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中國地質大學微量元素是什麼意思

發布時間:2022-05-29 05:20:31

㈠ 礦物質、微量元素、礦物微量元素這三者有何區別請詳細說明。

廣義的礦物質就是指的自然界存在的無機物。
狹義的就是指的人體所需要的各種無機元素。諸如鉀,鈣 鈉 鎂 鐵 硒等等。存在方式一般以各種無機鹽或者有機鹽的形式存在,在肌體內以離子態吸收。

人體內含量甚微,低於體重0.01%的那些元素,稱為微
量元素。人體內的微量元素雖然含量很少,但對人體健康卻起
著重要的作用。它們做為酶、激素、維生素、核酸的成分,參與
生命的代謝過程。從某種意義上說,微量元素比維生素對機體
更需要。目前已發現的微量元素有20餘種,已知鐵、碘、銅、
猛、鋅、鑽、鉻、硒、紹、氟、硅、錫、釩等微量元素與機體的生命
活動關系密切。

至於礦物微量元素是什麼,我就不太清楚了...不好意思~

㈡ 微量元素是什麼意思孩子缺微量元素的表現有哪些

缺鐵性貧血的兒童經常面色蒼白、疲勞、易怒、注意力難以集中。鋅:缺鋅時免疫力下降,常發生呼吸道感染;味覺喪失,厭食,食物攝入減少;記憶力下降,身高體重發育落後於同齡孩子。銅:以銅酶的形式參與鐵的利用和造血過程。銅的缺乏包括色素減退性貧血、皮膚色素減少、青少年白發等。硒:研究表明,缺硒影響身體發育,特別是導致幼兒,近視也與缺硒有關。碘:是合成甲狀腺素的主要原料。

缺鋅如果家裡的孩子厭食,偏食味覺障礙,身材矮小,身體發育不良,免疫力下降,經常感冒發燒,要注意,孩子缺鋅的可能性很大。家長要注意多給孩子補鋅的食物,比如魷魚、牡蠣、核桃、動物肝臟等。這些食物如果補充鋅會很好。維生素A缺乏症如果孩子視力在夜間,看不清,或者眼睛干澀失去光澤,或者皮膚脫皮,指甲變得脆弱易折等。這些表現都說明孩子缺乏維生素a,因此,家長要注意孩子平時的表現,家長要注意讓孩子多吃能補充這一元素的食物。

㈢ 微量元素概念

雖然微量元素豐度很低,只是組成我們所研究體系的很小一部分,由於以下原因,它們所提供的地球化學和地質學信息量的宏大與重要卻與它們的豐度不成比例。首先,微量元素的含量變化幅度遠大於主量元素,經常達到許多數量級 (圖5-1)。這是由於微量元素的含量變化范圍不像主量元素那樣受到限制或相互制約,後者總量之和必須達到100%,因此它們的含量不是獨立的,而是相互制約的。其次,微量元素涵蓋的元素種類遠大於主量元素。在大多數地球化學體系中,10 種或少於 10 種的主量元素構成了體系99%以上的組成,餘下80 種微量元素雖然含量所佔份額很低,但每個元素都有其特殊的化學性質,甚至是獨特的性質,每種元素的含量變化均蘊含著獨特的地球化學信息。因此微量元素所提供的信息量遠大於主量元素。第三,一個元素的含量越低,它的行為越有可能具有規則,即溶液化學的理想行為,越不易受到與其絕對豐度有關因素的影響。因此微量元素可以提供控制岩石演化外部變數的信息 (White,2013;Shaw,2006)。

圖5-1 西班牙中部 Pena Negar 雜岩體 83 個花崗岩類岩石的分析數據

(據Shaw,2006)

