CN112763567B - 一种适用于杂色地层划分的元素地球化学方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于地球化学技术领域，具体涉及一种适用于杂色地层划分的元素地球化学方法，该方法包括以下步骤：步骤1：编制常量元素判别地层图谱；步骤2：编制微量元素判别地层图谱；步骤3：厘定能够判别地层层位的稀土元素特征；步骤4：针对杂色地层进行系统取样；步骤5：对步骤4的样品开展常量元素分析；步骤6：利用常量元素进行地层划分；步骤7：利用微量元素进行地层划分；步骤8：利用稀土元素进行地层划分。本发明增补了无化石、无孢粉的杂色岩石地层划分的空白，易操作，实用性强，体现了快捷性、高效性和实用性。
Description
技术领域
本发明属于地球化学技术领域，具体涉及一种适用于杂色地层划分的元素地球化学方法。
背景技术
岩石地层划分是地层学的基础研究，它是沉积相及与沉积有关矿产研究工作的基础，在地层学理论和实践中占有极其重要的位置。岩石地层划分涉及的方法主要有生物地层法(孢粉)、年代地层法、磁性地层法、层序地层法、地震地层法、测井地层法等，上述方法要求地层中具有丰富的化石或孢粉，地层分布具一定规律性；但在一些快速沉积的断陷盆地内，由于沉积速度快速，相变快、岩性变化大，颜色杂乱，无化石、无孢粉，难以进行常规岩石地层划分对比，制约了该盆地内沉积体系分析和矿产研究。
因此需要提供一种适用于杂色地层划分的元素地球化学方法，以解决现有技术存在的不足。
发明内容
本发明的目的是提供一种适用于杂色地层划分的元素地球化学方法，解决快速沉积的断陷盆地内，由于沉积速度快速，相变快、岩性变化大，颜色杂乱，无化石、无孢粉，难以进行常规岩石地层划分制约该盆地内沉积体系分析和矿产研究的问题。
实现本发明目的的技术方案：
一种适用于杂色地层划分的元素地球化学方法，该方法包括以下步骤：
步骤1：编制常量元素判别地层图谱；
步骤2：编制微量元素判别地层图谱；
步骤3：厘定能够判别地层层位的稀土元素特征；
步骤4：针对杂色地层进行系统取样；
步骤5：对步骤4的样品开展常量元素分析；
步骤6：利用常量元素进行地层划分；
步骤7：利用微量元素进行地层划分；
步骤8：利用稀土元素进行地层划分。
所述的步骤1包括以下步骤：
步骤1.1：将收集的研究区内不同层位常量元素数据按层位分成泥岩常量元素和砂岩常量元素两类；
步骤1.2：用EXCEL打开步骤1.1中泥岩所有常量元素，并制成散点图，厘定识别能够判别泥岩层位的两种常量元素或两种常量元素组合；
步骤1.3：应用步骤1.2厘定两种常量元素或两种常量元素组合的分析数据投影成散点图，用趋势线将不同层位的散点区域圈定出来，编制泥岩常量元素判别层位图谱；
步骤1.4：同步骤1.2、步骤1.3用EXCEL打开砂岩所有常量元素，厘定识别能够判别砂岩层位的两种常量元素或两种常量元素组合，编制砂岩常量元素判别层位图谱。
所述的步骤2包括以下步骤：
步骤2.1：将收集的研究区内不同层位微量元素数据按层位分成泥岩微量元素和砂岩微量元素两类；
步骤2.2：用EXCEL打开步骤2.1中泥岩所有微量元素，并制成散点图，厘定识别能够判别泥岩层位的两种微量元素或两种微量元素组合；
步骤2.3：应用步骤2.2厘定两种微量元素或两种微量元素组合的分析数据投影成散点图，用趋势线将不同层位的散点区域圈定出来，编制泥岩微量元素判别层位图谱；
步骤2.4：同步骤2.2、步骤2.3用EXCEL打开砂岩所有微量元素，厘定识别能够判别砂岩层位的两种微量元素或两种微量元素组合，编制砂岩常量元素判别层位图谱。
