锦屏山地下水碳酸碳氧同位素组成

HCO－ 3是地下水中主要化学成份之一，主要来自CO 2气体的加入及地层中碳酸盐岩的溶解，HCO－3中的碳氧稳定同位素（ 13 C、 18 O）与地层中碳酸盐岩存在相关关系。在系统采集和测定了锦屏山碳酸盐岩地层、钙华及地表 水、地下水中HCO－ 3的 13 C、 18 O组成的基础上，发现地下水因起源、补给和径流循环条件不同，其碳氧稳定同位素组成也各不相同，据此为查明锦屏山地下水系的发育特征提供了重要依据。     

麦盖提斜坡奥陶系碳酸盐岩碳氧同位素特征及其意义

依据实测的塔里木盆地麦盖提斜坡玉北地区41个碳酸盐岩碳氧同位素数据,结合岩石学方法,研究了碳氧同位素的组成、演化及其地质意义。数据显示,δ~(13) C值主要分布在-2.6‰~0.7‰,均值为-1.0‰;δ~(18) O值分布在-9.4‰~-3.5‰,均值为-6.9‰。玉北地区古盐度为118.39~126.34,平均为121.94。奥陶系碳酸盐岩淡水改造作用明显。碳氧同位素的组成和演化不但可以指示沉积环境,而且还与生物生产率以及古海平面变化呈正相关性:δ~(13) C的低值对应于局限台地台内滩亚相沉积环境;δ~(13) C的高值对应于开阔台地滩间海、台内滩亚相沉积环境。碳氧同位素组成还对成岩环境有明显响应:鹰山组δ~(13) C与δ~(18) O均向高负值偏移,表明经历过强烈的表生岩溶作用;蓬莱坝组δ~(13) C低—中负值,δ~(18) O表现为高负值,在白云岩储层中可见鞍状白云石及燧石,主要为深埋藏成岩环境;良里塔格组同位素特征为δ~(18) O高负值,δ~(13) C低正值,并且在进入埋藏岩溶阶段之前还经历过风化壳岩溶作用。     

四川盆地下侏罗统自流井组湖相碳酸盐岩的碳、氧同位素特征及其古湖泊学意义

四川盆地侏罗纪的湖相碳酸盐岩主要分布于早侏罗世自流井组地层之中。在对四川自贡、重庆合川自流井组上部大安寨段中的湖相碳酸盐岩的碳、氧同位素进行分析后,根据其组成特征及其相关性,探讨其碳、氧同位素的古湖泊学意义。两条剖面上碳酸盐岩的碳、氧同位素在组成上存在一定的差异,自贡贡井—高硐桥剖面上,样品的碳、氧同位素均为负值,δ13C值在-4.49‰~-0.85‰之间,1δ8O值-9.14‰~-6.75‰之间,两者具有一定的相关性(γ=0.62);合川炭坝剖面上,样品的碳同位素正负均有,氧同位素均为负值,δ18O值在-8.52‰~-4.56‰之间,δ13C值在-3.46‰~1.62‰之间,两者也具有一定的相关性(γ=0.64)。通过与现代湖泊碳酸盐碳、氧同位素特征的比较,认为四川盆地早侏罗世自贡地区的湖泊为开放型的淡水湖泊,而合川地区为具有一定封闭性的微咸水湖泊。     

答杨立铮先生“黄龙CO_2成因质疑”

首先感谢杨立铮先生对“不同岩溶动力系统的碳稳定同位素和地球化学特征及其意义”一文的兴趣和提出的疑问,今作如下答复: (1)在讨论用碳稳定同位素示踪物质的来源之前,我们必须了解碳所处的3种相态的同位素是不同的。据Denies等的研究,5℃(接近黄龙水点的温度)时开放系统条件下达到同位素交换平衡时,气相CO_2与液相HCO_3~-之间的同位素富集系数为9.7‰,即HCO_3~-(液相)相对于CO_2(气相)的δ~(13)C值重9.7‰,对于黄龙地区所研究的泉水而言,已测得从该泉水所释放的CO_2气的δ~(13)C=-6.8‰,则平衡时水中的δ~(3)C(HCO_3~-)=-6.8‰+9.7‰=2.9‰,这与黄龙沟水点(8个)实测的HCO_3~-的平均同位素组成δ~(13)C=3.01‰相当吻合,这说明,一方面系统是开放的,另一方面气相CO_2与水中HCO_3~-达到了碳同位素交换平衡。另据Denies等的研究可知,液相HCO_3~-与固相CaCO_3之间的同位素     

