广西西北部二叠系——三叠系界线碳、氧同位素组成异常及其意义

我国广西西北部平果太平剖面二叠系－三叠系界线处为保存良好的海相碳酸盐岩沉积，根据牙形石化石带推断，该剖面在二叠系－三叠系界线处的连续沉积性良性。在该界线附近处，碳同位素组成发生了突然的负向波动，δ^13C从1．3‰－2．2‰（PDB）降至－0．9‰－－0．2‰，波动范围达2．8‰，进入下三叠统后一直呈负向发展；氧同位素组成波动虽不与碳同位素组成同步，但趋势相同，在二叠系－三叠系界线处达到最小值－8．2‰，下降幅度达2‰。这种同位素组成的波动已在我国西藏，浙江等的同时代的沉积中发现，此外，还在中东，北美洲，欧洲等地的二叠系－三叠系界线处发现，因此，它可以成为大区域及至洲际之间的二叠系－三叠系界线对比标志，这同时表明，二叠纪末期的重大地质事件发生的时间短，影响范围大，几乎是全球性的。     

贵州省黔西县官坝地区二叠系—三叠系地质界面碳、氧同位素特征及意义

研究了贵州省黔西县官坝地区二叠系—三叠系界线附近岩石样品的碳、氧同位素,结果表明,δ~(13)C具有一个明显的负漂移,δ~(18)O也具有明显降低特点。在界线附近发现的3层凝灰岩表明,在晚二叠世—早三叠世该区发生过火山活动。火山活动导致了沉积环境突变,致使二叠纪末发生了生物集群灭绝事件。     

二次离子质谱微区原位牙形石氧同位素分析及其在古海表水温记录中的应用

利用生物成因磷灰石的氧同位素信息能够重建古海水温度,尤其是牙形石,结合其在生物地层学上的研究,它的数据解释具有明确的古环境意义。牙形石微小的个体一直是其精确地球化学分析的限制因素。作为对牙形石微区原位氧同位素测试方法的探索研究,本文利用Cameca IMS--1280 型二次离子质谱仪对牙形石进行了微区原位氧同位素组成测试,通过分析得到可靠的古表层海水温度 ( SST) 记录,表明从晚二叠世到早三叠世SST 存在明显的上升过程。相比常规Ag3PO4 实验方法,牙形石微区原位氧同位素分析方法更加快速,而且能够有效避免牙形石易受到污染的部位,获得更为可靠的牙形石氧同位素组成的测定结果。     

四川盆地东部下寒武统龙王庙组碳、氧同位素组成及古环境意义

在野外沉积特征研究、室内薄片观察的基础上,对四川盆地东部龙王庙组22个碳酸盐岩样品的碳、氧同位素进行测试,在充分论证样品的有效性后,分析研究区龙王庙组碳、氧同位素特征,进而探讨龙王庙组沉积期的古气候及古海洋环境。样品实验数据显示δ13C值分布在-1.533‰~2.619‰,平均为0.046‰;δ18O值分布在-9.916‰~-3.580‰,平均为-7.746‰;碳、氧同位素整体变化趋势与扬子地台其他区域基本相同。古海洋环境恢复表明,龙王庙组沉积期四川盆地东部整体处于海相环境,海水盐度呈先降低、后增高、复又降低的多段式变化;海水温度主要分布在20~30℃,属于温暖或炎热的亚热带气候;在海平面缓慢波动性下降、陆架暴露、生物灭绝的沉积环境影响下,龙王庙组δ13C值具有负漂移的演化趋势。龙王庙组沉积中期的水体深度最浅,古盐度最高,是白云岩最为有利的发育阶段。     

