粤西白垩纪火山-侵入岩浆活动及其地质意义

系统的锆石激光探针ICP-MS U-Pb同位素定年揭示, 粤西地区存在白垩纪(约100 Ma)的火山-侵入岩浆活动. 代表性火山岩有马鞍山流纹英安岩和周公顶流纹英安岩, 其锆石U-Pb同位素年龄为(100±1) Ma; 侵入岩包括诗洞杂岩体中的德庆二长花岗岩岩体(99±2 Ma)、杏花花岗闪长岩岩体(100 Ma左右)以及广平杂岩体中的调村花岗闪长岩岩体(104±3 Ma). 诗洞杂岩体主体(461±35 Ma)和广平杂岩体主体(444±6 Ma)是加里东期黑云母花岗岩. 尽管白垩纪火山-侵入岩与加里东期侵入岩形成时代间隔很大, 但它们均具Rb, Th, Ce, Zr, Hf, Sm富集而Ba, Nb, Ta, P, Ti亏损的微量元素地球化学特征, 它们的稀土元素组成均表现为很弱的四分组效应, 其Eu亏损程度依次为: 白垩纪火山岩(Eu/Eu^*=0.74)、白垩纪侵入岩(Eu/Eu^*=0.35~0.58)、加里东期黑云母花岗岩(Eu/Eu^*=0.31~0.34). Sr-Nd同位素研究表明, 上述火成岩具高(⁸⁷Sr/⁸⁶Sr)_I值(0.7105~0.7518)、低ε_Nd(t)值(−7.23~−11.39)的特点, 两阶段Nd模式年龄值(T_2DM)为1.6~2.0 Ga, 表明它们起源于元古代地壳基底. 粤西地区的白垩纪火山-侵入岩浆活动, 与包括南岭在内的中国东南部广大地区在100 Ma时发生的一次重要的岩石圈拉张事件有关. 华南中生代大规模中酸性火山岩浆作用形成的“火山岩线”可南延至南岭西南缘.     

扬子陆块西北缘碧口块体印支期花岗岩类地球化学和Pb-Sr-Nd同位素组成: 限制岩石成因及其动力学背景

对出露于扬子陆块西北缘碧口块体印支期阳坝岩体(215 Ma)、南一里岩体(224 Ma)和木皮岩体进行了岩石主量元素、微量元素和Pb-Sr-Nd同位素地球化学研究. 上述岩体花岗岩类均以高Al (Al₂O₃: 14.56~16.48%) 和Sr(352~1047 mg/g)、亏损Y(<16 mg/g)和HREE(eg. Yb<1.61 mg/g)为特征, 并具有较高的Sr/Y(36.3~150)和(La/Yb)_N(7.8~36.3)比值及强分异的稀土元素组成模式. 岩石初始Sr 同位素比值I_Sr=0.70419~0.70752, ε_Nd(t)=-3.1~-8.5,初始Pb同位素比值²⁰⁶Pb/²⁰⁴Pb=17.891~18.250, ²⁰⁷Pb/²⁰⁴Pb=15.494~15.575, ²⁰⁸Pb/²⁰⁴Pb=37.788~38.335. 地球化学特征显示阳坝、南一里和木皮岩体花岗岩类属于埃达克质(adakitic)岩石, 岩浆起源于增厚玄武质下地壳的部分熔融, 但它们具有较高的K含量(K₂O: 1.49%~3.84%)、明显演化的Nd同位素组成及较高的Nd同位素模式年龄(T_DM=1.06~1.83 Ga)清晰地不同于由俯冲洋壳或底侵玄武质岩石部分熔融形成的埃达克岩类, 而为增厚的并具有较长地壳存留年龄的玄武质下地壳部分熔融形成的埃达克质岩类. 碧口块体印支期埃达克质岩浆的产生反映了在华北板块和华南板块碰撞之后的岩石圈拆沉作用. 另一方面, 碧口块体印支期埃达克质岩石的Pb-Sr-Nd 同位素组成对岩浆源区的示踪揭示了在碧口块体的碧口群火山岩之下存在大陆型地壳基底, 这一结果不支持碧口群火山岩形成于大洋盆地或洋岛环境的认识.     

