黄河三角洲不同气候条件下沉积物中胶黄铁矿的形成.PDF

中国科学: 地球科学 2014 年 第44 卷 第10 期: 2193 ~ 2201 SCIENCE CHINA PRESS 论 文 黄河三角洲不同气候条件下沉积物中胶黄铁矿的 形成 ①* ② ① ① ① 王永红 , 张卫国 , 刘修锦 , 李广雪 , 刘萌 ① 中国海洋大学海洋地球科学学院, 海底科学与探测技术教育部重点实验室, 青岛 266100; ② 华东师范大学河口海岸学国家重点实验室, 上海 200062 * E-mail: yonghongw@ 收稿日期: 2013-10-22; 接受日期: 2014-03-24; 网络版发表日期: 2014-09-23 国家自然科学基金项目(批准号:和山东省自然科学基金重点项目(编号: ZR201DZ001)资助 摘要 胶黄铁矿的形成和保存可以指示沉积环境的理化特征. 对黄河三角洲钓口叶瓣钻取 关键词 的一根长30.4 ｍ高取芯率岩芯ZK30 孔进行了粒度和磁学性质测试, 并对提取的磁性颗粒进 黄河三角洲 河湖相 行了扫描电镜(SEM)和X 射线衍射(XRD)分析. 研究结果表明, 该岩芯在浅海相向河湖相转换 胶黄铁矿 处(29.4~29.7 m)以及河湖相向盐沼相转换处(26.1~27.1 m)的沉积物, 具有显著高于其他层位 黄铁矿 沉积物的饱和等温剩磁(SIRM)及其与磁化率() 的比值(SIRM/), 反映了这两层沉积物中存在 沉积环境 胶黄铁矿的可能性, 这一磁学性质的判断得到了 SEM 和XRD 分析的支持. 在河湖相底层处 (29.4~29.7 m), 沉积物较粗, 胶黄铁矿与黄铁矿共存, 但分布厚度较薄; 而在河湖相顶层处 (26.1~27.1 m), 沉积物颗粒较细, 黄铁矿少见, 胶黄铁矿层分布厚度较厚. 这一胶黄铁矿和黄 铁矿存在方式的差异, 反映了不同气候条件和沉积环境对胶黄铁矿赋存的控制. 胶黄铁矿(Fe S ) 作为一种重要的自生亚铁磁性 等, 2009; Mohamed 等, 2011), 土壤(Maher, 1998; 3 4 矿物, 是早期成岩阶段有机质厌氧降解过程中硫酸 Alekseeva 等, 2007), 泥火山(Oles 和Houben, 1998) 以 盐还原的产物(Roberts, 1995), 其出现通常指示了 及热液(Wáren 等, 2003)等不同类型的环境中, 且分 厌氧的沉积环境. 早在 20 世纪 60 年代就在新近纪 布范围可达数千公里, 地层厚度可达几千米(Robert 湖泊相沉积物中发现它的存在(Skinner 等, 1964). 等, 2011). 一般认为胶黄铁矿就是黄铁矿的前身, 属于不稳定 中国学者在青藏高原湖泊(胡守云等, 1998; 艾 矿物, 不易保存, 但最近的研究发现, 在合适的沉积 莉等, 2011)、内蒙古湖泊(胡守云等, 2002)和南黄海 环境下胶黄铁矿可以大量生成和保存, 并分布在湖 (刘健等, 2003)等沉积物中都发现有胶黄铁矿的存在. 泊(Stockhausen 和Zolitschk, 1999;