湘南宝山铅锌银矿床硫同位素的地球化学特征及地质意义

成矿热液的总硫同位素组成(ΣS)可以更加准确地反映成矿流体中硫的来源。本文通过对湖南宝山矿床硫同位素以及总硫同位素的研究发现,金属硫化物样品的δ~(34)S值绝大多数为正值,变化区间为6.40‰~6.91‰,一般为-6.40‰~5.29‰,均值为2.22‰,其中黄铁矿δ~(34)S变化范围为-1‰~4.61‰,均值为2.92‰;方铅矿δ~(34)S变化范围为-0.80‰~1.70‰,均值为0.53‰;闪锌矿δ~(34)S变化范围为1.80‰~4.31‰,均值为2.69‰。具有集中的δ~(34)S值分布以及单一的峰值,表明硫的来源比较单一,具有岩浆硫特点,同位素组成具有δ~(34)S_(黄铁矿)δ~(34)S_(闪锌矿)δ~(34)S方铅矿的特征,证明成矿物质沉淀时基本达到了硫同位素分馏平衡。通过总硫同位素的分析,得出高温与低温两组数据,通过Pinckney图解计算获得中低温阶段的δ~(34)S_(ΣS)为1.28‰,高温阶段的δ~(34)S_(ΣS)为1.68‰。表明成矿流体的硫同位素组成变化很小,仅有0.4‰,且其总硫同位素组成为1.78‰,均显示矿床成矿流体具有地幔硫的特点,表明矿床中的硫可能来自地幔。     

胶西北新城金矿床硫同位素地球化学

新城金矿床是胶西北金矿集区中典型的破碎带蚀变岩型金矿床,其热液成矿作用可划分为四个阶段:黄铁矿-石英-绢云母阶段(I)、石英-黄铁矿阶段(II)、石英-多金属硫化物阶段(III)和石英-方解石阶段(IV),其中金主要赋存于II和III阶段的黄铁矿内。该矿床赋矿围岩为郭家岭岩体,岩性为石英二长岩和二长花岗岩,主要为胶东群变质基底经部分熔融形成。胶东群变粒岩硫同位素较为均一(δ34S值介于6.9‰~9.4‰,均值为8.0‰);郭家岭岩体的δ34S值介于6.0‰~16.0‰,均值为8.6‰,反映了其硫同位素组成总体上继承了变粒岩的硫同位素特征;长英质脉岩的δ34S值变化范围为0.8‰~8.5‰(均值为6.7‰),其中4件样品的δ34S值变化范围为7.4‰~8.5‰,反映了其硫主要源自于郭家岭岩体,变粒岩可能提供了部分硫源;而其中1件样品的δ34S值仅为0.8‰,符合岩浆硫来源特征,表明深部岩浆可能也提供了部分硫源。新城金矿床矿石中硫化物δ34S值变化范围较大(4.3‰~10.6‰,均值为8.3‰),表明矿石硫可能源于郭家岭岩体、变粒岩和长英质脉岩,最终主要来源于胶东群变质基底。I阶段黄铁矿颗粒较小(5~600μm),晶形主要为立方体,反映其处于温度较高(300~350℃)、成矿流体的过饱和度较低、低氧逸度和硫逸度、冷却快速、物质供应不足的成矿环境;黄铁矿δ34S值变化范围为8.4‰~10.6‰,均值为9.7‰,反映了矿石硫可能源自于δ34S值较高的郭家岭岩体和变粒岩。II和III阶段黄铁矿粒径变化较大(3μm~2.5mm),晶形主要为五角十二面体,反映其处于中-低温度(200~300℃)、成矿流体过饱和度高、高氧逸度和硫逸度、缓慢冷却同时物质供应充分的成矿环境。其中,II阶段黄铁矿δ34S值变化范围为7.7‰~9.7‰,均值为8.7‰,表明矿石硫源除郭家岭岩体和变粒岩外,δ34S值较低的长英质脉岩可能也提供了部分硫源。III阶段硫化物δ34S值变化范围较大(4.3‰~9.4‰,均值为7.1‰),闪锌矿-方铅矿硫同位素热力学平衡温度范围为180~282℃,氧逸度约为10-37.3~10-36.8,反映了矿石硫源自于郭家岭岩体、变粒岩和长英质脉岩,硫化物δ34S值变化范围较大可能是硫同位素分馏达到平衡的结果。IV阶段黄铁矿粒径最小(1~5μm),为晶形完好、表面光滑的立方体晶形,表明其处于较低温度(200℃),成矿流体的过饱和度较低、氧逸度和硫逸度较低、物质供应不足的成矿环境。     

