重庆秀山寒武系锶同位素演化曲线及全球对比

本文评述了国际上已有的寒武纪海相碳酸盐的锶同位素演化曲线，公布了重庆秀山寒武系海相碳酸盐的锶同位素分析结果，尽管对样品进行了成岩蚀变检测和必要的筛选，但样品仍可能不同程度地经历了成岩蚀变，锶同位素组成与地层厚度投点图显得较为离散，笔者主要利用87Sr/86Sr比值较低的样品建立的寒武纪海水的锶同位素演化曲线在长期旋回上与国际上已公布的同时代锶同位素演化曲线仍具有较好相似性和可比性，说明全球事件是海水锶同位素组成的主要控制因素，海水的87Sr/86Sr比值在盆内对比，盆间对比，以及全球对比中都具有潜在价值。根据锶同位素地层学的基本原理，笔者尝试确定了重庆秀山寒武纪剖面一些关键点的年龄，累积厚度1340m处的年龄为503－509Ma，累积厚度1950m处的年龄为496－498Ma，这对秀山寒武纪剖面下，中寒武统和中、上寒武统界线的确定具有参考价值。     

用87Sr/86Sr研究海平面变化与全球对比问题

综述了近年来国际上在Sr同位素研究应用方面的新成果,着重讨论了如何应用海相沉积岩(物)87Sr/86Sr比值来研究海平面变化和全球对比问题。综合分析表明,海水Sr同位素组成受Sr的来源控制,海水87Sr/86Sr比值随时间变化与海平面变化有内在的联系,高频旋回(时限约2.0Ma)的87Sr/86Sr变化与三级海平面变化相对应。研究认为牙形石是分析Sr同位素组成最理想的样品,用之建立的87Sr/86Sr变化曲线最具全球对比意义。与国外相比,我国在这方面研究成果较少,但从地质条件分析,我国独有的一些地质记录,在古海平面变化和全球对比研究中占据着不可缺少或不可代替的地位,其中扬子地块西南缘二叠—三叠纪界限附近的87Sr/86Sr变化曲线,可以弥补国外一些学者建立的自显生宙以来全球海水87Sr/86Sr变化曲线在该时段存在的“断层”现象。     

新元古代海水同位素成分的变化──对地层和生物化学的意义

根据对世界范围内有轻微变化的碳酸盐岩中层状硫化物的分析，认识到晚元古代海水中C扣Sr同位素成分的主要季节性变化。明显的同位素变化表明，晚新元古代（850—540Ma）是一个重要的环境变化的时间范围。而且，由于同位位素记录与新元古代冰川年龄、铁建造和生物演化的地层关系，更提高了这一特殊时期的地质意义。野外和实验室研究都集中到地层学、沉积学、元素和同位素地球化学以及化石组合样品方面。化石组合样品取自斯瓦巴尔达（Svalbard）、东格陵兰、纳米比亚、北极加拿大、美国西部、中国和西伯利亚。根据详细岩石学和阴极发光研究…     

新生代气候变化与陆地硅酸盐岩风化和海洋Sr同位素研究

新生代全球气候自始新世55Ma以来在逐渐变冷。陆地硅酸盐岩在造山带和高原地区通过加速化学风化，消耗了大气中的CO2温室气体造成了新生代气候变冷。目前关于陆地硅酸盐岩风化与海洋Sr同位素关系的研究，主要存在两种观点：一种认为海水Sr同位素变化可作为全球地表化学风化的替代性标志；另一种观点认为全球并不存在平均地表风化这种说法，海水Sr同位素在地质历史中的演化是主要与某种地质构造事件或岩石类型的风化有关。我国应当不失时机地加快对源于喜玛拉雅山地的恒河－布拉马普特拉河进行研究，以进一步揭示陆地硅酸盐岩风化与海洋Sr同位素变化的关系。     