塔里木盆地西南依格孜牙组与卡拉塔尔组灰岩碳、氧同位素特征

对塔里木盆地西南依格孜牙组和卡拉塔尔组灰岩碳、氧同位素特征研究结果表明,上白垩统依格孜牙组δ13C(PDB标准)平均值为3.79‰,δ18O(PDB标准)平均值为-3.49‰;古近系卡拉塔尔组灰岩δ13C(PDB标准)平均值为2.09‰,δ18O(PDB标准)平均值为-4.54‰.与前人和世界其他剖面数据对比认为,碳同位素比较稳定,能够反映其沉积时的特征,而氧同位素变化较大,可能受沉积后作用的影响.依格孜牙组与卡拉塔尔组灰岩碳同位素具较大差异,主要受陆源环境(？)物质的注入,海水盐度、生物作用和古大气CO2含量等因素的影响.     

冷水珊瑚氧、碳同位素——古水温重建与钙化机制

冷水珊瑚是开展中—深层海水高分辨率古海洋学研究的理想载体。不同于浅水珊瑚,冷水珊瑚受到生命效应的强烈影响,其δ~(18)O亏损4‰～6‰,δ~(13)C亏损约10‰,因此利用冷水珊瑚氧、碳同位素恢复古水温时需要校正。综述了利用冷水珊瑚氧、碳同位素重建中—深层海水古温度的原理和方法,以及现有的3种冷水珊瑚钙化模型及优缺点。提出需要进行进一步的微区分析及针对性实验来阐明冷水珊瑚的钙化过程。     

牙形刺氧同位素古温度计:研究进展与展望

牙形刺是寒武系至三叠系海相地层里常见的磷酸盐质古生物化石,具有分布较广、易于保存等优势,其氧同位素可用于重建同时期海水温度,受到广泛关注和重视.从牙形刺基本特征、氧同位素古温度计原理、氧同位素分析测试方法等方面,对牙形刺氧同位素古温度计的基本特点和原理进行了回顾.在此基础上,进一步讨论了牙形动物生物习性、成岩作用改造、...     

古生代—中生代之交的生物绝灭和地质事件——四川广元上寺二叠系—三叠系界线和事件的初步研究

详细的生物地层学调查研究,揭示了四川广元上寺二叠系—三叠系界线上,古生代海生无脊椎动物大规模的绝灭,还检测到铱和微量元素的地球化学异常(Ir达2±0.5ppb)、碳和氧同位素(δ~(13)C和δ~(18)O)的剧烈变动、沉积相的显著变化(盆地相—潮间带)。(图4、5、6)这些证据表明二叠纪末期有地外事件发生,而地外事件又诱发了地内事件,包括构造上升、海水退却、火山喷发、古气候变化以及伴随的动物群大规模绝灭。古生代动物群的大规模绝灭和中生代动物群渡过萧条期才茁壮成长的迟滞、新生过程,说明了古生代与中生代间的地质事件是巨大的、深刻的,传统的二叠系—三叠系界线是一条全球灾变线。     

唐古拉地区拉卜查日组牙形石的发现、锶同位素组成及地层学意义

首次在唐古拉地区晚二叠世—早三叠世拉卜查日组中获得牙形石化石,其分子为Hindeodus typicalis、H.eurypyge和H.praeparvus。根据其地层意义并结合层序地层学及海平面变化研究,最终将研究区二叠系与三叠系界线的可能位置定在实测剖面的29层顶、30层底。基于此,作者系统测试了拉卜查日组中的碳酸盐岩87Sr/86Sr比值,结果表明,二叠系/三叠系界线附近87Sr/86Sr比值为0.707017~0.707032,显著小于国内外其他地区二叠系/三叠系界线附近87Sr/86Sr比值。造成这种差异的主要原因,可能是由于唐古拉地区二叠系/三叠系界线附近存在广泛的火山活动以及上扬子地区二叠纪广泛的玄武岩喷发等地方性事件。此外,剖面上锶同位素演化曲线与海平面变化曲线对比显示,87Sr/86Sr比值的最小值与初始海泛面基本一致,锶同位素演化曲线与海平面变化曲线有着很好的一致性,说明全球海平面变化是其最主要的控制因素。     