青海玉树多彩地玛铅锌矿C-O、S同位素组成及成矿物质来源分析

多彩地玛铅锌矿位于青藏高原东北缘的青海玉树地区,夹持于西金乌兰-金沙江缝合带与班公湖-怒江缝合带之间,属于"三江"北段铜铅锌银多金属成矿带。结合区域地质调查及研究现状,对矿区围岩碳酸盐岩和两期热液方解石脉开展了C-O同位素组成分析,对硫化物矿石矿物和重晶石进行了S同位素组成分析。结果表明:赋矿围岩中方解石的δ~(13)C和δ~(18)O值范围分别为-1.6‰~+3.0‰和+21.2‰~+27.6‰,属于正常海相碳酸盐岩沉积,C和O来自海水;方解石脉体的δ~(13)C和δ~(18)O的值范围分别为-1.5‰~+2.1‰和+15.2‰~+20.3‰,C来自海相碳酸盐岩的溶解作用,~(18)O因热液蚀变碳酸盐岩在水/岩反应中同位素交换作用的影响而明显亏损;硫酸盐重晶石的δ~(34)S值范围为+12.3‰~+15.7‰,硫化物方铅矿、闪锌矿和黄铁矿的δ~(34)S值范围为-8.2‰~+5.7‰,峰值为-2.0‰~-3.0‰,反映了总体富轻硫的特征,硫源主要为盆地热卤水萃取地层蒸发岩中硫酸盐,并通过有机质热分解反应还原为低价硫分馏而得到;硫化物较宽的δ~(34)S变化范围反映了成矿物质在盆地内流体活动期间与不同地层单元发生相互作用,盆地内富有机质地层中沉积或生物成因S也有可能为成矿提供了部分硫源。     

老挝龙湖矿区泥岩层B同位素地球化学初步研究——以ZK309为例

硼在自然界中分布较集中,平均丰度低,而且11B和10B之间质量差大,分馏效应显著,故B同位素的组成可以作为判定硼来源及沉积环境的有效指示剂和指相标志。文章对老挝龙湖钾盐矿区ZK309钻孔盐岩上覆泥岩层的B同位素地球化学及矿物学进行分析总结得出,其δ11B范围为7.44‰~11.62‰,均值8.96‰,明显介于海水的δ11B值(39.5‰)与陆相地下水的δ11B值(-3‰±5‰)之间;钻孔的矿物组成保存了一定的母岩特性,石英明显来自于陆源输入物;而石盐、硬石膏、石膏与残余卤水有关,推测在下盐段后期出现陆源淡水输入事件,使得后期盐岩层被淋滤,而泥岩层的δ11B值就是受淋滤后的残余卤水影响的结果,这也解释了蒸发岩沉积层序异常(钾石盐覆盖于光卤石之上)的沉积特征。     

陕西柞水银洞子银铅矿床硫同位素地质研究

在银洞子银铅矿床中,硫同位素组成变化很大,围岩地层中硫化物的δ~(34)S/‰值为-3.2—+6.5,13号矿体的硫同位素以富集重硫为特征,硫化物和硫酸盐的δ~(34)S/‰值为+4—+28.48,而小铅矿体群的硫同位素以相对富集轻硫为特征,硫化物的δ~(34)S/‰为-3.5—+4.67,其顶板岩石为接近零的负值.研究表明,矿体和围岩中的硫主要来自封闭盆地中海水硫酸盐的还原,沉积环境经历了对H_2S的封闭—开放—封闭的过程,矿体是在海底热卤水中沉积形成的,硫化物的δ~(34)值受沉积环境和热卤水的物理化学条件所制约.     

塔中地区古生界热化学硫酸盐还原作用与原油中硫的成因

用氧气燃烧弹将原油和干酪根氧化后,分析了δ34S值,并与伴生的H2S、自生黄铁矿、硬石膏和重晶石脉δ34S值进行了对比。结果显示,奥陶系原油相对贫硫,δ34S值为13.6‰~19.9‰,接近于伴生的H2S和黄铁矿的δ34S值15‰~18.5‰;石炭系-志留系原油相对富硫,δ34S值为20‰~25.8‰,伴生黄铁矿的δ34S值为9.5‰~34‰。有意义的是,奥陶系溶扩缝的硬石膏和重晶石脉δ34S值为44.2‰~46.6‰,远高于显生宙的海水,被认为是热化学硫酸盐还原作用(TSR)的残余。研究还表明,原油中硫含量的增高可能与后期无机硫并入有关,而奥陶系低硫原油δ34S值比寒武系源岩低2.5‰~7.5‰,可能来自寒武系干酪根的裂解作用。因而,低硫原油δ34S值可用于油-源对比。     

