沉积物微量元素示踪物源区和地壳成分的方法和现状

为使读者对利用沉积物示踪地壳成分的方法有充分的了解，本文首先介绍了当前研究地壳成分的三种主要方法，即典型岩石类型的加权法、广泛采样法（含对混合作研究）和沉积物示踪法，并且简单介绍了各类方法的特点，重点阐明了沉积物示踪地壳成分的原理。在此基础上，根据可利用的沉积物的特点，将沉积物示踪法分为4类，即冰碛物方法、风积物方法、陆相沉积物方法和海相沉积物方法，详细分析了各类方法的优点、局限、应用现状和前景。最后指出．沉积过程中．环境对沉积物成分的影响程度不明，是沉积物示踪地壳成分的最大问题，必须加强研究；同时提出，由于沉积物成分受环境的影响，故可根据沉积物成分示踪环境的变化。     

Taylor模式的进展与问题

针对Condie等的质疑，Mclennan和Taylor（1991）发表了题为“沉积岩与地壳演化”的文章，除重申他们的模式的科学性外，还提出了一些新见解，作为对Condie等质疑的回答或对1985年模式的补充。其主要表现是：（1）更注重了同类构造环境沉积物的对比，强调了太古宙高级地体沉积物与后太古宙克拉通盆地的重要性，在一定程度上承认了将太古宙绿岩沉积物（活动背景）与后太古宙克拉通盆地沉积物（稳定背景）进行对比的缺陷：（2）原认为壳内分异主要发生在新大古代（3.2～2.5Ga）及其后．现认为至少始于3.8Ga，即在古太古代也存在。（3）新提出太古宙末的超大陆效应与广泛的钾质花岗岩类发育、地壳成分发生根本转变等现象有关，这使渐变与突变合一，为探讨地球化学演化提供了新思路。Taylor模式所面临的主要问题是：（1）全球范围缺乏关于太古宙高级地体沉积物资料，高级地体研究薄弱；（2）超大陆效应存在与否，以及其机制如何等，尚需深入研究；（3）地球的均匀降温与陆壳幕式增生相矛盾。     

地球演化的重要转折──2300Ma时地质环境灾变的揭示及其意义

2300±30Ma（233～2288Ma）时，地质环境（沉积圈、生物圈、水圈、大气圈）发生了由地外因素引起的突变。灾变后，火山活动明显减弱，富氧大气圈形成，生物演化出现飞跃，气温骤降；进而引起一系列岩石、矿床、地球化学等方面的变化，并在全球范围有明显的一致性。灾变是理想的地史分期界线，可作为太古宙与元古宙的分界。     

绪论

1大陆完成分和演化是固体地球科学研究的主题之一地球作为人类居住的星球，为人类提供了赖以生存的资源和环境。为科学地开发利用资源和环境，人类必然要研究资源和环境的形成与演变。而今人类利用的资源主要来自大陆壳，环境的演变也记录在大陆壳表层。这就要求我们不断地探索新技术、新方法、新理论，更科学地掌握大陆壳的地质特征、化学成分及其演变规律。因此，研究大陆壳成分将是国际地学界的永恒主题之一。之所以说研究大陆壳成分是固体地球科学的主题之一的另一原因是，目前人类对大陆壳性质的认识还很不够，还需要加强研究。举例来…     

Condie模式的提出及其对Taylor模式的挑战:上地壳成分与演化──地表采样与页岩示踪结果的对比

各时期初生上地壳平均化学成分是根据化学分析、地质图、地层剖面和同位素年龄估算的。太古宙上地壳的深成若／表壳若比值较高，在一定程度上反映了2.5Ga前的一种不同模式的地壳形成作用。后太古宙绿岩序列的长英质火山岩和杂砂岩增加，太古宙一元古宙（Ar／Pt）界线处科马提岩的含量几乎降到零，而显生宙的安山岩含量增加。与古太古代相比，新太古代及后太古宙的上地壳亏损Mg、Cr、Ni及Co，且后太古宙上地壳富集LILE（大离子亲石元素．K、Rb、Ba、Th、U）、HFSE（高场强元素，Ti、P、Zr、Hf、Nb、Ta、Y）及HREE。不同时代的上地壳均具负Eu异常．只是太古宙上地壳较弱。克拉通页岩表现出象上地壳一样的成分变化，但有如下重要例外：在Ar／Pt界线，只有页岩显示Fe、V、Sc减少和Na、Ca、Sr增加，也只有上地壳才显示HRME和Y的显著增加。太古宙上地壳和页岩都具负Eu异常．但它们没有后太古宙上地壳的负Eu异常强烈；而页岩的资料还略微显示出太古宙以后形成的上地壳之Eu异常逐渐增加。在Ar／Pt界线，上地壳和页岩的Cr／Th、Ni／Co、Co／Th比值都减小；Th／U比值只在页岩中增加，在上地壳却没有增加。太古宙页岩缺乏HREE亏损，Fe、V、Sc含量高，表明这些页岩的物源区与现今出露的太古宙上地壳并不相似。现已剥     

