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。     

四川盆地东部石炭系古岩溶储层成岩流体：来自流体包裹体、微量元素和C、O、Sr同位素的证据

相当Moscovian阶的石炭系黄龙组古岩溶储层是川东地区最重要的天然气储层类型之一。通过对石炭系古岩溶储层岩石组构、成岩演化序列以及铁锰锶微量元素、碳氧锶稳定同位素和流体包裹体综合研究,可将川东石炭系古岩溶型碳酸盐岩划分为古风化壳岩溶岩和埋藏岩溶岩两种成因类型,成岩流体可划分为三种类型:①古表生期大气水渗流-潜流成岩环境下的强氧化性低温大气水,流体具有富Fe和Mn、极低Sr含量、δ13C和δ18O值弱负偏以及极高87Sr/86Sr比值的性质;②中-深埋藏成岩环境下的强还原性深部混合热流体,属富Mn和Fe、贫Sr、δ18O值明显负偏性质的中-低温、含MgCl2-H2O、NaClMgCl2-H2O体系流体;③深埋藏成岩环境下的酸性压释水,属富Mn和Fe、δ13C值明显负偏性质的中-高温、含Na2SO4-H2O、Na2CO3-H2O、NaHCO3-H2O体系流体。各成岩流体对古岩溶储层发育具有重要的控制和影响作用,其中经强氧化性低温大气水的淋滤溶蚀形成孔、洞、缝非常发育的古风化壳型岩溶储层叠加后期的酸性压释水的溶蚀再改造,可大大改善储层的孔渗性,并在喜山期构造破裂作用下,最终形成川东石炭系规模性裂缝-孔隙型古岩溶储层。     

湖北宜昌地区寒武系—下奥陶统的碳氧同位素记录

对宜昌地区寒武系和下奥陶统的碳酸盐碳、氧同位素进行测定,所得δ18O大 于－10‰且与δ13C不相关,表明研究区碳酸盐样品基本上保存了碳、氧同位素的初 始比值。δ18O在白云岩样品中呈现正漂移而在非白云岩样品中呈现负漂移,认为δ 18O反映海水古盐度变化,即δ18O随着古盐度升高而增大;δ13 C在缺氧沉积物中呈现负漂移,但负漂移的δ13C却不限于缺氧沉积物,推测δ13 C可能反映古海洋的初级生产力,即δ13C随着初级生产力的提高而降低。研究还指 出,由于Z值与δ13C密切正相关（相关系数为0.99）,综合运用δ18O和δ 13C的经典盐度公式不适用于研究区古盐度环境的重建。     

苏皖地区石炭纪海相碳酸盐岩碳和氧同位素演化规律

对江苏南京孔山和安徽巢湖凤凰山石炭系碳酸盐岩C、O稳定同位素进行了测定。结果表明，苏皖地区石炭系δ^13C,δ^18O记录是以4个同位素演化阶段为特征，前3个同位素演化阶段与同时代的北美石炭纪相似，仅仅是内部演化特征略有不同，这反映了区域性的沉积环境的不同变化。在金陵组下部、和州组下部、黄龙组中下部和船山组层段，δ^13C表现出明显的正漂移，这可能是受植物和生物量增长、有机碳储藏量增加所引起的。δ^18O记录总体上与δ^13C值呈相似的变化趋势。δ^18O增加记录了气候变冷和冰川作用的结果。δ^18O负漂移与气候变暖和冰川消融是一致的。在浅水潮坪环境，大气淡水的淋滤作用使δ^13C和δ^18O值明显降低。     

中国南方灯影峡期海洋碳酸盐岩原始δ^13C和δ^18O组成及海水温度

中国南方灯影峡期(晓前寒武纪)是白云岩广泛发育的海洋碳酸盐沉积时期．在灯影组中部发育从海水直接沉积、沉淀的原生白云岩。目前仍保留其原始组构特征。从40个原生白云石(岩)中测得：泥晶白云石的δ^13C值为‰,δ^18O值为-1.17‰（n=6);藻白云岩的δ^13C值为3.52‰,δ^18O值为-1.86‰（n=5);海水纤状白云石胶结物δ^13C值为2.90‰,δ^18O值为-2.65‰（n=8);海水刃状白云石胶结构的δ^13C值为2.96‰,δ^180值为-2.41‰(n=8);泥晶纹层和海水纤状白云石胶结物的δ^13C值为2.79‰,δ^18O值为-3.13‰。40个岩样的δ^13C平均值为3.25‰±0.44‰,δ^18O平均值为-2.12‰±0.98‰（均以PDB标准)。对于灯影峡期海相白云岩的原始δ^13C和δ^18O值,不采用所有样品的平均值．而是采用原生白云石沉积物与海水白云石胶结物δ^13C值和δ^18O值两个图示分布区重叠部分的最重同位素值,即δ^13C值为4.43‰（PDB标准）,δ^18O值为-0.62‰（PDB标准）,将其作为灯影峡期海洋碳酸盐岩的原始同位素组成。对海水原生白云石胶结物包裹体盐度进行了测定,海水δ^18O计算值为2.90‰（SMOW标准）,用原始δ^18O值计算的厚生白云石形成时的海水温度为408℃。这说明中国南方灯影峡期的海洋为走热的较高的海水温度环境。     

