黔北石门坎早志留世石牛栏组碳、氧同位素特征及意义

研究了黔北石门坎下志留统石牛栏组剖面的海相碳酸盐岩的碳、氧同位素组成特征,分析测试,结果显示:δ13 CVPDB值介于1.67‰～4.35‰之间,平均值为3.67‰;δ18 OVPDB值介于-11.16‰～-8.69‰之间,平均值为-10.09‰。研究表明,样品经历了一定成岩蚀变作用,δ18 O受到较大的淡水影响或后期受到淡水淋滤作用,已经被完全改造,而δ13 C基本保存了海水的原始同位素信息,能够反映碳酸盐岩的沉积环境;Z值变化表示形成于盐度较高的海相沉积环境,同时能反映碳、氧同位素组成;石门坎下志留统石牛栏组属于陆棚沉积体系,总体由若干个次级旋回组成,相对海平面变化反映为升—降—升的特征,δ13 C值与海平面变化存在正相关关系,同时碳同位素记录的海平面变化具全球性;生物群经历了由初级生产率变化而产生的繁殖与衰落的交替循环直至绝灭的演化过程。     

生物成矿和热水成矿中碳来源的同位素示踪

应用修改的Scotchmanδ^13C-δ^18O图解,可以区分沉积盆地中4种不同来源的碳。它们是：海洋碳酸盐岩中的碳、生物碳、热解非生物碳和热卤水流体中的碳（主要来自地壳深部）。以生物碳来源为主的碳酸盐岩是埋藏于低古地温条件下沉积－成岩阶段中有机物质分散的产物,多数以δ^13C＜－8‰和δ^18C值＞－6‰为特征。热水成矿作用形成的碳酸盐岩以δ^13C值－2‰－－8‰和δ^18C＜－7‰为特征,碳主要为地壳深部的非生物成因碳,且可能由沉积物变质释放出CO2沉积而成,也可能来自上地幔流体的去气作用。     

西藏南部晚白垩世厚壳蛤不同壳层的地球化学特征及其对古海洋信息的保存性

测试了西藏南部岗巴剖面上白垩统宗山组上段地层中厚壳蛤不同壳层的Sr、Mn、Al、Si含量,以及碳、氧、锶同位素组成,测试结果表明:1）厚壳蛤的不同壳层（包括柱状层、珍珠层和二者间的过渡层）的碳酸盐矿物均已新生变形为成岩低镁方解石（DLMC）,各种原始碳酸盐矿物（沉积低镁方解石或文石）都已不同程度地发生重结晶;2）从壳的外层（柱状层）向内层（珍珠层）方向,碳酸盐矿物重结晶作用有逐渐增强的趋势,柱状层仍具有很好的柱状结构,其平均阴极发光强度明显弱于内部的珍珠层;3）厚壳蛤不同壳层的Sr含量和δ18O值都呈现有规律的变化,从靠外部的柱状层到内部的珍珠层,Sr含量和δ18O值都逐渐降低,同样说明内部的珍珠层丢掉的海水信息相对较多;4）厚壳蛤不同壳层和体腔充填物的δ18O值都显著低于前人报道的同期海水值,说明在新生变形过程中,厚壳蛤不同壳层和体腔充填物的氧同位素都与大气水或其它成岩流体发生了交换,但柱状层的氧同位素与大气水（或其它成岩流体）的交换相对较少;5）厚壳蛤不同壳层和体腔充填物的锶、碳同位素组成与同期海水值接近,不同壳层之间也没有表现出有规律性的变化,因而在矿物的新生变形过程中,厚壳蛤的锶、碳同位素与成岩流体间的交换相对较少,同时也说明,在氧、碳、锶三种同位素中,氧很容易与成岩流体发生同位素交换,而碳、锶同位素则更多地代表了海水信息。     

