从化石群及壳体同位素看古近纪东营湖湖水化学

从“海源陆生化石”、壳体O、C和S同位素等几个新的角度和方法对山东东营凹陷古近纪古湖泊湖水化学性质进行讨论。通过与现生“海源陆生生物”的比较，得出原先认为是“海相”标志的有孔虫、钙质超微化石、沟鞭藻和疑源类、多毛类和钱等实际上是“海源陆生化石”，它们生活以在Cl^-和Na^ 为主的咸水湖泊环境。超微化石S同位素分析表明，渐新世与始新世钙质超微化石的^87Sr/^86Sr比值都明显高于同时期海水的^87Sr/^86Sr比值，而与现代河、湖水的^87Sr/^86Sr比值相近，进一步揭示它们生活的环境不是海，而是与海无关的湖。介形虫壳体O、C同位素分析则表明，古东营湖是一封闭型咸水湖泊，从另一角度也否定了与海连通的可能性。根据不同层段同位素特征讨论了湖水矿化度的相对变化。     

近800a来内蒙古岱海湖水的盐度定量及其气候意义

在干旱半干旱地区 ,封闭湖泊的湖水盐度对气候变化反应敏感。首先通过现生介形类 (Lim nocytherecf.inopinata)壳体与湖水Sr/Ca比值的测定确定了Sr/Ca的分配系数 ;然后测试现代岱海湖水盐度与湖水Sr/Ca比值 ,建立湖水盐度与湖水Sr/Ca比值的函数关系 ;最后利用湖泊沉积剖面中介形类壳体的Sr/Ca比值定量恢复了岱海湖水近 80 0a来的盐度。通过分析岱海湖水盐度变化过程 ,揭示了研究区小冰期前期降水增加的冷湿气候 ,这明显不同于东部其它地区的冷干气候 ;研究区在小冰期中后期以偏干旱气候为主 ,这与东部其它地区干冷气候相一致 ;推测了 2 1世纪初 10～ 2 0a ,岱海地区降水将有所增加 ,干旱趋于缓和。     

古湖相碳酸盐沉积和化石贝壳的87Sr/86Sr及其意义

位于极端干旱区的额济纳盆地，是我国内陆地区代表性的盆地之一。这里不仅具有典型的大陆性气候、脆弱的生态系统，而且在平缓的戈壁滩下面，沉积有厚达200-400余米的古湖相地层。盆地东南与最高达近500m沙丘的巴丹吉林沙漠比邻，构成了特征性的盆地-沙漠系统，是世界少有的自然景观，也是目前研究热点之一。 考察研究工作揭示，巴丹吉林沙漠在蹑今30000a左右存在一湿润时期（Wunnemann等，1998；杨小平，2002；杨小平等，2003），并与临区腾格里沙漠相应时期发育的大湖期可以对比（Zhang等，2002，2004）。 新近的考察工作发现，在盆地东南部古日乃与巴丹吉林沙漠过渡区，存在有多级古沙丘被水夷平的、高度不等的平台，在这些平台之上，保存有水体快速蒸发环境条件下沙粒物质被钙质胶结的坚硬、类似砂岩的顶盖，其高度在大范围内可以对比，同时伴有湖相碳酸盐沉积、根管等。这些地貌、沉积与盆地北部沙砾石层中大量出现的贝壳化石和湖相地层，构成了古湖泊存在的地质证据。 14C测年结果表明，分布于第二级平台上的碳酸盐结核其形成年代为距今25000a前（25630±270a、25530±230a、25640±220a，半衰期5568a，下同），掰鳃类贝壳化石的年代为距今28000a(28530±430a、28630±320a、28780±340a、28560±280a)。 对这两组样品进行87Sr/86Sr分析结果表明（表1），碳酸盐沉积的87Sr/86Sr比值变化较为显著而贝壳化石的87Sr/86Sr比值变化相对较小，且贝壳化石的87Sr/86Sr比值的平均值小于碳酸盐沉积的87Sr/86Sr比值。 由于贝壳化石和碳酸盐沉积的87Sr/86Sr比值在一定意义上代表了古湖水的锶同位素比值，而87Sr/86Sr比值又与湖泊水体盐度相关（刘秀明等，2000），因此可以推测，贝壳化石所代表的古湖泊发育时期的水体较碳酸盐结核形成时期的盐度要低，也就是说古湖泊发育早期的为淡水，后期水体盐度有所增高。这是与贝壳化石本身代表的淡水种属相一致。由于后期湖泊水拉的快速下降和水体的快速蒸发，使得碳酸盐结核沉积的87Sr/86Sr比值增高，而这种古湖泊水位的快速下降和结核的形成是直接与气候变化相关联的。反映了该时期额济纳盆地古湖泊高湖面的存在和气候快速变化的历史。     