表明微量元素 Li和B的含量變化范圍超過2個數量級,而主量元素SiO2 和K2 O的變化范圍則很小。微量元素含量對於形成條件的變化更為敏感

微量元素的行為變化很大,且有選擇性,對於主量元素不敏感的過程非常敏感。比如地幔中發生部分熔融的深度,地幔熔融形成熔體的組成與壓力的關系不大,即總是形成玄武岩漿。然而一定的微量元素對於部分熔融的深度卻十分敏感,這是由於微量元素的分配系數是壓力的函數。在更大尺度上,地幔的組成似乎是相對均一的,或者至少在產生玄武岩漿的那部分是均一的,實際情況也確實如此,因為僅僅根據形成的岩漿中的主量元素很難證明地幔的非均一性。與此形成鮮明對比,已有充分證據證明地幔中微量元素的濃度變化范圍相當大,微量元素特別是與同位素比值結合在一起,能夠提供顯示不同地幔儲庫變化的化學指紋。

什麼是微量元素? 從字面意思上,是指以低豐度存在於岩石、礦物或流體中的元素。一般習慣於將各種地質體系中呈微量或痕量 (<0.1%)的元素稱為微量元素。地球化學中的主量元素 (major elements)是指使得地球化學樣品具有鮮明特點,即構成樣品中主要礦物的元素。例如,燧石灰岩中的主量元素包括Ca、C、Si和O。對於大多數普通岩石來說,人們常將O、Si、Al、Fe、Ca、Mg、Na、K、Ti這九種組成地殼和地幔質量 99%的元素稱為主量元素。

微量 (trace)元素,又可以稱為痕量元素,是指那些不形成特徵礦物的元素,或不構成體系中化學計量組分的元素,或對礦物/熔體組成不構成化學計量約束的元素。這一定義尚有些模糊:一方面一個元素在一個體系中是微量元素,在另一個體系中卻不是。如元素 K在大洋中脊玄武岩中的豐度很少超過1500×10-6 ,從來不能以自己獨立相的形式存在,應是微量元素,但在花崗岩中肯定不是一種微量元素。此外,上述定義也不適用於流體體系。如海水只有一個相——流體相,因此沒有化學計量的問題。除了Cl-

、Mg2+、Ca2+、K+和Na+ (當然還有H2 O)以外,其他都是微量元素。微量元素的第二個定義是指在相當大程度上不會影響體系的化學或物理性質的元素。這也有問題,如微量元素或至少是少量元素可以影響礦物的顏色,如鉻透輝石的綠色等;再如CO2 ,在大氣圈中的豐度只有360×10-6 ,但卻對大氣圈對於紅外輻射的透明度甚至氣候產生深刻的影響。微量元素的第三個定義 (嚴格定義):只要在所研究的客體 (地質體、岩石、礦物等)中的含量 (活度/濃度)低到可以近似地用稀溶液定律描述其行為,該元素可稱為微量元素 (Marshall et al.,1999;White,2013)。表明微量元素都是具有足夠稀釋濃度的元素。

在微量元素和主量元素之間還可以劃出一類稱為少量元素 (minor elements),又稱為副元素 (Hawkes et al.,1962;Shaw,2006)。這類元素是指構成重要副礦物的主要組成和/或在較大程度上進入主要礦物結構的元素。它們的豐度在 0.1%~1%之間,或0.1%~0.3% (Marshall et al.,1999)。如 H、C、S、K、P、Ti、Cr、Mn、F等,有時在它們構成相的化學計量組成意義上是主量元素,形成磷灰石、螢石和鋯石等。少數情況下,許多微量元素也可以形成自己的獨立礦物,在其中成為主要組分。例如鉻鐵礦(FeCr2 O4 )中的Cr和獨居石 (Ce,La)PO4 中的Ce和La等。

由於微量元素在體系中的低濃度 (或活度),使得它們難以形成一種獨立相,而是以次要組分存在於其他組分所形成的礦物固溶體、熔體或溶液中。

在礦物中,微量元素主要以下列形式存在:

表面吸附 (surface adsorption) 外來離子被吸附在晶體表面的擴散層內,與那些化學鍵不完全飽和的表面原子呈靜電相互作用;

吸留 (occlusion) 在晶體的增生中吸附在晶面的雜質被後來增生的晶層所圈閉;

在固溶體中呈類質同象替代主要組分 在晶體晶格的規則位置微量元素替代主要組分;