南海北部珊瑚高分辨率硼同位素组成及其对珊瑚礁海水pH变化的指示意义

造礁珊瑚是研究热带海洋高分辨率气候环境演变的重要载体。对采自海南岛南部三亚湾的活体滨珊瑚SY10进行了约为月分辨率的碳、氧、硼同位素组成分析,并利用珊瑚δ11B重建了海水pH。结果显示,所测量样品的δ13C变化范围为–3.32‰~–1.76‰,δ18O为–6.13‰~–4.78‰,δ11B为23.51‰~26.23‰,且这些珊瑚样品的碳、氧、硼同位素组成均存在明显的季节性周期波动。其中pH与δ18O之间存在明显的正相关关系,高的pH值更倾向于在低温的季节出现,这意味着短时间尺度该处珊瑚礁海水pH可能主要不是受海水CO2溶解度控制,而是与生物活动有密切的关系。利用SY10珊瑚样品硼同位素组成重建的海水pH值变化范围为7.77~8.37,并呈季节性周期波动,这种大幅度的周期波动与我们对三亚珊瑚礁海水pH进行现场观测所得到的结果以及前人的研究成果相符,说明了利用珊瑚δ11B重建海水pH记录是可靠的。     

洞穴水系氢氧同位素监测对重建古气候样品选择的指示意义

在贵州省中西部地区采集了地表水、织金洞和石将军洞不同年份和季节的洞穴水样进行氢氧同位素分析。结果显示该地区地表水的δDV- SMOW 和δ18OV- SMOW平均值分别为- 56. 15± 2. 46‰和- 7. 96± 0. 33‰ ,而织金洞1月、4月、9月的水样δDV- SMOW和δ18OV- SMOW平均值分别是- 53. 25‰和- 7. 96‰ , - 59.25‰和- 8. 24‰ , - 56. 89‰和- 8. 21‰ ,无论是旱季还是雨季织金洞大部分洞穴滴水的δD和δ18O值都比较接近地表降水的同位素年平均值,这说明大气降水在不同季节进入洞穴时已经受到充分混合,它们代表的是年均大气降水同位素加权平均值;而另一些滴水点(如寿星宫) ,由于其地表汇水面积小,洞厅顶部的包气带很薄,降雨能很快渗入而使其滴水能敏感地反映出季节性降雨的同位素组成。由此认为,在重建古气候时对石笋的选用切忌盲目,选择前必须进行仔细的洞穴水系稳定同位素组成调查。      

锂同位素及其地质应用研究进展

锂同位素示踪是近几年发展起来的一门新兴的稳定同位素地球化学方法,锂有两个稳定同位素：^6Li和^7Li。自在界锂同位素的组成变化很大,其δ^6Li值变化幅度超过60‰,现代大洋水的δ^6Li值为－31．0‰,洋中脊玄武岩（BORB）的δ^6Li值为－4．7‰--3.7‰,由于锂同位素存在大的分馏和不同地质体中在截然不同的δ^6Li值,因此锂同位素地质应用前景十分广泛。目前,锂同位素在研究星云形成过程和宇宙事件,洋壳蚀变和海底热液活动,壳－幔物质循环和板块俯冲作用过程,判断卤水起源和演化等方面的研究中成效显著。     