所述的步骤3包括以下步骤：
步骤3.1：将收集的研究区内不同层位稀土元素数据按层位进行分类；
步骤3.2：用EXCEL打开步骤3.1稀土元素含量数据，并制成球粒陨石标准化配分曲线，根据曲线的左倾形态确定为轻稀土富集型，根据曲线的右倾形态确定为重稀土富集型；再根据稀土元素特征厘定一种元素的差异性来判别层位。
所述的步骤4中针对不能应用生物地层法、年代地层法、磁性地层法方法划分地层层位的杂色地层，进行系统取样。
所述的步骤5包括以下步骤：
步骤5.1：运用X射线荧光光谱仪对步骤4的样品开展常量元素分析，分析项目为步骤1.2和步骤1.4厘定的能够判别砂岩和泥岩层位的常量元素；
步骤5.2：运用等离子体质谱仪对步骤4的样品开展微量元素分析，分析项目为步骤2.2和步骤2.4厘定的能够判别砂岩和泥岩层位的微量元素；
步骤5.3：运用等离子体质谱仪对步骤4的样品开展稀土元素分析，分析项目有La、Ce、Pr、Nd、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb、Lu、Y共15项。
所述的步骤6包括以下步骤：
步骤6.1：将步骤5.1测定能够判别泥岩层位的常量元素数据投入步骤1.3编制的泥岩常量元素判别层位图谱中，数据落入那个层位的范围内即代表该样品属于该层位；
步骤6.2：将步骤5.1测定能够判别砂岩层位的常量元素数据投入步骤1.4编制的砂岩常量元素判别层位图谱中，数据落入那个层位的范围内即代表该样品属于该层位。
所述的步骤7包括以下步骤：
步骤7.1：将步骤5.2测定能够判别泥岩层位的微量元素数据投入步骤2.3编制的泥岩微量元素判别层位图谱中，数据落入那个层位的范围内即代表该样品属于该层位；
步骤7.2：将步骤5.2测定能够判别砂岩层位的微量元素数据投入步骤2.4编制的砂岩微量元素判别层位图谱中，数据落入那个层位的范围内即代表该样品属于该层位。
所述的步骤8中将步骤2.3测定的稀土元素含量制成球粒陨石标准化配分曲线图，根据曲线的形态判别轻稀土富集型和重稀土富集型，再根据厘定的某一稀土元素的亏损或富集参照步骤3.2来判别层位。
本发明的有益技术效果在于：
(1)本发明利用杂色岩层中的常量、微量和稀土元素含量特征，来区分地层层位，是对生物地层法(孢粉)、年代地层法、磁性地层法、层序地层法、地震地层法、测井地层法等地层划分的一种补充，特别是在无化石、无孢粉的杂色地层中，该方法显得尤其重要；
(2)本发明增补了无化石、无孢粉的杂色岩石地层划分的空白，易操作，实用性强，体现了快捷性、高效性和实用性。
附图说明
图1为本发明所提供的一种适用于杂色地层划分的元素地球化学方法示意图；
具体实施方式
为了使本领域的技术人员更好地理解本发明，下面将结合本发明实例中的附图对本发明实例中的技术方案进行清楚、完整的描述。显而易见，下面所述的实例仅仅是本发明实例中的一部分，而不是全部。基于本发明记载的实例，本领域技术人员在不付出创造性劳动的情况下得到的其它所有实例，均在本发明保护的范围内。
如图1所示，本发明所提供的一种适用于杂色地层划分的元素地球化学方法，该方法包括以下步骤：
步骤1：编制常量元素判别地层图谱；
步骤1.1：将收集的研究区内不同层位常量元素数据，数据按层位分成泥岩常量元素和砂岩常量元素两类；
步骤1.2：用EXCEL打开步骤1.1中泥岩所有常量元素，并制成散点图，厘定识别能够判别泥岩层位的两种常量元素或两种常量元素组合；
步骤1.3：应用步骤1.2厘定两种常量元素或两种常量元素组合的分析数据投影成散点图，用趋势线将不同层位的散点区域圈定出来，编制泥岩常量元素判别层位图谱；
