１２
内蒙古石油化工
２００８年第１期
沉积地球化学的研究现状和发展趋势
陈云华
（成都理工大学，成都６１００５９）
摘要：沉积地球化学是一门沉积学与地球化学相互渗透、相互结合而产生的一门新兴边缘学科。本文详细介绍了沉积地球化学的研究现状，最后总结了沉积地球化学研究两个大的发展趋势。
关键词：沉积地球化学；研究现状；发展趋势；沉积岩
１沉积地球化学的概念
沉积过程中，不同的元素可以发生一些有规律的迁沉积地球化学是一门沉积学与地球化学相互渗移、聚集，沉积区的大地构造背景、古气候、源区母岩透、相互结合而产生的新兴边缘学科。是以沉积物和性质、沉积盆地地形、沉积环境和沉积介质的物理化沉积岩为对象，研究其在沉积——成岩过程中所含学性质对元素的分异和聚集均有影响。可以利用这元素及稳定同位素的迁移、聚集与分布规律来判断、行元素的分异和富集规律来研究和推断控制元素运恢复沉积古环境。现在研究结果表明：利用沉积地球动和变化的各种环境因素。目前已广泛使用Ｆｅ，Ｍｎ，化学特点不仅有助于恢复确定古环境（古气候、古盐Ｓｒ，Ｂａ，Ｂ，Ｇａ，Ｒｂ，Ｃｏ，Ｎｉ，Ｖ及Ｓｒ／Ｂａ，Ｆｅ／Ｍｎ，Ｖ／度、古水温、氧化——还原条件和古水深等），还可以Ｎｉ，Ｆｅ３＋／Ｆｅ２＋等含量和比值来判别海相与陆相、氧判断当时海平面变化旋回，为层序地层学研究提供化与还原、水体深度、盐度等沉积特征。
证据。
用地球化学的方法推断古盐度是最常用的，也２沉积地球化学的研究内容
是效果较为理想的一种方法，包括硼法、元素比值沉积地球化学研究的对象内容涉及面甚广，归法、沉积磷酸盐法等；判断沉积环境的氧化、还原条纳起来主要涉及到两个大的领域：研究沉积中的化件主要是根据同生矿物组合；由于元素在沉积作用学成分、化学元素及同位素的分布与分配、分散与集中所发生的机械分异作用、化学分异作用和生物化中、共生组合与迁移也就说是“研究物质的化学运动学分异作用，使元素的聚集和分散与水盆深度也有和变化过程”。研究控制和影响元素和同位素运动和一定关系。
变化的各种因素，亦即沉积物质中化学运动和变化３．２稀土元素地球化学
过程中的控制因素。
２０世纪７０年代以来，由于测试方法和测试精度研究内容涉及到沉积岩形成的全过程：风化产
的不断进步，稀土元素（ＲＥＥ）在沉积岩和现代沉积物在搬运过程中的元素的迁移形式和沉积分异规律
物研究中作为物源和环境指示标志的作用越来越受及影响因素；沉积物巾元素的沉积方式、机制、元素到重视。稀土元素在元素周期表中占据一格位置，它集中、分散规律及控制因素；成岩作用过程中元素及们的外层电子构型极为相似，囚此用一般的化学方同位素的转移、分配及化学机制；元素和同位索分配法不能定量地分析出单一稀土元素的含量，只能给
，
’—－’
和组合，元素在沉积岩巾的丰度、赋存状态、分配规出其总含量，即稀土总量（乙ＲＥＥ）。对地球化学研
律；地史时期沉积岩中化学成分的地球演化历史、规究来说，有意义的是每种稀土元素的含量。因此世界律；有机地球化学的演化及其在沉积成矿的作用。上许多学者在单一稀土元素定量分析上作了大量研３沉积地球化学研究现状究，取得了显著成效。目前常用的分析方法有：化学３．１元素地球化学
浓缩一Ｘ射线荧光光谱法，其误差为±（１０％～
主要研究沉积岩中元素的静态和动态变化，及１５
ｏＡ）；离子交换一Ｘ射线荧光光谱法，其误差为士
