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1.
海洋沉积物中氧化还原敏感元素对水体环境缺氧状况的指示作用 总被引：2，自引：0，他引：2
近年来由于人为污染水体富营养化加剧,缺氧区面积不断增大,利用沉积物中氧化还原敏感元素反演水体缺氧情况已经发展成为海洋化学领域的热点研究方向。本文详细阐述了氧化还原敏感元素的富集机制,并总结了利用沉积物中氧化还原敏感元素在不同氧化还原条件下的富集程度反映海水缺氧程度和底质氧化还原状况的一系列指标,如Re/Mo、Cd/U、Th/U、V/Sc、V/(V+Ni)值,U—Mo共变模型,δ~(98/95)Mo,多指标微/痕量元素模型以及氧化还原敏感元素-有机质共变模型等。沉积物中Re、Mo含量、Re/Mo值、自生Mo/U值、Th/U值对上层水体缺氧和氧化条件区分良好,可定量指征上层水体的缺氧情况。沉积物中Re含量近似于1 ng/g(地壳值),Mo含量1μg/g(地壳值),Re/Mo值接近0.3×10~(-3),Mo—U富集系数比为(0.1～0.3)×现代海水,Th/U值2,可指示氧化环境;Re含量在10～30 ng/g,Mo含量近似于1μg/g,Re/Mo值10×10~(-3)～30×10~(-3),Mo—U富集系数比1×现代海水,Th/U值在0～2范围内,可指示缺氧环境;Re含量30 ng/g,Mo富集达到20～40μg/g,Re/Mo值接近0.7×10~(-3)(海水中Re/Mo值),Mo—U富集系数比为(3～10)×现代海水,可指示极度缺氧的硫化环境。Mo_(EF)—U_(EF)交会对数坐标图、氧化还原敏感元素-有机质共变模型指标可定性分析上层水体的缺氧情况;V/(V+Ni)值对于次氧化沉积物指示效果不佳;Cd/U值在次缺氧条件下的变化机制复杂,还需进一步研究。生物扰动、成岩作用、人为污染、水体局限、高有机碳通量、Fe、Mn氧化物循环等因素通过影响氧化还原敏感元素在沉积物中的富集与迁移,从而影响氧化还原敏感元素指标的应用,应剔除有机质吸附与陆源输入等非自生部分的影响,结合各种指标互相印证,综合判别水体氧化还原状态。 相似文献
2.
长江口及其邻近海域表层沉积物中氧化还原敏感性微量元素的环境指示意义 总被引：5，自引：2，他引：3
对长江口及其邻近海域表层沉积物和底层悬浮体中氧化还原敏感元素分布规律和富集特征进行了分析与研究。结果表明氧化还原敏感元素在研究区具有明显的“离岸富集”特征,去除粒度效应、陆源碎屑来源组分和有机质的吸附作用等因素的影响之后,氧化还原敏感元素仍显示出在缺氧区的富集。通过同一站位底层悬浮体和沉积物中氧化还原敏感元素含量的分析比较,发现底层水缺氧是导致氧化还原敏感元素Mo、Cd、V等在沉积物中富集的主要原因。Mo、Cd、V等元素的不同富集程度可用来反映缺氧区的缺氧程度。因此,Mo, Cd, V等RSE在长江口外缺氧区及其邻近海域具有氧化还原环境指示意义,可以指示长江口外缺氧区的存在与大体范围,并可在一定程度上用来衡量缺氧区的缺氧程度。U理论上虽然也对环境的氧化还原条件敏感,但由于受陆源碎屑来源组分的影响较大,在长江口外缺氧区的富集并不明显,因此U在研究区不具有氧化还原环境指示意义。 相似文献
3.
