华北地台北缘东段金矿床氢氧同位素地球化学研究

华北地台北缘与金矿床有关的花岗岩类以贫D为特征,由其衍生的岩浆水δD=—120‰——85‰,δ~(18)O=5.0‰—8.0‰。H,O同位素研究表明,太古宙绿岩建造金矿床成矿流体为地壳深处多源混合水,以δD,δ~(18)O十分稳定为特征;显生宙花岗岩建造金矿床成矿流体为与金铜系列花岗岩再平衡的岩浆水;火山岩建造金矿床成矿流体为大气降水与岩浆水的混合产物,以δ~(18)O的明显漂移为特征;古生代绿岩建造金矿床的成矿流体为被花岗岩侵入体加热的大气降水,以δD特别低为特征。     

湖北宜昌香溪河流域环境同位素特征及其水循环意义

为研究鄂西南岩溶山区的水循环过程,以湖北宜昌香溪河流域为研究对象,通过现场调查并结合环境同位素,对香溪河
流域地表水和地下水进行了取样,通过测定其氢氧同位素组成,分析了同位素变化特征以及流域地下水和地表水的转换关系及其
水循环特征。流域水中δD、δ18O值组成分析表明:流域内各种水体主要分布在当地大气降水线的附近,构成斜率明显小于雨水线
的蒸发线,3个子流域δD、δ18O值的富集程度为:南阳河流域<古夫河流域<高岚河流域。南阳河流域上游受神农架山区地方性
大气降水控制。响水洞和响龙洞(暗河出口)水中氘过量参数(d)值分别反映出不同的地下径流途径与滞留时间、水岩反应强度。子
流域同位素沿程变化的特征反映出:在上游段,水来源不同以及地表水和地下水转换频繁是δD、δ18O值变化的主要影响因素;在中下
游段,流域内地下水流入河流,河水流量逐渐增大,不同的水源混合均匀,经过一定的蒸发作用,δD、δ18O值的变幅趋于稳定。      

应用2H、18O同位素示踪华北平原石家庄包气带土壤水入渗补给及年补给量确定

采集2个不同深度包气带土壤水2H、18O同位素剖面ZK1,ZK2,应用天然稳定同位素2H、18O示踪的方法,研究了华北
山前冲积平原石家庄地区包气带土壤水入渗补给的历史演化特征。结果显示,研究区内,以0.05m 为取样间隔,δ2H、δ18O值可
以明显指示出大气降水及灌溉水入渗补给时间—剖面深度位置的年际对应关系。ZK2的δ2H、δ18O值随着埋深的增大出现周期
性的波动,具有分层现象的岩性差异并不明显,说明ZK2剖面以活塞流的入渗方式补给地下水。在0~3.90m深度,δ2H、δ18O值
显示降水和灌溉水的入渗补给时间为2011年10月至2001年11月。18O峰值位移法计算补给量的结果显示,降水、灌溉水通过包
气带补给地下水的垂向运移速度为38.5~65.0cm/a,年均入渗补给量为131.3~185.3mm。同时,对比2003年及2005-2007
年降水量数据,说明少雨年份农业灌溉用水量的大小对当地地下水的入渗补给量起着关键性作用。      

塔里木盆地轮古7井区以东奥陶系古岩溶储层碳氧同位素地球化学特征研究

轮南古潜山轮古7井区以东地区奥陶系碳酸盐岩遭受多期次的地质构造、岩溶作用及充填改造作用,岩溶缝洞系统发育,岩溶储层主要发育在一间房组、鹰山组地层内,垂向上发育在潜山面以下(200~300 m)范围内,储层类型分为裂缝型、孔洞型、裂缝-孔洞型、洞穴型岩溶储层。通过采集28个岩溶充填物样品进行碳氧同位素地球化学分析,研究了缝洞充填物的充填期次及充填环境特征。分析表明,轮古7井区以东奥陶系碳酸盐岩古岩溶缝洞系统充填物的δ13C和δ18O值的变化范围较大,δ13C_PDB值为-7.82‰~6.03‰,平均值为-1.20‰;δ18O_PDB值为-16.13‰~-7.24‰,平均值为-10.97‰,说明该区碳酸盐岩溶蚀作用过程中受到大气降水作用明显,反映了古风化壳岩溶环境,划分了4种不同的岩溶作用与充填期次。      