間隙固溶體 (interstitial solid solution) 與上類似,只是微量元素占據的是晶格中的間隙位置。

目前的測定表明在很低的痕量 (ultratrace concentration levels)水平上,前兩種情況可能起作用。其中第一種情況主要與具有高表面質量比的礦物有關,如膠體的情況。後兩種作用是在地球化學中最為重要的過程,可以歸結為熱力學原因。所以大多數情況下微量元素在礦物中是呈固溶體形式存在的 (Ottonello,1997)。

㈣ 微元素是指什麼是微元素

微量元素與人體健康的關系得到了充分的認識,人們更加關心如何補充微量元素。微量元素在人體內是一個平衡過程,如果某種元素供給不足,就會發生該種元素缺乏症;如果某種微量元素攝入過多,也可發生中毒。適時地檢測人體內的微量元素含量,掌握體內微量元素的變化規律,以便有的放矢的是微量元素。人體是由多種元素構成的,根據元素在體內含量不同,可將體內元素分為兩類:其一為常量元素,占體重的,它們構成機體組織,並在體內起電解質作用;其二為微量元素,占體重的左右,每人每日需要量在mg以下,這些微量元素在體內含量雖然微乎其微,過程中卻能起到十分重要的生理作用。

㈤ 微量元素是什麼意思

動物機體內,除碳、氫、氧、氮等組成的有機物質外,其餘的一些金屬及非金屬元素稱為礦物質。根據礦物質在體內含量的多少分為常量元素和微量元素兩大類。占體重0.01%以下的礦物質稱為微量元素,如錳、硒、碘、鋅等。雖然微量元素在體內含量很少,但其在動物生理活動及生長發育中都起著重要的作用,如果微量元素不足就會引起代謝紊亂,生長發育停滯,生產性能下降,對疾病抵抗力降低等反應,嚴重的可直接引起群發病而造成大批死亡。但微量元素食入過多,也會引起中毒反應。

㈥ 微量元素是一把雙刃劍是什麼意思

(1)微量元素顧名思義就是體內量極少,但卻是許多酶的的活性成風,在新陳代謝中起著重要的作用。如,鉻:三價鉻與胰島素介導的反應,為葡萄糖的代謝所必需,缺乏時有糖尿病樣症狀出現葡萄糖耐量降低,運動失調,外周神經疾病和精神錯亂等。 銅:銅存在於血漿銅蛋白中,這是形成鐵蛋白的所必需的氧化物酶,銅還是另一些酶的成分。可以認為銅對血細胞生成,結締組織形成及中樞神經功能很是重要。缺乏時引起嗜中性白細胞缺乏症,貧血和繼發性缺鐵。 (2)雖然微量元素的缺乏時有很多危害,但是由於它們在人體的需要很少,多數人體並不缺乏,主要用於長期依靠動脈營養的患者。常言道:是葯三分毒。我們必須看到過量攝入並無必要,甚至會對人體有害。 銅:過量可引起急慢性中毒,出現惡心、嘔吐、上腹部疼痛、腹瀉、急性溶血和腎小管變性。蓄積在肝臟則出現肝豆狀核變性。 鋅:服用過量的鋅可引起銅和鐵缺乏症,因為鋅干擾二者的吸收和利用。並可出現惡心、嘔吐、頭痛、發冷、發熱和上腹部疼痛。 (3)微量元素就是一把雙刃劍,用的好可以祛除疾病強健身體,用不好就傷對自身有傷害。

㈦ 19種微量元素是什麼意思

人體是由60多種元素所組成.根據元素在人體內的含量不同,可分為宏量元素和微量元素兩大類.凡是占人體總重量的0.01%以上的元素,如碳、氫、氧、氮、鈣、磷、鎂、鈉等,稱為宏量元素;凡是占人體總重量的0.01%以下的元素,如鐵、鋅、銅、錳、鉻、硒、鉬、鈷、氟等,稱為微量元素(鐵又稱半微量元素).微量元素在人體內的含量真是微乎其微,如鋅只佔人體總重量的百萬分之三十三.鐵也只有百萬分之六十.

