地球科学进展

地球科学进展 ›› 2022, Vol. 37 ›› Issue (6): 641 -659. doi: 10.11867/j.issn.1001-8166.2022.031

研究简报 上一篇    

川北韩家店组页岩风化过程的矿物学与元素地球化学研究
段美铃 1( ), 宋昊 1 , 2( ), 胡伟 2, 廖昕 3   
  1. 1.成都理工大学 地球科学学院，四川 成都 610059
    2.地质灾害防治与地质环境保护 国家重点实验室（成都理工大学），四川 成都 610059
    3.西南交通大学 地球科学与环境工程学院，四川 成都 611756
  • 收稿日期:2022-01-07 修回日期:2022-04-08 出版日期:2022-06-10
  • 通讯作者: 宋昊 E-mail:duanmeiling@stu.cdut.edu.cn;songhao2014@cdut.edu.cn
  • 基金资助:
    国家自然科学基金重大项目“重大滑坡孕育机制及启滑分类”(42090051)

Mineral and Element Geochemical Characteristics of Shale Weathering in Hanchiatien Formation, North Sichuan

Meiling DUAN 1( ), Hao SONG 1 , 2( ), Wei HU 2, Xin LIAO 3   

  1. 1.College of Earth Sciences, Chengdu University of Technology, Chengdu 610059, China
    2.State Key Laboratory of Geo-Hazard Prevention and Geo-Environment Protection (Chengdu University of Technology), Chengdu 610059, China
    3.Faculty of Geosciences and Environmental Engineering, Southwest Jiaotong University, Chengdu 611756, China
  • Received:2022-01-07 Revised:2022-04-08 Online:2022-06-10 Published:2022-06-20
  • Contact: Hao SONG E-mail:duanmeiling@stu.cdut.edu.cn;songhao2014@cdut.edu.cn
  • About author:DUAN Meiling (1998-), female, Jiujiang City, Jiangxi Province, Master student. Research areas include geochemistry and geological engineering. E-mail: duanmeiling@stu.cdut.edu.cn
  • Supported by:
    the National Natural Science Foundation of China “Formation mechanism and initiation classification of major landslides”(42090051)
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风化作为一种重要的地表作用，能造成岩石崩解或分解，并使岩石在结构或成分上不同于基岩。为研究页岩风化过程中矿物转变机制及主微量元素变化规律，以四川北部江油地区韩家店组页岩风化剖面为实例，采用薄片鉴定、全岩X射线衍射、X射线荧光光谱和等离子体质谱等方法，对不同风化层及基岩层的矿物成分及主微量元素进行研究。结果表明，与基岩相比，风化层中方解石和长石等矿物占比降低，石膏和黏土矿物等次生矿物生成；根据元素地球化学质量迁移系数计算得出：与基岩相比，风化层中Mg、Ca、Fe、Mn、Sr和U等元素明显亏损，Pb、Zn、Cu、Rb和Cs等元素富集。风化层中稀土元素含量增加，可能是风化生成的黏土矿物吸附稀土元素导致的。根据化学蚀变指数（CIA=69.51~76.21）判断该剖面属于中等风化程度，A-CN-K图解显示剖面处于脱Ca和Na早期风化阶段。根据垂向剖面上Si/Al、Ca/Al、Mg/Al、Na/Al、K/Al和P/Al等元素比值变化规律及样品中元素Pearson相关分析得出，方解石和磷灰石等矿物发生了不同程度的分解，次生矿物铁锰氧化物和伊利石等生成。因此，风化剖面矿物转变及元素活动耦合性研究对于揭示页岩风化过程及机制具有重要意义。

