微量元素在沉积岩研究中的应用剖析.doc

微量元素在沉积岩研究中的应用 Application Of Trace Elements In The Research Of Sedimentary Rocks ——《沉积地球化学》课程读书报告 学生姓名： 刘 宇 学 院： 沉积地质研究院 学 号： 2013030246 专 业： 地 质 工 程 2016年月18日一、沉积学中常用的微量元素及常用目的 1 二、沉积环境分析 2 1．元素含量及比值法 2 2．微量元素散点图 3 三、古气候分析 3 1．元素含量变化与古气候变化关系 3 2．元素比值法 4 四、构造环境分析 5 1．根据微量元素的丰度及比值 5 2．根据微量元素散点图 5 五、成岩作用分析 5 1．成岩水性质分析 5 2．成岩体系开放程度分析 6 六、硅质岩的物质来源及成因分析 6 1．微量元素——Al2O3关系分析 6 2．Al/(Al+Fe+Mn) 6 七、微量元素识别物源 6 八、微量元素研究古水深 7 九、分析氧化还原环境 7 1．元素比值法 7 2．元素含量法 7 十、计算古水温 7 十一、研究白云岩的成因 8 1．泥微晶白云岩 8 2．晶粒白云岩 8 3．溶蚀白云岩 8 谈及微量元素，首先需要说明微量元素的含义： 在常见的地球化学文献中，人们常将O、Si、Al、Fe、Ca、Mg、Na、K、Ti等9种元素(它们的地壳丰度共占99％左右)以外的其它元素统称为微量元素或痕量元素、杂质元素、副元素、稀有元素、次要元素等(TraceMinor，Micro，Rare，Olio elements)。它们在岩石中的含量一般在1％以下考虑到目前多数地球化学论文的习惯用法，痕量元素和微量元素微量元素。 图2-1 海相和非海相沉积岩中Ga-B-Rb相对丰度 （据狄更斯等，1958） 图2-2 据现代及古代沉积岩中B、V含量所确定的海相、淡水相区图 （据Potter，1963） 三、古气候分析 微量元素的分配及比值的变化、组合和古盐度的分布，都在一定程度上指示着古气候环境的演化历程。这是因为，岩层中元素的分配一方面取决于元素本身的物理化学性质，另一方面又受到古气候、古环境的极大影响。古气候对元素丰度变化的影响更为显著。当气候变动引起湖（海）水位的升降时,自然导致了沉积环境的改变，即控制元素分配的主因是古气候。 1．元素含量变化与古气候变化关系 在干旱、半干旱或干寒气候环境中，生物地球化学作用减弱，降水稀少，径流量和所携带的物质成分减少，沉积作用减弱，因此一般元素的沉积物相对减少，而反映盐度的易溶元素则逐渐聚集，进入盐湖成岩期。 由此可推出，潮湿气候条件下，沉积岩中 Fe、Al、V、Ni、Ba、Zn、Co等元素含量较高，说明湖水淡化，为高湖面期，反映了潮湿气候环境；而在干燥气候条件下由于水分的蒸发，水介质的碱性增强，Na、Ca、Mg、Cu、Sr、Mn被大量析出形成各种盐类沉积在水底，所以它们的含量相对增高，为低湖面期，反映的气候则为暖干。 Mn、Ca、Mg、Sr具有相似的变化趋势，而Zn、Co、Ni、Ba、Fe亦具有相似的变化趋势。Mn在湖水中常以Mn2+稳定存在，只有当湖水强烈蒸发而使Mn2+浓度饱和时，它才会大量沉淀，从而在岩石中显示高值。高值应是炎热干旱气候的标志，而平稳变化的低值区则表明较为持续的温湿或半干旱气候。 前人认为，Sr的高含量是干旱炎热气候条件下湖水浓缩沉淀的结果。因而可以认为，Sr的高值应是古湖泊炎热干旱气候的证据，其低值则指示较潮湿气候。Chivas等对澳大利亚盐湖的研究表明：盐湖中Sr的含量随盐度的增加而增加，故古盐度与古气候的干旱程度变化趋势是一致的。 2．元素比值法 Sr/Ba、Sr/Ca、Mg/Ca等比值常被作为探讨湖泊古气候变化的指标。也可采用Fe/Mn、Sr/Cu、Mg/Sr作为判别古气候变化的指标。 （1）Fe / Mn比值 Mn在干旱环境下含量比较高，在相对潮湿的环境下含量较低，Fe在潮湿环境中易以Fe(OH)3胶体快速沉淀，因而沉积物中Fe/Mn比的高值对应温湿气候，低值是干热气候的响应。 （2）Mg/Ca比值法 Mg/Ca比值对古气候的变化也非常敏感。Mg/Ca比的高值指示潮湿气候，低值反映干旱气候。 （3）Sr/Ba和Sr/Ca比值法 Sr/Ba、Sr/Ca等比值对古盐度的变化也非常敏感，碳酸盐岩中的Sr/Ba、Sr/Ca之所以能反映气候变化，原因是入湖河流中的Ba2+、Ca2+的碳酸盐（或硫酸盐）溶解度相对较小，在早期阶段即沉淀析出，而Sr的碳酸盐溶解度相对较大，往往在Ba2+、Ca2+沉淀之后湖水继续浓缩才会析出。故其比值上升即意味着湖泊盐度增加，气候干旱，下降则表示气