沉积物是地球化学研究的主要对象, 在物源及背景的研究工作中, 对沉积物的研究是主要部分。岩石是沉积物的主要代表, 岩石的形成是多种因素共同作用的结果, 对岩石的分析研究不仅能够确定物源, 还能进一步的分析其中的环境因素, 岩石作为主要的沉积物, 其化学组成的复杂性以及不同地区物源的差异性为地球化学提供了丰富的研究对象, 本文主要从沉积岩方面进行分析。
1 沉积岩
沉积岩又被称作水成岩, 是地球岩石圈常见的岩石之一, 它一般处在不太深的地表上, 主要是以沉积这种形式而形成的岩石。
1.1 沉积岩的形成
沉积岩就是由沉积作用形成的岩石, 一般是在地球发展过程中一些火山喷发物, 或者其他岩石的碎屑物经过水流或者冰川的搬运, 长时间的积淀而形成的一种岩石。
由上图形象的描绘出沉积岩的形成过程, 火山喷发物和其他岩石的一些风化物, 通过冰川和河流的搬运作用, 最终沉淀形成沉积岩。
1.2 元素分析
最能反应物源区物质组成特征的元素就是沉积物中粘土和粉砂粒级全岩样了, 我们用Mg O/ (A12O3X100) 来表示陆源和海源的组分比例, K2O/Al2O3表示物源区沉积物成分。
1.3 判别沉积岩元素构造背景
砂岩中的化学成分反应其矿物组成成分是目前学界普遍持有的观点, 并且其所含的化学成分与它的成熟度关系紧密。我们可以通过分析砂岩的主要成分, 判断其当时的构造背景。目前普遍使用的公式是:Ti Oz- (Fez O广+Mg0) 、Alz () :/Si Oz一 (Fez O.j+Mg () ) 、Kz O/Naz () (Fez () 广+Mg () ) 、Alz () :/ (Ca0+Naz () ) 一 (Fez () 广+Mg ()
1.4 沉积岩源区风化强度和成分成熟度的计算
细碎屑沉积岩是最能反映源区风化强度的岩石种类, 源区风化强度一般用CIA指数来确定。其计算公式为::CIA=Al2Q3/ (Al2 Q3+Ca O*+Na2O+K2O)
沉积物所在的环境因素和构造背景是影响其成分成熟程度的主要因素, 一般情况下, 构造活动区与泥质岩的成分成熟度呈现反比例关系, 活动区域越稳定, 成熟度越高, 反之则越低。
2 沉积岩的分类和化学成分含量
2.1 以沉积岩形成的方式和岩石成分可以把沉积岩分为三类:碎屑岩类、粘土岩类、化学岩以及生物化学岩类
沉积岩在物源的类别中分布着不同的种类, 火山源以火山碎屑岩为主, 陆源和内院则分别以陆源沉积岩和内源沉积岩为主。
2.2 沉积岩中的化学成分含量
不同物源的沉积岩化学成分也有较大的差异。沉积岩和火成岩的主要成分是Si O2和Al2O3, 含量较高。其中Si O2是沉积岩和火成岩的主要成分。
3 地球化学对开发利用沉积岩的意义
纵观地球的整个演化和发展历史, 最古老的沉积岩到现在约有36亿年的历史, 沉积岩有着十分重要的研究价值。地球化学以研究地球的化学组成、化学作用和化学演变为对象, 地球化学的理论和方法对沉积岩中富含矿物质的开发和评价有重大意义。
3.1 地球化学有利于开发沉积岩中蕴藏的矿产资源
在沉积类能源矿产中, 石油、天然气、煤和油页岩, 以及金属和非金属矿产资源中的铝土矿、锰矿、各种盐类矿产等矿产几乎全部是沉积类型;铁矿、磷矿绝大部分亦都属于沉积或沉积变质类型;放射性原料、有色金属、稀有和分散元素、非金属等矿产中绝大多数为沉积类型;不少的金、铂、钨、锡、金刚石等矿产也是来源于沉积砂矿。有些沉积岩本身就是多种工业原料或辅助原料, 如石灰岩:建筑材料、冶金用添加剂、水泥和人造纤维的主要原料;白云岩:建筑材料、冶金用添加剂、镁质耐火材料;粘土岩:按性质不同可作为耐火材料、陶瓷原料、钻井液原料、吸收剂、填充剂和净化剂等;沉积石英砂岩或石英砂:可作为玻璃原料等。地球化学作为研究地球化学组成的重要学科, 通过分析沉积岩中元素成分, 有利于开发沉积岩中矿产资源的充分开发。
3.2 地球化学与大型工程、国防建设紧密联系
地球化学通过对沉积岩物源及沉积背景的分析研究, 可以指导大型工程在建设中避开地下储水层。通过土壤沉积元素进行研究, 有效的避开容易受侵蚀的地区, 保证工程地基的牢固性。在国防建设上、军港设计、潜艇和海底导弹基底的建设等均与地球化学对沉积岩的物源形成及沉积背景的分析研究密切相关。
3.3 与人类的生存发展密不可分
沉积岩的研究与人类生存和可持续发展密不可分, 并且在地质灾害预测研究和环境保护中也正发挥着越来越大的作用。沉积化学在物源及其沉积背景分析中的应用, 从沉积背景的沉积物预测技术和影响沉积物发育的相关因素出发, 准确地把握沉积岩发育的总体特征和大致的分布范围。沉积岩的研究具有极强的针对性, 通过对沉积发育背景约束条件的多属性综合分析, 达到对地质灾难的发生作出精确的预测和地质环境的有效保护。
4 结语
随着社会发展中, 地球化学的运用也越来越普遍, 地球化学跟其他物源分析方法相比有自己独特的优势, 地球化学的巨大作用尤其表现在其它研究方法不能解决的问题方面, 大幅提升研究工作的效率。由于多种因素的影响, 在对岩石化学成分的研究时, 必须运用客观的数据, 必须从当地的地质情况出发采集数据, 并用科学方法进行计算。加强对拥有大量沉积物的盆地物源区进行研究必须秉承科学的态度, 坚持从客观实际情况出发, 尤其要把区域环境因素纳入其中, 选择正确的手段和方法, 从而获得可观的数据。
摘要：物源分析是地理分析的的重要组成部分, 在沉积背景研究方面也发挥着重要作用。沉积盆地和造山带方面研究的关系纽带就是物源分析。地球化学以地球和地质中的元素为研究对象, 本文就不同种类岩石的沉积环境和构造背景加以分析, 探讨地球化学在物源及沉积背景分析应用中的地位。
关键词：岩石,地球化学,物源分析,沉积环境
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