化学微量元素表（化学微量元素表读法）
（长安大学资源学院，陕西西安710054）要：沉积物物源分析是研究盆地与造山带关系的重要途径。沉积物的地球化学特征在物源分析中起了非常重要的作用。通过查阅近几年相关文献资料，总结出常量元素与微量元素特征在沉积物物源分析中的主要应用：判断物源区的构造背景与判别沉积物源区物质组成等。地球化学是直观、简捷、实用、有效的分析方法之一。但沉积岩易受其它地质因素影响，在实际研究中，还需结合研究区的地质背景以及综合运用多种方法进行物源区分析。词：常量元素；微量元素；物源分析中图分类号：TE121.文章编号：1004-0935（2014）04-0515-06沉积物源分析在盆地分析中具有重要的意义。是研究物源位置、母岩性质以及沉积盆地的大地构造背景等方面的重要依据随着现代分析技术的提高，沉积物源分析方法也变得多样化，目前应用主要的有：重矿物法、碎屑岩类分析法、沉积法、裂变径迹法、地球化学法和同位素法等。沉积物的地球化学组成取决于其主要源区的成分或者不用物源区成分的混合比例，再者排除气候、地形、成岩作用等因素之后，碎屑岩组分主要受到物源区母岩性质和构造背景的影响。所以利用碎屑岩的地球化学特征判断沉积物母岩性质，重建沉积盆地大地构造背景等的方法使用的很广泛。
碎屑岩的地球化学特征主要包括常量元素特征与微量元素特征。现结合前人研究成果，分别阐述碎屑岩的地球化学特征在沉积物源分析中的应用。常量元素分析法常量元素又名主量元素，通常指在岩石中含量大1%)，包含了O，Si，Al，Fe，Ca，Mg，Na，K，Ti。一般性的认为，粘土及粉砂级碎屑岩的地球化学特征是对其母岩主要元素组合的继承，能够反映沉积物物源区的构造背景及其物质组成[3，7]1.1判断物源区的构造背景利用砂岩化学参数参照图解模板投图(图，已得到国内外专家学者的认可。Bhatia所提供的图解是通过大量采集现代和古代不同构造部位砂岩样品，进行分析测试，归纳总结而来，并给出大洋岛弧、大陆岛弧、活动大陆边缘和被动大陆边缘种典型环境的主要常量元素含量值(表各种构造环境中砂岩主要常量元素含量参考值元素SiO2TiO2Al2O3Fe2O3FeOMnOCaONa2OK2OP2O5大洋岛弧58.301.0617.111.955.521.055.834.101.600.26大陆岛弧70.690.6414.041.433.050.102.683.121.890.16活动大陆边缘73.860.4612.891.301.580.102.482.772.900.09被动大陆边缘81.950.498.411.321.760.051.891.071.710.12注：表中数据为元素质量百分数(%)；据文献[8]，转引于文献[10认为常量元素中TiO2TFe2O3+MgO含量和w(Fe2O3+MgO)/w(TiO2)、w(Al2O3/w(SiO2)两组参数为参[10]Al2O3/SiO2、K2O/Na2O、Al2O3CaO+Na2O)比值是判断照，做出的图解分区重叠最小，效果较好。
样品测构造环境的最有意义的参数，从大洋岛弧-大陆岛弧-大洋岛弧-活动大陆边缘-被动大陆边缘，TiO2TFe2O3+MgO含量及Al2O3/SiO2减少，K2O、Na2试数据处理后与Bhati给出的砂岩平均化学成分相比较，再投点作图，即可判断碎屑岩源区的构造背景。由于K、Na具有较大的活动性，沉积物在搬运、Al2O3CaO+Na2O)比值增加沉积成岩等过程中，容易受到岩石中SiO2、Al2O3收稿日期：2013-10-31作者简介：周科（1990-），男，四川成都人，硕士在读，矿产普查与勘探专业。的含量及岩石矿物组成与粒度的影响，造成同构造环境下最终形成K2O/Na2O比值变化范围较大的砂岩。这种情况下，Bhatia图解法的误差较大，不宜使用。Roser[11]考虑到上述因素，对世界不同地区不同构造背景的现代与古代砂泥岩常量元素进行分析，提出K2O/Na2O-SiO2构造背景判别图解(图2a)，其被动大陆边缘与活动大陆边缘的分界线为一条斜线，被动大陆边缘的砂岩常量元素构造环境判别图由于K、Na具有较大的活动性，沉积物在搬运、沉积成岩等过程中，容易受到岩石中SiO2、Al2O3含量及岩石矿物组成与粒度的影响，造成同构造环境下最终形成K2O/Na2O比值变化范围较大的砂岩。