滇西南思茅盆地盐岩Sr同位素特征及其对区域成盐作用的启示

滇西南思茅盆地是中国西部重要的中—新生代含钾盐盆地，但其成盐物质来源一直存在争议。文章测定了滇西南思茅 盆地磨黑地区钻孔中盐岩样品的87Sr/86Sr同位素比值，同时结合区域其他含盐带已发表的Sr同位素数据，讨论成盐物质来源。 磨黑地区盐岩的87Sr/86Sr比值介于0.708598~0.709333之间，与思茅盆地其他含盐带盐岩的87Sr/86Sr比值（0.707504~0.711069）一 致，较接近于中新生代海水的87Sr/86Sr比值（0.7068~0.7092），但87Sr/86Sr比值略高于海水，显示有陆源水混合现象。结合Sr同位 素证据与盆地演化史，一些地球化学和矿物特征，作者推测思茅盆地盐岩成盐物质来源主要是海水，存在少量陆源水的混入。     

滇西南思茅盆地盐岩Sr同位素特征及其对区域成盐作用的启示

滇西南思茅盆地是中国西部重要的中—新生代含钾盐盆地,但其成盐物质来源一直存在争议。文章测定了滇西南思茅 盆地磨黑地区钻孔中盐岩样品的87Sr/86Sr同位素比值,同时结合区域其他含盐带已发表的Sr同位素数据,讨论成盐物质来源。 磨黑地区盐岩的87Sr/86Sr比值介于0.708598~0.709333之间,与思茅盆地其他含盐带盐岩的87Sr/86Sr比值（0.707504~0.711069）一 致,较接近于中新生代海水的87Sr/86Sr比值（0.7068~0.7092）,但87Sr/86Sr比值略高于海水,显示有陆源水混合现象。结合Sr同位 素证据与盆地演化史,一些地球化学和矿物特征,作者推测思茅盆地盐岩成盐物质来源主要是海水,存在少量陆源水的混入。     

(古)盐度研究的一种重要工具--锶同位素

本文详细地阐述了海水-陆表水双元体系中锶同位素的混合原理、混合水体中87Sr/86Sr值与盐度的定量关系.利用Sr同位素不随生物、化学作用过程发生分馏作用及Sr与Ca化学性质相似等特征, 地层、沉积物中生物壳体和碳酸盐岩87Sr/86Sr值可作为沉积水体(古)盐度确定的一种有用工具.文中详细地综述了国内外在这方面的研究进展,并讨论了成岩后生作用对生物壳体和碳酸盐岩87Sr/86Sr原始值的影响作用,以及可能存在的一些问题.     

沾化凹陷新近系沉积物的C、O、Sr、Nd同位素组成变化对古环境变迁的记录

沾化凹陷新近系馆陶组(Ng)广泛发育了一陆相螺化石层.来自螺化石层上下沉积层位的馆陶组和明化镇组(Nm)泥灰岩的C、O、Sr、Nd同位素的分析结果显示,螺化石层所在Ng4段泥灰岩具有比其上下部泥灰岩较低的δ13C值和较高的δ18O值,而螺化石埋藏层位的泥灰岩具有相对较低的δ13C和87Sr/86Sr值以及相对较高的δ18O值.143Nd/144Nd比值在剖面上的变化不明显,反映Ng、Nm沉积时期凹陷具有稳定的物源区;而C、O、Sr同位素组成的系统变化则指示了古沉积环境的变化.其中Ng4段沉积时期气候相对干热,Ng3、Nm1 2段沉积时期气候相对湿热;螺化石层泥灰岩所表现出的低87Sr/86Sr值和螺化石壳体相对高的δ13C和δ18O值可能代表了区域上一次重要的气候干热化事件,该时期大气降水明显减少,湖泊蒸发量较大,使得盆地的水体盐度增加,水体中87Sr/86Sr降低和δ18O值增加,同时水体营养生物和河流输入的营养物质减少,致使田螺最终死亡.随后环境气候相对湿热,生物生产力提高和碎屑物质供应的增加使得87Sr/86Sr值和δ13C值增加,大气降水补给导致沉积介质的δ18O值降低.     