西秦岭花岗岩类地球化学和Pb-Sr-Nd同位素组成对基底性质及其构造属性的限制

对西秦岭印支期5个花岗岩类岩体进行了岩石主量元素、微量元素和Pb-Sr-Nd同位素地球化学的研究, 据此限定西秦岭的地壳基底性质及其构造属性. 结果表明, 西秦岭花岗岩类总体化学成分偏基性, 岩石主要属于准铝质的高钾-钾玄质系列, A/CNK=0.90~1.05 (绝大多数样品<1.0), K₂O/Na₂O=1.04~1.86. 它们具有相似的微量元素(包括稀土元素)组成模式, (La/Yb)_N= 7.49~ 28.79, Eu*/Eu=0.39~0.76. 在Sr-Nd同位素组成上, 西秦岭花岗岩显示一定程度的不均一性, I_Sr= 0.70682~0.70845, ε_Nd(t)=-4.85~-9.17, T_DM=1.26~1.66 Ga. 西秦岭花岗岩类以高放射成因铅同位素组成为特征, 其初始铅同位素比值为: ²⁰⁶Pb/²⁰⁴Pb=17.996~18.468, ²⁰⁷Pb/²⁰⁴Pb=15.565~15.677, ²⁰⁸Pb/²⁰⁴Pb=38.082~38.587. 根据西秦岭花岗岩类的化学和Sr-Nd同位素组成, 揭示了它们的岩浆源区均来自于地壳中高K(Rb)玄武质岩石的部分熔融, 源区物质形成时代可能在900~1400 Ma之间, 由此反映在西秦岭沉积盖层之下含有大量的中、新元古代的高K (Rb)玄武质岩层. 西秦岭印支期花岗岩类与东秦岭印支期花岗岩类的Pb-Sr-Nd同位素组成对比, 指示西秦岭和东秦岭地壳具有不同的基底组成, 两者的分界线大至位于近南北向的宝成铁路线. 西秦岭花岗岩类Pb-Nd同位素组成特征表明西秦岭地壳基底具有扬子块体的构造属性.     

佛冈花岗岩基及乌石闪长岩-角闪辉长岩体的形成年龄和起源

佛冈花岗岩基约6000 km², 是南岭地区最大的晚中生代岩基. 乌石闪长岩-角闪辉长岩岩体位于佛冈花岗岩基的东北部, 它和佛冈花岗岩主体一并属于高钾钙碱性系列岩石. 但乌石岩体以低Si (49%~55%), 高Fe, Mg, Ca, 稀土总量低, Eu, Ba, P, Ti亏损不明显, 而Zr和Hf亏损明显的特征不同于佛冈花岗岩主体. 锆石LA-ICP-MS定年及矿物-全岩Rb-Sr等时线年龄测定结果表明, 乌石岩体的结晶年龄为160 Ma左右, 与佛冈花岗岩主体是同时代形成的. 佛冈花岗岩主体具有较高的(⁸⁷Sr/⁸⁶Sr)_I值(0.70871~0.71570), ε_Nd(t)变化于-5.11~-8.93之间, 显示出壳源花岗岩的Sr-Nd同位素特点, 它们的两阶段Nd模式年龄介于1.37~1.68 Ga. (⁸⁷Sr/⁸⁶Sr)_I值、ε_Nd (t)值和Nd模式年龄值的不均匀性, 可能反映巨大的佛冈花岗岩主体的源区组成是不均匀的, 同时在其形成过程中有地幔物质的不均匀混合. 乌石闪长岩-角闪辉长岩是一种少见的高(⁸⁷Sr/⁸⁶Sr)_I值(0.71256~0.71318)、低ε_Nd (t值(-7.32 ~ -7.92)中基性岩浆岩, 它可能由地幔部分熔融产生的新生幔源玄武质岩浆与下地壳玄武质岩石脱水部分熔融产生的岩浆混合形成.     