新甘交界红柳河地区早二叠世火山作用的环境响应

新甘交界红柳河地区早二叠世玄武岩与灰岩互层,玄武岩局部发育为枕状,枕间充填灰岩。通过对剖面碳酸盐岩样品的全岩无机碳氧同位素研究发现,与玄武岩互层的层状灰岩的δ~(13)C 和δ~(18)O 平均值分别为3.2‰和-14.2‰,枕状玄武岩间的块状灰岩的δ~(13)C 和δ~(18)O 的平均值分别为-0.7‰和-18.2‰,即碳酸盐岩的碳氧同位素组成在火山快速爆发时期相对于火山活动间隙时期明显偏负。通过对层状灰岩和枕间灰岩碳氧同位素研究发现,海盆火山作用是环境变化的主要控制因素。     

句容地区下奥陶统仑山组海平面变化的碳酸盐岩地球化学记录

句容地区下奥陶统仑山组碳酸盐岩沉积主要由开阔台地和深水陆棚组成,仑山组层序1和层序2均由低位体系域和海侵体系域构成,反映两次海侵过程。根据δ13 C值、Sr/Ba值、1 000Sr/Ca值和V/Ni值反映的古盐度、古水深曲线,结合沉积环境变迁与体系域特征,绘制了仑山组海平面相对升降曲线。一级海平面相对升降曲线反映仑山组时期经历了一次海侵。二级海平面波动曲线显示海平面波动频繁,由两次海平面相对上升和一次海平面相对下降组成。仑山组样品碳、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:δ13 C值为-0.8‰~2.3‰,均值为0.45‰;δ18 O值为-14.4‰~-9.3‰,均值为-10.2‰,主要集中在-10.0‰~-9.0‰的范围内。利用δ13 C和δ18 O值计算得到的Z值全部大于120,反映仑山组碳酸盐岩在海相环境中形成。     

四川盆地东部地区寒武系洗象池群碳酸盐岩碳、氧同位素特征及其意义

四川盆地东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,笔者根据采集的111个碳、氧同位素数据,研究、讨论了盆地东部地区中上寒武统碳酸盐岩碳、氧同位素组成、演化及地质意义。研究表明,δ~(13)C值变化介于-3.36‰~2.65‰之间,均值为-1.027‰,绝大多数的样品都分布在-2‰~2‰的区间,δ~(18)O值分布于-11.1‰~-6.01‰之间,均值为-7.991‰,在-10‰~-6‰的范围内波动。通过对碳、氧同位素数据分析研究,认为四川盆地东部地区洗象池群主要发育在盐度较高、温暖—炎热的近岸海相沉积环境;洗象池群沉积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。洗象池群沉积中期显著的碳同位素正向漂移,标志着较高的生产力和有机碳埋藏率,具有重要的石油地质学意义。     

川东北石笋120~103 ka BP稳定碳同位素记录与控制机制

利用川东北梭子洞石笋SZ2的稳定碳同位素组成(δ~(13)C)高分辨率重建了120~103ka时段的石笋碳同位素序列。SZ2的δ~(13)C变化与该石笋稳定氧同位素组成(δ~(18)O)的长期变化趋势明显不同。在整体变化趋势上δ~(13)C变化与生长速率相似,反映石笋表面滴水时间间隔影响的CO_2脱气作用和CaCO_3沉积可能是影响SZ2的δ~(13)C长时间尺度上变化的主要因素。但在较短时间尺度上,SZ2的δ~(13)C与δ~(18)O变化基本趋势一致,反映了地表植被类型(如C3/C4植被比例)、植被密度、土壤微生物活动以及洞穴通风效应的变化可能是引起SZ2的δ~(13)C短时间尺度上变化的主要因素。     