徐州地区下古生界碳酸盐岩的碳、氧同位素研究

在已有的对徐州地区下古生界碳酸盐岩详细岩石学研究基础上，系统测试了碳酸盐岩方解石和白云石的碳、氧同位素组成特征；地球化学和岩石学研究相结合，综合提取了碳酸盐岩碳、氧同位素组成的沉积、成岩地质信息；初步探讨了同位素组成的地层变化及其意义。研究结果表明：碳酸盐岩碳同位素组成特征可以指示沉积环境及其演化，开阔陆表海、灰质障壁砂坝、局限陆表海、潮下带、潮渠、藻坪诸沉积相间碳酸盐岩的δ^13C值表现出规律性变化，碳同位素组成变化曲线上的显著正偏移与海侵有关；碳酸盐岩氧同位素组成对成岩环境及其演化有明显响应，淡水成岩环境、潮上成岩环境、潮间成岩环境、潮下成岩环境和埋藏成岩环境具有不同的碳酸盐岩氧同位素组成特征；徐州地区大北望寒武系剖面地层界线附近都有碳、氧同位素组成变化的特征显示，研究工作证实了徐州地区下古生界同位素地层划分的可行性。     

塔东地区古城4井上寒武统—中、上奥陶统流体地球化学示踪

通过对塔东地区古城4井上寒武统和中、上奥陶统碳酸盐岩围岩及充填物的碳、氧、锶同位素地球化学和流体包裹体成分的对比研究表明,充填于中、上奥陶统和上寒武统的流体分属于2个不同来源的流体体系。充填于中、上奥陶统灰岩裂缝中方解石脉的w(87Sr)/w(86Sr)介于0.7084~0.7088,它与早奥陶世海水的w(87Sr)/w(86Sr)相近;流体体系为CH4-H2O体系;充填物与围岩间具有明显的碳、氧同位素差异,表明上部流体体系中的流体来自于奥陶系地层本身。上寒武统白云岩裂缝中方解石脉的w(87Sr)/w(86Sr)为0.7138,明显地高于同时代海水的锶同位素值;流体体系为CO2-H2O体系;下部流体体系中的流体为外来富锶流体。上、下流体体系间互不连通暗示着上寒武统地层具有相对较好的保存条件。     

四川盆地西南部中二叠统白云岩成因分析——来自锶同位素、稀土元素证据

白云岩作为优质的油气储层,其成因一直是沉积学研究热点,通过地球化学分析揭示其流体性质是探究白云岩成因的重要途径。本文通过对川西南中二叠统典型剖面和钻井的碳酸盐岩样品进行岩石学、稀土元素和锶同位素特征研究,分析结果显示:（1）其岩石类型主要有石灰岩、泥微晶白云岩、细-中晶白云岩和鞍形白云石4种。（2）研究区白云岩锶同位素比值（平均值0.709 77）明显高于石灰岩和同期海水,接近全球壳源锶同位素平均比值,显示白云岩化流体是热液来源,同时部分泥微晶白云岩显示海水锶同位素特征。（3）研究区碳酸盐岩相较于同期海相沉积物有较高的δCe值（平均值0.86）,显示其开放的成岩环境。（4）3种类型的白云岩相较于石灰岩有较高的δEu值（平均值0.99）和显著不同的稀土总量特征,显示研究区白云岩与石灰岩成岩流体性质不同且白云岩受到高温影响。综合分析表明,川西南地区白云岩主要是受构造控制的热液白云岩,部分为被岩浆和热液加热的海水改造的热对流白云岩。      

广东凡口铅锌矿碳、氧同位素地球化学特征及其地质意义

广东凡口超大型铅锌矿床产于泥盆系台地碳酸盐岩中,矿床成因仍存在较大争议。通过含矿地层岩石以及矿石系统的碳、氧同位素分析研究,发现紫色砂岩的褪色蚀变和碳酸盐岩的白云石化与盆地卤水作用密切相关,褪色蚀变砂岩中的碳酸盐胶结物具有显著低的δ^13C和δ^18O值,与矿石中碳酸盐矿物相似,白云石化的碳酸盐岩之δ^13c和δ^18...     