南岭东段中生代强过铝花岗岩成因及其大地构造意义

南岭东段中生代强过铝花岗岩以含白云母±富铝黑云母±电气石±石榴石等高铝矿物、不含堇青石为显著特征. 它们中的代表性岩体的岩相学、地球化学、Nd同位素和颗粒锆石U-Pb年代学的研究结果表明, 它们形成于228~225 Ma和159~156 Ma两个时段, 分别属于印支期和燕山早期, 具有低ε_Nd(t)值(&#8722;10.6~&#8722;11.1), 高A/CNK, Rb/Sr比值和t_DM值(1887~1817 Ma), 以及明显的稀土元素(REE)四分组效应(TE_1,3=1.13~1.34)等特点. 结合邻区相关岩体的地质学、岩石学与年代学资料, 说明南岭东段印支期强过铝花岗岩形成于印支主碰撞运动(258~243 Ma, 发生在中南半岛)之后约20 Ma的后碰撞的伸展构造环境, 而燕山早期的则形成于由古太平洋构造域制约的弧后伸展环境; 两个时期强过铝花岗岩形成的间歇期J₁, 是华南从特提斯构造域向古太平洋构造域转换的过渡时期; 两个时期强过铝花岗岩具有类同的地质、地球化学特征, 因为它们都是当时被加厚的南岭地壳(约≤50 km)在减薄、降压、导水条件下, 由早元古代沉积变质岩部分熔融产生的岩浆结晶形成.     

南岭东段燕山早期正长岩-花岗岩杂岩的成因和意义

在南岭东段赣南地区存在燕山早期正长岩-花岗岩组合, 陂头-塔背杂岩体是其典型实例. 该杂岩体由塔背正长岩和陂头钾长花岗岩构成, 它们的单颗粒锆石U-Pb年龄分别为(188.6±2.2) Ma和(186.3±1.1) Ma. 塔背正长岩的SiO₂为62.40%~68.75%, 富碱(K₂O+Na₂O = 10.56%~11.96%), 钠大于钾(K₂O/Na₂O = 0.56~0.93), 准铝(A/CNK = 0.80~1.00), 富集LILE (Rb, Ba和K)和HFSE (Th, U, Nb, Ta和Zr等), Eu亏损较弱或出现正异常(δEu = 0.63~1.82), (⁸⁷Sr/⁸⁶Sr)_i较低和ε_Nd(t)较高(分别为0.70412~0.70543和3.14~3.52). 陂头钾长花岗岩富硅(SiO₂ = 71.06%~76.28%), 偏碱(K₂O +Na₂O = 8.10%~9.80%), 钾大于钠(K₂O/Na₂O = 1.22~1.94), 准铝(A/CNK = 0.94~1.07), 富含Rb, Th(U), K和亏损Ba, Nb, Ta, Sr, P, Zr, Ti, 稀土总量(SREE)高(平均451.03 mg/g), Eu亏损强烈(δEu = 0.27~0.33), (⁸⁷Sr/⁸⁶Sr)_i较高和ε_Nd(t)较低(分别为0.70805~0.70912和&#8722;5.35~&#8722;6.29). 塔背正长岩和陂头钾长花岗岩都具有A型花岗岩的特征, 前者源自软流圈地幔, 后者是壳-幔混合的产物, 形成于裂谷环境.     