㈧ 微量元素檢查表是什麼 意思

人體是由60多種元素所組成.根據元素在人體內的含量不同,可分為宏量元素和微量元素兩大類.凡是占人體總重量的0.01%以上的元素,如碳,氫,氧,氮,鈣,磷,鎂,鈉等,稱為宏量元素;凡是占人體總重量的0.01%以下的元素,如鐵,鋅,銅,錳,鉻,硒,鉬,鈷,氟等,稱為微量元素.微量元素在人體內的含量真是微乎其微,如鋅只佔人體總重量的百萬分之三十三.鐵也只有百萬分之六十.

㈨ 微元素是什麼

原始定義 古希臘人認為宇宙萬物由水、火、土、氣組成,稱為"四元素說",火元素、氣元素兩種輕元素會向上飄,土元素、水元素兩種重元素會向下沉,四種元素按一定的比例組成各種物體.在古中國,也有相似的觀點,我們的的祖先認為宇宙萬物由金、木、水、火、土組成,稱為"五行說".當然,在今天這些都是錯誤的定義了. 化學: 元素指自然界中一百多種基本的金屬和非金屬物質,它們只由幾種有共同特點的原子原子組成,其原子中的每一核子具有同樣數量的質子,用一般的化學方法不能使之變得更為簡單,並且單獨地或組合地構成一切物質。是化學元素的簡稱。 元素的精確定義:具有相同核電荷數(或具有相同質子)的一類原子的總稱. 原子和離子的區別:原子不顯電性,離子顯電性. 質子數量相同,中子數量不同的原子或離子也屬於相同的元素,質子數相同,中子數量不同的原子或離子被稱為同位素. 定義: 是具有相同質子數(核電荷數)的同一類原子的總稱。 中文命名 元素以部首來表示常溫(298K)時之物態: 「釒」為固體金屬。例:銅、銠 「石」為類金屬。例:硅、碳 「氣」為氣體。例:氧、氟 「氵」和「水」為液體。例:汞、溴 除了從古代中國就發現而且常用的元素(金、銀、銅、鐵、鉑、錫、硫、碳、硼、汞、鉛),元素的名稱是十九、二十世紀創造的,組成由個部首和表示讀音的部分。讀音部分幾乎全部是大約根據歐洲和北美洲現代或中古化學家或地方的名稱(參見#歐文命名)的第一個音節,例如: Er(Erbium)=釒+耳→鉺 Nd(Neodymium)=釒+女→釹 Eu(Europium)=釒=+有→銪 Ka(Kalium)=釒+甲→鉀 Na(Natrium)=釒+內→鈉 Sb(Stibium)=釒+弟→銻(用第一音節的一部分) I(Iodine)=石+典→碘(用最後音節) Ar(Argon)=氣+亞→氬(用第一音節的一部分) 少數部分元素中文名字是描述特色: 溴:味道臭 氯:顏色綠 氫:重量輕 氮:「淡」取沖淡空氣之意 磷:發磷光或磷火 氧:「養」取支持生命之意 歐文命名 因為歐洲語文有親切的關系,除了那些各語文從遠古就知的,所用的元素名稱都是非常類似,因為科學名稱都來源於新拉丁文。大部分元素結尾是「-ium」,一些羅馬語系語文結尾「-io」。例如,鉕在常見歐文是: 新拉丁文、英文、德文、荷蘭文、丹麥文、瑞典文、挪威文、捷克文:Promethium(大部分大寫) 法文:prométhium 西班牙文、義大利文:prometio 葡萄牙文:Promécio 波蘭文:promet 加泰隆文:prometi 愛沙尼亞文:promeetium 和中文元素名字不一樣的是歐文元素名字大部分是描述特色,其它: 20個左右來源於地名(全部歐美): Germanium(鍺):德國。 Yttrium(釔)、Terbium(鋱)、Ytterbium(鐿):這三者都瑞典小鎮伊特比。 10個左右來源於人或神名,例: Curium (鋦):居里夫人。 Promethium(鉕):普羅米修斯,古希臘神話中偷火被處罰的神。 數學: 集合是數學的基本概念之一.具有某種特定屬性的事物的全體稱為"集".而元素就是組成集的每個事物.研究集的運算及其性質的數學分支叫做集論或集合論 集合的定義很廣,不僅限於數學,在生產生活中對於集合的使用也是很廣泛的,而組成特定集合的具有特定屬性的事物全部都可以稱做元素.所以元素的定義也很廣泛.

