地球化学在物源及沉积背景分析中的应用
地球化学技术在勘查中的应用与前景展望
地球化学技术在勘查中的应用与前景展望地球化学技术是一种综合利用地球化学、地质学、环境科学等相关学科知识和方法，通过对地球表层物质的成分、结构、性质及其变化规律的研究，来揭示地球内部构造、矿产资源分布、环境污染等信息的一门技术。
地球化学技术在勘查中的应用已经取得了显著的成果，并且具有广阔的前景。
首先，地球化学技术在矿产资源勘查中发挥着重要作用。
通过分析矿石、岩石和土壤样品中的元素含量和组成，可以确定矿床的类型、规模和储量等关键信息。
例如，通过对矿石中金属元素的分析，可以判断出金矿床的存在与否，并进一步评估其开采潜力。
此外，地球化学技术还可以帮助确定矿床的成因和演化过程，为矿床的勘探和开发提供科学依据。
其次，地球化学技术在环境监测和污染治理中具有重要意义。
随着工业化进程的加快和人类活动的增加，环境污染问题日益突出。
地球化学技术可以通过分析土壤、水体和大气中的有害物质含量，评估环境污染的程度和影响范围。
同时，地球化学技术还可以追踪污染物的来源和迁移路径，为环境治理提供科学依据。
例如，通过对土壤中重金属元素的分析，可以确定污染源，并制定相应的治理措施。
此外，地球化学技术在水资源勘查和管理中也发挥着重要作用。
水是人类生活和经济发展的基础资源，而地球化学技术可以通过分析水体中的溶解物质、微量元素和同位素组成，判断水源的类型、水质的优劣以及水资源的可持续利用性。
例如，通过对地下水中同位素的分析，可以判断水源的补给方式和水体的循环过程，为合理开发和管理水资源提供科学依据。
未来，随着地球化学技术的不断发展和创新，其在勘查中的应用前景将更加广阔。
一方面，随着分析技术的提高和仪器设备的更新，地球化学技术可以更加精确地分析样品中的元素含量和组成，提供更可靠的勘查数据。
另一方面，随着数据处理和模型建立技术的进步，地球化学技术可以更好地揭示地球内部构造、矿产资源分布和环境演变规律，为勘查工作提供更全面的信息。
总之，地球化学技术在勘查中的应用已经取得了显著的成果，并且具有广阔的前景。
沉积学的研究进展及其应用
沉积学的研究进展及其应用沉积学是研究沉积物的组成、特征、成因及环境演化过程的一门学科。
沉积学的研究对象是全球范围内的各种沉积物，包括海洋、湖泊、河流和沙漠等地质环境。
沉积学的繁荣与地质学、环境科学、生态学等学科密切相关。
随着科学技术的不断进步，沉积学的研究持续推进，涌现出许多新的研究成果，广泛应用于资源开发、环境保护和地质灾害预测等领域。
一、沉积学的基本概念1. 沉积物的定义沉积物是指初始状态在液体或气体中悬浮的物质，经过重力作用沉降并固结形成的固体物质。
沉积物的形成包括物质的输入、输运、沉积和固结四个过程。
沉积物的类型包括沉积岩、沉积物和表生层。
2. 沉积相的分类沉积相指沉积物在发生时所处的水或地理环境，包括海相、湖相、河相和沙漠相等。
不同沉积相的物质来源、沉积速率、沉积物质量和物质组成等特征均不相同。
3. 沉积学的研究方法沉积学是一门综合性学科，需要借助各种手段进行研究。
例如，通过样品采集和实验室分析技术来研究沉积物的颗粒组成和结构、沉积速率和时代、沉积相和成因等。
同时，地球物理学、地球化学、古生物学等学科也为沉积学提供了有力的研究方法。
二、沉积学的研究进展1. 沉积物的源和作用沉积物的源是河流、山脉、冰川、火山和陆地等多种因素共同作用的结果。
研究沉积物的来源有助于了解形成这些物质的原因和过程，并指导资源勘探和管理。
除了源的研究，土地利用、气候变化和人类活动等因素也会影响沉积物的形成、堆积和演变。
对这些因素的深入研究有助于更好地预测、评估和管理环境问题。
2. 沉积物的成因沉积物的成因主要包括物理沉积和化学沉积两种。
物理沉积指的是重力、水流、风力和冰雪等作用下物质由高处向低处沉积。
化学沉积则是指物质通过水文、气体或生物作用形成新的化合物。
了解这些沉积物成因有助于确定沉积物古气候和古环境，帮助识别矿物资源和石油天然气等。
3. 沉积物的组成和特征沉积物的组成和特征在很大程度上受到其来源、沉积环境和时间等因素的影响。
沉积地球化学在氧化还原条件判别中的应用
沉积地球化学在氧化还原条件判别中的应用作者：冯玮娜来源：《科学导报·学术》2020年第43期摘; 要：本文主要总结利用沉积地球化学追溯古代沉积环境、了解沉积特征的一系列方法。
包括沉积物的同位素，主微量元素、氧化物等在沉积物沉积氧化还原环境上的应用，以及利用碳酸盐岩中的相关元素（I/Ca+Mg）分析沉积环境的方法。
关键词：沉积地球化学;主微量元素;氧化还原条件引言海洋的氧化还原条件与生物的出现、演化有着密切关系，最明显的是显生宙以来地球经历的5次生物大绝灭都与大气氧气的降低和海洋水体的还原密切相关。
此外，缺氧环境还是烃源岩发育的主控因素之一，所以，对古海洋氧化还原的研究有利于分析海洋生物的演化环境，以及沉积盆地有机质的保存状况，为理解地球历史上重大地质历史转折期的机制和油气勘探提供良好的基础。
很多指标被用来反演古海洋氧化还原条件：包括古生物学指标;岩石学指标;矿物学标志;地球化学标志等。
但单个指标各有其干扰因素。
近年来，地球化学氧化还原指标的研究取得了巨大进步，国内外很多学者都对氧化还原地球化学指标进行了综合报道（Tribovillard N，eral.2006）。
1 主微量元素在氧化还原条件分析的应用1.1微量元素在氧化还原条件分析中的应用氧化还原环境的判别主要是根据沉积物中明显受氧化还原状态控制的元素及其比值来推断沉积物沉积期的氧化还原条件。
其中，U、V、Cr、Co、Ni、Mo等微量元素在氧化和还原条件下的溶解性差异使得其能够代表沉积时的原始记录，常以作为判别古沉积水体氧化——还原环境的指标。
Jones B于1994年总结出了一套用于判别沉积物沉积时底层水体氧化-还原环境的微量元素比值判别指标（表1）。
V、Ni同属铁族元素，V在氧化环境下容易与沉积物结合形成沉淀，而Ni易在还原条件下被吸附富集，发生沉淀。
因此，通常可以用V/（V+Ni）的值来反映古沉积水体的氧化-还原环境（RIMMER S M，2004）。
沉积物物源分析及其对沉积环境的指示意义研究
沉积物物源分析及其对沉积环境的指示意义研究沉积物是指通过水流、风力或其他力量在地表或水体底部沉积下来的岩石、矿物质、有机质等物质。
沉积物的物质组成和来源可以通过物源分析来解读，这对于研究沉积环境以及地质过程具有重要意义。
物源分析是通过分析沉积物中的矿物成分、化学元素、沉积结构等特征，来确定其物质来源。
有多种方法可以用于物源分析，比如矿物学分析、地球化学分析、同位素分析等。
这些方法可以提供关于沉积物物源的定量或定性信息，帮助科学家了解沉积物的起源、运输和沉积过程。
首先，矿物学分析是常见的物源分析方法之一。
不同物质来源的沉积物中矿物的种类和比例可能会有较大的差异。
例如，河流携带的沉积物通常含有较多的石英、长石和云母等矿物；而由冰川带来的沉积物则富含碎屑岩石碎片。
通过对沉积物中矿物的鉴定和计数，可以初步判断沉积物的物源类型，进而推测沉积环境的变化。
其次，地球化学分析也是重要的物源分析手段之一。
通过分析沉积物中的元素含量、元素组成和各元素之间的比例关系，可以确定其物源类型。