四川盆地下奥陶统碳酸盐岩碳氧同位素特征及其地质意义北大核心CSCD

四川盆地古生代海相地层沉积厚度巨大。奥陶系碳酸盐岩的碳氧同位素组成受后期成岩作用影响较小,基本保留了原始海洋的同位素组成:δ^(13)C_(PDB)值分布区间为0.17‰~-6.20‰,δ^(18)O_(PDB)值分布区间为-4.98‰~-11.07‰,δ^(18)O_(PDB)与δ^(13)C_(PDB)两者不存在明显的线性关系。碳氧同位素对比表明,四川盆地下奥陶统碳氧同位素值与全球下奥陶统的碳氧同位素分布区间基本一致,并且碳同位素值曲线识别了具有全球对比特征的TSICE正漂事件,显示奥陶系碳同位素曲线具有全球可对比性。同时,四川盆地奥陶系桐梓组中期δ^(13)C_(PDB)平均值从-1.62‰负漂为-4.87‰,发生了显著的负漂移事件,分析认为在四川盆地早奥陶世早期由西向东的海退事件导致海洋生产力急速下降是造成δ^(13)C_(PDB)值的负漂移主要原因。桐梓组中上部δ^(18)O_(PDB)大幅度负向偏移,表明桐梓组中期有一个短时期温度升高、盐度降低的过程。研究揭示奥陶系碳氧同位素可以有效的辅助该区的地层划分对比,并且四川盆地早奥陶世发生过显著的海退事件。     

珠江口盆地珠江组碳酸盐岩碳同位素组成负偏的成因意义

在岩芯观察、铸体薄片以及阴极发光分析的基础上,测定了珠江口盆地珠江组碳酸盐岩的碳氧同位素组成,获取判别流体性质的地球化学信息,探究其成岩意义。研究结果表明:1珠江组碳酸盐岩全岩样品的δ~(13)C(PDB)值主体分布在0‰±2‰之间,与该时期底栖有孔虫的碳同位素值接近,反映了与早中新世同期海水碳源一致的特征;2珠江口盆地东沙隆起流花地区部分钻井中存在碳同位素明显偏负并且胶结物发育的样品,全岩δ~(13)C(PDB)值可低至-7.2‰,碳氧同位素之间以及碳同位素与岩石中胶结物的含量之间均显示出良好的正相关关系(相关系数在0.6以上),碳同位素偏负伴随着氧同位素变轻,表明碳同位素的偏负是由胶结物造成的;3成岩演化序列分析以及块状亮晶方解石单矿物的碳氧同位素分析进一步证实了是由晚期胶结物造成碳同位素的偏负,埋藏成岩过程中有机酸的作用可能是造成碳同位素偏负的主要原因。     

湘中锡矿山超大型锑矿床的碳、氧同位素体系

本文系统地研究了锡矿山锑矿床的围岩、蚀变围岩和热液成因方解石的碳、氧同位素组成。研究表明，相对于区域地层，矿区灰岩明显亏损^18O；围岩蚀变过程中，围岩的δ^18O值趋于减小并有明显的空间变化趋势。不同期次方解石的碳、氧同位素特征明显不同：成矿早期显示出深特征；成矿晚期方解石的碳、氧同位素组成呈正相关，为水－岩反应和温度降低耦合作用所致；成矿期后方解石的碳、氧同位素组成呈明显的负相关，这种方解石的沉淀介质成成矿流体明显不同。水－岩反应的理论模拟显示，成矿流体不可能为未经深部循环的大气降水；成矿流体中的可溶性碳以H2CO3为主；早期成矿流体的δ^13C、δ^18O分别为－6‰、＋10‰，晚期成矿流体的δ^13C、δ^18O分别为0‰、4‰。     

