锶同位素地层学在碎屑岩成岩研究中的应用

基于同一地质历史时期海水的锶同位素组成为一定值的锶同位素地层学基本原理,可将锶同位素地层学用于碎屑岩成岩作用研究,以评价海相和非海相对成岩作用的影响.三个不同类型的研究实例说明:1)海相碎屑岩成岩流体的锶同位素组成的演化途径有较好的规律性,陆相影响随成岩作用的进行而增加,相对晚期的碳酸盐胶结物的87Sr/86Sr比值通常高于相对早期的碳酸盐胶结物,变化的本底值即为同期海水的锶同位素组成,该数值为一定值;2)有沉积期深源锶和非同期海相影响的陆相碎屑岩中,碳酸盐胶结物的锶同位素比值可能低于大陆淡水,但埋藏成岩过程中相对晚期的碳酸盐胶结物的87Sr/86Sr比值仍高于相对早期的碳酸盐胶结物;3)当深部流体影响碎屑岩的整个成岩过程时,深源锶的烙印可以抹掉或减少不同成岩阶段不同程度陆相影响造成的各种碳酸盐胶结物之间锶同位素组成的差别,使各种碳酸盐胶结物都具有很低的87Sr/86Sr比值,因而缺乏其它沉积盆地中常见的相对晚期碳酸盐胶结物87Sr/86Sr比值高于早期胶结物的一般模式。     

西藏羌塘盆地半岛湖地区索瓦组锶同位素组成与演化

西藏羌塘盆地中生代发育广泛的海相碳酸盐地层,前人对该区地层的对比研究多局限于古生物地层学,本文尝试通过锶同位素地层学方法对上侏罗-下白垩统索瓦组地层进行全球对比。根据锶同位素地层学的基本原理,本文在对样品进行显微组构分析、阴极发光分析、Ca、Si、Sr和Mn等元素含量分析及评估其对同期海水代表性和样品溶解过程合理性的基础上,测试了羌塘盆地半岛湖地区上侏罗-下白垩统锶同位素组成,并建立了相应的演化曲线,进行了全球对比研究。结果表明,样品的锶同位素组成与前人已公布的同期海水锶同位素组成数据较为接近,其演化曲线与国际上已公布的锶同位素演化曲线有着较好的可对比性,晚侏罗-早白垩世时期全球海平面的变化和侵蚀作用的强弱是控制锶同位素演化曲线的主要因素。此外,通过对索瓦组海相碳酸盐锶同位素的研究,我们认为索瓦组的顶部可能延伸到早白垩世欧特里夫期,近而说明了羌塘盆地在早白垩世欧特里夫期还存在大规模的海相地层。     

二叠纪海相碳酸盐的锶同位素演化及其意义

本文从沫阳和熊家场剖面二叠纪海相碳酸盐和玄武岩的锶同位素变化出发,讨论了碳酸盐的锶同位素组成与峨嵋山玄武岩喷发之间的关系,以及玄武岩中海相碳酸盐的锶同位素贫化原因,指出海相碳酸盐的锶同位素组成可作为了解地球构造演化的工具。     

台湾国姓地区中新世海相菱铁矿结核成因——来自草莓状黄铁矿粒径和硫同位素的证据

自生菱铁矿很好地记录了其形成时的地质信息及海洋中的生物地球化学过程，是示踪成岩作用带和氧化还原环境变化的绝佳载体。台湾国姓地区中新世猴洞坑组海相泥页岩中发育有大量自生菱铁矿结核，是次氧化带的产物。为进一步确认该菱铁矿形成时所处沉积环境的氧化还原状态和生物地球化学过程。本文对该区菱铁矿中保存完好的草莓状黄铁矿开展了粒径和硫同位素研究。结果显示，草莓状黄铁矿的粒径变化较大，平均粒径为9.23～11.55μm,最大粒径大于20μm,显示氧化-弱氧化的沉积环境特征；黄铁矿的δ³⁴S为-28.5‰～+3.1‰,平均值为-11.7‰,相较于海水(+21‰)富集轻的硫同位素，表明黄铁矿形成于相对开放的浅表层沉积物。黄铁矿的粒径分布规律和硫同位素特征均指示台湾国姓地区中新世海相菱铁矿形成于浅层弱氧化的次氧化带内。     

