花岗岩源岩问题——关于花岗岩研究的思考之四

花岗岩源岩是花岗岩研究中最令人关注的问题之一,许多花岗岩的地球化学性质和分类实际上反映的是花岗岩的源岩问题.花岗岩幔源、壳源和壳幔混合源的说法被证明是不合适的,花岗岩不可能是幔源的,花岗岩都是壳源的,既然没有了幔源,也就无所谓壳幔混合源,因此,壳源本身也失去了意义.流行的花岗岩源岩组分混合计算的方法缺少理论依据,可变的因素太多,计算的结果可能没有多少实际意义.作者指出,对花岗岩来说第1位重要的是源区特征,它决定了花岗岩的基本面貌;其次是部分熔融程度、压力、温度和挥发分加入的情况;岩浆混合的意义可能是第3位的;而结晶分离作用可能是没有地位的.文中按照Nd-Sr同位素比值将花岗岩大致分为3个源区:即B、C和BC源区.B源主要由洋壳组成,C源主要由陆壳组成,BC源是二者的过渡.BC源区的组成很复杂,可能包括由交代地幔部分熔融形成的中基性岩浆岩,也可能是基性岩混染了陆壳物质的产物.B源与BC源可能与地幔亏损程度有关,B源来自强烈亏损的地幔,一部分BC源可能源于大陆下的富集地幔.文中还概略地讨论了中国各地花岗岩复杂的源区情况,指出中国花岗岩具区域性分布的特点说明花岗岩主要受源岩的制约.     

基于元素地球化学参数的海底沉积物物质来源识别的定量方法简介

底质特征是大陆架和专属经济区划界所必需的重要依据。沉积物的物质组成是底质特征的主要内涵之一。陆架区海底沉积物是由不同来源（陆源、生物源、火山源、热液源和自生源）物质按不同比例组成的混合物。各种不同来源的物质,特别是陆源物质在混合源沉积物中的绝对份额或...     

花岗质岩浆能够结晶分离和演化吗？

学术界普遍认为花岗岩能够分离和演化,实际上这是不对的,理由是没有野外和镜下观察的证据。岩浆演化的理论是对的,该理论是从研究玄武质岩浆得来的,只适合玄武质岩浆而不适合花岗质岩浆。本文指出,鲍温反应原理不适用于花岗质岩浆。文中呼吁要重视区分幔源岩浆和壳源岩浆,幔源岩浆可以演化,但是,幔源岩浆不可能演化为壳源岩浆,壳源岩浆不可能演化。     

源-汇系统级次划分方法及应用

源-汇系统研究是当今世界范围内地球科学领域颇为关注的重要课题.源-汇系统划分是源-汇系统定量化研究和精细解剖的基础,但是国内外关于源-汇系统级次划分的报道比较少见,更多是集中在源-汇系统源-渠-汇单元耦合、参数拟合、预测及其控制因素分析等研究.以分水岭、分水线和脊线分别作为划分一级、二级和三级源-汇系统级次划分的界线和依据,总结、归纳出三级源-汇系统级次划分方法、流程,并选取云南洱海现代湖盆源-汇和珠江口盆地珠一坳陷西江凹陷XJ23洼南部低凸起古代湖盆源-汇实例解剖,开展三级源-汇系统级次划分方法的应用分析.云南洱海"点苍山-洱海"现代源-汇系统可以划分为东、西侧两个一级源-汇系统,东侧一级源-汇系统划分为19个二级源-汇系统,15号二级源-汇系统进一步划分为A、B两个三级源-汇系统.珠江口盆地珠一坳陷西江凹陷XJ23洼南部低凸起古代源-汇系统可以划分为A、B、C三个一级源-汇系统,一级源-汇系统A划分为A₁、A₂、A₃、A₄四个二级源-汇系统,二级源-汇系统A₃进一步划分为Ⅰ、Ⅱ两个三级源-汇系统.三级源-汇系统级次划分方法对源-汇系统定量化研究和精细解剖方面具一定的参考价值.      