台风“烟花”(2106)期间江苏南通地区降水稳定同位素组成变化特征及影响因素

2021年第6号(2106)台风“烟花”是我国有监测记录以来对大陆影响时间最长的台风,为华东地区带来了暴雨级的降水。基于台风“烟花”(2106)影响江苏南通地区期间小时尺度高分辨率的降水稳定同位素数据,分析了降水稳定同位素组成变化特征及影响因素。结果表明：降水δ¹⁸O值为-11.7‰～-2.3‰,加权平均值为-7.4‰。台风影响前期,采样点水汽主要来源于附近海域,受云下蒸发效应的影响,降水δ¹⁸O值相对偏正;台风影响中期,受相对湿度与上游累积对流强度的共同控制,降水δ¹⁸O值逐渐偏负。但相较于已发表的我国台风降水δ¹⁸O极端偏负值(-20.1‰～-12.6‰),台风“烟花”(2106)降水δ¹⁸O极值并未显著偏负,主要是由于上游累积对流降水历时较短以及台风登陆后水汽缺乏大规模有组织性的对流活动。     

硝酸盐水质污染与污染源类型的相关性以及氮同位素的应用分析

为了研究莱芜市各类污染源对硝酸盐数值贡献的大小,通过莱芜市地下水污染调查项目各类污染源水质监测结果,挑选出符合对应污染源类型的硝酸盐水质监测数据,进行数理统计,显示对硝酸盐影响数值贡献最大的污染源类型为畜禽养殖,其次为农业面源污染、固体废弃物、工业废水排放、生活污水、矿坑排水。为识别莱芜市地下水中硝酸盐的来源,选取莱芜市10处同位素采样点进行δ~(15)N及δ~(18)O测试,根据测试结果,δ~(15)N值变化范围为(5.82～19.95)×10~(-3),δ~(18)O值变化范围为(-8.76～-5.34)×10~(-3),根据采样点δ~(15)N、δ~(18)O值所在的值域位置及所处的水文地质条件,表明10处同位素采样点处硝酸盐来源为粪便、化肥及工业污染,部分采样点的~(15)N及δ~(18)O的比值大于2,基本上可证明反硝化作用的存在。     

雪峰山中段淘金冲金矿床氢氧同位素特征

本文通过对淘金冲金矿区地质特征和主成矿阶段石英氢氧同位素组成研究,对淘金冲金矿成矿流体来源进行了探讨。研究结果显示淘金冲金矿床成矿流体δDH20‰值介于-97‰~-44‰,δ18OH20‰值介于-2.04‰~+8.92‰,成矿期第Ⅰ阶段及第Ⅱ阶段成矿流体以岩浆水和变质水混合为主,第Ⅲ阶段随着成矿环境逐渐开放,温度压力降低,大气降水逐渐占主导地位。     

浙江省铜矿床的稳定同位素地球化学特征

浙江省铜矿床硫化物的矿δ34S值一般变化在-6‰～＋10．5‰之间，以正值为主，大多富集重硫，接近陨石硫；矿石铅同位素组成，在铅构造模式图上只有细碧角斑岩型和混合岩化型矿床的值域位在上地幔和下地壳曲线之间，其它类型（包括矽卡岩型、斑岩型和热液型等）矿床位于造山带曲线之上。这反映了不同类型铜矿床的成矿物质来源存在着差异。浙江省铜矿床的氢、氧同位素组成，矿物的δ18O多为正值，变化范围为＋4‰～＋12‰之间，在δ18O水—δD相关图上，细碧角斑岩型矿床具低δ18O水值高δD值域，混合岩化型矿床为高δ18O水值低δD值域的特征，这表明它们的成矿流体分别混合有海水和变质水的特征，其它类型矿床的成矿流体则多为岩浆水与大气降水的混合型。     