不同物质来源的沉积物中常含有不同的元素组成特征。
例如，来自陆地的沉积物通常富含铁、铝等元素；而来自海洋的沉积物则富含钙、镁等元素。
通过地球化学分析，可以进一步了解沉积环境的物质来源和变化过程。
此外，同位素分析是物源分析的一种重要手段。
同位素是同一元素不同质量的原子，可以通过比较不同物质来源的沉积物中同位素的比值，来确定其物质来源。
不同物质来源的沉积物中同位素比值常常有较大差异，通过对沉积物中同位素的分析，可以判断沉积物的来源及其在环境中的演化过程。
例如，利用氧同位素比值可以判断沉积物中的水来源是来自海洋、湖泊还是降水。
总的来说，沉积物物源分析是研究沉积环境演化和地质过程的重要手段。
通过分析沉积物中的矿物成分、地球化学特征以及同位素比值等信息，可以了解沉积物的物质来源、运输过程以及沉积环境的变化。
这对于研究地球历史变迁、环境演化以及资源勘探具有重要意义。
主微量元素地球化学特征在沉积环境中的应用
主微量元素地球化学特征在沉积环境中的应用彭治超;李亚男;张孙玄琦;付星辉【摘要】沉积岩的主量和微量元素对沉积环境变化有着较高的灵敏度,是研究古沉积环境以及沉积物源区性质的一种有效手段.在大量阅读相关文献的基础上,系统总结了沉积岩不同主微量元素特征在沉积环境和物源分析中的地质应用.特别是对于露头不太发育的地区,地球化学方法是更直观、更实用的分析方法之一,但沉积岩在沉积的过程中很容易受其它地质因素影响.所以,在实际研究中,还需结合研究区的地质背景,科学选样以及综合运用多种方法进行综合分析.【期刊名称】《西安文理学院学报（自然科学版）》【年(卷),期】2018(021)003【总页数】4页(P108-111)【关键词】主微量;地球化学;沉积环境;物源分析【作者】彭治超;李亚男;张孙玄琦;付星辉【作者单位】西北大学地质学系,西安710069;西北大学地质学系,西安710069;西安地质矿产勘查开发院,西安710100;江苏井神盐化股份有限公司,江苏淮安223200【正文语种】中文【中图分类】P595对于任一研究区来讲，沉积和构造一直以来都是地质工作者所要研究的最基本和最核心的问题，只有首先搞清楚研究区的沉积环境,才能为进一步深入研究提供理论帮助.碎屑沉积岩的形成经历了源岩的风化剥蚀、碎屑颗粒的搬运、沉积物卸载和后期成岩等作用的综合改造，其间元素的转化、形成等信息记录了这一系列地质事件大量地质信息，因此赋存在矿物中的某些元素含量、比值等地球化学参数能够很好地反映沉积期的“源-汇”环境特征.前人主要是通过野外地质露头和划分沉积相类型来判断其形成期的环境，而利用主微量元素地球化学特征探讨沉积环境的不是很多.然而随着沉积地球化学的不断发展，普遍认为细粒碎屑沉积物在沉积的过程中，某些对外部环境较为敏感的元素在水体及沉积物中的分布和分配不仅与他们本身的化学性质有关，而且也受沉积介质物理化学条件以及古气候的影响[1-2].因此，沉积岩中的某些特征元素含量及其比值在一定程度上能够指示其沉积期的沉积环境及其物源特征[3-7].对于露头不是特别发育的地区，合理的运用地球化学数据，从极少的露头、钻井信息探讨盆地尺度古地理问题已经是低勘探区古地理分析的主要手段.1 主微量与古沉积环境碎屑沉积岩的主微量元素含量主要受其源岩矿物成分、风化与搬运过程、沉积环境以及后期成岩作用的综合影响[8]，前人研究表明，自生硅质岩、碳酸盐岩、泥岩以及粉砂质泥岩等细粒沉积物能够更好地反映沉积时的沉积环境[3-7,9].利用砂岩或砂岩结合泥岩一起判别其沉积期的沉积环境国内外也有少量成功的应用[10-11].然而，我们在应用砂岩的地球化学指标判断沉积环境时，一定要考虑到砂岩内胶结物多为后期成岩作用的产物，很容易受后期成岩过程中流体作用的影响，其胶结物的化学组成也就不能完全代表沉积岩形成时的沉积环境.故在选择样品时首先要选取泥岩、泥质粉砂岩等较细粒沉积岩进行分析，还可以适当选取一些砂岩样品辅助分析.1.1 古盐度判别古盐度是分析古沉积环境的一个重要研究内容，它通常作为地质历史时期海陆变迁的一个重要参数.通常用Sr、Ni、B含量、Sr/Ba、B/Ga以及Rb/K的比值来作为反映当时沉积介质古盐度的判别指标.Sr和Ba在自然界水体中都是以重碳酸盐的形式存在，当沉积介质中含盐度增大时，由于Sr和Ba的溶度积不同，Ba率先与SO42-离子结合形成不溶于水的BaSO4沉淀，而此时Sr还是以离子的形式保留在沉积水体中，随着盐度的持续增高，Ba2+逐渐减少，Sr开始和水体中的SO42-离子结合形成SrSO4沉淀，因此，记录在沉积物中的Sr/Ba值可以反映沉积介质中盐度的变化，并且其值和古盐度成很好的正相关关系[12].据前人研究发现，当沉积物中Sr/Ba值大于1时指示海相，Sr/Ba值小于1时指示陆相；若要再进一步细分，一般认为，Sr/Ba的值在0.6～1.0时为半咸水相，小于0.6时为微咸水相[13-15]，且Sr元素在淡水中的含量多为100×10-6～300×10-6，在咸水中的含量一般为800×10-6～1 000×10-6 [15].Ni元素在淡水中含量一般不超过30×10-6，在海水中的含量一般不低于40×10-6 [16].B元素含量也常用来指示古盐度，在海相环境中，B含量多在80×10-6～125×10-6之间，在陆相环境中，B 含量通常不高于60×10-6.与B元素相比，Ga元素的迁移能力远小于B，Ga易在河流相中富集，B易在湖相泥岩中富集.故B/Ga比值可以作为盐度以及区分河、湖相泥岩的标志.一般河流相泥岩中，B/Ga比值较低，湖相泥岩中B/Ga值相对较高，并随盐度的增大而变大.前人总结出泥岩B/Ga比值的沉积相判别标准：0.5<B/Ga<1.0时指示河流-三角洲相，1.5<B/Ga<2.5指示远岸开阔湖相，4<B/Ga<5.5指示较封闭湖相，5<B/Ga<7.5指示非闭塞咸水湖相沉积.Rb/K的值也经常用来作为指示海陆相的一个指标，前人研究认为，Rb/K>0.006时指示正常的海相沉积，Rb/K<0.004时指示陆相沉积，0.004<Rb/K<0.006时指示过渡的微咸水相沉积[13].1.2 古气候判别元素地球化学作为古气候判别的方法之一，如Sr、Cu含量以及Sr/Cu、Mg/Ca、FeO/MnO、Al2O3/MgO、SiO2/Al2O3的比值均是判别古气候环境的常用指标[17-18].Sr含量和Sr/Cu比值对气候具有敏感的变化，Sr是典型的喜干型元素，低含量指示潮湿气候，高含量代表干旱气候[18].Sr/Cu比值处于1.3～5指示温湿气候，而大于5指示干热气候[3].在干旱气候条件下，由于水分蒸发导致水体碱性增强致使沉积介质中的Na、Mg、Ca、Sr、Mn等元素大量析出而在水底发生沉积，因而这些元素容易在干旱气候条件下形成的沉积岩中富集；并且在更高温度下，Mg相对于Ca更利于沉积，以致Mg/Ca比值随干旱程度增加而增大.高比值指示干旱气候，低比值指示温湿气候，但在利用Mg/Ca值作为判别古气候变化指标时，一定要注意，在极度干旱的情况下，Mg/Ca比值所指示意义正好相反[19].Mn也是喜干性元素，在干旱环境中含量较高，在潮湿的条件下含量相对较低，而Fe元素在潮湿环境中易以Fe(OH)3胶体的形式快速沉淀.