东亚季风区石笋δ18O解译:基于夏季风与夏季风降雨的思考

近些年,对于东亚季风区石笋δ18O的气候环境指示意义的争论较多,主要在东亚季风区石笋δ18O代表夏季和风强度、夏季风降水还是水汽源变化。基于中国东部华北地区降水与长江中下游地区降水反相变化和长江中下游地区降水与菲律宾海降水反相变化(遥相关),从年际-年代际到千年-轨道尺度对石笋δ18O与夏季风降水、厄尔尼诺-南方涛动(ENSO)的相互关系进行了探讨分析。通过对比石笋δ18O记录与华北和梅雨区降水,发现石笋δ18O偏负对应华北降水增加,梅雨区降水减少;石笋δ18O偏正对应华北降水减少,梅雨区降水增加。这种对应关系不仅存在年际-年代际尺度,而且在千年-轨道尺度同样存在,石笋δ18O不仅反映夏季风强弱变化,同时与中国东部区域降水关系是明确对应的。通过降水的空间相互关系,发现ENSO活动主要通过影响中国东部降水的空间分布格局而作用于石笋δ18O。La Ni?a态导致南海及菲律宾海对流加强,西太副高位置偏北,长江中下游地区梅雨期缩短,华北夏季降水增加,东亚季风区石笋δ18O偏负。El Ni?o态,南海和菲律宾海对流受到抑制,西太副高位置南移,长江中下游地区梅雨期延长,华北夏季降水减少,东亚季风区石笋δ18O偏正。另外,水汽源分析发现,菲律宾海水汽输送对东亚季风区降水及降水δ18O贡献相对较小。因此,综合分析认为,东亚季风区石笋δ18O主要反映了亚洲夏季风的强弱变化。      

用氧-18研究秦皇岛市燕塞湖水资源组成

进入燕塞湖的水,由大气降水和地下水组成,δ~(18)O测定结果表明:沿大石河地下水δ~(18)O变化在-8.361‰至-7.915‰之间;大气降水δ~(18)O值明显低于地下水δ~(18)O值;伴随河水起涨到消退,河水δ~(18)O值由大变小。     

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<...     

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。      

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。     

湖北宜昌香溪河流域环境同位素特征及其水循环意义

为研究鄂西南岩溶山区的水循环过程,以湖北宜昌香溪河流域为研究对象,通过现场调查并结合环境同位素,对香溪河
流域地表水和地下水进行了取样,通过测定其氢氧同位素组成,分析了同位素变化特征以及流域地下水和地表水的转换关系及其
水循环特征。流域水中δD、δ18O值组成分析表明:流域内各种水体主要分布在当地大气降水线的附近,构成斜率明显小于雨水线
的蒸发线,3个子流域δD、δ18O值的富集程度为:南阳河流域<古夫河流域<高岚河流域。南阳河流域上游受神农架山区地方性
大气降水控制。响水洞和响龙洞(暗河出口)水中氘过量参数(d)值分别反映出不同的地下径流途径与滞留时间、水岩反应强度。子
流域同位素沿程变化的特征反映出:在上游段,水来源不同以及地表水和地下水转换频繁是δD、δ18O值变化的主要影响因素;在中下
游段,流域内地下水流入河流,河水流量逐渐增大,不同的水源混合均匀,经过一定的蒸发作用,δD、δ18O值的变幅趋于稳定。      

塔里木盆地轮古7井区以东奥陶系古岩溶储层碳氧同位素地球化学特征研究

轮南古潜山轮古7井区以东地区奥陶系碳酸盐岩遭受多期次的地质构造、岩溶作用及充填改造作用,岩溶缝洞系统发育,岩溶储层主要发育在一间房组、鹰山组地层内,垂向上发育在潜山面以下(200~300 m)范围内,储层类型分为裂缝型、孔洞型、裂缝-孔洞型、洞穴型岩溶储层。通过采集28个岩溶充填物样品进行碳氧同位素地球化学分析,研究了缝洞充填物的充填期次及充填环境特征。分析表明,轮古7井区以东奥陶系碳酸盐岩古岩溶缝洞系统充填物的δ13C和δ18O值的变化范围较大,δ13C_PDB值为-7.82‰~6.03‰,平均值为-1.20‰;δ18O_PDB值为-16.13‰~-7.24‰,平均值为-10.97‰,说明该区碳酸盐岩溶蚀作用过程中受到大气降水作用明显,反映了古风化壳岩溶环境,划分了4种不同的岩溶作用与充填期次。      

