后,浙闽河流沉积物显示G d 负异常的原因(图7).图7㊀不同成分标准化下椒江㊁瓯江与木兰溪沉积物的G d 异常(N A S C ,北美页岩,数据来自h t t p s ://e a r t h r e f .o r g/G E R M R D /;WR S ,世界河流悬浮物平均值,数据来自文献[35];E C GU C C ,中国东部上陆壳,数据来自文献[34];C J N T ,长江南通悬浮物,本文花岗岩数据来自文献[10])F i g.7㊀G a d o l i n i u ma n o m a l i e s i n r i v e r s e d i m e n t s 5㊀结论(1)浙闽河流沉积物全岩R E E 组成控制因素复杂,受沉积物矿物组成直接影响.R E E 在风化过程及水动力分选过程中会重新分配,这使得沉积物不直接继承其源岩的R E E 组成特征,而成为源区风化物质平均R E E 组成的代表.本文推荐对样品进行酸淋处理,利用酸不溶相组分的地化组成来进行物源示踪研究.(2)浙闽河流沉积物酸溶组分R E E 主要以黏土矿物㊁有机物以及吸附态的形式存在,F e GM n 氧化物也可能是酸溶组分R E E 的一个来源,酸不溶组分主要由硅酸盐造岩矿物和稳定副矿物组成,锆石等重矿物是酸不溶组分H R E E 的重要载体.(3)中国东南河流沉积物的G d 异常不是人类活动引起的G d 输入所致,而只反映中国东部物质相对于U C C 及N A S C 等的组成特征,以及G d 与相邻元素之间的性质差异.参考文献(R e f e r e n c e s)[1]㊀B a y o n G ,T o u c a n n eS ,S k o n i e c z n y C ,e ta l .R a r ee a r t he l e Gm e n t s a n d n e o d y m i u mi s o t o pe s i nw o r l d r i v e r s e d i m e n t s r e v i s i Gt e d [J ].G e o c h i m i c a e tC o s m o c h i m i c aA c t a ,2015,170:17G38.[2]㊀S i n g hP .M a j o r ,t r a c ea n d R E E g e o c h e m i s t r y o ft h e G a n ga R i v e rs e d i m e n t s :I n f l u e n c e o f p r o v e n a n c e a n d s e d i m e n t a r y p r o c e s s e s [J ].C h e m i c a lG e o l o g y,2009,266(3G4):242G255.[3]㊀T a yl o r SR ,M c L e n n a nSM.T h eC o n t i n e n t a l C r u s t :I t sC o m Gpo s i t i o na n d E v o l u t i o n GA n E x a m i n a t i o n o ft h e G e o c h e m i c a l R e c o r dP r e s e r v e di nS e d i m e n t a r y Ro c k s [M ].B l a c k w e l lO x G741。
1000 0569/2020/036(06) 1897 12ActaPetrologicaSinica 岩石学报doi:10 18654/1000 0569/2020 06 16渭河地区及周缘晚古生代 中生代碎屑锆石年代学、地球化学及构造 沉积意义祁凯1 任战利1,2 张梦婷1 马骞1 杨燕1 刘润川1QIKai1,RENZhanLi1,2 ,ZHANGMengTing1,MAQian1,YANGYan1andLIURunChuan11 西北大学地质学系,西安 7100692 西北大学大陆动力学国家重点实验室,西安 7100691 DepartmentofGeology,NorthwestUniversity,Xi an710069,China2 StateKeyLaboratoryofContinentalDynamics,NorthwestUniversity,Xi an710069,China2018 09 06收稿,2019 08 06改回QiK,RenZL,ZhangMT,MaQ,YangYandLiuRC 2020 Characteristicsofgeochronology,geochemistryofLatePaleozoicandMesozoicinWeiheregionanditstectonic sedimentarysignificance ActaPetrologicaSinica,36(6):1897-1912,doi:10 18654/1000 0569/2020 06 16Abstract BasedonthedistributionofresidualstrataintheWeiheanditsadjacentregion,thePermianandTriassictothenorthandsouthWeiheregionwerecomparedbythemethodsofpetrology,U Pbisotopicchronologyandmajor traceelements,andwereconstructedoriginalsedimentaryfaciesfromtheLatePaleozoic EarlyMesozoicinstudyarea Furthermore,theLateMesozoicreformationprocesswasdiscussedaccordingtosimulationoffissiontrack(FT).ThestudyshowedthatthemainsedimentarycentersintheWeihebasinmightremainsmall scaleanddiscontinuousCretaceous Permian(C P)stratawithoutMesozoicstrata Theresultsofpetrology,U Pbagesofzirconsandmajor traceelementssuggestedthatthePermianandTriassicinthesouthernOrdosandnorthernQinlingregionswerewellcontrasted,bothofwhicharethesamebasin