《现代地质》2015,(1)
由于氧化还原敏感金属元素(RSM)在氧化水体中化学性质保守,而在缺氧水体中还原活化并向沉积物中转移,因而黑色页岩中的RSM富集度被广泛用于古沉积环境和水体化学条件的研究。近年来不仅建立了判定海水氧化还原(redox)状态的定量指标体系,而且成功地将RSM用于盆地古水文条件重建和大气氧化水平分析,特别是Mo-U富集机理及其共变应用研究最为迅速。沉积物的Mo-U富集度主要受海水Mo-U浓度以及水体氧化还原状态和盆地水文特征的控制。U在Fe(Ⅲ)-Fe(Ⅱ)还原带活化并向沉积物中转移,而Mo仅当海水中含有H2S时才向沉积物富集,因而可据Mo和U富集度的差别区分水体缺氧与硫化特征。沉积物中Mo/TOC比可大致反映沉积水体中的Mo浓度,故可用于判定同时代不同古地理条件下沉积水体的局限程度。利用Mo-U的差异性富集机制还可区分弱氧化-缺氧-硫化水体特征,并判断是否存在Mo的颗粒传输。作者对Mo-U共变用于古沉积环境的氧化还原条件分析的进展、问题进行评述,并对可能的发展方向提出展望。 相似文献
4.
沉积物微量金属元素在重建水体环境变化中的意义 总被引：7，自引：0，他引：7
沉积物所记录的微量金属含量与形态的变化是指示人类活动影响下水体环境变化的有效指标,主要用于指示沉积物重金属污染、水体初级生产力变化和氧化还原条件等方面的水体环境状况。总体而言,沉积物中微量金属含量在近一个世纪以来显著上升,反映了采矿、冶金、污水排放、化肥使用、煤炭和石油燃烧等各种人类活动造成水体和沉积物重金属污染的记录作为浮游植物微量营养元素,Cu、Zn、Ni、Ba、Cd等在沉积物中的记录可以指示水体初级生产力水平。U、Mo、V、Cu、Cd、Mn等氧化还原敏感元素在沉积物中的富集或贫化,及其比值(如Re/Mo、Cd/U、Th/U和V/Sc)的变化,是指示水体和沉积物氧化还原环境的有效指标。但需要指出的是,在受人类活动影响的水体中,这些生产力和氧化还原指标很少能指示水体生产力或氧化还原状况,可能主要与人类活动同时造成这些金属元素大量污染输入而掩盖了其自生来源和内在变化的沉积记录有关。所以,对沉积物中微量金属元素来源的判别(陆源碎屑输入、人为输入和水体自生来源)是重建水体环境变化的重要前提。本文总结了多种化学和统计学方法(包括同位素示踪法、化学提取法、富集因子法和主成分分析法等)在沉积物金属来源判别中的应用另外,成岩作用等多种因素会干扰沉积物金属记录对环境变化的指示作用,所以构建多元素指标来综合判断沉积物记录所反映的环境信息是今后的研究所必须关注的 相似文献
5.
氧化还原敏感微量元素 Re、Mo 和 U 主要依靠扩散作用通过沉积物—水界面,在不同氧化还原条件下的沉积物中自生富集,Re在轻度还原的次氧化沉积环境中富集,Mo在还原性更强的硫化环境中富集,而 U 具有较宽的富集沉积深度区间。Re、Mo和 U 独特的地球化学行为使其可用于指示海洋环境的氧化还原状态,其在沉积物中的自生富集程度与沉积时所处的氧化还原条件具有良好的相关性：Re、Mo 和 U 在氧化沉积环境(Re/Al<1.3×10-7,Mo/Al<0.4×10-4)和季节性缺氧区覆盖的沉积环境中富集程度较小,在常年性缺氧区覆盖的沉积环境(U/Al>5×10-4,Mo/Al>5×10-4)和硫化沉积环境(Mo/Al>5×10-4)中富集程度较大。除依据其地球化学行为特征和相对富集程度进行定性分析之外,还可以结合元素富集系数(TMEF<1 表示亏损,TMEF>1 表示富集,TMEF 相似文献
6.