古海洋氧化还原地球化学指标研究新进展

古海洋氧化还原条件的恢复一直是地学界的研究热点。许多指标可以用来指示古海洋沉积岩(物)的氧化还原条件。其中地球化学和矿物学方法历来是研究古海洋氧化还原条件的主要手段,前人工作主要集中在单个种类指标(沉积学、矿物学、地球化学等)的单方面研究,缺乏系统研究。但沉积物中的氧化还原指标受很多因素的影响,用单个指标来指示水体的氧化还原条件存在不确定性。主要通过主量元素(总有机碳TOC、有机碳和磷的摩尔比C_org∶P),氧化还原敏感的微量元素(U、V、Mo),黄铁矿类型和草莓状黄铁矿粒径分布以及同位素(黄铁矿硫同位素δ34S_pyrite、钼同位素δ₉₈Mo、铀同位素δ238U)等指标的综合运用来区分硫化、缺氧、次氧化以及氧化等水体条件。在硫化水体中,氧化还原敏感元素和TOC含量均大量富集,尤其是Mo的富集系数(Mo_EF)比U的富集系数(U_EF)更大(Mo_EF>U_EF),有机碳和磷的摩尔比(C_org∶P)也呈现高值;黄铁矿几乎全部呈草莓状,很少出现自形晶,草莓状黄铁矿平均粒径小(常小于5 μm)且变化不大,δ34S_pyrite值偏负,δ98Mo值和海水同位素值接近,约为+2.3‰,δ238U值为+0.2‰,高于海水的同位素值(-0.41‰)。水体环境为氧化的条件下,氧化还原敏感的元素和TOC的量都很缺乏,有机碳和磷的摩尔比(C_org∶P)出现低值,黄铁矿很少,且主要以自形晶的形式出现,平均粒径很大,黄铁矿中的δ34S_pyrite值偏正,δ98Mo值偏负,为-0.7‰,δ238U值为-0.65‰。在缺氧和次氧化水体环境中,各种指标介于硫化和氧化环境之间,氧化还原敏感元素和TOC含量适中,U相对比Mo富集(U_EF>Mo_EF),黄铁矿以草莓状为主,有部分的自形晶出现,黄铁矿平均粒径较大,而且变化范围较大,黄铁矿中的δ ₃₄S_pyrite值、δ98Mo值以及δ238U值均介于氧化和硫化环境之间。最后,还提出在分析古海洋的氧化还原条件时,要综合考虑多种影响因素,清晰认识到每个指标的适用性和局限性,并指出了存在的问题和不足。      

桂江流域河流有机碳特征

通过对桂江流域内植物、土壤碳同位素、河流有机碳含量及同位素进行系统取样测试分析发现,桂江流域C3 植物的
δ13C范围为-37.89‰~ -23.27‰,C4 植物δ13C范围为-14.49‰~-12.00‰。土壤碳库的δ13C 范围为-30.43‰~
-11.56‰,平均值为-24.32‰。土壤碳库主要受C3 途径植物控制,C4 途径植物对土壤碳库的δ13C影响有限,植物残体转化成
土壤有机质的过程中产生有机碳同位素分馏效应,造成土壤有机碳同位素比植物碳库偏重4.42‰。桂江河流DOC分布范围
0.68~2.16mg/L,平均值为1.39mg/L。ρ(POC)分布范围0.11~1.14mg/L,平均值为0.37mg/L,DOC/POC的范围1.31~
9.04,ρ(DOC)>ρ(POC),成为水体有机碳的主要形式。流域水体中δ13CDOC值的范围为-29.682‰~-15.377‰,平均值为
-24.810‰;δ13CPOC值的范围为-27.886‰~-24.271‰,平均值为-25.868‰;两者均位于土壤有机碳库同位素范围内,说明河流
有机碳主要来源于土壤的机械侵蚀和土壤有机质的降解,受人类生产生活有机废弃物和河流自生浮游植物的代谢分泌物影响小。      