库车盆地始新世盐湖物源及蒸发浓缩程度研究

古近纪塔里木盆地属于副特提斯海东延部分,而库车次级盆地位于其东北部。它古近纪经历了浅海相—海陆交互相—陆相的沉积演化,并发育了巨厚蒸发岩,是中国油气的重要产区和钾盐重点勘查区,长期以来受到广大地质学家的关注。然而,关于库车盆地始新世盐湖卤水来源及蒸发浓缩成钾的研究尚存在一些争议和不确定性。因此,本文基于岩石学和矿相学观察、X射线衍射和扫描电镜能谱分析以及稳定同位素研究,探讨蒸发岩的沉积环境、补给来源及蒸发浓缩程度。蒸发岩岩相学分析表明:蒸发岩形成于近源泥砾混入的盐湖沉积环境。硬石膏δ~(34)S值指示了具有一定海源补给特征。石盐原生流体包裹体δD和δ18 O值分别为-118.1‰~-95.3‰和2.5‰~5.7‰,蒸发趋势线说明了古卤水蒸发浓缩程度较高。古盐湖演化过程中虽然经历了3次短暂的淡水混入,但随着古盐湖持续的蒸发作用,并没有影响钾镁盐的析出,且在δ18 O值正偏较大时析出相应的钾盐或含钾矿物,推测库车盆地始新统含盐系地层具有良好的成钾潜力。     

昂达尔错地区布曲组碳酸盐岩碳氧同位素特征及意义

碳酸盐岩碳、氧同位素对古气候、古环境及成岩流体示踪具重要的指示意义。通过对羌塘盆地南部昂达尔错地区QZ-11井、QZ-12井布曲组岩心观察、薄片鉴定及碳氧同位素分析,结果表明:研究区布曲组是在炎热、半干旱-半潮湿古气候条件下,在台地边缘礁滩环境发育的一套碳酸盐岩沉积;岩性包括灰岩,白云岩及过渡性岩类,白云岩主要发育在高位体系域晚期台缘浅滩微相中,白云岩包括保留先驱灰岩原始组构的颗粒白云岩、泥微晶白云岩及先驱灰岩原始组构不可见的晶粒白云岩;研究区内的碳酸盐岩δ~(13)C_(PDB)分布范围为1.5‰~4‰,δ18OPDB分布范围为-7.6‰~-12.1‰,其中灰岩的δ~(13)C_(PDB)分布范围为1.5‰~2.9‰,普遍高于同期全球海水碳同位素值,推测可能与高位体系域晚期强蒸发及生物繁盛有关,白云岩和过渡性岩类中δ~(13)C_(PDB)分布范围为1.4‰~4‰,说明为继承先驱灰岩中碳同位素组成,局部可能受到白云石化流体的改造;氧同位素组成虽然普遍低于同期海水值,但白云岩中保留先驱灰岩原始组构的颗粒白云岩氧同位素值仍高于灰岩,表明其形成与蒸发环境有关,而细晶白云岩、中粗晶白云岩氧同位素组成呈逐步降低趋势,表明可能受埋藏阶段温度升高的影响。     

西藏甲玛铜多金属矿硫同位素地球化学研究

西藏墨竹工卡县甲玛铜多金属矿床位于冈底斯成矿带东段,Cu、Mo、Pb+Zn、Au、Ag均达大型规模,并伴生Co、Bi、W、Ni等多金属矿化。黄铜矿、斑铜矿、辉钼矿、方铅矿、闪锌矿、黝铜矿、辉铜矿等硫化物为主要的矿石矿物,硫酸盐矿物以硬石膏为主,含矿岩浆岩以花岗斑岩、二长花岗斑岩和花岗闪长斑岩为主。通过对甲玛矿区主要硫化物和硬石膏的硫同位素分析,并结合前人研究,甲玛矿区硫化物的硫同位素δ34S值变化于13.6‰～+12.5‰,平均值1.33‰(样品数86)、硬石膏δ34S值+0.5‰～+1.8‰,平均值+1.13‰(样品数3)、岩浆岩δ34S值0.7‰～0.2‰,平均值0.5‰(样品数3),与岩浆硫δ34S值0±3‰一致。闪锌矿-方铅矿-黄铜矿矿物对的硫同位素地质温度计,显示成矿温度为408～433℃,说明其形成时硫同位素处于平衡状态。冈底斯成矿带上的驱龙等斑岩型矿床中硫化物和岩浆岩硫同位素,均具有δ34S值变化范围小,平均值接近0值,与岩浆硫特征一致的特点,反映了甲玛铜多金属矿床具有矽卡岩-斑岩型矿床硫同位素地球化学特征,硫以岩浆来源为主。     