黔东松桃南华系大塘坡组锰矿层物源:来自Sr同位素的证据

锰矿床的物质来源是锰矿床研究的难点问题之一.辨别黔东松桃地区南华系大塘坡组锰矿沉积的物质来源有助于加深对锰矿成矿过程的理解.对黔东松桃地区南华系大塘坡组锰矿沉积的Sr同位素研究显示,15个锰矿石、锰质页岩及炭质页岩样品87Sr/86Sr同位素比值变化范围为0.705 727~0.732 536,其中炭质页岩样品具有最高的Sr同位素比值0.732 536,含锰岩系样品87Sr/86Sr同位素比值平均值为0.711 128.样品中87Sr/86Sr比值随着Al含量的上升,分别出现87Sr/86Sr比值上升与下降的两个分异趋势.87Sr/86Sr比值随Mn含量的上升总体呈现下降的趋势,但该趋势无显著相关性,残差分析显示这主要是由于样品中87Sr/86Sr比值随着Mn含量上升出现收敛性波动造成.上述现象是由于陆源碎屑成分和海底热液成分混合输入造成.通过与大塘坡组同时代(约660 Ma)古海水Sr同位素组成,世界范围内不同时代锰矿沉积以及现代红海沉积物的Sr同位素结果对比,发现黔东松桃地区南华系锰矿层中Sr同位素比值分布范围较宽,部分锰矿样品87Sr/86Sr比值低于古海水87Sr/86Sr比值,与典型大洋成因的锰矿层或铁锰结核具有不同的Sr同位素特征.联系黔东南华系大塘坡组锰矿层形成时期的特殊地质背景,认为锰质积累过程与沉淀过程为不同阶段产物——锰质的积累过程在Sturtian冰期盆地缺氧水体中完成,可能主要以海底热液喷溢系统完成;而锰矿的沉淀过程则是在间冰期伊始古海洋化学条件动荡的水体中完成.      

万年尺度下钙华的古环境重建检验——以青海冰凌山为例

采用钙华中微量元素进行古气候环境重建为近年来国内外研究热点。前人研究成果主要为小时间尺度古气候环境重建,因微量元素的影响机制及地区间差异性问题,可能存在未知因素影响稀土元素含量及Mg/Ca、Mg/Sr比值,从而导致解译的古气候环境意义失真。以位于青海省格尔木地区的达布逊湖达1井孢粉谱图与青藏高原湖区变化谱图为参照对象,对青海省平安县三合镇东北冰凌山万年尺度下钙华的古环境重建方法进行了检验,结果表明:1)冰凌山泉华台地沉积环境相对稳定,提供冰凌山钙华物质来源的地下水长期处于接受来自地壳深部CO2补给的偏酸性条件下;2)所采集钙华样品除P04点外,均具有相同的物质来源和形成过程;3)万年尺度下,用钙华中的稀有元素总量重建古气温方法可行,且稀有元素总量与古气温呈负相关关系;4)采用Mg/Ca、Mg/Sr比值重建古降水环境应区分钙华成因类型,表生钙华Mg/Ca、Mg/Sr比值与古降水呈现负相关,而内生钙华Mg/Ca、Mg/Sr比值与古降水呈现正相关.     