因此，可以用沉积物中FeO/MnO的值来判别古气候条件，高值对应温湿气候，低值代表干热气候.沉积岩中SiO2/Al2O3的比值也可以反映沉积时的气候特点，当SiO2/Al2O3的值大于4时，指示气候干燥;反之，在潮湿气候下，化学风化较为强烈，SiO2遭受搬运迁移，而Al2O3大量富集，相应的SiO2/Al2O3的值就会变小，一般认为小于4时指示潮湿气候[20].1.3 氧化—还原环境的判别氧化还原环境的判别主要是根据沉积物中明显受氧化还原状态控制的元素及其比值来推断沉积物沉积期的氧化还原条件.其中，U、V、Cr、Co、Ni、Mo等微量元素在氧化环境中易溶，还原环境下不溶，并且一旦发生沉积，就很难再发生迁移，能够代表沉积时的原始记录，因此可以作为判别古沉积水体氧化-还原环境的指标[2].Jones et al.(1994)通过对西北欧大量晚侏罗世暗色泥岩的古氧相研究，总结出一系列判别指标，综合对比认为V/Cr、V/(V+Ni)、Ni/Co、&U以及U/Th比值是最为可靠的参数，并且总结出了一套用于判别沉积物沉积时底层水体氧化-还原环境的微量元素比值判别指标(表1).表1 古水体氧化-还原环境微量元素判别指标[7]古氧化还原环境含氧量(mL/L)V/CrNi/CoV/(V+Ni)U/Th&U缺氧，还原环境<0．2>4．25>7．0>0．84>1．25>1贫氧，过渡环境0．2～2．02．0～4．255．0～7．00．60～0．840．75～1．25富氧，氧化环境>2．0<2．0<5．0<0．6<0．75<1V、Ni同属铁族元素，其离子在不同的氧化-还原条件下经常呈现不同的离子价态.前人研究表明，V在氧化环境下容易与沉积物结合形成沉淀，而Ni易在还原条件下被吸附富集，发生沉淀.因此，通常可以用V/(V+Ni)的值来反映古沉积水体的氧化-还原环境[21].当V/(V+Ni)>0.84时，反映水体分层及底层水体中出现H2S的还原环境；当0.60<V/(V+Ni)<0.84时，反映水体分层不强的贫氧环境；当0.46<V/(V+Ni)<0.60时，反映水体为分层弱的富氧环境.Th和U元素的化学性质在还原环境下十分相似，但在氧化条件下差别却很大.在表生环境下，Th只有正三价一种价态且不易溶解，而U则不一样.U在强还原状态下为正四价，不溶于水，而在氧化状态下表现为正六价，易溶于水，所以U在还原条件下容易富集；而在氧化状态下，沉积物中U含量相对较低.基于这两种元素的地球化学性质差异，常利用&U法和U/Th比值法判断沉积环境的氧化还原状态.&U计算公式如下：&U=U/[0.5X(Th/3+U)]，若&U>1，表明为缺氧环境；若&U<1，则说明为正常的水体环境.U/Th值大于1.25时指示缺氧的还原环境，U/Th值在0.75～1.25之间时指示过渡环境，小于0.75时代表富氧的氧化环境. Fe元素在自然界中有Fe2+和Fe3+两种离子价态，其在沉积物中的价态对氧化-还原条件较为敏感，氧化环境下多以Fe3+存在，在还原条件下多被还原成Fe2+保存在沉积物中.所以可以用Fe2+/Fe3+值反映沉积水体的环境，一般是以1为界限，Fe2+/Fe3+值远大于1代表还原环境，Fe2+/Fe3+值较大于1为弱还原环境，Fe2+/Fe3+值等于1为中性环境，Fe2+/Fe3+值较小于1代表弱氧化环境，Fe2+/Fe3+值远小于1代表氧化环境[22].在自然界中，稀土元素一般都是呈正三价，但Eu和Ce元素相对比较特殊，除了有正常的正三价外，Eu还有正二价，Ce有正四价，当Eu和Ce元素不呈现正三价时就会表现出不同于其他稀土元素的性质，从而和其他三价稀土元素发生分离，出现异常行为[23].在不同的沉积环境下常可造成正或负的异常.所以也通常将δCe和δEu异常作为判断沉积环境氧化-还原状态的指标，其中δCe=CeN/(LaN×PrN)1/2，δEu=EuN/(SmN×GdN)1/2，δCe或δEu<1时表示亏损，代表氧化环境；δCe或δEu>1表示正常或过剩，表明还原环境[23].2 结论与认识综合对以上地球化学指标以及所代表的含义进行详细讨论，可见在利用不同元素地球化学指标判别古沉积环境时，应该选择那些来源少，沉积后不容易受后期成岩作用影响的主微量元素作为研究对象，因为只有以自生为主且保持初始沉积时的主微量元素才能更准确的指示其沉积期的环境特征.并且，在利用地球化学判别公式来研究沉积环境时尽量要选取一套主微量判别指标，而不能单独应用一个样品、一种元素指标就得出结论.除此之外，对于任意一个研究区来讲，地球化学方法只是提供了一种手段，我们在实际应用中一定要结合研究区区域地质背景，岩性特征，综合采样、合理分析，运用多种方法相互约束，只有这样才能得到更准确、更实际的结论.[参考文献][1] TRIBOVILLARD N，AVERBUCH O，DEVLEESCHOUWER X,et al.Deep-water anoxia over the Frasnian-Famennian boundary(La Serre，France)：a tectonically-induced oceanic anoxic event?[J].Terra Nova，2004，16(5)：288-295.[2] TRIBOVILLARD N，ALGEO T J，LYONS T,et al.Trace metals as paleoredox and paleoproductivity proxies：An update[J].Chemical Geology，2006，232(1-2)：12-32.[3] LERMAN A,BACCINI kes-Chemistry，Geology，Physics[J].Journal of Geology，1978，88(2)：249-250.[4] BHATIA M R.Plate Tectonics and geochemical composition of sandstones[J].Journal of Geology，1983，91(6)：611-627.[5] BHATIA M R,CROOK K A W.Trace element characteristics of graywackes and tectonic setting discrimination of sedimentary basins[J].Contributionsto Mineralogy and Petrology，1986，92(2)：181-193.[6] RORER B P,KORSEM R J.Detemrination of tectonic setting of sandstone：Mudstone suites using SiO2 content and K2O/Na2O ratio[J].Journal of Geology，1986，94(5)：635-650.[7] JONES B,MANNING D A parison of geochemical indices used for the interpretation of palaeoredox conditions in ancientmudstones[J].Chemical Geology，1994，111(1-4)：111-129.