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古盐度、古气候计算方法--第1页

1恢复古盐度的微量元素法

(1)锶钡法锶和钡是碱土金属中化学性质较相似的2个元素,它们在不同沉积

环境中由于其地球化学行为的差异而发生分离,因此,可以使用锶钡比值作为古盐

度的标志[5,6]。研究认为,锶比钡迁移能力强,当淡水与海水相混时,淡水中的Ba2+

与海水中的SO2-结合生成BaSO沉淀,而SrSO溶解度大,可以继续迁移到远海,

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通过生物途径沉淀下来。因此,Sr质量分数与Ba质量分数的比值[m(Sr)/m(Ba)]

是随着远离海岸而逐渐增大的,依据该比值的大小可以定性地反映古盐度,从而进

行沉积环境古盐度的恢复。一般来讲,淡水沉积物中m(Sr)/m(Ba)值小于1,而海相

沉积物中m(Sr)/m(Ba)值大于1,m(Sr)/m(Ba)值为1.0～0.5,为半咸水相[7]。我国学

者研究也认为,锶钡比值有随盐度增高而增大的趋势,在粘土或泥岩中该比值大于

1者为海洋沉积,小于1者为大陆沉积[8]。

(2)硼元素法硼是微量轻元素,一般而言,海相环境下硼质量分数为(80～125)

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×10,而淡水环境样品硼质量分数多小于60×10.定量计算公式详见《沉积环境

中古盐度的恢复———以吐哈盆地西南缘水西沟群泥岩为例》

2恢复古盐度的常量元素法

(1)钾纳比值法钾和钠是活动性极强的碱金属元素,在水体中分布均一,其含

量是盐度的直接标志[7]。水体盐度越高,钾和钠就越易被粘土吸附或进入伊利石

晶格,且钾相对钠的吸附量亦越大。

(2)沉积磷酸盐法此法是Nelson[20]提出的。他发现,在现代或古代的沉积物

中,都含有少量的磷酸盐。在海相沉积物中主要是磷灰石Ca(PO)(CO)(F，OH);

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非海相土壤中主要为磷铝石AlPO·2H2O和红磷铁矿FePO·2HO与羟磷灰石

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Ca(PO)(CO)(F，OH)。Nelson在研究中发现“磷酸钙比值”[m(磷酸钙)/m(磷

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酸铁+磷酸钙)]与盐度呈线性关系,并提出了回归方程[20]:

Fcap=0.09±0.026Sp，式中Fcap———磷酸钙比值。

值得注意的是,应用此法进行古盐度的恢复时,需要确保测试数据结果的可靠

性,即要仔细分析数据来源,选择具有代表性的样品进行古盐度的恢复,否则,会得

出与地质现象完全相悖的结论[17]。

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沉积物的矿物和地球化学特征与盆地构造、古气候背景

运用沉积物元素含量的波动性提取环境演变信息是环境演变研究中常用的

手段之一[5]。潮湿区水体中富Al贫K、Na、Ca[6],因而可以通过高岭石/粘土、

伊利石/粘土的值反映气候的干湿。当气候湿润时,伊利石/粘土减小,高岭石/粘土

增大。在湿润且流体流通性好、化学风化越强的条件下,粘土越容易形成,粘土总

量就越大。反之则为气候干旱。