控制因素。沉积岩的形成过程同时也是地壳中的元（１０％～２０％）；中子活化法，其误差为４－（４％～素再分配和重新分布的过程。沉积物在风化、搬运、
８％）；火花源质谱法；同位素稀释质谱法等。其中精
收稿日期：２００７一０８—１２
作者简介：陈云华（１９７９一）。男。成都理工大学在读硕士．沉积学专业．研究方向为沉积盆地分析及古气候研究。
万方数据
２００８年第１期陈云华沉积地球化学的研究现状和发展趋势
１３
度最高的为中子活化法。
３．２．１
稀土元素的富集规律及物源分析郭世勤等人在《多金属结核和沉积物的地球化学研究》（１９９４）中指出：①稀土元素和稀土总量与Ｆｅ有极密切的关系。在较强氧化条件下Ｆｅ２＋变成Ｆｅ（０Ｈ）。絮团，与稀土元素特别是Ｃｅ共同沉淀可能形成稀土元素相对富集的沉积，导致与其共生的沉积物接受了大量的稀土元素。相反，含Ｆｅ（０Ｈ）。絮团少的地区对稀土元素的吸附作用减弱，沉积物稀土元素含量减少。
３．２．２水深和地形对稀土元素含量的变化影响不大。在不同沉积物类型中，稀土元素含量的高低受生物硅稀释的影响，含生物ｓｉＱ。较多的泥质层中稀土元素含量最低，ＳｉＱ：含量与稀土元素呈负相关关系，而与Ｆｅ抖，Ｍｎ什，Ｂａ抖，Ｓ２一呈正相关关系。３．３水介质的酸碱度分析
实验证明，稀土元素以简单离子形式搬运是不大可能的，因为它们易形成难溶的稀土氟化物、稀土氢氧化物和碳酸盐。一些学者认为，稀土元素与０一Ｓｉ结构的联系较弱，它们易与氟、碳等挥发组分形成络合物。在碱性溶液中，稀土元素易形成下述形式的络合阴离子，即［ＲＥＥ（ＣＯ。）。］３一和［ＲＥＥ（Ｃ０３）。）５－；如果Ｆ离子浓度较高，也可有［ＲＥＥ（Ｃ０３）。Ｆ］卜和［ＲＥＥ（ＣＯ。）Ｆ２］一等形式。用轻重两种稀：｛ｉｊ己素所作的络合物迁移能力实验表明，两者溶解度有较大差异。在碱性一碳酸介质中，重稀土元素溶解度大，尤其在低于３０℃时，重稀土络合物还是稳定的，即说明在酸性介质中（ｐＨ为４．７～５．６）先沉淀沉积的是轻稀土元素，最后才是重稀土元素。轻稀土元素指按原子序数排列的Ｌａ，Ｃｅ，Ｐｒ，Ｎｄ，Ｓｍ和Ｅｕ，而重稀土元素指Ｇｄ—Ｌｕ的稀土元素（有时加上Ｙ元素），前者用ＬＲＥＥ表示，后者用ＨＲＥＥ表示。３．４沉积水介质氧化、还原性的判别
在稀土元素中Ｃｅ的性质与众不同，它具有最不稳定的４ｆ亚层充填，Ｃｅ３＋给出一个４ｆ电子而成为Ｃｅ什，并转为惰性气体Ｘｅ的结构。因此在适当条件下，Ｃｅ３＋常被氧化成ＣｅＯ。与其他三价稀土元素分离。与Ｃｅ赋存相关的是易被粘土矿物吸附及来自陆源碎屑与火山石碎屑的一些元素，如Ｔｈ，Ｎｂ，Ｈｆ，Ｒｂ，Ｃｓ等。陆源碎屑提供的Ｃｅ在总量中所占比例（３０％～４５％）远高于其他稀土元素；而在化学相中，Ｃｅ主要赋存于氧化相，所以沉积物中Ｃｅ主要赋存于陆源碎屑、氧化相及吸附相中。即环境的氧化程度越强，ｃｅ为正异常；而ｃｅ亏损程度越大，说明沉积还原程度越大。海盆中央的沉积物中相对贫ｃｅ。
万方数据
４稳定同位素地球化学
随着测试手段、测试仪器的发展，同位素地球化学在全球地层对比、灾变事件的确定、海平面升降分析、大陆迁移以及全球性气候和生物产率的变化等方面的研究中，已成为不可缺少的重要方法。运用同位素地球化学标志进行沉积环境分析，已经越来越多地引起人们的注意。更多的研究使人们确信利用同位素推断沉积——成岩过程中水介质的温度、古气候、古盐度、氧化——还原环境及海平面升降变化、古暴露面及间断面存在等方面的地球化学条件的有效性。在沉积岩古地理环境和成岩环境的重建中，同位素标志的应用也日渐广泛。