断陷盆地高原面典型岩溶洼地旱季土壤水氢氧同位素时空差异特征

以云南省蒙自断陷盆地东山山区典型岩溶洼地为研究区,通过野外采集土壤样品与实验室测试分析相结合的方法,运用稳定同位素技术研究旱季不同深度土壤水氢氧同位素组成,揭示区内土壤水氢氧同位素时空变化特征,为进一步研究云南断陷盆地山区土壤水分运移机制和当地农业合理利用和管理水资源提供科学依据。结果表明:(1)土壤水δD、δ18O同位素值的变化范围分别为-128.3‰~-27.6‰和-17.5‰~2.5‰,平均值分别为-96.1‰±20.7‰和-12.3‰±3.7‰,降雨转化为土壤水和水分在土壤中重新分布时发生一定程度的氢氧同位素分馏。(2)旱季两个月份土壤水氢氧同位素组成发生变化,4月份土壤水δD、δ18O同位素平均值分别为-86.3‰±23.83‰和-10.6‰±4.3‰,显著高于2月份(δD:-106.1‰±9.5‰;δ18O:-14.1‰±1.6‰)(p<0.05),主要和4月份土壤水的蒸发作用强烈有关。(3)在空间上,坡地与洼地之间土壤水氢氧同位素组成存在差异,2月份坡地与洼地之间土壤水δD、δ18O值差异显著(p<0.05),洼地土壤水δD、δ18O比坡地偏轻;4月份坡地与洼地之间土壤水δD、δ18O值差异不显著(p>0.05)。(4)土壤垂直剖面方向上土壤水δD、δ18O值随着土壤深度的增加而减小,浅层土壤水δ18O和深层土壤水δ18O存在显著差异,2月份浅层土壤水δ18O比深层土壤水δ18O偏正2.8‰,4月份浅层土壤水δ18O比深层土壤水δ18O偏正10.5‰。      

Environmental geochemistry of calcium isotopes： Applications of a new stable isotope approach

1IntroductionIn nature, calcium has six naturally occurring sta-ble isotopes with atomic mass units (amu) and the a-bundances of40Ca (96.941%),42Ca (0.647%),43Ca (0.135%),44Ca (2.086%),46Ca (0.004%)and48Ca (0.187%) are presented in this paper.These analyt…     

拉萨地体中部古新世早期灯垌火山-侵入杂岩成因及地壳硅质岩浆演化

花岗岩-流纹岩的成因研究是认识地壳演化机制的重要途径.通过岩石学、地球化学和同位素地质学方法,对拉萨地体中部措麦地区灯垌破火山机构的火山-侵入杂岩进行了成因研究.灯垌火山-侵入杂岩主要由花岗斑岩、流纹岩和流纹质熔结凝灰岩组成,锆石SHRIMP U-Pb年龄分别为64.1±0.8 Ma、62.9±0.7 Ma和63.2±0.7 Ma,形成时代一致.他们同属高钾钙碱性准铝质-过铝质岩浆岩,亏损高场强元素、富集大离子亲石元素,轻稀土元素富集、重稀土元素平坦,具有一致的锆石δ18O值（6.15‰~7.34‰）,为同源岩浆演化的产物.流纹岩与花岗斑岩亏损Ba、Sr、P和Ti元素,具显著的负Eu异常,是岩浆发生不同程度分异演化的产物,前者代表晶粥体分离的熔体相,而后者是晶粥体富矿物相部分的产物.流纹质熔结凝灰岩轻重稀土元素分异程度相对较弱,具中等-弱的Eu负异常,是晶粥体自身被活化喷发的产物.结合前人研究成果,认为灯垌火山-侵入杂岩可能形成于古新世新特提斯洋北向俯冲于拉萨地体之下的过程中,俯冲带流体进入地幔楔并使其部分熔融,形成的幔源物质上涌,使地壳部分熔融形成的中酸性岩浆侵入或喷发而形成侵入岩或火山岩.      