[8] GARZANTI E，ANDO S，PADOASN，M,et al.The modern nile dediment dystem：processes and products[J].Quaternary Science Reviews，2015，130：9-56.[9] 黄志强，黄虎，杜远生，等.广西那坡裂陷盆地晚古生代硅质岩地球化学特征及其地质意义[J].地球科学，2013，38(2)：253-265.[10] BOBOYE O A,NWOSU O R.Petrography and geochemical indices of the lagos lagoon coastal sediments，dahomey basin(Southwestern Nigeria)：sea level change implications[J].Quaternary International，2014，338(4)：14-27.[11] 孙建伟，付永涛，兰朝利.青岛八仙墩碎屑岩微量元素地球化学特征及沉积环境意义[J].海洋科学，2014，38(8)：75-81.[12] 范玉海，屈红军，王辉，等.微量元素分析在判别沉积介质环境中的应用——以鄂尔多斯盆地西部中区晚三叠世为例[J].中国地质，2012，39(2)：382-389. 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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
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常量元素, 微量元素▲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。
地球物理方法在沉积物源分析中的应用
物 源分 析 的意 义主要 体 现： 荏确定 源 区位置 、性 质 、沉 积物 搬运 路径 及 整个 盆地 的沉 积过 程 、构造 演
化史 和储 集 砂体 的刻 画 。物 源分 析是 了解 一个 新地 区的首 要任 务 ，它决 定 着对该 地 区后 续研 究 的方 向及 准确 性 ＿ 。因此物 源分 析 在沉 积研 究 的过程 中 占有 誉足 轻重 的地 位 。随 着人们 对 物源 分析 重要 性认 识 的 １ ］
ｄ ｉ ０ ３ ６ ／．ｓｎ １ ７ —４ ９ ２ １ ． １ ０ ９ ｏ ：１ ． ９ ９ ｊｉ ． ６ ３ １０ ． ０ ０ 。 １ ｓ ２
地 球 物 理 方 法 在 沉 积 物 源 分 析 中 的 应 用
武赛军 ， 尹太举 （ 长江大学地球科学学院， 湖北荆州４４２） ３０３ 马 晋 文 （ 冶金地质总 中国 局三局地质勘查院， 山西 太原 ０００） ３０２
毛 丹 凤 （ 长江大学地球物 理与石、资源学院， 油 湖北 荆州 ４ ０３ ３ ２） ４
瞿 长 青 （ 中原石油勘探局地球物理勘探公司， 河南 濮阳 ４７０） ５０１
柯 钦 （ 东方地球物理公司研究院地质研究中心，河 涿州 ０２５） 北 ７７０
［ 要 ］ 目前 的 物 源 方 法 一 般 局 限在 地 质 与地 球 化 学 方 法 上 ， 如 重 矿 物 分 析 法 、碎 屑 岩 类分 析 法 、 同位 素 摘 法 、裂 变 径 迹 法 等 等 。但 这 些 方 法 存 在 较 大 的 局 限 性 ， 它 们 只 能 反 映 井 上及 井 周 围地 层 的 物 质 特 征 。 对
不 断提 高 、理论 研究 的不 断深 入 及测试 技 术 的不断 完 善 ，使 现 代物 源分 析方 法呈 现 出多 学科 交叉 、多资 料验 证 、多技 术协 同的发 展趋 势［ ］ 目前 的物源 分 析方 法 主 要 从 地质 与 地 球 化 学 ２个 角 度 出发 ，或 是 ｚ 。 。 两者 相互 结合 来 分析 物源 ，如 ： 重矿物 分析 法 、碎屑 岩类 分 析法 、同位素 法 、裂变 径迹 法 等等 ］ 。
地球化学图解应用
8、Sm-Nd（钐一钕法）年龄样
（1）方法特点 衰变期较长，适于测中生代以前岩石年龄；岩石中Sm.
Nd 保存好，比其它方法可靠；可同时获得岩石的年龄数 据及物质来源信息。同位素质谱分析，精度要高于万分之 一，误差小于5%。要求提供同位素测试数据、等时线图、 等时线斜率、截距、相关系数、等时线年龄及误差范围。 （2）主要用途 测定岩浆岩、变质岩的原岩年龄；测定沉积岩的原岩年龄； 研究岩浆岩的物质来源。 （3）采样要求
量越低则样重越大。测中、新生代单矿物样重 25～100g，全岩样500～1 000g。
5、40Ar-39Ar（中子活化）年龄样
（1）方法特点 只需测定Ar同位素比值，分析精度高；可多阶段加热测定样品的结晶年龄及 后期多次热事件的年龄；可测定硫化物的年龄；
（2）主要用途 测定岩浆岩的结晶年龄及后期热事件；测定沉积岩的沉积年龄及后期热事
件；测定变质作用的年龄；测定矿床中硫化物的年龄。 （3）采样要求 A．测定岩浆岩的结晶年龄，要采岩浆结晶时生成的含钾矿物：辉石( 2g)、
角闪石( 2g)、云母类(0.5g)、钾长石(0.5g)、斜长石(2g)，火山熔岩全岩样需 250～500g。样品要求新鲜，未受后期的交代、蚀变、风化。 B．测定沉积岩的年龄，要采沉积同时生成的含钾矿物，如海绿石(0.5g)，尽 量挑选绿色粗大颗粒。 C．测定变质作用的年龄，要采变质形成的新生矿物如云母类(0.5g)、钾长石 类(0.5g)、石榴石(2g)、透辉石(2g)、绿帘石(2g)等，样品要未遭受后期的再 改造。 D．测定矿床的成矿时代，要采与矿床同期的硫化物，如黄铁矿、黄铜矿、 方铅矿、辉钼矿等，样品重量为5g。 E．样品纯度要接近100%，尽量挑选1～2mm 左右级的样品，不要研加工。 F．样品加工时不能用酸碱处理及高温烘烤。 G．送样时需附详细的送样单。内容包括：a、样品编号；b、样品名称和重 量；、采样地点；d、采样点的地质描述（附相关地质图图件）；e、样品岩 石描述（附薄片）；f、采样目的；g、测试方法及分析要求；h、送样单位； i、送样人；j、送样时间。
地球化学技术在环境保护中的应用
地球化学技术在环境保护中的应用在当今社会，环境保护已经成为全球共同关注的重要议题。
随着工业化和城市化的快速发展，环境污染问题日益严峻，对人类的生存和发展构成了巨大威胁。
为了有效地解决环境问题，各种先进的技术手段不断涌现，其中地球化学技术在环境保护中发挥着越来越重要的作用。
地球化学是研究地球的化学组成、化学作用和化学演化的科学。
它通过对地球物质的化学成分和化学过程的研究，为我们理解地球的内部结构、地质过程以及环境变化提供了重要的理论基础。
而地球化学技术则是将地球化学的理论和方法应用于实际问题的解决，特别是在环境保护领域，有着广泛的应用。
在土壤污染治理方面，地球化学技术可以帮助我们准确地评估土壤中污染物的种类、含量和分布情况。
通过对土壤样品的化学分析，我们能够了解到重金属、有机物等污染物的存在形态和迁移转化规律，从而为制定有效的治理方案提供依据。