西藏岗巴晚白垩世—古近纪早期锶同位素地层

在地质历史时期中,海相碳酸盐的锶同位素组成具有全球基本一致的演化规律,并且海水锶同位素组成受锶的来源控制,其比值与海平面的变化有内在的联系。西藏岗巴地区晚白垩世—古近纪早期地层发育良好,笔者对宗山、宗浦两个剖面中未经蚀变的26个海相碳酸盐样品进行锶同位素测试,根据得出的数据绘制演化曲线与全球锶同位素曲线有较好的可对比性。曲线的负偏极值与地层界线较为一致,宗山剖面曲线的负向峰值（0.707612）与上/下白垩统界线相对应,宗浦剖面中,锶同位素曲线的负偏值（0.707761）与古新统/始新统界线相对应,晚白垩世—古近纪锶同位素演化曲线也与海平面变化相一致。另外,还讨论了岗巴地区锶同位素变化的原因。     

西藏岗巴晚白垩世锶同位素曲线的地层学意义及问题讨论

地质历史时期古海洋中的锶同位素组成具有全球基本一致的演化规律 ,并主要受全球性海平面变化影响。根据从西藏岗巴宗山上白垩统剖面中 6 3个海相碳酸盐样品获得的锶同位素测试数据建立了锶同位素演化曲线 ,与北美同时代锶同位素曲线进行了对比 ,证明晚白垩世有一次全球性海平面升降事件 ,在宗山剖面宗山组近底部的年龄值为 89.4 Ma,并讨论了西藏岗巴宗山地区晚白垩世地层划分对比中的一些问题。     

鄂西白果园黑色页岩型银钒矿床地球化学特征

白果园银钒矿床为产于鄂西震旦系陡山坨组黑色页岩中的层状矿床。含矿的黑色伊利石页岩富K、Ti、Cr、Ba，含银40×10－6～299×10－6，V2O50．5％～1．25％，有机碳3％～5％。钒主要赋存在粘土矿物中，银主要在黄铁矿中。黄铁矿Co／Ni值小于1，δ34S值为－11．9‰～－25．8‰，重晶石的δ34S值为＋32．0‰。铅同位素组成构成一条相关性很好的直线，反映出铅的源区年龄为2300～2500Ma，与区域基底变质岩时代一致。地质及地球化学特征均显示矿床属沉积成因。沉积阶段呈吸附状态分散的银和钒，在成岩阶段层内物质自组织过程中进入黄铁矿及粘土矿物中。     

内蒙古甲乌拉大型Pb-Zn-Ag矿床稳定同位素地球化学研究

内蒙古甲乌拉银多金属矿床位于大兴安岭成矿带北段,为近年来发现的大型银铅锌多金属矿床。矿床矿体分布完全受到断裂构造的控制,金属矿物组成主要为方铅矿、闪锌矿、黄铜矿、黄铁矿、磁黄铁矿、毒砂、辉钼矿及磁铁矿等。文中重点分析了矿床的硫、氢、氧、碳和铅稳定同位素地球化学特征。研究结果表明：金属硫化物δ34S集中为1.37‰~4.10‰,平均为3.10‰(n=13),极差为2.73‰;石英和方解石δ18Owater的变化范围较大(-18.96‰~+1.08‰) (n=9),均值为-11.36‰;δDV SMOW的变化范围比较集中(-133.6‰~-103.4‰) (n=9);27件样品的铅同位素组成为：206Pb/204Pb=18.228 3~18.758 7、207Pb/204Pb=15.457~15.880和208Pb/204Pb=37.841~39.049,矿床的铅组成基本为正常的放射性成因铅;方解石δ13CV PDB变化范围为-5.2‰~-8.4‰,平均为-6.8‰(n=2)。矿石硫化物的硫同位素及方解石的碳同位素均指示成矿物质可能来源于深部的岩浆活动;石英和方解石的氢氧同位素组成表明成矿流体早期以岩浆流体为主,成矿晚期加入了大量加热补给的大气降水;铅同位素组成表明成矿流体中铅的来源主要为幔源,矿床形成过程中混入少量的壳源铅。矿床稳定同位素组成显示成矿流体主要来源于深部的岩浆热液,特别与燕山晚期的火山次火山热液有较为密切的联系,在流体演化过程中大气降水的加入对矿床成矿元素的聚集和沉淀也起到有利作用。成矿作用的发生是在一种总硫浓度比较低、中等氧化环境、相对开放的非平衡体系中进行的。矿床形成的地球动力学背景为一种岩石圈大规模快速减薄的过程。甲乌拉大型Pb Zn Ag矿床的成因类型属于火山次火山热液脉状银多金属矿床。     

