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<...     

四川西部西康群新都桥组碳酸盐岩的锶同位素特征

四川西部松潘—甘孜地区广泛分布一套三叠系黑色砂板岩层系,由于其岩性单调、古生物化石贫乏,给该区地层划分、对比带来极大困难。因此,从锶同位素地层学基本原理出发,对甘孜北部西康群新都桥组中薄层状灰岩样品进行了锶同位素组成测定。结果表明,6件样品的N(87Sr)/N(86Sr)分别为0.708688、0.708659、0.708907、0.708223、0.708341、0.708266,平均为0.708514。表明该地层的碳酸盐岩样品可能遭受了不同程度的成岩蚀变,多数样品的锶同位素组成偏离同时代的全球海水锶同位素组成。     

滇西攀天阁地区花岗岩类年代学、地球化学特征及其地质意义

江达—维西岩浆岩带的构造背景还存在争议,有龙木措—双湖—昌宁—孟连古特提斯主洋盆向东俯冲、金沙江古特提斯洋盆向西俯冲及随后的碰撞过程两种不同认识。该构造背景的争议影响了古特提斯构造演化模型的建立。在江达—维西岩浆岩带南部攀天阁地区新发现一套侵入岩,主要成分为闪长质、花岗闪长质和花岗质等,岩体糜棱岩化明显。花岗质岩石中的锆石U-Pb年龄为(243.0±4.8)Ma,代表其结晶年龄,属于中三叠世。上述3类岩石明显富集Rb、Th、U等大离子亲石元素(LILE),相对亏损Nb、Ta、P、Ti等高场强元素(HFSE)和Ba、Sr等大离子亲石元素,轻、重稀土元素分馏明显,球粒陨石标准化稀土元素配分模式均表现为右倾型。花岗质岩石锆石ε_Hf(t)值全为负,主要介于-11.92～-8.54,全岩初始⁸⁷Sr/⁸⁶Sr值为0.717 229～0.725 994;ε_Nd(t)值全为负,介于-14.2～-7.8。这些特征表明,闪长质岩浆是由古元古代玄武质下地壳部分熔融形成的;花岗闪长质岩浆是由古元古代上地壳变质泥岩部分熔融...     

扬子板块北缘马元铅锌矿床有机地球化学特征及成矿作用

近年来,有机质与金属成矿关系研究备受关注。扬子板块北缘马元矿床铅锌矿体分布与古油藏、沥青在空间上叠置,是探索有机质与铅锌成矿关系的理想地区。矿区发育分散有机质、沥青、气态烃类等不同赋存形式的有机质,生物标志化合物特征明显,以低碳数正构烷烃为主,具浅海环境藻类来源特征,均处于过成熟演化程度。沥青²⁰⁶ Pb/²⁰⁴ Pb值为17.946~18.071,207 Pb/204 Pb值为15.593~15.703,²⁰⁸ Pb/²⁰⁴ Pb值为37.812~38.072,Pb模式年龄为612~478 Ma,结合油-源对比结果,沥青主要来源于下寒武统郭家坝组烃源岩,郭家坝组烃源岩经历了较强的还原环境和缺氧的高盐度环境。各类有机质C同位素组成一致,δ¹³ C值为-35.3‰~-31.4‰,与区内闪锌矿流体包裹体中甲烷、乙烷等C同位素一致,显示有机成因碳典型特征。综上所述,马元铅锌矿床成矿与有机质关系密切,古油藏热裂解和热化学硫酸盐还原(TSR)作用提供了还原硫,富含Pb、Zn的盆地卤水与富含CH₄、H₂S的有机还原性流体混合是其重要成矿机制。     