关键词: 页岩, 风化, 矿物学, 元素地球化学, 川北

Weathering is an important surface process that can cause the disintegration or decomposition of rocks that differ from unweathered rocks in structure or composition. To study the mechanism of mineral transition and the variation of major and trace elements in the weathering process of shale, the field weathering profile of the Silurian Hanchiatien Formation shale in northern Sichuan, thin section identification, whole-rock X-ray diffraction, X-ray fluorescence spectroscopy, inductively coupled plasma mass spectrometry, and other methods were used. The mineral composition and major and trace elements of different degrees of weathering of the rock samples were studied. The results show that the calcite and feldspar contents in the weathered samples noticeably decreased compared with the unweathered samples. Secondary minerals such as gypsum and clay were formed. According to the mass transfer coefficients of major and trace elements, it was concluded that Mg, Ca, Fe, Mn, Sr, and U were depleted. At the same time, Pb, Zn, Cu, Rb, and Cs were enriched simultaneously due to the weathering process. The content of rare earth elements increased in the regolith and resulted from absorption by clay minerals formed during the weathering process. According to the chemical alteration index (CIA=69.51~76.21), it can be judged that the weathering profile belongs to a moderate weathering degree. The A-CN-K diagram shows that the profile has reached the weak-to-moderate chemical weathering stage, the initial Ca and Na removal stage. According to the ratio variation diagram of Si/Al, Ca/Al, Mg/Al, Na/Al, K/Al, and P/Al in the vertical section and the element Pearson correlation analysis of samples, it can be found that calcite, apatite, and other minerals have undergone different degrees of decomposition. Secondary minerals such as iron-manganese oxides and illite are formed, and the elements occurring in the minerals also migrate. Therefore, the study of the coupling of mineral transition and element activity in weathering profiles is of great significance for revealing the weathering process and mechanism of shale.

Key words: Shale, Weathering, Mineralogy, Elemental geochemistry, North Sichuan.

中图分类号: 

图1 川北韩家店组页岩采样位置地形图
Fig. 1 Sampling location photo of Hanchiatien Formation shale in North Sichuan
图2 川北韩家店组页岩风化剖面及分带图
Fig. 2 Sampling profile and zoning photo of Hanchiatien Formation shale in North Sichuan
表1 川北韩家店组页岩剖面分层及采样表
Table 1 Sampling weathering profile and zoning of Hanchiatien Formation shale in North Sichuan
岩体分层 岩石颜色 节理发育程度 岩石组构 厚度及采样数 样品编号
风化层 浅黄色 大部分黏土化，无层理 散体结构 约1.0 m，采样4件 H01~H04
半风化层 黄棕色 节理不明显 呈片状 约2.0 m，采样5件 H05~H09
过渡层 灰黑色 节理裂隙较发育 碎裂结构 约0.5 m，采样1件 H10
基岩 黑色 少量节理裂隙，明显层理 块状结构 约10.0 m，采样2件 H11， Hs1
表2 川北韩家店组页岩剖面矿物百分含量 (%)
Table 2 Mineral concentrations of Hanchiatien Formation shale at all profile in North Sichuan
样品编号 深度/m 石英 钠长石 钾长石 磷灰石 石膏 方解石 白云石 黄铁矿 伊利石 绿泥石 黏土矿物
H01 0.2 43.3 2.8 3.8 1.5 4.0 0.9 2.6 3.2 31.0 6.8 37.8
H02 0.4 46.5 3.0 4.9 1.0 2.3 1.5 0.4 0.8 35.9 3.8 39.7
H03 0.6 44.9 12.5 4.1 0.9 2.1 0.5 1.6 0.5 30.4 2.5 32.9
H04 0.8 41.6 5.3 9.0 1.9 3.5 1.0 2.5 2.0 29.0 4.3 33.3
H05 1.1 39.7 2.9 9.5 1.4 3.4 1.4 2.0 2.0 33.1 4.5 37.6
H06 1.5 29.2 6.9 20.0 1.6 2.4 1.3 0.5 1.1 33.4 3.5 36.9
H07 1.9 58.1 15.7 6.6 1.4 1.2 2.8 0.7 0.8 9.7 3.0 12.7
H08 2.2 35.9 10.1 7.1 3.8 5.1 3.0 2.2 3.3 17.1 12.3 29.4
H09 2.8 41.6 7.9 7.2 5.4 4.9 2.0 5.3 4.2 14.4 7.0 21.4
H10 3.3 46.2 5.7 2.8 1.4 4.5 7.3 1.2 1.1 12.1 17.7 29.8
H11 4.0 43.5 6.6 13.5 1.2 2.6 11.1 4.9 1.1 8.0 7.4 15.4
Hs1 5.0 42.6 7.1 6.0 4.1 3.3 6.2 7.7 4.8 6.2 12.0 18.2
表3 川北韩家店组页岩主量元素含量及风化指标统计
Table 3 Concentration of major elements and chemical index values of Hanchiatien Formation shale at profiles in North Sichuan
样品编号