TheprovenanceofPermianwascharacterizedwiththerecycledorogeniczoneandcontinentalsources,whicharemainlyderivedfrommetamorphicclasticrocksintheKuanpingGroupandvolcanic sedimentaryrocksintheErlangpingGroup TheprovenanceofTriassicmightderivefromtheKuanpingGroup,QinlingGrouporcontemporaneousvolcanicrocks TheresultsoffissiontrackdatingrevealedthattheMesozoicupliftofWeiheregion,WeibeiupliftaswellasnorthernQinlingareahadconsistentevolutionstages LateJurassic EarlyCretaceous,thegeologicalevolutionwasdominatedbytectonicdeformationandweakuplift SincetheEarlyCretaceous,thestratahadbeenextensivelyupliftedanderoded,whichledtolessresidualstrataoftheUpperPaleozoic MesozoicintheWeiheregion ThisresearchsuggestedthattheevolutionphasesfromLatePaleozoic MesozoiccanbedividedintoPermian,Triassic EarlyJurassic,LateJurassic EarlyCretaceous,andLateCretaceousKeywords U Pbdating;Sedimentary tectonicevolution;LatePaleozoic Mesozoic;Weiheregion;Weibeiuplift;Qinlingorogenicbelt摘 要 本文在对渭河地区及周缘晚古生代 中生代残存地层分布研究的基础上,采用岩石学、锆石同位素年代学、主微量元素地球化学分析方法,对渭河地区南北两侧上古生界二叠系及中生界三叠系进行对比,进而恢复了研究区晚古生代晚期、中生代早期沉积面貌,并结合裂变径迹构造抬升的研究结果,探讨了渭河地区中生代后期改造过程及演化阶段。
南海北部深水区沉积物稀土元素特征及其物源指示意义吴梦霜;邵磊;庞雄;乔培军;向绪洪;赵梦【摘要】对南海北部白云深水区沉积物稀土元素的研究表明,渐新世至中新世的物源发生较大变化。
渐新世时期,白云深水区不同区域稀土元素的分布特征差异明显,表明沉积物物源不同。
深水区北部沉积物主要来自古珠江物源区,深水区东、西部沉积物中含有较多中基性火山物质,南部则主要包含基性火山物质,说明当时南海北部地区构造活动较强,存在较多火山活动,火山活动由北向南基性成分增多。
渐新世末的白云运动使南海北部深水区产生强烈持续沉降,造成陆架坡折带北移,白云深水区从渐新世浅海陆架环境演化为中新世陆坡深水环境,中新世期间沉积物主要来自深水区北部的珠江三角洲物源,深水区东部存在东沙隆起源区,而深水区南部沉积物在中新世仍受到基性火山活动的影响。
%The Rare Earth Element study of sediments in the Baiyun deepwater area of the northern South China Sea shows three chondrite-normalized REE distribution characteristics in different parts of the deepwater area from Oligocene toMiocene,indicating that different provenances may dominate the deepwater area.From the Oligocene to the Miocene,the sediments of the northern Baiyun deepwater area came from the paleo-Pearl River,featuring relative LREE(light rare earth element) enrichment,even content of HREE (heavy rare earth element) and negative Eu-anomalies,just like the chondrite-normalized REE pattern of PAAS(post-Archean average Australian shale).This REE characteristic suggested a parent rock type of sedimentary rocks or acid rocks or both.The sediments of the southern part of Baiyun deepwater area showed reduced divergence between LREEand HREE with obvious positive Eu-anomalies,suggesting a supply of basic materials.Well B6 located on a volcanic island in the central part of the Baiyun deepwater area.The Oligocene sediments of Well B6 contained a large amount of intermediate to basic volcanic materials,featuring positive Eu-anomalies.But the chrondrite-normalized REE distribution pattern of the sediments of Well B6 became similar to the REE distribution pattern of the sediments in the north in early Miocene.The sediments of the eastern part of the deepwater area featured no Eu-anomalies or positive Eu-anomalies,indicating that this area was influenced by the volcanic activities on the Dongsha