华北地台北缘东段金矿床氢氧同位素地球化学研究

华北地台北缘与金矿床有关的花岗岩类以贫D为特征,由其衍生的岩浆水δD=—120‰——85‰,δ~(18)O=5.0‰—8.0‰。H,O同位素研究表明,太古宙绿岩建造金矿床成矿流体为地壳深处多源混合水,以δD,δ~(18)O十分稳定为特征;显生宙花岗岩建造金矿床成矿流体为与金铜系列花岗岩再平衡的岩浆水;火山岩建造金矿床成矿流体为大气降水与岩浆水的混合产物,以δ~(18)O的明显漂移为特征;古生代绿岩建造金矿床的成矿流体为被花岗岩侵入体加热的大气降水,以δD特别低为特征。     

地下水化学组成的时空聚类分析与多级嵌套水流系统识别

水文地球化学是识别地下水流系统的重要方法,然而区域尺度上多级嵌套地下水流系统的复杂性使地下水化学组成的分析和解释难度增加。以鄂尔多斯北部盆地湖泊集中区典型的胡同察汗淖地下水流系统为例,基于丰水期和枯水期3个期次不同深度地下水样品的物理化学数据,应用时空聚类与主成分分析方法,揭示地下水化学组成的空间分布特征、变化规律及其作用机制,分析水化学时空聚类结果对多级嵌套地下水流系统划分的可行性。该聚类结果将地下水样品分为3类,其中C1为以Na-HCO₃型为主的深层地下水,具有偏负的氢氧同位素组成（δD < -70‰,δ18O < -9‰）和极低浓度的NO₃-;C2为Ca-HCO₃为主的浅层地下水,具有偏正的氢氧同位素组成（δD > -70‰,δ18O > -9‰）和高浓度的NO₃-;而C3呈无优势阳离子、δD和δ18O变化范围大且显著线性相关等深、浅地下水混合特征。呈南北条带分布在苏贝淖-胡同察汗淖排泄区的C2和部分C3水化学组成有一定的季节变化。研究验证了研究区受地形和湖泊排泄控制的浅层局部和深层区域地下水流系统的空间分布,识别了苏贝淖-胡同察汗淖排泄区受浅循环和深循环共同影响的强烈作用带,证明了水化学时空聚类方法识别多级嵌套地下水流系统的可行性。      

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。      

雪峰山中段淘金冲金矿床氢氧同位素特征

本文通过对淘金冲金矿区地质特征和主成矿阶段石英氢氧同位素组成研究,对淘金冲金矿成矿流体来源进行了探讨。研究结果显示淘金冲金矿床成矿流体δDH20‰值介于-97‰~-44‰,δ18OH20‰值介于-2.04‰~+8.92‰,成矿期第Ⅰ阶段及第Ⅱ阶段成矿流体以岩浆水和变质水混合为主,第Ⅲ阶段随着成矿环境逐渐开放,温度压力降低,大气降水逐渐占主导地位。     

Late Holocene glacier variations indicated by the δ18O of ice core enclosed gaseous oxygen in the central Tibetan Plateau

The δ¹⁸O of ice core enclosed gaseous oxygen(δ¹⁸Obub) has been widely used for climate reconstruction in polar regions. Yet, less is known about its climatic implication in the mountainous glaciers as the lack of continuous record. Here, we present a long-term, continuous δ¹⁸Obub record from the Tanggula glacier in the central Tibetan Plateau(TP). Based on comparisons of its variation with regional climate and glacier changes, we found that there was a good corre...     

安徽巢湖下三叠统含巢湖龙动物群地层碳氧同位素特征及意义

安徽巢湖地区在早三叠世斯帕斯亚期经历了从深水盆地到外缓坡两种环境的海退过程。利用稳定碳氧同位素测试结果,对巢湖马家山剖面下三叠统南陵湖组中上段含巢湖龙动物群地层的碳氧同位素特征进行了初步分析,探讨了巢湖龙动物群化石产出层段地层所反映的沉积环境背景。马家山剖面南陵湖组中段及上段δ13C值变化范围在-7.312‰~3.936‰之间,变化幅度为11.248‰,平均值-0.857‰。碳同位素与生物初级生产力成正比,南陵湖组中上段稳定碳同位素曲线大幅度负漂移,说明早三叠世海洋生物量稀少,生物初级生产力较低。同时,研究区δ18O值变化范围在-12.081‰~-3.545‰之间,变化幅度为-8.536‰,平均值-6.598‰。氧同位素与古海水温度成反比,δ18O值普遍偏低,很可能说明斯帕斯亚期延续了斯密斯亚期末期海水的高温度。综合巢湖地区马家山剖面南陵湖组中段及上段地层沉积特征及稳定碳氧同位素曲线特征,分析出巢湖龙动物群生活在安静的外缓坡—深水盆地,生物初级生产力较低且海水温度总体偏高的环境中。      

