现代地质 ›› 2023, Vol. 37 ›› Issue (02): 475-485.DOI: 10.19657/j.geoscience.1000-8527.2022.032
收稿日期:
2022-03-08
修回日期:
2022-10-24
出版日期:
2023-04-10
发布日期:
2023-05-23
通讯作者:
曾宇轲
作者简介:
曾宇轲,男,1994年出生,构造地质学专业,主要从事构造地质学研究工作。Email:zengyuke@pku.edu.cn。
CAO Yulu(), ZENG Yuke(
), ZHANG Yuanyuan
Received:
2022-03-08
Revised:
2022-10-24
Online:
2023-04-10
Published:
2023-05-23
Contact:
ZENG Yuke
摘要:
重矿物继承了源岩特征,能够揭示沉积盆地与源区之间的源汇联系。扫描电镜(SEM)及自动矿物识别技术的发展,使得重矿物从人工显微镜下鉴定逐步走向自动化定量分析。本文在传统显微镜识别的基础上,分别应用扫描电镜-能谱仪/背散射成像(SEM-EDS/BSE)技术及综合矿物分析系统(TIMA)进行重矿物的鉴定和统计,对比总结不同分析方法的特点和适用性,并对准噶尔盆地西北缘中生代物源区进行初步探讨。结果表明,基于SEM的两种分析方法都可以很好地对各种重矿物进行厘定和统计:其中SEM-EDS/BSE对矿物的统计更加灵活;TIMA能够快速、准确得到多种矿物信息,但需注意蚀变矿物对原生矿物统计的影响。根据重矿物组合、重矿物成熟度(ZTR指数)及前人报道的U-Pb年龄、古水流数据,认为准噶尔盆地西北缘中生代物源主要来自扎伊尔山,其中晚三叠世—早侏罗世哈拉阿拉特山隆升并开始为克拉玛依与白砾山地区提供物源。
中图分类号:
曹玉璐, 曾宇轲, 张元元. 基于扫描电子显微镜的重矿物物源分析方法对比[J]. 现代地质, 2023, 37(02): 475-485.
CAO Yulu, ZENG Yuke, ZHANG Yuanyuan. Comparision of Heavy Mineral Provenance Analysis Methods Based on SEM[J]. Geoscience, 2023, 37(02): 475-485.
图3 TIMA的4种扫描模式示意图(修改自Hrstka等[42];扫描矿物颗粒数为1万个,4种扫描模式下BSE像素为2.5 μm,能谱步长为5 μm;线扫描模式的线间距为30 μm)
Fig.3 Schematic diagram of four scan modes of TIMA(modified from Hrstka et al[42];the number of mineral particles scanned is 10000.In four scan modes, BSE pixels was 2.5 μm and dot spacing was 5 μm; The line spacing of TIMA Line mapping was 30 μm)
样品号 | 分析方法 | 钛铁矿 | 石榴石 | 铬铁矿 | 磁铁矿/赤铁矿 | 榍石 | 锆石 | 金红石 | 白钛石 | 磷灰石 | 角闪石 |
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
能谱法 | 28.5 | 23.3 | 17.0 | 13.1 | 9.0 | 2.8 | 2.4 | 2.0 | 1.9 | - | |
XZ17-19 | TIMA点阵模式 | 16.3 | 29.3 | 18.0 | 7.6 | 8.8 | 4.4 | - | 13.3 | 1.4 | 1.0 |
TIMA点模式 | 21.7 | 29.7 | 17.1 | 12.6 | 13.7 | 2.0 | 0.9 | - | 1.3 | - | |
能谱法 | 56.3 | 21.9 | 1.8 | 6.8 | 4.3 | 3.9 | 3.6 | - | 1.4 | - | |
XZ17-10 | TIMA点阵模式 | 48.7 | 28.0 | 2.4 | 4.3 | 6.0 | 7.9 | 1.6 | - | 1.1 | - |
TIMA点模式 | 51.2 | 27.0 | 2.3 | 5.1 | 5.0 | 2.7 | 5.6 | - | 1.2 | - |
表1 样品XZ17-19、XZ17-10 TIMA和SEM-EDS重矿物数量百分含量(%)
Table 1 Heavy minerals of XZ17-19 and XZ17-10 in quantity percentage based on the TIMA and SEM-EDS(%)
样品号 | 分析方法 | 钛铁矿 | 石榴石 | 铬铁矿 | 磁铁矿/赤铁矿 | 榍石 | 锆石 | 金红石 | 白钛石 | 磷灰石 | 角闪石 |
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
能谱法 | 28.5 | 23.3 | 17.0 | 13.1 | 9.0 | 2.8 | 2.4 | 2.0 | 1.9 | - | |
XZ17-19 | TIMA点阵模式 | 16.3 | 29.3 | 18.0 | 7.6 | 8.8 | 4.4 | - | 13.3 | 1.4 | 1.0 |
TIMA点模式 | 21.7 | 29.7 | 17.1 | 12.6 | 13.7 | 2.0 | 0.9 | - | 1.3 | - | |
能谱法 | 56.3 | 21.9 | 1.8 | 6.8 | 4.3 | 3.9 | 3.6 | - | 1.4 | - | |
XZ17-10 | TIMA点阵模式 | 48.7 | 28.0 | 2.4 | 4.3 | 6.0 | 7.9 | 1.6 | - | 1.1 | - |
TIMA点模式 | 51.2 | 27.0 | 2.3 | 5.1 | 5.0 | 2.7 | 5.6 | - | 1.2 | - |
图4 样品XZ17-19、XZ17-10 TIMA和SEM-EDS重矿物组分对比图(单位:%)
Fig.4 Comparision between compositions of heavy mineral components of XZ17-19 and XZ17-10 based on the TIMA and SEM-EDS(unit:%)