赣南八仙脑破碎带型钨锡多金属矿床成矿流体和年代学研究

八仙脑矿床为赣南近年确认的较为典型的破碎带型钨锡多金属矿床。本文通过流体包裹体岩相学、显微测温、氢、氧同位素和年代学研究,探讨了八仙脑钨矿成矿流体来源及演化、成岩成矿时代和形成构造环境。结果表明,流体包裹体以液体包裹体为主,含少量CO2包裹体,流体具低(150～170℃和200～220℃)、中(250～270℃)和高(290～310℃)等不同的显微测温峰,显示出多期次流体活动相互叠加的特征,成矿流体为低盐度、低密度的H2O-CO2-NaCl体系。矿石中石英的δD为-78‰～-65‰,δ18OH2O为4.33‰～6.44‰,表明成矿流体以岩浆水为主并有大气降水的混合。利用SHRIMP锆石U-Pb法和辉钼矿Re-Os等时线法,分别获得八仙脑矿区成矿黑云母花岗岩和破碎蚀变带中黑钨矿-石英脉的形成年龄为157.2±2.2Ma和157.9±1.5Ma,成岩成矿年龄一致,均为晚侏罗世。结合区域最新研究成果,认为赣南钨矿形成于华南中生代岩石圈伸展时期的侏罗纪板内拉张环境的地球动力学背景,为同一成岩成矿系统的产物。     

北淮阳新开岭地区花岗岩锆石U-Pb年龄和氧同位素组成

对大别造山带北麓的北淮阳新开岭地区岩浆岩进行了锆石阴极发光显微结构观察和SHRIMP法锆石微区UPb定年.在锆石阴极发光图像中, 一个花岗岩样品中的大部分锆石颗粒具有明显的初始岩浆振荡环带, 为典型的岩浆锆石, 少有蚀变的颗粒和/或区域; 而另一个花岗岩样品中的锆石虽然同样具有振荡环带, 但是大部分颗粒中心的初始岩浆环带被扰动, 指示这些锆石为岩浆锆石, 受到了较强的后期热液蚀变的改造.对锆石具有初始岩浆环带和溶蚀结构的区域分别进行SHRIMP法UPb微区定年结果表明, 这些岩浆岩的形成年龄为(820±4) Ma, 热液蚀变作用发生的时间为(780±4) Ma.新开岭地区新元古代花岗质岩石的形成和后期超固相热液蚀变作用分别对应于超大陆裂解之前的约830~795Ma岩浆活动和裂解过程中约780~745Ma的岩浆作用.单矿物激光氟化氧同位素分析结果表明, 这些岩浆岩具有非常低的δ18O值, 其中锆石为1.90‰~5.78‰, 石英为-2.88‰~-7.67‰, 斜长石为-4.01‰~-11.40‰.锆石和其他矿物之间表现出强烈的氧同位素不平衡, 而其他矿物之间则达到了氧同位素的再平衡.结合不同δ18O值锆石的内部结构特征, 认为该地区的热液蚀变作用为超固相条件下的高温热液蚀变.这一过程不但改变了石英等矿物的氧同位素组成, 同时也不同程度地改变了锆石的氧同位素组成, 所以这些样品中低δ18O值锆石可能是超固相条件下热液蚀变的结果.石英中具有异常低的δ18O值表明蚀变流体来源应为寒冷气候大气降水.所以, 新开岭地区亏损18O蚀变岩石的形成与裂谷岩浆作用和雪球地球事件相耦合的高温大气降水热液蚀变有关.      

华北克拉通燕辽裂谷长城纪碱性岩锆石U-Pb年代厘定和Hf-O同位素特征

基性的碱性岩通常形成于伸展环境,具有富碱和不相容元素富集等地球化学特征,它们来源于深部富集地幔,是探索地幔交代和深部地球动力学的"岩石探针"。华北克拉通北缘燕辽裂谷内发育团山子组和大红峪组钾质火山岩以及侵入串岭沟组的钠质岩脉,它们共同组成了长城纪碱性岩系列。本文利用SHRIMP锆石U-Pb同位素方法对平谷-蓟县地区钾质火山岩进行年代学测试,获得误差范围内一致的年龄:1613±11Ma、1634±18Ma(团山子组)和1605±19Ma、1630±10Ma(大红峪组),说明钾质火山岩喷发的持续时间短,且与侵入串岭沟组的钠质岩脉同期(~1625Ma)。钾质火山岩和钠质岩脉的锆石Hf-O同位素组成相似:εHf(t)=-2~+4(正态分布峰值+0.6),δ^18O=4.5‰~7.7‰明显高于正常地幔锆石的值,钾质火山岩和钠质岩脉的母岩浆源自相同的富集地幔,源区受到高δ^18O物质的交代作用而富含钾质矿物,如角闪石或金云母。华北克拉通中-新元古代岩浆事件是伸展环境的产物,其锆石Hf同位素组成在~1.32Ga发生突变,由富集到亏损,暗示岩石圈地幔经历强烈的交代改造作用,可能成为检验地幔柱或者板块深俯冲驱动超大陆裂解机制的窗口。     