步骤1.4：同步骤1.2、步骤1.3用EXCEL打开砂岩所有常量元素，厘定识别能够判别砂岩层位的两种常量元素或两种常量元素组合，编制砂岩常量元素判别层位图谱。
步骤2：编制微量元素判别地层图谱；
步骤2.1：将收集的研究区内不同层位微量元素数据，数据按层位分成泥岩微量元素和砂岩微量元素两类；
步骤2.2：用EXCEL打开步骤2.1中泥岩所有微量元素，并制成散点图，厘定识别能够判别泥岩层位的两种微量元素或两种微量元素组合；
步骤2.3：应用步骤2.2厘定两种微量元素或两种微量元素组合的分析数据投影成散点图，用趋势线将不同层位的散点区域圈定出来，编制泥岩微量元素判别层位图谱；
步骤2.4：同步骤2.2、步骤2.3用EXCEL打开砂岩所有微量元素，厘定识别能够判别砂岩层位的两种微量元素或两种微量元素组合，编制砂岩常量元素判别层位图谱。
步骤3：厘定能够判别地层层位的稀土元素特征；
步骤3.1：将收集的研究区内不同层位稀土元素数据按层位进行分类；
步骤3.2：用EXCEL打开步骤3.1稀土元素含量数据，并制成球粒陨石标准化配分曲线，根据曲线的左倾形态确定为轻稀土富集型，根据曲线的右倾形态确定为重稀土富集型；再根据稀土元素特征厘定一种元素的差异性来判别层位。
二连盆地为断陷盆地，盆内白垩系为杂色地层，无化石、无孢粉，地层层位难以划分。目前，该盆地在白垩系赛汉组下段、赛汉组上段和二连组均发现了较好的砂岩型铀矿床，积累了丰富的常量、微量、稀土元素分析数据。系统收集这些数据，并按层位分成泥岩和砂岩常量、微量、稀土元素两大类数据，运用EXCEL打开并制成散点图，发现以常量元素SiO2含量为纵轴、以Al2O3+CaO含量为横轴，制成的图谱能较好区分赛汉组泥岩和二连组泥岩；发现以常量元素FeO含量为纵轴、以SiO2含量为横轴，制成的图谱能较好区分赛汉组砂岩和二连组砂岩；以微量元素Cs含量为纵轴，Th含量为横轴，制成的图谱能较好区分二连组、赛汉组上段、赛汉组下段泥岩；以微量元素Ni含量为纵轴，Co含量为横轴，制成的图谱能较好区分二连组、赛汉组上段、赛汉组下段的砂岩；二连组、赛汉组上段和赛汉组下段三个组稀土元素球粒陨石标准化曲线类型基本一致，均呈明显右倾型，表现为轻稀土富集，但二连岩石样品基本无Eu异常，而赛汉组样品存在Eu的负异常，可作为层位定标元素。
步骤4：针对杂色地层进行系统取样；
针对不能应用生物地层法(孢粉)、年代地层法、磁性地层法方法划分地层层位的杂色地层，进行系统取样。样品取样要求按岩性均匀采集，新鲜、纯净，样品重1000g，碎样成160目，各取50g送常量、微量、稀土元素分析。
步骤5：对步骤4的样品开展常量元素分析；
步骤5.1：运用X射线荧光光谱仪对步骤4的样品开展常量元素分析，分析项目为步骤1.2和步骤1.4厘定的能够判别砂岩和泥岩层位的常量元素；
步骤5.2：运用等离子体质谱仪对步骤4的样品开展微量元素分析，分析项目为步骤2.2和步骤2.4厘定的能够判别砂岩和泥岩层位的微量元素；
步骤5.3：运用等离子体质谱仪对步骤4的样品开展稀土元素分析，分析项目有La、Ce、Pr、Nd、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb、Lu、Y共15项。
在二连盆地EZK1248－2159钻孔中，对深度50－420m的杂色岩石难以精确分层，故对该套地层岩心按泥岩和砂岩分别均匀采集30个样品，碎成160目粉未，各取50g送核工业北京地质研究院做常量元素的SiO2、Al2O3、CaO、FeO分析，微量元素的U、Th、Ni、Cs、Co分析，15项稀土元素分析。