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。     

胶东山后金矿成矿流体及成矿物质来源：来自H—O、Sr—Nd—Pb、He—Ar同位素证据

胶东山后金矿地处招远平度断裂带南段,规模为大型金矿床。本文在详细的矿相学观察及黄铁矿显微结构研究基础上,对山后金矿主成矿阶段（第Ⅱ、Ⅲ阶段）的石英HO同位素、载金黄铁矿SrNdPb、HeAr同位素组成进行了系统的分析。测试结果表明,山后金矿载金黄铁矿中流体包裹体的3He/4He为0.45～1.15 Ra,并含有一定量的地壳放射性成因的40Ar,成矿流体显示壳幔混合流体的特征;石英HO同位素组成也表明,成矿流体可能来自富集地幔流体。40Ar/36Ar值为679.32～804.23,与我国东北部来源于富集地幔样品的40Ar/36Ar特征值相近;HO和HeAr的同位素组成均表明,成矿流体很可能来自富集地幔流体。SrNd和Pb同位素组成的分析结果表明,成矿物质可能主要来源于玲珑期花岗岩和郭家岭期花岗岩。     

矿化期同位素年龄测定初探

矿化期同位素年龄测定工作的成败,室内选样和元素分离测试技术是关键。根据我们多年的工作实践,本文着重总结、讨论了以下几个问题:根据铷锶的化学和矿物学特征确定含铷锶的样品;研究矿体围岩蚀变的特征、期次,并从中选出满足Rb-Sr等时线年龄方法所要求的样品;对铷锶封闭体系作辩证的分析与处理;室内元素的分离和测试技术如何达到低本底,高灵敏度,高精度。     

苗儿山花岗岩复式岩基锶、氧、钕、铅同位素研究

苗儿山花岗岩复式岩基位于湘桂两省交界处,是华南地区规模较大的多期多阶段花岗岩复式岩基。其岩浆活动可分为四期:加里东期,海西期,印支期和燕山期。加里东期花岗岩是该岩体的主体岩石。作者对该复式岩基进行了Sr、O、Nd、Pb多元同位素体系的示踪研究,有关参数如下:各期花岗岩的(~(87)Sr/~(86)Sr)Ⅰ值范围为0.7168—0.7265,δ~(18)O为9.39—10.73,∈xd=-7.1,∈Sr=177-209,长石的铅同位素组成为~(206)Pb/~(204)Pb=18.759—18.833,~(207)Pb/~(204)Pb=15.669—15.747,全岩的铅同位素比值为:~(206)Pb/~(204)Pb=18.512—19.269,~(207)Pb/~(204)Pb=15.559—15.729。锆石的u—Pb不一致线与一致性曲线的上交点年龄为1126Ma,T_(DM)=1553Ma。上述各项同位素参数表明苗儿山岩体的成岩物质源自上部地壳,可能为中晚元古代的基底物质重熔而成。     

晚泥盆世大陆风化作用增强及其海洋环境效应:来自华南碳酸盐岩锶同位素的制约

上泥盆统弗拉斯阶和法门阶界线附近发生了大规模的生物灭绝, 其起因被认为是植物登陆导致的陆地化学风化作用加强及其引起的海洋水体缺氧所致, 但其直接证据还比较缺乏。运用广西地区广泛发育的浅海碳酸盐岩中锶元素(Sr)和同位素(87Sr/86Sr)、铀钍比值(U/Th)记录, 探究了从中泥盆统到下石炭统的陆地化学风化速率及海水氧化还原条件的变化。研究结果表明, 在晚泥盆世(法门阶早期)陆地化学风化作用加强, 导致海水中Sr浓度升高, 及更富集重的Sr同位素组分; 低的U/Th比值也显示该时期水体缺氧严重, 海水中U元素被还原到沉积物中, 导致海水中的U浓度降低。陆地表面化学风化的加强对晚泥盆世海洋水体氧化还原条件的波动以及海洋生物的灭绝有重要影响。      

从He同位素组成探讨塔里木盆地与东部诸含油气盆地天然气的成气机制

通过天然气中He同位素组成来研究天然气的成气机制。用VG-5400静态真空质谱计测定了采自塔里木盆地古生代和中生代地层中天然气的He同位素,其He/4He=2.58×10-8～8.33×10-8,R/Ra=0.019～0.059Ra,平3均值为0.031Ra,而我国东部几个主要含油气盆地天然气的R/Ra平均比值则变化于1.21～2.30Ra。He同位素组成对比研究表明,东部含油气盆地成烃作用是在幔源热流驱动下热水流体与烃源岩水岩反应形成的,而塔里木盆地成烃热源则主要是盆地地热增温热水流体与烃源岩水岩反应形成的。     

