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微量元素、常量元素、稀土在研究沉积环境和沉积相中的作用和意义 [复制链接]

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离线halimeda
 
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只看楼主 倒序阅读 使用道具 0楼 发表于: 2008-06-04 | 石油求职招聘就上: 阿果石油英才网
— 本帖被 坐看云起 执行提前操作(2009-05-13) —
本帖为本人原创,是在别的论坛解答网友问题时写的,现在贴在这里目的是和大家一起交流讨论,更希望各位朋友给予指正和补充。
▲常量元素:
一般地球化学书中将O、Si、Al、Fe、Ca、Mg、Na、K、Ti 等9种元素列入常量元素,但是因为不同地区各元素含量相对富集程度可能不同,所以在对常量元素归类的时候也应考虑实际区域资料和研究目的。
在沉积相的应用中是要根据上述元素的化合物含量和分布规律来作推测的,主要包括两个方面:
1、物源分析
例如:Al2O3、K2O、Fe2O3、MgO、TiO2、Na2O等主要为与陆源碎屑有关的元素化合物,这些元素的高含量大多出现在细粒沉积物和碎屑矿物中,可以指示物源性质的差异;CaO、CaCO3也用来判断物源,但是要具体情况具体分析。

2、沉积环境
例如:CaO、CaCO3等氧化物除部分来自陆源方解石外,还受自生作用和生
物作用影响。这些元素的高含量一般出现在氧化条件下,水动力活跃,生物活动频繁的环境。
Ti等元素含量的变化反映的是陆源物加入的程度,该值愈高则表明陆源物含量愈丰富,表明了一种温暖潮湿的气候背景。与微量元素Sr类似,沉积岩中P的高含量指示干旱炎热高盐度环境的气候背景,低含量则指示潮湿的气候背景。
--------------
▲微量元素(痕量元素)
主要测试的微量元素有V、Ni、Fe、Mn、Cu、Zn、Cr、Ba、B、Ga、Pb、Sr、Li等
1、物源分析
微量元素对物源有示踪作用,因为微量元素多源自母岩,根据不同微量元素组合及分布规律,配合重矿物资料及区域背景资料做综合分析,可以良好进行沉积物源分析;
2、沉积环境(PH、EH、盐度)
对沉积环境反应敏感的微量元素有硼(、锶(Sr)、钡(Ba)、钛(Ti)、铁(Fe)、磷(P)、锰(Mn)等等,不同微量元素反映沉积环境的侧重点和敏感度各具特点,简单举几个例子:
氯(Cl)等微量元素组成可以指示水介质的古盐度,咸水(海水)中Cl、B的含量明显高于淡水;陆相湖泊、盐湖卤水及其沉积物中B丰度及B同位素组成变化极大;对于陆相盐湖的不同层位或不同区域位置的泥页岩地层,若B含量偏高,说明其沉积环境为干旱—半干旱的盐湖沉积环境;若B含量偏低或正常,表明泥页岩沉积时处于较潮湿的盐湖沉积环境,但当沉积区远离盐湖中心时,也可代表干旱—半干旱盐湖沉积环境。
Sr、Ba:一般情况下Sr含量低指示潮湿的气候背景,反之指示干旱的气候背景。Sr/Ba比值大于1为咸(海相)水介质,Sr/Ba比值小于1为淡水介质。淡水与咸化湖水(海水)相混时,淡水中的Ba2+与咸化湖水(海水)中的SO2-4结合生成BaSO4沉淀,而SrSO4溶解度较大,它可以继续迁移到盐湖中央(远海),通过生物作用沉淀下来。因为Sr/Ba值是随着远离湖(海)岸而逐渐增大的,所以Sr/Ba值能定性的反映介质古盐度。一般来说,淡水沉积物
中Sr/Ba值小于1,而盐湖(海相)沉积物中Sr/Ba值大于1。Sr元素在咸水中含量一般为0.8‰~1‰,在淡水中的含量一般为0.1‰~0.3‰。
Ca与P的关系反映了主要与生物化学和自生沉积作用有关;Ca与Mn的关系表明其沉积环境为氧化条件,锰是典型的变价元素,其中以二价锰(Mn2+)和四价锰(Mn4+)最为重要,锰的价态变化受pH及Eh支配,在还原和酸性介质中锰呈Mn2+而溶解,在氧化环境中锰呈Mn4+而沉淀,所以二价锰经氧化变成四价锰是锰最重要的沉积地球化学作用。
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▲稀土元素
稀土元素(REE)是指原子序数为57~71(La-Lu)的一组元素,因其具有相似而又有系统差异的化学性质而被广泛用来示踪各类地球化学体系的物质来源与演化过程。它们在许多宏观过程(如河流及海洋物质来源与演化等)和微观过程(水粒作用及水体元素迁移机制等)的研究中都是非常重要的天然示踪工具。同时,稀土元素资料在一定程度上能够反映沉积岩相古地理中物源、古盐度、古水深、水体的pH及Eh值、氧化还原条件及湖平面升降变化。
▲C、H、O、B等同位素
根据同位素丰度和比值的变化反映沉积环境中水介质的盐度、PH、温度等,从而可以判断沉积当时的环境、气候以及同位素来源
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▲应用方法
运用统计学的方法,对所要关心的问题作出不同的相关分析和回归分析等!
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▲总结
无机地球化学手段反映宏观沉积环境只是一个地化方面的证据,具体起多大作用要辩证来看,毕竟元素分析多解性和不确定性很强,所以个人认为只能作为支撑和相互印证,而不能迷信。对资料的分析要谨慎,必须了解大区地质背景!不然分析结果是误导!
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    对化学元素的研究应用不单单是局限于上述沉积环境与沉积相研究上,其它用处也是非常广泛,例如油气运移中元素的指示踪迹、储层成岩演化中元素的置换、变迁和富集等等!
参阅文献数量比较多,不再这里列出。
[ 此贴被halimeda在2008-06-05 23:54重新编辑 ]
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dedream 威望 +2 2008-06-04
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只看该作者 1楼 发表于: 2008-06-07 | 石油求职招聘就上: 阿果石油英才网
楼主说的很好!
地球化学目前成为了热点,相关方面的知识掌握和运用在地质文章中占了很大的一部分。数据说明问题,这很关键。
呵呵。
离线halimeda
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只看该作者 2楼 发表于: 2008-06-08 | 石油求职招聘就上: 阿果石油英才网
引用第1楼echinas于2008-06-07 13:57发表的  :
楼主说的很好!
地球化学目前成为了热点,相关方面的知识掌握和运用在地质文章中占了很大的一部分。数据说明问题,这很关键。
呵呵。