塔里木盆地麦盖提斜坡奥陶纪地层划分对比及意义

以碳同位素值的波动变化与沉积环境、海平面升降及地层界面突变等地质事件相对应为理论依据,开展碳同位素地层研究,建立了各组值域划分标准,解决碳酸盐岩地层缺乏标准生物化石情况下,地层归属难确定的问题。指出奥陶系自下而上碳同位素曲线呈现稳定-上升-正漂移的过程。其中,下统蓬莱坝组—鹰山组δ~(13)C值范围为(-4.2~-0.2)×10~(-3),始终为负值;中统一间房组δ~(13)C值范围为(-0.4~0.6)×10~(-3),以分布在零值附近为特征;上统恰尔巴克组—良里塔格组δ~(13)C值范围(0.7~3.1)×10~(-3),均为正值。在此基础上,开展了巴楚典型露头剖面与麦盖提斜坡井下奥陶系碳同位素地层与岩石地层对比研究,提出麦盖提斜坡中部及东部断洼区发育上奥陶统,除东部断裂带外,普遍残存下奥陶统顶部泥晶灰岩段。     

中国西部、东北地区湖泊沉积物中碳酸盐碳、氧和有机碳同位素组成及与环境的响应

湖泊沉积物中碳酸盐碳、氧和有机质碳同位素组成受湖泊环境介质的控制,可以有效地指示环境演化过程。通过对中国东北和西部青藏高原、新疆现代湖泊表层沉积物的碳酸盐的碳、氧同位素组成(δ13C、δ18O)、有机碳同位素组成(δ13Corg),以及有机质含量(TOC)、C/N分析研究,发现当湖泊中以浮游植物来源有机母质为主时,其δ13Corg为-30‰~-23‰;以硅藻为主的藻类来源时,δ13Corg为-30‰~-16‰;以挺水植物来源,δ13Corg为-30‰~-24‰;沉水植物来源,δ13Corg为-24‰~-16‰;以水生植物和陆生植物来源为主时,δ13Corg为-30‰~-20‰;当以陆生植物来源为主时,其δ13Corg为-26‰~-24‰。当西北地区半封闭湖泊表层沉积物中碳酸盐含量大于30%时,湖泊表现出δ13C、δ18O之间较好的正相关性,TOC主要以内源有机质来源为主。     

老挝帕奔金矿床同位素地球化学特征

对矿床热液成矿期含金方解石中H、O、C稳定同位素测定,探讨主成矿期成矿流体和成矿物质来源,为深入研究帕奔金矿成矿机制、成矿作用提供了新的地球化学资料。含金方解石碳氧同位素~(13)C_(V-PDB)值分布在-4.5‰~-5.2‰之间,~(18)O_(V-SMOW)值分布于20.0‰~20.8‰之间,含金的方解石矿物来源为流体与二叠纪海相碳酸盐岩相互作用产物;含金方解石矿物中包裹体水的δD值在-49‰~-92‰之间,δ~(18)O-H_2O的范围为8.32‰~13.42‰,成矿流体来源与岩浆活动存在密切关系。     

苏北盆地高邮凹陷阜宁组一段古环境恢复及其古湖泊学意义

沉积岩中碳氧同位素值的测定在古环境恢复方面具有重要意义。本文采用苏北盆地高邮凹陷韦马地区阜宁组一段(E1f1)的13个砂岩样品,利用MAT-252型稳定同位素比质谱仪,精确测定砂岩样品中沉积的碳酸盐岩胶结物的碳氧同位素比值。样品的碳、氧同位素值均为负值,δ13C值在-2.05‰~-6.44‰之间、δ18O值在-8.33‰~-12.08‰之间,通过计算及与海相和陆相碳酸盐岩同位素值对比得出,高邮凹陷阜宁组一段沉积时期发育淡水陆相开放性湖泊,成岩温度较低,湖泊古生产力具有分段性,由深变浅,湖泊的古生产力具有由低变高的趋势。     

燕山地区1.6～1.0Ga时期碳酸盐岩碳、氧同位素组成、演化及其地质意义

依据实测的燕山地区(1.6～1.0Ga)高于庄组—景儿峪组114个碳、氧同位素数据,研究、讨论了中、新元古界碳酸盐岩碳、氧同位素组成、演化及其地质意义。研究表明,燕山中、新元古界由下至上的地层序列上,碳、氧同位素表现明显的旋回性演化特征,二者多显正相关关系;δ13C在-3‰～3‰区间低幅、高频振荡;δ18O则表现为-2‰～-8‰的高幅、高频波动;δ13C值的增大与沉积环境由潮间向潮下演变、海平面上升、海水变淡、生物量增多相关;降低的δ13C多代表潮间—潮上环境。高于庄组瘤状灰岩及洪水庄组页岩δ13C为低负值,代表最大海泛期沉积。氧同位素组成和变化指示研究区总体为咸化环境,杨庄组上部和雾迷山组下部古海水盐度最高,之后盐度逐渐降低,至雾迷山组上部又有所升高。研究区与天津蓟县和北京十三陵地区的中、新元古代碳酸盐岩碳、氧同位素组成与演化表现出明显的相似性,反映了它们共同受燕山裂陷槽发育的控制;同时,与北美Belt超群和俄罗斯乌拉尔里菲期碳酸盐岩碳、氧同位素组成、演变的高度协同性,又说明了中、新元古代碳酸盐岩中碳、氧同位素组成、演化响应于全球古海洋背景和地球化学条件。     