鄂尔多斯盆地巴汗淖地区马五_6段碳酸盐岩C、O同位素特征及其成岩意义

鄂尔多斯盆地北部巴汗淖地区马五6段为风化壳型碳酸盐岩地层,岩性以鲕粒灰岩、晶粒白云岩为主,次生孔隙发育,是重要的油气储集层。采用Finnigan MAT252气体同位素质谱仪分别对该段碳酸盐岩进行C、O同位素测试,详细分析了巴汗淖地区马五6段碳酸盐岩成岩环境及孔隙演化条件。样品分析结果表明:埋藏高温成岩环境使得δ18O值与奥陶纪海水的δ18O值相比明显偏负,且白云岩δ18O值与灰岩δ18O值相比偏负,主要是埋藏白云石化作用的结果;δ13C值与奥陶纪海水δ13C值相当,极个别数值偏负,说明研究区马五6段在成岩作用过程中受有机碳影响较小,表明成岩作用发生在浅-中埋藏条件下。研究区孔隙度、渗透率的相关关系明显,主要是大气淡水成岩作用的改造,优化了孔隙及渗流通道,提高了储层的物性。     

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。     

西太平洋暖池区第四纪钙质超微化石氧碳同位素特征及意义

对西太平洋暖池区MD97—2140柱状样1．75Ma以来的钙质超微化石进行了氧碳同位素分析．结果表明超微化石占δ^18O值与浮游有孔虫Globigerinoides ruber δ^18O值在变化趋势和周期上都具有明显相似性．根据超微化石占δ^18O值也可以划分出59个氧同位素期,1748ka到900ka期间超微化石占δ^18O值的变化周期以41ka为主．而850ka到6ka期间则以100ka为主．这说明超微化石氧同位素分析可以像有孔虫氧同位素分析一样在大洋地层学和古海洋学、古气候学研究中发挥重要作用．超微化石占δ^13C值变化则呈现阶段性变化的特点．以900ka,480ka和250ka时间面为界,可分四大阶段．同时,MD97—2140柱状样超微化石占δ^13C值的这种变化规律与邻近ODP807站揭示的海水初级生产力变化趋势极为相似,意味着超微化石占δ^13C值是反映海水初级生产力变化的一项重要指标．     

西湖凹陷平湖组碳酸盐胶结物形成机制及其对储层的影响

碳酸盐胶结物是西湖凹陷平湖组储层砂岩中含量最多,对储层质量影响最大的自生矿物。通过岩心观察、薄片鉴定、阴极发光、元素成分分析及碳氧同位素分析结果表明,西湖凹陷平湖组储层砂岩中碳酸盐胶结物的主要矿物类型是方解石、铁方解石、白云石和铁白云石,偶见菱铁矿。碳酸盐胶结物的碳同位素(δ13C)值分布范围较集中,为-7.80‰～1.40‰,平均值-2.11‰,氧同位素(δ18O)值整体偏负,为-19.26‰～-9.99‰,平均值-13.79‰。据胶结物碳氧同位素分析恢复古盐度Z值及测算古地温判断碳酸盐胶结物的成岩流体主要为淡水水体,存在部分海水的影响;碳主要来自湖相碳酸盐岩溶解的产物和有机质成熟过程中排放的有机酸。不同类型和时期形成的胶结物对储层影响不一,白云石和大部分方解石形成在中成岩B期堵塞喉道,对储层起破坏作用,但成岩早期靠近不整合面受到了大气淡水影响的方解石对储层影响是保持性的;而埋深较浅,形成温度低的铁白云石对储层起建设性作用。     

