碳酸盐岩风化过程中高场强元素的地球化学行为研究——来自碳酸盐岩淋溶实验的证据   总被引：1，自引：0，他引：1  

冯志刚  刘炫志  韩世礼  马强 《中国岩溶》2018,37(3):315-329

选择黔中地区的一条白云岩原位风化剖面（平坝剖面）作为研究对象,通过对岩-土界面之下的岩粉层（砂状碳酸盐岩）动态淋溶过程中高场强元素（HFSE）地球化学行为的研究,并结合其在风化壳剖面的分布特征,获得了以下主要认识:（1）碳酸盐岩风化过程中,HFSE间存在明显的分馏,而且元素分馏主要出现在岩-土界面作用过程中,即碳酸盐岩溶蚀形成残积土阶段;元素的地球化学惰性由强到弱的顺序依次为Zr>Hf>Nb>Sc>Th>Ta>Ti>Y,其中,Zr是最稳定的元素,Hf仅次于Zr,Nb和Sc也相对较为惰性,而Th、Ta、Ti、Y呈现出明显的活性;（2）对于碳酸盐岩风化剖面的质量平衡计算,Zr是理想的参比元素（即惰性元素）;（3）由基岩酸不溶物至风化壳剖面,元素对Nb-Ta、Zr-Hf显示出较好的协变性,没有明显分馏,因此,在利用这类元素对岩溶区风化壳的物源进行示踪时,碳酸盐岩作为潜在母岩,宜采用其酸不溶物作为参比对象;（4）碳酸盐岩风化过程中,虽然Sc也是一个较为稳定的HFSE,但在风化母岩中分布不均匀,不宜用于岩溶区风化壳的物源示踪。   相似文献   

中国东部四明山古夷平面遗迹特征与演化     

郑丽波  戴雪荣  张欢 《江苏地质》2018,42(4):543-551

古夷平面研究在地貌演化和新构造运动研究中占有极其重要的地位,但由于遭受构造运动和剥蚀作用的影响,很多古夷平面遗迹已无从清晰辨识。浙江四明山顶古近纪夷平古风化壳面的发现,为研究浙江东部甚至华东地区的新生代地貌演化提供了重要地质信息,同时为始新世和中新世时的古气候、古环境研究提供了重要物质证据。通过详细的野外地质调查,系统采集了该区5个点位的20个古风化壳样品和7个点位的15个现代风化壳样品,开展黏土矿物分析和玄武岩K-Ar年龄测试。研究确认四明山地区发育有2期古夷平面遗迹,即古近纪(E)和新近纪(N)古夷平面遗迹:第一期夷平面发育时间为65. 0～32. 2 Ma,解体和古夷平面遗迹保存时间为32. 2～21. 7 Ma;第二期夷平面发育时间为21. 7～10. 5 Ma,解体和古夷平面遗迹保存时间为10. 5～3. 0 Ma。研究区2期火山活动喷发所形成的玄武岩盖层有效保护了该区的古风化壳,从而使四明山古夷平面遗迹具有空间展布完整、剖面信息清晰等特征,呈现出由古夷平面(古风化壳)与玄武岩堆积面(现代风化壳)组成的"双风化壳"现象,为观察古夷平面遗迹特征提供了最佳场所。  相似文献   

Depositional setting,provenance, and tectonic-volcanic setting of Eocene–Recent deep-sea sediments of the oceanic Izu–Bonin forearc,northwest Pacific (IODP Expedition 352)     

Alastair H. F. Robertson  Steffen Kutterolf  Aaron Avery  Alan T. Baxter  Katerina Petronotis  Gary D. Acton 《International Geology Review》2018,60(15):1816-1854

