下侏罗统辛涅缪尔阶—普林斯巴阶界线地质事件研究进展

早侏罗世经历了赫塘期、辛涅缪尔期、普林斯巴期和土阿辛期, 其中土阿辛期大洋缺氧事件(T-OAE)被广泛研究。但在辛涅缪尔阶-普林斯巴阶界线处, δ13C_org及δ13C_carb曲线均发生负偏, 局部伴随黑色页岩沉积。其在英国、法国、意大利、葡萄牙以及中国等地区都有记录, 碳同位素的变化伴随着环境、气候的变化, 研究显示该事件可能是全球性的, 被称为“S-P界线事件”(SPBE)。此次地质事件与T-OAE事件类似, 也显示了一次大洋缺氧事件, 其发生时有轻碳同位素被排入了大气系统中, 但是轻碳同位素的来源尚不明确, 部分学者认为是大火成岩省喷发时排放的轻碳物质注入了海洋-大气系统所致。目前对该事件的研究主要集中于欧洲海相地层, 其对陆地生态系统的影响还知之甚少。我国四川盆地下侏罗统湖相沉积发育良好, 下侏罗统自流井组东岳庙段沉积有与大安寨段(T-OAE发生层段)类似的黑色页岩及介壳灰岩, 其有机碳同位素负偏, 显示了S-P界线事件的影响, 其与T-OAE类似也对四川盆地早侏罗世古湖泊产生了影响。      

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。      

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。      

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。      

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。      

山东张夏-崮山地区华北寒武系标准剖面上寒武统研究新进展

华北寒武系标准剖面分布在济南市长清区张夏镇和崮山镇,该剖面寒武纪地层发育,出露良好,三叶虫等古生物化石保存完好,笔者根据微体古生物牙形石的种属及其在地层中的分布序列,建立了上寒武统6个牙形石生物带,并根据牙形石"Cordylodus lindstromi"的首现,准确地确定了寒武系与奥陶系的界线;对寒武系长山阶的碳氧同位素曲线特征进行了分析,并把长山阶底部的碳同位素曲线与我国华南及哈萨克斯坦等国寒武系芙蓉统底部的碳同位素进行了对比,建立了华北寒武系与国内以及国外寒武系的对比关系。     

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。      

柴达木盆地新生代湖相碳酸盐岩岩石学及碳氧同位素特征

在岩石学分析基础上,结合碳氧同位素分析方法对柴达木盆地大红沟和鄂博梁剖面上、下干柴沟组湖相碳酸盐岩样品
进行系统研究,试图阐述不同类型湖相碳酸盐岩的古气候特征,研究该时期柴达木盆地古气候演化历史。结果显示:该地区湖相
碳酸盐岩可以分为生屑灰岩、砂屑灰岩、藻灰岩、鲕粒灰岩、泥晶灰岩5大类。不同类型的碳酸盐岩样品的碳、氧同位素组成特征
存在明显区别,鲕粒灰岩δ18O和δ13C偏高,且都为正值,形成于炎热干燥的古气候和咸水沉积环境中;藻灰岩类明显富集13C的
特点与藻类等水生生物活动密切相关,反映沉积于温暖干燥气候背景下的一个水体盐度偏高的稳定水体之中;生屑灰岩和砂屑灰
岩类δ18O和δ13C都比较集中,且表现出明显的低值,反映形成于温暖湿润气候条件下且具淡水补给的开放性湖泊环境;泥晶灰
岩类样品的δ18O和δ13C之间具有一定的正相关性,反映发育在水体停滞、蒸发作用明显的咸水型湖泊体系。      

山东平邑盆地古近系卞桥组一段湖相碳酸盐岩碳氧同位素特征及其地质意义

对山东平邑盆地柏林剖面古近系卞桥组一段19件湖相碳酸盐岩样品的岩性特征、碳氧同位素特征、主量和微量元素进行了分析。结果表明:平邑盆地古近系卞桥组一段的岩性从地层底部到顶部整体变化依次为粗碎屑岩、核形石灰岩、生物碎屑灰岩、颗粒灰岩、泥晶灰岩/泥灰岩。碳酸盐岩δ~(13)C值主要为-3.5‰～-2.5‰,平均值为-2.9‰;δ~(18)O值主要为-8.5‰～-6.5‰,平均值为-7.6‰;碳氧同位素具有良好的相关性,说明平邑盆地在古近系沉积时期是水体停留时间较长的封闭性湖泊系统。碳酸盐岩Sr/Ba值主要为0.25～31.55,可以认为平邑盆地古近系沉积时期水介质主要为咸水环境;Mg/Ca值主要为0.004 2～0.011 9,结合氧同位素组成,反映平邑盆地古近系沉积时期的古气候变化经历了潮湿环境→半干热环境→干热环境3个阶段。根据岩性序列垂向演化及薄片特征,可以推断出平邑盆地在古近系卞桥组一段沉积时期,湖盆水动力随着地层变新而减弱,湖盆水体逐渐由高能转入低能环境。     