海水中氧、碳同位素含量均高于淡水，主要由于水分蒸发时１６０很容易逸出，因而海水中１８０／１６０值高，而陆地淡水值低；淡水中的ＣＯ：主要来自于土壤和腐殖质，这两种来源的Ｃｏ。的１３ｃ／”Ｃ随盐度的增加而增加。Ｖｅｒｙ最早发现碳酸盐从水中沉淀时的温度变化导致碳酸盐１８０／１６０比值的变化。许多研究表明，当碳酸盐与水体达到氧同位素平衡时，如果盐度一定，碳酸盐的占１８０值随沉积温度的升高而降低。沉积碳酸盐的破同位素组成对环境的封闭性和还原程度反映较为灵敏。一般来说，开放环境中，与大气Ｃ０２平衡的碳酸盐艿１３ｃ值比封闭体系中形成的碳酸盐的８１３Ｃ值要高。除了碳、氧同位素分析广泛应用于古地理恢复以外，硫同位素、硼同位素、锶同位素等在古环境方面的应用也在不断发展。
碳同位素在地壳中是作为痕量元素出现的，在沉积岩中碳元素主要以无机成因的氧化态化合物（如碳酸盐）和有机成因的还原态碳（如有机碳）的形式存在的。在碳同位素的分馏过程中，植物的光合作用是重要的同位素动力学效应。在光合作用中植物优先吸收大气二氧化碳中的轻同位素１２Ｃ，其结果导致合成的有机物中１２Ｃ的富集，而参与的二氧化碳富集１３Ｃ。自然界中碳的两大储积体碳酸盐和有机碳同位素的明显差异，以及它们之间的相互作用是沉积碳酸盐碳同位素变化的主要原因。此外，海洋表面水中溶解的二氧化碳与大气中的二氧化碳之间的碳同位素交换反应也是碳同位素分馏的重要原因，常用来解释古代碳酸盐沉积环境的闭塞程度、有机碳的埋藏速度和环境的氧化一还原强度。
锶同位素应用于地层研究，形成了锶同位素地层学这一综合性学科。锶同位素地层学（ＳＩＳ）根据地质历史中的任何时间全球范围内海水的锶同位素组成都是均一的、海水８７Ｓｒ／％Ｓｒ比值随时间变化这一基本原理，利用代表原始海水的海相碳酸盐（以及磷
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酸盐和硫酸盐）的８７Ｓｒ／８６Ｓｒ比值确定海相地层的年代，研究海平面变化、造山运动、古气候等全球事件，在地层学、沉积学、石油地质学和矿床学等领域中有看广泛的应用前景。锶同位素地层学已在世界范围内得到地质学家的普遍关注，并已获得迅速的发展。锶同位素除被广泛用于确定海相沉积物的年代以外，还可以用于盆地沉降史、海平面变化、造山运动和古气候的研究，层序地层学中底层基面建立，地层间断持续时间的确定，非海相影响程度的评价，以及区分海相和非海相化石等；同时，不同地质历史时期原始海水的锶同位素组成数据还是沉积层控矿床、成岩作用、沉积地球化学和石油地质学等相关研究所必不可少的基础背景资料。５有机地球化学
一些有机质和有机化合物在热演化过程中，有一定的稳定性，能继承和保存原始有机质的结构特征，不同程度地反映原始有机质的类型，因而也就能直接或间接的反映有机质来源和沉积环境的物理、化学条件。
目前对于有机地球化学的研究主要集中在石油勘探领域，用来判别有机沉积相以及识别评价油气储层。油气地球化学研究已经由早期的以烃源岩评价为主的单一研究，发展到现今的以烃源岩和油气源研究为基础、流体包裹体和油藏地球化学研究相结合的综合研究。同时，有机地球化学也开始逐渐应用于研究非海相沉积相生物标志物和环境有机污染的研究。