青海天峻新关角隧道涌排水水源识别与量化分析

涌排水严重影响隧道施工与运行安全,查明隧道涌排水的来源,是隧道防水止水重要科学依据。青海天峻新关角隧道南北洞口处的地下水排水量分别为10 021,60 877 m3/d,两者存在近50 000 m3/d的差异,涌排水量大,且来源不明。基于水文地质条件分析,分别采集了新关角隧道隧址区内大气降水、不同类型地下水和隧道出口涌排水水化学和氢氧稳定同位素样品。样品测试结果显示:新关角隧道北出口涌排水ρ（TDS）为0.44 g/L,2H和18O均值为-52.7‰,-8.3‰;南出口涌排水ρ（TDS）为0.85 g/L,2H和18O均值为-54.8‰,-8.5‰,隧址区基岩裂隙水ρ（TDS）为0.32~1.22 g/L,2H和18O均值为-55.77‰,-8.61‰;岩溶水ρ（TDS）为0.28~0.43 g/L,2H和18O均值为-50.92‰,-8.13‰,冻结层上水ρ（TDS）为0.26~0.48 g/L,2H和18O均值为-45.5‰,-7.6‰。对比分析认为:新关角隧道北出口涌排水主要来源于岩溶水,岩溶水占比为63%~80%,基岩裂隙水占20%~37%;新关角隧道南出口涌排水主要源于基岩裂隙水,基岩裂隙水占72%~88%,岩溶水占比12%~28%。涌水来源识别与水量,可为后期监测站点优化设置及隧道运行期止水工程实施提供科学依据。      

塔北哈拉哈塘地区奥陶系碳酸盐岩古地貌及岩溶储层发育特征

为了研究哈拉哈塘地区奥陶系碳酸盐岩岩溶古地貌及岩溶储层发育规律,基于地震、钻井、岩心、薄片分析,采用“残厚与地层古构造趋势面结合”方法对古地貌、古水系进行恢复刻画,划分为3种二级地貌类型,6种三级地貌类型和若干微地貌形态。在岩石化学特征及储层物性研究基础上结合古岩溶缝洞充填方解石碳氧同位素特征,对古岩溶发育及充填期次进行分析。结果表明:后期溶蚀孔、溶洞和溶蚀裂缝是该区主要储集空间;充填方解石δ13C和δ18O值变化范围较大,δ13C_PDB值为-4.17‰~1.59‰,平均值为-1.05‰;δ18O_PDB值为-15.71‰~-5.17‰,平均值为-11.15‰。并划分为海相沉积充填环境、大气淡水充填环境、浅埋藏沉积充填环境和深部埋藏高温环境4种不同的古岩溶作用期次。      

煤矿开采活动对黄河中游窟野河流域溶解性硫酸盐的影响

煤矿矿井水是河水溶解性硫酸盐(SO₄^2-)的重要来源,但黄土高原煤矿开采活动对河水溶解性硫酸盐的影响仍不清楚。煤矿矿井水硫酸盐主要来自煤中黄铁矿氧化以及含煤地层附近裂隙水中硫酸盐,地表水硫酸盐还受其他人为输入的影响。因此,煤矿矿井水与河水硫酸盐具有不同的水化学特征、硫酸盐硫同位素(δ³⁴S_SO4)与氧同位素(δ¹⁸O_SO4)以及氢同位素(δD_H2O)与氧同位素(δ¹⁸O_H2O)组成。基于上述不同可以判定煤矿开采活动对河水溶解性硫酸盐的影响。选取受煤矿开采活动影响的窟野河流域作为研究对象,系统采集河水、地下水、煤矿矿井水、大气降水和泉水等水体样品,结合前人研究资料,借助δ³⁴S_SO4、δ¹⁸O_SO4<...     