例如，对于重金属污染的土壤，可以利用地球化学技术确定重金属的赋存形态，如可交换态、碳酸盐结合态、铁锰氧化物结合态、有机结合态和残渣态等。
不同的赋存形态具有不同的生物有效性和环境风险，根据这些信息，可以选择合适的修复技术，如化学淋洗、固化/稳定化、植物修复等。
在水污染监测和治理中，地球化学技术也发挥着关键作用。
水中的污染物种类繁多，包括重金属离子、有机污染物、营养盐等。
地球化学技术可以通过对水样的分析，确定污染物的来源和迁移路径。
例如，利用同位素示踪技术，可以追踪水中污染物的来源，判断是来自工业废水排放、农业面源污染还是生活污水。
同时，地球化学技术还可以用于评估水体的自净能力，为水污染的治理和水资源的保护提供科学依据。
在大气污染研究中，地球化学技术同样不可或缺。
大气中的污染物如颗粒物、二氧化硫、氮氧化物等，其来源和形成机制都与地球化学过程密切相关。
通过对大气颗粒物的化学组成分析，可以了解其来源，如工业排放、交通尾气、扬尘等。
此外，地球化学技术还可以用于研究大气污染物在大气中的化学反应和迁移转化过程，为大气污染的控制和治理提供理论支持。
应用化学在地质探测中的应用
应用化学在地质探测中的应用地质探测是指通过对地质现象和地质物理属性的探测，以获取地下地质信息的一种科学技术。
而应用化学作为一门研究物质变化和化学反应的学科，可以在地质探测中发挥重要的作用。
本文将介绍应用化学在地质探测中的应用，并探讨其在地质勘探、水文地质调查和环境监测等方面的重要性。
一、地质勘探中的应用1. 地球化学勘探地球化学勘探是通过分析地表、岩石、土壤和微生物中的化学元素和同位素含量，来推断地下矿产资源和地质构造信息的一种方法。
应用化学在地球化学勘探中发挥着重要作用。
例如，通过对地表土壤和岩石进行采样和化学分析，可以确定地下金属矿床的富集程度和分布规律，为矿产资源勘探提供重要依据。
2. 化学探矿化学探矿是指利用化学方法对岩石、土壤、水和植被进行化学性质和成分分析，以探测地下矿床的存在和规模的一种方法。
应用化学的分析技术，可以对矿石中的特定元素进行测定，从而推断矿床的类型和含量。
例如，通过对矿石样品进行酸溶解和测定矿石中金属元素的含量，可以确定金矿床的分布范围和富集程度，为金矿的勘探提供可靠的依据。
二、水文地质调查中的应用1. 地下水质监测地下水质监测是指通过对地下水中的化学成分和微生物含量的监测，来判断地下水的水质状况和受污染程度的一种方法。
应用化学的分析技术，如常规水质分析和微生物检测方法，可以准确地测定地下水中的各种物质和微生物的含量，从而判断地下水是否受到污染，为地下水资源的保护和管理提供依据。
2. 水文地球化学调查水文地球化学调查是指通过研究水体中的化学性质和流域地质背景，来揭示水体形成和演化的一种方法。
应用化学的分析技术，如同位素分析和地球化学模型，可以解释水体中元素的来源和演化过程，从而揭示水文地球化学循环的规律，为水文地质调查提供理论基础。
三、环境监测中的应用1. 地下水污染监测地下水污染监测是指通过对地下水中有害化学物质的监测，来评估地下水污染程度和追踪污染源的一种方法。
应用化学的监测技术，如气相色谱、液相色谱和质谱分析等方法，可以对水样中的有机污染物和无机污染物进行定量分析，从而评估地下水的污染程度，并找出污染源。
沉积地质学中的物源分析与沉积环境
沉积地质学中的物源分析与沉积环境沉积地质学是研究地壳表面或地下的沉积物形成、演化及其记录信息的科学。
其中，物源分析和沉积环境是沉积地质学的重要分支，通过物源分析可以了解沉积物来源的地质背景，分析沉积环境可以揭示地质历史中的气候、生物和地质事件等信息。
物源分析是指通过研究沉积物中的岩石和矿物组成，确定其来源地区的地质背景。
在沉积作用中，岩石和矿物会随着水流、风力等运动而被搬运到新的地点，因此沉积物中的岩石和矿物组成可以反映其来自的物源地。
物源分析常用的方法包括岩石和矿物鉴定、地球化学分析等。
例如，通过鉴定沉积物中的石英砂和长石种类，可以判断其来源地是否为近源区或远源区，从而了解当地的地壳构造和沉积环境。
在物源分析过程中，往往需要借助沉积环境的研究。
沉积环境是指沉积作用发生的地理位置和环境条件，包括水体、陆地和海洋等。
沉积环境的研究可以通过岩石和矿物组合、古生物化石、地层记录等方面来进行。
这些信息可以指示出沉积物形成时的气候、生物活动以及地质事件等。
例如，通过分析沉积岩中的古生物化石和地层记录，可以发现地球历史上的生物大灭绝事件，从而推测出其可能的原因。
物源分析和沉积环境的研究在地质学中有着广泛的应用。
它们可以帮助我们了解地球历史上的地质事件，如地壳运动、火山活动和构造变形等。
同时，它们也可以为石油勘探和矿产资源开发提供重要的参考。
例如，通过物源分析可以确定石油和矿产资源的形成与分布规律，为石油和矿产勘探提供指导。
在实际应用中，物源分析和沉积环境的研究也面临一些挑战。
一方面，沉积物在长时间的演化过程中可能经历多次重塑和改造，使得物源分析的结果复杂而困难。
另一方面，沉积环境的研究常常受到地质成因和气候变化等因素的干扰，需要综合多种指标进行分析。
因此，物源分析和沉积环境的研究需要综合利用地质、地球化学、生物学等多学科的方法和理论。
总的来说，物源分析和沉积环境是沉积地质学中重要的研究内容，可以为地质历史的解析、资源勘探和环境保护等提供有力支持。
地球化学的应用环境保护与资源开发
地球化学的应用环境保护与资源开发地球化学是研究地球上各种元素及其化学性质、存在形态以及地球各系统之间元素及同位素的迁移和转化过程的学科。
它在环境保护和资源开发中具有重要的应用价值。
本文将探讨地球化学在环境保护和资源开发领域的应用，以期为解决环境问题和合理利用资源提供科学依据。
1. 环境保护1.1 大气污染控制地球化学可以提供了解大气污染形成和物质迁移的基础知识。
通过研究大气污染物元素来源、迁移通量和转化规律，可以预测污染物的扩散范围和浓度分布，为大气污染的治理提供科学依据。
1.2 水体污染防治地球化学分析方法可以用于水体中污染物的检测和监测。
通过分析水体中的元素含量和同位素组成，可以判断水体污染的程度和污染物来源，指导水体污染的防治工作。
1.3 土壤污染修复地球化学分析可以揭示土壤中污染物的分布特征和迁移转化规律，为土壤污染修复提供科学依据。
通过地球化学方法，可以评估土壤中的重金属等有害物质的污染程度，了解其迁移和转化机制，并制定相应的修复方案。
2. 资源开发2.1 矿产资源勘探地球化学研究可以揭示矿床形成和矿物资源分布的规律。
通过分析矿石中的元素含量和同位素组成，可以判断矿床的成因和形成过程，为矿产资源的勘探提供指导。
2.2 油气资源开发地球化学在油气勘探开发中起着重要作用。
通过分析油气中的有机地球化学特征和同位素组成，可以判断油气的类型、成因和运移路径，并指导油气资源的开发利用。
2.3 地下水资源评价地球化学分析可以用于地下水资源的评价和管理。
通过分析地下水中的元素含量和同位素组成，可以判断地下水资源的来源、补给形式和水质特征，为地下水的开发利用提供科学依据。
总结：地球化学在环境保护和资源开发中发挥着重要的作用。
通过地球化学方法，我们可以了解污染物迁移转化规律，预测污染物的扩散范围和浓度分布，指导污染物的治理工作。
同时，地球化学还可以揭示矿床形成和矿物资源分布的规律，为矿产资源的勘探和开发提供科学依据。