渝东地区寒武系龙王庙组高分辨率碳酸盐岩碳同位素记录及其古海洋学意义

早寒武世中―晚期是生命演化史上的重要节点。渝东地区寒武系龙王庙组海相碳酸盐岩地层记录了当时海水的碳同位素变化。在确保碳同位素组成有效保留海水原始信息基础上,分析发现龙王庙组61个碳酸盐岩样品的δ~(13)CV-PDB值分布在+2.7‰~-4.3‰之间;碳同位素变化曲线大体上呈先降低、后升高的变化趋势;地层中―下部δ~(13)C值波动幅度大,正、负漂移事件频发,出现可全球对比的幅度约为4‰的正漂移与幅度约为5‰的负漂移事件;地层上部δ~(13)C值具小幅波动,总体正偏。龙王庙组碳酸盐岩的碳同位素特征,受控于海平面变化、风暴沉积、生物演化引起的海洋生产力变化。龙王庙组沉积的早―中期,海平面变化频繁,陆源碎屑注入量波动性增大,风暴沉积发育,海洋环境的稳定性较差,生物种属数量逐渐降低,导致海洋原始生产力下降及碳同位素组成的频繁波动与多次负漂移事件。龙王庙组沉积的中―晚期,海平面长期缓慢上升,风暴沉积发育程度低,海洋环境趋于稳定,生物多样性增强,海洋原始生产力增大,使得碳同位素组成分布较为稳定,多表现为正值。渝东地区龙王庙组碳酸盐岩中δ~(13)C的急速负漂移可能归因于较浅水体、较充足陆源碎屑注入背景下的风暴沉积。     

青藏高原碱化湖泊沉积碳酸盐岩碳,氧稳定同位素组成及其地质意义

青藏高原咸化湖泊沉积碳酸盐岩的碳、氧稳定同位素分析数据表明,咸化湖泊沉积 碳酸盐岩富集13C和18O,在很大程度上同海洋沉积碳酸盐岩的13C、18O同位素区间值重叠,也具 有较高的Z值。所以,在运用13C、18O稳定同位素值或Keith和Weber的区分侏罗纪以来的海洋、 淡水沉积碳酸盐岩的Z值时,应考虑陆相咸化湖泊沉积碳酸盐岩的特点,以便正确地确定沉积环 境。     

南海台西南区碳酸盐岩矿物学和稳定同位素组成特征——天然气水合物存在的主要证据之一

南海台西南区是中国南海中天然气水合物赋存的最有利场所。研究表明,该区的碳酸盐岩主要以结壳、烟囱的形式出现,结壳的裂隙或孔洞中常常充填有淡黄-白色的文石晶体。碳酸盐岩中自生碳酸盐矿物主要为文石、高镁方解石,少量白云石、铁白云石和菱铁矿。扫描电子显微镜(SEM)分析表明,文石主要呈针状、长柱状、放射束状,高镁方解石呈颗粒状。碳酸盐岩的碳同位素δ13C值主要在-56·878‰~-32·829‰PDB之间,大多数小于-40‰PDB,显示了生物甲烷成因碳源的特征;氧同位素δ18O值在2·1875‰~5·045‰PDB之间,主要在4‰PDB以上,这种较重的氧同位素比值表明,天然气水合物分解产生的富18O水体可能是碳酸盐岩沉淀的流体源。矿物学和碳氧稳定同位素研究表明,南海台西南区的碳酸盐岩为细菌性甲烷成因碳酸盐岩,可能与天然气水合物有关,显示了该区水合物存在的可能性很大。     