Rise.Negative Eu-anomalies didn't occur around this area until 18.5 Ma.The sediments from the northern deepwater area to the location area of W3 was dominated by the paleo-Pearl River from the Oligocene to Miocene.The southern part of the deepwater area was influenced by the basic volcanic materials continuously,and the volcanic activities still happened in the mid-Miocene,much less frequently though.The sediments in the eastern deepwater area mainly came from the Dongsha Rise from the Oligocene to the early Miocene(32~18.5 Ma)and contained plenty of intermediate to basic volcanic materials,with no Eu-anomaly or positive Eu-anomalies.The volcanic activities on the Dongsha Rise stopped after 18.5 Ma.Bio-carbonatite and carbonatite terrains began to occur while the supply of terrigenous debris to the eastern part of Baiyun deepwater area was cut off.Ever since the mid-Miocene(16.5-10.5Ma),as the tectonic activities in the northern South China Sea weakened,the provenance was simplified and the deepwaterarea was totally controlled by the Pearl River and its delta.The Baiyun movement at the end of the Oligocene and the beginning of the Neogene,greatly influenced the sediment composition in the Baiyun deepwater area.Abrupt composition changes of the sediments occurred at this boundary,indicating that the paleo-Pearl River experienced headwater erosion and drainage expansion,causing the changes of parent rock types.The REE content of the sediments of the Pearl River dominating area also showed abrupt changes.Moreover,this suggested that from the late Oligocene to the early Miocene,volcanic activities increased in the eastern,western,and southern parts of the deepwater area in the northern South China Sea.The fierce tectonic activities there lead to an obviously increased content of intermediate and basic volcanic materials in the sediments.Well W3,W4 and W9 located in the southern deepwater area and were near each other,however,the composition of their sediments had great differences.The source of Well W3 stayed stable from the late Oligocene to the Miocene,and this area was dominated by the paleo-Pearl River delta.During the period of the Baiyun movement at 23.8Ma,Well W3 accepted an instant influence of basic volcanic activities.The basic source of Well W4 and Well W9 played an important role from the Oligocene to the early Miocene,indicating a great influence of the basic volcanic rocks on the South Rise,which did not start weakening until the mid-Miocene.【期刊名称】《沉积学报》【年(卷),期】2012(030)004【总页数】7页(P672-678)【关键词】稀土元素;物源;南海北部;白云凹陷;沉积学【作者】吴梦霜;邵磊;庞雄;乔培军;向绪洪;赵梦【作者单位】同济大学海洋地质国家重点实验室,上海200092 中国海洋石油中国有限公司深圳分公司研究院,广州510240;同济大学海洋地质国家重点实验室,上海200092;中国海洋石油中国有限公司深圳分公司研究院,广州510240;同济大学海洋地质国家重点实验室,上海200092;同济大学海洋地质国家重点实验室,上海200092;同济大学海洋地质国家重点实验室,上海200092【正文语种】中文【中图分类】P593南海是西太平洋边缘海构造活动最为活跃的地区,各种地质作用十分复杂。