New biostratigraphical, geochemical, and magnetic evidence is synthesized with IODP Expedition 352 shipboard results to understand the sedimentary and tectono-magmatic development of the Izu–Bonin outer forearc region. The oceanic basement of the Izu–Bonin forearc was created by supra-subduction zone seafloor spreading during early Eocene (c. 50–51 Ma). Seafloor spreading created an irregular seafloor topography on which talus locally accumulated. Oxide-rich sediments accumulated above the igneous basement by mixing of hydrothermal and pelagic sediment. Basaltic volcanism was followed by a hiatus of up to 15 million years as a result of topographic isolation or sediment bypassing. Variably tuffaceous deep-sea sediments were deposited during Oligocene to early Miocene and from mid-Miocene to Pleistocene. The sediments ponded into extensional fault-controlled basins, whereas condensed sediments accumulated on a local basement high. Oligocene nannofossil ooze accumulated together with felsic tuff that was mainly derived from the nearby Izu–Bonin arc. Accumulation of radiolarian-bearing mud, silty clay, and hydrogenous metal oxides beneath the carbonate compensation depth (CCD) characterized the early Miocene, followed by middle Miocene–Pleistocene increased carbonate preservation, deepened CCD and tephra input from both the oceanic Izu–Bonin arc and the continental margin Honshu arc. The Izu–Bonin forearc basement formed in a near-equatorial setting, with late Mesozoic arc remnants to the west. Subduction-initiation magmatism is likely to have taken place near a pre-existing continent–oceanic crust boundary. The Izu–Bonin arc migrated northward and clockwise to collide with Honshu by early Miocene, strongly influencing regional sedimentation.  相似文献   

丹霞山世界地质公园蜂窝状洞穴特征及成因分析   总被引：1，自引：0，他引：1  

陈留勤  李馨敏  郭福生  李鹏程  李余亮  刘鑫 《地质论评》2018,64(4):895-904

蜂窝状洞穴以其精致的形貌和众说纷纭的成因吸引着科研人员和普通大众的兴趣。丹霞山世界地质公园蜂窝状洞穴主要产于晚白垩世丹霞组二段(锦石岩段)风成砂岩的崖壁上。本文以园区长老峰锦石岩寺和睡美人禄意堂两处蜂窝状洞穴为研究对象,通过野外实地调查,了解洞穴生长环境,定量统计分析其形态特征,并采集砂岩样品进行显微镜下观察,探讨洞穴形成与盐风化作用的关系。研究表明:蜂窝状洞穴所在的岩性主要为中—细粒长石岩屑砂岩,发育大型高角度交错层理,渗透性较好;洞穴开口均向下朝向锦江,有利于来自锦江河流的湿润水汽较长时间地保持在小洞内部;洞穴开口基本服从泰森多边形分布。因此,碎屑颗粒相对比较均匀的风成砂岩为丹霞山蜂窝状洞穴的发育提供了重要的岩石基础,锦江河流为盐风化提供了必要的湿润水汽和盐分。在初始发育阶段,从岩壁上最适合盐风化作用的若干个点开始形成细小的坑洼,逐步向同层位扩张。单个小洞穴由于盐风化作用,洞穴内部风化速率大于洞穴开口边缘,导致蜂窝状洞穴内部空间扩大较快。然后,蜂窝状洞穴的发育突破纹层的限制,逐步加大、变深而呈泰森多边形规则分布。最终,随着洞穴加深,在重力、风力的影响下,蜂窝状洞穴隔壁减薄失稳,洞穴消亡。  相似文献   

辽东半岛大金山花岗岩体SHRIMP U-Pb年龄、元素地球化学和Hf同位素特征及地质意义     

杨佳林  顾玉超  杨凤超  李东涛  鞠楠  贾宏翔 《地质论评》2018,64(6):1541-1556

辽东半岛早白垩世时期受到强烈的构造—岩浆作用使岩石圈构造环境由挤压造山向伸展减薄转变,前人对其成因有所争议。本文通过锆石SHRIMP U- Pb测年、原位Lu- Hf同位素和主量、微量、稀土元素测试对辽东半岛大金山花岗岩体进行了系统研究,结果显示：大金山花岗岩体结晶年龄为~ 124Ma,侵位于早白垩世岩浆活动的高峰期。岩石地球化学特征显示大金山花岗岩属弱过铝质~过铝质岩石,经历了高程度的结晶分异过程,富集Rb、Th、U、K等大离子亲石元素（LILE）,亏损P、Ti等高场强元素（HFSE）,中等Eu负异常,为I型花岗岩。TW003样品εHf(t)值为-25.8~ -14.2,tDM2为2093~2805Ma,岩浆物质来源于新太古代—古元古代下地壳火成岩的部分熔融。根据年代学和岩石地球化学研究认为大金山花岗岩是古太平洋板块向欧亚大陆板块俯冲所形成的活动大陆边缘弧花岗岩,辽东半岛早白垩世的伸展环境是受板块俯冲造山后伸展作用和下地壳拆沉作用的联合制约。  相似文献   