新元古代陡山沱组－灯影组中 C-Sr 同位素演化及其古环境意义

碳酸盐岩中碳同位素组成的演化对于古环境研究重要意义。笔者研究了浙江煤山剖面的新元古代地层陡山沱组和灯影组中δ13C，δ18O，87Sr/86Sr以及微量元素含量的演化。所分析的87Sr/86Sr值都大于0.714，同时大多数Mn/Sr比值在4～20之间。因为Sr在海洋中的存留时间很长（约3Ma），盖帽碳酸盐的87Sr/86Sr可指示冰期海水的Sr同位素组成，而在雪球事件期间87Sr/86Sr不可能这么高。在冰期之后，由于冰期前沉积的大量碳酸盐岩和冰期时喷发的玄武岩与陆壳岩石一起风化，海洋87Sr/86Sr也不会升到如此之高，可以认为所研究地层87Sr/86Sr已被成岩改造。大多数δ13O大于－10，并且δ13O和δ13C之间不存在明显的相关关系，表明大多数样品记录了初始的碳同位素组成。δ13C的演化曲线在碳酸盐盖帽以及陡出沱组－灯影组交界呈现明显的负漂移（－4‰～－3‰），在主要的陡山沱和灯影时期则最高升至＋3‰～＋4‰。碳酸盐盖帽中的δ13C负漂移可能由多种原因造成，例如：因为在雪球事件时海洋中光合作用几乎完全中止，造成海水与海底热液中CO2（约－6‰）的δ13C值趋同；冰期后即使生物产量已经快速恢复，但是极高的碳酸盐沉积速率仍会造成较低的δ13C值；原来甲烷水合物在冰期后中释放出甲烷；冰期后原来分层的海洋发生垂向洋流。目前尚不能唯一地确定碳酸盐盖幔中的δ13C负漂移是由某一个原因造成的，可能是由几个因素共同作用的结果。随着生物产量、大气中CO2含量和洋流都在雪球事件之后逐渐恢复正常，陡山沱组碳酸盐岩中δ13C也逐渐升高到正常的正值。当大气中巨量的CO2通过风化、碳酸盐岩沉积和有机质埋藏等途径被移除以后，气候开始变冷。当气个冷到某个临界范围时，强烈的温盐环流造成的上升洋流把富集12C的深部海水带到表层海水，造成陡山沱组－灯影组交界处的δ13C表现负漂移，同时使大气中的CO2升高到正常水平。灯影时期的气候要比陡山沱稳定。大气和海洋环境在几乎整个灯影时期都维持在适合生态系统的状态中，因面灯影组的δ13C大多为正值。     

青藏高原北部中新统五道梁群湖相沉积碳氧同位素变化及古气候旋回

通过对中新统五道梁群湖相沉积进行全岩心钻探和碳氧同位素测试,获得青藏高原北部中新世早期古环境变化和古气候旋回的重要地质记录.五道梁群约150 m湖相沉积以灰岩、白云质灰岩与泥灰岩为主.仅在深度50.0～51.0 m出现湖相沉积间断,上下均为连续湖相沉积.深度140～145 m湖相沉积碳氧同位素剧烈变化,碳同位素(δ13C/‰)出现2次最低峰值,氧同位素(δ18O/‰)出现2次最高峰值;深度140.7 m湖相沉积碳同位素(δ13C/‰)和氧同位素(δ18O/‰)同时出现极低值.对应于渐新世/中新世界线深海沉积记录的Mi-1全球古气候事件.深度140.7～14.2 m湖相沉积碳氧同位素记录了Mi-1期后7次1.2 Ma天文周期的古气候旋回,深度62.6～9.86 m湖相沉积碳氧同位素记录了9次周期约17.4 ka的古气候旋回.根据湖相沉积碳氧同位素记录的古气候旋回,推断青藏高原北部五道梁盆地中新世早期古大湖发育时期为(24.1±0.6)Ma～(14.5±0.5)Ma,年均气温变化范围为19～21℃,平均约20.0℃.     