这种情况下，Bhati[11]综合考虑到上述因素，对世界不同地区不同构造背景的现代与古代砂泥岩常量元素进行分析，提出K2O/Na2O-SiO2构造背景判别图解(图2a)，其被动大陆边缘与活动大陆边缘的分界线为条斜线，被动大陆边缘的K2O/Na2O比值几乎都大于注：(a)转引于文献[11]；(b)转引于文献[8]；(c)P1：基性火山岩物源区；P2：中性火山岩物源区；P3酸性火山岩物源区；P4：成熟大陆石英质物K2O/Na2OSiO2构造背景判别图解与函数图解Si、Ti、Al、Fe、Mn、Mg、Ca、Na、K建立砂岩构造环境判别函数(F1、F2)(表2b)。将物源区的构造环境分为：大洋岛弧、大陆边缘弧、活动大陆边缘、被动大陆边缘种类型。通过对测试数据处理、投点作图，可判断碎屑岩区的构造背景。1.2沉积物源区物质组成判别碎屑岩的常量元素地球化学特征还能用于沉积物源性质的判别。RoserKorach[12]利用泥、砂岩的氧化物建立物源性质判别图(F1’、F23)，以及图解模板(图2c)。从图解模板中可以看出，沉积物源被分为长英质物源区、中性物源区、镁铁质火成物源区及石英岩物类。通过对测试数据处理、和投点作图，也可判断碎屑岩物源的性质。
砂岩构造环境判别函数的判别公式计算表变量SiO2TiO2Al2O3Fe2O3FeOMgOMnOCaONa2OK2OP2O5常数系数-0.0447-0.4720.008-0.2670.208-3.0820.1400.1950.719-0.0327.5100.303系数-0.4211.966-0.526-0.551-1.6102.7200.881-0.907-0.177-1.8407.22443.57注：判别公式：F=αC，其中，x1-x个判别量，α1-αn为对应系数，C为常量；转引于文献[砂、泥岩源区判别函数的判别公式计算表变量TiO2Al2O3Fe2O3MgOCaONa2OK2O常数1’系数-1.7730.6070.76-1.50.6160.509-1.224-9.0902’系数0.4450.070-0.25-1.1420.4381.4751.426-6.816注：判别公式：F=αC，其中，x1-x为对应系数，C为常量；转引于文献[ TiO2的比值可以指示沉积物的来源：当 Al2O3 /TiO2 小于 14 时，指示沉积物来源于镁铁质岩石； 时，表明母岩中碱性长石数量较大；K2O/Al2O3小于 0.4 时，表明母岩中碱性城市含量较少 [14] TiO2介于 19 28之间，指示沉积物来源 Ni的含量较低，以 10 为数量级时，可以利 于长英质岩石 [13] [15]给出的 Ni-TiO 图解模板(图 3a)，进行 屑岩物源区的碱性长石含量，泥质岩的K2O/Al2O3 投图，解释物源区的物质组成。
注：(a)Ni-TiO2 判别图；(b)Sc/Cr-La/Y 判别图；( 判别图；(d)Zr-Th-Co判别图；(e)Sc-La-Th 判别图；(f)Zr-Th-Zr 判别图；其中 A-大洋岛 B-大陆岛弧，C-活动大陆边缘，D-被动大陆边缘，(a)转引于文献[15]，(b)-(f)转引于文献[ Ni-TiO2判别图以及微量元素构造环境判别图 微量元素-稀土元素分析法稀土元素和 Zr、Th、Sc、Y 等微量元素具有良 好的稳定性 [16] ，它们在岩石中的组成及分布模式主 要取决于源岩的组成，受风化、搬运、沉积、成岩 等地质作用的影响较小。所以，常利用稀土元素和 Zr、Th、Sc、Y 等微量元素作为沉积物的物源指示 [17]。此外，REE 以及一些微量元素的比值( La/Yb、La/Th、La/Sc、Cr/Th、Th/Cr等)具有较强的 抗迁移性，也常被作为沉积物的物源指示剂 [18] 2.1判断物源区的构造背景 Bhatia ，通过对砂岩和泥岩地球化学特征的研究，认为一些不活泼微量元素(如 La、Th、Y、 量元素含量比值的构造背景判别图解(图 3b-3c)，及 种利用常量元素含量作为端元的三角图解法(Zr-Th-Co、Zr-Th-Sc、Sc-La-Th)(图 3d-3f)。
通过 此微量元素图解，可将构造背景分为大洋岛弧、大 陆岛弧、主动大陆边缘和被动大陆边缘 类。Bhatia等研究还表明，微量元素含量的变化与构造背景有 密切联系。按大洋岛弧-大陆岛弧-活动大陆边缘- 被动大陆边缘的顺序，它们的杂砂岩地球化学特征 呈现如下变化规律：一般稀土元素、Hf、Ba/Sr，Rb/Sr、 La/Y、Ni/Co 系统的增大，Ba、Rb、Pb、Th、U Nd含量逐渐增高，过渡性元素 Sc、V、Co、Cu、Zn Ba/Rb、K/Th、K/V比值都系统的减少 [20] 砂岩的稀土元素的分布也能反映其源区的构造[19] Zr、Ti、Co、Ni 等)及其比值(如 La/Y、Ti/Zr 等)比较 背景，Bhat ia ，曾归纳出不同构造背景下的杂稳定，能够判别物源区构造环境，并归纳出 砂岩的稀土元素特征值(表4)及模式曲线(