羌塘盆地南部古油藏带布曲组碳酸盐岩稀土元素特征及意义万友利;王剑;万方;付修根;王忠伟;沈利军【摘要】The REE characteristics of different carbonate rock types were studied based on petrologic analyses of carbonate rocks from the Buqu Formation in ancient oil pools in the southern Qiangtang Basin. The carbonate rocks in the study area were classified into limestones,clay?dolomicrites, ( residual) grain dolostones, crystalline dolo?stones and saddle dolomites. All kinds of carbonate rocks have a low REE content (∑REE ) , and some of the saddle dolomite samples have a higher ∑REE than limestones, indicating the mixing of outside liquids. Different carbonate rocks have different REE contents, but their distribution patterns are similar due to the standardization of surface waters of the Pacific Ocean. The LaN/YbN ratio averages 2.86, with a slight light rare earth concentration and a heavy rare earth loss. Light rare earth concentration degree decreases with the increase of dolomitization. The positive δCe anomaly (average 2.94) and positive δEu anomaly (av erage 1.43) showed that the Buqu carbonate rocks were deposited in an oxic environment. Dolomitization fluids mainly came from oceanic formation water in the same period. The diagenetic environment changed to reductive after hydrocarbon charging. At the end of Early Cretaceous, the Lhasa and Qiangtang blocks shear collided, helping atmospheric fresh water enter the Buqu Forma?tion. Affected by the Cenozoic tectonic thermal event again, saddle dolomites were formed. Tectonic thermal events providedtemperature conditions for Eu2+ concentration.%在羌塘盆地南部古油藏带布曲组碳酸盐岩的详细岩石学分析基础上,研究不同类型碳酸盐岩的稀土元素特征,结果表明:①研究区碳酸盐岩包括灰岩、泥—微晶白云岩、(残余)颗粒白云岩、晶粒白云岩及鞍形白云岩;②各类碳酸盐岩均具有较低的稀土元素总量,能够指示沉积或成岩流体的性质,部分鞍形白云岩样品稀土元素总量高于灰岩,预示着可能有外来流体的加入;③不同类型碳酸盐岩稀土总量具有差别,但经太平洋表层海水标准化后,具有相似的稀土元素配分模式,LaN/YbN平均值为2.86,轻微的轻稀土富集和重稀土亏损,随着白云石化程度的增加,轻稀土富集程度变弱,δCe正异常(平均值2.94)和δEu 正异常(平均值1.43),这些特征说明布曲组碳酸盐岩沉积于氧化性质的水体中,白云石化流体主要为同期海源地层水,但在烃类充注以后成岩环境变为还原环境,受早白垩世末期拉萨地体与羌塘地块剪刀式碰撞,研究区布曲组地层中有大气淡水加入,再次受到新生代构造热事件影响,形成鞍形白云岩,构造热事件为Eu2+富集提供温度条件.【期刊名称】《石油实验地质》【年(卷),期】2017(039)005【总页数】11页(P655-665)【关键词】稀土元素;沉积环境;成岩流体;布曲组;羌塘盆地【作者】万友利;王剑;万方;付修根;王忠伟;沈利军【作者单位】中国地质调查局成都地质调查中心国土资源部沉积盆地与油气资源重点实验室,成都 610081;中国地质调查局成都地质调查中心沉积与能源地质研究室,成都 610081;中国地质调查局成都地质调查中心国土资源部沉积盆地与油气资源重点实验室,成都 610081;中国地质调查局成都地质调查中心沉积与能源地质研究室,成都 610081;中国地质调查局成都地质调查中心沉积与能源地质研究室,成都 610081;中国地质调查局成都地质调查中心国土资源部沉积盆地与油气资源重点实验室,成都 610081;中国地质调查局成都地质调查中心沉积与能源地质研究室,成都 610081;中国地质调查局成都地质调查中心国土资源部沉积盆地与油气资源重点实验室,成都 610081;中国地质大学(武汉) 地球科学学院,武汉 430074;中国地质调查局成都地质调查中心国土资源部沉积盆地与油气资源重点实验室,成都610081【正文语种】中文【中图分类】TE112.221沉积岩中各元素的迁移富集规律,不仅取决于元素自身的物理化学性质,同时受到沉积时的古气候条件、古环境以及后期的成岩流体叠加影响[1]。
西藏蒙亚啊铅锌矿床稀土元素地球化学特征张遵遵;李泽琴;王奖臻;程顺波;肖海;叶永钦【摘要】Mengya'a lead-zinc deposit in Tibet,located in Nyainqentanglha metallogenic (retro-arc depressions and uplifts) sub belt of south Gangdise-Nyainqentanglha metallogenic belt is a significant and typical skarn ore deposit.Based on ore deposit geology,and study REE (rare earth elements) geochemistry,researches manifest that the metal sulphides of ores are low ΣREE (average is 31.03 × 10-6),and the