㈩ 微量元素地球化學特徵及地質意義

通常把岩石中含量低於1%的化學元素稱為微量元素。微量元素所包含的具體元素則是相對的,而非一成不變,即某一種元素在某一種岩石中是微量元素,而在另一種岩石中就成為常量元素或主要元素了。因此,在分析微量元素時,必須指明其賦存的岩石名稱或類別。例如鐵,在石灰岩和白雲岩中是微量元素,但在鐵質岩中是主要元素了。沉積岩中的微量元素,主要是經類質同象方式存在於碎屑礦物、碳酸鹽礦物、粘土礦物的晶格中,或以吸附方式存在於粘土礦物和沉積有機組分中。沉積分析中常用的微量元素有:Li,Be,B,Ti,V,Cr,Ni,Cu,Zn,Rb,Sr,Zr,Mo,Ba和稀土元素。按元素周期表,依化學性質分類,可以有稀鹼金屬(Li,Rb,Cs等),稀有元素(Be,Nb,Ta,Zr,Hf等),稀土元素(La,Ce,Nd等),過渡族元素(Fe,Co,Ni,Cu,Zn等)。按戈爾德斯密特的元素地球化學分類系統,有親石元素、親鐵元素、親銅元素、親氣元素等。

沉積物中的某些特徵微量元素化學性質較為穩定,主要受物源影響,相對獨立於沉積環境和成岩作用,在風化剝蝕、搬運、沉積、成岩過程中其含量基本保持不變,在物源區和沉積區具有一定的可比性。在沉積過程中,沉積物與水介質之間有著復雜的地球化學平衡,如沉積物與水介質之間的元素交換以及沉積物對某些元素的吸附等。這種交換和吸附作用除與元素本身性質有關外,還受到各種環境的一系列物理化學條件的影響,因此在不同沉積環境中,元素的分散與聚集的規律也不相同。這就為利用沉積物中微量元素及其含量進行古環境分析提供了理論依據(Miller,1993;Bailey,1996;Reinhardt,1998)。微量元素在岩石或礦物中含量甚微,在地球化學過程中其濃度可發生明顯變化,有些元素在海洋沉積物中含量較高,而有些則在大陸沉積物中含量較高。通過對沉積岩中微量元素含量及分布,尤其是一些相關元素比值的研究,可以推斷沉積環境,反演當時的地質條件。目前,常用沉積岩中的Sr,Ba,V,Ni,Co等微量元素的含量及其相關比值的大小與變化來研究古沉積環境特徵。

(1)微量元素地球化學特徵及其物源指示意義

A.微量元素含量

本次研究利用川東南地區志留系小河壩組37件樣品所測得的Zn,Co,Ni,Ba,V,Cu,Sr,Mo,Th,Zr,Cr,Ga,Sc,La,U等15種微量元素含量,小河壩組砂岩微量元素分析結果見表3.9和采樣地見圖3.5,與Taylor&Mclennan發表的大陸上地殼微量元素值相比,本區小河壩組砂岩微量元素中親鐵元素(戈爾德斯密特分類)Co,Ni,Mo的豐度都大於地殼豐度;親石元素特別是Cr的豐度大大高於上地殼豐度,而Sr大大低於地殼豐度值,Sc,Ba與上地殼豐度相近;親銅元素如Ga,Zn略高於地殼豐度值,而Cu略低於地殼豐度值。

表3.9 川東南-湘西志留系小河壩組砂岩微量元素地球化學分析數據(μg/g)