海相沉积氧化还原环境的地球化学识别指标 总被引：6，自引：0，他引：6
全球海洋在10-5.4亿年间演变成氧化环境,此后历经多次全球性的缺氧事件后演变到现在的氧化环境.海水和沉积物中多种无素的循环、分异和富集明显受氧化还原条件的影响.Mn、Mo、Cr、V和U等变价元素的溶解度随氧化还原条件的改变产生极大变化,导致沉积物中的元素含量分异:Ni、Co、Cu和Zn等在还原条件下形成硫化物沉淀,导致沉积物中对应元素的富集.这些元素的地球化学行为是古海洋氧化还原条件的灵敏指示剂,作为恢复古海洋氧化还原条件环境变化的地球化学指标.黄铁矿化程度(DOP)、生物樗化合物和Ce异常等也是沉积物氧化还原条件的常用判别指标.泥岩石研究中通常采用DOP、U/Th、自生U、V/Cr、Ni/Co和生物标志化合物等指标,碳酸盐岩则主要采用Ce异常指标.当前各种指标的定性分析都取得比较一致的结果,但是用一种或几种定量的地球化学指标来恢复整个古海洋的氧化还原环境目前还有很大的问题. 相似文献
7.
基于贵州水城小牛井田晚二叠世煤样的全硫分、微量元素、常量元素等测试数据,探讨了煤中元素富集特征及其与陆源碎屑的关系,重点是全硫分、微量元素对古海平面变化的反演。结果表明,小牛井田煤中常量元素Si、Ca、Mg、Ti、K含量高于中国煤均值,Al、Fe、Na含量低于中国煤均值;与地壳克拉克值相比,煤中微量元素只有B和Mo相对富集;煤中微量元素的富集在一定程度上受控于陆源碎屑,常量元素对陆源碎屑也有一定的继承性。煤中全硫分及微量元素B、Co、Cr、Cu、Ga、Ge、Mo、Ni、Pb、Sr、V、Zn的纵向变化规律可以用来反演古海平面变化,海退时形成的煤层全硫分及微量元素含量较低,海侵时形成的煤层全硫分及微量元素含量较高。 相似文献
8.
枣庄煤田太原组煤中微量元素地球化学特征 总被引：10，自引：1，他引：9
采用中子活化法测定了山东枣庄煤田晚古生代太原组高硫煤层中的微量元素质量分数 ,用数理统计方法取得了高硫煤中微量元素的浓度分布范围、平均值和变异系数 ,用逐步聚类分析法和相关分析法分析了微量元素的共生组合关系 ,并用扫描电镜 -能谱分析了不同煤岩组分的微量元素浓度 ,在此基础上结合形态硫分析结果和沉积相分析结果 ,讨论了高硫煤中微量元素的富集因素、聚集机理和成因背景 ,指出受海水影响的沼泽沉积环境不但对煤中形态硫的分布和含量有控制作用 ,同时对煤中微量元素的浓度和共生组合特点也有影响。太原组高硫煤中的微量元素按其成因可分成两组 ,一组是陆源碎屑富集型 ,其含量直接与煤中灰分产率呈正相关关系 ;另一组为盆地内部沉积 -生物作用富集型元素 ,海水的入侵和盆地介质的停滞还原条件和陆源碎屑物质输入量的减少最有利于沉积 -生物作用型元素的富集 ,并以有害元素 Cu、As、 U、 Pb、 Mo、 Sr和 Co的富集为特征。煤中黄铁矿及其他硫化物是许多有害元素的重要载体 ,充分凝胶化的富氢镜质体比其他组分承载和吸附有更多的有害元素。深入研究不同煤层的有害元素的有机亲和性有利于指导煤的合理利用和采用有效的有害元素的去除措施 ,以利于煤的有效和洁净利用 相似文献
9.