湖南白马山岩体花岗岩及其包体的年代学和地球化学研究

LA-ICP-MS锆石U-Pb定年表明, 白马山岩体主要由印支晚期((209.2±3.8)~(204.5±2.8) Ma)的黑云母花岗闪长岩-黑云母二长花岗岩(简称LIGs)和燕山早期((176.7±1.7) Ma)的二云母二长花岗岩(简称EYGs)构成, 前者常含同时代的暗色微粒包体((205.1±3.9)~ (203.2±4.5) Ma, 简称MMEs); 在LIGs和MMEs中还测得一组年龄值为(221.4±4.0)~ (226.5±4.1) Ma的锆石(核部)年龄, 为本区存在多期次的印支期花岗质岩浆的侵入活动提供了证据; 测得一个残留锆石的年龄为(3010±20.6) Ma, 暗示本区可能存在太古代再循环地壳物质. LIGs和EYGs都为富钾、亚碱性、过铝质花岗岩, 富集Rb, K, Th, U, Ta, Zr, Hf和轻稀土元素, 贫Sr, Ba, Nb, P, Ti和Eu, 具低eNd (t), 高(⁸⁷Sr/⁸⁶Sr)_{I和较老的T2DM(约1.9~2.0 Ga)的特征; 它们的不相容元素和REE特征主要受斜长石、钾长石、钛铁矿、磷灰石等分异结晶作用控制, Sr同位素特征主要受EC-AFC成岩模式控制; 它们的源岩主要为早元古代变质杂砂质地壳, 熔融反应主要受控于黑云母的脱水熔融作用. LIGs形成于印支晚期后碰撞或碰撞晚期(post-collision)、挤压加厚的地壳发生局部伸展减薄的构造背景下, 而EYGs可能是由印支晚期后碰撞或碰撞后期形成的花岗质岩浆经历了EC-AFC作用后, 于燕山早期在后造山的、地壳拉张裂解的背景下上升侵位形成的. MMEs与其寄主花岗岩具有相似的矿物组成、微量元素和稀土元素组成, 表明它们是同源包体, 可能是寄主岩浆发生熔离作用的产物.}     

山东幔源岩浆岩的碳-氧和锶-钕同位素地球化学研究

系统研究了鲁西早白垩世碳酸岩、方城玄武岩、胶东白垩世煌斑岩、蒙阴古生代金伯利岩的碳-氧和锶-钕同位素组成特征. 古生代金伯利岩的碳氧同位素组成集中, δ¹³C和δ¹⁸O分别在&#8722;4.8‰~&#8722;7.6‰和+9.9‰~+13.2‰之间, 属正常情况, 而白垩纪3类岩浆岩的碳氧同位素则变化较大, 并暗示当时的地幔源区可能局部受到过含有机碳的地壳物质的混染. 白垩纪3类岩浆岩的锶钕同位素一致显示了EMII型富集地幔的源区特征, 暗示了再循环地壳物质对地幔源区的改造. 碳-氧和锶-钕同位素特征的系统对比显示, 华北东部克拉通下岩石圈地幔在早古生代、早白垩世、第三纪时期的特征互不相同, 表明该陆下岩石圈地幔自古生代以来至少经历了两次改造过程. 目前的资料暗示, 第1次改造过程可能主要发生在三叠纪-侏罗纪, 带有缓慢渐变的特征, 第2次改造过程主要发生在白垩纪, 显示为快速突变. 种种迹象表明, 华北东部早白垩世(尤其是120~130 Ma)可能是华北东部中生代动力学体制转折的关键时段.     

下扬子地区早三叠世碳酸盐岩碳同位素组成的演化特征

对分布于下扬子地区早三叠世海相碳酸盐岩台地相、斜坡相、盆地相3条地层剖面的碳同位素演化趋势研究表明, 早三叠世碳同位素组成演化表现为3次负漂移和1次正漂移. 经与牙形石生物地层对比, 3次负漂移分别发生在早三叠世Griesbachian期、Smithian期和Spathian晚期, 正漂移发生在Spathian早期. 相同时期不同沉积相区碳酸盐岩具有相同的碳同位素组成变化趋势, 但由台地相→斜坡相→盆地相碳酸盐岩δ¹³C值由高向低的变化说明其背景值受古地理因素控制. 碳同位素组成的正漂移与早三叠世生物繁盛及有机质的快速埋藏有关, 而碳同位素组成的负漂移则可能与早三叠世频繁的火山活动、生物绝灭有关.     