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。      

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。      

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。     

凡纳滨对虾不同生长阶段食物组成结构的研究

利用稳定同位素碳比率δ13C作为天然示踪物,对高位养殖池生态系统中人工饲料和天然饵料提供的能源物质对养殖凡纳滨对虾生长的贡献比率进行研究。结果表明:虾体的δ13C值受食物δ13C值的影响,由于其摄食饵料的δ13C值逐渐减小,虾体的δ13C值也逐渐降低,逐渐接近于最后人工饲料的δ13C值,试验虾体的δ13C值由养殖开始时的-19.52‰±0.09‰变为实验结束时的-21.74‰±0.17‰;对虾的食性在10d左右时发生转变,34d左右时人工饲料和浮游动物对虾体的能量贡献基本相同,养殖结束时对虾生长能量的97.29%±0.98%来源于人工饲料。     

黄陵背斜东南缘埃迪卡拉系碳稳定同位素组成特征及有机质发育关系讨论

通过在黄陵背斜东南缘部署实施的一口页岩气调查井(EYD5),获取了埃迪卡拉系碳同位素参数和相关有机碳数据,建立了该区埃迪卡拉系陡山沱组-灯影组蛤蟆井段碳同位素曲线,在陡山沱组识别出4次负漂移,2次正漂移区间,在灯影组蛤蟆井段识别出1次负漂移,1次正漂移区间,并可在区域范围内有效对比。探讨了该区陡山沱组四段至灯影组蛤蟆井段在区域上的对比标志,明确了该区陡山沱组碳同位素异常与有机碳含量无相关性,碳同位素的正、负漂移区间均可发育富有机质层段,持续的δ13C负值区间对应富有机质页岩层段发育。      

Food sources of the Manila clam Ruditapes philippinarum in intertidal areas: evidence from stable isotope analysis

Based on stable isotope analysis, we characterized the dietary regime of the Manila clam Ruditapes philippinarum inhabiting intertidal areas along the Liaodong Peninsula, Northern China. Samples, including particulate organic matter (POM; n =30), benthic microalgae (BMI; n =30) and R. philippinarum (n =60), were collected from six sampling sites displaying the same ecological conditions. Of the two primary food sources, POM was more depleted in δ ¹³C (?20.61‰ to ?22.89‰) than BMI was (?13.90‰ to ?16.66‰). With respect to ¹⁵N, BMI was more enriched (2.90‰ to 4.07‰) than POM was (4.13‰ to 5.12‰). The δ ¹³C values of R. philippinarum ranged from ?18.78‰ to ?19.35‰ and the δ ¹⁵N values from 7.96‰ to 8.63‰, which were intermediate between the POM and BMI values. In a two-source isotope mixing model, we estimated the relative contributions of POM and BMI to the diet of R. philippinarum to be 74.2% and 25.8%, respectively. We conclude that R. philippinarum feeds mainly on POM, and BMI is also an important supplemental food source in intertidal areas.     

塔西北地区下寒武统碳酸盐岩地球化学特征及其古环境意义: 以舒探1井为例

近年来,塔里木盆地盐下已成为深层油气勘探最重要的领域之一。下寒武统肖尔布拉克组是最主要的勘探层位,目前该层段地球化学特征和古环境的分析主要集中在柯坪露头区,而盆内缺乏相关研究。以盆内巴楚隆起舒探1井为例,对下寒武统肖尔布拉克组岩石学和地球化学特征(主、微量元素,稀土元素及碳氧同位素)进行了高精度分析,重建了其沉积时期的古环境及其变化特征。研究表明:舒探1井肖尔布拉克组发育多种类型的白云岩。下部以厚层藻云岩为主,中部为薄层泥岩夹白云质灰岩,上部以细-粉晶白云岩为主。样品La_n/Yb_n均值为1.09,下部和上部呈现出Eu的正异常,薄片中可见硅质胶结、硅质碎屑和溶蚀现象,表明研究区可能受到了热液作用的影响。该组中部沉积物粒度较细并富集氧化还原敏感元素,V/Cr和Ni/Co分别介于2~4.25和5~7之间,表明沉积水体为次氧化环境,而上部和下部沉积物粒度较粗,氧化-还原敏感元素含量及其比值均较低,表明沉积水体为氧化环境。肖尔布拉克组δ13C值在-1.3‰~2.7‰之间,由下自上先降低后升高,下部和中部存在2个显著的正异常及1个负异常。古环境恢复表明肖尔布拉克期古盐度先降低后升高,古温度显示出逐渐上升的特点;肖尔布拉克组顶部古盐度较高,藻云岩发育,伴随着后期的淋滤和改造作用,是优质白云岩储层发育的有利部位。研究成果可以为该区的油气勘探提供依据。