四川盆地五峰组—龙马溪组页岩U-Mo协变模式与古海盆水体滞留程度的判识 总被引：2，自引：0，他引：2
古海盆海水的氧化还原条件和滞留状况可通过沉积物中微量元素的富集程度来指示。本文利用页岩中U、Mo微量元素含量,研究了五峰组和龙马溪组沉积时期四川盆地的水体滞留情况。龙马溪组页岩在厌氧环境中Mo/TOC平均值为15,接近于半滞留海盆。且随着还原程度的增强,U、Mo富集系数趋于增加,但海水中较低的Mo浓度限制了Mo/U比值的继续增加,稳定在1倍海水值左右,指示龙马溪期四川盆地属于半滞留海盆。五峰组页岩Mo/TOC平均值为4.7,接近于黑海(4.5)这样的强滞留环境。U、Mo富集系数明显小于龙马溪组,在缺氧的环境中未表现出随富集系数增大Mo/U比值增大的趋势,且Mo/U比值低于正常海水值,表明五峰组沉积时期海盆的滞留程度要比龙马溪组沉积时期强烈,属于强滞留环境。五峰组沉积时期强烈的海盆滞留导致水体交换速度缓慢,形成了有利于有机质保存的缺氧环境,而龙马溪组沉积时期海平面上升造成的缺氧环境控制了半滞留海盆有机质的富集。 相似文献
10.
北羌塘盆地沃若山剖面上三叠统土门格拉组沉积岩地球化学特征与构造背景分析 总被引：2，自引：0，他引：2
沉积岩中的微量元素和稀土元素特征对沉积环境、沉积物的物源和构造背景具有十分重要的指示作用(示踪)。对采自北羌塘盆地钙质泥岩样品中微量元素和稀土元素进行了测试与分析。结果表明,研究区土门格拉组微量元素中的深源元素(如N i、Cu、Ga等)普遍低于地壳粘土岩中的平均值,纵向上逐渐减小,而典型陆源元素Zr等的平均含量远高于地壳粘土岩中的平均含量,反映了大量的陆源物质的沉积且随着沉积作用的进行从底部到顶部陆源性质逐渐增强的特征;此外,Cr/Zr、Th/Sc、Th/U、Rb/Sr、Cr/Th等微量元素比值的特征还表明沉积物物源具有浅源、长英质、风化严重的特点。稀土元素分布模式和纵向变化规律表明土门格拉组从底部到顶部,稀土元素地球化学特征上具有一定的差异性,反映了沉积作用分异度低—高—低—高的特点及其沉积环境的还原—氧化—还原—氧化的变化过程。通过沉积岩La-Th-Sc、Co-Th-Zr/10和Sc-Th-Zr/10构造环境判别图、La/Th-H f和Th/Sc-Sc关系图解以及Th/U源岩判断分析,综合说明沃若山剖面土门格拉组沉积物源区主要以大陆岛弧构造背景为主,同时也有类似于被动大陆边缘构造背景的因素。 相似文献
11.
徽成盆地是西秦岭造山带内一个具有代表性的盆地,保留较完整的地层记录.早白垩世田家坝组、周家湾组和鸡山组为一套砂砾岩沉积组合序列.本文通过对早白垩世砂岩的古水流恢复、砾石成分与含量、重矿物和地球化学分析,对沉积岩物源区特征和原型盆地进行探讨.古水流恢复和砾石成分统计表明,沉积物主要是近源堆积,主要来自于盆地南缘和北部.重矿物研究结果表明,早白垩世砂岩母岩以岩浆岩为主,并有少量变质岩/沉积岩.地球化学分析表明,早白垩世砂岩为成熟度较低的硬砂岩和长石/岩屑砂屑岩.稀土元素标准化配分曲线呈现轻稀土富集、重稀土平坦和弱Eu负异常特征.砂岩物源区组成判别图研究表明,早白垩世砂岩的物源区主要出露长英质火山岩.砂岩源区构造环境判别图解及特征指数分析表明,早白垩世砂岩源区主要形成于大陆岛弧和活动大陆边缘.结合区域资料和前人研究,表明早白垩世徽成地区发育走滑拉分盆地. 相似文献
12.