北塘凹陷古近系沙河街组三段物源体系分析

物源分析是盆地分析的重要内容之一.北塘凹陷古近系沙河街组三段(Es₃) 湖泊范围广、沉积厚度大, 而勘探程度低, 是大港油田未来勘探的重要突破区, 精细刻画北塘凹陷沙三段物源体系对沉积体系重建、有利区带预测具有重要意义.采用构造格架及古地貌宏观区分物源区与沉积区, 根据碎屑矿物组合特征划分物源区块, 依据地震反射特征勾绘物源在盆内进积方向, 利用砂体等厚图和砂地比等值线图精细描绘物源分支, 从不同角度、不同层次对北塘凹陷沙三段古物源体系进行精细研究.结果表明, 北塘凹陷物源来自北部燕山褶皱带和西部沧县隆起, 具体分为西部的沧县物源、西北角的汉沽物源、北部的大神堂物源和东北角的涧南物源.在物源体系和构造组合特征的控制下, 沙三段主要发育扇三角洲沉积体系.      

合肥盆地中-新生代物源及古水流体系研究

根据地球物理和地质资料,利用地震地层学和沉积学方法,对合肥盆地中生代侏罗系、白垩系和新生代的下第三系的物源及古水流进行了研究。合肥盆地中-新生代主要发育大别、张八岭、霍邱和蚌埠等物源及古水流体系。其中,在侏罗纪以大别物源及古水流体系为主,在白垩纪张八岭和大别物源及古水流体系为主要的物源及古水流体系,蚌埠物源及古水流体系主要发育在新生代。张八岭和大别物源及古水流体系为主要的物源及古水流体系,霍邱、蚌埠物源及古水流体系是盆地内部次一级的物源及古水流体系。     

准噶尔盆地环玛湖地区三叠系百口泉组物源分析

通过对百口泉组重矿物特征研究、古流向分析、砾石成分特征研究及地层含砂率特征研究,讨论了环玛湖地区百口泉组沉积时期的物源方面和母岩性质。采用重矿物Q型聚类分析,结合重矿物ZTR等值线图以及地层倾角测井古流向分析,指出环玛湖地区百口泉组存在3大物源体系,分别为北部夏子街物源、西部黄羊泉物源以及东部夏盐物源;通过砾岩成分以及重矿物组合类型研究,认为北部物源和西部物源成分存在差异:北部夏子街物源及夏盐物源成分以凝灰岩和中酸性火山喷出岩为主;西部黄羊泉物源成分以凝灰岩、沉积岩和花岗岩为主。西部物源中花岗岩岩屑含量较高,致使储层刚性颗粒含量高、抗压实能力强,这是西部扇体储层物性普遍优于北部扇体储层物性的原因之一。各物源方向及物源体系与扇三角洲的推进方向具有较好的一致性,因此,利用多种方法结合来划分环玛湖地区百口泉组沉积时期物源是十分有效的。     

柴达木盆地鄂博梁地区古近系沉积物源方向分析

分析沉积区物源方向对研究该区的沉积作用、储层特征以及构造演化等方面具有重要的意义.为了查明柴达木盆地鄂博梁地区古近系沉积物源方向,本文对研究区碎屑岩的碎屑组分、岩屑类型、重矿物组合特征、稀土元素特征和阴极发光特征的平面分布特征进行分析,结合地震资料,确定研究区古近系沉积物源.综合分析得出鄂博梁Ⅰ号构造带物源主要来自于北部的阿尔金山物源区,西部的东坪构造带与鄂博梁Ⅰ号构造带具有相对独立的物源;鄂博梁Ⅱ号构造带属于混源区,同时是受到两个方向物源影响,分别是北部的阿尔金山方向,即来自于鄂博梁Ⅰ号构造带,是主要的物源区,来自东北部的小赛什腾山经冷湖三号、四号和五号构造带方向的物源,为次要物源区;鄂博梁Ⅲ号构造带主要是来自东北部赛什腾山经冷湖六号和冷湖七号构造带方向的物源,不受到南八仙方向的“古鱼卡大型古河流三角洲”物源的控制.     

松辽盆地徐家围子断陷沙河子组物源与沉积体系分析

沙河子组是松辽盆地北部深层重要的天然气勘探目的层,复杂多变的物源体系制约了研究区沉积体系刻画和致密气储层预测。综合碎屑岩骨架矿物、砾石成分、重矿物组合和地震反射特征分析,对沙河子组母岩性质和物源方向进行系统研究。结果表明:1）徐家围子断陷沙河子组可分为安达凸起、中央古隆起、徐东斜坡三大物源区和安达、徐西、宋站、徐东四个物源体系;2）不同物源体系的物源方向存在差异,其中安达地区受西北安达凸起物源影响,物源方向以南西向、东西向为主;徐西凹陷受西部中央古隆起物源影响,物源方向以东西向为主;宋站地区和徐东凹陷受东部徐东斜坡物源影响,物源方向以东西向、北东向为主;3）断裂活动影响沉积物充填方式、物源供给决定沉积相发育规模、地貌特征控制沉积体延伸方向,断裂、物源和地貌特征的联合作用,造成断陷西侧陡坡带安达和徐西物源体系以扇三角洲沉积为主,而东部斜坡区宋站和徐东物源体系则主要发育辫状河三角洲。     

