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宝应钻孔沉积物的微量元素地球化学特征及沉积环境探讨_杨竞红

 

第27卷 第5期2007年9月

第 四 纪 研 究QUATERNARY  SC I ENCES

V o.l 27, N o .5Septe m be r ,2007

文章编号  1001-7410(2007)05-735-15

宝应钻孔沉积物的微量元素地球化学

特征及沉积环境探讨

*

杨競红①②

 王 颖①

 张振克①

 J .-P.Guil bau lt ③

 毛龙江

魏 灵① 郭 伟① 李书恒① 徐 军① 季小梅

(①南京大学海岸与海岛开发教育部重点实验室,南京 210093;②南京大学地球科学系成矿作用研究国家重点实验室和南京大学海洋地球化学研究中心,南京 210093;③BRAQ -S trati graph ie ,37C he m in Coch rane ,C o m pton QC ,Can ada J0B 1L0;

④北京大学环境学院,北京 100871)

摘要  沉积物微量元素特征对指示沉积盆地演化历史、沉积环境及沉积物的物质来源具有十分重要的示踪作用。宝应沉积物的微量和稀土元素地球化学特征印证了苏北平原物质来源具有多源性,与黄河、长江具有类似的物源,并可能受基底碱性火山岩和黄土高原粉尘物质的影响。钻孔沉积物具有轻稀土适度富集、缓右倾斜型的稀土元素配分模式,呈现Ce 正异常的总体特征;海侵段的稀土含量比陆相沉积段略低。δEu 在陆相沉积中为1.16,呈微小的正异常;在海侵沉积中为0.99,基本不显示异常。稀土元素含量与沉积物粒度之间存在一定相关性:随着粒度由粗变细,稀土元素含量增加;΢REE 的高值段对应粘土含量较高,反之亦然。沉积物REE 及Rb /S r 比值的纵向变化反映了海陆交互过渡带古气候环境的波动:΢REE 的高值段与δEu 和δC e 的低值段代表了冷湿的气候环境;΢REE 和δCe 的低值与δEu 的高值段反映了暖湿润的环境信息。结合地貌、岩性及微体古生物,综合分析表明苏北平原在第四纪曾遭受了多次海水淹覆,海-陆交互堆积作用明显,从古海湾逐渐发育堆积最后由河流冲积物覆盖成陆。

主题词  微量元素 稀土元素 地球化学 沉积环境 苏北平原中图分类号   P736.4    文献标识码  A

  第一作者简介:杨競红 女 41岁 副研究员 海洋地质地球化学专业 E -m ail :yangj h @nj u.edu .cn  *国家自然科学基金项目(批准号:40271004)资助  2007-04-30收稿,2007-05-25收修改稿

1 前言

沉积物微量元素特征对指示沉积盆地演化历史、沉积环境及沉积物的物质来源具有十分重要的示踪作用。研究表明,海岸带沉积盆地中沉积物的

地球化学记录提供了过去环境变化的资料,沉积物的元素组成可以反映不同沉积环境的信息

[1~5]

。从

元素地球化学方面探讨沉积物所记录的气候环境信

息,已越来越多地用于全球气候变化研究[6~12]

稀土元素(REE )作为特殊的元素在地球化学研究中占有相当重要的地位,稀土元素地球化学特

征已经广泛应用于研究沉积物物质来源[12,13]

、构造背景

[14,15]

、地质事件、界线剖面、地壳演化的关

系[16]

、沉积矿床的成矿作用及成因[17]

、硅质岩成因[18]

等方面。稀土元素含量及其特征参数随深度的变化不仅反映出各沉积相组成特征的变化,而且

也常用来讨论沉积环境及古气候的演变过程

[19~23]

,

如在高寒半干旱地区湖相沉积物中,REE 的纵向变

化可作为古气候波动的代用指标[24]

。稀土元素总量和分布模式的差异可以确定地质体类型,它们之间的分异特征揭示地质体形成过程中元素的迁移、富集和环境变化。在海洋沉积物的研究中,稀土元素可以反映各类型沉积物的总体特征和差异,以及历史时期水体的地球化学特征和演化、大洋粘土的来源和火山活动的地球化学记录等。利用稀土元素来研究古海洋的氧化-还原性、海平面波动及沉积环境。近年来取得的研究成果表明,环境对沉积物

中REE 的影响也十分明显和重要[25~28]

苏北平原的形成、发展与演化已引起人们越来越大的关注,有关苏北平原古地理环境演变的研究

日益增多[2~9]

,取得了一系列有意义的认识。苏北平原宝应钻孔(BY1)2.58M a 以来不同沉积相沉积