东昆仑拉陵高里河沟脑地区晚三叠世花岗闪长斑岩年代学、岩石地球化学及Hf同位素特征     

刘建栋  张焜  王秉璋  王春涛  李五福  张新远  曹锦山  袁锦鹏  李青  陈丽娟 《地质论评》2023,69(1):2023010019-2023010019

本文对东昆仑拉陵高里河沟脑花岗闪长斑岩开展详细的全岩地球化学、LA- ICP- MS锆石U- Pb年代学、锆石Hf同位素研究,确定其形成时代,并探讨其岩石成因及成岩构造背景。结果显示,花岗闪长斑岩LA- ICP- MS锆石U- Pb年龄为231. 1±1. 2 Ma,指示其侵位于晚三叠世早期。全岩K2O/Na2O值为0. 69～0. 71,Mg#值为40. 5～41. 6,里特曼指数σ为1. 90～2. 09,A/CNK=1. 01～1. 03,属弱过铝质中—高钾钙碱性岩石系列。岩石的轻重稀土元素分异明显,(La/Yb)N值为19. 54～25. 52,具弱负Eu异常（δEu为0. 96～0. 97）,富集大离子亲石元素K、Rb、Ba、Th,亏损高场强元素Nb、Ta、Ti等,具有高的Sr含量(606. 0×10-6～647. 9×10-6)和Sr/Y值(60. 38～62. 99),较低的Y(9. 62×10-6～10. 66×10-6)和Yb(0. 86-6～0. 92×10-6)含量,显示Adakite（高锶低钇中酸性岩）的地球化学特征。锆石Hf同位素εHf(t)值介于-6. 93~-2. 94,地壳模式年龄（TDM2）范围为1. 45~1. 70 Ga。综合分析表明,拉陵高里河沟脑花岗闪长斑岩形成于东昆仑洋壳俯冲末期至局部碰撞的转换阶段,岩浆源于高压条件下的加厚下地壳部分熔融。  相似文献   

渤海湾周缘高温地热异常特征及深部热结构分析     

张健  何雨蓓  姜程浩  褚伟  方桂 《地球学报》2023,44(1):57-69

渤海湾周缘高温地热异常区是华北重要的地热资源区,研究其浅层高温地热异常及深层高温地热结构,是解决中国东部高温地热勘查开发瓶颈的重要基础,对加快构建东部现代能源体系、推进“双碳”目标进程具有重要的科学意义。利用最新的中国大陆岩石圈速度模型USTClitho2.0和航磁资料,在大地热流资料约束下,本文计算了渤海湾周缘浅层与深层高温热结构,结果表明:该区居里面平均深度20.8km,居里温度420℃,中、上地壳高温热结构与居里面起伏形态密切相关。上地壳生热率随深度增大而递减,反映了放射性生热元素向上迁移、在浅层富集的垂向分异特征。Moho面温度在600～800℃之间,岩石圈底界面1300℃等温面深度在66.3～97.5 km之间,平均值为76.8 km。依据USTClitho2.0模型Vp、Vs速度结构,本文修正了前人的地壳分层结构及上地壳生热率,计算了研究区内全部91个大地热流点的壳幔热流比,结果表明:Qc/Q=56.4%、Qm/Q=43.6%, Qc/Q>Qm/Q,显示该区为“热壳”结构。前人认为此区是“冷壳热幔”型热结构,本文的计算结果修正了前人的认识,指出上地壳层热流在地表总热流...  相似文献   