LREE-enriched type;the LREE/HREE is 8.07-16.14 ; the δCe is 0.94-1.19 (average is 1.06) ; the δEu is 0.45-0.76 (average is 0.56).The REE distribution patterns of the metal sulphides from ores are quite similar to that from Laigu Formation,rich in LREE and depleted in HREE.The curve is obvious right-dipping type.Eu negative anomalies and Ce flat type manifest that this deposit has certain genetic relationship with Laigu Formation in the source of ore-forming igu Formation may provide ore-forming information for Mengya'a deposit.%西藏蒙亚啊铅锌矿床位于南冈底斯-念青唐古拉成矿带,念青唐古拉(弧背断隆)成矿亚带,是本区较为重要和典型的矽卡岩型矿床.在研究矿床地质特征的基础上,对其进行了矿床稀土元素地球化学研究:矿石金属硫化物的稀土总量较低(ΣREE平均为31.03×10-6),轻稀土富集,重稀土相对亏损,LREE/HREE为8.07~16.14; δCe值为0.94~1.19(平均为1.06);6Eu为0.45 ~0.76(平均为0.56).矿石金属硫化物与来姑组岩石具有相近的稀土元素配分模式,均具有轻稀土富集,重稀土亏损,为明显的右倾型,同时具有明显的Eu负异常和Ce平坦型等特征,表明本矿床成矿物质来源与来姑组具有一定的亲缘关系,来姑组岩石可能为该矿床的形成提供了一定的成矿物质.【期刊名称】《桂林理工大学学报》【年(卷),期】2013(033)002【总页数】9页(P230-238)【关键词】铅锌矿床;稀土元素;蒙亚啊;西藏【作者】张遵遵;李泽琴;王奖臻;程顺波;肖海;叶永钦【作者单位】中国地质调查局花岗岩成岩成矿地质研究中心,武汉430205;成都理工大学地学核技术四川省重点实验室,成都610059;成都理工大学地学核技术四川省重点实验室,成都610059;中国地质调查局花岗岩成岩成矿地质研究中心,武汉430205;成都理工大学地学核技术四川省重点实验室,成都610059;成都理工大学地学核技术四川省重点实验室,成都610059【正文语种】中文【中图分类】P618.4蒙亚啊矽卡岩型铅锌矿床位于南冈底斯-念青唐古拉成矿带的念青唐古拉 (弧背断隆)成矿亚带。
安徽含山小茨山早石炭世高骊山组稀土元素特征及其地质学意义赵欢;洪天求;罗雷;张立夫【摘要】Through the geochemical analysis of rare earth elements(REE) of ten mudstone samples of Lower Carboniferous Gaolishan Formation in Xiaoci Mountain in Hanshan County,Anhui Province,it is shown that the total content of REE in mudstone of Gaolishan Formation is high.There are relative enrichment of LREE and relative loss of HREE in the studied area.Ceanom values reflect that the water medium belongs to reducing condition at that time.(La/Yb)n values show that the deposition rate in the upper part of the studied area is generally lower than that in the lower part.According to the fossil assemblage and distribution pattern of coral,the studied area can be divided into two groups,namely Arachnolasma intermedium-Yuanophyllum combination belt and Lonsdaleia combination belt.Through the geochemical research of REE in the Gaolishan Formation and combined with the analysis of the characteristics of the sedimentary environment and the influence of the Palaeobiota in the Gaolishan Formation in Xiaoci Mountain area,it is concluded that the storm action and sedimentary environment are the main control factors for the survival and development of the Palaeobiota.%文章对安徽含山县小茨山下石炭统高骊山组10件泥岩样品的稀土元素进行了地球化学分析,结果表明:该区高骊山组泥岩的稀土元素总量较高,该区轻稀土元素相对富集,重稀土元素相对亏损;Ceanom值反映出当时水介质处于还原状态;(La/Yb)n值表明该区高骊山组上部的沉积速率普遍比下部低.根据四射珊瑚化石组合及其分布规律,将高骊山组自下而上划分出2个组合带(Arachnolasma intermedium-Yuanoph yllum组合带与Lonsdaleia组合带).通过分析高骊山组稀土元素地球化学特征和沉积环境特征与古生物群的分布关系,认为风暴作用以及沉积环境是影响化石保存和古生物群发展的主控因素.【期刊名称】《合肥工业大学学报(自然科学版)》【年(卷),期】2017(040)009【总页数】7页(P1269-1275)【关键词】稀土元素;沉积环境;古生物群;高骊山组;早石炭世;小茨山【作者】赵欢;洪天求;罗雷;张立夫【作者单位】合肥工业大学资源与环境工程学院,安徽合肥230009;合肥工业大学资源与环境工程学院,安徽合肥230009;合肥工业大学资源与环境工程学院,安徽合肥230009;合肥工业大学资源与环境工程学院,安徽合肥230009【正文语种】中文【中图分类】P618.7稀土元素(rare earth element, REE)具有良好的化学稳定性,可被定量地保存下来,同时其配分几乎不受次生过程影响,因此可作为母岩物质的重要标志。