环境对沉积物微量元素含量和配分型式的制约

本文提出环境是影响微量元素配分的重要因素，并列举了不同侧面的一系列证据或表现。为查明环境影响沉积物元素成分的机理，引进了先进的软硬酸碱（SHAB）理论；通过严格的逻辑推导，建立了氧化还原模式。作为模式的验证，介绍了华北克拉通南缘的实际研究结果，从而有力地证明了氧化还原模式的科学性和环境影响沉积物化学成分的重要性。与此同时，根据华北克拉通南缘沉积物REE型式的演化，推论2300Ma时发生了全球地质环境的突变。     

Taylor模式简介

Tarlor等首先论证了借用沉积物微量元素研究上地壳成分的逻辑根据。随即根据沉积物确定上陆壳成分的花岗闪长岩模式，下陆壳成分的高铝玄武岩模式，全陆壳成分的25％安山岩＋75％混合物（混合比为镁铁质：长英质=2：1）的混合模式。为检验该地壳成分模式对于时间的适用性，Taylor等又研究了沉积物成分随时间的变化，发现2．5Ga之后的不同时代的沉积物的特征基本一致，且它们与2.5Ga之前的沉积物明显不同。据此推论，如果2.5Ga之前的沉积物屯能代表上陆壳的成分，则太古宙与后太古宙（或太古宙后）的地壳成分应有明显差别。那么．如何确定太古宙的上陆壳成分呢？为此，Taylor等又专门论证太古宙的杂砂岩与后太古宙不同，可代表地壳成分。基此，Taylor等推导出太古宙上陆壳岩石组成比例是长英质：镁铁质=1：1．全陆壳的岩石组成比例为镁铁质：长英质=2：1，从而提出太古宙地壳成分、形成作用等均不同于后太古宙。太古宙地壳是如何演化为后太古宙地壳的呢？Taylor等认为，在太古宙未，即2.8～2．6Ga，曾有广泛的钾质花岗岩发育，该事件使得地壳成分从太古宙样式转变为后太古宙样式。关于具体演变机制，Taylor等认为早大古代的热流高，斜长石不稳定，只能发生以石榴子石为残留相的幔内部分馆融（40km以下）?     

Taylor模式的错误、局限及其原因

剖析了Taylor模式的要点或理论基础，认为否定环境对沉积物REE型式的影响，发现太古宙沉积物与元古宙沉积物REE型式的差异，提出太古宙末有全球性钾质花岗岩事件等，是Taylor模式的三个关键或紧密相连的三个主要环节。论证了Taylor模式的三大关键实属三大错误。然后探讨了Taylor模式的若干其它不足或所面临的问题。最后将错误和不足的原因归为Taylor错误地否定了环境对沉积物化学成分的影响，从而重新提出环境是影响沉积物微量元素配分的重要因素．不可忽视。     

火山岩建造的性质与构造环境之关系的重新认识—DI频率分布图的启示

火山岩的DI频率分布图对各构造环境下形成的火山岩建造的划分有重要意义。在火山岩的DI频率分布图上,火山弧区火山岩并不象通常所认为的那样是单峰的,而实际上是双峰的,峰的DI范围分别为35～70和>70。火山弧区火山岩的双峰与大陆裂谷区火山岩的双峰明显不同,后者两峰出现在DI<35和DI>70的范围;火山弧区火山岩和大陆裂谷区火山岩的双峰分别称为ⅡⅢ式和ⅠⅢ式。岛弧地区火山岩只有DI=35～70范围的一个峰,而有残留陆块存在的冰岛大洋裂谷火山岩则有DI<35、DI=35～70和DI>70范围的三个峰。分析结果表明,在火山岩的DI频率分布图上,DI<35、DI=35～75和DI>70的峰分别代表由地幔部分熔融(一次部分熔融)形成的基性岩建造、由洋壳部分熔融(二次部分熔融)形成的中性岩建造和由陆壳部分熔融(三次部分熔融)形成的酸性岩建造,这些火山岩建造的峰态取决于形成火山岩的部分熔融的类型和种数。