沉积地球化学

沉积地球化学读书报告——不同沉积环境中地球化学组成不同沉积环境中地球化学组成摘要：运用地球化学的方法，通过研究沉积岩或沉积物中各常量、微量元素及各种同位素特征，来示踪古沉积环境，以了解当时的沉积特征。通过Sr/Ba法、硼元素法、碳氧同位素法等地球化学指标判定海相沉积还是陆相沉积及了解古盐度信息；不同气候条件下特定元素（如P、Sr等）含量及元素比值（如Sr/Cu、Mg/Ca）可指示特定的古气候条件；沉积水体的氧化还原状态可通过氧化还原敏感元素（如Mo、U、V、Ni、Ce、Eu等）的分析得到较好的恢复；古水深以及海平面的相对变化则利用了元素迁移能力的差异，通过查明不同深度带沉积的元素组合（Fe族、Mn族）、比值（Sr/Ba、Sr/Ca）及同位素（87Sr/86Sr比值）的不同加以判定，此外通过δ13C、δ34S、δ18O可用来判断海平面升降。Mn/Ti、Co/Ti、Ni/Ti比值以及Fe族元素分布规律可用来进行离岸距离判断。关键词：沉积环境；地球化学；元素特征；目录第1章沉积地球化学概述....................................................................................1第2章沉积地球化学判别沉积环境..................................................................22.1判断沉积环境的各种地球化学方法简述..............................................22.2古盐度测定..............................................................................................32.2.1硼法...............................................................................................32.2.2元素比值法...................................................................................52.2.3沉积磷酸盐法...............................................................................62.2.4锶钙法...........................................................................................62.2.6稳定同位素法...............................................................................72.3氧化还原条件..........................................................................................72.3.1铁矿物组合..................................................................................72.3.2Fe2+/Fe3+法....................................................................................82.3.3KFe系数........................................................................................82.3.4Cu/Zn、Cu+Mo/Zn方法.............................................................92.3.5稀土元素法...................................................................................92.3.6稳定同位素法...............................................................................92.4离岸距离标志..........................................................................................92.4.1元素组合法.................................................................................102.4.2元素比值法.................................................................................102.5源区分析................................................................................................112.5.1元素比值.....................................................................................112.5.2成熟度指数.................................................................................112.5.3陆源元素与Al、Ti的比值.......................................................122.5.4Mn、Co元素.............................................................................122.5.5微量元素判断物源.....................................................................122.5.6稀土元素判别物源.....................................................................122.6古温度测定............................................................................................132.6.1氧同位素的古温度测定.............................................................132.6.2硫同位素的古温度测定.............................................................142.7海平面升降............................................................................................142.7.1δ13C与全球海平面变化............................................................142.7.2δ18O与全球海平面变化............................................................152.7.3δ34S与全球海平面变化.............................................................152.8古气候....................................................................................................152.8.1微量元素法.................................................................................152.8.2稳定同位素法.............................................................................15第3章结论.......................................................................................................17参考文献..............................................................................................................181第1章沉积地球化学概述沉积地球化学是沉积学、地球化学相互渗透相互结合而产生的一门新兴边缘学科。为了有一个简单明确的概念，邓宏文将沉积地球化学是定义为：以沉积物和沉积岩为对象、研究其在沉积成岩过程中所含元素及同位素迁移、聚集与分布规律的一门科学。实际上，积地球化学涉及面甚广，包括风化产物在搬运过程中元素的迁移、形成和沉积分异规律；沉积作用过程中元素的沉积方式、沉积机制和控制因素；成岩作用中元素及同位素的转移、重新分配及其化学机制；沉积岩中化学元素及其同位素的分布与分配；岩石成分在地史时期的地球化学演化，以及地机地球化学和有机地球化学在沉积成矿中的作用等许多方面。可以概括两大领域.即：其一是研究沉积岩中化学成分、化学元素及其同位素的分布与分配、分散与集中、共生组合、迁移规律和演化历史，也就是说研究“物质的化学运动和变化过程”[1]；其二则是研究控制和影响元素及其同位素运动和变化的各种因素。沉积地球化学在古环境分析中的应用主要涉及沉积地球化学第二方面的研究内容，沉积相和沉积环境分析是沉积学领域中一门综合性很强的分支学科，它涉及多门学科的理论与应用。例如，根据生物群体与其生长环境密不可分的关系，利用古生态资料研究各地质时期的古气候、古地理而发展起来的古生态学已成为沉积环境分析不可缺少的手段。流体力学运用到沉积学中，研究床砂表面形态与水动力状况的关系，将根据水槽实验确定的水流动态予以公式化并用来解释沉积构造序列而发展起来的沉积动力学已成为沉积物沉积物理条件研究和沉积环境恢复的重要基础。现代地球物理学与沉积学相结合而产生的地震地层学，“根据地震、钻井和露头资料，结合伴生的沉积环境和岩相特征，对地层分布模式做出综合解释”的新层序地层学[2]，无疑都是沉积环境分析的重要理论依据和技术手段。同样，地球化学与沉积学相结合产生的沉积地球化学运用到古环境分析中，则能够为沉积环境分析提供物理标志和生物标志所不能反映或不能完全反映的环境地球化学信息，并利用这些信息对沉积矿产资源做出综合评价。2第2章沉积地球化学判别沉积环境沉积地球化学在古环境分析中的应用，主要包括：元素地球化学、稳定同位素地球化学及有机地球化学原理的应用。2.1判断沉积环境的各种地球化学方法简述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，