深度

/m

 SiO2 Al2O3 TFe2O3 K2O Na2O CaO MgO MnO P2O5 TiO2 LOI aK/Al aNa/Al aCa*/Al aSi*/Al aMg/Al aP/Al CIA CIW bICV
/%
H01 0.2 61.75 16.95 6.59 3.95 0.33 0.38 1.90 0.09 0.13 0.75 7.05 0.25 0.03 0.02 3.09 0.14 0.01 75.97 93.98 1.20
H02 0.4 62.83 16.68 6.35 3.82 0.35 0.38 2.06 0.07 0.12 0.73 6.56 0.25 0.03 0.02 3.20 0.16 0.01 75.93 93.54 1.25
H03 0.6 63.06 16.31 6.44 3.69 0.35 0.42 1.87 0.09 0.11 0.73 6.86 0.24 0.04 0.02 3.28 0.15 0.00 75.97 93.33 1.21
H04 0.8 62.42 16.77 6.59 3.84 0.33 0.39 1.89 0.10 0.11 0.75 6.78 0.25 0.03 0.02 3.16 0.14 0.00 76.21 93.95 1.20
H05 1.1 63.89 15.92 6.33 3.56 0.39 0.35 1.83 0.10 0.10 0.71 6.75 0.24 0.04 0.02 3.41 0.15 0.00 75.64 92.60 1.22
H06 1.5 63.20 16.56 6.28 3.85 0.44 0.23 2.07 0.04 0.12 0.77 6.40 0.25 0.04 0.01 3.24 0.16 0.01 75.71 93.54 1.26
H07 1.9 74.08 10.51 5.29 1.81 1.15 0.31 1.35 0.21 0.22 0.57 4.41 0.19 0.18 0.03 5.98 0.16 0.01 70.46 81.12 1.49
H08 2.2 63.51 16.38 6.34 3.84 0.44 0.26 2.10 0.06 0.10 0.72 6.20 0.25 0.04 0.01 3.29 0.16 0.00 75.36 93.19 1.28
H09 2.8 62.42 16.98 6.14 4.16 0.42 0.34 2.11 0.11 0.12 0.75 6.37 0.27 0.04 0.02 3.12 0.16 0.01 74.51 92.86 1.27
H10 3.3 59.62 17.95 6.31 4.52 0.47 1.33 2.53 0.03 0.13 0.78 6.28 0.27 0.04 0.07 2.82 0.18 0.01 73.63 92.11 1.35
H11 4.0 57.73 14.59 5.62 3.52 0.60 5.41 2.94 0.07 0.11 0.65 8.74 0.26 0.07 0.34 3.36 0.25 0.01 71.67 88.17 1.72
Hs1 5.0 63.24 11.99 5.06 2.71 0.71 5.20 2.38 0.18 0.30 0.55 7.62 0.24 0.10 0.39 4.48 0.25 0.02 69.51 83.75 1.79
表4 川北韩家店组页岩微量元素含量 (μg/g)
Table 4 Trace element content of Hanchiatien Formation shale at profiles in North Sichuan
样品编号

