发布时间:2008-08-30 23:22:50文章来源:互联网

Disiji diqiu huaxue
第四纪地球化学
Quaternary geochemistry

介于第四纪地质学和地球化学之间的边缘研究领域。研究第四纪时期化学元素及其同位素在地壳中的分布与演化规律。侧重研究元素及其同位素在不同成因类型的第四纪沉积物中的分布、分配、迁移和富集的特征。
简史　第四纪地球化学是在20世纪50年代初期才开始发展起来的，前苏联的Б．Б．波雷诺夫在研究风化壳的地球化学中，拟定了著名的元素迁移序列，初步揭示了各种陆相第四纪沉积物的地球化学特征。20世纪60年代以后，C.埃米利亚尼和N.J.沙克尔顿等所作的深海岩心中有孔虫介壳的氧同位素比值(18O/16O)及其变化曲线，提供了至今所知最完整的全球性气候变化记录。70年代，前苏联的В．К．卢卡舍夫发表《第四纪岩石成因地球化学》，阐明了第四纪各种不同成因类型沉积物的地球化学特征。
研究内容　主要有以下几个方面：①研究第四纪各种成因类型沉积物中化学元素及同位素的分布和分配的规律，阐明决定元素及同位素不同分布的原因和元素间的相互关系；②查明第四纪各种成因类型沉积物中化学元素的差异，以阐明各种沉积物的成因；③研究化学元素在不同地区(空间上)和不同发展阶段（时间上），不同地质作用条件下，运移、演化及集中、分散规律；④研究第四纪各种成因类型沉积物中常量元素和微量元素的地球化学标志和特征比值；⑤研究形成第四纪沉积物的地球化学介质条件（pH、Eh、有机胶体溶液和可溶盐等）及其对沉积环境的影响。
主要进展　①黄土地球化学。黄土的平均化学成分十分接近大陆上部地壳的克拉克值，黄土的稀土元素模式与大陆地壳的类似。黄土中各类元素在区域上的变化都不大,中国黄土富含碳酸钙(CaCO3)，黄河中游各地马兰黄土及其粘粒组分的物质成分较均匀。此外，黄河中游各地马兰黄土中锌（Zn）、铜(Cu)、锰(Mn)、钴(Co)、镍(Ni)和钼(Mo)的含量自西北至东南逐渐增加，呈现明显的带状分布。黄土剖面中某些受气候制约的元素的含量或其比值的变化，具有明显的阶段性和周期性，这些周期段与M.M.米兰科维奇根据天文因素计算的周期和深海岩心中δ18O值的周期性一致。同时，黄土剖面中的铍-10(10Be)浓度的变化与δ18O之间也存在着极好的相关性。因此，从元素地球化学的角度证明，第四纪气候变迁是受天文因素控制的。
②海洋沉积地球化学。根据深海岩心 18O/16O比值在垂向上的变化，奇数阶段为18O相对较少的温暖单元，偶数阶段是18O相对较多的寒冷单元。因而由深海沉积物氧同位素曲线可以认为,90万年以来至少有9个完整的冰川旋回。同时,深海岩心中CaCO3的沉积旋回与氧同位素曲线有良好的对应关系。
陆棚(如印度西部)的铝(Al)、锰(Mn)、镍(Ni)、铜(Cu)等元素浓度较高,与内陆棚的CaCO3含量低和细粒陆缘沉积物有联系,而在粗粒物质组成的CaCO3含量高的外陆棚地区，这些元素的浓度低。另外，泥质沉积物组成的陆棚和碳酸盐沉积物组成的陆棚氨基酸组分之间有明显区别，并且氨基酸总量随埋藏深度增加而递减。样品年龄越老，外消旋反应作用越强。
中国大陆架沉积物中，若干元素表现出极好的相关性、亲碎屑性和亲陆性等，而且绝大多数元素的含量随粒度变细而升高。
③湖泊、河流沉积地球化学。湖相沉积物中微量元素的空间分布受沉积物类型和有机碳的强烈影响。在湖相沉积剖面中（如北美），碎屑二氧化硅、自生铁和锰向上减少；相反硅藻中自生二氧化硅、碳酸盐和氨基酸总量以及氯化物向上增加，这些都反映了晚冰期和冰后期的气候变化。此外,微量元素的富集系数大于1的层段多与温湿阶段