續表

注:數據測試在中國科學院青島海洋研究所分析與檢測中心進行;上地殼豐度引自Taylor和Mclennan。

B.沉積構造背景判別

陸源碎屑岩中的微量元素(包括部分稀土元素)具有較大的穩定性,尤其是La,Th,Ti,Zr,Sc等元素,在風化搬運和沉積過程中很少受其他地質作用的影響。其含量變化與構造背景之間有著內在的必然聯系,可以反映物源區的大地構造背景、構造演化特徵。因此,陸源碎屑的微量元素地球化學特徵更適宜於研究源區類型及其大地構造背景(Bhatia,1983,1986)。對碎屑岩所處沉積構造環境的判別,近些年來國內外許多學者通過對一些已知構造環境的砂岩、泥岩的研究後取得了許多共識,並形成了利用砂岩來判別構造環境較統一的基本思想,即不同的構造環境處於不同的地球動力學條件,而地球動力條件又決定著沉積盆地類型,進而決定著沉積物的源區類型沉積作用過程。Bhatia&Crook(1981,1983,1985,1986)等研究了東澳大利亞五個已知物源區構造環境的古代泥岩及雜砂岩的微量元素地球化學特徵,發現微量元素含量與源區類型和構造背景之間存在對應關系,並提出了不同構造環境下的沉積岩微量元素Zr-Th,La-Sc-Th和Th-Sc-Zr/10三相判別圖解。利用元素協變圖解可以直觀、有效地識別雜砂岩形成的構造環境。Bhatia這些判斷數據、圖解得到了地質學界的認可和廣泛應用(和政軍,2005,2003)。

圖3.12是川東南地區志留紀小河壩組砂岩Zr-Th,La-Th-Sc,Th-Co-Zr/10構造環境判別圖。圖3.12顯示了川東南志留系小河壩組砂岩的投點分布較零散,可能是該區志留紀小河壩期的源區具有復雜構造背景的反映。在Zr-Th圖解中,樣品比較分散,主要落在了活動大陸邊緣區域內,只有少數幾個點落在了大陸島弧及被動大陸邊緣區域內;在La-Th-Sc圖解中樣品主要落在大陸島弧以及活動大陸邊緣+被動大陸邊緣的結合部;在Th-Co-Zr/10圖解中,樣品也要主投點於活動大陸邊緣、被動大陸邊緣及大陸島弧區域內。上述判別圖解都一致證明了本區志留系小河壩組砂岩物源區具有活動大陸邊緣、大陸島弧及被動大陸邊緣構造背景。

圖3.12 Zr-Th,La-Th-Sc和Th-Co-Zr/10判別圖解

研究區志留系小河壩組砂岩的物源來自於江南雪峰山隆起(前文的稀土元素和重砂礦物都證明了這一點),該區位於揚子地台與華南古陸之間,自晚前震旦紀至志留紀這一漫長的構造-沉積演化中經歷了三個階段的板塊構造演化:裂谷作用階段(?-Z1),顯示裂谷盆地沉積作用始於前震旦紀,發育北東、北東東向裂谷盆地充填,顯示有裂谷作用的火山或火山碎屑岩沉積;被動大陸邊緣階段(Z2-O1),該時期形成了一個較為統一的被動邊緣沉積盆地,揚子區成為廣闊的碳酸鹽台地相區,江南區則為斜坡和盆地相區;活動大陸邊緣階段(O2-S1),中奧陶世前期,沉積物搬運方向始終是自西北的揚子區指向東南方的江南區。但是自中奧陶世晚期,發生了變化,沉積物搬運方向正好相反,以江南區外側最先接受粗粒沉積,發育了厚數千米的砂泥質碎屑岩。晚奧陶世,粗碎屑沉積自南東向北西有了更為明顯的推進。在湘西北一帶沉積物了深水遠源沉積,而到了早志留世,粗碎屑沉積繼續向北西推進,致使整個江南區乃至揚子區大部已隆升為陸(段太忠,1996;丘元禧,1999)。本次通過小河壩組砂岩的微量元素對源區構造背景的判別正好應證了前人對該區的研究結果。