地下水硫酸盐溯源的进展、问题和发展趋势

识别地下水溶解性硫酸盐来源及其生物地球化学循环过程是保障饮用水安全和水生态安全的重要前提, 对于地下水资源的管理和保护具有重要的意义。在广泛查阅文献的基础上, 总结了不同地下水硫酸盐来源δ34S_SO4和δ18O_SO4值域范围; 综述了地下水硫酸盐溯源及硫生物地球化学循环过程解析的研究进展, 指出了存在问题和发展趋势。地下水硫酸盐来源识别方法经历了水化学方法→单同位素→双同位素→多同位素和多示踪剂定性识别→定量评估的发展历程; 因特定地域来源的硫、氧同位素差异和生物地球化学转化过程等因素的影响, 地下水硫酸盐溯源尚存在较大的不确定性。建议在地下水流系统框架上结合土地利用分布, 布置采样点采集污染源和地下水样品, 测定水化学和硫酸盐的硫氧同位素值及其他辅助性示踪剂同位素值或浓度, 利用多学科、多方法充分融合研究区水文地球化学、渗流场、土地利用等信息, 解析地下水硫酸盐的来源及其贡献, 以支撑地下水资源保护和污染防治的科学实施。      

小秦岭金矿氢氧同位素组成特征及其成因意义

本文在对小秦岭金矿脉、围岩、石英中气液包裹体等采取27个氢氧同位素样品并进行测试分析的基础上,论述了该金矿的氢、氧同位素组成特征及其成因意义,认为该金矿的成矿溶液可能是以大气降水为主,同时有岩浆水和变质水参加的混合水。这为该金矿床应属与燕山期构造及岩活动有关的层控矿床这一成矿理论提供了同位素方面的依据。     

用稳定氮同位素分析广东硇洲岛海域金线鱼营养级

应用稳定同位素方法测定广东硇洲岛海域的金线鱼(Nemipterus virgatus)鱼肉、鱼鳃、内脏团和鱼鳞的稳定氮同位素,并计算出营养级。结果表明,在规格较一致的情况下,金线鱼各部位δ15N值范围为10.09‰¹4.07‰,其中,鱼肉δ15N值范围为11.56‰14.07‰,其中,鱼肉δ15N值范围为11.56‰¹4.07‰,差值达2.51‰,平均为12.84‰;鱼鳃δ15N值范围10.41‰14.07‰,差值达2.51‰,平均为12.84‰;鱼鳃δ15N值范围10.41‰¹2.10‰,差值达1.69‰,平均为11.41‰;内脏团δ15N值范围10.09‰12.10‰,差值达1.69‰,平均为11.41‰;内脏团δ15N值范围10.09‰¹1.98‰,差值达1.89‰,平均为11.08‰;鱼鳞δ15N值范围10.10‰11.98‰,差值达1.89‰,平均为11.08‰;鱼鳞δ15N值范围10.10‰¹1.35‰,差值达1.25‰,平均为10.66‰。鱼肉、鱼鳃、内脏团、鱼鳞的δ15N值大小依次为:鱼肉、鱼鳃、内脏团、鱼鳞。由δ15N值推算出来金线鱼的营养级范围为2.4611.35‰,差值达1.25‰,平均为10.66‰。鱼肉、鱼鳃、内脏团、鱼鳞的δ15N值大小依次为:鱼肉、鱼鳃、内脏团、鱼鳞。由δ15N值推算出来金线鱼的营养级范围为2.46³.12,平均值为2.80,符合其主要摄食浮游和底栖动物的食性。     