热力学计算模拟对初始月幔结构的约束SCIEI北大核心CSCD     

鞠东阳  庞润连  李瑞  杜蔚 《岩石学报》2022,38(4):1025-1042

月球岩浆洋结晶形成的初始月球内部结构是其后续演化过程的开端,其结晶过程受月球岩浆洋的初始深度和物质组成这两个参数的制约。由于缺少直接来自月球深部的岩石样品,目前关于月球岩浆洋演化过程的探讨主要依赖实验和计算模拟手段。岩浆洋模型中形成的月壳厚度是否与探测结果一致是月球岩浆洋演化模型合理性的重要约束。最新的GRAIL(Gravity Recovery and Interior Laboratory)探测数据推算月壳厚度为34~43km,低于阿波罗时期认为的约70km,这对已有的月球岩浆洋演化模型提出了挑战。本文采用并修正FXMOTR程序包,针对月球岩浆洋在不同的初始深度和物质组成情况下的结晶过程,进行了一系列热力学计算模拟。通过量化月球岩浆洋的初始深度和物质组成对月壳厚度的影响,结合关于月球内部微量元素分配的研究结果,对比了月球岩浆洋结晶后期的残余熔体与原始克里普组分(urKREEP)的成分。本文的模拟结果显示,一个全月幔熔融且初始成分为月球初始上月幔组成(LPUM)的岩浆洋将在其深部结晶2.5%石榴子石,形成的月壳厚度符合GRAIL的约束,并且结晶出了合适的urKREEP成分。在此模型的基础上获取了月球初始的内部成分和密度结构,并对后期月幔翻转(Overturn)的程度进行了探讨。  相似文献   

安徽马鞍山市当涂地区地下水水化学特征及演化机制          下载免费PDF全文

李状  苏晶文  董长春  叶永红  杨洋 《中国地质》2022,49(5):1509-1526

【研究目的】 了解长江中下游平原地区地下水流系统并深入分析其地下水水化学特征及其演化机制。【研究方法】 综合马鞍山市当涂地区的水文地质条件、水动力场等,基于研究区水化学基本特征,运用多元统计分析、水化学图件、离子比值和反向水文地球化学模拟等方法对该地区浅层地下水水化学演化进行分析。【研究结果】 结果表明：（1）研究区地下水主要为低矿化度偏碱性水,地下水组分中阳离子以Ca²⁺和Mg²⁺为主,阴离子以HCO₃^-和SO₄^2-为主。（2）研究区地下水水化学类型主要可分为7类,其中松散岩类孔隙含水岩组和碎屑岩类孔隙裂隙含水岩组的水化学类型主要为HCO₃^-Ca型、HCO₃^-Ca·Na型、HCO₃·Cl-Ca·Na型以及HCO₃^-Ca·Mg型;基岩类裂隙含水岩组的化学类型主要为HCO₃·SO₄-Ca·Mg型和SO₄·HCO₃^-Ca·Mg型。（3）研究区浅层地下水水样超标率为46%,总体水质较差,超标率较高的组分依次为Mn、高锰酸盐指数（COD_Mn）、硝酸盐（以N计）、Fe、As、氨氮（以N计）等。（4）研究区地下水的化学组分主要受到岩石风化作用的控制;此外,还存在Na-Ca的正向阳离子交替吸附作用。反向水文地球化学模拟结果进一步定量论证了水岩相互作用对本区浅层地下水组分的形成和演化起着主导作用。【结论】 研究区地下水主要为低矿化度偏碱性,主要可分为松散岩类孔隙水、碎屑岩类孔隙裂隙水和基岩类裂隙水。主要离子比例和反向水文地球化学模拟揭示了本区浅层地下水化学组分主要是地下水溶滤方解石、白云石等碳酸盐矿物、石英、长石等硅酸盐矿物,高岭土等黏土矿物以及岩盐、石膏等达到过饱和之后形成的。  相似文献   

太行山南段安林地区侵入岩LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄、 地球化学特征及其构造意义     

余智慧  吴园园  王巧玲  王剑锋  陈昊龙  王明明  祝少辉  陈春景  王昊  袁要伟  李玉芹 《地质论评》2022,68(3):877-890

太行山南段安林地区中生代侵入岩LA-ICP-MS锆石U-Pb测年表明侵入岩形成于129. 1±1. 0~129. 7±1. 1 Ma,属于早白垩世,与太行山其他地区乃至整个华北地区侵入杂岩体具有相近的形成年代,表明在晚中生代太行山地区与华北地区经历了相同的地球动力学背景和构造环境,即南太行山地区处于华北克拉通岩石圈减薄范围之内。安林地区中生代侵入岩轻稀土总量（LREE平均为113. 71×10-6）明显高于重稀土总量（HREE平均为11. 97×10-6）,具有相对明显的富集轻稀土元素的右倾型配分形式、Eu的弱正异常及大离子亲石元素相对富集的特征,且具有Sr、Ba含量高、Sr/Y、（La/Yb）N比值高的特征,表明壳幔岩浆混合是太行山南段安林地区中生代岩浆作用的主要成因机制。  相似文献