浙江省铜矿床的稳定同位素地球化学特征

浙江省铜矿床硫化物的矿δ34S值一般变化在-6‰～＋10．5‰之间，以正值为主，大多富集重硫，接近陨石硫；矿石铅同位素组成，在铅构造模式图上只有细碧角斑岩型和混合岩化型矿床的值域位在上地幔和下地壳曲线之间，其它类型（包括矽卡岩型、斑岩型和热液型等）矿床位于造山带曲线之上。这反映了不同类型铜矿床的成矿物质来源存在着差异。浙江省铜矿床的氢、氧同位素组成，矿物的δ18O多为正值，变化范围为＋4‰～＋12‰之间，在δ18O水—δD相关图上，细碧角斑岩型矿床具低δ18O水值高δD值域，混合岩化型矿床为高δ18O水值低δD值域的特征，这表明它们的成矿流体分别混合有海水和变质水的特征，其它类型矿床的成矿流体则多为岩浆水与大气降水的混合型。     

江汉平原高砷地下水稳定碳同位素特征及其指示意义

溶解性有机碳（DOC）是地下水中砷释放过程的关键因素,为查明江汉平原高砷地下水稳定碳同位素特征,识别有机质的降解过程对砷富集的影响,采用稳定碳同位素分析测试技术并结合地下水化学特征,对江汉平原典型砷中毒病区的浅层地下水进行了区域采样分析。结果表明:浅层承压水的砷质量浓度为0.23~2 621 μg/L。地表水较地下水具有更负的δ13C_DOC、δ13C_DIC值。地下水中溶解性无机碳（DIC）的δ13C_DIC值在-11.9‰~-3.99‰之间,溶解性有机碳的δ13C_DOC值在-28.5‰~-19.6‰之间。地下水的δ13C_DIC-δ13C_DOC差值与ρ（As）呈一定负相关关系,表明微生物作用下有机质的降解促进了As的富集。δ13C_DIC-δ13C_DOC差值与δ13C_DIC和ρ（DOC）均具有较显著的正相关关系,表明地下水中有机质的氧化分解是导致δ13C_DIC贫化的重要过程,微生物作用下溶解性有机质的降解是地下水中无机碳的重要来源。此外,江汉平原少数高砷地下水呈现较大的δ13C_DIC值,推断江汉平原高砷含水层强还原环境下可能存在的产甲烷过程导致了明显的碳同位素分馏。      

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。     

塔里木盆地麦盖提斜坡群古三维区奥陶系碳酸盐岩古岩溶储层特征

和田河气田、玉北1井油藏的发现证实了和田古隆起作为塔里木盆地三大古隆起之一有着广阔的勘探前景,但研究程度较低。基于地震、钻井、岩心、薄片等资料综合分析,对麦盖提斜坡群古三维区奥陶系碳酸盐岩古地貌、古水系及岩溶储层发育规律进行了研究;结合古岩溶缝洞系统充填方解石碳氧同位素特征,对古岩溶储层发育及充填期次进行了分析。结果表明:后期溶蚀孔、溶洞和溶蚀裂缝是该区主要储集空间;充填方解石δ13C和δ18O的变化范围较大,δ13C_PDB为-10.22‰~3.06‰,平均值为-0.89‰,δ18O_PDB为-15.53‰~-6.21‰,平均值为-9.72‰;可划分为古风化壳裸露岩溶期、埋藏岩溶期和较晚岩溶作用期3期不同的古岩溶作用期次。      

Comprehensive isotopic characterization of the hydrological processes of the Indus river basin(IRB): A comparison between Upper Indus Basin(UIB) and Lower Indus Basin(LIB)

The Indus river basin(IRB) is one of the most depleted water basins globally,having significant challenges for its water sector.Monitoring of stable isotope composition(δ¹⁸O and δ²H) across IRB is a critical aspect that can provide deeper insights for investigating complex hydrological processes.This work analyses the spatial pattern of the isotopic signature using a comprehensive compilation of available datasets of the Global Network of Isotopes in River(GNIR) and Global ...