洞庭湖区沉积物物源推断的地球化学指标与应用
等 ，０ １ ， ２ ０ ） 气候 上属 亚 热带 季 风 湿润 气候 区 。制 约
沉积 物地球 化学特 征 的因素除 了元 素本 身的地 球化 学性质 外 ， 最显 著 的 莫过 于 物源 和气 候 因素 。鉴 于 洞庭 湖区范 围 内气 候 差异 相 对 较小 ， 文 主要 考 虑 本
收 稿 日期 ： ０ ０— ３—３ ； 回 日期 ： ０ ０— ５— ５ ２１ ０ １改 ２ １ ０ ０ 基金 项 目 ： 南 省洞 庭 湖 区 生 态地 球 化 学 调 查 项 目（ ２ ２ １ ３ ０ ０ ） 题 ： 庭 湖 区 第 四纪 环 境 地球 化学 研 究 。 湖 １ １００ １３４ 课 洞 第一 作 者 简 介 ： 军才 （ ９ ６一） 男 ， 魏 １６ ， 高级 工 程 师 ， 主要 从 事 水 工 环 科研 与 管 理 工 作 。Ｅ ａｌ ｅ ｃ ６ ０ ｓ ａ ｃ ｎ ｍｉ ：ｗ ｉ ６ １ ＠ ｉ ． ｏ ｊ ｎ
槽 年 轻 的 沉 积 岩 一酸 性 岩 类 ， 要 以 碎 屑 岩 、 岗 主 花
岩 、 酸盐岩 为主 ； 碳 澧水 物源来 源 于扬 子地 台较古 老 的变质 岩 一 基性 岩 类 ， 岗岩 类 分 布少 。这 些 差 偏 花 异为 区分识别 不 同流域 沉 积物 提供 了可能 （ 书 勤 孙 等 ，０ ７ 。本文 试从 洞庭 湖 区 不 同 物 源沉 积 物 化 ２０） 学 成分入 手 ， 析不 同物源沉积 物 的地 球化学 特征 ， 分 并 以此进 行洞庭 湖 区沉 积物物 质来源 的地球 化学推
卷 （ ｏｕ ｅ ３ ， （ ｕ ｅ） ， （ Ｕ １ ６ Ｖ ｌｍ ） ４ 期 Ｎ ｍｂ ｒ ３ 总 Ｓ Ｍ） ２
页Ｐｅ４ ～９０，Ａｕ ２０ （ｇ ４ ４ ，０（ｇ ，１ ａ ） ４ ４２ ８ ｕｓ ０） ｓ １ ｔ
准噶尔盆地南缘下侏罗统三工河组地球化学、沉积环境及源区特征分析
准噶尔盆地南缘下侏罗统三工河组地球化学、沉积环境及源区特征分析作者：朱钘刘云华高晓峰夏明哲查显峰罗居德来源：《新疆地质》2024年第01期摘要：准噶尔盆地南缘是重要的油气勘探地区，也是研究盆地构造属性、沉积环境演化的重要区域。
南缘下侏罗统三工河组由上部主体浅青灰色-灰绿色长石岩屑砂岩、粉砂质泥岩、泥质粉砂岩和下部土黄色长石岩屑砂岩、含砾粗砂岩、砾岩组成，对上部样品进行岩石学、岩相学和地球化学研究显示：样品化学蚀变指数（CIA）为77.57，反映物源区经历中等风化作用；碎屑物质磨圆和分选较差，表明沉积物搬运距离短，成分成熟度低；Cu/Zn、V/Cr、V/（V+Ni）、Ni/Co及U/Th值指示古沉积环境为富氧的氧化环境-贫氧过渡环境；Sr/Cu、Al2O3/MgO值指示温暖湿润的气候特征；Li，Sr，Sr/Ba，Th/U值指示淡水环境；综合岩相学特征认为，其上部主体为浅湖亚相沉积，下部为辫状河三角洲平原亚相沉积。
样品中含流纹岩岩屑，La/Th-Hf、La/Sc-Co/Th和Ni-TiO2判别图指示三工河组源岩主要来自于上地壳长英质火山岩；出现少量安山岩岩屑和Th/Co、Th/Cr比值显示源岩有少量中-基性岩。
通过样品与不同构造背景杂砂岩成分对比、Th-Co-Zr/10、La-Th-Sc、Th-Sc-Zr/10判别图显示物源区应为大陆岛弧构造背景。
关键词：准噶尔盆地南缘；三工河组；地球化学；沉积环境；构造背景准噶尔盆地南缘下侏罗统分为八道湾组和三工河组，属同一沉积旋回。
八道湾组为南缘主要烃源岩层位之一[1-3]，三工河组同样具有油气成藏条件[4，5]，具较好的油气藏勘探前景。
三工河组广泛分布于准噶尔盆地大部分区域。
前人研究结果表明，不同区域沉积特征存在一定差异[4-13]。
前人对南缘和临近中央凹陷三工河组的研究主要围绕着沉积特征[6-8]、砂体结构和水动力条件[9-13]，认为区域内沉积水体水动力条件自早期辫状河三角洲相到晚期湖泊相逐渐减弱[14-15]，早期发育有河道强、弱冲刷叠置砂体组合等多种砂体组合样式[10]。
地球化学与沉积学揭示沉积岩的成因和环境演化
地球化学与沉积学揭示沉积岩的成因和环境演化地球化学和沉积学是研究地球表层岩石成因和地球历史环境演化的重要学科。
通过地球化学和沉积学的研究，我们可以揭示沉积岩的成因及其所记录的地质历史信息。
本文将从地球化学和沉积学的角度来探讨沉积岩的成因及其环境演化。
地球化学是研究地球物质组成、构造和演化的学科。
通过分析地质样品中的元素含量、同位素组成以及化学物质之间的相互作用，地球化学家可以了解岩石的成因以及地球演化的过程。
在沉积岩的研究中，地球化学可以用来确定沉积物物源、沉积环境以及化学反应的发生过程。
沉积学是研究沉积物的形成、变质及其地质意义的学科。
通过对沉积岩中沉积物粒度、沉积结构和沉积构造的研究，沉积学家可以推测沉积岩的形成环境、古地理环境以及地质事件的发生过程。
沉积物的形状、结构和组成可以为我们提供关于古环境的重要信息。
地球化学和沉积学的结合可以为我们解读沉积岩的成因和环境演化提供更加全面的了解。
通过对沉积岩样品中的元素含量和同位素组成的分析，我们可以确定沉积物的物源。
不同地质环境下的沉积物具有不同的元素和同位素组成，通过对比沉积岩和潜在物源的元素和同位素特征，我们可以判断沉积物是来自陆地还是海洋，以及沉积物的主要来源。
另外，在沉积过程中，化学反应也起着重要的作用。
通过对沉积岩中不同元素的分布和同位素组成的分析，我们可以了解化学反应的类型和程度。
例如，针对含有有机质的沉积物，地球化学家可以通过分析其中的有机碳含量和碳同位素组成来推测古代环境中有机质的来源和分解程度，进而判断该沉积物是在富含氧气的海洋环境还是缺氧的湖泊/河流环境中形成的。
而沉积学的研究则关注沉积物的形态特征和内部结构。
通过分析沉积岩中的粒度组成和沉积结构，我们可以推测沉积物形成时的流体条件和流速。
例如，沉积岩中颗粒的大小、排序和分选程度可以告诉我们沉积物是在湖泊、河流、海滩还是深海环境中沉积的。
沉积岩中的沉积结构，如层理和波纹状结构，还可以提供关于沉积物沉积时的风、水流动力条件以及沉积物运移方式的信息。
5-4_沉积环境的主要判别标志(7-8)
1.元素地球化学 (1) 古盐度的测定 硼法、元素比值法、 沉积磷酸盐法 (2) 氧化还原条件 (3) 古水深标志 (4) 源区分布 2.稳定同位素 (1)古温度测定 (2)古气候分析 (3)古盐度测定
14/47 (1) 古盐度的测定 硼法: Walker 和 Price（1963）据前人 资料及自己的研究成果证明了粘 土中硼主要富集于伊利石中，并 成功地把硼、伊利石含量和古盐 度联系起来，为盐度的定量计算 奠定了基础。 <100ppm为淡水 200－300ppm为半咸水 300－400ppm为正常海水 >大于400ppm为超咸水
18/47 (3) 古水深标志 用古生态法和遗迹化石标志恢复盆地 的古水深。 元素的聚集与分散与水深度（离岸距 离）有相关性。元素在沉积作用中所发 生的机械分异作用、化学分异作用、生 物生理作用、生物化学作用的结果。