在陸源碎屑岩中,用微量元素如Rb,Sr,Zr,Hf,Th,Cr和Sc等判斷沉積岩的沉積構造環境,具有更大的優越性(Taylor,1985;Bhatia,1986)。從川東南志留系小河壩組砂岩樣品中穩定微量元素比值來看除Zr/Hf比值僅指示大陸島弧構造環境以外,其餘Rb/Sr,Zr/Th和Sc/Cr的比值范圍均包含活動大陸邊緣、大陸島弧及被動大陸邊緣構造背景下的數值,而且都不包括大洋島弧背景下的數值(表3.10),由微量元素比值特徵得到的沉積構造背景與Zr-Th,La-Th-Sc和Th-Co-Zr/10判別圖解表現出非常好的一致性。因此,從微量元素比值特徵以及多個構造判別圖解的判別結果可以看出,川東南-湘西地區小河壩砂岩源區的構造環境具有活動大陸邊緣、大陸島弧及被動大陸邊緣構造背景而沒有大洋島弧的出現,與前人對源區的研究成果相一致。

表3.10 不同構造環境雜砂岩的特徵微量元素比值

(據Bhalia et al.,1985)

C.物源的指示意義

化學性質穩定、主要受物源影響、相對獨立於沉積環境和成岩作用、在搬運和沉積過程中其含量基本保持不變、相關性較好的兩種特徵元素含量比值可作為物源對比的示蹤指標。Taylor & Mclennan的研究表明,Th,Sc,Co等元素都有在水體中停留時間短,在風化、搬運和沉積作用中地球化學性質穩定的特徵,是指示沉積物源區化學成分相當有效的元素,因此可以通過沉積物中這些穩定元素的含量特徵來研究源區的相關性質,如La/Sc比值對於判別平均源區成分比較敏感,可作為區分基性-超基性與酸性物質成分的指標。La/Sc對Co/Th圖(圖3.13)顯示出,從基性到酸性岩漿岩系列,La/Sc比值增大,Co/Th比值呈減小的趨勢。小河壩組砂岩La/Sc值的變化范圍不大,在2.51~6.59之間,而Co/Th值均低於1,其砂岩樣品主要投點在模式平均上地殼和顯生宙克拉通砂岩之間,化學平均成分更接近於平均上陸殼成分,顯示出其化學成熟度中等。反映了該區小河壩組砂岩的母岩物質源自更老的沉積岩再旋迴沉積產物。

圖3.13 川東南-湘西地區志留系小河壩組砂岩物源區判別圖(底圖轉引自She et al.,2006)

(2)特徵元素比值對沉積環境的指示意義

通過對沉積岩中微量元素含量及分布,尤其是一些相關元素比值的研究,可以推斷沉積環境,反演當時的地質條件。目前,常用的微量元素Sr,Ba,V,Ni,Co的含量及其相關比值的大小與變化來研究古沉積環境特徵。本書分別計算了Sr/Ba,V/Ni,V/(V+Ni)等比值(表3.11)。

表3.11 川東南-湘西地區志留系小河壩組砂岩特徵微量元素比值

續表

Sr/Ba比值:Sr和Ba是鹼土金屬中化學性質較相似的兩個元素,但在不同沉積環境中由於其地球化學行為的差異而發生分離,因此很多學者用Sr/Ba比值來作為反映沉積環境一個地球化學指標(鄧平,1993;陶樹,2009;劉剛,2007;苗耀,2009)。

陸源碎屑沉積物自河流向海洋的搬運過程中,由於地球化學環境(Eh、pH、鹽度及其他離子濃度等)的改變,特別是發生海、陸相互作用的河口地區,呈游離態搬運的Sr,Ba的地球化學行為發生了分異。首先,Ba一方面由於其具有較小的溶度,當淡水和海水混合時,淡水中的Ba2+與海水中的SO2-4結合,較易形成BaSO4沉澱,另一方面由於Ba的離子半徑較大,具有比Sr小的水合能,易於被粘土礦物、膠體、有機質等吸附,使得陸相和海陸過渡相沉積物中鋇含量較高,從而進入海洋中的鋇較少,海水中鋇含量遠低於鍶(海水中鋇平均為0.02μg/g,鍶平均為7.668μg/g);其次,Sr一方面具有比Ba較大的活動性,在搬運過程中不易形成化學沉澱,與Ba相比被粘土礦物、膠體、有機質等的吸附能力也較弱,因而游離態的Sr大部分被搬運入海,使得海水中Sr遠大於Ba,因而海相沉積物中Sr含量高於Ba。從而使得陸相沉積物相對富Ba貧Sr,而海相沉積物相對富Sr貧Ba,從陸向海Sr/Ba逐漸增大。上述Sr和Ba的沉積地球化學行為特徵即是利用Sr/Ba比進行陸源碎屑沉積物海、陸相沉積環境判別的理論依據。