《Journal of South American Earth Sciences》1999,12(5):489-500
Metamorphic rocks, granitic rocks, and sediments from the Eastern Sierras Pampanas, Argentina, were analyzed for major and trace element concentrations, including rare earth elements (REE). Parental rocks exhibit distinctive REE normalized diagram patterns and elemental ratios, and some elemental ratios reveal significant differences between rock sources. For example, ratios such as Th/Sc, Cr/Th, and La/Cr have a mean value of 0.7, 8.4 and 0.4 in metamorphic rocks, whereas granitic rocks exhibit means of 1.4, 0.7 and 4.9, respectively. These ratios are also useful in linking detrital materials with the corresponding parental rocks. Metamorphic sources yield sediments with lower Th/Sc and La/Cr, and higher Cr/Th ratios than sediments derived from granitic sources. REE and other elements are enriched in the silt-size fraction, whereas they are diluted by quartz in the sand-size fraction.The size of the Eu/Eu* anomaly can be used as a stratigraphical correlation tool in the sedimentary record: Cretaceous rocks show a mean value of 0.9±0.1, whereas Tertiary rocks have a mean value of 2.9±0.3. The Eu anomaly in Quaternary and modern sediments ranges from 0.5 to 0.8. 相似文献
13.
A. I. Brusnitsyn 《Geochemistry International》2013,51(8):623-645
The Parnok ferromanganese deposit is confined to the black shales of the western slope of the Polar Urals. The deposit area is made up of weakly metamorphosed terrigenous-carbonate rocks formed in a marine basin at a passive continental margin. Ore-bearing sequence is composed of coaliferous clayey-siliceous-calcareous shales comprising beds and lenses of pelitomorphic limestones, and iron and manganese ores. The iron ores practically completely consist of micrograined massive magnetite. The manganese ores are represented by lenticular-bedded rocks consisting of hausmannite, rhodochrosite, and diverse manganese silicates. With respect to relations between indicator elements (Fe, Mn, Al, Ti), the shales are ascribed to pelagic sediments with normal concentrations of Fe and Mn, the limestones correspond to metalliferous sediments, ferruginous sediments are ore-bearing sediments, while manganese rocks occupy an intermediate position. It was found that the concentrations of trace elements typical of submarine hydrothermal solutions (As, Ge, Ni, Pb, Sb, Zn, etc.) in both the ore types are in excess of those in lithogenic component. At the same time, the indicator elements of terrigenous material (Al, Ti, Hf, Nb, Th, Zr, and others) in the ores are several times lower than those in the host shales (background sediments). REE distribution patterns in iron ores show the positive Eu anomaly, while those in manganese ores, the positive Ce anomaly. In general, the chemical composition of the ores indicates their formation in the hydrothermal discharge zone. The peculiar feature of the studied object is the manifestation of hydrothermal vents in sedimentary basin without evident signs of volcanic activity. Hydrothermal solutions were formed in terrigenous-carbonate sequence mainly at the expense of