６．１层序地层地球化学
层序地层地球化学是地球化学研究的新进展，它主要研究基于层序地层格架的烃源岩分布及其地球化学特征。层序地层地球化学的概念由Ｐｅｔｅｒｓ等人（２０００）提出，并在勘探实践巾取得了良好的效果。层序地层地球化学将地球化学方法与层序地层学研究相结合，主要用于研究：①基于层序格架下的烃源
’
岩分布特征和地球化学性质；②烃源岩地球化学特征随海（湖）平面的变化规律；③在油源对比和油油对比的基础上进行基于地层格架的原油成因分类；④最终研究油气运聚和成藏特征并指导勘探。在研究中，层序地层格架的建立是基础，高分辨率的生物标志化合物分析是关键。在以寻找隐蔽油气藏、深层和非常规油气藏为主的中国东部陆相断陷湖盆的勘探中，开展层序地层地球化学研究具有重要的实践意义。
６．２储层地球化学
储层地球化学是八十年代末期发展起来的一门新兴的边缘学科，目前已成为油气地质学研究领域中的热门课题之一，国外在该领域的最新进展主要表明为：①油田水有机酸的成因及其对次生孔隙的贡献；②矿物对石油组分的吸附作用及岩石润湿性的改变；⑧储层石油的混合作用原理；④油藏的有机地球化学描述。储层地球化学的深入研究有助于剖析储层特征及其流体性质在三维空间的展布，合理地建立。
［参考文献］
［１］［２］［３］［４］［５］
赵志根．含煤岩系稀土元素地球化学研究，
２００２．
许荣华．稀土地球化学和同位素地质新方法，
。１９８５．
曾贻善．实验地球化学，１９８７．陈道公．地球化学，１９９４．
谭红兵，于升松．我国湖泊沉积环境演变研究中元素地球化学的应用现状及发展方向．盐
湖研究，．１９９９，７（３）：５８～６５．
６沉积地球化学研究的发展趋势
［６］杜学斌．稳定同位素地球化学在盆地流体分析
中的应用现状及发展前景．油气地质与采收
率，２００５，１２（４）：２０～２２．
［７］许成等．碳酸岩Ｓｒ、Ｎｄ、Ｐｂ同位素地球化学研
究评述．矿物岩石地球化学通报，．２００４，２３
（４）：３３６＂－＂３４３．
ＣｕｒｒｅｎｔｓｉｔｕａｔｉｏｎａｎｄｄｅｖｅｌｏｐｉｎｇｔｅｎｄｅｎｃｙｏｆｓｅｄｉｍｅｎｔａｒｙＧｅｏｃｈｅｍｉｓｔｒｙ
ＣＨＥＮＹＭｒ／一ｈ＊伍
（ＣｈｅｎｇｄｕＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｃｈｅｎｇｄｕ６１００５９，Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：ＳｅｄｉｍｅｎｔａｒｙＧｅｏｃｈｅｍｉｓｔｒｙｉｓＳｅｄｉｍｅｎｔｏｌｏｇｙａｎｄ
ａ
ｎｅｗｍａｒｇｉｎａｌｓｕｂｊｅｃｔｗｈｉｃｈｉｓｄｅｒｉｖｅｄｆｒｏｍｃｏｍｂｉｎｉｎｇｏｆ
ｃｕｒｒｅｎｔ
Ｇｅｏｃｈｅｍｉｓｔｒｙ．Ｉｎｔｈｅｐａｐｅｒ，ｔｈｅ
ｓｉｔｕａｔｉｏｎａｎｄ
ｒｅｃｏｇｎｉｚａｔｉｏｎ
ｏｆｓｅｄｉｍｅｎｔａｒｙ
Ｇｅｏｃｈｅｍｉｓｔｒｙｉｓｄｅｔａｉｌｅｄｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄ．Ｍｏｒｅｏｖｅｒ，ｔｈｅｔｗｏｄｅｖｅｌｏｐｉｎｇｔｅｎｄｅｎｃｉｅｓｏｆｓｅｄｉｍｅｎｔａｒｙＧｅｏｃｈｅｍｉｓｔｒｙ
ａｒｅ
ｐｒｏｖｉｄｅｄ．
Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ＳｅｄｉｍｅｎｔａｒｙＧｅｏｃｈｅｍｉｓｔｒｙ；Ｃｕｒｒｅｎｔｓｉｔｕａｔｉｏｎ；Ｄｅｖｅｌｏｐｉｎｇｔｅｎｄｅｎｃｙ；Ｓｅｄｉｍｅｎｔａｒｙｒｏｃｋ
万方数据
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内蒙古石油化工
２００８年第１期
沉积地球化学的研究现状和发展趋势
陈云华
（成都理工大学，成都６１００５９）
摘要：沉积地球化学是一门沉积学与地球化学相互渗透、相互结合而产生的一门新兴边缘学科。本文详细介绍了沉积地球化学的研究现状，最后总结了沉积地球化学研究两个大的发展趋势。
关键词：沉积地球化学；研究现状；发展趋势；沉积岩
１沉积地球化学的概念
沉积过程中，不同的元素可以发生一些有规律的迁沉积地球化学是一门沉积学与地球化学相互渗移、聚集，沉积区的大地构造背景、古气候、源区母岩透、相互结合而产生的新兴边缘学科。是以沉积物和性质、沉积盆地地形、沉积环境和沉积介质的物理化沉积岩为对象，研究其在沉积——成岩过程中所含学性质对元素的分异和聚集均有影响。可以利用这元素及稳定同位素的迁移、聚集与分布规律来判断、行元素的分异和富集规律来研究和推断控制元素运恢复沉积古环境。现在研究结果表明：利用沉积地球动和变化的各种环境因素。目前已广泛使用Ｆｅ，Ｍｎ，化学特点不仅有助于恢复确定古环境（古气候、古盐Ｓｒ，Ｂａ，Ｂ，Ｇａ，Ｒｂ，Ｃｏ，Ｎｉ，Ｖ及Ｓｒ／Ｂａ，Ｆｅ／Ｍｎ，Ｖ／度、古水温、氧化——还原条件和古水深等），还可以Ｎｉ，Ｆｅ３＋／Ｆｅ２＋等含量和比值来判别海相与陆相、氧判断当时海平面变化旋回，为层序地层学研究提供化与还原、水体深度、盐度等沉积特征。
证据。
用地球化学的方法推断古盐度是最常用的，也２沉积地球化学的研究内容
是效果较为理想的一种方法，包括硼法、元素比值沉积地球化学研究的对象内容涉及面甚广，归法、沉积磷酸盐法等；判断沉积环境的氧化、还原条纳起来主要涉及到两个大的领域：研究沉积中的化件主要是根据同生矿物组合；由于元素在沉积作用学成分、化学元素及同位素的分布与分配、分散与集中所发生的机械分异作用、化学分异作用和生物化中、共生组合与迁移也就说是“研究物质的化学运动学分异作用，使元素的聚集和分散与水盆深度也有和变化过程”。研究控制和影响元素和同位素运动和一定关系。
变化的各种因素，亦即沉积物质中化学运动和变化３．２稀土元素地球化学
过程中的控制因素。
２０世纪７０年代以来，由于测试方法和测试精度研究内容涉及到沉积岩形成的全过程：风化产
的不断进步，稀土元素（ＲＥＥ）在沉积岩和现代沉积物在搬运过程中的元素的迁移形式和沉积分异规律
物研究中作为物源和环境指示标志的作用越来越受及影响因素；沉积物巾元素的沉积方式、机制、元素到重视。稀土元素在元素周期表中占据一格位置，它集中、分散规律及控制因素；成岩作用过程中元素及们的外层电子构型极为相似，囚此用一般的化学方同位素的转移、分配及化学机制；元素和同位索分配法不能定量地分析出单一稀土元素的含量，只能给
，
’—－’
和组合，元素在沉积岩巾的丰度、赋存状态、分配规出其总含量，即稀土总量（乙ＲＥＥ）。对地球化学研
律；地史时期沉积岩中化学成分的地球演化历史、规究来说，有意义的是每种稀土元素的含量。因此世界律；有机地球化学的演化及其在沉积成矿的作用。上许多学者在单一稀土元素定量分析上作了大量研３沉积地球化学研究现状究，取得了显著成效。目前常用的分析方法有：化学３．１元素地球化学