沉积地层中的黄铁矿形态及同位素特征初探——以华南埃迪卡拉纪深水相地层为例

地质历史时期新元古代大气氧含量普遍较低。在硫酸盐还原细菌作用下,作为海洋重要的氧化性离子,陆源硫酸根离子有效促进了深层海水的氧化进程。在此过程中,硫元素在硫酸根和黄铁矿之间发生显著同位素分馏,其分馏程度可反推当时古海洋的氧化还原状态。沉积地层中的黄铁矿普遍具有多种形态,不同形态黄铁矿的形成环境多有不同。如草莓状黄铁矿多形成于底层缺氧水体或沉积物的浅表面,而大颗粒单晶黄铁矿或脉状黄铁矿则多沉积于成岩早期的沉积物孔隙或形成于成岩后期的热液改造。与草莓状黄铁矿不同,大颗粒单晶或脉状黄铁矿的硫同位素组成并不能反映沉积时期的古海洋氧化还原条件。判定沉积地层中不同形态的黄铁矿及形成过程,是获得有效反映海洋沉积环境硫同位素组成特征的基本前提。简要总结了地质历史时期沉积地层中的黄铁矿类型及矿物形成过程,并以华南埃迪卡拉纪蓝田组岩芯样品为例,识别出各个样品中的黄铁矿形态组成特征,对比分析了全岩黄铁矿与样品中大颗粒黄铁矿硫同位素组成差异。研究结果表明:不同岩性样品中黄铁矿的形态种类及含量均存在差异。页岩样品保存有更好形态的自形晶以及草莓状黄铁矿;碳酸盐岩样品中具有较多自形晶以及他形晶黄铁矿,并且其中的少量草莓状黄铁矿遭受后期成岩作用而发生不同程度的晶体蚀变。样品中大颗粒黄铁矿的硫同位素值（δ34S_L-pyr）通常显著高于全岩黄铁矿的硫同位素值（δ34S_T-pyr）,最大差值可达48.5‰。在利用黄铁矿的硫同位素组成来反推当时古海洋环境时,需要区分不同形态黄铁矿,仔细剔除大颗粒黄铁矿,降低成岩期黄铁矿对样品中硫同位素组成的影响。更细致的微区黄铁矿硫同位素分析工作将依赖于SIMS分析测试手段进行。     

西藏南部晚白垩世厚壳蛤不同壳层的地球化学特征及其对古海洋信息的保存性

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不同壳层的Sr、Mn、Al、Si含量,以及碳、氧、锶同位素组成,测试结果表明:1）厚壳蛤的不同壳层（包括柱状层、珍珠层和二者间的过渡层）的碳酸盐矿物均已新生变形为成岩低镁方解石（DLMC）,各种原始碳酸盐矿物（沉积低镁方解石或文石）都已不同程度地发生重结晶;2）从壳的外层（柱状层）向内层（珍珠层）方向,碳酸盐矿物重结晶作用有逐渐增强的趋势,柱状层仍具有很好的柱状结构,其平均阴极发光强度明显弱于内部的珍珠层;3）厚壳蛤不同壳层的Sr含量和δ18O值都呈现有规律的变化,从靠外部的柱状层到内部的珍珠层,Sr含量和δ18O值都逐渐降低,同样说明内部的珍珠层丢掉的海水信息相对较多;4）厚壳蛤不同壳层和体腔充填物的δ18O值都显著低于前人报道的同期海水值,说明在新生变形过程中,厚壳蛤不同壳层和体腔充填物的氧同位素都与大气水或其它成岩流体发生了交换,但柱状层的氧同位素与大气水（或其它成岩流体）的交换相对较少;5）厚壳蛤不同壳层和体腔充填物的锶、碳同位素组成与同期海水值接近,不同壳层之间也没有表现出有规律性的变化,因而在矿物的新生变形过程中,厚壳蛤的锶、碳同位素与成岩流体间的交换相对较少,同时也说明,在氧、碳、锶三种同位素中,氧很容易与成岩流体发生同位素交换,而碳、锶同位素则更多地代表了海水信息。     