地壳风化系统中的Sr同位素地球化学

近20年来,人们利用Rb－Sr同位素体系对地表－近地表地球化学过程、尤其是水圈－岩石圈之间化学物质的循环进行了广泛而深入的研究。大陆地壳风化物质以及地表径流的Sr同位素组成变化揭示了不同流域盆地的地质背景和风化作用的特征。古海洋的Sr同位素组成变化则是地壳和地幔演化以及不同地质历史时期壳－幔相互作用的共同结果。本文对地壳风化系统Sr同位素地球化学研究的全面而详细的综述表明,Rb－Sr同位素体系仍将是研究地壳风化、水圈－岩石圈之间化学物质循环的重要手段,根据古海水及其化学沉积物的Sr同位素记录研究壳－幔演化和地球圈层演化过程中的物质循环特征以及地表古环境变化将是本研究领域的重点。     

锶、碳同位素演化在新元古代地层定年中的应用——以胶辽徐淮地层分区为例

根据Sr、C同位素地层学原理，利用胶辽徐淮地区晚前寒武纪地层Sr、C同位素数据，与国际上已有的Sr、C同位素演化曲线对比，结果表明，胶辽徐淮地区晚前寒武纪地层是同一时期的沉积物，沉积主体之间Sr、C同位素比值的对比性很好，沉积时限约在750-860Ma之间，并延续到震旦纪，为北方青白口纪及其后的沉积。同时也表明，Sr、C同位素演化相结合是解决缺乏大化石的晚前寒武纪地层对比的有效方法。     

赣东北地区燕山晚期火山岩同位素年代学研究

Rb-Sr,K-Ar及锆石U－Pb等同位素年代学研究表明，研究区燕山晚期火山岩的形成时限为91．7－128．3Ma，属早白垩世；基火山夺可分为2个岩浆活动旋回－石溪旋回与周家店旋回，其年龄分别为91．7－110．8Ma与119．2－128．3Ma，与赣杭构造－火山岩带2次主要的铀矿化年龄吻合，表明铀成矿与该时期岩浆活动具有密切关系。     

中新生代海水锶同位素演化和古海洋事件

中新生代是地质历史中海水锶同位素组成变化最大的时期。晚白垩世以来海水N(87 Sr)/N(86Sr)值的持续上升与全球海平面的持续下降有关。喜马拉雅造山运动造成了40 Ma以来N(87 Sr)/N(86 Sr)值上升速度的显著加快;侏罗纪—早白垩世海水锶同位素的变化在很大程度上受泛大陆的解体控制,该地质事件使侏罗纪—早白垩世海水锶同位素总体上呈降低趋势;二叠/三叠纪界线的生物绝灭事件及界线后三叠纪初期的生态萧条控制了晚二叠世—早三叠世海水的锶同位素组成,早三叠世在全球海平面上升的背景下反而出现了锶同位素比值的急剧上升,单位时间的上升幅度居显生宙之首。与二叠/三叠纪界线生物绝灭有关的全球大陆植被的缺乏和风化速率加快是其主要控制因素;发生于中生代的海相红层事件记录了海水锶同位素比值的上升,显示风化作用的加剧可能诱发海相红层;但晚白垩世的大洋红层对应着全球海平面下降,其成因还与在全球变冷的背景下,温度较低且富氧的大洋表层水以及从两极向赤道方向运动的低温富氧海水与大洋深层水交换并造成大洋底层水富氧和沉积物的氧化有关。中生代的三次大洋缺氧事件均发生在锶同位素下降的时间间隔中,这与洋中脊洋壳生产和有关热液活动的增加有关,洋壳生产的增加导致了CO2 排气作用的增强和全球变暖,最     

Sr、C同位素对苏皖北部上前寒武系时代的界定

对苏皖北部上前寒武系碳酸盐岩地层系统采集灰岩样品 ,采用弱酸处理方法测定清液部分的 Sr同位素组成 ,对全岩样品测定 C同位素组成。测定结果与 Shields(1999)发表的新元古代古海水 Sr、C同位素组成随时间的演化曲线对比表明 ,苏皖北部上前寒武系是跨越北方青白口系与南方震旦系之间的一段连续地层 ,其时代约从70 0 Ma到 85 0 Ma,该研究进一步印证了淮南生物群属于先伊迪卡拉期的学术观点。     

吉辽徐淮地区新元古代地层对比格架

根据层序地层学最大海泛,Sr、C同位素测年,地质事件,生物化石和古地磁资料对吉辽徐淮地区新元古代地层进行了时代界定和对比。研究表明吉辽徐淮地区震旦纪海平面变化趋势基本一致,旋回层序基本上可以对比,其沉积主体除辽南兴民村组和淮北史家组的2个数据小于750Ma之外,相互之间的Sr、C同位素比值对比性很好,沉积时限在750—860Ma之间,为北方青白口系之后的沉积。吉南的八道江组、辽南的十三里台组和徐淮的魏集组可作为三地的对比标志,并提出了新的地层对比方案。     