江陵凹陷南缘盐井-申津渡凹地始新统硫同位素特征及古气候和物质来源探讨

江陵凹陷南缘盐井-申津渡凹地的早始新世新沟嘴组发育一套钙芒硝-石盐的蒸发岩系地层。岩相学和矿物学证据显示,含盐系地层的主要盐类矿物包括石盐、钙芒硝、硬石膏,形成于常年性的盐湖环境中。钙芒硝为原生-准同生的盐类矿物。根据盐类矿物的类型和沉积特征以及典型暖相盐类矿物(原生钙芒硝)的广泛发育,推断出盐井-申津渡凹地在新沟嘴组沉积时期的古气候为暖型。钙芒硝δ~(34)S组成为25‰~33‰,高于同时期海水硫同位素(17‰~19‰),可能经受过细菌改造。除此之外,晚古新世-早始新世时,盐井-申津渡凹地的硫酸盐物质也有可能来源于西部较老时期的含硫酸盐地层。     

“青藏高原南部空白区基础地质调查与研究”计划项目新成果、新进展

通过2 0 0 4年度各相关图幅的大力工作,在基础地质、矿产和资源等方面取得了大量实际材料,综合研究区域构造地层格架、青藏高原地质图和青藏高原南部火山岩及其地球动力学意义等,取得重要进展和新认识,在矿产资源、旅游和人文景观等方面也取得重要阶段性成果。     

国际埃迪卡拉系年代地层学研究进展与发展趋势

埃迪卡拉系为国际地层表新增的新元古界最上部的系级年代地层单位,层型剖面被确定为南澳大利亚弗林德斯山脉依诺拉马河剖面,其底界点位（GSSP）选定为埃拉逖那冰成杂砾岩（Elatina diamictite）之上盖帽碳酸盐岩努卡利那组（Nuccaleena Formation）的下界（Gradstein et al．,2004;Knoll et al．,2004）。我国修定后的震旦系与埃迪卡拉系完全相当,底界以南沱冰碛岩之上盖帽碳酸盐岩的下界为界。本文综合国际地层委员会新元古代地层分会以及相关国家和地区近年来在埃迪卡拉系年代地层学领域研究的新进展、存在问题以及未来发展趋势作一概要介绍,以期引起国内晚前寒武纪地层古生物学者的广泛关注。     

截潜工程在计算山前侧向补给量中的应用

在计算山前侧向补给量的方法中,最常用的就是达西断面法,但达西断面法需要获取较多的参数,对于山前无钻孔或只有少量钻孔且水文地质研究程度较低的区域,很难采用达西断面法来计算得到山前侧向补给量。对于无法运用达西断面法但存在完整式截潜工程的山丘区,可以结合完整式截潜工程的截潜量利用水量均衡法计算山前侧向补给量。     

"青藏高原南部空白区基础地质调查与研究"计划项目新成果、新进展

通过2004年度各相关图幅的大力工作，在基础地质、矿产和资源等方面取得了大量实际材料，综合研究区域构造．地层格架、青藏高原地质图和青藏高原南部火山岩及其地球动力学意义等，取得重要进展和新认识，在矿产资源、旅游和人文景观等方面也取得重要阶段性成果。     

Global repeating events in the history of the Earth and the motion of the Sun in the Galaxy