由滨岸向深海，Fe、Mn、P、Co、Ni、Ca、Zn等增加，其中 Mn、Ni、Co、Cu含量升高。海洋沉积物中Mn的分布主要受 沉积环境酸碱度变化和氧化还原电位的控制。一般随pH值增 大，Eh值降低，Mn+2矿物逐渐从海水中沉淀出来。此外沉积 速率也影响着Mn的分布，沉积速率低，从海水中沉淀出来的 Mn被陆源和生物成因的沉积物的稀释程度降低，故沉积物中 Mn含量增高。Co被作为定量估算古水深的标志元素。
第三节 岩矿成份和地球化学标志 一、岩矿成份标志 1.陆源碎屑成分 2.自生矿物和特殊岩石类型 二、地球化学标志 1.元素地球化学在沉积环境分析方面的应用 2.稳定同位素在沉积环境分析中的应用
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一、岩矿成份标志 1.陆源碎屑成分
主要是用显微镜和电子显微镜对岩石和矿物进行显微研究 （精细的组分、结构、构造、微相研究），提供环境分析的可 靠标志，主要包括以下二方面： 1. 陆源碎屑成分 (1)利用矿物的标型特征分析母岩类型 (2) 利用碎屑矿物组合分析母岩类型 2. 自生矿物和特殊岩石类型 (1)自生矿物 (2)特殊岩石类型
识别沉积环境的微量元素地球化学
微量元素地球化学在识别沉积环境中的应用沉积环境(Sedimentary environment)通常在沉积学上是指沉积作用进行的地理环境，它是地貌、气候、动植物、水深、水温、水动力和水化学的因素的总体结果。
由于地球表面所发生的自然作用是不同的，所以又可具体分为河流环境、湖泊环境、三角洲环境，滨海环境等地理单元。
在沉积环境进行的过程中，以各种沉积物为载体的微量元素也相应地随沉积过程的物理化学变化，而发生相应的迁移、转化、组合和分散等现象。
考虑到不同沉积环境如具有不同的水动力条件、介质性质、温度、压力和生物作用及古地貌特征等多种因素的影响, 因此在不同的沉积环境中, 元素的分散和聚集规律也就不同。
从而利用微量元素的地球化学特征来识别和恢复古沉积环境成为有力的武器。
1.微量元素地球化学简介微量元素（trace element），又称痕量元素，目前未有统一认可的严格定义。
Gast（1966）认为，微量元素是指“不作为体系中任何相的主要化学组份存在的元素”。
习惯上把研究体系（矿物、岩石等）中元素含量大于1％的称为主要元素或常量元素（major element），把含量在1％～0.1％称为次要元素（minor element），而把含量小于0.1％称之为微量元素，还有学者把含量小于1%的元素统称为微量元素，这主要取决于研究者对研究对象的兴趣和帮助。
微量元素可作为地质地球化学过程的示踪剂，在研究沉积岩，沉积环境和沉积相，矿床等基本地质问题中，提出的新的观点和方法。
至今，微量元素地球化学的研究几乎涉及地学的所有领域，包括对地幔的不均一性、古构造环境的恢复、成岩成矿物源的示踪、全球及局域环境的监测等问题的研究，成为解决许多重大地质问题的强大武器。
作为识别沉积环境的有力工具，元素地球化学也越来越起到重要的作用。
B含量、Sr/Ba、B/Ga等来分析陆相、海相、海陆过渡相等环境；利用REE含量识别古水深；P，Sr分析古气候条件；以及利用对氧化还原敏感的元素(如Mo、U、V、Ni、Ce、Eu等）能较好的恢复沉积水体的氧化还原状态。
沉积物中元素地球化学特征及其指示意义
沉积物中元素地球化学特征及其指示意义一、沉积物中元素地球化学特征概述沉积物作为地球表层环境的重要组成部分，记录了地球化学循环和地质历史的信息。
沉积物中元素的地球化学特征，不仅反映了其来源和形成过程，而且对环境变化、资源勘探和灾害预警等方面具有重要的指示意义。
沉积物中元素的地球化学研究，涉及到元素的丰度、分布、形态及其与环境因素的相互作用。
1.1 沉积物中元素的来源沉积物中元素的来源可以分为自然来源和人为来源。
自然来源主要包括地壳风化、火山活动、生物循环等过程，而人为来源则涉及到工业排放、农业活动、城市化进程等。
不同来源的元素在沉积物中的丰度和分布模式存在显著差异。
1.2 沉积物中元素的分类沉积物中的元素可以根据其地球化学行为和环境效应进行分类。
例如，可以根据元素的生物可利用性将其分为生物必需元素和非必需元素，或者根据其对环境的潜在影响将其分为有益元素和有害元素。
1.3 沉积物中元素的分析方法对沉积物中元素进行准确分析是研究其地球化学特征的基础。
常用的分析方法包括原子吸收光谱法(AAS)、感应耦合等离子体质谱法(ICP-MS)、X射线荧光光谱法(XRF)等。
这些方法各有优势，能够提供元素的定量信息和形态信息。
二、沉积物中元素地球化学特征的指示意义沉积物中元素的地球化学特征对于理解环境变化、评估环境质量、指导资源开发等方面具有重要的指示作用。
2.1 环境变化的指示沉积物中元素的丰度和分布模式可以作为环境变化的指示器。
例如，某些元素的异常富集可能指示着特定污染物的输入，而某些元素的缺乏可能反映了生态系统的退化。
通过分析沉积物中元素的时间序列变化，可以重建古环境条件和历史事件。
2.2 环境质量评估沉积物中元素的地球化学特征可以用来评估环境质量。
通过设定元素的背景值和生态阈值，可以判断沉积物是否受到污染，以及污染的程度和范围。
此外，沉积物中某些元素的形态和生物可利用性也是评估环境风险的重要参数。
2.3 资源勘探指导沉积物中元素的地球化学特征对于矿产资源的勘探具有指导意义。
沉积环境的地球化学示踪
沉积环境的地球化学示踪地球化学示踪是地球科学领域中的一种重要技术，可用于研究地球内部的物质循环和演化历史。
在沉积环境中，地球化学示踪技术的应用显得尤为重要。
本文将探讨沉积环境的地球化学示踪及其在科学领域的重要性和应用价值。
沉积环境是地球表面岩石圈、水圈和大气圈之间相互作用形成的自然环境。
沉积环境的特点包括岩石和土壤的沉积、风化和侵蚀等自然过程。
这些过程不仅影响着地球表面的形态和结构，还对地球化学示踪技术的应用提出了挑战。
地球化学示踪是通过追踪元素或化合物在不同地质环境中的分布和变化，来揭示地质历史和自然过程的信息。
常见的地球化学示踪方法包括同位素示踪、元素示踪和化合物示踪等。
同位素示踪是利用同位素在不同环境中的变化来追踪物质来源和演变过程。
例如，通过测量岩石中某种元素的放射性同位素比值，可以确定该岩石的形成年龄和地质环境。
元素示踪是通过测量岩石或土壤中元素的含量和分布，来推断沉积环境的特点和演变历史。
例如，测量岩石中钠、钾、钙等元素的含量，可以了解土壤的侵蚀和沉积过程。
化合物示踪是通过测量化合物在不同环境中的分布和变化，来研究有机物的降解和迁移过程。
例如，在研究油气的形成和运移过程中，可以运用地球化学示踪技术来追踪有机物的演化历程。
地球化学示踪技术在沉积环境的研究中具有广泛的应用价值。
在油气勘探方面，地球化学示踪可以用于判断烃类的来源、运移和聚集规律，从而提高油气勘探的成功率。
在环境污染监测方面，地球化学示踪可以用来追踪污染物的来源和扩散路径，为环境保护提供科学依据。
例如，在某地区的环境污染监测中，研究人员可以通过测量大气中不同高度上颗粒物的元素组成和同位素比值，来了解颗粒物的来源和扩散路径。
同时，结合其他地质信息和气象数据，可以进一步推断出该地区的空气质量状况和未来趋势。
又如在某油田的油气勘探中，通过测量地层中有机物的同位素比值和化合物组成，可以判断油气的生成时间和源岩类型。