步骤6：利用常量元素进行地层划分；
步骤6.1：将步骤5.1测定能够判别泥岩层位的常量元素数据投入步骤1.3编制的泥岩常量元素判别层位图谱中，数据落入那个层位的范围内即代表该样品属于该层位；
步骤6.2：将步骤5.1测定能够判别砂岩层位的常量元素数据投入步骤1.4编制的砂岩常量元素判别层位图谱中，数据落入那个层位的范围内即代表该样品属于该层位。
步骤7：利用微量元素进行地层划分；
步骤7.1：将步骤5.2测定能够判别泥岩层位的微量元素数据投入步骤2.3编制的泥岩微量元素判别层位图谱中，数据落入那个层位的范围内即代表该样品属于该层位；
步骤7.2：将步骤5.2测定能够判别砂岩层位的微量元素数据投入步骤2.4编制的砂岩微量元素判别层位图谱中，数据落入那个层位的范围内即代表该样品属于该层位。
步骤8：利用稀土元素进行地层划分；
将步骤2.3测定的稀土元素含量制成球粒陨石标准化配分曲线图，根据曲线的形态判别轻稀土富集型和重稀土富集型，再根据厘定的某一稀土元素的亏损或富集参照步骤3.2来判别层位。
依据二连盆地EZK1248－2159孔50～420m的30个泥岩和30个砂岩进行常量、微量、稀土数据分析。将30个泥岩SiO2和Al2O3+CaO常量分析数据投入步骤2.3编制的泥岩微量元素判别层位图谱中，发现50～135m的泥岩数据投入二连组区域内，故确定为二连组；135～420m的泥岩数据投入赛汉组(未区分上下段)区域内，确定为赛汉组。将30个砂岩的SiO2和FeO常量分析数据投入步骤2.4编制的砂岩微量元素判别层位图谱中，发现50～135m的砂岩数据投入二连组区域内，故确定为二连组；135～420m的砂岩数据投入赛汉组(未区分上下段)区域内，确定为赛汉组。将30个泥岩Cs和Th微量分析数据投入图谱中，发现50～135m的泥岩数据投入二连组区域内，故确定为二连组；135～342m的泥岩数据投入赛汉组上段区域内，确定为赛汉组上段；342～420m的泥岩数据投入赛汉组下段区域内，确定为赛汉组下段。将30个砂岩Ni和Co微量分析数据投入图谱中，发现50～135m的砂岩数据投入二连组区域内，故确定为二连组；135～342m的砂岩数据投入赛汉组上段区域内，确定为赛汉组上段；342～420m的砂岩数据投入赛汉组下段区域内，确定为赛汉组下段。通过稀土元素球粒陨石标准化曲线显示呈右倾型，表现为轻稀土富集，且50～135m岩石样品中Eu基本正常，为二连组，135～420m岩石样品中Eu呈负异常，为赛汉组。故二连盆地EZK1248－2159孔50～135m为二连组，135～342m为赛汉组上段，342～420m为赛汉组下段。
上面结合附图和实例对本发明作了详细说明，但是本发明并不限于上述实例，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下作出各种变化。本发明中未作详细描述的内容均可以采用现有技术。
Claims (4)
1.一种适用于杂色地层划分的元素地球化学方法，其特征在于：该方法包括以下步骤：
步骤1：编制常量元素判别地层图谱；
步骤2：编制微量元素判别地层图谱；
步骤3：厘定能够判别地层层位的稀土元素特征；
步骤4：针对杂色地层进行系统取样；
步骤5：对步骤4的样品开展常量元素分析；
步骤6：利用常量元素进行地层划分；
步骤7：利用微量元素进行地层划分；
步骤8：利用稀土元素进行地层划分；
所述的步骤1包括以下步骤：
步骤1.1：将收集的研究区内不同层位常量元素数据按层位分成泥岩常量元素和砂岩常量元素两类；
步骤1.2：用EXCEL打开步骤1.1中泥岩所有常量元素，并制成散点图，厘定识别能够判别泥岩层位的两种常量元素或两种常量元素组合；