U-Th-K放射成因热对花岗岩冷却-结晶过程影响的计算及地质意义

花岗岩的放射性元素(U, Th, ^{40K)含量比玄武岩等基性-超基性岩高1~2数量级, 其产生的放射成因热对花岗岩冷却-结晶时间有较大影响. 推导出放射成因热使花岗岩熔体的冷却-结晶过程延长时间(tA)的计算公式. 采用该公式对湘南金鸡岭岩体二长花岗岩(U=5.31×10-6, Th=23.1×10-6, K₂O=4.55%)进行的模拟计算得出, 在二长花岗岩熔体冷却-结晶期间积累的放射成因热将使结晶过程延长的时间尺度(t_A) 大于二长花岗岩熔体从初始温度(T_m)冷却到结晶温度(T_c)所需时间尺度(t_col) (t_A=1.4 t_col). 这表明, 花岗岩熔体中产生的放射成因热是影响其冷却-结晶过程的一个重要因素, 也是造成中生代-新生代花岗岩基的结晶年龄与其侵位年龄不一致, 产生较大的侵位—结晶时差的热动力学原因之一.}     

藏北措勤盆地早白垩世Aptian-Albian浅水碳酸盐岩碳同位素组成及其意义

藏北措勤盆地早白垩世Aptian-Albian台地型浅水碳酸盐岩的δ ¹³C值分布于2.48‰~5.46‰之间, 平均值为3.93‰. 不仅具有正偏移特征, 而且比具有较高δ ¹³C值的同期深水碳酸盐岩的δ ¹³C值还平均偏高1.17‰. 研究表明其成因为, 首先在全球大洋缺氧事件背景下, 有机质的高速埋藏使海洋总溶解碳库中δ ¹³C值升高, 致使所有海相碳酸盐岩的δ ¹³C值普遍升高; 然后在具有分层结构的古海洋中因经历不同的碳同位素分馏作用而造成浅水碳酸盐岩的δ ¹³C值明显高于深水碳酸盐岩的该值.     

塔里木西部奥依塔克斜长花岗岩: 年龄、地球化学特征、成岩作用及其构造意义

报道了对塔里木西部奥依塔克斜长花岗岩的研究结果. 该岩体出露面积约60 km², 侵入于中元古代片岩、千枚岩和下石炭统火山岩中. 其主要的岩石组合为英云闪长岩和斜长花岗岩, 含少量的闪长岩和石英闪长岩. 岩石中的长石以更(奥)—中长石为主, 部分含极少量的条纹长石. 通过SHRIMP U-Pb测年, 获得锆石U-Pb年龄为(330.7±4.8) Ma. 岩石地球化学特征表明, 岩体富Na低K(Na/K = 4~87, 摩尔数比), 属于Na质系列侵入岩. 岩石的稀土总量(ΣREE = 50~220 mg/g)与SiO₂呈显著的正相关关系, 轻重稀土基本没有分异[(La/Yb)N = 0.5~1.5], 有中等的Eu负异常(δEu = 0.3~0.6). 微量元素特征表现出高的Y含量及低的Sr/Y比值(~1.0). Nd同位素组成表明岩石有相对“年轻的”T_2DM(470~580 Ma)和正的Nd初始值[εNd(331 Ma) = 6.23~7.65]. 上述特征与产于洋岛或洋脊的斜长花岗岩非常相似. 然而区域地质特征(尤其是它的规模)并不支持它直接来自地幔的玄武岩浆结晶分异形成. 推测其原始岩浆是来自“年轻的”玄武质地壳经过50%左右的部分熔融形成的闪长质~英云闪长质岩浆. 原始岩浆经过强烈的结晶分异作用并侵入到中上地壳形成该岩体. 结合前人对区域地质研究的结果, 表明该岩体为石炭纪天山造山带大陆裂谷作用在塔里木板块内部的效应.     

