碳酸盐岩碳同位素地层学研究中数据的有效性

碳酸盐岩碳稳定同位素组成数据能否有效地反应原始大洋的同位素组成是稳定同位素地层学研究成败的关键,因此,如何准确地判断碳同位素比值的有效性成为该稳定同位素地层学研究中的焦点问题之一。碳同位素值有效性受成岩作用、地层缺失、样品处理过程等多方面因素影响,但成岩作用是诸多因素中最普遍、最主要的,因而正确判别碳同位素值可靠性通常也就是对样品及其同位素组成经受成岩改造程度的评定。确保碳同位素测试结果可靠应主要把握前期严格选样和后期数据分析两个重要环节。前期选样包括野外和室内两步,是在宏观尺度上对数据可靠性的把握;后期数据分析则主要是在严格选样的基础上,利用碳(及附带的氧)同位素自身数据特征以及借助Mn、Fe、Sr等微量元素特征从元素级别的微观角度对同位素值有效性做出进一步判别。     

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。     

河北唐山赵各庄寒武系与奥陶系界线地球化学特征

本文对唐山赵各庄长山剖面寒武系与奥陶系界线上、下的地层进行了微量元素、稀土元素和碳氧同位素的综合研究，发现在寒武系与奥陶系分界处，不仅三叶虫动物群面貌有明显变化，而且几乎所有微量元素和碳、氧同位素组成均发生了不同程度的变化。依据碳、氧同位素分析，研究层段的碳酸直成岩环境的碳酸盐岩成岩环境为海底成岩环境。     

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。     

河北唐山赵各庄寒武系与奥陶系界线地层地球化学特征

本文对唐山赵各庄长山剖面寒武系与奥陶系界线上、下的地层进行了微量元素、稀土元素和碳氧同位素的综合研究，发现在寒武系与奥陶系分界处，不仅三叶虫动物群面貌有明显变化，而且几乎所有微量元素和碳、氧同位素组成均发生了不同程度的变化。依据碳、氧同位素分析，研究层段的碳酸盐岩成岩环境为海底成岩环境     

苏北盆地高邮凹陷阜宁组一段古环境恢复及其古湖泊学意义

沉积岩中碳氧同位素值的测定在古环境恢复方面具有重要意义。本文采用苏北盆地高邮凹陷韦马地区阜宁组一段(E1f1)的13个砂岩样品,利用MAT-252型稳定同位素比质谱仪,精确测定砂岩样品中沉积的碳酸盐岩胶结物的碳氧同位素比值。样品的碳、氧同位素值均为负值,δ13C值在-2.05‰~-6.44‰之间、δ18O值在-8.33‰~-12.08‰之间,通过计算及与海相和陆相碳酸盐岩同位素值对比得出,高邮凹陷阜宁组一段沉积时期发育淡水陆相开放性湖泊,成岩温度较低,湖泊古生产力具有分段性,由深变浅,湖泊的古生产力具有由低变高的趋势。     

辽河盆地西部凹陷沙河街组砂岩碳酸盐胶结物特征

碳酸盐胶结物中氧碳同位素组成研究是分析成岩过程中流体-岩石相互作用的重要技术方法.综合运用岩石学、矿物学和地球化学方法，对辽河盆地西部凹陷沙河街组砂岩中碳酸盐胶结物的化学组成和碳酸盐胶结物及成岩流体同位素组成特征进行系统分析.研究表明，研究区碳酸盐岩主要为方解石和白云石，胶结物主要类型为嵌晶式胶结、孔隙式胶结、斑块状胶结和星点状胶结.碳、氧稳定同位素组成能有效地反映成岩-成矿流体及其他物质的来源，碳酸盐胶结物与现今浅层地下水氧同位素组成差异巨大而与变质水同位素组成具有相似性，反映了盆地演化过程中活动热流体对成岩作用的影响.包裹体的氢、氧同位素组成可表征成矿溶液的演化特征，砂岩碳酸盐胶结物包裹体更富集氢的轻同位素和氧的重同位素，表明发生了明显的“氧-18漂移”.碳酸盐胶结的成矿溶液表现出“受热雨水”的同位素组成特征，反映了深源活动热流体对成岩作用的影响.      

河东煤田晚古生代层序地层的碳氧同位素特征

系统分析了河东煤田上石炭统(C₂)-下二叠统下部(P₁1)45个碳酸盐岩样品的碳氧同位素在层序中的分布特征,探讨了碳氧同位素应用于层序划分及对比、相对海平面变化研究及晚古生代地层沉积相研究的可能性。研究表明,碳氧同位素在C₂及P₁1的三级层序中的分布特征是不相同的,从TST到HST,在C₂的三级层序中,δ13C及δ18O不断变重;在P₁1的三级层序中,δ13C不断变轻,而δ18O不断变重。这种规律在P₁1每个三级层序中均相似,垂向上显示出韵律性。横向上,δ13C及Z值总体具有由北向南升高的趋势。碳氧同位素在层序中的分布是受聚煤作用、陆源物质的注入、古气候、沉积环境及时间等控制的。      