四川盆地下奥陶统碳酸盐岩碳氧同位素特征及其地质意义北大核心CSCD

四川盆地古生代海相地层沉积厚度巨大。奥陶系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:δ^(13)C_(PDB)值分布区间为0.17‰~-6.20‰,δ^(18)O_(PDB)值分布区间为-4.98‰~-11.07‰,δ^(18)O_(PDB)与δ^(13)C_(PDB)两者不存在明显的线性关系。碳氧同位素对比表明,四川盆地下奥陶统碳氧同位素值与全球下奥陶统的碳氧同位素分布区间基本一致,并且碳同位素值曲线识别了具有全球对比特征的TSICE正漂事件,显示奥陶系碳同位素曲线具有全球可对比性。同时,四川盆地奥陶系桐梓组中期δ^(13)C_(PDB)平均值从-1.62‰负漂为-4.87‰,发生了显著的负漂移事件,分析认为在四川盆地早奥陶世早期由西向东的海退事件导致海洋生产力急速下降是造成δ^(13)C_(PDB)值的负漂移主要原因。桐梓组中上部δ^(18)O_(PDB)大幅度负向偏移,表明桐梓组中期有一个短时期温度升高、盐度降低的过程。研究揭示奥陶系碳氧同位素可以有效的辅助该区的地层划分对比,并且四川盆地早奥陶世发生过显著的海退事件。     

南京汤山寒武系-奥陶系界线地层地球化学特征

研究了南京汤山观音台组顶部、仑山组和红花园组底部的微量元素、稀土元素和碳、氧同位素,基于观音台组顶部白云岩中白云石和方解石δ~(18)O 值的相似性,认为它是在成岩作用初期由交代作用形成的准同生白云岩。依据同位素分析,所研究层段的碳酸盐岩主要形成于埋藏成岩环境,未经历大气淡化成岩阶段。依据地层多重划分概念修订了观音台组和仑山组的界线。依据碳同位素与有关地区对比探讨了寒武系与奥陶系界线,界线附近δ~(13)C 值仅见小的负偏移,反映这一时期海平面的升降幅度较小。     

在马里兰阿奎亚含水层中HCO_3~-的稳定碳同位素:CO_2同位素重源的论证

HCO_3~-的浓度和溶解无机碳的δ~(13)C值是沿着阿奎亚含水层的水力坡降而变化的。在地层出露区,有土壤气体CO_2(δ~(13)C≈-26/ml)存在时,雨水补给使碳酸质介壳溶解得更快.(δ~(13)C≈0.0/ml)在这些地区内,HCO_3~-浓度一般为150～200m g/J,溶解HCO_3~-的δ~(13)C值接近-13/ml。随着水流远离露头区,HCO_3~-的浓度逐渐降低(约130mg/l),而δ~(13)C值则稍有增加(约-11.4/ml)。这种趋势影响亚稳态碳酸质介壳物质的进一步溶解和次生方解石胶结物的再次沉淀.水流系统中,下降坡度约40哩时.HCO_3~-浓度急剧增加(约为400mg/l),δ~(13)C值大大加重(约为δ~(13)C≈-6.2/ml),在这一坡降水流内,所观测到的Na~ 与HCO_3~-的克分子比表明:同位素重碳酸介壳物质的溶解本身不能说明所观测到的δ~(13)C的趋势,更确切地说,Na~ :HCO_3~-的比率表明介壳物质的溶解作用必须在CO_2的参与下进行.由于这一地区内的合水层既与土壤气体也与大气的CO_2隔离.所以同位素的重CO_2(δ~(13)C≈-5.3/ml)明显地来源于含水层自身.含水层中CO_2的生成可能来自褐煤含水层物质的细菌媒介发酵和细菌煤介甲烷的成因。     

白云鄂博白云岩氧、碳同位素组成及其成因讨论

本文除概略地举出白云鄂博白云岩的地质产状、地球化学特征、围岩与海西期花岗岩的关系以及稳定同位素特征等内生成因证据外,着重从本区白云岩(包括作者和前人的计38件样品)的δ~(18)O值和δ~(13)C值特征,据此与受热液改造或未受改造的沉积碳酸盐岩的δ~(18)O值和δ~(13)C进行对比、讨论,并结合世界上一些著名火成碳酸盐岩产地中该类岩石的氧、碳同位素值特征,讨论了本区白云岩并非沉积成因,应属内生成因的火成白云碳酸盐岩。