_沉积地球化学应用_讲座_七_第七讲微量元素在沉积学研究中的应用

沉积地球化学应用

总第! ##年

一

期一 期岩相古地理

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《沉积地球化学应用》座,七 讲第七讲 微量元素在沉积学研究中的应用,!《积地球化学应用讲座》写组编编沉,成都地质学院沉积地质科学研究所

利用沉积岩中微量元素所提供的信息来研究沉积学和沉积矿床学中的问题是当代地球化学研究的重要课题、、。

,

研究微量元素目前已从单纯的统计对比对号入座发展到深入讨论元。

,

、

素迁移和分配的化学动力学机理,

这就使得我们不能只是单纯地根据少数地球化学指标来判,、

断古气候古盐度古环境以及成矿溶液的性质还应综合考虑时间因素成岩蚀变对微量元素含量的影响从而可对实验数据进行校正使古环境的再造更为准确、,。

,

。

岩浆岩成岩成矿过程中微量元素的定量研究开展得较早而深入许多元素的地球化学行为都是在高温高压下加以认识的在沉积岩和沉积矿床研究中了解得比较深入的是碳酸盐岩沉积和成岩过程中微量元素的习性,。

,

,

因此本专题前半部分以

./0 1

/

2 0,! # 对碳酸盐岩微3

量元素的研究为基础着重介绍有关微量元素的基本理论和在成岩作用研究中的理论意义后半部分则着重介绍微量元素在研究沉积相和成岩作用方面的运用实例、。

一微量元素分配理论及其在成岩作用研究中的运用,一 微4元素分配规律及影响因素!

分配定律、

碳酸盐矿物包括文石,5 低镁方解石,6 7 8和高镁方解石,9 7 8 中的 7;< 8为=>

:

,

多为海相成因海水

。

!

,

浅海内相应生成的,

5

和

9

78应含 7;约?

一 >

Α而深海软泥则,

以

6 78

为主

。

在沉淀碳酸盐矿物的同时一些微量元素能以下述方式结合进去,! 取代

= 8

8Β

>

晶格中的 0

=

ΧΔ

为了使叙述简炼本文中碳敌盐矿物均以符号表示>,

,

,

5

>

文石

、

67Ε

低镁方解石

,

9 78

>

高镁方解石 3Φ

678

>

成岩低镁

方解石 Γ 9 7Ε

Η镁方解石,含 7% 8,

)

一

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)

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沉积地球化学应用

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年第一峨期

《积地球化学应用》座, 沉讲七

Ι, 存在于晶格平面之间, 占据因晶格缺陷而空出的

位置, 因过剩的离予电荷而被吸附

, 存在于非碳酸盐组分如不溶粘土残渣和流体包体中,

以上,! , , 均常见尤以,!更为重要研究亦较深入对, 则在研究时应尽可能排 、

、

,

,

,

除

。

71 4 2一种微量元素结合进碳酸盐晶格时受所谓分配定律所支配,Ε 1 0,

,

!

。

根据反应体

系的不同又可分为两种情况,)2Κ

>

,!体系处于完全平衡状态及沉淀时水固相之间无任何浓度梯度则遵循均一分布定律 ,一,

)等

,

!#

+= 8 呱一 一Λ= 8一呱Φ

这里 为摩尔浓度,

,

0 7

为某微量元素下标。

,

+

和

Λ

分别指固相和水,

,

Φ

为分配系数该定律适

。

用于体系水量远大于沉淀物的情况,

,Ι体系不处于完全平衡状态水在沉淀过程中成分要改变沉淀出的固相内微量元素有 0 20明显浓度梯度则遵循不均 .,多相 分配定律,Φ ) ,

2一9 )

>Μ++ 1

,

Ν

,:

丽瓦Ο

70

。

,

,

Ν

8=

。

人‘:

3

乏瓦

这里下标,

分别代表溶液中微量元素和Ε的初始及终了浓度= !当其ΦΘ !时沉淀的固相比水含更高的微量元素浓对分配系数的了解现状总结于表,

。

和

Π

。

,

,

度即微量元素在淀出相中发生富集 3当,

Φ

Ρ0Κ

Σ

时则相反,、

。

另外不同矿物所含微量丰度也不,、

2同如斜方晶系的文石晶胞优先结合较大阳离子如%

(=

=Τ

、

Υ

,

而较小的方解石三方晶系晶

胞则结合较小的阳离子Ι

7+ 0、

、

腼

、

Ω

、

0

&

、

等

。

元素分配的影响因素Φ

分配系数

随许多因素而变化最主要的控制因素是沉淀速度。

,

。

但是

,

Φ

的不确定性并不的数量级和与单

影响我们进行定性的研究在许多情况下只要求水成分的估计值并知道,

,

Φ

位值,! 的关系就行了,Σ生物因素

。

现代碳酸盐的沉淀直接,壳 或间接,造成环境的变化 由生物因素引起生物分配过程一,。

2般导致碳酸盐中微量元素的降低,少数为增加 例如对%和,

; 7

。

正是这种排斥镁的胞内分异。

作用使2

67Ε

2的壳以浅海相环境中沉淀出来对%的排斥作用对软体动物特别重要Ε=。

Ε),

>

中斗一

的+从母液,海水 中继承了同位素成分而无

任何分馏相反大陆水常具明显的放射性所以,

2从理论上讲%同位素可作为碳酸盐中大气水的指示剂Φ 6 7Ε,成岩

。

碳酸盐矿物成岩稳定化作用是的溶解再沉淀过程的 ,一,

5

低镁方解石

,

9

78一Φ

6 78

,

678,

Ξ

Φ 6 78

Φ

务

解石

Ο:

:

!

,

2+由碳酸盐中溶解并充满孔隙水体系所得的

Φ 67 8

+2<=

2%值就是海水的比值

。

沉积地球化学应用

岩相古地理表!

,一

方解石文石和白云石中微 4元素分配系数、

=Ψ微量元素%2 (=

ΖΣ 0

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24

1行)

Ε )0

0Π 10Σ 吸Π) 2

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方解石报导值::Ι 一: ,!Ι

文石

白云石报导值 ::Ι

推荐值: !

报导值:

Φ5

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