Glacier fluctuations in the Alps and in the tropical Andes

This paper reports on glacier variations in two mountainous regions of the world, the Alps and the tropical Andes. Available records of snout position and glacier mass balance are compared and interpreted on a climatological basis. In both regions, there is a long-term decreasing trend over the 20th century. The yield of this trend is different from one glacier to the other, depending on geographic and geometric characteristics. Analysing the surface energy balance, net all wave radiation is the main energy flux at the glacier surface. The turbulent fluxes represent an important term with strong positive sensible heat flux in the Alps and strong negative latent heat flux (sublimation) in the Andes. Tropical glaciers are sensitive to inter-annual variations in solid precipitation that affects the albedo, whereas Alpine glaciers are strongly influenced by air temperature changes in the Alps. To cite this article: C. Vincent et al., C. R. Geoscience 337 (2005).     

我国中西部前陆盆地的特殊性和多样性及其天然气勘探

通过对我国中西部前陆盆地构造特征、大地构造背景、地球物理特征的理论研究和典型前陆盆地的详细解析,系统分析了我国中西部前陆盆地的发育特征和特殊性。强调晚二叠世以来大小不一、形态各异的多块体小型克拉通的聚合碰撞作用是导致中西部前陆盆地群形成的基本动力学过程：这些小型克拉通的多块体聚合碰撞造就了中西部前陆盆地的特殊性和多样性。同时,明确提出中西部盆地的基本特点是“两期三类前陆盆地”,即海西一印支期前陆盆地和喜山期前陆盆地,三类指海西一印支期的周缘前陆盆地和弧后前陆盆地、喜山期再生前陆盆地。根据前陆盆地的盆地结构和演化特征,又将中西部的前陆盆地划分为4种组合形式,即叠合型组合、改造型组合、早衰型组合和新生型组合。综合论述了不同时期不同类型前陆盆地构造对天然气聚集的五大控制作用。     

Tectonics and magmatism in eastern South America and the Brazil basin of the Atlantic in the Phanerozoic

The magmatic and tectonic activity of eastern South America and the western South Atlantic shows that extension of the continental crust is the determinant factor of magmatism. Heating of the upper mantle is a necessary condition of its manifestation. Ascending plume material is a source of additional heat. In the Early Mesozoic, Eastern Brazil was situated above a large, ascending and probably ramifying plume, which has supplied heat and material since the Triassic, creating favorable conditions for continental magmatism. Magmatic activity continued, gradually waning, until the Neogene as evidence for long-term retention of heat energy beneath the continental lithosphere after the plume ascent. It has been shown that heated mantle material can be displaced from the continent to the ocean for a significant distance beneath the lithosphere with the formation of linear tectonomagmatic rises of the oceanic crust. The structural elements inherited certain directions on the continent and in the ocean, beginning from the Neoproterozoic. These directions were reactivated and continued to control the younger structural grain and magmatic activity. In Southeastern Brazil, these were the structural units striking in the southeastern (about 120° SE) and northeastern directions parallel to the continent-ocean boundary. In Northeastern Brazil, the W-E- and N—S-trending structural units are predominant. All these directions are manifested in oceanic structural units (Rio Grande, Vitória-Trindadi, Fernando de Noronha, Pernambuco rises, etc.).     

阿拉斯加北极地区的工程设计和施工经验及教训

阿拉斯加北极地区位于布鲁克斯山以北, 白令海峡以东的北坡地区, 属北极海洋性气候区. 区内寒冷( -10 ～ -6 ℃)、连续多年冻土厚度多在200～300 m, 局部达700 m. 地表湖塘和冰楔多边形广泛分布. 阿拉斯加北极地区的工程建筑活动主要为海军部和商业石油勘探、开发和运输服务. 从20世纪40年代以来, 尽管有不少的曲折和教训, 但成功和可以借鉴的经验很多. 最成功的例子当数普如道湾油气田开发、阿里亚斯卡输油管道工程及其相应的环境保护措施. 工程师为了成功和经济地在北极地区修筑和运行工程设施, 必须从"冷"处着想, 并付诸计划和行动. 设计和施工的工程师必须保持实事求是、不断创新精神, 而不拘泥于中纬度地区的教育、培训, 或行业传统. 从工程勘察、设计到施工阶段, 工程师和从事环境研究的科学家必须密切合作. 工程师需要知道环境参数, 制约因素和可利用的机会; 环境科学家需要知道工程师的施工设计和问题, 理解工程限制条件、设备工作能力, 以及备选方案的经济学问题. 这些相互理解只能在密切合作中形成, 并能创造工程经济效益和奇迹.     