扬子陆块北缘马元铅锌矿床成矿物质来源探讨: 来自C、O、H、S、Pb、Sr同位素地球化学的证据

呈层状、似层状产于震旦系灯影组角砾状白云岩层间构造带中的马元铅锌矿床是近年来在扬子陆块北缘铅锌找矿的新突破。文章通过碳、氧、氢、硫、铅和锶同位素地球化学特征研究,探讨了成矿流体和成矿金属来源。研究结果表明:矿石中热液脉石矿物的δ13CPDB为-4.24‰~0.93‰,δ18OSMOW为15.92‰~23.24‰,表明成矿流体中的CO2为震旦系碳酸盐岩的溶解成因。矿石中硫化物的δ34S变化于12.94‰~19.4‰之间;硫酸盐矿物的δ34S为32.2‰~33.48‰,表明还原硫主要来自地层中海相硫酸盐的还原。矿石硫化物的铅同位素组成均一,206Pb/204Pb、207Pb/204Pb和208Pb/204Pb分别为17.62~18.02、15.49~15.63和37.57~38.35,成矿金属可能主要来源于震旦系—志留系。脉石矿物石英流体包裹体的δDFI为-92‰和-113‰,如果取成矿温度200℃,根据δ18O石英值计算的相应流体包裹体的δ18O水为6.03‰~12.73‰,推测成矿流体可能起源于大气降水为主的盆地卤水,或为其他来源的流体与有机质反应形成。成矿流体87Sr/86Sr为0.70967~0.71146,高于赋矿围岩震旦系灯影组白云岩锶同位素比值(0.70890~0.70945),表明成矿流体流经了古生代地层(及基底),并与其中具有高锶同位素比值的碎屑岩、页岩和泥岩等进行了水岩反应及同位素交换。     

塔河油田下古生界溶洞充填巨晶方解石流体来源分析

塔河油田溶洞巨晶方解石充填物的微量元素、碳、氧、锶同位素地球化学和流体包裹体的对比研究表明,不同井位巨晶方解石可能来源于不同的流体体系。T417井和S76井鹰山组、T904井一间房组及TS1井丘里塔格组溶洞巨晶方解石样品具有富U、高V/Cr特征,且均一温度主要分布于148.9～169.9℃,相对围岩所经历最高温度约20℃,反映为还原性的热液流体体系,该流体具有高~(87)Sr/~(86)Sr及低δ~(18)O的特征。T904井良里塔格组巨晶方解石具有贫U、低V/Cr及均一温度较低的特征(75～81℃),反映为富氧低温流体体系,结合样品的高~(87)Sr/~(86)Sr及低δ~(18)O特征,可以推测该低温流体可能为大气水来源。热液流体与大气淡水的运移受断层、裂缝和不整合面等因素控制,从而使得不同井位、层位的巨晶方解石沉淀时具有不同的流体成分与温度特征。     

塔深1井寒武系白云岩储层同位素流体地球化学示踪

通过对塔里木盆地沙雅隆起阿克库勒凸起东部塔深1井寒武系白云岩岩石学特征及成岩成因分析,影响塔深1井寒武系地层流体改变主要成岩有准同生期、埋藏期和后期热液改造期等.塔深1井寒武系白云岩及充填孔、洞、缝内方解石的氧、碳、锶同位素地球化学特征表明:准生期白云岩δ~(13)C_(PDB)值(0.9‰～1.8‰)偏正、δ~(18)C_(PDB)值(-10.1‰～-4.2‰)偏负反映准同生期泥微晶白云石成因属于高盐度的海水使得碳酸盐泥发生白云石化;埋藏期白云岩碳、氧随重结晶作用加强,白云岩晶粒由细向粗变化值随埋深增加,由于同位素分馏作用而偏负,δ~(18)C_(PDB)值(-10.02‰～-5.7‰)呈明显的下降,但δ~(13)C_(PDB)值(-1.4‰～0‰)组成变化不大;后期热液白云岩在热液作用下δ~(18)C_(PDB)值普遍低于-10‰(δ~(18)C_(PDB)/‰-13.1～-9.4,δ~(13)C_(PDB)/‰-2～-0.647);基质方解石δ~(18)C_(PDB)值为-10.1‰～-10.13‰,δ~(13)C_(PDB)值为-1.48‰～-1.62‰;充填孔洞缝粗-巨晶方解石δ~(18)C_(PDB)值为-10.89‰～-14.28‰,δ~(13)C_(PDB)值为-2‰～-3.09‰,反映准同生期→埋藏期→后期热液晶粒大小由泥微晶→细晶→中晶→粗晶氧碳同位素值逐渐变小偏负,据~(87)Sr/~(86)Sr(0.707 284～0.746 888)值均远高于现今海洋中海水的锶同位素组成(0.708)及围岩的锶同位素(0.707 284),说明鞍形白云石以及方解石结晶时的孔隙流体不是残余在岩石孔隙中的同生期海水,而是外来的富含锶的流体,也就是深部热液流体.渗透回流白云石化、埋藏白云石化和高温热液白云石化等特征表明白云岩形成于超盐度、埋藏和高温热液等3种不同的环境,因此影响储层形成与分布,从而影响对白云岩的勘探.     