陕西富平地区晚奥陶世沉积环境研究

结合露头剖面、岩石薄片观察、碳氧同位素及微量元素等资料,综合分析了陕西富平地区上奥陶统赵老峪组海相碳酸盐岩沉积时的古水深、古盐度、古温度及氧化还原条件变化规律,以期恢复其沉积环境。研究表明,赵老峪组下部0～12层的δ13C平均值为-0. 95‰、δ18O值为-5. 67‰、Sr/Ba值为80. 31、B/Ga值为7. 93、U/Th值为5. 57、V/Cr值为5. 44,主要是以泥晶灰岩为主的深水原地沉积,其沉积环境总体表现为水体较深、离岸较远、水温较高、盐度较高的贫氧-厌氧环境;上部13～35层δ13C平均值为0. 55‰、δ18O值为-4. 03‰、Sr/Ba值为19. 05、B/Ga值为9. 17、U/Th值为2. 78、V/Cr值为4. 77,主要发育深水原地沉积、重力流沉积和等深流沉积,但深水原地沉积的发育层数相比于下部大大减少,沉积环境逐渐演变为水深相对较浅、水温较低、盐度较低的贫氧-厌氧环境,这一阶段的整体古水深、古温度和古盐度及氧化还原条件相比于0～12层沉积时较稳定,变化幅度较小。结果表明,用地球化学指标研究深水碳酸盐岩沉积时期的海平面变化、古温度、古盐度及氧化还原条件等环境因素也是可行的。     

海相碳酸盐岩碳同位素地层学研究中存在的问题及建议——以二叠系研究为例

以二叠系碳同位素地层学研究为例,在有条件控制的实验模拟基础上发现：1）采集到的地质样品一般都是不同碳酸盐矿物的混合样品,这些不同碳酸盐矿物具有不同的碳氧同位素比值（δ13C和δ18O）;2）自然露头和采石场剖面样品的无机碳氧稳定同位素组成会在可预见的时间内发生足以影响研究结果的淋滤交代作用;3）利用地层中碳酸盐样品的δ...     

柴达木盆地鄂博梁Ⅲ号中新统成岩作用及沉积环境

综合运用岩石学、矿物学和元素地球化学等方法,对柴达木盆地北缘构造带鄂博梁Ⅲ号构造中新统上干柴沟组碎屑岩的成岩作用、形成环境和物质来源等进行了系统研究。发现上干柴沟组碎屑岩中碎屑颗粒间主要以点-线接触关系为主,长粒矿物被定向排列,经历过较强的压实作用。其中黏土矿物含量较高,平均达到了35.03%,主要以伊利石,绿泥石及伊-蒙混层为主。碳酸盐胶结物类型主要以方解石为主,仅含有少量白云石。碳酸盐胶结物的碳氧同位素含量测定表明,碳同位素(δ13C)分布在-6.8‰~-4.0‰之间,平均为-5.0‰;氧同位素(δ18O)分布于-11.1‰~-5.4‰,平均为-8.7‰;根据碳氧同位素含量推算古盐度Z值分布于108.34~114.89,平均值为112.77;碳酸盐沉淀温度分布在43.36℃~77.84℃,平均值为62.30℃。结合对主量元素、微量元素及有机碳含量等地球化学元素的综合分析,认为鄂博梁Ⅲ号构造带中新统上干柴沟组目前所处的成岩阶段主要为早成岩阶段B期至中成岩阶段A期,在形成早期主要以干、冷的淡水-微咸水环境为主,晚期则以要对暖、湿的淡水环境为主。     

碳酸盐岩中氧、碳稳定同位素与古盐度、古水温的关系

一、概论 近年来,岩相古地理研究的意义已渐增大,进展甚速,其中用δ13C、δ18O值确定古盐度、古水温的方法引起了国内外学者的重视。事实证明,在一定条件下,这是恢复古环境的有效标志。     

The geochemistry of carbonate diagenesis: The past,present and future

Stable carbon and oxygen isotopes (δ¹⁸O and δ¹³C values) and trace elements have been applied to the study of diagenesis of carbonate rocks for over 50 years. As valuable as these insights have been, many problems regarding the interpretation of geochemical signals within mature rocks remain. For example, while the δ¹⁸O values of carbonate rocks are dependent both upon the temperature and the δ¹⁸O value of the fluid, and additional information including trace element composition aids in interpreting such signals, direct evidence of either the temperature or the composition of the fluids is required. Such information can be obtained by analysing the δ¹⁸O value of any fluid inclusions or by measuring the temperature using a method such as the ‘clumped’ isotope technique. Such data speak directly to a large number of problems in interpreting the oxygen isotope record including the well‐known tendency for δ¹⁸O values of carbonate rocks to decrease with increasing age. Unlike the δ¹⁸O, δ¹³C values of carbonates are considered to be less influenced by diagenesis and more a reflection of primary changes in the global carbon cycle through time. However, many studies have not sufficiently emphasized the effects of diagenesis and other post‐depositional influences on the eventual carbon isotopic composition of the rock with the classic paradigm that the present is the key to the past being frequently ignored. Finally, many additional proxies are poised to contribute to the interpretation of carbonate diagenesis. Although the study of carbonate diagenesis is at an exciting point with an explosion of new proxies and methods, care should be taken to understand both old and new proxies before applying them to the ancient record.     