鄂尔多斯白垩系自流水盆地地下水锶同位素特征及其水文学意义

鄂尔多斯白垩系自流水盆地北部为沙漠高原区，南部为黄土高原区。区内经济以农业和畜牧业为主，地下水的污染较弱。地下水中Sr来源于含Sr矿物的溶解。因此，可以利用Sr及^87Sr／^86Sr比值来研究水岩作用和地下水的演化。采自盆地20个Sr及其同位素样品的分析结果表明：在区域上^87Sr／^86Sr比值是不均匀的，西南部^87Sr／^86Sr比值较大（0．711002-0．711570），其他地区。^87Sr／^86Sr比值较小（0．710378-0．710646）；在局域地下水系统中，埋深小于100m的浅层地下水，Sr含量较低，^87Sr／^86Sr比值较大，而埋深大于100m的深层地下水，Sr含量较高，^87Sr／^86Sr比值较小，并且沿地下水径流方向，sr的浓度越来越高。苏贝淖湖是自流水盆地北部局域地下水系统的一个排泻区，湖水Sr含量较低，而^87Sr／^86Sr比值较大，其Sr同位素组成特征与浅层地下水一致，表明湖水来源于浅层地下水。     

长江、黄河流域泛滥平原细粒沉积物87Sr/86Sr空间变异的制约因素及其物源示踪意义

黄河和长江流域泛滥平原细粒沉积物的Sr同位素组成存在较大差异.前者的87Sr/86Sr变化范围较小,为0.712868～0.718860,平均值为0.715474;后者变化范围较大,为0.71305～0.736502,平均值为0.721438.黄河流域中、上游细粒沉积物的87Sr/86Sr低于下游;而长江流域细粒沉积物的87Sr/86Sr中游高于上、下游,且南侧高于北侧.由Nw向SE,SE,87Sr/86Sr逐渐增加.87Sr/86Sr这种空间变化规律明显受各汇水盆地内地壳岩石平均组成、年龄和化学风化作用强度的制约:岩石的Rb/Sr比值越大、年代越老、化学风化作用越强,87Sr/86Sr比值就越大.87Sr/86Sr比值是识别中国边缘海黄河、长江输运物质的有效参数,其端员值分别为0.719269和0.724312.     

高分辨率古海水温度记录──珊瑚Sr／Ca比值

高分辨率古海水温度记录──珊瑚Ｓｒ／Ｃａ比值韦刚健，李献华（中国科学院广州地球化学研究所，广州５１０６４０）关键词ＳＳＴ记录Ｓｒ／Ｃａ比值，珊瑚礁１弓】言研究第四纪古气候古环境变化，了解过去的气候演变规律，对预测未来气候变化趋势有重要意义，而依据地质...     

C、O、Sr同位素及微量元素组成在生物礁礁体环境研究中的应用

分析生物礁灰岩中C,O,Sr同位素及微量元素组成有助于研究生物礁体的形成环境.研究表明:δ 13C值的变化与生物埋藏量、埋藏速率、海平面的变化有着很密切的关系;海平面上升,δ 13C值增大,同时表明造礁生物大量繁殖;δ 18O值的变化反映古环境的温度变化,δ 18O升高,温度降低; 87Sr/ 86Sr的比值与海平面的升降变化表现一种负相关性,海平面上升, 87Sr/ 86Sr的比值降低.Sr, Mn等微量元素可以间接指示礁体环境变化,并且验证了所采集的样品数据的准确性.环境变化是决定生物礁发育的重要影响因素.     

济阳拗陷第三纪玄武岩的Nd—Sr同位素研究

本文报道了济阳拗陷29个第三纪玄武岩的Nd，Sr同位素组成。结果表明，该区早、晚第三纪玄武岩的Nd-Sr同位素组成变化且具有一定的区别：早经三纪玄武岩的εNd值为0．70481－0．70830；晚第三纪玄武央的εNd值为0．1－2．3，^87Sr/^86Sr比值为0．70421－0．70530。鉴于εNd与1/Nd有^87Sr/^86Sr与1／Sr之间不存在相关特征，Nb正异常以及SiO2与MgO，Fe2O3 FeO,P2O5呈负相关，与Al2O3呈正相关，但与K2I为不存在相关特征，因此，地壳混染作用并不是第三纪玄武岩同位素组成变化的主要原因。玄武岩^87Sr/^86Sr比值的升高是由热液蚀变造成的，而εNd值的变化而归因于源区混合。如果热液蚀变作用没有发生，这些玄武岩的所有数据点在Nd-Sr相关图上将可能位于地幔系列内部。这表明第三纪玄武岩主要是由DMM和EMI两个端员组分不同程度混合形成，EMII的贡献是次要的。     