湖北庙垭杂岩体富硅碳酸岩成因及其对稀土成矿的指示意义

湖北庙垭正长岩-碳酸岩杂岩体赋存我国重要的碳酸岩型稀土矿床,查明不同于主体碳酸岩（w（SiO₂） < 10%）,富硅碳酸岩（w（SiO₂）>30%）的岩石学、矿物学特征和成因机制对认识碳酸岩型稀土成矿作用具有重要意义。选取庙垭富硅碳酸岩样品为研究对象,利用电子探针（EPMA）、X射线荧光光谱仪（XRF）、激光剥蚀-电感耦合等离子体质谱（LA-ICP-MS）等分析方法,获得其岩石学和矿物学信息,并与前人研究进行对比,以期查明庙垭杂岩体富硅碳酸岩的成因和稀土成矿差异性。结果表明:①富硅碳酸岩中主要硅酸盐矿物为钾长石、钠长石和石英,与围岩梅子垭群绢云母片岩中硅酸盐矿物不同,而与共生正长岩中矿物组成相似,指示这些硅酸盐矿物可能为正长岩捕掳晶;②钾长石不规则环带特征（成分差异）和全岩高87Sr/86Sr值的特征,可能指示了成岩后的流体作用;③热液独居石年龄（（235.1±1.5）Ma）与华北古板块和扬子古地块沿勉略断裂碰撞引起的勉略洋闭合（246~221 Ma）相关的区域变质事件同步,进一步限定了热液作用年龄和地质事件。与勉略洋壳的俯冲闭合相关的富Sr,Ba构造-热液流体交代富硅碳酸岩,促使Si和REE分别从钾长石等硅酸盐捕掳晶和磷灰石等原生矿物中活化-迁移进入流体,Si的加入可能进一步加强了流体对REE的搬运能力,使得富硅碳酸岩全岩稀土含量低于主体碳酸岩。      

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。      

胶东大尹格庄金矿成矿流体时空演化及矿床成因：来自流体包裹体、成矿元素和H-O-S-Pb同位素证据

大尹格庄金矿位于招平成矿带中段,是胶东地区典型的构造蚀变岩型金矿床,储量达到超大型规模,但关于该矿床的成因类型尚存在较大争议。在详细野外地质调查的基础上开展了该矿床成因和成矿流体纵向变化特征研究。流体包裹体研究表明,成矿流体为中温、低盐度、中低密度的H₂O-CO₂-NaCl±CH₄体系。从成矿早期到晚期各阶段(Ⅰ～Ⅳ阶段)均一温度和盐度逐渐降低,密度逐渐增加。氢氧同位素组成显示成矿流体早期以岩浆水为主,后期有大气降水的混入,主成矿阶段可能存在流体沸腾作用;黄铁矿硫铅同位素组成表明成矿物质来源于深源壳幔混合岩浆。成矿过程和背景总体与胶东其他金矿床类似,形成于克拉通破坏环境。浅部与深部流体和物质组成的对比研究表明,在垂向纵深范围内成矿流体性质、金银成矿强度和金成色稳定一致,金沉淀具有宽泛而稳定的环境,指示大尹格庄金矿床深部仍然具有很大的成矿潜力和找矿空间。     

菏泽地区鄄城地热田地热水化学特征及成因研究

菏泽断裂北部鄄城地热田地热资源丰富,探究区域地热成因机制对菏泽断裂北部地区的地热资源开发利用和经济发展具有重要意义。本文通过对采集的样品进行水文地球化学、气体及其同位素测试分析,结果显示,鄄城地热田地热水水化学类型主要以SO₄·HCO₃·Cl-Ca·Na、SO₄·HCO₃-Ca·Na和SO₄-Ca·Na型为主;鄄城地热田呈现出从补给区的浅循环-开放式岩溶地下水流系统(Ⅰ),至径流区的中循环—半开放式岩溶地热水流系统(Ⅱ),再至排泄滞留区的深循环—弱开放式岩溶地热水流系统(Ⅲ)的演化路径。热源以壳源为主,属典型的中低温传导型地热系统。     