吉林省南部震旦系万隆组层序地层格架

吉林省南部震旦系地层发育，从下至上可分为桥头组、万隆组、八道江组、青沟子组，其中万隆组沉积以各类碳酸盐岩为主，厚度巨大，且是与辽宁南部和徐淮地区震旦系地层对比的关键层位，因此建立吉南万隆组海平面变化曲线和对比格架是十分必要的。依据沉积发育过程和米级旋回的叠置规律、费希尔图解、最大海泛事件等层序划分对比方法，吉南万隆组可划分出9个三级层序，根据Sr、C同位素测年资料，万隆组底部绝对年龄为850Ma、八道江组底部绝对年龄为812Ma，每个三级层序的年限约为4．2Ma。     

地质历史时期海洋Li同位素演变

Li是一种碱金属元素,由于它不受氧化还原和生物效应的影响,因此在追踪地球元素循环方面非常有利。并且Li在海洋中的留存时间远大于海水混合时间,因此海洋中的Li具有相对均一的组成,从而能够代表对应地质历史时期整体海洋情况。近年来海洋Li同位素被应用在示踪大陆风化模式领域,并取得了很多成果。笔者等在系统总结全球海洋Li循环作用和表生地质作用的Li同位素分馏机制的基础上,通过收集并整理、估算了不同时期海洋Li同位素组成,对地质历史时期海洋Li同位素组成变化与改变大陆风化模式相关的地质事件进行分析,再结合同时期碳酸盐岩C、Sr同位素数据进行对比分析,探讨Li、C、Sr同位素演化与地质事件之间的关系。最后,讨论了目前海洋Li同位素组成方面研究的不足,为后续利用海洋Li同位素记录示踪大陆风化模式的应用提供了参考。     

地质历史时期海洋Li同位素演变

Li是一种碱金属元素,由于它不受氧化还原和生物效应的影响,因此在追踪地球元素循环方面非常有利。并且Li在海洋中的留存时间远大于海水混合时间,因此海洋中的Li具有相对均一的组成,从而能够代表对应地质历史时期整体海洋情况。近年来海洋Li同位素被应用在示踪大陆风化模式领域,并取得了很多成果。笔者等在系统总结全球海洋Li循环作用和表生地质作用的Li同位素分馏机制的基础上,通过收集并整理、估算了不同时期海洋Li同位素组成,对地质历史时期海洋Li同位素组成变化与改变大陆风化模式相关的地质事件进行分析,再结合同时期碳酸盐岩C、Sr同位素数据进行对比分析,探讨Li、C、Sr同位素演化与地质事件之间的关系。最后,讨论了目前海洋Li同位素组成方面研究的不足,为后续利用海洋Li同位素记录示踪大陆风化模式的应用提供了参考。     

云南含罗平生物群层位锶同位素组成与演化

现有公布的数据显示,海水87Sr/86Sr值在中三叠世安尼期较为平稳,有别于早三叠世因环境导致的动荡变化,为二叠纪末生物大灭绝之后生物复苏的加速期,而罗平生物群就是该加速期的标志性生物群。本文研究了含罗平生物群层位标准剖面-大凹子剖面上连续沉积的26件碳酸盐岩样品的锶同位素组成与演化,用于了解含罗平生物群层位沉积海水锶同位素的变化趋势。结果显示:(1)碳酸盐岩中Sr平均值大于2000×10-6,主要来自于文石和海洋成岩作用;(2)低Mn和Mn/Sr0.4说明:87Sr/86Sr数据在很大程度上能代表同时期海水中的87Sr/86Sr比值;(3)这些样品的87Sr/86Sr值变化在0.707969～0.708253,平均值为0.708025,锶同位素比值变化曲线呈小幅度的起伏波动,其值明显大于同时期欧洲等地公布的数据,但同华南其他地区公布的数据具有相似性,推测含罗平生物群层位锶同位素组成仅代表区域事件,受印支运动影响。     