试析岩石矿物稀土元素分析方法张小青摘要:岩石矿物中稀土元素分析和方法研究中,主要是岩石矿物与能源元素研究中非常重要内容,对于研究具有一定作用和影响,文章将碳酸盐岩石中碳酸矿物中稀土元素进行分析,通过具体的分析论述,对于岩石矿物稀土元素进行合理分析和探究。
关键词:岩石;矿物;稀土;元素;分析方法碳酸盐是地球表层中比较常见的一种沉积岩,主要是由于自生碳酸盐矿物合成,比如方解石、白云石和陆地上的碎屑矿物等,以及粘土、石英和长石等组成的混合矿物质。
通过情况下碳酸盐岩石中自身生成沉积的文石主要是方解石等矿物岩石,能够对于岩石形成沉积环境进行很好保存记录,同时矿物岩石中稀土元素多都是形成海水氧化还原条件研究中。
一、岩石矿物稀土元素形成概述碳酸盐岩石形成过程中,岩石矿物中的稀土元素的页岩标准化分配还原条件研究中最理想的是踪剂,演技应用作用优势非常突出,但是在进行碳酸盐稀土元素含量比较低,陆源粘土中稀土元素含量也相对比较高。
陆源矿物稀土元素混入中,容易对于碳酸盐岩石中矿物稀土元素造成一定含量分配影响,所以需要对于碳酸盐中岩石中矿物稀土元素进行及时有效分析,同时进行碳酸盐矿物稀土元素合理分析。
其中最常用的碳酸盐矿物稀土就是碳酸盐岩矿物稀土元素分析为主要内容,对于具体测量方法研究中,要充分进行岩石矿物稀土元素分析方法对比。
二、碳酸盐岩矿物稀土元素的分析法碳酸盐岩中碳酸盐矿物稀土元素含量分析测定表1、在对于碳酸盐岩中的碳酸盐矿物稀土元素进行分析过程中,要充分运用分析法进行激光作用对于碳酸盐岩石样品分析,针对表现的微区剥蚀情况要如何进行分析处理,要针对气体激光作用管理分析。
合理运用激光作用获得碳酸盐岩蒸发物测试系统管理,从而更加直接实现针对碳酸盐中的碳酸盐矿物质稀土元素储量分析测定研究分析。
2、在利用LA-ICP-MS分析法对碳酸盐岩中碳酸盐矿物稀土元素进行储量分析测定过程中,要精确分析好结果,针对碳酸盐岩石中碳酸物质矿物质稀土元素储量分析,对于玻璃标样的参考碳酸盐岩石标准进行合理分析,保证碳酸盐岩标样品中的碳酸盐矿物稀土元素分析测定后的结果准确性。
矿床地质MINERAL DEPOSITS2023年10月October ,2023第42卷第5期42(5):1034~1047*本文得到中国地质调查局地质调查项目(编号:DD20230383和DD20230060)、河北省高层次人才资助项目(编号:A202001056)和河北地矿局综合研究项目(编号:454-0502-JBN-G43D )共同资助第一作者简介张运强,男,1982年生,高级工程师,主要从事战略性矿产资源调查评价工作。
Email :****************通讯作者陈海燕,女,1983年生,高级工程师,主要从事区域地质矿产调查及科普工作。
Email :********************收稿日期2023-01-05;改回日期2023-08-03。
赵海杰编辑。
文章编号:0258-7106(2023)05-1034-14Doi:10.16111/j.0258-7106.2023.05.012冀北蓟县系铁岭组古风化壳稀土元素富集规律及古环境意义*张运强1,陈海燕1**,杨鑫朋2,王志民1,郝森1,李朋伟1(1中国地质调查局廊坊自然资源综合调查中心,河北廊坊065000;2河北省区域地质调查院,河北廊坊065000)摘要冀北地区蓟县系铁岭组顶部普遍发育一套古风化壳,该层位轻稀土元素和Rb 均出现显著的富集现象。
为了进一步探讨风化过程中元素的迁移规律以及古环境特征,文章对该套古风化壳开展了详细的地球化学研究。
结果表明,古风化壳中轻稀土元素、Rb 和Ti 等含量自下而上表现为“先升高,后降低”的分布规律,且随着风化层中黏土物质的增加而升高,在中上部黏土岩中达到富集的峰值,推测与黏土矿物的吸附作用相关;古风化壳δCe 正异常、δEu 明显的负异常等特征指示轻稀土元素主要富集于中上部的氧化环境,且氧化作用越强越富集;化学蚀变指数CIA 介于53.54~79.50,风化淋滤指数BA 变化范围为0.39~1.08,共同指示了风化壳形成于温暖湿润的气候环境。
第43卷 第4期Vol.43, No.4, 415–4272014年7月GEOCHIMICAJuly, 2014收稿日期(Received): 2013-06-06; 改回日期(Revised): 2013-09-04; 接受日期(Accepted): 2013-10-09基金项目: 国家重点基础研究发展计划(2011CB403004); 中国科学院知识创新工程重要方向项目(KZCX2-YW-344) 作者简介: 石海岩(1987–), 女, 硕士研究生, 地球化学专业, 主要从事钾盐沉积地球化学方面的研究。
* 通讯作者(Corresponding author): SHI Hai-yan, E-mail: shy0407@, Tel: +86-971-6362029云南思茅盆地江城上白垩统勐野井组 稀土微量元素特征及地质意义石海岩1,2*, 马海州1, 苗卫良1,2, 李永寿1,2, 张西营1(1. 中国科学院 青海盐湖研究所 盐湖资源与化学重点实验室, 青海 西宁 810008; 2. 中国科学院大学, 北京 100049)摘 要: 沉积盆地中碎屑岩的地球化学成分主要受物源区控制, 因此, 通过分析碎屑岩的化学成分可以揭示盆地沉积岩的源区构造背景和物源属性。
思茅盆地上白垩统勐野井组(K 2me)细碎屑岩的稀土元素组成分析结果表明, 研究区沉积物具有轻稀土元素富集, 较平坦的重稀土元素分布模式, 以及中等程度Eu 负异常的总体特征。
根据样品的(Hf-La/Th 、La/Sc-Co/Th 和REE-La/Yb)图解, 特征性微量元素比值(La/Sc 、Sc/Th 、Cr/Th 和Co/Th), 并结合岩矿薄片分析, 认为勐野井组细碎屑岩具有典型的上陆壳特征, 源区母岩以长英质岩石为主。
微量元素Cr/Co 结合岩相古地理的分析显示勐野井组细碎屑沉积物应属于近源沉积。
通过与不同构造背景下杂砂岩的稀土元素特征对比及主元素(K 2O/Na 2O-SiO 2/Al 2O 3和SiO 2-K 2O/Na 2O)判别图解, 勐野井组细碎屑岩源区构造背景应属被动大陆边缘环境, 这与思茅盆地所处的三江造山带构造背景相符。