样品号 | 位置 | 层位 | 钛铁 矿 | 锆石 | 磁铁矿/ 赤铁矿 | 石榴 石 | 金红 石 | 铬铁 矿 | 角闪 石 | 磷灰 石 | 榍石 | 黑云 母 | 电气 石 | 白钛 石 | 钡硬 锰矿 | 黄钾 铁钒 | ZTR | |||||||||||
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
XZ17-106 | 铁厂沟 | T3b | - | 0.7 | 74.3 | - | 6.4 | - | - | - | - | - | 18.7 | - | - | - | 100.0 | |||||||||||
XZ17-103 | 铁厂沟 | J1b | 26.6 | 2.7 | 2.0 | 1.1 | 1.5 | 65.3 | - | - | - | - | - | 0.8 | - | - | 79.6 | |||||||||||
XZ17-104 | 铁厂沟 | J1s | - | - | 70.7 | - | - | - | - | - | - | - | 2.3 | - | 26.0 | - | 100.0 | |||||||||||
XZ17-94 | 白砾山 | T3b | - | - | 97.2 | - | - | - | - | - | - | - | 2.8 | - | - | - | 100.0 | |||||||||||
XZ17-96 | 白砾山 | J1b | 2.3 | 51.6 | - | 36.6 | 5.7 | - | - | 2.8 | - | - | - | 1.0 | - | - | 59.2 | |||||||||||
XZ17-86 | 白砾山 | J2x | 65.0 | 6.3 | 3.1 | 6.5 | 4.6 | - | 6.8 | - | - | 3.5 | 4.1 | - | - | - | 47.0 | |||||||||||
XZ17-03 | 克拉玛依 | T3x | 93.1 | 4.8 | 2.1 | - | - | - | - | - | - | - | - | - | - | - | 100.0 | |||||||||||
XZ17-06 | 克拉玛依 | J1b | 20.0 | 3.2 | 17.5 | 19.8 | 18.6 | 2.6 | - | - | - | - | - | - | - | 21.0 | 52.3 | |||||||||||
XZ17-09 | 克拉玛依 | J1s | - | - | 47.1 | 29.4 | - | - | - | - | - | - | - | - | - | 23.5 | 0 | |||||||||||
XZ17-10 | 克拉玛依 | J1s | 51.2 | 2.7 | 5.1 | 27 | 5.6 | 2.3 | - | 1.2 | 5 | - | - | - | - | - | 20.0 |
表2 准噶尔盆地西北缘中生代地层中重矿物组成及数量百分比(%)
Table 2 Heavy minerals assemblage and quantity percentage of Mesozoic strata in northwestern Junggar Basin(quantity percentage,%)
样品号 | 位置 | 层位 | 钛铁 矿 | 锆石 | 磁铁矿/ 赤铁矿 | 石榴 石 | 金红 石 | 铬铁 矿 | 角闪 石 | 磷灰 石 | 榍石 | 黑云 母 | 电气 石 | 白钛 石 | 钡硬 锰矿 | 黄钾 铁钒 | ZTR | |||||||||||
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
XZ17-106 | 铁厂沟 | T3b | - | 0.7 | 74.3 | - | 6.4 | - | - | - | - | - | 18.7 | - | - | - | 100.0 | |||||||||||
XZ17-103 | 铁厂沟 | J1b | 26.6 | 2.7 | 2.0 | 1.1 | 1.5 | 65.3 | - | - | - | - | - | 0.8 | - | - | 79.6 | |||||||||||
XZ17-104 | 铁厂沟 | J1s | - | - | 70.7 | - | - | - | - | - | - | - | 2.3 | - | 26.0 | - | 100.0 | |||||||||||
XZ17-94 | 白砾山 | T3b | - | - | 97.2 | - | - | - | - | - | - | - | 2.8 | - | - | - | 100.0 | |||||||||||
XZ17-96 | 白砾山 | J1b | 2.3 | 51.6 | - | 36.6 | 5.7 | - | - | 2.8 | - | - | - | 1.0 | - | - | 59.2 | |||||||||||
XZ17-86 | 白砾山 | J2x | 65.0 | 6.3 | 3.1 | 6.5 | 4.6 | - | 6.8 | - | - | 3.5 | 4.1 | - | - | - | 47.0 | |||||||||||
XZ17-03 | 克拉玛依 | T3x | 93.1 | 4.8 | 2.1 | - | - | - | - | - | - | - | - | - | - | - | 100.0 | |||||||||||
XZ17-06 | 克拉玛依 | J1b | 20.0 | 3.2 | 17.5 | 19.8 | 18.6 | 2.6 | - | - | - | - | - | - | - | 21.0 | 52.3 | |||||||||||
XZ17-09 | 克拉玛依 | J1s | - | - | 47.1 | 29.4 | - | - | - | - | - | - | - | - | - | 23.5 | 0 | |||||||||||
XZ17-10 | 克拉玛依 | J1s | 51.2 | 2.7 | 5.1 | 27 | 5.6 | 2.3 | - | 1.2 | 5 | - | - | - | - | - | 20.0 |
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