Geochemistry of organic matter and elements of black shale during weathering in Northern Guizhou,Southwestern China: Their mobilization and inter-connection     

Xuan Tang  Jinchuan Zhang  Yang Liu  Chao Yang  Qian Chen  Wei Dang  Panwang Zhao 《Chemie der Erde / Geochemistry》2018,78(1):140-151

Different from previous studies on effect of weathering upon geochemical variation along a single weathered profile, this paper provides a new methodology validated by comparing a weathered outcrop samples and their stratigraphic counterpart un-weathered core samples in a nearby shallow borehole. This outcrop and borehole penetrated the Ordovician-Silurian Wufeng–Longmaxi shales, located in the same anticline structure in the northern part of Guizhou Province, Southern China. The mineral composition, major, trace and rare earth elements (REEs) composition and Rock-Eval parameters of outcrop and core samples were analyzed and compared. Organic matter (OM) was observed in the microscope and extracted for elements analysis. The results show that short-term weathering still has significant influence on OM, mineral and elemental composition of black shales. The elements composition shows the outcrop profile was moderately weathered. The REEs compositions do not alter much during weathering process and the REEs composition and their relative ratios still are valid for rock origin determination. The OM, mainly composed by graptolite and bitumen, even entering the highly-over thermal maturity, is still sensitive to the weathering with a systematic loss 30–50% of TOC along the outcrop profile, which suggests that the OM consumption is predominantly controlled by weathering duration and the distance from the weathering surface. In turn, OM has significant influence on the trace elements transportation behavior during weathering. Some trace elements associated with the OM such as V, Cr, Th, U, Ni and Co, change significantly in their absolute concentration during weathering, but their relative ratios do not necessarily change too much and might be still reliable proxies for paleo-environmental determination. The mobility of shale minerals during weathering is in the following order: plagioclase?>?potassium feldspar and dolomite >pyrite and OM. Short-term weathering can also result in considerable transportation of elements and significant variation of minerals content in black shale, which may pose potentially high environmental and engineering risk in the regions rich in black shale.  相似文献   

塔里木板块东北缘坡北杂岩体矿物成分和铂族元素特征:对硫化物熔离和构造环境的约束   总被引：1，自引：1，他引：0  

王梦玺  陈炳龙  焦建刚 《岩石学报》2018,34(8):2223-2244

坡北杂岩体位于塔里木板块东北缘北山裂谷带,主要由橄榄岩相、单辉辉石岩相、二辉岩相、辉长岩相、苏长岩相和辉长苏长岩相组成。坡一岩体中硫化物矿体赋存于超镁铁质岩中,而坡东岩体中硫化物矿体赋存于辉长苏长岩相中。坡一和坡东岩体不同岩相中单斜辉石的MgO和CaO含量、斜长石的An值和SiO_2含量连续变化且呈负相关,说明二者可能是同一原始岩浆分离结晶的产物。根据前人计算的原始岩浆成分,我们利用MELTS软件模拟了坡北杂岩体的分离结晶过程。结果表明矿物结晶顺序为:橄榄石→橄榄石+单斜辉石→橄榄石+单斜辉石+斜长石→单斜辉石+斜长石+斜方辉石,与岩相观察一致。坡北杂岩体原始岩浆经过20%分离结晶达到S饱和而发生早期硫化物熔离,形成坡一岩体中矿体。因此,在利用具有最高Fo值(90.9mol%)的橄榄石成分进行的模拟中,坡一岩体早期结晶的纯橄榄岩中橄榄石成分与分离结晶趋势线一致,而斜长橄榄岩中橄榄石成分低于趋势线,可能形成于早期硫化物熔离之后。随后岩浆中S再一次不饱和,但坡一岩体橄榄单辉辉石岩和辉长岩中橄榄石Fo和Ni含量在分离结晶趋势线之下,同时坡东岩体不含矿岩石中铂族元素总量主要在8.9×10~(-9)～29.0×10~(-9)之间,且相对于Ni和Cu明显亏损,说明在岩浆分离结晶晚期再次发生硫化物熔离,而且可能是地壳混染引起的,并形成了坡东岩体中的硫化物矿体。坡东岩体橄榄二辉岩和橄榄辉长苏长岩中橄榄石Fo值(74.5mol%～81.0mol%)较低,但变化范围较大,且Fo和Ni呈负相关关系,这可能是由于橄榄石和硫化物熔体在不平衡状态下发生成分交换造成的。坡北杂岩体超镁铁质岩石中单斜辉石Ti O2含量为0.21%～0.83%,阳离子中呈四次配位的Al(AlZ)为0.8mol%～7.8mol%,与裂谷环境堆晶岩中单斜辉石成分相似。因此,坡北杂岩体可能形成于和塔里木二叠纪地幔柱活动相关的裂谷环境。然而,超镁铁质岩石全岩Nd同位素指示其来源于亏损地幔,并不是地幔柱物质熔融的直接产物。纯橄榄岩和异剥橄榄岩La/Sm,Sm/Yb和La/Yb比值指示其源区为尖晶石二辉橄榄岩地幔。因此,坡北杂岩体源区应为浅部以尖晶石二辉橄榄岩为主的亏损岩石圈地幔,地幔柱在源区部分熔融过程中提供了大量的热。  相似文献   