浓缩一Ｘ射线荧光光谱法，其误差为±（１０％～
主要研究沉积岩中元素的静态和动态变化，及１５
ｏＡ）；离子交换一Ｘ射线荧光光谱法，其误差为士
控制因素。沉积岩的形成过程同时也是地壳中的元（１０％～２０％）；中子活化法，其误差为４－（４％～素再分配和重新分布的过程。沉积物在风化、搬运、
８％）；火花源质谱法；同位素稀释质谱法等。其中精
收稿日期：２００７一０８—１２
作者简介：陈云华（１９７９一）。男。成都理工大学在读硕士．沉积学专业．研究方向为沉积盆地分析及古气候研究。
万方数据
２００８年第１期陈云华沉积地球化学的研究现状和发展趋势
１３
度最高的为中子活化法。
３．２．１
稀土元素的富集规律及物源分析郭世勤等人在《多金属结核和沉积物的地球化学研究》（１９９４）中指出：①稀土元素和稀土总量与Ｆｅ有极密切的关系。在较强氧化条件下Ｆｅ２＋变成Ｆｅ（０Ｈ）。絮团，与稀土元素特别是Ｃｅ共同沉淀可能形成稀土元素相对富集的沉积，导致与其共生的沉积物接受了大量的稀土元素。相反，含Ｆｅ（０Ｈ）。絮团少的地区对稀土元素的吸附作用减弱，沉积物稀土元素含量减少。
３．２．２水深和地形对稀土元素含量的变化影响不大。在不同沉积物类型中，稀土元素含量的高低受生物硅稀释的影响，含生物ｓｉＱ。较多的泥质层中稀土元素含量最低，ＳｉＱ：含量与稀土元素呈负相关关系，而与Ｆｅ抖，Ｍｎ什，Ｂａ抖，Ｓ２一呈正相关关系。３．３水介质的酸碱度分析
实验证明，稀土元素以简单离子形式搬运是不大可能的，因为它们易形成难溶的稀土氟化物、稀土氢氧化物和碳酸盐。一些学者认为，稀土元素与０一Ｓｉ结构的联系较弱，它们易与氟、碳等挥发组分形成络合物。在碱性溶液中，稀土元素易形成下述形式的络合阴离子，即［ＲＥＥ（ＣＯ。）。］３一和［ＲＥＥ（Ｃ０３）。）５－；如果Ｆ离子浓度较高，也可有［ＲＥＥ（Ｃ０３）。Ｆ］卜和［ＲＥＥ（ＣＯ。）Ｆ２］一等形式。用轻重两种稀：｛ｉｊ己素所作的络合物迁移能力实验表明，两者溶解度有较大差异。在碱性一碳酸介质中，重稀土元素溶解度大，尤其在低于３０℃时，重稀土络合物还是稳定的，即说明在酸性介质中（ｐＨ为４．７～５．６）先沉淀沉积的是轻稀土元素，最后才是重稀土元素。轻稀土元素指按原子序数排列的Ｌａ，Ｃｅ，Ｐｒ，Ｎｄ，Ｓｍ和Ｅｕ，而重稀土元素指Ｇｄ—Ｌｕ的稀土元素（有时加上Ｙ元素），前者用ＬＲＥＥ表示，后者用ＨＲＥＥ表示。３．４沉积水介质氧化、还原性的判别
在稀土元素中Ｃｅ的性质与众不同，它具有最不稳定的４ｆ亚层充填，Ｃｅ３＋给出一个４ｆ电子而成为Ｃｅ什，并转为惰性气体Ｘｅ的结构。因此在适当条件下，Ｃｅ３＋常被氧化成ＣｅＯ。与其他三价稀土元素分离。与Ｃｅ赋存相关的是易被粘土矿物吸附及来自陆源碎屑与火山石碎屑的一些元素，如Ｔｈ，Ｎｂ，Ｈｆ，Ｒｂ，Ｃｓ等。陆源碎屑提供的Ｃｅ在总量中所占比例（３０％～４５％）远高于其他稀土元素；而在化学相中，Ｃｅ主要赋存于氧化相，所以沉积物中Ｃｅ主要赋存于陆源碎屑、氧化相及吸附相中。即环境的氧化程度越强，ｃｅ为正异常；而ｃｅ亏损程度越大，说明沉积还原程度越大。海盆中央的沉积物中相对贫ｃｅ。
万方数据
４稳定同位素地球化学