The Origin of Paleokarst in the Huanglong Formation of the Eastern Sichuan Basin: Evidence from δ13C, δ18O and 87Sr/86Sr

Karst rocks from the Huanglong Formation exposed at the margin of the Eastern Sichuan Basin can be divided into four types:slightly corroded, moderately corroded porous, intensely corroded brecciated and intensely corroded and replaced secondary calcic karstic rocks. The carbon, oxygen and strontium isotope compositions of the various karst rocks are analyzed systematically and compared to rocks without karst corrosion. The results indicate that(1) the Huanglong Formation in the eastern Sichuan Basin was a restricted bay supplied and controlled by freshwater in which mudmicrite and mud-dolomicrite exhibit low δ13C and δ18O values and high 87Sr/86 Sr ratios;(2) all types of karstic rocks in the paleokarst reservoirs of the Huanglong Formation in the research area are affected by atmospheric freshwater with the δ13C and δ18O values and 87Sr/86 Sr ratios in the original formation approaching those of atmospheric freshwater, which reflects ancient hydrological conditions, fluid properties, isotopic source and the fractionation effect;(3) the intensely corroded and replaced secondary limestone is affected by a variety of diagenetic fluids, often reflected by δ13C and δ18O values, while the 87Sr/86 Sr ratios exhibit the strong degree of the corrosion;(4) after comparing the 87Sr/86 Sr ratios of each type of karst rock, the diagenetic fluids are determined to be mainly atmospheric freshwater, and depending on the strength of corrosion, and the low 87Sr/86 Sr ratio fluids in the layer will participate in the karst process. The carbon, oxygen, and strontium isotopes of different karstic reservoirs can provide meaningful geochemical information for forecasting and evaluating the development and distribution rules of the Huanglong Formation at the margin of the eastern Sichuan Basin in time and space.     

松辽盆地北部地层水同位素特征及其地质意义

盆地流体是沉积盆地中非常活跃的因子,盆地流体的水文地球化学特征主要是受控于流体-岩石相互作用。本文以松辽盆地北部为研究对象,基于地层水的水文地球化学特征、锶-氢-氧同位素数据分析,初步探讨了水-岩反应与锶-氢-氧同位素的关系。这一研究对于丰富同位素示踪、水-岩相互作用等基础理论具有重要研究意义。分析表明,位于盆地西部地区地层水明显受到古大气降水的影响,中央凹陷地区δ18O正偏移可能是由水岩作用加强引起的。地层水为大气水与原生沉积水的混合,较轻的δD值反映出原始沉积水属陆相沉积水。地层水的87Sr/86Sr值略低而Sr2+含量又较高,是高87Sr/86Sr值流体端元与低87Sr/86Sr值流体端元的混合,即地表来源水与深部水的混合,也更多地受到高Sr2+含量低87Sr/86Sr值的火山-地热水等幔源深部水的补给。     