柴达木盆地鱼卡地区中侏罗统石门沟组砂岩碎屑组分特征及其物源构造环境分析     

王涛  刘招君  孙平昌  白悦悦  宋朔 《世界地质》2018,37(1):154-161

利用砂岩碎屑骨架成分统计和碎屑颗粒结构特征分析,研究柴达木盆地北缘鱼卡地区中侏罗统石门沟组碎屑岩的源岩类型及其构造环境。石门沟组砂岩成分成熟度中等、结构成熟度较低,具有近源物源的特点。砂岩碎屑骨架成分统计结果表明石门沟组的物源区构造背景属于再旋回造山带。结合柴达木盆地北缘中侏罗统古地理特征,确认鱼卡地区石门沟组物源区为祁连山造山带。砂岩碎屑组分可能来自于南祁连山上石炭世宗务隆山群火山岩和达肯达坂山群变质岩。  相似文献   

LCT型伟晶岩及其锂矿床成因概述   总被引：2，自引：0，他引：2  

张辉  吕正航  唐勇 《地质学报》2021,95(10):2955-2970

花岗伟晶岩具有与低共熔花岗岩相似的矿物和化学组成,通常与高分异花岗岩具有成因联系.花岗伟晶岩划分为富Li-Cs-Ta (LCT)、富Nb-Y-F (NYF)和混合的LCT+NYF型,其中LCT型伟晶岩以过铝质,富集助熔组分(H2O、F、P、B)、稀有元素(Li、Rb、Cs、Nb、Ta、Be、Sn),极其低的Nb/Ta比值(＜5)为特征.通常LCT型伟晶岩显示内部分带,主要包括边界带、壁带、中间带和核部带;此外,可能还发育交代体、层状细晶岩和晶洞.大多数LCT型伟晶岩形成与(同造山)-晚造山的过铝质S型、Ⅰ型或混合的S+Ⅰ型花岗岩具有成因联系.对于壳源沉积岩小比例部分熔融直接形成的伟晶岩,通常形成于伸展背景下的晚造山和造山后阶段,侵入于典型的低压角闪岩-高绿片岩相的变沉积岩中.伟晶岩外带(包括边缘带、壁带、细晶岩)中的细粒和细晶岩结构、UST(单向固结结构)是液相线过冷所致,而伟晶岩内带(中间带、核部带)中粗大矿物形成、矿物分带以及稀有金属矿物的饱和结晶是助熔组分(H2O、B、P、F)、稀有金属(Li、Rb、Cs、Be、Nb、Ta)通过组成带状纯化方式在边界层聚集的结果.伟晶岩分离结晶作用的开始与液相线过冷状态密切相关,晶体成核延迟、晶体生长速率、晶体成核密度取决于液相线过冷程度(ΔT).针对LCT型伟晶岩,已提出的稀有金属成矿机制主要有分离结晶作用、岩浆不混溶、超临界流体和组成带状纯化.对于全脉矿化锂辉石伟晶岩成因,尚不清楚是岩浆液态分离还是Li强烈分配进入流体相所致?  相似文献   

阿尔金山两侧盐湖物质来源、成钾作用及其控制因素研究     

李建森  山发寿  张西营 《地质学报》2021,95(7):2205-2213

塔里木盆地东部的罗布泊盐湖和柴达木盆地西部的盐湖分别位于阿尔金山两侧,均产出有大量富钾卤水,在油气藏开采中还伴随产出富钾油田水.为探讨阿尔金山两侧盐类资源富集机制及其控制因素,综合分析了罗布泊盐湖、柴达木盆地西部盐湖以及油田水的水化学和氢氧同位素地球化学特征,发现:富钾卤水的形成除依靠地表汇入水体的蒸发浓缩作用外,罗布泊晶间水、柴达木晶间水和油田水氢氧同位素均可演化至δD=-30‰,δ18 O=7.5‰左右,可能是深部流体上涌补给的结果.同时,根据87 Sr/86 Sr值并结合δ11 B、3 He/4 He同位素特征确认了盐湖成矿与深部流体有关,且指示罗布泊盐湖更具深源特征.深部流体对于两侧盆地成盐富钾有关键性作用,罗布泊盐湖可能接受深部流体补给,柴达木盆地西部富钾盐湖卤水多数可接受油田水的补给,而少部分可能接受深部流体补给.  相似文献   