这些信息对于油气的开发和生产具有重要意义，有助于提高石油采收率和降低开发成本。
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地球化学在物源及沉积背景分析中的应用
发表时间：2014-12-16T14:30:17.047Z 来源：《科学与技术》2014年第10期下供稿作者：范秋菊
[导读] 科学合理的选择地球化学技术是掌握地球化学资料，保证矿产资源勘查的关键，同时还能开创了我国资源勘查与环境调查的新局面范秋菊
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【摘要】物源分析是盆地和造山带研究中的重要内容，对分析盆地与造山带的关系及相互作用等具有重要意义。
本文对地球化学在物源及沉积背景分析中的应用进行了详细分析。
【关键词】物源分析；构造背景；常量元素；地球化学
一、前言
沉积物的地球化学特征在物源及沉积背景分析中具有非常重要的作用，前人利用地球化学在该领域取得了很多研究成果。
除了气候、地形、搬运距离和成岩作用，一般认为碎屑岩组分主要受物源区母岩性质和构造背景影响，因此，利用碎屑岩的化学成分可以判断母岩特征，并分析研究盆地沉积环境、大地构造背景和构造演化等。
二、物源分析原理
物源分析方法较多，目前应用较多的有重矿物法、碎屑岩类分析法、沉积法、裂变径迹法、地球化学法、同位素法等，其依据为不同物源在沉积物的搬运和沉积过程中呈现不同的岩性、岩相和地球化学特征响应，可以实现对岩石、矿物成分及组合特征，地层发育状况(接触关系、沉积界面等)，岩相侧向变化、纵向迭置、地球化学特征及组合变化等的研究。
本次工作以薄片鉴定、碎屑岩类法、沉积学法及碎屑骨架三角图法为主，考虑构造等因素的影响，对准噶尔盆地南缘中新生代沉积物源进行了分析。
三、源区物质组成
不同岩类克拉克值有一定的丰度特征，盆地沉积物元素丰度及其比值反映了剥蚀区的母岩性质。
ＲＥＥ在源区岩石中的丰度以及源区的风化条件是控制沉积物中ＲＥＥ的主要因素，在搬运、沉积和成岩过程中对沉积物中ＲＥＥ含量的改变甚微，因此源区岩石ＲＥＥ特征能够被可靠保存在沉积物中，砂岩的ＲＥＥ被广泛用作判别源区岩石的主要标志。
四、地球化学在物源分析中需注意问题
与其他物源分析方法相比，地球化学具有自己独特的优势，可以解决一些其他方法无法解决的难题。
但由于影响岩石化学成分的因素较多，特别是对于沉积岩，很容易受外生营力的影响，所以在分析中要结合具体地质情况进行合理解释。
碎屑沉积岩的物源属性判别和成岩构造背景识别都是基于碎屑沉积岩的化学组成特征。
然而，沉积岩形成过程中的化学风化、搬运方式和介质、迁移距离、分选作用、沉积古地理、沉积物蚀变或再循环等沉积成岩后生作用，加上沉积物物源的非单一性及不同物源区贡献差异等因素都会影响碎屑沉积岩的化学组成，为利用碎屑沉积物的地球化学特征进行物源分析及成岩构造背景判别带来多解性与复杂性。
充分认识这些因素对判别参数的影响，获取更为合理、有效的判别参数，同时应注意将多种方法相结合，扬长补短，才能使地球化学方法在物源分析及构造背景判别中的应用得到更为可靠的结果
五、沉积地球化学的运用
1.元素地球化学的应用
元素地球化学包括常量元素、微量元素、稀有元素和分散元素的地球化学。
对沉积岩无机地球化学的研究主要集中在元素和微量元素地球化学方面，利用岩石微量元素特征研究沉积岩形成的古地理环境和成岩作用环境，已成为沉积地球化学的一个重要方面，鉴于沉积区的大地构造背景、古气候、源区母岩性质、沉积盆地地形、沉积环境和沉积介质物化性质对元素分异作用的影响，长期以来，沉积学家一直在探讨并研究古地理环境对元素分散与聚集的控制，以期了解不同构造单元、不同地区、不同沉积类型及不同沉积环境的元素分布规律。
目前，元素地球化学在划分海陆相地层、分析物源区岩石成分、恢复沉积的古气候条件，利用微量元素对不含生物化石的“哑地层’进行地层对比，特别是确定沉积水介质地球化学环境、划分地球化学相上取得了较满意的效果。
目前已广泛使用某些元素、元素含量及比值如Fe、Mn、Sr、Ba、B、Ga、Rb、Co、Ni、V及Sr／Ba、Fe／Mn、V／Ni、Fe3+／Fe2+等判别海相与陆相、氧化与还原、水盆深度、盐度及离岸距离等沉积条件。
2.同位素地球化学的应用
20世纪50年代以来，同位素地球化学已成为地球化学中一门独立的分支。
在沉积学领域中，同位素地质学已成为追索物源、探讨沉积一成岩环境的重要方法。
同位素地球化学在古坏境分析中的应用尚处于初始阶段。
目前应用较多的是利用氧、硫、锶、碳的稳定同位素的分馏特点研究沉积物来源、古水温与古盐度、氧化还原条件、沉积旋回性质、确定海岸线位置和海平面升降、利用硫同位素分馏特点分析与沉积环境关系密切的开放与封闭系统等。
3.有机地球化学的应用
石油勘探发展的需要使以沉积岩，特别是碳酸盐岩和泥岩中有机质为主要研究对象的有机地球化学取得了巨大进展。
特别是从20世纪60年代起发展至今，有机地球化学已成为地球化学中又一门重要的分支学科。
有机地球化学研究主要着眼于生油岩的生烃能力分析，以进行油气资源的远景评价。
在这一研究过程中，基于沉积岩有机质的丰度与演化不仅与埋藏史、地热演化史有关，而且受沉各环境制约的认识，一些地球化学家和沉积学家根据气候、环境、水介质条件与原始生油母质的关系，探讨了不同沉积环境的有机质特征并提供了与原始沉积环境有关的某些有机地化指标，特别是气相色谱-质谱联用仪的发明，使人们识别、鉴定出许多新的生物标记化合物，这些有机化合物不仅可以作为油源对比的“化石’，而且由于某些化合物的埋藏演化中的相对稳定性，还可以根据它们与现代生物有机组成的关于推断有机质原始堆积条件。
近些年来，有机地球化学工作者提出并运用“有机相”的概念研究有机质类型、有机质来源与沉积环境的关系，有关某些有机地球化学参数的环境意义的论证基础及使用价值也正在进一步探讨中。
4.现代沉积地球化学环境的研究
与沉积相和沉积环境研究一样，沉积学家和地球化学家在运用地球化学资料进行古地理分析时，也同样使用了“将今论古”这一沉积学研
究的基本方法和基本准则。
近几十年来，沉积学家对现代沉积环境，包括三角洲相、浅海相、深海相以及湖相细粒沉积物的沉积学、矿物学和地球化学进行了研究，其中包括对世界最大的滞留盆地—黑海底部沉积物以及红海、波斯湾的沉积特征、湖水介质、有机地球化学、无机地球化学及同位素地球化学的研究。
黑海地质为底部缺氧还原型湖泊的研究提供了大量可比性现代沉积资料。
现代大洋和深海沉积的研究，长期以来一直受到沉积学家的关注。
根据对现代沉积所建立的有关黑页岩的成因模式、无机相和有机相分析极大地促进了对古代黑页岩形成条件的研究和其经济意义的评价。
六、结束语
科学合理的选择地球化学技术是掌握地球化学资料，保证矿产资源勘查的关键，同时还能开创了我国资源勘查与环境调查的新局面，进而促进了我国矿产资源开采业的持续发展。
参考文献：
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[3] 龚玉爽.海南省长塘岭钨多金属矿区土壤地球化学特征及成矿预测[D].中南大学.2013（09）：80-84.。