湖北峡东地区奥陶系南津关组灰岩中硅质岩地球化学特征及其沉积环境意义

湖北峡东地区位于华南板块上扬子地块分区,其奥陶系南津关组灰岩中发育大量条带状和结核状硅质岩。在详细野外调查的基础上,对这些硅质岩进行岩相学和地球化学分析,探讨其成因及沉积环境意义。结果表明:硅质岩主要由石英、玉髓组成;硅质岩贫Mn、Fe,其A1/(Al+Fe+Mn)值为0.27～0.84,平均值为0.64,Mn/TiO_2值小于0.5,Th/U值为0.02～0.86;硅质岩具有低的稀土元素含量(质量分数,下同),稀土元素总含量为(0.67～27.79)×10~(-6),经北美页岩标准化后呈现相对平缓右倾的稀土元素配分模式和弱的Ce异常,同时(La/Yb)_N平均值为1.31;硅质岩寄主灰岩的δ~(13)C值为-2.37‰～2.30‰,平均值为-0.006 4‰,δ~(18)O值为-9.04‰～-6.49‰,平均值为-7.61‰,计算的古环境温度为4℃～21℃。这些结果反映湖北峡东地区奥陶系南津关组灰岩中的硅质岩主要为生物成因,形成于温暖缺氧的大陆边缘环境。     

东亚季风区石笋δ18O解译:基于夏季风与夏季风降雨的思考

近些年,对于东亚季风区石笋δ18O的气候环境指示意义的争论较多,主要在东亚季风区石笋δ18O代表夏季和风强度、夏季风降水还是水汽源变化。基于中国东部华北地区降水与长江中下游地区降水反相变化和长江中下游地区降水与菲律宾海降水反相变化(遥相关),从年际-年代际到千年-轨道尺度对石笋δ18O与夏季风降水、厄尔尼诺-南方涛动(ENSO)的相互关系进行了探讨分析。通过对比石笋δ18O记录与华北和梅雨区降水,发现石笋δ18O偏负对应华北降水增加,梅雨区降水减少;石笋δ18O偏正对应华北降水减少,梅雨区降水增加。这种对应关系不仅存在年际-年代际尺度,而且在千年-轨道尺度同样存在,石笋δ18O不仅反映夏季风强弱变化,同时与中国东部区域降水关系是明确对应的。通过降水的空间相互关系,发现ENSO活动主要通过影响中国东部降水的空间分布格局而作用于石笋δ18O。La Ni?a态导致南海及菲律宾海对流加强,西太副高位置偏北,长江中下游地区梅雨期缩短,华北夏季降水增加,东亚季风区石笋δ18O偏负。El Ni?o态,南海和菲律宾海对流受到抑制,西太副高位置南移,长江中下游地区梅雨期延长,华北夏季降水减少,东亚季风区石笋δ18O偏正。另外,水汽源分析发现,菲律宾海水汽输送对东亚季风区降水及降水δ18O贡献相对较小。因此,综合分析认为,东亚季风区石笋δ18O主要反映了亚洲夏季风的强弱变化。      

滇东南洒西钨铍矿床成矿流体来源和演化: 来自流体包裹体和H-O同位素证据

洒西钨铍矿床位于滇东南老君山钨锡多金属成矿区。确定早期似层状矿体和晚期脉状矿体的流体性质、来源和演化过程, 并对其流体地球化学和同位素进行约束, 可以有效探讨洒西钨铍矿床成矿机制, 为老君山矿集区下一步找矿工作提供理论思考。洒西钨铍矿床脉状矿体的形成经历了硅酸盐阶段、氧化物-硫化物阶段和碳酸盐-萤石阶段, 白钨矿和绿柱石主要形成于前两阶段。对洒西钨铍矿床脉状矿体不同阶段石英中的流体包裹体进行了岩相学特征、显微测温、激光拉曼光谱分析等研究, 并对早期似层状矿体和晚期脉状矿体矿石中石英的氢-氧同位素组成进行了测试。结果表明: 该矿床内脉状矿体的流体包裹体主要有富液相包裹体、富气相包裹体和含子矿物多相包裹体3种类型。流体包裹体的气相成分以H₂O主, 含少量还原性气体如C₂H₂等, 液相成分也以H₂O为主。从硅酸盐阶段到碳酸盐-萤石阶段, 包裹体的均一温度和盐度(NaCl_eq)峰值范围分别为240~360℃、2.35%~13.81%;220~310℃、4.03%~9.86%和190~270℃、2.41%~6.88%。从硅酸盐阶段到碳酸盐-萤石阶段, 成矿流体的温度呈现降低趋势, 盐度也呈降低趋势。成矿流体总体上属中-高温度、低盐度、贫CO₂、含部分还原性气体的NaCl-H₂O流体体系。早期似层状矿体石英样品δD_V-SMOW值变化范围小, 为-102.8‰~-99.0‰, δ18O_V-SMOW值为11.7‰~13.0‰, δ18O_H2O值为3.16‰~6.46‰; 晚期脉状矿体氧化物-硫化物阶段石英样品δD_V-SMOW值变化范围较大, 为-99.6‰~-69.5‰, δ18O_V-SMOW值为11.2‰~14.1‰, δ18O_H2O值为3.08‰~6.73‰。综合表明成矿流体主要是岩浆水, 混合有少量大气降水或有机水, 流体可能发生了沸腾作用, 加之温度的降低, 导致晚期脉状矿体氧化物-硫化物阶段主要成矿物质的沉淀。洒西钨铍矿床属于中高温热液矿床。      