深度

/m

 Mn Rb Sr Cs Ba Pb Th U Sc V Cr Co Ni Cu Zn Ga Zr Nb Hf Ta Ba/Sr
H01 0.2 6.58 182.00 84.70 10.90 486.00 28.70 17.60 6.08 15.60 93.40 86.70 16.30 38.20 35.90 99.50 21.40 128.00 15.00 3.68 1.21 5.74
H02 0.4 5.65 172.00 84.60 10.30 439.00 27.90 17.30 3.13 14.80 80.10 83.50 15.40 36.00 32.50 93.20 20.90 136.00 15.50 3.75 1.23 5.19
H03 0.6 6.82 173.00 79.90 10.20 425.00 27.70 17.10 2.92 14.70 82.30 85.30 15.60 35.70 32.90 92.70 20.70 127.00 15.50 3.68 1.21 5.32
H04 0.8 7.36 178.00 80.10 10.80 454.00 29.80 17.00 3.15 14.80 83.70 85.50 16.20 35.80 34.30 92.50 20.80 130.00 15.60 3.86 1.30 5.67
H05 1.1 8.05 168.00 77.40 10.10 426.00 30.30 16.20 2.89 14.20 75.80 81.50 15.80 34.80 50.10 155.00 19.60 128.00 14.50 3.61 1.18 5.50
H06 1.5 3.18 180.00 79.40 9.74 414.00 20.00 17.10 2.79 14.60 89.90 87.40 15.40 38.70 36.40 97.40 21.20 135.00 15.60 3.69 1.25 5.21
H07 1.9 16.26 85.40 58.20 5.43 262.00 16.30 13.40 2.30 11.00 48.90 45.10 11.90 24.40 17.60 62.00 11.50 125.00 11.20 3.69 0.95 4.50
H08 2.2 4.26 175.00 77.70 9.31 452.00 13.80 16.20 2.83 14.30 85.20 83.40 14.60 36.90 32.70 90.70 20.50 118.00 14.30 3.58 1.17 5.82
H09 2.8 8.60 187.00 77.60 10.60 514.00 14.80 17.20 2.83 14.40 94.10 89.90 16.80 37.00 54.10 161.00 21.20 130.00 14.50 3.62 1.16 6.62
H10 3.3 2.56 220.00 109.00 12.50 500.00 17.10 18.90 2.98 15.70 107.00 99.60 16.60 41.40 53.20 194.00 23.70 139.00 16.40 3.92 1.33 4.59
H11 4.0 5.27 141.00 267.00 8.82 347.00 9.31 14.90 2.37 11.60 70.00 67.10 14.00 31.90 28.00 76.10 15.10 99.80 12.40 2.95 1.07 1.30
Hs1 5.0 14.10 123.00 202.00 7.20 288.00 12.40 12.90 3.83 12.50 59.10 60.50 12.60 27.30 22.80 68.80 14.90 116.00 11.70 3.23 0.97 1.43
图3 川北韩家店组页岩薄片镜下鉴定
Py： 黄铁矿；Ill： 伊利石；Qtz： 石英；（a） 风化层黄铁矿；（b） 半风化层黄铁矿；（c）和（d） 基岩中黄铁矿；（e） 基岩层中伊利石；（f） 半风化层中伊利石； （a）~（d）均于光学显微镜反射单偏光拍摄；（e）于光学显微镜透射正交偏光拍摄；（f）于光学显微镜透射正交偏光拍摄
Fig. 3 Microscopic identification of Hanchiatien Formation shale in North Sichuan
Py： Pyrite； Ill： Illite； Qtz： Quartz； （a） Pyrite in regolith； （b） Pyrite in Semi-regolith； （c） and （d） Pyrite in bedrock； （e） Illite in bedrock； （f） Illite in semi-regolith； （a）~（d） Captured under a light microscope reflecting single polarized light； （e） Orthogonal polarized light transmission under an optical microscope； （f） Orthogonal polarized light transmission under an optical microscope
图4 川北韩家店组页岩剖面矿物百分含量沿深度变化
Fig. 4 Mineral concentrations with depth variation of Hanchiatien Formation shale in North Sichuan
图5 川北韩家店组页岩剖面XRD谱图
Fig. 5 XRD peak spectra of Hanchiatien Formation shale in North Sichuan
图6 川北韩家店组页岩不同风化带微量元素大陆上地壳标准化分配图
大陆上地壳数据来源于参考文献 ［ 28 ］
Fig. 6 Upper continental crust-standardization trace elements versus depth along Hanchiatien Formation shale at profiles in North Sichuan
Upper continental crust data from reference ［ 28 ］
表5 川北韩家店组页岩风化稀土元素含量
Table 5 Rare element content of Hanchiatien Formation shale at profiles in North Sichuan
样品编号