buried sedimentation waters. The hydrothermal system was likely activated by rejuvenation of tectonic and magmatic processes at the basement of sedimentary sequences. Solutions leached iron, manganese, and other elements from sedimentary rocks and transported them to the seafloor. Their discharge occurred in relatively closed marine basin under intermittent anaerobic conditions. Eh-pH variations led to the differentiation of Fe and Mn and accumulation of chemically contrasting ore-bearing sediments. 相似文献
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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 总被引：2，自引：0，他引：2
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（K2me）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（K2O/Na2O-SiO2/Al2O3和SiO2-K2O/Na2O）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。 相似文献
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根据微量元素e1、e2、e3总分配系数的相对大小,源区混合-结晶分异复合过程在它们的比值-比值相关图上造成三种综合效应。新疆阿尔泰花岗岩微量元素的比值-比值相关图清晰地反映了三种效应,暗示着源区混合-结晶分异复合过程。源区混合机制可能为沉积物质在沉积盆地里的掺合。混合端员可能为:1)成熟度差异悬殊的陆源碎屑物质;2)陆源碎屑与基性火山物质。 相似文献
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陕南山阳地区刘岭群砂岩岩石地球化学特征及其构造背景分析 总被引：12，自引：0，他引：12
陕南山阳地区中晚泥盆世刘岭群位于秦岭造山带的商丹断裂带与山阳断裂之间。由于所处的特殊位置,刘岭群沉积特点及其盆地形成时期构造背景的确定,可以为秦岭地区古生代以来构造演化提供有价值的信息。岩石地球化学分析表明,刘岭群砂岩主要氧化物特征以SiO2和K2O含量较高为特点,具有较高的化学成熟度,反映出其碎屑物质可能来源于相对稳定的大陆源区或更老的沉积岩再旋回的沉积产物。砂岩的稀土元素LREE/HREE比值为3.61,属轻稀土中等富集;Eu/Eu*值为0.77,属亏损型,与后太古代大陆地壳沉积岩总体演化特点相一致。主量元素氧化物、稀土元素及微量元素的多种图解和多种参数交叉分析,表明刘岭群沉积不具备前陆盆地堆积的特征。根据砂岩岩石地球化学的构造背景判别和物源区判别,结合沉积序列和沉积岩石学等分析,指示中晚泥盆世刘岭群碎屑岩应属于被动大陆边缘盆地沉积。 相似文献
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宁夏天景山—米钵山奥陶纪马家沟组为一套台地碳酸盐岩沉积,米钵山组为一套台地前缘斜坡重力流沉积的碎屑岩夹泥质岩、碳酸盐岩。两组地层碳酸盐岩主要氧化物、微量元素和稀土元素具有明显的时空演化规律,地球化学特征既有独立性,又有相关性,与岩石宏观特征相一致,与沉积环境相关联。 相似文献
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沉积物的混合是自然界的普遍现象,湖盆中广泛发育的深水细粒沉积岩本身就是一类混积岩。以东营凹陷古近系沙河街组三段下亚段—沙河街组四段上亚段细粒沉积岩为研究对象,通过厘米级岩心观察描述、小型沉积构造解剖、岩石薄片观察、X射线衍射全岩矿物分析及微量元素测试等方法,研究细粒物质的产出状态和混合方式;分析湖盆流体、气候及水体性质对细粒物质迁移、混合、沉积的控制作用,尝试探讨细粒物质的混合沉积机制。结果表明,湖相深水细粒沉积岩既有物质成分上的混合,也有结构的混合,且在宏观与微观的不同尺度均存在混合;混合沉积作用有均匀混合、纹层叠置混合、不均匀团块状混合等类型。纹层叠置混合沉积是最主要的混合沉积方式,依据纹层接触关系、所占比例及矿物产出状态可分为泥砂—灰纹层叠置混合型、泥—灰纹层叠置混合型、泥砂粒序—灰纹层叠置混合型、灰—泥—云纹层叠置混合型等。湖相深水细粒物质的混合沉积作用类型多且往往受多个因素同时控制,气候及水动力条件是控制细粒混合沉积岩发育的最主要因素,不同流体(浊流和底流)作用下的细粒沉积物混合作用存在差异。气候引起湖水性质变化及水体分层,从而控制不同类型细粒物质的絮凝沉降及化学沉积。不同构造部位、不同水体深度的混合作用不同;相同构造部位在垂向上也存在混合沉积方式的差异。 相似文献
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Average chemical compositions have been worked out of various rock types in the Ordovician-Tertiary strata based on field observations, chemical analyses, trace element determinations and semiquantitative spectrophotographic measurements on 144 samples. Discussion is given to the evolutionary regulations of various chemical elements as well as to the sedimentary environment during the geological history in this region. A diagram of trace element distribution in sedimentary rocks is also presented. Judged from the assemblage of chemical elements and rock association the authors hold that the strata in southern Xizang represent typical platform sediments along the north margin of the Indian plate in a relatively stable environment. 相似文献