柴达木北缘鹰峰环斑花岗岩的时代及地质意义

柴达木北缘鹰峰环斑花岗岩是继北京密云沙厂及吉林宽甸等元古宙环斑花岗岩之后, 在我国发现的又一典型的元古宙环斑花岗岩体, 它出露于秦岭-昆仑造山带与华北板块结合带的北侧. 对其进行锆石U-Pb和角闪石、钾长石Ar-Ar同位素测年, 结果表明, 锆石U-Pb上交点年龄(1776±33)Ma, 代表了岩体的形成时代; 下交点及矿物的⁴⁰Ar/³⁹Ar年龄则反映了岩体形成后曾受到区域强烈的加里东-海西构造运动的影响. 鹰峰中元古代环斑花岗岩的发现, 为中国西部大陆地壳基底及华北板块基底的克拉通化时间及其在中元古代发生的裂解事件提供了岩石学依据, 说明中国古大陆在早中元古代之交的吕梁运动时曾发生过大陆的拼合.     

大别山中生代地壳从挤压转向伸展的时间:花岗岩的证据

采用颗粒级锆石U-Pb定年和角闪石-黑云母的Ar-Ar定年方法, 测得大别山超高压变质带内刘家洼高Sr/Y花岗岩的结晶锆石年龄为135.4 ± 2.7 Ma, 分流铺高Sr/Y花岗岩的角闪石和黑云母的⁴⁰Ar-³⁹Ar坪年龄分别为139.0 ± 1.0和125.3 ± 0.2 Ma. 这些岩体侵位之后, 又有与伸展作用有关的铁镁质岩体和具负Sr和Eu异常的花岗岩类侵入, 其同位素年龄在105~130 Ma之间. 两类花岗岩的地球化学对比表明, 从早到晚, 岩石的碱性增强, K₂O含量升高, FeO/(FeO + MgO)比值增大, Sr/Y比值降低, 表明从早到晚地壳岩浆房深度变浅. 从早白垩世开始的地壳尺度的流变学分层以及地壳岩石的熔融与流动, 促进了地壳伸展作用和深埋岩石剥露. 形成于135 Ma前的高Sr/Y花岗岩, 是加厚地壳开始减薄以及地壳从挤压向伸展转换过程的产物.     

中国部分盆地原油氮同位素地球化学特征

测定了中国部分盆地不同性质原油的氮同位素组成, 结合分子有机地球化学的部分方法, 对中国不同盆地原油的氮同位素地球化学进行了初步研究. 所测定中国不同性质原油氮同位素组成分布在&#8722;6‰~20‰之间. 不同类型盆地原油的氮同位素组成有不同分布, 淡水沉积环境原油的δ¹⁵N较低, 大致在1‰~5‰左右; 咸水和半咸水沉积环境形成的干酪根和原油δ¹⁵N较高, 通常在10‰以上, 有些甚至超过17‰. 塔里木塔中地区奥陶系原油δ¹⁵N最低, 大多在0以下, 反映出可能以海相碳酸盐岩有机质为主要来源的特点. 分馏作用影响氮同位素的分布范围. 微生物的降解作用往往会引起δ¹⁵N明显增加. 油气运移过程导致同位素比值下降, 但近距离的运移对同位素组成分布影响不大.     

