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《中国科学院研究生院(地球化学研究所)》 2005年
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遵义松林地区下寒武统黑色岩系黑碳含量测定及其地质指示意义

凌荣祥  
【摘要】:关于黑碳,一般认为是由化石燃料或生物有机体不完全燃烧或未完全燃烧的残体形成,其来源有二,一是本地源:生物质燃烧直接留下的碳颗粒物质。二是外地源:工业生产、交通运输过程中的化石燃料燃烧如煤和石油的燃烧,以及生物质燃烧后微米级、次微米级颗粒,飘浮于大气中,经长距离传输后,降尘沉积在土壤中:已经沉降的碳粒通过机械搬运如流水冲刷、风扬起后再沉降。 在遵义地区的早前寒武世,大规模出露的黑色岩系中具有较高的黑碳含量,而当时的大气圈处于一个缺氧的大气环境,生物体多为单细胞菌、藻类生物,不可能存在大规模的草原、森林。因此我们推测遵义早前寒武黑色岩系中黑碳有可能是由于火山活动中甲烷气体的不完全燃烧,而后在火山活动平静期经大气降尘和流水冲刷悬浮再聚集沉降形成。 以此为立足点,本文开展了黑色岩系岩石样品中黑碳含量测定的初步研究。将土壤和沉积物中提取黑碳的实验方法引入岩石样品黑碳含量测试中,并通过标样和黑色岩系岩石样品进行黑碳含量测定实验,并做出相应的误差分析,以求能寻找到行之有效的、从岩石样品中提取黑碳的化学实验方法。本文为了检验实验方法的可靠性。将辉长岩和粉晶石墨标样按不同比例配成实验样品进行黑碳提取实验,结果表明实验的置信度较好。由于实验过程中主要误差来自于氧化损失,我们对不同类型的样品进行了额外氧化实验以测定其氧化损失率,结果表明其氧化损失率是各不相同的。采用化学方法测量黑色岩系岩石样品中的黑碳,通过一次性定量黑碳实验流程和平行样品分步实验,测得实验总体偏差为3.77%,其中HF/HCl单步处理总体偏差为1.99%,K_2Cr_2O_7氧化处理单步实验的总体偏差为3.11%;由此可见本文所采用的实验方法是行之有效的。 在确定分析方法的可行性后,选取遵义松林中南村附近尖峰顶和小竹流水两个典型的黑色岩系地质剖面,通过样品黑碳含量测定来确定其在剖面上的变化异常,通过黑碳变化异常讨论其初始来源。以求能揭示黑碳与早寒武火山活动的联系。实验数据显示,在所选的两个剖面上,黑碳含量出现了三个异常值,代表了两次大规模的火山活动,即:Ⅰ—碱性火山活动,Ⅱ—海底喷发碳酸盐火山活动。其中在中南村尖峰顶剖面牛蹄塘组
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