地下水化学组成的时空聚类分析与多级嵌套水流系统识别

水文地球化学是识别地下水流系统的重要方法,然而区域尺度上多级嵌套地下水流系统的复杂性使地下水化学组成的分析和解释难度增加。以鄂尔多斯北部盆地湖泊集中区典型的胡同察汗淖地下水流系统为例,基于丰水期和枯水期3个期次不同深度地下水样品的物理化学数据,应用时空聚类与主成分分析方法,揭示地下水化学组成的空间分布特征、变化规律及其作用机制,分析水化学时空聚类结果对多级嵌套地下水流系统划分的可行性。该聚类结果将地下水样品分为3类,其中C1为以Na-HCO₃型为主的深层地下水,具有偏负的氢氧同位素组成（δD < -70‰,δ18O < -9‰）和极低浓度的NO₃-;C2为Ca-HCO₃为主的浅层地下水,具有偏正的氢氧同位素组成（δD > -70‰,δ18O > -9‰）和高浓度的NO₃-;而C3呈无优势阳离子、δD和δ18O变化范围大且显著线性相关等深、浅地下水混合特征。呈南北条带分布在苏贝淖-胡同察汗淖排泄区的C2和部分C3水化学组成有一定的季节变化。研究验证了研究区受地形和湖泊排泄控制的浅层局部和深层区域地下水流系统的空间分布,识别了苏贝淖-胡同察汗淖排泄区受浅循环和深循环共同影响的强烈作用带,证明了水化学时空聚类方法识别多级嵌套地下水流系统的可行性。      

内蒙古金厂沟梁金矿床成矿流体特征及稳定同位素研究

对金厂沟梁金矿床含金石英脉中流体包裹体进行了岩相学、显微测温、单个包裹体的激光拉曼测试以及O和S同位素组成等方面研究。结果表明,成矿流体气相成分主要为H2 O,属H2 O-NaCl体系,包裹体均一温度为148.7℃～352℃,盐度[ w （ NaCl ）/％]为1.05％～5.99％。δ18 O值为-1.1‰～3.0‰,说明成矿流体继承了变质流体的特征,仍以岩浆水和后期大气降水为主;δ34 SV-CDT组成为0.6‰～4.3‰,平均值0.817‰,极差为3.1‰,表明成矿流体中的硫主要来自于幔源,其次为围岩。综合分析认为,金厂沟梁金矿床是在燕山晚期太平洋板块俯冲导致岩石圈的快速减薄、拆沉的拉张环境下形成的浅成造山型金矿。     

渭河白杨水源地环境同位素研究

本文应用环境同位素（~（１４）Ｃ、~（１３）Ｃ、~３Ｈ、Ｄ及~（１８）Ｏ）对渭河白杨水源地地下水年龄、运移过程和一些水文地质参数进行了研究．研究结果表明，水源地潜水为现代水补给，氚含量较高，渭河河水对其补给量约占１／２左右；中、深层承压水补给途径较远，~（１４）Ｃ年龄分别为距今４０００～５０００年和７０００～８０００年。δＤ和δ~（１８）Ｏ值变化不大，说明主要来源于大气降水补给。     