Variations of the tree line and glaciers in the Central and Eastern Altai regions in the Holocene

Variations in the tree line position and glacier activity in the Central and Eastern Altai regions in the Holocene were reconstructed on the basis of analysis of sixty radiocarbon and eighteen dendrochronological dates. The tree line was higher than now in the Early and Middle Holocene, and the climate was warmer and, likely, more humid. Glaciers advanced in the forests 300, 1400, and 3000–6000 years ago. In the last millennium the forest decline at the upper tree limit occurred in 1206–1256, 1445–1501, and 1642–1736.     

遵义地区岩石及土壤环境元素分布和农业地质环境评述

本文利用1∶50000遵义市、遵义县两幅区域地质调查成果等资料,对该区地层岩石及其风化土壤中环境微量元素地球化学背景、各时代地层岩石及其风化土壤环境微量元素分布特征及地球化学异常作了分析总结.进而作出了该区岩石及土壤的环境微量元素质量评述.重点认为,微量元素在土壤中的含量分区与成土母岩地层的平面分布关系十分密切,地层及岩性因素是土壤中元素分布的主导因素,从而形成了自然的土壤地球化学分区;区内存在三类土壤元素地球化学异常：一是由某些地层岩石风化而成（主要类型）,二是由地质构造及热液蚀变导致（次要类型）, 三是由矿产开发等人类活动造成（应高度关注的类型）;应当辩证看待微量必需元素的高背景地层及地球化学异常层,通过合理利用它们来为人类服务.     

国际埃迪卡拉系年代地层学研究进展与发展趋势

埃迪卡拉系为国际地层表新增的新元古界最上部的系级年代地层单位,层型剖面被确定为南澳大利亚弗林德斯山脉依诺拉马河剖面,其底界点位（GSSP）选定为埃拉逖那冰成杂砾岩（Elatina diamictite）之上盖帽碳酸盐岩努卡利那组（Nuccaleena Formation）的下界（Gradstein et al．,2004;Knoll et al．,2004）。我国修定后的震旦系与埃迪卡拉系完全相当,底界以南沱冰碛岩之上盖帽碳酸盐岩的下界为界。本文综合国际地层委员会新元古代地层分会以及相关国家和地区近年来在埃迪卡拉系年代地层学领域研究的新进展、存在问题以及未来发展趋势作一概要介绍,以期引起国内晚前寒武纪地层古生物学者的广泛关注。     

雪冰中铁的研究进展

铁是地壳中丰度较高的元素之一,然而在全球海洋中却存在大面积缺铁的"高营养盐,低叶绿素"（HNLC）海域,因此海洋中铁是一种相对缺乏的元素。铁可以通过影响浮游植物对碳的固定,降低大气CO2的浓度,进而影响到全球气候变化。因此在近几十年来,铁循环是目前地球科学领域的研究热点。冰冻圈作为全球铁循环的重要组成部分之一,其中冰川、冰盖、积雪、冰山与海冰等是其主体,其不仅可以记录大气沉降铁,同时又能向海洋中输送铁,是全球铁循环的重要环节。本文对极地和青藏高原雪冰中铁的历史变化规律及气候意义进行了综述,总结了雪冰中大气沉降铁的现状及存在的问题,归纳了雪冰中铁的实验室分析方法。针对该领域目前研究上的空白和热点,对雪冰中铁的未来发展发向和需要重点关注的部分进行了展望。     

西北地区盐渍化土地开发中存在问题及防治对策

在分析我国西北地区盐溃化土地形成机制的基础上,着重研究了西北地区盐渍化土地开发利用过程中所引发的环境问题：上游灌区土地次生盐渍化、水肥利用效率低,下游地区水土污染、水资源短缺、生态恶化,最后给出了相应的防治对策和建议。