库车盆地西北缘下第三系碳、氧同位素特征及成岩环境

库车盆地西北缘及柯坪地区下第三系碳酸盐岩稳定同位素分析结果显示氧同位素组成在相对较小的范围内变化，而碳同位素组成变化很大。沉积学研究表明塔拉克组和小库孜拜组海相地层主要为潮坪、萨布哈和渴湖相沉积，在成岩过程中或成岩期后，沉积物不同程度地受到了淡水作用的影响。所分析的样品大部分形成于大气淡水成岩环境，富集１２Ｃ，δ１３Ｃ为正值的样品一般形成于海水成岩环境。稳定同位素分析是研究成岩作用的有效手段之一。     

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。     

古生代海洋碳同位素演化

本文给出对中国古生代海相碳酸盐岩地层的系统的碳同位素研究结果。对密集地采自寒武纪、奥陶纪、泥盆纪、石炭纪和二叠纪5个海相碳酸盐岩地层剖面的681个样品作了碳同位素研究。所得到的古生代海相碳酸盐岩地层δ¹³C值长趋势演化的模式表明,从寒武纪(δ¹³C平均为-0.3‰)到石炭纪(3‰)和二叠纪(3.4‰)逐渐富集¹³C.此变化模式与古生代有机碳的埋藏数量有关,或许与大洋中脊体系的体积变化有关。     

层控菱铁矿的氧、碳同位素组成及其成因意义

自然界中碳酸盐的氧和碳同位素组成取决于形成这种碳酸盐的水体同位素组成,水体的氧、碳同位素组成又直接反映了成岩或含矿流体的性质和来源。菱铁矿是仅次于方解石和白云石的常见碳酸盐矿物,它作为成岩成矿的多相作用产物,在地层中广泛发育。本文试图通过它们的氧、碳同位素组成,探讨我国不同时代地层内层状和层控菱铁矿的成因问题,着重研究菱铁矿的形成环境和成矿作用。     

川东地区石炭系碳酸盐岩碳、氧、锶同位素特征及其成因分析

利用微量元素和碳、氧同位素特征对样品有效性作出了检验.在证明样品未受明显蚀变的前提下对川东地区石炭系碳酸盐岩碳、氧、锶同位素进行了分析.在层序地层格架中对比不同体系域、不同岩性的碳、氧同位素特征,87Sr/86Sr比值特征,Z值与古温度特征,分析了碳酸盐岩的成岩环境.低位体系域以膏盐湖及萨巴哈环境为主,炎热干旱,陆源淡...     

麦盖提斜坡奥陶系碳酸盐岩碳氧同位素特征及其意义

依据实测的塔里木盆地麦盖提斜坡玉北地区41个碳酸盐岩碳氧同位素数据,结合岩石学方法,研究了碳氧同位素的组成、演化及其地质意义。数据显示,δ~(13) C值主要分布在-2.6‰~0.7‰,均值为-1.0‰;δ~(18) O值分布在-9.4‰~-3.5‰,均值为-6.9‰。玉北地区古盐度为118.39~126.34,平均为121.94。奥陶系碳酸盐岩淡水改造作用明显。碳氧同位素的组成和演化不但可以指示沉积环境,而且还与生物生产率以及古海平面变化呈正相关性:δ~(13) C的低值对应于局限台地台内滩亚相沉积环境;δ~(13) C的高值对应于开阔台地滩间海、台内滩亚相沉积环境。碳氧同位素组成还对成岩环境有明显响应:鹰山组δ~(13) C与δ~(18) O均向高负值偏移,表明经历过强烈的表生岩溶作用;蓬莱坝组δ~(13) C低—中负值,δ~(18) O表现为高负值,在白云岩储层中可见鞍状白云石及燧石,主要为深埋藏成岩环境;良里塔格组同位素特征为δ~(18) O高负值,δ~(13) C低正值,并且在进入埋藏岩溶阶段之前还经历过风化壳岩溶作用。     

从氧、碳同位素组成看蓟县元古宙碳酸盐岩特征

蓟县元古宙碳酸盐岩出露广袤，厚度巨大，产状稳定，化石丰富，沉积形象众多。其内赋含的氧、碳同位素组成及其数值变化对成岩机制及沉积环境仍然蕴含着较清楚的内函关系。依据其数值演化，探讨了蓟县碳酸盐岩的成岩作用、古盐度，进而结合其沉积环境特征，阐释了碳酸盐岩，更主要是白云岩为原生沉积所成。     