印度尼西亚戴里Sedex型铅锌矿集区成矿流体特征及成矿物质来源:流体包裹体及同位素地球化学证据

戴里铅锌矿集区位于印度尼西亚苏门答腊岛西北部,是一个主要产于页岩、具有巨型规模的Sedex型铅锌矿。通过系统的流体包裹体测试及H、O、S、Pb等同位素分析,以对其成因进行约束。分析结果表明:①戴里铅锌矿流体包裹体均一温度范围为189~315℃,峰值为220~240℃;②δD_V-SMOW值范围为-68.7‰~-76.4‰,平均为-72.9‰,δ18O_V-SMOW值范围为+5.9‰~+19.5‰,平均为+16.6‰;③黄铁矿δ34S_CDT值为正值,集中分布在+25.49‰~+26.36‰之间;④铅同位素显示较高的μ值（9.92~10.17,平均值为10.04）和ω值（38.06~40.51,平均值为39.26）。该矿床成矿流体温度为中温（220~240℃）,成矿流体可能以岩浆水为主,有少量浅源水的加入,硫、铅均为单一来源,其中硫主要来自海水,铅来源于上地壳。      

Spatial variation of stable isotopes in different waters during melt season in the Laohugou Glacial Catchment,Shule River basin

To evaluate isotopic tracers at natural abundances by providing basic isotope data of the hydrological investigations and assessing the impacts of different factors on the water cycle, a total of 197 water samples were collected from the Laohugou Glacial catchment in the Shule River basin northwestern China during the 2013 ablation seasons and analyzed their H- and O-isotope composition. The results showed that the isotopic composition of precipitation in the Qilianshan Station in the Laohugou Glacial catchment was remarkable variability. Correspondingly, a higher slope of δ~(18)O-δD diagram, with an average of 8.74, is obtained based on the precipitation samples collected on the Glacier No.12, mainly attributed to the lower temperature on the glacier surface. Because of percolation and elution, the isotopic composition at the bottom of the firn is nearly steady. The δ~(18)O /altitude gradients for precipitation and melt water were -0.37‰/100 m and -0.34‰/100 m, respectively. Exposed to the air and influenced by strong ablation and evaporation, the isotopic values and the δ~(18)O vs δD diagram of the glacial surface ice show no altitudinal effect, indicating that glacier ice has the similar origins with the firn. The variation of isotopic composition in the melt water, varying from -10.7‰ to -16.9‰(δ~(18)O) and from -61.1‰ to -122.1‰(δD) indicates the recharging of snowmelt and glacial ice melt water produced at different altitudes. With a mean value of -13.3‰ for δ~(18)O and -89.7‰ for δD, the isotopic composition of the stream water is much closer to the melt water, indicating that stream water is mainly recharged by the ablation water. Our results of the stable isotopic compositions in natural water in the Laohugou Glacial catchment indicate the fractionations and the smoothing fluctuations of the stable isotopes during evaporation, infiltration and mixture.     

四川盆地东北部镇巴地区二叠系C-O-Sr同位素组成及沉积演化特征

为认识四川盆地东北部镇巴地区二叠系海平面变化及沉积演化特征,选取陕西省镇巴县杨家湾典型剖面,以岩石学特征研究为基础,结合C-O-Sr同位素组成所反映的古海平面、古盐度、古温度变化来综合分析四川盆地东北部镇巴地区二叠系的沉积演化特征。C-O-Sr同位素分析结果显示:δ~(13)C值为-1.67‰～5.85‰,平均值为2.76‰;δ~(18)O值为-7.26‰～-3.44‰,平均值为-6.24‰;~(87)Sr/~(86)Sr值为0.707 147～0.708 133。C-O-Sr同位素组成所反映的古海平面、古温度(12.0℃～25.2℃,平均值约为21.0℃)、古盐度(盐度指示剂为120.88～135.90,平均值为129.84)特征表明:研究区处于水体流通较好的温暖—炎热的高盐度区,且全球海平面升降事件对研究区碳酸盐同位素组成起到良好的控制作用;研究区与全球海平面变化具有一致性,即栖霞初期的快速海侵后进入相对平稳、缓慢下降阶段,茅口初期经历大规模海侵与茅口末期海平面大幅度下降,吴家坪初期经历大规模海侵及中期海退,长兴初期海平面上升。综合分析沉积特征可知,研究区经历了由古海平面变化及构造运动控制的开阔台地→台地边缘→陆棚→缓坡环境的沉积演化过程。