桂林地区44ka洞穴石笋碳酸钙（盐）δ^13C的同位素组成与大气CO2浓度估算

洞穴石笋碳酸钙（盐）δ^13C的同位素记录表明，其与δ^18O同位素记录一样，均能反映气候环境的冷暖旋回变化，也具有急速的突变事件记录。本文利用近期或古老的洞穴石笋碳酸钙（盐）δ^13C的同位素组成，对桂林地区44ka以来的大气CO2浓度进行了尝试性的估算，估算结果表明，它可与近期所测量的以及冰岩芯气泡组分分析和北方黄土碳酸盐δ^13C估算的大气CO2浓度值基本接近，可以进行相互对比，说明利用洞穴石笋碳酸盐δ^13C同位素组成对大气CO2浓度进行估算的方法是可行的。研究表明，洞穴石笋碳酸盐δ^13C同位素的记录，对地质时期的冷事件具有独特的敏感性，特别是对新仙女木冷事件和北大西洋Heinrich的H1至H5冷事件反映较为明显，在干冷期δ^13C同位素快速升高，总体上与大气CO2浓度的变化呈反比，大气CO2浓度的变化与全球性的气候波动大体一致，但存在明显的区域性变化特征。     

西藏南部晚白垩世厚壳蛤的锶同位素年龄标定

沉积岩样品年龄的直接标定是沉积学与地层学研究的难点之一.由于锶在海水中的残留时间(≈106a) 大大长于海水的混合时间(≈103a), 因而同一时间全球海水的锶元素在同位素组成上是均一的, 并造成地质历史中海水的锶同位素组成是时间的函数, 这是锶同位素地层学(SIS) 的基本原理和利用锶同位素地层学进行海相地层定年的理论基础.本文根据锶同位素地层学的基本原理, 测试了西藏南部岗巴剖面上白垩统宗山组上段地层中厚壳蛤化石的锶同位素组成, 尝试对这些化石进行了年龄标定, 4个样品分别位于剖面累计厚度381, 362, 358和296m处, 其87Sr/86Sr比值分别为0.707832, 0.707769, 0.707768和0.707695, 年龄的标定结果分别是65.68, 69.34, 69.39和72.32Ma, 定年的平均误差为±1Ma左右.研究结果表明, 锶同位素地层学在海相地层定年方面具有潜在价值.      

超大陆旋回和成矿作用

全球构造与成矿是矿床是研究的重要问题之一。近年来，诸多将板块构造与成矿作用相结合的研究极大地推动了对成矿作用地进一步认识。构造背景是成矿作用的基本控制因素，同时矿床的形成也受背景地质条件的制约。矿床的时空分布规律研究表明，成矿作用在地史中具有明显的旋回性，与超大陆的滞和裂解作用相一致。即成矿旋回与超大陆的裂陷、离散、会聚和拼合作用等构造旋回相耦合。大量资料说明，在地史中，至少存在7个超大陆旋回，最早的超大陆可能出现在2700Ma,骐 后分别在2700－2500Ma、2500－1800Ma、1800－1000Ma、1000－540Ma、540－230Ma、230－0Ma出现了超大陆旋回，相应的演化阶段也出现了相应的成矿旋回。这一事实表明：构造背景研究对于正确认识区域成矿作用和矿床勘探都具有重要意义。     

上扬子石炭—二叠纪海相碳酸盐的锶 同位素演化与全球海平面变化

地质历史中海水的锶同位素组成是时间的函数，全球海平面变化是其最主要的控制因素，上扬子地区石炭—二叠纪海相碳酸盐的锶同位素演化曲线与海平面变化曲线有着很好的一致性。锶同位素演化曲线说明:1）早石炭世是一个海水逐渐加深的全球海平面上升时期，锶同位素最小值所显示的最大海泛面的年龄为342 Ma，位于杜内阶和韦宪阶的界线上；2）晚石炭世是一个全球海平面下降时期；3）整个二叠纪都是全球海平面上升时期，晚二叠世的海平面上升不仅幅度大，而且海水在短时间内迅速加深；4）晚二叠世具有古生代海相碳酸盐的锶同位素最小值，显示晚二叠世末的全球淹没事件，最大海泛面的年龄为250 Ma，正好在二叠/ 三叠纪界线附近；5）二叠/ 三叠纪之交的全球生物绝灭事件可能与二叠世末的全球淹没事件有关。