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。     

四川盆地东部开江-梁平海槽东西两侧三叠系飞仙关组碳酸盐岩碳氧同位素组成对比及古海洋学意义

海相碳酸盐岩的碳氧同位素组成具有显著的古海洋学意义,其组成具有随时间变化的长期趋势,但不同沉积环境中古海水碳氧同位素组成的异同仍存在争议并需要进一步深入研究。本文测试了四川盆地东部开江-梁平海槽东侧孤立台地内的四川宣汉渡口剖面飞仙关组及相邻地层133件海相碳酸盐岩样品的碳氧同位素组成,对比研究了海槽西侧作为镶边陆棚沉积的华蓥/邻水仰天窝剖面对应地层样品的碳氧同位素组成。研究表明,孤立碳酸盐台地和镶边陆棚飞仙关组具有非常类似的碳同位素组成和演化趋势,并与对应时间全球海水碳同位素演化趋势一致,显示全球事件是海水碳同位素组成的主要控制因素。然而,开江-梁平海槽东侧孤立碳酸盐台地和西侧镶边陆棚飞仙关组的氧同位素组成并不完全一致,存在如下共性和个性:(1)两种台地类型飞仙关组的氧同位素组成都显示出类似的变化样式,即从二叠-三叠纪界线附近δ~(18)O的低值演化至其余时间相对稳定的氧同位素组成,曲线主体氧同位素组成也具有类似的变化幅度;(2)两种台地类型飞仙关组底部地层中都检测到氧同位素组成非常低的样品,它们可能不完全是成岩蚀变的结果,如可能与界线附近广泛的热事件有关,但仍需要数据的进一步积累以及更多剖面高分辨率年代框架内氧同位素的对比研究;(3)孤立台地内碳酸盐岩δ~(18)O显著低于镶边陆棚,差值达到1‰左右,由此换算的古海水温度差值大致在4℃左右,显示孤立台地内部具有更高的碳酸盐形成温度;(4)孤立台地存在一些氧同位素组成较正、且显著偏离演化曲线主体的样品,其高δ~(18)O值的原因除白云石-水和方解石-水具有不同的氧同位素分馏系数以外,同时还反映海槽东侧孤立台地内部飞仙关组沉积时海水具有较高的盐度。开江-梁平海槽东西两侧氧同位素组成的差别表明东侧孤立碳酸盐台地内海水比西侧镶边陆棚内具有更高的温度和盐度,海水循环更受限制,台内海水更具有白云石化作用的潜力,这不仅造成东侧台地内飞仙关组发育更多的与萨布哈模式有关的准同生白云岩,还会通过回流作用或台内热对流作用造成台地边缘滩相颗粒岩的白云石化,这使得开江-梁平海槽东侧的滩相颗粒岩更可能成为质量较好的颗粒白云岩储层。     

苏南下三叠统青龙组碳酸盐岩的成岩作用和孔隙演化

苏南下三叠统青龙组碳酸盐岩中,由于沉积相(台地浅难相和深水斜坡-盆地相)的复杂性,导致了成岩作用和成岩环境的多样性。作者通过薄片观察,阴极发光和碳、氧同位素的分析以及孔隙度、渗透率的研究,对该地区胶结作用、白云石化作用、溶解作用等九种成岩作用进行了详细的讨论,并在此基础上建立了相应的成岩作用和孔隙演化的模式。     

保山地块下二叠统丁家寨组碳同位素特征

对保山地块的下二叠统丁家寨组碳酸盐岩、含砾钙质杂砂岩及其上、下层位的碳酸盐岩进行了野外剖面实测、钻孔编录和碳、氧同位素分析测试,发现该地区丁家寨组碳同位素表现出一定的变化规律。丁家寨组之下和之上的碳酸盐岩δ13C值偏大(均为正值),而丁家寨组δ13C值出现了一至多次负偏移。珊瑚化石和苔藓虫化石分别在铺门前组和丁家寨组中被发现,为其时代的限定提供了新依据。通过与全球其它地区同期碳氧同位素分布的投图对比,发现该时期碳、氧同位素数据因受到冰川的影响而表现出具有较强的线性相关性,这些样品受到了成岩作用的影响。δ13C负偏移可能与冰期低水位期沉积和成岩过程中近地表的暴露有关。卧牛寺玄武岩大面积喷发引起的各种效应,包括CO2含量的升高、全球变暖、风化作用的加强、陆源碎屑输入的增加等多种因素,协同冰川作用共同影响了丁家寨组海洋无机碳同位素的变化。     

川东南地区石牛栏组碳、氧、锶同位素特征及其地质意义

前人对川东南地区石牛栏组地层已进行了大量的研究工作,但有关同位素地球化学方面的研究尚未见报道。本区石牛栏组沉积成因碳酸盐岩的碳同位素值与前人的研究结果一致,而氧同位素值则有所偏低;白云岩δ^13C值低,δ^18O值高,反映受成岩环境的影响较明显;裂缝中方解石的碳、氧同位素组成分布于两个不同的区间,说明不同期次裂缝充填物形成时的流体性质发生了明显的变化;沉积成因碳酸盐岩具异常低的锶同位素值,与前人研究结果有明显的差异,推测是受贫87Sr同位素的成岩流体的影响;晚期裂缝充填物锶同位素比值较高,也表明它们受到了地表淡水的影响。