霸县凹陷牛驼镇凸起潜山内幕古流体和现今流体特征研究

霸县凹陷牛驼镇凸起潜山内幕储层发育且勘探程度低,通过牛驼镇凸起潜山内幕方解石脉体及围岩的岩石学、同位素、包裹体等特征的研究,分析了古流体来源、期次和演化特征,再结合现今地层水特征,总结了流体活动对油气成藏的影响。研究结果表明：研究区发育3种类型方解石脉体(Cal1、Cal2和Cal3),其中加里东运动早期形成的Cal1型脉体与围岩同位素特征相似,认为流体来源于海相围岩。加里东运动晚期形成的Cal2型脉体可分为2期,其中裂缝边部的早期脉体Cal2 1与围岩同位素特征也相似,流体也来源于围岩;位于中心的晚期脉体Cal2 2相对围岩具有δ13C相似、δ18O亏损和87Sr/86Sr富集的特征,流体包裹体具有较低均一温度(<50 ℃)和盐度(13wt%～35wt%NaCl),认为流体来源于大气水和围岩的混合。喜马拉雅运动Es3-Es4期形成的Cal3型脉体相对围岩具有δ13C和δ18O亏损、87Sr/86Sr富集的特征,流体包裹体具有高均一温度(142～210 ℃),认为流体来源于岩浆活动。这些特征表明研究区存在3次流体活动,流体分别来源于海相围岩、大气水和岩浆活动,没有烃类流体活动的证据。研究区现今地层水具有低矿化度(2～3 g/L)、高钠氯系数(1～12)的特征,与邻近霸县生油洼槽的古近系地层水有很大差异,说明油气的保存条件及其与霸县洼槽水动力联系均较差。综合古流体和现今流体特征,认为研究区潜山内幕的流体活动特征不利于油气的成藏。     

华南二叠系栖霞组菊花状天青石锶同位素特征及其地质意义

菊花状天青石是华南地区栖霞组内一种特殊的矿物集合体,形成于早期成岩作用阶段。在研究其成因过程中,系统分析了湖北黄石和湖南浏阳栖霞组内菊花状天青石的Sr同位素组成以及湖南浏阳、湖北黄石、江西永丰和广西来宾四处天青石假象、天青石围岩（泥晶灰岩）和围岩中方解石脉的Sr同位素组成。Sr同位素分析结果表明,天青石中的87Sr/ 86Sr最高值为0.707525,最低值为0.706981,平均值为0.707215。与天青石相比,天青石假象、天青石围岩和方解石脉的87Sr/ 86Sr值整体相对富含87Sr。由于天青石假象和方解石脉明显为晚期成岩作用成因,它们相对富含87Sr的锶同位素特征应是晚期成岩作用叠加的结果,与其类似的泥晶灰岩的87Sr/ 86Sr值也可能同样受到了晚期成岩作用的影响。栖霞组菊花状天青石比同组泥晶灰岩更好地记录了栖霞期海水的Sr同位素组成。     

西昌盆地东吴期深部热液作用及其对志留系碳酸盐岩储层的改造

晚古生代中国西南地区发生了"峨眉地裂运动",与此相关的深部热液作用在西昌盆地非常发育发育.对QB1井的研究表明,志留系第Ⅲ期裂缝及其中充填的异形白云石和石英是东吴期热液作用的产物,异形白云石的δ~(13)C值、δ~(18)O值异常偏负、锶同位素值异常偏高、异形白云石和石英内原生包裹体气相部分富含氮气(N_2)是这一期热液作用的地球化学标志;深部热液为幔源岩浆热液与盆地基底深变质岩地层热液的混合液,它们沿垂向断裂通道和侧向裂缝系统运移进入志留系,导致了不规则的张性热液破裂裂缝的形成、裂缝内异形白云石和石英的部分沉淀、以及溶蚀作用的发生;它们产生的缝洞系统,对西昌盆地志留系裂缝性储层的形成有重要贡献.     