豫北林州地区鼓山阶底部碳同位素组成及演化趋势

碳同位素地层学是寒武系地层划分与对比的重要手段。通过对豫北驴驮沟剖面碳酸盐岩地层进行碳同位素分析发现,驴驮沟剖面寒武系鼓山阶(Drumian)底界附近的碳酸盐岩的δ13C值分布于3.1‰~-1.7‰之间,δ18O值分布于-3.9‰~-9.4‰之间。δ13C、δ18O之前的非协变关系指示碳同位素组成比较稳定。鼓山阶底界附近δ13C表现为负漂移演化趋势,漂移幅度为3.0‰,最低值为-1.7‰,出现在三叶虫Proasaphiscus首现位置15 m之下。出现负漂移的位置和负漂移的幅度与华南湘西王村剖面、美国犹他州Drum Mountains等剖面的鼓山阶底部的负漂Drum carbon isotope excursion(DICE)一致,表明DICE负漂移具有洲际对比意义,可作为寒武系鼓山阶划分和对比的工具。负漂移峰值处岩性为位于青灰色页岩之间的薄层灰岩夹层,超覆于鲕粒灰岩之上,因此,寒武系鼓山阶底部附近的DICE负漂移对应于苗岭世早期的海侵时期。      

南秦岭胭脂坝花岗岩成因:锆石U-Pb年龄、地球化学和Sr-Nd-Pb同位素的制约

秦岭造山带广泛发育新元古代、古生代、早中生代和晚中生代岩浆作用,是长期复杂造山作用的结果。胭脂坝花岗岩岩体出露于南秦岭宁陕地区五龙岩体群的最东部,是南秦岭早中生代花岗岩的重要组成部分。5个花岗岩样品的锆石U-Pb定年结果分别为(202.9±3.5)、(201.0±3.0)、(202.1±2.6)、(200.4±5.4)、(~(205).5±3.3)Ma,平均年龄为(201.9±1.5)Ma,属于早中生代五龙岩体群岩浆作用中晚期的产物。岩石地球化学成分显示该岩体的主体为黑云母花岗岩,具有高硅、富碱的地球化学特征,富集大离子亲石元素,亏损高场强元素,属于弱过铝质、高钾钙碱性岩石系列。初始Sr同位素组成为0.704 31~0.706 78,ε_(Nd)_(t)值为-5.2~-2.0,初始Pb同位素组成相对高,(N(~(206) Pb)/N(~(204) Pb))_(t)=17.737~18.191,(N(~(207) Pb)/N(~(204) Pb))_(t)=15.511~15.574,(N(~(208)Pb)/N(~(204)Pb))_(t)=37.439~38.071。较高的放射性成因Pb同位素组成说明胭脂坝岩浆源区具有扬子地块的属性;初始Sr同位素组成和ε_(Nd)_(t)值随着SiO2含量的升高呈现出线性变化趋势,说明胭脂坝花岗质岩浆在上升侵位过程中存在围岩物质的同化作用;结合与新元古代火山沉积岩(如耀岭河群、武当群、碧口群)相似的初始Sr-Nd同位素组成,推测胭脂坝岩体的岩浆源区主要是具有扬子地块属性的新元古代地壳物质。     

鄂尔多斯盆地多级次地下水流系统中硝酸盐分布特征及其成因

水资源短缺的鄂尔多斯盆地内地下水遭受硝酸盐（NO₃-）污染等问题日益突出，识别盆地不同地下水流系统的NO₃-分布规律及其成因，对地下水资源的合理利用与保护具有重要意义。选取鄂尔多斯盆地北部湖泊集中区白垩系地下水系统为研究对象，基于水化学和聚类-主成分分析划分地下水流系统级次，在此基础上对比分析不同级次地下水流系统中NO₃-分布特征，综合水化学和环境同位素分析识别多级次地下水流系统中NO₃-来源及其潜在过程。研究表明:研究区ρ（NO₃-）超出地下水质量标准（GB/T 14848-2017）Ⅲ类水标准的地下水样品集中在局部-中间地下水流系统，其超标率达到28%；区域地下水流系统中ρ（NO₃-）均值约为1 mg/L。研究区不同级次地下水流系统中ρ（NO₃-）分布特征主要与人类活动影响程度有关，而地下水蒸发富集和反硝化衰减作用对ρ（NO₃-）的影响可以忽略。其中，局部-中间地下水流系统受到人类活动产生的污染影响显著，其NO₃-污染主要来源于无机铵肥和粪便污水等；区域地下水流系统可能尚未受到人类活动污染，其NO₃-来源于天然有机氮矿化。