柴达木察尔汗贝壳堤剖面Sr同位素及其环境意义

根据对柴达木盆地察尔汗古湖贝壳堤剖面酸不溶组分和酸溶组分的提取及其87Sr/86Sr的测定,结合沉积物中Rb/Sr的变化,指出Sr同位素组成特征可有效指示源区化学风化和沉积区古环境变化;依据酸溶组分中盐度指标Sr/Ca, Sr/Ba值与Sr同位素组成曲线的对比分析,揭示酸溶组分Sr同位素可以较好的指示水体形成时的盐度。通过分析贝壳堤剖面化学风化和部分盐度变化过程,探讨了研究区晚更新世39.6~ 17.1 ka BP(未经校正的AMS 14C测年结果,全文同)湖泊高湖面的演化历史。     

湖相沉积物锶同位素和相关元素的地球化学行为及其在古气候重建中的应用-以柴达木盆地贝壳堤剖面为例

以柴达木盆地察尔汗古湖贝壳堤剖面的沉积物样品为研究对象,分离其酸溶组分(AS)和残留组分(AI)并分别测试.87Sr/86Sr值和元素含量,在区分了酸溶组分和残留组分.87Sr/86Sr与相关元素的基础上,进一步应用主成分分析方法(PCA)对筛选的环境指标进行分析,通过降维提取环境因子,并分析各指标间的相互关系,进而解释湖泊沉积物中酸溶组分中的多维数据,其目的主要是更好地理解湖泊形成和演化过程中所选指标对气温和降水的响应过程和特征.结果表明,贝壳堤剖面中酸溶组分和残留组分.87Sr/86Sr组成及Sr元素含量之间不存在明显相关关系,它们各自代表了不同物质来源和影响因素;酸溶组分的各项指标更好地表征了沉积区气候环境和湖泊水化学性质的特征和变化,其中Sr同化素和Rb/Sr值与Sr的活动性有很大关系,与Sr/Ca和Sr/Ba比值一起可以作为湖水盐度指标,但不呈线性响应关系;Rb/Sr值与Fe/Mn值很高的相关性证明Rb/Sr值不仅与盐度相关,也可在水热同期的气候条件下与Fe/Mn值一起作为湖水深度的指标之一.     

塔中地区寒武系-奥陶系碳酸盐岩Sr元素和Sr同位素特征

使用VG354固体同位素质谱仪对中1、中4井的25个碳酸盐岩样品做了Sr同位素测试, 并利用电感耦合等离子质谱仪(ICP-MS) 对塔中地区4口井共109个碳酸盐岩样品测试了Sr、Mn元素的含量.通过对Sr、Mn元素含量分析, 及中1、中4井碳酸盐岩的Sr同位素组成分析, 对比全球奥陶系海相碳酸盐的Sr同位素分析结果及演化趋势, 得出了如下认识: (1) 塔中地区奥陶纪87Sr/86Sr比值与全球海水Sr同位素演化趋势基本一致, 具有随时间下降的总体趋势, 这与广阔陆表海和有关的沉积物对放射性成因锶的封存作用有关, 说明海平面变化和白云岩化作用仍然是该区海相碳酸盐岩锶同位素组成与演化的主要控制因素; (2) 塔中地区早奥陶世的87Sr/86Sr比值与全球海水Sr同位素比值相当, 说明该区早奥陶世碳酸盐岩成岩环境为正常海水, 且早奥陶世87Sr/86Sr比值有单调降低的规律, 说明与海平面变化有关; (3) 塔中地区晚奥陶世87Sr/86Sr比值比全球海水高, 其原因是白云岩化作用和晚奥陶世盆地抬升近地表水带来高87Sr/86Sr比值, 且晚奥陶世87Sr/86Sr比值为整体升高的趋势; (4) 塔中地区奥陶纪碳酸盐岩中Mn元素含量变化不大, 反映了塔中地区奥陶纪成岩环境主要为浅水相, 但也有深水相, 白云岩化对其影响不大; (5) 塔中地区奥陶纪碳酸盐岩中Sr元素含量变化较大, 反映该时期该区碳酸盐岩成岩流体主要为海水, 但也有混合水, 白云岩主要为Ⅲ类白云岩和Ⅰ类白云岩.      