塔里木盆地塔北、塔中地区寒武系—奥陶系碳酸盐岩中鞍形白云石胶结物特征

通过对塔里木盆地中、北部地区寒武系—奥陶系碳酸盐岩的研究,发现鞍形白云石胶结物发育比较普遍,常见于孔洞或裂缝之中,乳白色,晶体粗大,晶面弯曲或呈阶梯状,镜下波状消光,晶体内部常见微裂缝,常与热液矿物共生。本文对28个鞍形白云石样品进行了碳、氧、锶同位素测试,结果显示鞍形白云石的δ~(13)C和δ~(18)O值分别介于-2.446‰～0.686‰和-9.101‰～-5.117‰之间,~(87)Sr/~(86)Sr值介于0.708 6～0.710 2之间;流体包裹体测温分析表明,鞍形白云石中气—液两相包裹体的均一温度(T_h)介于121～159.5℃之间,但集中分布在135～145℃之间;根据最后冰融点温度(T_m)求得的白云岩化流体盐度介于21.3%～23.1%之间。这些数据表明,该类型白云石形成于热卤水(盐度是海水的5～8倍)之中。塔里木盆地鞍形白云石与世界范围内其它盆地的鞍形白云石的碳、氧同位素特征基本相似,但其~(87)Sr/~(86)Sr值相对偏低。导致这一现象的原因可能是鞍形白云石形成于来自深部的岩浆热液流体之中,这些流体伴随岩浆侵位或通过切穿基底的深大断裂及其与之相连的次级断裂系统从深部直接进入碳酸盐岩地层中,未经过碎屑岩输导层的长时间运移,所以导致其中形成的鞍形白云石~(87)Sr/~(86)Sr值偏低。     

Sr, C, and O isotope geochemistry of Ordovician brachiopods: a major isotopic event around the Middle-Late Ordovician transition

Here we present Sr, C, and O isotope curves for Ordovician marine calcite based on analyses of 206 calcitic brachiopods from 10 localities worldwide. These are the first Ordovician-wide isotope curves that can be placed within the newly emerging global biostratigraphic framework. A total of 182 brachiopods were selected for C and O isotope analysis, and 122 were selected for Sr isotope analysis. Seawater ⁸⁷Sr/⁸⁶Sr decreased from 0.7090 to 0.7078 during the Ordovician, with a major, quite rapid fall around the Middle-Late Ordovician transition, most probably caused by a combination of low continental erosion rates and increased submarine hydrothermal exchange rates. Mean δ¹⁸O values increase from −10‰ to −3‰ through the Ordovician with an additional short-lived increase of 2 to 3‰ during the latest Ordovician due to glaciation. Although diagenetic alteration may have lowered δ¹⁸O in some samples, particularly those from the Lower Ordovician, maximum δ¹⁸O values, which are less likely to be altered, increase by more than 3‰ through the Ordovician in both our data and literature data. We consider that this long-term rise in calcite δ¹⁸O records the effect of decreasing tropical seawater temperatures across the Middle-Late Ordovician transition superimposed on seawater δ¹⁸O that was steadily increasing from ≤−3‰ standard mean ocean water (SMOW). By contrast, δ¹³C variation seems to have been relatively modest during most of the Ordovician with the exception of the globally documented, but short-lived, latest Ordovician δ¹³C excursion up to +7‰. Nevertheless, an underlying trend in mean δ¹³C can be discerned, changing from moderately negative values in the Early Ordovician to moderately positive values by the latest Ordovician. These new isotopic data confirm a major reorganization of ocean chemistry and the surface environment around 465 to 455 Ma. The juxtaposition of the greatest recorded swings in Phanerozoic seawater ⁸⁷Sr/⁸⁶Sr and δ¹⁸O at the same time as one of the largest marine transgressions in Phanerozoic Earth history suggests a causal link between tectonic and climatic change, and emphasizes an endogenic control on the O isotope budget during the Early Paleozoic. Better isotopic and biostratigraphic constraints are still required if we are to understand the true significance of these changes. We recommend that future work on Ordovician isotope stratigraphy focus on this outstanding Middle-Late Ordovician event.