Chronological analyses of correlations between certain global repeating events (mass extinctions of marine organisms, meteorite impacts, and flashes in the frequency of geomagnetic reversals) during the Phanerozoic Eon and the motion of the solar system in the Galaxy are presented for five rotationally symmetrical models for the regular Galactic gravitational field. Thirteen of sixteen mass-extinction events can be described by a repetition interval of 183±3 million years. This is in agreement with the anomalistic period (interval between two subsequent passages of the Sun through the apocenter of its Galactic orbit) in the model of Allen and Martos. The positions of the minima and maxima in Gaussian functions approximating the frequency distribution for geomagnetic reversals also agree with the times of passage of the Sun through the apocenter and pericenter, respectively, of its Galactic orbit in this model. The maximum in the distribution of the deviations of the dates of mass extinctions from the nearest dates of impacts of large, crater-forming bodies is close to zero, providing evidence that many such events are correlated. As a rule, extinctions follow impact events. The impacts of large bodies have occurred most often when the solar system passes through the Galactic plane, while mass extinctions occur more often at some distance from the Galactic plane (about 40 pc). As a rule, intervals of increases in the frequency of geomagnetic reversals coincide with dates of impacts of large bodies. At the same time, these intervals do not show a clear correlation with the dates of mass extinctions. The intensity of mass extinctions, like the energy released by impacts, is consistently higher in periods when the Sun is moving from the apocenter toward the pericenter of its orbit, than when it is moving from the pericenter toward the apocenter. Thus, there is evidence for a variety of relationships between repeating global events in the Phanerozoic and the motion of the Sun in the Galaxy. Long-period variations in the frequency of geomagnetic reversals are correlated with the orbital motion of the Sun, and increases in the frequency of geomagnetic reversals are correlated with impacts. Mass extinctions are correlated with the impacts of large bodies, whose motions may have been perturbed by clouds of interstellar material concentrated toward the Galactic plane and by the shock front associated with the Perseus spiral arm, through which the solar system passes. The velocity of the Sun relative to the spiral pattern is estimated.     

生物活动在吉林东南部寒武纪沉积铜形成过程中的作用

吉林东南部寒武纪沉积铜主要为沉积和后期热液改造综合作用的产物。它们在形成过程中，生物活动起了很大的作用，生物直接成因标志和间接成因迹象在本区都有体现。前者主要表现在由藻类群落形成的有机质胶体和胶团中聚集了大量的黄铜矿和黄铁矿颗粒，草莓状构造即为其典型构造之一。后者则为由生物形成的有机酸在通过红色矿源层时形成可溶性有机铜盐，并运移到适当部位富集起来，形成具一定程度的矿化现象。“圈闭构造”在形成本区这类矿化现象中起到了十分重要的作用。     

微亮晶（臼齿）碳酸盐成因及其在元古宙地球演化中的意义

本文应用多种技术方法,对微亮晶碳酸盐岩的成岩作用及其成因从宏观至微观进行了分析。根据岩石矿物学、地球化学和有机地球化学等研究证明,它是早期成岩过程中,在超高压的大气 CO_2,水平急剧下降的转折期,快速石化作用形成的具等粒结构μm级的微亮晶方解石集合体。MT 碳酸盐岩微亮晶成岩作用有两种类型:一是主要发生在海底沉积软泥中,在其底基质软泥中经差异压实作用形成褶皱肠状及复杂形的 MT 构造;二是直接在海水中或重力流搬运过程中形成的微亮晶球粒(核)。简言之,MT 碳酸盐岩石是在地球早期浅海环境下,由于微生物自养作用形成的地球化学成因产物。微亮晶碳酸盐岩是约束古大气圈和古海洋环境变化的最灵敏标志。通过详测 MT 丰度值和编制地球古大气圈 CO_2水平演化模式等,在前寒武纪发现有太古宙末期、早元古宙末期、中元古宙中期和新元古宙早-中期四个 MT 碳酸盐岩发育高峰值期,证明全球古大气圈 CO_2水平发生过四次不连续性、跳跃式下降周期,直到晚新元古宙未,全球雪球事件的发生,导致了 MT 碳酸盐岩的消失。其后,才进入显生宙的 CO_2低水平状态。MT 碳酸盐岩具有重要的油气资源远景,应予以重视。     

黄骅坳陷歧北次凹古近系沙一下亚段地质体精细刻画

综合运用钻井、测井、地震等资料,将黄骅坳陷目前的勘探热点地区——歧北次凹的主要勘探目的层段,即沙一下亚段划分为4个四级层序和8个五级层序,建立了沙一下亚段高精度层序地层格架。结合属性提取和测井约束反演等地球物理方法技术,在高精度层序地层格架约束下对歧北次凹目标层内单个地质体进行多层次多角度的精细刻画,研究其空间展布,并剖析其内部结构特征,分析地质体的控制因素。研究发现:物源供给、断裂陡坡带及断裂转换带对地质体的发育具有重要的控制作用,最后提炼出地质体发育模式,为研究区隐蔽油气藏的勘探和开发提供科学依据。     

环境中硒形态分析方法的研究进展

硒的形态研究是了解环境中硒的毒性、生物可利用性、迁移和生物地球化学循环等方面的基础,其研究方法一般分为直接和间接法。本文总结了环境中硒形态的研究方法,特别是对环境样品中常用的硒形态分析技术——连续化学浸提技术作了全面详细的讨论,并综述了其它硒形态分析方法的最新动态。