從Sr和Ba的分異原理可以看出在水動力條件變化較大的海陸過渡相及有大量陸源碎屑物質注入的濱海和淺海地帶,Ba2+很容易與海水中的SO2-4結合而在沉積物中富集,而Sr2+則可以繼續遷移入海,因此Sr/Ba在海陸過渡相及有大量陸源碎屑物質注入的濱海和淺海地帶小於1。本次研究的川東南小河壩組砂岩中Sr/Ba比值除BY001一個樣品大於1之外的所有樣品均小於1(表3.11),表明該區小河壩期主要為有大量陸源碎屑注入的淺水滯流沉積環境。

V/Ni,V/(V+Ni)比值:V,Ni同屬鐵族元素,其離子價態易隨氧化度變化,常用做沉積介質鹽度的指標(苗建宇,2004)。V在自然界分布廣泛而分散,地殼中V的含量為135μg/g,碳酸鹽岩中為20μg/g,頁岩和粘土中為130μg/g,Ni含量可達68~95μg/g。海水中,V,Ni主要被膠體質點或粘土等吸附沉澱,但V易於在氧化環境及酸度較大的條件下被吸附富集,Ni則在還原環境、鹼度較大的條件下更易於富集。因此,由淺海區到深海或由海水能量強的海域到海水能量較低的滯流海域,海水的氧化度、酸度降低,還原性、鹼度增加,沉積物中Ni的富集程度明顯增加,V/Ni比值降低。Lewan也指出,V/Ni比值應用到描述沉積環境中是特別有用的。V/(V+Ni)比值的變化主要由氧化還原電位控制。在缺氧環境中,V/(V+Ni)≥0.7~0.8,在貧氧環境中為0.46~0.60(李雙應,1995)。本次研究分析的37件樣品V/Ni比值為0.91~3.41,平均值為2.38,除STB001以外均大於1,其餘36個V/Ni比值反映了研究區為深水的V/Ni比值范圍。而V/(V+Ni)比值為0.48~0.77,平均值為0.70,除STB001(0.48)以外均大於0.6,多數樣品的值都大於或等於0.7。總體反映出該區小河壩期為缺氧環境。而靠近雪峰山隆起的龍山縣水田壩鄉、湘西花垣(STB001)的V/(V+Ni)比值為0.48,反映了淺水氧化環境。

U和Mo:具有多種化學價態,沉積時受氧化還原狀態影響顯著;在沉積物或沉積岩中它們多數為自生組分,成岩作用中幾乎不發生遷移,保持了沉積時的原始記錄。因此,U和Mo是恢復古海洋氧化還原狀態的理想指標。不同的微量元素具有不同的氧化還原敏感度,它們在不同的氧化-還原區間的表現是不同的。U的高價態離子可以在缺氧脫硝酸的環境下被還原並發生富集,Mo則主要富集在發生硫酸鹽還原的環境中。因此,可以利用元素的這種差異將沉積環境的氧化還原程度區分開來。當U富集而Mo不富集時,可能指示缺氧的環境;而當它們同時顯著富集則指示硫化的,即水體中含有一定量的H2S的環境(常華進,2009;Algeo,2004;Tribovillard,2006;McLennan,2001)。

沉積岩中微量元素的富集或虧損是判別古海洋氧化還原環境的重要指標,通常用平均地殼或平均頁岩中的含量作為參照標准(McLennan,2001)。若沉積岩中某元素含量比平均地殼或頁岩值高,表明該元素富集,反之則虧損。本次研究的川東南小河壩組砂岩中U的含量為1.6~5.09μg/g,平均值為3.17μg/g,Mo的含量為0.13~3.53μg/g,平均值為0.5μg/g(表3.9)相對於地殼元素豐度Mo(4.4μg/g)和U(0.045μg/g)(黎彤,1990),U富集,而Mo不富集,表明該區小河壩期主要為缺氧沉積環境。

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