湖相致密油资源地球化学评价技术和应用

湖相致密油或页岩油资源量和可采性评价关键问题:一是在什么地方;二是有多少;三是有多少可采出。本文讨论了解决这3个问题的关键性地质技术和理论。湖相致密油勘探层空间分布识别的关键是高有机丰度源岩层段和含油夹层精细识别。利用源岩测井地球化学评价技术可识别出湖相地层中不同w(TOC)区间的源岩层段,利用氢指数(I_H)与w(TOC)的相关性,可实现湖相源岩层非均质性精细表征。湖相致密油勘探层油的赋存形式分为两类:一是致密油勘探层中砂岩、粉砂岩和碳酸盐岩夹层中的油,呈游离态;二是富有机质源岩中的油,包括了吸附态和游离态。吸附油在目前的技术条件下难以开采,现阶段真正有工业价值的是游离油。根据实际地球化学数据可标定出源岩中游离油量和吸附油量模型,从而可计算出游离油量、吸附油量和总原地油量。致密油流动性控制了其可采性,而源岩成熟度和生烃转化率是控制烃类流动性的关键。利用湖相高丰度源岩(w(TOC)>2%)I_H演化可较高精度地标定源岩的成熟度和转化率。以泌阳盆地为例展示了如何从源岩生烃模型和实际岩石热解数据预测页岩油的流动性。     

羌塘东部治多县直根尕卡一带二叠纪栖霞期火山岩地球化学特征及其构造意义

羌塘东部治多县直根尕卡一带二叠纪栖霞期火山岩主要由中基性火山碎屑岩及熔岩组成,火山岩地球化学研究表明,其主元素表现为高TiO_2和低TiO_2两种特征,球粒陨石标准化稀土配分模式为LREE富集型.MORB标准化的微量元素配分型式为大洋隆起型,显示岩浆形成于板内裂谷构造环境.Sr、Nd、Pb同位素地球化学研究表明火山岩显示明显的亏损地幔源区特征.综合研究表明直根尕卡一带二叠纪栖霞期火山岩形成于大陆边缘拉张构造(或陆缘始裂谷)环境,岩浆起源于地幔,属地幔柱作用的产物.     

Modes of occurrence of mercury and other trace elements in coals from the warrior field, Black Warrior Basin, Northwestern Alabama

The mineralogic residence and abundance of trace metals is an important environmental issue. Data from the USGS coal quality database show that potentially toxic elements, including Hg, As, Mo, Se, Cu, and Tl are enriched in a subset of coal samples in the Black Warrior Basin of Alabama, USA. Although the coal as-mined typically is low in these elements, localized enrichments occur in high-pyrite coals and near faults. Microscopic analyses demonstrate that the residence of these elements is dominantly in a late-stage pyrite associated with structurally disrupted coal. Further, our data suggest addition of Hg to the coal matrix as well. The source of these trace elements was hydrothermal fluids driven into the Black Warrior Basin by Alleghanian age tectonism.     

PROVISIONAL ELEMENTAL VALUES FOR FOUR NEW GEOCHEMICAL SOIL AND TILL REFERENCE MATERIALS, TILL-1, TILL-2, TILL-3 AND TILL-4

The collection and preparation of two soil reference samples and two till reference samples are described. Like their predecessors the LKSD series and the STSD series, the TILL series are characterized for total elements and for elements derived by partial extractions. Provisional data are presented for major, minor and trace elements. In addition, information data from a single source are provided for a number of elements derived by EPA digestions 3050 and 3051; these data allow a comparison with other partial extractions reported herein.     