深度

/m

 La Ce Pr Nd Sm Eu Gd Tb Dy Ho Er Tm Yb Lu Y ΣREE LREE HREE （Gd/Yb）N （La/Yb）N （La/Sm）N
/（μg/g） /（μg/g）
H01 0.2 47.3 88.7 10.60 39.2 7.18 1.28 5.85 1.08 6.01 1.17 3.45 0.53 3.24 0.49 33.6 216.08 194.26 21.82 1.49 10.47 4.25
H02 0.4 46.2 85.8 10.20 38.6 7.20 1.30 5.66 0.97 5.84 1.14 3.26 0.51 3.23 0.49 33.0 210.40 189.30 21.10 1.45 10.26 4.14
H03 0.6 47.0 86 10.30 39.1 7.10 1.34 5.64 1.02 5.72 1.14 3.28 0.50 3.33 0.47 32.8 211.94 190.84 21.10 1.40 10.12 4.27
H04 0.8 48.5 89.6 10.80 40.7 7.44 1.43 5.86 1.07 6.24 1.23 3.41 0.53 3.43 0.49 34.2 220.72 198.47 22.25 1.41 10.14 4.21
H05 1.1 45.4 85.3 10.40 39.3 7.25 1.39 5.78 1.08 6.02 1.11 3.21 0.51 3.41 0.48 33.6 210.64 189.04 21.60 1.40 9.55 4.04
H06 1.5 48.3 91.3 11.30 43.3 7.87 1.40 6.27 1.12 6.54 1.25 3.50 0.57 3.51 0.49 34.9 226.72 203.47 23.25 1.48 9.87 3.96
H07 1.9 30.1 66.8 6.86 27.8 6.00 1.19 4.88 0.90 4.99 1.01 2.74 0.43 2.82 0.37 28.3 156.88 138.75 18.13 1.43 7.66 3.24
H08 2.2 46.5 87.2 10.50 41.5 7.22 1.38 6.07 1.09 6.40 1.23 3.31 0.53 3.29 0.50 35.1 216.71 194.30 22.41 1.53 10.14 4.16
H09 2.8 46.9 89.7 10.50 37.9 6.94 1.31 6.00 1.03 6.14 1.12 3.51 0.54 3.49 0.49 31.9 215.57 193.25 22.32 1.42 9.64 4.36
H10 3.3 52.1 99.0 11.00 40.5 6.21 0.93 5.30 0.87 4.83 0.94 2.96 0.49 3.07 0.43 28.3 228.64 209.74 18.89 1.43 12.17 5.42
H11 4.0 41.1 74.5 8.49 32.4 6.14 1.16 5.22 0.87 5.13 0.95 2.77 0.42 2.68 0.41 26.6 182.23 163.79 18.44 1.61 11.00 4.32
Hs1 5.0 36.6 71.6 9.13 36.2 7.81 1.57 6.42 1.18 6.52 1.23 3.15 0.47 2.92 0.39 32.3 185.19 162.91 22.28 1.82 8.99 3.03
图7 川北韩家店组页岩不同风化带稀土元素球粒陨石标准化配分图（球粒陨石数据来源于参考文献［ 24 ］）
Fig. 7 Chondrite-standardization REE versus depth along Hanchiatien Formation shale in North Sichuan（chondrite data from reference ［ 24 ］）
图8 川北韩家店组页岩化学风化CIA与CIW值随深度关系
Fig. 8 Relationships of CIA versus CIW with depth variation of Hanchiatien Formation shale in North Sichuan
图9 川北韩家店组页岩大陆化学风化趋势（据参考文献［ 34 ］修改）
UCC为上地壳，PAAS为澳大利亚后太古代平均页岩，数据来自参考文献 ［ 24 ］；ES为欧洲平均页岩，NASC为北美页岩，数据各来自参考文献［ 23 ， 35 ］；A： Al 2O 3；CN： CaO*+Na 2O；K： K 2O
Fig. 9 Continental weathering trend line of Hanchiatien Formation shale in North Sichuan （modified after reference［ 34 ］）