echinas,不知道您利用岩石地球化学都解决了什么地质问题或遇到了什么地质问题,有空分享下你的心得和宝贵经验吧!呵呵!
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只看该作者 3楼 发表于: 2008-06-08 | 石油求职招聘就上: 阿果石油英才网
多谢,又学一手。
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只看该作者 4楼 发表于: 2008-06-08 | 石油求职招聘就上: 阿果石油英才网
引用第2楼halimeda于2008-06-08 10:01发表的  :
echinas,不知道您利用岩石地球化学都解决了什么地质问题或遇到了什么地质问题,有空分享下你的心得和宝贵经验吧!呵呵!


楼主太谦虚了,看楼主的总结,我觉得楼主在这方面应该很明白。岩石地球化学数据成图,能说明的问题太多了,比如对一个大区构造环境的判别分析、成岩作用分析、相关参数和图解对岩石系列和类型的判别,等等。
平时我也是在看相关文章的时候,发现,好像没有地球化学数据的文章,在可信度上就差一些。
现在构造和矿产上的文章,没有地球化学分析数据上的支持,文章的说服力就会大打折扣.
呵呵,随便说一些。
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dedream 财富 +20 随便说一些,所以也随便 .. 2008-06-08
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只看该作者 5楼 发表于: 2008-06-08 | 石油求职招聘就上: 阿果石油英才网
引用第4楼echinas于2008-06-08 12:42发表的  :
岩石地球化学数据成图,能说明的问题太多了,比如对一个大区构造环境的判别分析、成岩作用分析、相关参数和图解对岩石系列和类型的判别,等等。
平时我也是在看相关文章的时候,发现,好像没有地球化学数据的文章,在可信度上就差一些。
现在构造和矿产上的文章,没有地球化学分析数据上的支持,文章的说服力就会大打折扣.
.......


不是客气,是实事求是的说,呵呵!
我跟您说的有同感,在一些地质认识上虽然通过其它方面进行了合理论证,但因缺乏岩矿测试分析数据,总觉得不踏实,好像缺少点什么,觉得不安!因此,在从事的研究方向中,我近期一直在学习地球化学方面的知识和应用方法。也注意到数据正确得出和合理分析是地质应用的前提,但我毕竟不是岩石地球化学专业的,对数据或分析结果可能知其然却不知所以然,为避免数据的错误应用,在遇到相关问题时希望得到您echinas的指导。

希望大家谈谈岩石地球化学在碳酸盐岩或碎屑岩成岩作用研究的应用上分享下心得体会。
[ 此贴被halimeda在2008-06-08 17:01重新编辑 ]
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mxuxu 财富 +10 参与讨论 2008-06-08
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只看该作者 6楼 发表于: 2008-06-08 | 石油求职招聘就上: 阿果石油英才网
呵呵
我也不是搞地球化学的...
我是搞构造的,但是现在地球化学的东西用的确实太多了!再弄几年,真怀疑自己是地球化学的了...
呵呵
这里的果友高手还是很多啊,征询大家的意见吧
我要是会的话,我会尽量回答的。
离线yoyo2008
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只看该作者 7楼 发表于: 2008-06-11 | 石油求职招聘就上: 阿果石油英才网
谢谢,又学了一手
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只看该作者 8楼 发表于: 2008-06-14 | 石油求职招聘就上: 阿果石油英才网
我有数据,但不知怎样来应用,请赐教
离线aluo5
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只看该作者 9楼 发表于: 2008-06-29 | 石油求职招聘就上: 阿果石油英才网
学习学习,我是弄一点有机地化

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