中亚造山带东南缘二叠纪-三叠纪花岗质岩浆演化对增生-碰撞过程的制约

全球许多造山带都不同程度地经历了增生和碰撞造山阶段,作为全球最大的显生宙增生型造山带,中亚造山带是如何从俯冲增生演化到碰撞拼合是一个值得探究的问题.文章报道了位于中亚造山带东南缘内蒙古中部地区二叠纪-三叠纪花岗岩新的锆石U-Pb年龄(266～235Ma)、地球化学和同位素数据,并系统梳理了区域内已有资料,从岩浆性质随时间演化的角度,厘定出该地区从早二叠世俯冲到晚二叠世(软)碰撞的构造-岩浆演化特征.从早二叠世到晚二叠世,花岗岩类全岩ε_(Nd)(t)值和锆石ε_(Hf)(t)值逐渐从正值演化到出现负值(ε_(Nd)(t)值:2.4～-19.5;ε_(Hf)(t)值:11.6～-33.7),表明从增生演化到碰撞阶段,岩浆源区的古老陆壳组分逐渐增多.结合区域资料,进一步确认了中亚造山带演化到晚期发生(软)碰撞的岩浆标志为仅沿索伦-西拉木伦缝合带零星线性展布的增厚下地壳来源的中-晚二叠世至中三叠世高Sr/Y花岗岩类.同时,沿索伦-西拉木伦缝合带自西向东,增生-碰撞转换时期的花岗质岩浆活动的峰期年龄分别为约264和251Ma,也反映了古亚洲洋自西向东"剪刀"状闭合的过程.综合前人研究,将中亚造山带东南缘二叠纪至三叠纪从增生到碰撞的岩浆-构造演化过程总结为三个阶段.(1)早二叠世(约285Ma前):古亚洲洋双向俯冲,新生弧岩浆作用发育阶段;(2)中二叠世到中三叠世(约285～235Ma):俯冲增生到碰撞拼合的构造-岩浆转换阶段,由于造山带挤压汇聚导致板片断离而引发岩浆物源从年轻地壳向古老地壳转变;(3)晚三叠世(约235Ma后),后造山伸展相关的A型花岗岩和碱性岩浆作用发育阶段.     

渔塘坝硒矿床富硒硅质岩的成因

下二叠统茅口灰岩顶部含碳硅质岩段(P₁³m )是渔塘坝硒矿床的主要富Se层位, 具有水平层理和纹层理构造, 硅质岩平均含Se 1646 μg·g^-1, 富含有机碳、Al₂O₃和SiO₂, 而S含量较低, 除主要富集Se元素外, 其他如Mo, Cd, V, Co等也有较高富集. 稀土总量低, 轻稀土略显富集. 样品富集较重的Si同位素, δ ³⁰Si值变化不大, 范围在1.1‰~1.2‰之间. 通过常量元素、微量元素、稀土元素以及Si同位素组成特征可以判断渔塘坝富硒硅质岩形成于浅海-半深海缺氧环境, 并主要受生物化学作用控制.     

南沙海区生物单体脂类碳同位素研究

应用GC-IRMS碳同位素分析技术, 对南沙海区典型生物的单体脂类碳同位素进行了测定. 饱和脂肪酸碳同位素δ ¹³C值分布在-25.6‰~-29.7‰之间, 其平均值在不同类型生物中为-26.4‰~-28.2‰, 差值仅为1.8‰. 不饱和脂肪酸具有较重的碳同位素组成, 与同碳数饱和脂肪酸的δ ¹³C值平均相差2.9‰~6.8‰. 正构烷烃碳同位素组成为-27.5‰~-29.7‰, 不同生物之间平均值极为接近, 为-28.6‰~-28.9‰. 饱和脂肪酸和正构烷烃平均δ ¹³C值只相差1.5‰, 表明它们具有相似的生物合成途径. 不同碳数脂类碳同位素δ ¹³C值差异大都在±2.0‰之间, 反映了它们经过碳链拉长的生物合成特征. 同时, 将这些生物单体脂类碳同位素与该海区沉积脂类的进行对比研究, 建立了生物与沉积脂类的碳同位素成因关系, 为脂类碳同位素应用研究提供了科学依据.     