UCC is the upper crust， PAAS is the post Archean average shale in Australia， and the data from reference ［ 24 ］； ES is the average shale in Europe and NASC is the average shale in North America. The data from references ［23，35］ respectively； A： Al 2O 3；CN： CaO*+Na 2O；K： K 2O
图10 川北韩家店组页岩化学风化CIA值与Ba/Sr关系
Fig. 10 Relationships of CIA versus Ba/Sr of Hanchiatien Formation shale in North Sichuan
表6 川北韩家店组页岩主量元素在不同风化带处的 τ N b , j 质量迁移系数
Table 6 The τ N b , j values plotted versus depth along Hanchiatien Formation shale in North Sichuan for main element
样品编号 深度/m Si Al Fe K Na Ca Mg P Ti LOI
H01 0.2 -0.24 0.10 0.02 0.14 -0.64 -0.94 -0.38 -0.65 0.06 -0.28
H02 0.4 -0.25 0.05 -0.05 0.06 -0.63 -0.95 -0.35 -0.69 0.01 -0.35
H03 0.6 -0.25 0.03 -0.04 0.03 -0.62 -0.94 -0.41 -0.73 0 -0.32
H04 0.8 -0.26 0.05 -0.02 0.06 -0.65 -0.94 -0.40 -0.73 0.02 -0.33
H05 1.1 -0.18 0.07 0.01 0.06 -0.56 -0.95 -0.38 -0.73 0.04 -0.29
H06 1.5 -0.25 0.04 -0.07 0.07 -0.54 -0.97 -0.35 -0.70 0.04 -0.37
H07 1.9 0.22 -0.08 0.09 -0.30 0.70 -0.94 -0.41 -0.22 0.08 -0.40
H08 2.2 -0.18 0.12 0.03 0.16 -0.49 -0.96 -0.28 -0.71 0.08 -0.33
H09 2.8 -0.20 0.14 -0.02 0.24 -0.53 -0.95 -0.28 -0.67 0.10 -0.33
H10 3.3 -0.33 0.07 -0.11 0.19 -0.53 -0.82 -0.24 -0.68 0.02 -0.41
H11 4.0 -0.14 0.15 0.05 0.23 -0.21 -0.02 0.17 -0.64 0.12 0.08
Hs1 5.0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
图11 川北韩家店组页岩主量元素在不同风化带的质量迁移
Fig. 11 The τ N b , j values plotted versus depth along Hanchiatien Formation shale in North Sichuan for main element
表7 川北韩家店组页岩微量元素在不同风化带的 τ N b , j 质量迁移系数
Table 7 The τ N b , j values plotted versus depth along Hanchiatien Formation shale in North Sichuan for trace element
样品编号 深度/m Mn Rb Sr Cs Ba Pb Th U Sc V Cr Co Ni Cu Zn Ga Zr Hf Ta
H01 0.2 -0.64 0.15 -0.67 0.18 0.32 0.81 0.06 0.24 -0.03 0.23 0.12 0.01 0.09 0.23 0.13 0.12 -0.14 -0.11 -0.03
H02 0.4 -0.70 0.06 -0.68 0.08 0.15 0.70 0.01 -0.38 -0.11 0.02 0.04 -0.08 0.00 0.08 0.02 0.06 -0.12 -0.12 -0.05
H03 0.6 -0.64 0.06 -0.70 0.07 0.11 0.69 0.00 -0.42 -0.11 0.05 0.06 -0.07 -0.01 0.09 0.02 0.05 -0.17 -0.14 -0.06
H04 0.8 -0.61 0.09 -0.70 0.13 0.18 0.80 -0.01 -0.38 -0.11 0.06 0.06 -0.04 -0.02 0.13 0.01 0.05 -0.16 -0.10 0.00