1000 0569/2021/037(06) 1933 47ActaPetrologicaSinica 岩石学报doi:10 18654/1000 0569/2021 06 18南秦岭石泉 汉阴金矿带控矿构造特征与矿床成因探讨刘云华1 王硕1 吕鑫2 孙健3 徐丽1 杨本昭3 范媛媛1 孟茹1LIUYunHua1,WANGShuo1,LüXin2,SUNJian3,XULi1,YANGBenZhao3,FANYuanYuan1andMENGRu11 长安大学地球科学与资源学院,自然资源部退化及未利用土地整治工程重点实验室,西安 7100542 中国地质调查局发展研究中心,北京 1000373 陕西地矿局第一地质队有限公司,安康 7250001 SchoolofEarthScienceandResources,Chang anUniversity,MNRKeyLaboratoryofDegradedandUnusedLandConsolidationEngineering,Xi an710054,China2 DevelopmentandResearchCenter,ChinaGeologicalSurvey,Beijing100037,China3 GeologicalTeamNo 1ofShaanxiBureauofGeologyandMineralResources,Ankang725000,China2021 01 04收稿,2021 04 14改回LiuYH,WangS,LüX,SunJ,XuL,YangBZ,FanYYandMengR 2021 Discussionontheore controllingstructuralfeaturesandoregenesisoftheShiquan HanyinmetallogenicbeltintheSouthQinling ActaPetrologicaSinica,37(6):1933-1947,doi:10 18654/1000 0569/2021 06 18Abstract TheShiquan HanyinmetallogenicbeltisanimportantgoldpotentialmetallogenicareaintheSouthQinling TakingtheHuanglong,ChanggouandJindoupotypicaldepositsastheresearchobjects Thepurposeofthispaperistofindouttherelationshipsbetweenthemultipleperiodsoftectonic magmaticactivitiesandmetallogenies,andfurthertorevealthegenesisofthegolddeposit Basedonacombinedstudyofdetailedfield,galleryanddrillinginvestigations,andindooranalysesoftheirmicrostructures,fourperiodoftectonicactivitiesrelatedtomineralizationwereidentifiedasthreeperiodoffoliationsandonelaterfaultdamagezone TheearlierS2penetrativefoliationwascontrolledbyaNW nearlyEW trendingductileshearzone,andthelaterNE trendandgentleNW dipS3impenetrableflowcleavageoccurredaroundtheNiushan Fenghuangshanuplift In situSisotopiccompositions(rangingfrom6 94‰to14 13‰)inthethreedepositsshowmarkedfractionationanddifferentSsourcesduringtheirore formingprocessandsulfur:4 1‰~9 3‰,δD:-93 2‰~-80 1‰)indicatethatthesources Hydrogenandoxygenisotopicanalysisresults(δ18Owatermineralizationfluidsofthedepositareformedbythemixingofmagmaticfluidandmeteoricwater Ourresultssuggestthatthereweretwomineralizationeventsinthestudyarea:onewasductileshearrelatedgoldmineralizationcontrolledbyS2foliation,theotherwasthelaterore bearingmagmatichydrothermalmineralizationcontrolledbyS2andS3foliation Therefore,wesuggestthatthegolddepositsdevelopedinthestudybelongtothepostmagmatichydrothermaltype,theore formingmaterialsaremainlyderivedfromtheregionalformation,andthemagmaticactivitieshaveprovidedthefluidandtheheatingsourceforthedeposits Insummary,wethinktheregionalmetallogeniceventswerecausedbythecollisionbetweenNorthChinaBlockandYangtzeBlockandlaterdifferentialupliftduringtheintra continentalextensionstageKeywords SouthQinling;Shiquan Hanyingoldmetallogenicbelt;Ductileshearzone;Detachmentstructure;Post magmatichydrothermalfluid摘 要 石泉 汉阴成矿带是南秦岭重要的金成矿潜力区,是秦岭金成矿带的重要组成部分。