柴达木盆地一里坪盐湖成盐卤水成分变化及其意义——来自LA- ICP- MS分析石盐流体包裹体组成的证据   总被引：1，自引：0，他引：1  

胡宇飞  汪明泉  赵艳军  焦鹏程 《地质学报》2021,95(7):2109-2120

一里坪盐湖是柴达木盆地一个以富锂卤水为主的干盐湖,蕴藏有丰富的卤水钾锂资源,目前对成矿过程中卤水的成分及其演变规律方面的研究较少.论文选取一里坪盐湖中部钻孔HC2105岩芯的石盐为主要对象,利用激光剥蚀-电感耦合等离子质谱法开展了单个石盐原生流体包裹体成分分析,探讨恢复了一里坪盐湖地区晚更新世以来成盐期的古卤水成分.结果表明,一里坪盐湖下层石盐古卤水Li、B、K等离子浓度均高于上层石盐,这说明晚更新世成矿条件更好.古卤水中Li、B、K和Mg等离子具有正相关性,再结合对Ca离子浓度变化的研究,说明一里坪盐湖的主要物质来源为那棱郭勒河,深部卤水对其物质来源贡献较小;石盐流体包裹体中各离子浓度的演变规律与钻孔沉积韵律以及古气候变化三者基本可以拟合,从而证实盐湖卤水成分变化受到古气候变化的影响,干冷期可能更有利于富锂卤水矿的形成.  相似文献   

四川雪宝顶W-Sn-Be矿床中矿物化学组成及矿床成因     

朱鑫祥  刘琰 《岩矿测试》2021,(2):296-305

雪宝顶矿床位于四川省的松潘甘孜造山带中,以出产大颗粒含W-Sn-Be-F-P的矿物而闻名,前人对该矿床已经开展了大量的研究,但缺乏对粗粒矿物的主次痕量元素研究。本次研究采用X射线荧光光谱(XRF)、电子探针(EMPA)和电感耦合等离子体质谱(ICP-MS)技术对矿床中各矿物的主次痕量元素进行测试分析。结果显示,雪宝顶矿床中的绿柱石、白钨矿、锡石、白云母、萤石、磷灰石、电气石,除富含W、Sn、Be、Na、K、Ca等主要成矿元素外,还富集Li、Rb、Cs等碱金属元素和F、B、P等挥发份。其中,雪宝顶绿柱石中富含Li(3484~4243μg/g)、Rb(39.3~71.1μg/g)、Cs(2955~3526μg/g);白云母中Li、Rb和Cs元素含量分别高达4243μg/g、72.3μg/g和3526μg/g;磷灰石中除主量元素P外,F(4.48%~5.21%)含量相对较高;电气石中的B含量高达30990~32880μg/g。雪宝顶矿床中的花岗岩岩体W、Sn、Be、Li、Rb、Cs、F、B、P等元素相对富集,但CaO含量(0.46%~0.82%)相对较低。其中Li、F、B、P等元素对成矿元素在成矿流体内的富集起到了极大的促进作用。矿区内大理岩是一种富Ca的方解石大理岩,为成矿提供了大量的Ca元素,有利于粗粒矿物的大规模沉淀。因此,粗粒矿物中的W、Sn、Be、Li、Rb、Cs、F、B、P等元素主要来源于原始岩浆流体,大理岩地层为粗粒矿物提供了大量的Ca元素。  相似文献   

鲜水河断裂带乾宁段岩石特征与内部结构及其物理-化学性质     

吴琼  李海兵  CHEVALIER Marie-Luce  米桂龙  李超  何祥丽  李亚林 《岩石学报》2021,37(10):3204-3224

断裂带的变形行为和断层滑移机制是目前地震研究关注的热点,断裂带岩石特征、内部结构与物理化学性质是确定断层蠕滑或粘滑行为以及断层滑移机制的基础和关键。本文以鲜水河断裂带乾宁段地表出露的断裂岩为研究对象,通过野外地质调查、室内光学显微镜、扫描电镜、粒度统计、粉末X射线衍射分析（XRD）和薄片X射线荧光光谱分析（XRF）等多种研究方法,对鲜水河断裂带岩石特征、结构构造、物性、矿物成分及化学元素分布开展了详细的分析,并探讨了相关变形行为和滑移机制。分析表明：（1）断裂带核部主要由黑色断层泥、浅黄色及黄色断层角砾岩和灰色碎裂岩、灰色断层角砾岩组成,呈单核对称结构;（2）黑色断层泥厚3~5cm,具有快速滑动结构特征,表现为断层粘滑行为。断层泥可划分出13个滑移带,最窄滑移带厚约40μm,至少代表13期古地震事件;（3）断层泥主要由伊利石、高岭石和石英等矿物组成,其中边部伊蒙混层含量异常高,为最新一次古地震的主滑移带。由于伊利石和伊蒙混层（或蒙脱石）为主要黏土矿物的断层泥渗透率低、孔隙流体压力大,以及发现断层泥楔入脉,表明地震过程中断层滑动存在热增压弱化机制;（4）从断层泥不同滑动带中碎块蚀变程度和矿物分布特征来看,地震主滑动带有向碎裂岩方向迁移的趋势。推测断层在滑动过程中,更趋向于向弱矿物含量高（如伊利石、伊蒙混层）、强矿物含量低（如方解石、高岭石）的围岩一侧迁移。  相似文献   