H05 1.1 -0.54 0.10 -0.69 0.13 0.19 0.97 0.01 -0.39 -0.08 0.03 0.09 0.01 0.03 0.77 0.82 0.06 -0.11 -0.10 -0.02
H06 1.5 -0.83 0.10 -0.71 0.01 0.08 0.21 -0.01 -0.45 -0.12 0.14 0.08 -0.08 0.06 0.20 0.06 0.07 -0.13 -0.14 -0.04
H07 1.9 0.21 -0.27 -0.70 -0.21 -0.05 0.37 0.09 -0.37 -0.08 -0.14 -0.22 -0.01 -0.07 -0.19 -0.06 -0.19 0.13 0.19 0.02
H08 2.2 -0.75 0.16 -0.69 0.06 0.28 -0.09 0.03 -0.40 -0.06 0.18 0.13 -0.05 0.11 0.17 0.08 0.13 -0.17 -0.09 -0.02
H09 2.8 -0.51 0.23 -0.69 0.19 0.44 -0.04 0.08 -0.40 -0.07 0.28 0.20 0.08 0.09 0.91 0.89 0.15 -0.10 -0.10 -0.04
H10 3.3 -0.87 0.28 -0.62 0.24 0.24 -0.02 0.05 -0.44 -0.10 0.29 0.17 -0.06 0.08 0.66 1.01 0.13 -0.15 -0.13 -0.02
H11 4.0 -0.65 0.08 0.25 0.16 0.14 -0.29 0.09 -0.42 -0.12 0.12 0.05 0.05 0.10 0.16 0.04 -0.04 -0.19 -0.14 0.04
Hs1 5.0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
图12 川北韩家店组页岩微量元素在不同风化带的质量迁移
Fig. 12 The τ N b , j values plotted versus depth along Hanchiatien Formation shale in North Sichuan for trace element
表8 川北韩家店组页岩稀土元素在不同风化带的质量迁移系数 τ N b , j
Table 8 The τ N b , j values plotted versus depth along Hanchiatien Formation shale in North Sichuan for rare element
样品编号 深度/m La Ce Pr Nd Sm Eu Gd Tb Dy Ho Er Tm Yb Lu Y
H01 0.2 0.01 -0.03 -0.09 -0.16 -0.28 -0.36 -0.29 -0.29 -0.28 -0.26 -0.15 -0.12 -0.13 -0.03 -0.19
H02 0.4 -0.05 -0.10 -0.16 -0.20 -0.30 -0.37 -0.33 -0.38 -0.32 -0.30 -0.22 -0.19 -0.17 -0.05 -0.23
H03 0.6 -0.03 -0.09 -0.15 -0.18 -0.31 -0.36 -0.34 -0.35 -0.34 -0.30 -0.21 -0.20 -0.14 -0.10 -0.23
H04 0.8 -0.01 -0.06 -0.11 -0.16 -0.29 -0.32 -0.32 -0.32 -0.28 -0.25 -0.19 -0.16 -0.12 -0.07 -0.21
H05 1.1 0.00 -0.04 -0.08 -0.12 -0.25 -0.29 -0.27 -0.26 -0.25 -0.27 -0.18 -0.12 -0.06 -0.02 -0.16
H06 1.5 -0.01 -0.04 -0.07 -0.10 -0.24 -0.33 -0.27 -0.29 -0.25 -0.24 -0.17 -0.09 -0.10 -0.06 -0.19
H07 1.9 -0.14 -0.03 -0.22 -0.20 -0.20 -0.21 -0.21 -0.21 -0.20 -0.14 -0.09 -0.05 0.01 -0.01 -0.08
H08 2.2 0.04 0.00 -0.06 -0.06 -0.24 -0.28 -0.23 -0.24 -0.20 -0.18 -0.14 -0.09 -0.08 0.04 -0.11
H09 2.8 0.03 0.01 -0.07 -0.16 -0.28 -0.33 -0.25 -0.30 -0.24 -0.27 -0.10 -0.08 -0.04 0.02 -0.20
H10 3.3 0.02 -0.01 -0.14 -0.20 -0.43 -0.58 -0.41 -0.48 -0.47 -0.45 -0.33 -0.27 -0.25 -0.21 -0.37
