南海不同沉积环境黄铁矿的矿物学及原位微区地球化学研究

黄铁矿是沉积物和沉积岩中的常见矿物,其地球化学特征能够明确指示周围的沉积环境。然而,黄铁矿地球化学特征的差异性及形成过程中的控制因素尚不清楚。本研究利用扫描电镜和激光剥蚀电感耦合等离子体质谱对南海不同沉积环境黄铁矿形貌和原位微区主微量元素特征进行了研究。结果表明,SH-CL38站位黄铁矿含量与δ^(34)S值呈镜像关系,代表了正常海洋沉积环境下形成的黄铁矿受有机碎屑硫酸盐还原作用的控制;而F站位碳酸盐颗粒极低的δ^(13)C值(-45.55‰)表明该站位发育甲烷渗漏,黄铁矿的形成与硫酸盐驱动的甲烷厌氧氧化过程有关。2个站位黄铁矿微区的地球化学分布明显存在差异:SH-CL38站位黄铁矿的Mn、Co、Ni、Mo和Sb含量相对于F站位含量高,可能是铁锰(氢)氧化物的还原性溶解导致的;而F站位黄铁矿的Cu、V、As和Cd含量相对于SH-CL38站位高,可能是受到有机质矿化作用的影响。黄铁矿颗粒的Ca和Mg含量表明F站位的甲烷渗漏条件下由于优先沉淀了低Mg高Ca的自生方解石,导致后期沉淀的黄铁矿具有高Mg低Ca特征。2种不同沉积环境中黄铁矿的形貌特征和微量元素含量的差异表明黄铁矿的矿物学和地球化学特征可以用来识别甲烷渗漏。

激光法产生球烯负离子

C_(60)及其他具有封闭结构的球烯(Fullerene)的产生与研究是当今化学界的热门课题。我们在自制的仪器上,以脉冲激光束在高真空中溅射单质碳样品,产生球烯的正负离子。最近又在相同条件下记录了煤、稠环芳香烃等10余种有机物的负离子质谱,发现其中许多物质均能产生球烯负离子,且质谱特征十分相似,与以往观察的正离子质谱有明显不同。实验结果揭示了球烯负离子的激光产生与样品组成和结构的关联。 实验装置另文介绍。激光波长532nm,脉冲7ns,功率密度接近10~8W/cm^2。

利用用ICP－MS研究桂林寨底地下河系统中碳酸盐岩稀土元素特征及其形成环境

稀土元素是研究沉积岩的形成条件及环境特征的重要指标,本文以桂林寨底地下河系统中岩石样品为研究对象,采用激光剥蚀电感耦合等离子体质谱进行稀土元素测试分析,研究了该地区碳酸盐岩的形成环境。结果表明:碳酸盐岩的稀土总量(∑REEs)偏低,不同地层岩性间的∑REEs具有一定差异性,总体上信都组泥质粉砂岩(D2x)的∑REEs最高,其次为融县组(D3r)厚层灰岩和桂林组灰岩(D3g),东村组厚层灰岩(D3d)和额头村组灰岩及白云质灰岩(D3e)的∑REEs较低。整体上表现为重稀土元素相对于轻稀土元素富集的特征,且Ce具有较明显的负异常,而Eu无异常或异常不明显,不同于碎屑岩的轻稀土相对富集、Eu负异常、Ce无异常或异常不明显的特征。这些特征表明研究区碳酸盐岩的形成环境为氧化-海相碳酸盐岩沉积环境,可为定量化判别岩溶区碳酸盐岩形成环境提供依据。

江西冷水坑火山-侵入杂岩LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄及地质意义

江西冷水坑矿田是武夷山地区重要的银铅锌矿集中区之一,以斑岩型矿床和火山沉积-热液改造型矿床为特色,前人对冷水坑矿床的成岩成矿作用、控矿构造、成矿模式等开展了大量的研究,但对不同地质体与成矿的先后关系、岩浆活动期次与成矿作用的关系研究相对薄弱。本文对打鼓顶组火山岩和含矿花岗斑岩进行了激光剥蚀电感耦合等离子体质谱（LA-ICP-MS）锆石U-Pb年代学研究,结果表明打鼓顶组底板、顶板晶屑凝灰岩形成时代分别为161.3±1.3 Ma、160.75±0.96 Ma,含矿花岗斑岩形成时代为168.09±0.80 Ma,结合以往研究资料,将冷水坑矿田火山-侵入岩岩浆活动划分为3个期次：第Ⅰ期火山-侵入岩浆活动形成于164~170 Ma;第Ⅱ期火山-侵入岩浆活动发生于157~161 Ma,为火山沉积-热液改造型矿床和斑岩型矿体的主要成矿时代,岩浆活动和成矿时代基本一致;第Ⅲ期火山-侵入岩浆活动时限为140~146 Ma。也暗示华南冷水坑等地晚侏罗世火山岩形成于华南中生代构造体制转换的关键时期,为华南晚中生代构造背景的研究提供了重要地质依据。

基于原位多元素成像分析龙马溪组笔石成因及地质意义

上扬子地区龙马溪组黑色页岩富含笔石,多以碳质薄膜形式富集于富有机质层段。前期研究多关注笔石形态和成岩后的演化过程,对笔石埋藏和早成岩阶段所经历地球化学作用的研究较少,笔石成因仍缺乏直接证据。本文利用激光剥蚀电感耦合等离子体质谱(LA-ICP-MS)技术对宁203井龙马溪组笔石进行原位微区多元素扫描成像,对主量成矿元素分布与富集程度进行解析,发现了碳质薄膜笔石体表面富集Mg、Al、Si、Fe元素,富集倍数在1.5~10倍以上,Sr/Ba值(1.4~2.3)则明显低于围岩(>5.0),指示黏土矿物包埋是笔石碳化的主要途径,包埋形成的硫化微环境导致部分笔石发生黄铁矿化。结合面笔石率、有机质、黄铁矿、黏土矿物含量和δ^13Corg值的剖面垂向变化及相关性分析,提出早期微生物席繁盛和后期硫酸盐还原菌繁盛导致水岩界面孔隙水普遍缺氧,是笔石和有机质大量埋存的主要原因。本研究结果不仅揭示了龙马溪组笔石的埋藏矿化机制,也为有机质富集和黑色页岩形成的控制因素研究提供了新思路。