从氧、碳同位素组成看蓟县元古宙碳酸盐岩特征

蓟县元古宙碳酸盐岩出露广袤，厚度巨大，产状稳定，化石丰富，沉积形象众多。其内赋含的氧、碳同位素组成及其数值变化对成岩机制及沉积环境仍然蕴含着较清楚的内函关系。依据其数值演化，探讨了蓟县碳酸盐岩的成岩作用、古盐度，进而结合其沉积环境特征，阐释了碳酸盐岩，更主要是白云岩为原生沉积所成。     

Carbon and oxygen isotopic constraints on paleoclimate and paleoelevation of the southwestern Qaidam basin,northern Tibetan Plateau

We investigate the growth of the northern Tibetan Plateau and associated climate change by applying oxygen and carbon isotopic compositions in Cenozoic strata in the southwestern Qaidam basin. The X-ray diffraction and isotopic studies reveal that the carbonate minerals are mainly authigenic and they do not preserve any evidence for detrital carbonate and diagenesis. The isotope data show large fluctuations in the δ¹⁸O and δ¹³C values in the middle–late Eocene, indicating relatively warm and seasonal dry climate. The positive correlation of the δ¹⁸O and δ¹³C values in the Oligocene and the positive shift of the δ¹³C values from the Eocene to Oligocene suggest that the climate changed to arid in the Oligocene. However, the δ¹⁸O values show negative shift, which is closely related to the global cooling event. During the Miocene, the δ¹³C values vary between –2‰ and –4‰, whereas the δ¹⁸O values show continuous negative shift. The mean δ¹⁸O values decrease from –8.5‰ in the early Miocene to –10.0‰ in the late Miocene. The stable isotope-based paleoaltimetry results suggest that the elevation of the southwestern Qaidam basin was approximately 1500 m in the middle–late Eocene and Oligocene. Subsequently, during Miocene the crustal uplift process started and the elevation reached approximately 2000 m in the early Miocene and 2500 m in the late Miocene, which suggests large-scale growth of the northern Tibet Plateau during the Miocene.     

硫酸侵蚀碳酸盐岩对长江河水DIC循环的影响

对长江及其主要支流河水水化学和溶解无机碳（DIC）同位素组成（δ13GDIC）进行了研究。河水阳离子组成以Ca^2＋、Mg^2＋为主,阴离子以HCO3-、SO4^2-为主,水化学组成主要受流域碳酸盐岩矿物的化学侵蚀控制。DIC含量为0．3～2．5mmol／L,从上游到河口逐渐降低。δ13CDIC值为-12．0‰-3．4‰,与DIC含量具有相似的变化趋势。H2CO3溶解碳酸盐岩是控制河水DIC来源及其占δGDIC组成的主要机制。H2SO4溶解碳酸盐岩加剧了流域碳酸盐岩的化学侵蚀,一方面导致了河水的DIC含量增加,另一方面也使河水的δ13GDIC值升高。     

动物牙釉结构碳酸盐碳、氧同位素测试方法的比较

不同学者用磷酸平衡法分析古哺乳动物牙齿化石碳酸羟基磷灰石中结构碳酸盐的碳、氧稳定同位素组成时，预处理方法和实验条件也不尽相同。实测结果表明，预处理条件与磷酸法制备CO2的反应温度和反应时间均可能对分析结果产生影响，需在综合运用机械和化学手段除净外表附着碳酸盐的前提下，将样品充分研磨，并彻底分解其中的有机组分和非结构碳酸盐，再制备CO2。70℃的恒温水浴可以使化学反应和同位素分馏均在短时间内结束，且较为完全、彻底，测得的同位素数据重现性好；而25℃时反应进行较缓，氧同位素测试结果有时可能不理想     

长岭断陷火山岩储层内碳酸盐矿物碳氧同位素组成及其成因

碳酸盐矿物是火山岩储层内重要的矿物成分,长岭断陷火山岩储层内的自生碳酸盐矿物主要是方解石.本文通过对营城组储层内方解石矿物的碳氧同位素特征分析,探讨储层内碳酸盐矿物成因.研究表明,长岭断陷火山岩储层内方解石δ13 CV-PDB值范围为-12.7‰～0.4‰,δ18OV-SMOw值范围为3.8‰～12‰,具有高δ18O值.与方解石平衡的CO2碳同位素计算值范围较宽,为-16.0‰～2.2‰,表明其形成物质的多源性.在δ18 O-δ13C图解中显示,形成碳酸盐矿物的CO2来源于幔源-岩浆无机成因的CO2和有机质演化过程中产生的CO2,以无机成因CO2源为主.这些无机成因CO2、有机成因CO2和沉积有机质热演化产生的有机酸溶于流体,形成酸性流体.火山岩储层中碳酸盐矿物的形成实质就是这种酸性流体与储层围岩反应的结果.