太平洋Fe-Mn结壳He, Ne, Ar同位素特征与来源

对太平洋海山Fe-Mn结壳最表层样品的稀有气体同位素丰度与组成测定发现, Fe-Mn结壳稀有气体存在如下特征: ① He, Ar同位素丰度与组成存在明显的分组现象, 分别命名为低³He/⁴He型和高³He/⁴He型; ②低³He/⁴He型样品⁴He丰度高(平均为191×10^-9 cm³·STP·g^-1), ⁴He, ²⁰Ne和⁴⁰Ar丰度变化范围大(分别为42.8×10^-9~421×10^-9, 5.40×10^-9~141×10^-9和773×10^-9~ 10976×10^-9 cm³·STP·g^-1); 高³He/⁴He型样品⁴He丰度低(平均为11.7×10^-9 cm³·STP·g^-1), ⁴He, ²⁰Ne和⁴⁰Ar丰度变化范围小(分别为7.57×10^-9~17.4×10^-9, 10.4×10^-9~25.5×10^-9和5354×10^-9~9050×10^-9 cm³·STP·g^-1); ③低³He/⁴He型样品³He/⁴He比值(R/R_A=2.04~2.92)远低于MORB值(R/R_A=8±1), ⁴⁰Ar/³⁶Ar比值(447~543)明显较大气值(295.5)高; 高³He/⁴He型样品³He/⁴He比值(R/R_A=10.4~12.0)略高于MORB值(R/R_A=8±1), ⁴⁰Ar/³⁶Ar比值(293~299)接近大气值; ④所有样品的Ne同位素组成(²⁰Ne/²²Ne和²¹Ne/²²Ne比值分别为10.3~10.9和0.02774~0.03039)与³⁸Ar/³⁶Ar比值(0.1886~0.1963)变化都很小, 无明显分组, 且与大气相应值(³⁸Ar/³⁶Ar, ²⁰Ne/²²Ne, ²¹Ne/²²Ne比值分别为0.187, 9.80和0.029)接近. 样品的稀有气体组成与区域不均一性表明, 稀有气体主要来自下地幔, 低³He/⁴He型与高³He/⁴He型样品的稀有气体同位素组成分别类似于HIMU型和EM型富集地幔特征. 具有HIMU型稀有气体同位素组成特征的低³He/⁴He型结壳产出于麦哲伦海山、马尔库斯-威克海岭、马绍尔海山链和中太平洋海山, 具有EM型稀有气体同位素组成特征的高³He/⁴He型结壳产出于莱恩群岛海山链, 可能暗示了麦哲伦海山、马尔库斯-威克海岭、马绍尔海山链和中太平洋海山起源于HIMU型下地幔源区, 莱恩群岛海山链起源于EM型下地幔源区, 这与海山基底玄武岩研究得到的结果相吻合. 源区性质的差异是Fe-Mn结壳稀有气体明显分组的根本原因, 地幔脱气作用使得样品的稀有气体核素丰度同步降低, 而源区放射性成因核素的积累对Fe-Mn结壳稀有气体核素丰度和同位素比值的影响甚微.     

沼泽沉积环境中植物和沉积脂类单体碳同位素组成特征及其成因关系研究

为了认识沼泽典型沉积环境中沉积脂类与生物脂类碳同位素的内在联系, 应用GC-IRMS碳同位素分析新技术, 对若尔盖沼泽草本植物、木本植物叶和沉积物中单体脂类碳同位素进行了测定. 结果表明, 不同类型植物之间的正构烷烃碳同位素组成存在着明显的差别, 草本植物的δ¹³C值(&#8722;32.2‰~&#8722;36.9‰)要比木本植物叶类的(&#8722;27.2‰~&#8722;35.0‰)平均低3.3‰. 植物中脂肪酸碳同位素组成(&#8722;30.3‰~&#8722;36.2‰)与正构烷烃的类似, 并且不饱和脂肪酸的δ¹³C值分布在饱和脂肪酸δ¹³C值范围之内. 植物脂类之间的碳同位素组成变化较大, 范围为2.4‰~7.8‰. 沼泽沉积脂类碳同位素组成与生物脂类的密切相关, 沉积物中正构烷烃、≥C₁₆脂肪酸、正构脂肪醇、甾醇和α-正构脂肪酮碳同位素组成(&#8722;27.0‰~&#8722;36.9‰)类似于植物脂类, 并且短链和长链沉积脂类碳同位素组成较为相似, 说明它们都来自高等植物; 只有沉积C_14:0和C_15:0脂肪酸碳同位素组成比植物中同碳数的轻, 反映了它们部分细菌成因的特征.