四川盆地中南部地区洗象池群沉积旋回的碳氧同位素特征及地质意义

摘要：四川盆地中南部地区寒武系洗象池群碳酸盐岩的碳、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,根据该地区采集的88个碳、氧同位素数据,研究、讨论了中上寒武统碳酸盐岩不同尺度沉积旋回中的碳氧同位素组成、演化及地质意义。研究表明,四川盆地寒武系洗象池群由下至上的地层序列中,碳、氧同位素具有明显的旋回性演化特征：其δ13C值变化于－56‰～3247‰之间,均值为-0979‰,绝大多数的样品都在-2‰～2‰的区间震荡,δ18O值分布于-111‰～-52‰之间,均值为-6934‰,主要集中在－9‰～-6‰的范围内波动。通过对不同尺度沉积旋回碳、氧同位素数据分析研究,认为在体系域尺度沉积旋回中控制碳氧同位素组成特征的主因是海平面变化,在米级旋回中主要受高频海平面变化、古气候、古构造等多方面叠加的影响;通过对碳、氧同位素数据分析研究,首次明确了该地区芙蓉统的底界,为地层的划分对比提供了有力证据;洗象池群早期和中期经历了短暂而快速的海侵后进入缓慢的海退,在晚期缓慢海侵后的快速海退,碳同位素组成反映的海平面变化趋势与沉积相演化一致。     

桂林地区大气降水（大雨、暴雨）的δ18O特征与水汽来源的关系

现代大气降水中的稳定同位素组成是全球或地区性水循环研究的重要载体,同时也是冰芯、湖泊沉积物、石笋等研究领域中,运用稳定同位素来重建古气候的重要依据。本文研究了桂林地区2012年大气降水氢氧同位素组成的逐日变化,根据得到的132组氢氧稳定同位素组成建立了桂林局地大气降水线方程为δD = 8.8δ18O +17.96,大气降水的δ18O波动范围在-13.56‰～+1.07‰,平均为-5.78‰;δD在-101.52‰～+16.02‰,δD平均为-41.03‰。利用降水稳定同位素资料,结合后向轨迹法( Backwards Trajectory) 对桂林水汽来源进行追踪,发现夏季(5-10月)大气降水的水汽来源主要受来自孟加拉湾、南海海洋气团的水汽源的控制,降水的δ18O值偏负,平均为-8.02‰(共64组);冬季(11月至次年4月)大气降水的水汽来源主要受来自西太平洋暖湿气团、冬季风冷气团或西风环流所携带的大陆性气团的影响,不同程度地叠加了局地环流气团、蒸发水汽的补给的影响,降水的δ18O值偏正,平均为-2.86‰(共68组)。研究结果表明,桂林大气降水的稳定同位素组成与降水的水汽来源、季风类型、降水云团来源和性质有关,来自远距离输送夏季风海洋性水汽团形成的降水δ18O值较低(或偏负), 而大陆性气团或局地蒸发水汽循环形成的降水δ18O值较高（或偏正）。不同的水汽来源是决定降水中δ18O值变化的主要因素,因此,通过降水中的δ18O值,特别是其季节变化的特征分析,可以反过来揭示当地降水的水汽来源。