随着测试手段、测试仪器的发展，同位素地球化学在全球地层对比、灾变事件的确定、海平面升降分析、大陆迁移以及全球性气候和生物产率的变化等方面的研究中，已成为不可缺少的重要方法。运用同位素地球化学标志进行沉积环境分析，已经越来越多地引起人们的注意。更多的研究使人们确信利用同位素推断沉积——成岩过程中水介质的温度、古气候、古盐度、氧化——还原环境及海平面升降变化、古暴露面及间断面存在等方面的地球化学条件的有效性。在沉积岩古地理环境和成岩环境的重建中，同位素标志的应用也日渐广泛。
海水中氧、碳同位素含量均高于淡水，主要由于水分蒸发时１６０很容易逸出，因而海水中１８０／１６０值高，而陆地淡水值低；淡水中的ＣＯ：主要来自于土壤和腐殖质，这两种来源的Ｃｏ。的１３ｃ／”Ｃ随盐度的增加而增加。Ｖｅｒｙ最早发现碳酸盐从水中沉淀时的温度变化导致碳酸盐１８０／１６０比值的变化。许多研究表明，当碳酸盐与水体达到氧同位素平衡时，如果盐度一定，碳酸盐的占１８０值随沉积温度的升高而降低。沉积碳酸盐的破同位素组成对环境的封闭性和还原程度反映较为灵敏。一般来说，开放环境中，与大气Ｃ０２平衡的碳酸盐艿１３ｃ值比封闭体系中形成的碳酸盐的８１３Ｃ值要高。除了碳、氧同位素分析广泛应用于古地理恢复以外，硫同位素、硼同位素、锶同位素等在古环境方面的应用也在不断发展。
碳同位素在地壳中是作为痕量元素出现的，在沉积岩中碳元素主要以无机成因的氧化态化合物（如碳酸盐）和有机成因的还原态碳（如有机碳）的形式存在的。在碳同位素的分馏过程中，植物的光合作用是重要的同位素动力学效应。在光合作用中植物优先吸收大气二氧化碳中的轻同位素１２Ｃ，其结果导致合成的有机物中１２Ｃ的富集，而参与的二氧化碳富集１３Ｃ。自然界中碳的两大储积体碳酸盐和有机碳同位素的明显差异，以及它们之间的相互作用是沉积碳酸盐碳同位素变化的主要原因。此外，海洋表面水中溶解的二氧化碳与大气中的二氧化碳之间的碳同位素交换反应也是碳同位素分馏的重要原因，常用来解释古代碳酸盐沉积环境的闭塞程度、有机碳的埋藏速度和环境的氧化一还原强度。
锶同位素应用于地层研究，形成了锶同位素地层学这一综合性学科。锶同位素地层学（ＳＩＳ）根据地质历史中的任何时间全球范围内海水的锶同位素组成都是均一的、海水８７Ｓｒ／％Ｓｒ比值随时间变化这一基本原理，利用代表原始海水的海相碳酸盐（以及磷
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内蒙古石油化工
２００８年第１期
酸盐和硫酸盐）的８７Ｓｒ／８６Ｓｒ比值确定海相地层的年代，研究海平面变化、造山运动、古气候等全球事件，在地层学、沉积学、石油地质学和矿床学等领域中有看广泛的应用前景。锶同位素地层学已在世界范围内得到地质学家的普遍关注，并已获得迅速的发展。锶同位素除被广泛用于确定海相沉积物的年代以外，还可以用于盆地沉降史、海平面变化、造山运动和古气候的研究，层序地层学中底层基面建立，地层间断持续时间的确定，非海相影响程度的评价，以及区分海相和非海相化石等；同时，不同地质历史时期原始海水的锶同位素组成数据还是沉积层控矿床、成岩作用、沉积地球化学和石油地质学等相关研究所必不可少的基础背景资料。５有机地球化学
一些有机质和有机化合物在热演化过程中，有一定的稳定性，能继承和保存原始有机质的结构特征，不同程度地反映原始有机质的类型，因而也就能直接或间接的反映有机质来源和沉积环境的物理、化学条件。