新疆阿尔泰可可托海伟晶岩型稀有金属矿床中磷灰石地球化学特征及意义     

白应雄  申萍  曹冲  潘鸿迪  李昌昊  罗耀清  冯浩轩  索青宇 《岩石学报》2021,37(9):2843-2860

磷灰石可以记录和保存岩浆和热液活动的信息。可可托海伟晶岩型稀有金属矿床磷灰石发育,为研究该矿床伟晶岩成岩成矿过程提供了优良的条件。已有对可可托海伟晶岩型稀有金属矿床磷灰石的研究集中在其稀土元素特征,较少讨论其对伟晶岩成岩成矿过程的制约。本文选取可可托海伟晶岩型稀有金属矿床富矿伟晶岩脉(3号脉)和相对贫矿伟晶岩脉(1号、2b号和3a号脉)中的磷灰石作为研究对象,进行磷灰石岩相学和地球化学研究。岩相学分析表明,磷灰石主要与钠长石、石英、白云母、锰铝榴石等伴生。EPMA分析显示,磷灰石F含量为3.67%～4.41%,Cl含量小于0.67%,较低的Cl含量表明伟晶岩熔体出溶的流体Cl含量较低;大部分磷灰石MnO含量为4.67%～8.71%,但2b号脉磷灰石MnO含量变化较大(1.23%～14.28%),这是由于2b号脉磷灰石具有分带结构,暗示其遭受后期热液作用,促使磷灰石溶解-再沉淀,导致MnO含量发生较大变化。LA-ICP-MS分析显示,贫矿伟晶岩脉磷灰石的稀土元素含量较低(180×10~(-6));相反,富矿伟晶岩脉磷灰石的稀土元素含量较高( 700×10~(-6)),并具有明显的四分组效应(TE_(1-3)平均值为1.7)。1号脉和3a号脉磷灰石均显示轻稀土元素富集,反映其形成过程中有含Cl热液的参与。3号脉磷灰石显示强烈Eu负异常和Ce正异常,而2b号脉磷灰石显示强烈Ce负异常和中等Eu负异常,这种Eu、Ce异常的差异可能与岩浆-热液阶段大量流体出溶密切相关。磷灰石的沉淀将导致热液中HF含量的降低,促使磷灰石周围铌钽矿结晶和Nb、Ta进入磷灰石中。可见,在伟晶岩形成过程中,磷灰石并非保持稳定,其分带结构和主微量成分变化记录了后期热液活动,暗示后期热液活动对伟晶岩的成矿具有重要作用。  相似文献   

甘孜—理塘蛇绿混杂岩带中段理塘地区混杂岩物质组成及其洋盆演化史          下载免费PDF全文

严松涛  吴青松  李虎  秦蒙  毛世东  李余生  张勇 《中国地质》2021,48(6):1875-1895

理塘混杂岩位于甘孜-理塘蛇绿混杂岩带中段新龙县-理塘县一带,其内部保存有完整的混杂岩系,包括蛇绿岩残片、洋岛残块、洋内弧残块、复理石建造、裂谷残片、高压变质岩等,是恢复和反演甘孜-理塘洋盆演化的理想地区。在总结前人研究的基础上,结合笔者近年来的研究成果,详细阐述了理塘混杂岩的物质组成、构造环境及形成时代,进一步约束了甘孜-理塘洋盆的时空、性质以及演化历程。LA-ICP-MS锆石U-Pb测年结果表明,甘孜-理塘混杂岩带内蛇绿岩年龄为（346±17）Ma、（286.2±5.1）Ma、（219.5±2.2）Ma、（216.1±2.3）Ma,洋岛年龄为（271±10）Ma、（245.1±1.5）Ma、（211.8±1.8）Ma,在侏罗纪瑞环山组粉砂岩夹层中测得碎屑锆石最新年龄为（196±3）Ma,结合大量的古生物化石鉴定结果,分析认为理塘混杂岩最早的年龄记录可追溯至中泥盆世,最晚可延至早白垩世,是甘孜-理塘洋盆中泥盆世-早白垩世连续演化的记录。综合以上研究成果,笔者还大致建立了甘孜-理塘洋盆晚古生代-中生代的演化过程模式。  相似文献