青藏高原湖泊水化学与盐度的相关性初步研究

本文综合分析了青藏高原地区400多个湖泊的水化学成分(Mg2+、Ca2+、Sr2+、Sr/Ca和Mg/Ca)与湖水盐度的相关关系,以及这种关系随着湖水变化(不同采样时间和采样点以及蒸发实验)而产生的变化规律。认为:在青藏高原湖泊中,Mg2+与盐度具有较为稳定的正相关关系,而Ca2+、Sr2+、Sr/Ca以及Mg/Ca与盐度的相关性较弱且不稳定。而在特定的水化学类型的湖泊中,碳酸盐型湖泊的Mg2+、Ca2+以及Mg/Ca与盐度均没有明显的相关性。硫酸盐型湖泊中Mg2+和盐度呈现较高的正相关关系,而Ca2+以及Mg/Ca与盐度的相关性仍很弱。而在氯化物型湖泊中,Mg2+与盐度呈更强的正相关关系,Ca2+与盐度也呈一定的正相关关系,而Mg/Ca与盐度的相关性依然很弱。在特定的单个湖泊中,Ca2+以及Mg/Ca与盐度的相关性仍然不稳定或很弱,而Mg2+与盐度仍然保持明显的正相关关系。在青藏高原利用湖相沉积恢复特定湖区古环境演化序列的时候,Mg2+浓度是湖水古盐度一个较好的转换指标,而在应用Mg/Ca这一指标时应谨慎。     

湘中锡矿山锑矿床的Sr同位素地球化学

对湘中锡矿山锑矿床围岩灰岩、硅化灰岩、煌斑岩和脉石矿物进行了系统的Sr同位素研究。结果表明，矿区围岩发生了隐性蚀变，灰岩中Sr亏损，而^87Sr/^86Sr高于同时代的海相碳酸盐，这种隐性蚀变很可能是水／岩反应所致。矿体附近的硅化灰岩中Sr更加亏损，而^87Sr/^86Sr明显增加。成矿期方解石的^87Sr/^86Sr较高，成矿体系中变化的W／R比造成了方解石中^87Sr/^86Sr值的明显波动。成矿流体为一富放射成因^87Sr的溶液。成矿流体来自或流经基底地层，流体中的Sr由基底碎屑岩提供，矿质Sb也可能主要来自富Sb的元古宇基底。水／岩反应的理论模拟显示，锡矿山成矿流体中的Sr约为3．0μg/g，^87Sr/^86Sr为０．７１７；蚀变－成矿体系为一开放体系，矿石的沉淀机制主要为水／岩反应，成矿体系中W／R 比较高。     

洞穴次生碳酸盐沉积的Mg/Ca与Sr/Ca比值研究进展——兼论洞穴次生沉积物Mg/Ca与Sr/Ca的影响机制

微量元素是岩溶洞穴沉积中非常重要的一类古气候环境替代指标,为近20年来国内外的一个研究热点。总结前人的研究,主要取得了以下一些重要认识:（1）洞穴上覆土壤 和围岩是洞穴次生碳酸盐沉积Mg、Sr的主要来源;（2）Mg/Ca与Sr/Ca能够指示气候环境变化,但需结合其它指标综合考虑。（3）洞穴次生碳酸盐沉积Mg/Ca与Sr/Ca受多种气候环境因素（包括土壤和围岩的组成和性质、水-岩相互作用、先期碳酸盐沉积、分配系数等）影响,其古气候环境指示意义具有多解性;（4）矿物结晶作用对Mg/Ca与Sr/Ca有一定的影响,特别是文石在向方解石转变的过程中容易丢失Mg、Sr,此外,杂质的混入也将抑制Mg、Sr进入方解石,从而引起洞穴次生碳酸盐沉积Mg/Ca与Sr/Ca比值的变化。今后应进一步加强对石笋中这些微量元素的影响机制研究,尤其是对一些影响因素与微量元素含量变化之间的定量关系进行探讨。