目前对于有机地球化学的研究主要集中在石油勘探领域，用来判别有机沉积相以及识别评价油气储层。油气地球化学研究已经由早期的以烃源岩评价为主的单一研究，发展到现今的以烃源岩和油气源研究为基础、流体包裹体和油藏地球化学研究相结合的综合研究。同时，有机地球化学也开始逐渐应用于研究非海相沉积相生物标志物和环境有机污染的研究。
６．１层序地层地球化学
层序地层地球化学是地球化学研究的新进展，它主要研究基于层序地层格架的烃源岩分布及其地球化学特征。层序地层地球化学的概念由Ｐｅｔｅｒｓ等人（２０００）提出，并在勘探实践巾取得了良好的效果。层序地层地球化学将地球化学方法与层序地层学研究相结合，主要用于研究：①基于层序格架下的烃源
’
岩分布特征和地球化学性质；②烃源岩地球化学特征随海（湖）平面的变化规律；③在油源对比和油油对比的基础上进行基于地层格架的原油成因分类；④最终研究油气运聚和成藏特征并指导勘探。在研究中，层序地层格架的建立是基础，高分辨率的生物标志化合物分析是关键。在以寻找隐蔽油气藏、深层和非常规油气藏为主的中国东部陆相断陷湖盆的勘探中，开展层序地层地球化学研究具有重要的实践意义。
６．２储层地球化学
储层地球化学是八十年代末期发展起来的一门新兴的边缘学科，目前已成为油气地质学研究领域中的热门课题之一，国外在该领域的最新进展主要表明为：①油田水有机酸的成因及其对次生孔隙的贡献；②矿物对石油组分的吸附作用及岩石润湿性的改变；⑧储层石油的混合作用原理；④油藏的有机地球化学描述。储层地球化学的深入研究有助于剖析储层特征及其流体性质在三维空间的展布，合理地建立。
［参考文献］
［１］［２］［３］［４］［５］
赵志根．含煤岩系稀土元素地球化学研究，
２００２．
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ＣｕｒｒｅｎｔｓｉｔｕａｔｉｏｎａｎｄｄｅｖｅｌｏｐｉｎｇｔｅｎｄｅｎｃｙｏｆｓｅｄｉｍｅｎｔａｒｙＧｅｏｃｈｅｍｉｓｔｒｙ
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（ＣｈｅｎｇｄｕＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｃｈｅｎｇｄｕ６１００５９，Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：ＳｅｄｉｍｅｎｔａｒｙＧｅｏｃｈｅｍｉｓｔｒｙｉｓＳｅｄｉｍｅｎｔｏｌｏｇｙａｎｄ
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Ｇｅｏｃｈｅｍｉｓｔｒｙ．Ｉｎｔｈｅｐａｐｅｒ，ｔｈｅ
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Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ＳｅｄｉｍｅｎｔａｒｙＧｅｏｃｈｅｍｉｓｔｒｙ；Ｃｕｒｒｅｎｔｓｉｔｕａｔｉｏｎ；Ｄｅｖｅｌｏｐｉｎｇｔｅｎｄｅｎｃｙ；Ｓｅｄｉｍｅｎｔａｒｙｒｏｃｋ
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