柴北缘鱼卡地区中侏罗统石门沟组页岩段稀土元素地球化学特征与地质意义王克兵;孟庆涛;刘招君;孙平昌;徐银波;白悦悦【摘要】对柴达木盆地北缘(简称柴北缘)鱼卡地区鱼油页1井(YYY-1)页岩段稀土元素地球化学分析,揭示了其对古环境、古物源和古气候的响应,并探讨了对油页岩成矿的影响.分析结果表明:石门沟组页岩段稀土元素总量(∑REE)为(139.16~342.59)×10-6,平均值为236.66×10-6,高于北美页岩(NASC)和后太古宙页岩(PASS).∑LREE/∑HREE和(La/Yb)N等地球化学参数表明,轻重稀土元素分异明显;分布模式为轻稀土元素富集、重稀土元素相对亏损.地球化学参数以及Ia/Yb-∑REE 图解表明,研究区物源主要为上地壳沉积岩和火山岩的混合来源.元素Eu具有明显的负异常,指示沉积水体为缺氧的还原环境,为油页岩中有机质的富集提供良好的保存条件.根据高含量的∑REE值以及δEu异常值,结合前人对该地区的孢粉研究成果,石门沟组页岩段形成于暖湿的气候条件,为油页岩的形成提供良好的物质来源和保存条件.%In this paper,the geochemical characteristics of REE from shale member of Shimengou Formation in Well YYY-1 have been analyzed,which illustrated the significance of paleoenvironment,paleoprovenance and paleoclimate,and revealed the impact on oil shale mineralization.The results show that the total content of REE (∑REE) of shale member of Shimengou Formation va ried from 139.16 × 10-6 to 342.59 × 10-6 with an average at 236.66 × 10-6,which is higher than the content of NASC and PASS.Geochemical parameters such as the ratios of ∑LREE/∑HREE,(La/Yb)N indicate an obvious differentiation of ∑LREE and ∑HREE.The REE distribution patterns show that LREE is obviously richer thanHREE.Geochemical parameters and La/Yb-∑REE diagram suggest that the paleoprovenance was a mixture of sedimentary and volcanic rocks from the upper crust.Eu is obviously negative abnormality,indicating that the sediment was formed in anoxic environment suggesting that anoxic environment is in favour of the organic matter of oil shale enrichment.According to the high levels of ∑REE and δEu abnormal value,combined with previous research results based on sporopollen,the shale member of Shimengou Formation formed in the warm and humid climate conditions,which provided a good source of material and preservation conditions for the oil shale.【期刊名称】《世界地质》【年(卷),期】2017(036)003【总页数】10页(P862-870,879)【关键词】柴北缘;鱼卡地区;稀土元素;中侏罗统;石门沟组;油页岩;古气候【作者】王克兵;孟庆涛;刘招君;孙平昌;徐银波;白悦悦【作者单位】吉林大学地球科学学院,长春130061;吉林省油页岩及共生能源矿产重点实验室,长春130061;油页岩与共生能源矿产成矿及勘查开发重点实验室,长春130061;吉林大学地球科学学院,长春130061;吉林省油页岩及共生能源矿产重点实验室,长春130061;油页岩与共生能源矿产成矿及勘查开发重点实验室,长春130061;吉林大学地球科学学院,长春130061;吉林省油页岩及共生能源矿产重点实验室,长春130061;油页岩与共生能源矿产成矿及勘查开发重点实验室,长春130061;吉林大学地球科学学院,长春130061;吉林省油页岩及共生能源矿产重点实验室,长春130061;油页岩与共生能源矿产成矿及勘查开发重点实验室,长春130061;中国地质调查局油气资源调查中心,北京100029;吉林大学地球科学学院,长春130061;吉林省油页岩及共生能源矿产重点实验室,长春130061;油页岩与共生能源矿产成矿及勘查开发重点实验室,长春130061【正文语种】中文【中图分类】P534.52;P595稀土元素是一类非常特殊的元素组合,具有化学性质稳定、均一化程度高、受各种地质作用影响小等独特的地球化学性质;因此在讨论盆地沉积物物源、古环境、古气候方面具有重要的指示意义[1--9]。
小秦岭金矿田稀土元素地球化学特征小秦岭金矿田位于中国陕西省西部的秦岭山脉中段,属于八甲地区。
该地区自上世纪80年代以来一直是研究、勘探和开发金多金属矿床的热点领域。
自开发以来,小秦岭金矿田已经发现了许多金矿矿床,其中很多含有稀土元素和其他有价值的金属。
本文将探讨小秦岭金矿田的地球化学特征和它的稀土元素。
小秦岭金矿田的地质背景小秦岭金矿田位于秦岭北段的掆头组,其岩性主要为变质岩、沉积岩和火山岩。
其中,变质岩包括片岩、石英云母片岩、绿岩片岩和变质角岩等;沉积岩包括灰岩、砂岩和泥岩;火山岩主要为玄武岩和安山岩。
这些岩石均为古老的构造形成时期的产物。
该地区的构造发育复杂,有多种类型的变形和褶皱形成。
多条区域性断裂和岩脉系统贯穿于整个矿田,形成了有利的成矿条件。
同时,还有大量的洋岛玄武岩活动,经历了多个年代的构造变形和岩浆活动。
这些地质背景为小秦岭金矿田的成矿提供了机会。
小秦岭金矿田的矿化类型小秦岭金矿田以金、银、铜、铅、锌、钼等为主要金属矿化成分,矿化类型有多种。
其中以石英脉状金矿床最为发育,占地面积较大,具有良好的勘探前景。
同时,还有脉状、层状、接触带型、斑块状等类型的金矿床。
小秦岭金矿田的稀土元素特征近年来,小秦岭金矿田发现了多个含稀土元素的矿床。
这些矿床中的稀土元素含量一般较高,显示出一定的经济价值。
具体来看,小秦岭金矿田中的稀土元素具有如下的特征:1. 地球化学研究表明,小秦岭金矿田中的稀土元素主要以轻稀土元素为主,包括镨、钕、钷、钐等元素。
其中,镨的含量最高,达到了375ppm。
2. 小秦岭金矿田中的稀土元素分布具有不均匀性。
在不同金矿床中稀土元素的含量和分布都不一样。
有些矿床稀土元素含量较高,而有些矿床则较低。
3. 稀土元素和金、铜、银等金属元素之间存在一定的关联性。
在小秦岭金矿田中,稀土元素的含量与具体金属的含量之间存在着一定的相关性。
4. 小秦岭金矿田中的稀土元素也与矿石的物理化学性质有关。