步骤1.3：应用步骤1.2厘定两种常量元素或两种常量元素组合的分析数据投影成散点图，用趋势线将不同层位的散点区域圈定出来，编制泥岩常量元素判别层位图谱；
步骤1.4：同步骤1.2、步骤1.3用EXCEL打开砂岩所有常量元素，厘定识别能够判别砂岩层位的两种常量元素或两种常量元素组合，编制砂岩常量元素判别层位图谱；
所述的步骤2包括以下步骤：
步骤2.1：将收集的研究区内不同层位微量元素数据按层位分成泥岩微量元素和砂岩微量元素两类；
步骤2.2：用EXCEL打开步骤2.1中泥岩所有微量元素，并制成散点图，厘定识别能够判别泥岩层位的两种微量元素或两种微量元素组合；
步骤2.3：应用步骤2.2厘定两种微量元素或两种微量元素组合的分析数据投影成散点图，用趋势线将不同层位的散点区域圈定出来，编制泥岩微量元素判别层位图谱；
步骤2.4：同步骤2.2、步骤2.3用EXCEL打开砂岩所有微量元素，厘定识别能够判别砂岩层位的两种微量元素或两种微量元素组合，编制砂岩常量元素判别层位图谱；
所述的步骤3包括以下步骤：
步骤3.1：将收集的研究区内不同层位稀土元素数据按层位进行分类；
步骤3.2：用EXCEL打开步骤3.1稀土元素含量数据，并制成球粒陨石标准化配分曲线，根据曲线的左倾形态确定为轻稀土富集型，根据曲线的右倾形态确定为重稀土富集型；再根据稀土元素特征厘定一种元素的差异性来判别层位；
所述的步骤4中针对不能应用生物地层法、年代地层法、磁性地层法方法划分地层层位的杂色地层，进行系统取样；
所述的步骤5包括以下步骤：
步骤5.1：运用X射线荧光光谱仪对步骤4的样品开展常量元素分析，分析项目为步骤1.2和步骤1.4厘定的能够判别砂岩和泥岩层位的常量元素；
步骤5.2：运用等离子体质谱仪对步骤4的样品开展微量元素分析，分析项目为步骤2.2和步骤2.4厘定的能够判别砂岩和泥岩层位的微量元素；
步骤5.3：运用等离子体质谱仪对步骤4的样品开展稀土元素分析，分析项目有La、Ce、Pr、Nd、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb、Lu、Y共15项。
2.根据权利要求1所述的一种适用于杂色地层划分的元素地球化学方法，其特征在于：所述的步骤6包括以下步骤：
步骤6.1：将步骤5.1测定能够判别泥岩层位的常量元素数据投入步骤1.3编制的泥岩常量元素判别层位图谱中，数据落入那个层位的范围内即代表该样品属于该层位；
步骤6.2：将步骤5.1测定能够判别砂岩层位的常量元素数据投入步骤1.4编制的砂岩常量元素判别层位图谱中，数据落入那个层位的范围内即代表该样品属于该层位。
3.根据权利要求2所述的一种适用于杂色地层划分的元素地球化学方法，其特征在于：所述的步骤7包括以下步骤：
步骤7.1：将步骤5.2测定能够判别泥岩层位的微量元素数据投入步骤2.3编制的泥岩微量元素判别层位图谱中，数据落入那个层位的范围内即代表该样品属于该层位；
步骤7.2：将步骤5.2测定能够判别砂岩层位的微量元素数据投入步骤2.4编制的砂岩微量元素判别层位图谱中，数据落入那个层位的范围内即代表该样品属于该层位。
4.根据权利要求3所述的一种适用于杂色地层划分的元素地球化学方法，其特征在于：所述的步骤8中将步骤2.3测定的稀土元素含量制成球粒陨石标准化配分曲线图，根据曲线的形态判别轻稀土富集型和重稀土富集型，再根据厘定的某一稀土元素的亏损或富集参照步骤3.2来判别层位。
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