H11 4.0 0.06 -0.02 -0.12 -0.16 -0.26 -0.30 -0.23 -0.30 -0.26 -0.27 -0.17 -0.16 -0.13 -0.02 -0.22
Hs1 5.0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
表9 川北韩家店组页岩主微量元素 Pearson相关性
Table 9 Pearson correlation coefficients of elements of Hanchiatien Formation shale in North Sichuan
微量元素 SiO2 Al2O3 TFe2O3 K2O Na2O CaO MgO MnO P2O5 TiO2 LOI
Rb -0.543 0.963** 0.468 0.994** -0.467 -0.124 0.332 -0.619* -0.115 0.922** -0.144
Sr -0.766** 0.178 -0.020 0.131 -0.042 0.783** 0.763** -0.422 0.290 0.050 0.741**
Cs -0.599* 0.938** 0.674* 0.868** -0.682* 0.131 0.162 -0.499 -0.124 0.836** 0.038
Ba -0.491 0.932** 0.528 0.896** -0.578* -0.061 0.248 -0.372 -0.229 0.727** -0.125
Pb 0.200 0.284 0.696* 0.204 -0.721** -0.272 -0.674* 0.039 -0.408 0.355 -0.091
Th -0.519 0.898** 0.598* 0.865** -0.534 -0.085 0.118 -0.603* -0.034 0.913** -0.166
U -0.283 0.427 0.495 0.329 -0.595* 0.347 0.068 -0.056 0.166 0.209 0.438
Sc -0.515 0.879** 0.691* 0.825** -0.659* 0.073 0.148 -0.601* -0.015 0.837** 0.017
V -0.517 0.950** 0.446 0.994** -0.425 -0.154 0.350 -0.642* -0.122 0.909** -0.175
Cr -0.548 0.950** 0.440 0.970** -0.477 -0.113 0.311 -0.616* -0.089 0.944** -0.117
Co -0.495 0.899** 0.512 0.865** -0.613* -0.007 0.147 -0.305 -0.237 0.762** -0.008
Ni -0.471 0.899** 0.437 0.958** -0.401 -0.241 0.349 -0.777** -0.093 0.942** -0.184
Cu -0.339 0.811** 0.338 0.845** -0.449 -0.198 0.167 -0.381 -0.340 0.758** -0.113
Zn -0.407 0.853** 0.371 0.857** -0.433 -0.083 0.196 -0.499 -0.210 0.808** -0.095
Ga -0.578* 0.954** 0.527 0.958** -0.528 -0.082 0.291 -0.667* -0.019 0.952** -0.063
Zr -0.157 0.751** 0.387 0.700* -0.423 -0.301 -0.089 -0.413 0.042 0.815** -0.412
Nb -0.464 0.798** 0.592* 0.773** -0.598* -0.022 0.144 -0.698* -0.211 0.871** -0.023
Hf -0.062 0.551 0.426 0.474 -0.349 -0.217 -0.292 -0.265 0.154 0.668* -0.482
Ta -0.441 0.774** 0.647* 0.739** -0.627* -0.015 0.122 -0.717** -0.247 0.835** -0.024
REE -0.254 0.729** 0.471 0.814** -0.463 -0.350 0.183 -0.681* -0.274 0.826** -0.167
图13 川北韩家店组页岩各主量元素与Al比值随深度变化图
Fig. 13 The main elements and Al ratio with depth variation of Hanchiatien Formation shale in North Sichuan
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