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《古盐度、古气候计算方法》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。
1、1恢复古盐度的微量元素法(1)锶钡法锶和钡是碱土金属中化学性质较相似的2个元素,它们在不同沉积环境中由于其地球化学行为的差异而发生分离,因此,可以使用锶钡比值作为古盐度的标志[5,6]。研究认为,锶比钡迁移能力强,当淡水与海水相混时,淡水中的Ba2+与海水中的SO42-结合生成BaSO4沉淀,而SrSO4溶解度大,可以继续迁移到远海,通过生物途径沉淀下来。因此,Sr质量分数与Ba质量分数的比值[m(Sr)/m(Ba)]是随着远离海岸而逐渐增大的,依据该比值的大小可以定性地反映古盐度,从而进行沉积环境古盐度的恢
2、复。一般来讲,淡水沉积物中m(Sr)/m(Ba)值小于1,而海相沉积物中m(Sr)/m(Ba)值大于1,m(Sr)/m(Ba)值为1.0～0.5,为半咸水相[7]。我国学者研究也认为,锶钡比值有随盐度增高而增大的趋势,在粘土或泥岩中该比值大于1者为海洋沉积,小于1者为大陆沉积[8]。(2)硼元素法硼是微量轻元素,一般而言,海相环境下硼质量分数为(80～125)×10-6,而淡水环境样品硼质量分数多小于60×10-6.定量计算公式详见《沉积环境中古盐度的恢复———以吐哈盆地西南缘水西沟群泥岩为例》2恢复古盐度的
3、常量元素法(1)钾纳比值法钾和钠是活动性极强的碱金属元素,在水体中分布均一,其含量是盐度的直接标志[7]。水体盐度越高,钾和钠就越易被粘土吸附或进入伊利石晶格,且钾相对钠的吸附量亦越大。(2)沉积磷酸盐法此法是Nelson[20]提出的。他发现,在现代或古代的沉积物中,都含有少量的磷酸盐。在海相沉积物中主要是磷灰石Ca10(PO4)5(CO3)(F，OH)2;非海相土壤中主要为磷铝石AlPO4·2H2O和红磷铁矿FePO4·2H2O及羟磷灰石Ca10(PO4)5(CO3)(F，OH)2。Nelson在研究中发
4、现“磷酸钙比值”[m(磷酸钙)/m(磷酸铁+磷酸钙)]与盐度呈线性关系,并提出了回归方程[20]:Fcap=0.09±0.026Sp，式中Fcap———磷酸钙比值。值得注意的是,应用此法进行古盐度的恢复时,需要确保测试数据结果的可靠性,即要仔细分析数据来源,选择具有代表性的样品进行古盐度的恢复,否则,会得出与地质现象完全相悖的结论[17]。沉积物的矿物和地球化学特征与盆地构造、古气候背景运用沉积物元素含量的波动性提取环境演变信息是环境演变研究中常用的手段之一[5]。潮湿区水体中富Al贫K、Na、Ca[6],因
5、而可以通过高岭石/粘土、伊利石/粘土的值反映气候的干湿。当气候湿润时,伊利石/粘土减小,高岭石/粘土增大。在湿润且流体流通性好、化学风化越强的条件下,粘土越容易形成,粘土总量就越大。反之则为气候干旱。碳、氧稳定同位素具有重要的环境指示意义。湖泊沉积的碳酸盐岩中的δ13C主要取决于以下4个方面:(1)水体受到强烈蒸发时,发生同位素分馏,活动性较强的12C优先进入空气中,使水体中富集13C(2)通常与大气中CO2相平衡的稳定碳同位组成近于0‰,若出现正值,则有可能是其它碳酸盐岩层提供的。如刚果裂谷盆地Sialiv
6、akou地层中,碳酸盐岩层中的δ13C最高可达6‰,N.B.Harris[1]认为,高的δ13C值是由于在该时期盆地的物源有一部分来自盆地外部前寒武系的碳酸盐岩。(3)植被被氧化释放12CO2,使轻碳增加,δ13C相对减小。土壤中有机质氧化,使CO2进入地表或地下水,最终进入湖泊,使湖水中12C含量增加,与碳酸盐中的13C发生分馏作用,使湖水中已有碳酸盐中的δ13C减小,其反应式如下[11]:12CO2+H13CO-3＝13CO2+H12CO-3,12CO2+13CO2-3＝13CO2+12CO2-3,因此,
7、δ13C值的变小,表明植被发育。相反,当植被被快速埋藏时,富含12C的有机碳来不及氧化而被埋藏,致使自然界中的13C相对富集,相应地,湖泊碳酸盐岩中的13C也相对富集,δ13C值变大[12]。(4)水体上部有机质因吸收轻碳而使碳酸盐岩中的13C相对富集。Mook[13]研究荷兰Ijseel湖的碳同位素平衡时发现随着距河口的距离减小水体上部有机质增加,水中的13C也增加,因而推论13C增大的部分原因是光合作用引起的碳酸钙的沉淀。前已述及,构造稳定是植被广布的必要条件,与之对应的则是土壤中有机碳被氧化的情况,而非
8、快速埋藏,因此由构造引起的植被增加,会使碳酸盐岩中的13C值变小。降水是植被广布的另一必要条件。降雨量增大,当对应构造稳定时期,同样会使13C值变小;当对应构造活动期时,会有大量的有机碳被快速埋藏,碳酸盐岩中的13C变大。相反地,高温干旱的环境不利于植被的发育,同时又对应着水体蒸发量的增大,不论是构造稳定还是活动,均会使碳酸盐岩中13C的值变大。古环境分析中,对碳酸盐岩中的18O的研究是一个很重要的