江汉油田原油和生油岩有机抽提物中过渡族微量元素特征及其石油地球化学意义

运用中子活化分析方法对江汉油田原油和生油岩有机抽提物中过渡族微量元素Sc、V、CrMn、Fe、Co、Ni、Zn等进行了重点研究,测定了这些元素的丰度值。研究了这些元素在原油和有机抽提物族组份:沥表质、非烃和芳香烃中的变化规律。在此基础上,讨论了这些微量元素的相关性,并运用它们的丰度比值对数分布和归一化对数分布,进行了油-源对比的尝试。     

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

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。     

大冶铁山地区河流水体及水系沉积物中重金属元素分布特征

矿产资源的长期勘探、开采和冶炼活动给大冶铁山地区的自然生态环境造成了严重破坏.对该区西港河、东港河河水和水系沉积物中重金属元素分布特征的研究结果表明,该区矿山开采和冶炼活动形成的重金属污染元素主要为Cd、As、Zn;其主要污染源为冶炼厂排放的废水,其次是采矿废弃物堆积渗漏水;重金属元素在河水与水系沉积物中的空间分布特征较相似,但水系沉积物中元素质量分数比河水中的普遍增高,元素变化的剧烈程度加剧.     

Trace element hydrochemical assessment of the Calabar Coastal Plain Aquifer,southeastern Nigeria using statistical methods

Groundwater samples from 33 locations within the Coastal Plain Sands aquifer of Calabar (Nigeria) were collected and analysed for 43 trace elements by means of ICP-MS. The aim of this study is to determine the natural background levels of trace elements as a guide for future pollution monitoring of the aquifer. Secondly, this article focuses on the pollution vulnerability of the coastal plain sand aquifer. Statistical methods have been used to determine the source(s) of these elements. Results show that the area is characterised by four types of groundwater, including: Na-HCO₃, Na-HCO₃-Cl, Na-Cl and Ca-Na-HCO₃-Cl. Secondly, all the elements considered are below normal averages. In addition, the Spearman correlation shows significant correlation especially among the lanthanide group of elements (p<0.0001). Factors analyses indicate mainly two groups of elements. The first group being due to the natural geochemical process (weathering/leaching of the basement lithology; characteristics of the elements) and the second is due to tidal flushing of the estuary. This indicates that the source of the trace element in the aquifer is due to a geogenic process and not anthropogenic. Thus, the present data set will serve as a reference source for pollution monitoring in the area.     

Use of laser ablation ICP-MS to determine trace element distributions in coals, with special reference to V, Ge and Al

Laser ablation ICP-MS has been used to produce element profiles from polished coal samples. The elements analysed (V, Ge, Ni, Cu, Zn, Sr and Ba) were those known to have an organic association, with the addition of Al and Fe as controls on the clay and pyrite abundances. The element profiles were compared with the petrography and a statistical analysis was also carried out. Sporinite was found to have low trace element concentrations, inertinite higher concentrations of detrital elements and vitrinite higher concentrations of V, Ge and Al. The relationships between these elements are explored and all are thought to be present in the organic matter and not as minerals. It is thought that these elements became concentrated during diagenesis, with the possibility that some of the Al could be residual. The Cu/Ni ratio in the pyrite is relatively constant, suggesting constant ionic proportions during diagenesis, and possibly a seawater source.     

河南省栾川三道庄和黄背岭矿区合矿矽卡岩的对比研究

三道庄和黄背岭矿区矽卡岩、用岩的对比研究显示出，矽卡岩和角岩各元素丰度和配分型式主要取决于原岩的岩性，其次与交代热液性质和交代程度有关。不同矿区的砂卡岩具有不同的元素组合，这些元素组合对矿床形成和矿化规模有一定影响。     

Geochemistry of carboniferous shales of the Sardar Formation,east central Iran: Implication for provenance,paleoclimate and paleo-oxygenation conditions at a passive continental margin

The Sardar Formation (Carboniferous) has a lithological variation that is characterized by sandstone, shale and limestone members. Shales of the Sardar Formation from the east central Iran have been analyzed for major elements and a number of trace elements. The shales of Sardar Formation are rich in quartz minerals and clay minerals of the bulk minerals. Clay minerals of shales are composed of illite, kaolinite and slightly montmorillonite. SiO₂ versus K₂O/Na₂O diagram shows these shales plotted in the passive continental margin or cratonic field. Geochemical data suggest high acidic source rocks similar to granite and intermediate igneous rocks. CIA and ICV suggest semi-humid climatic conditions during depositions and indicate high chemical weathering in the source area. The geochemical parameters such as V/Cr, Ni/Co and Cu/Zn ratios indicate that these shales were deposited in oxic environment.