龙门山地区早泥盆世古海洋环境——来自腕足类壳体的地球化学证据

四川龙门山地区泥盆系是解决我国华南区与西北区及国外泥盆系对比的纽带,也是全球古生代气候变化对比研究的一个重要地区。但该地区早泥盆世古海洋环境研究一直缺乏同位素地球化学方面的证据,影响到该地区泥盆纪地球化学记录与世界其他地区的对比,进而影响全球范围内的古生代气候变化对比研究。针对这一问题,我们通过龙门山地区早泥盆世保存完好的腕足化石稳定同位素地球化学研究,对该地区早泥盆世海洋的古地理环境特征进行了探讨。保存鉴定结果显示:腕足化石壳体结构保存完整;阴极射线照射下壳体不发光或部分壳体呈微弱橙黄色;大多数壳体微量元素Mn < 250 μg/g、Sr > 400 μg/g。表明腕足化石保存完好,后期成岩作用影响微弱。同位素结果揭示龙门山地区δ18O值在-4.5‰ ~ -9.9‰(PDB下同)之间,明显低于该时期世界其他相同纬度地区的δ18O值 (-1.7‰ ~ -6.9‰);微量元素Fe、Mn含量变化与氧同位素组成变化呈反相关系。这说明龙门山海域当时处于海水同开阔海水交流不畅,海水化学成分受陆源淡水注入控制。这一发现从同位素地球化学角度对龙门山古海洋环境做出了判别,为龙门山地区同位素及微量元素研究在世界范围内进行短尺度对比提供依据。     

腕足壳体与碳酸盐岩全岩中碳、氧、锶同位素差异

利用碳酸盐岩中的地球化学信息反演是研究地质历史时期古环境、古气候变化的一种常用手段.上世纪八十年代前,学术界一直将碳酸盐岩全岩样品作为研究对象.近年来,腕足化石壳体引起了科学家的注意,认为相比碳酸盐岩全岩样品,腕足壳体能更为完好地保存原始的地球化学信息.研究通过对比四川龙门山泥盆纪腕足化石和碳酸盐岩全岩样品中碳、氧、锶同位素(黄思静、卢长武等人数据),发现腕足化石中氧同位素明显高于碳酸盐岩全岩;但碳、锶同位素基本一致.上述结果表明:相比腕足化石,碳酸盐岩全岩样品蕴含的地球化学信息虽有所差异,但在大多数情况下,尤其是缺乏腕足化石的时期,碳酸盐岩全岩蕴含的地球化学信息照样可以反演地质历史时期的古环境变化,尤其是碳、锶同位素.     

龙门山泥盆纪腕足化石锶同位素组成特征及其古环境意义

生物成因的海相碳酸盐岩中Sr同位素组成与演化是目前研究古海平面变化、造山运动以及古气候变化的主要工具,在海相地层定年及全球等时对比研究中发挥着重要作用。对四川龙门山泥盆纪剖面腕足化石Sr同位素组成进行了研究。保存鉴定结果显示：腕足化石壳体结构保存完整;阴极射线照射下壳体不发光或部分壳体呈微弱橙黄色;大多数壳体微量元素Mn〈250μg／g、Sr〉400μg／g。表明腕足化石保存完好,后期成岩作用影响微弱。锶同位素结果显示：龙门山泥盆纪sr同位素演化同全球泥盆纪Sr同位素演化基本一致,表明龙门山泥盆纪Sr同位素演化受全球性变化影响。早泥盆世较高Sr同位素比值（甘溪组0．708437）可能是受加里东造山运动的影响,大量古陆的出露,风化作用的加强所致。其后的缓慢下降可能受海平面上升古陆面积缩小的影响。中泥盆世Sr同位素组成低值平台显示着幔源Sr和陆源Sr（风化作用较弱）输入量之间的平衡。随后的Sr同位素组成的上升可能是受中泥盆世开始温度上升的影响,致使风化作用的加强所致。     

腕足化石古温度研究

温度变化研究是理解地球气候系统变化的关键环节之一.通过对海水温度变化的了解,可以系统地了解全球气候演化规律及其驱动机制.由于腕足化石具有保存完好以及分布年限长等优势,提取腕足化石中氧同位素信息进行古生代海水温度变化研究,已成为常用手段,但利用其Mg/Ca比值进行古温度变化的探讨却很少报道.通过对四川龙门山泥盆纪腕足化石中氧同位素以及Fe、Mn、Sr、Mg、Ca等微量元素的提取,结合微体结构观察、阴极发光等实验,在判定腕足化石保存良好的前提下,发现根据腕足化石中Mg/Ca(mmol/mol,下同)比值计算的温度相比氧同位素推算的温度,同生物学、古地理学证据显示的温度更为接近.此结果可能是由于利用氧同位素计算温度时古海水氧同位素未知及其不稳定性造成的.尽管腕足化石Mg/Ca比值温度计同样受海水的盐度以及pH等因素的影响,但计算结果显示,其反演的古温度比较接近真实的温度变化.      

泥盆纪海水的碳、氧同位素变化——来自腕足化石的同位素记录

生物壳体中的碳、氧同位素一直被用来反演地质历史时期海水同位素组成。具有较强抵抗成岩后生作用(低镁方解石)的腕足化石,分布广泛,被认为是反演古生代海水同位素的理想样品之一。本文通过对四川龙门山泥盆纪保存完好的腕足化石碳、氧同位素的提取,建立该时期海水同位素变化曲线,并对其控制因素进行探讨。研究显示：碳同位素组成在~2‰~+2‰(PDB下同)之间变化。其间经历3个旋回,其相对高值分别对应龙门山地区其中3个成礁期。同时因海平面变化不同,碳同位素表现出正偏幅度的不同。表明生物生长以及海平面变化共同控制着海水碳同位素组成,且生物生长对其影响较大。氧同位素组成在4‰~ -10‰之间变化。在埃姆斯阶对应的甘溪组、谢家湾组以及二台子组时期,氧同位素从-10‰逐渐升高到-6‰。但相对于世界其他地区该时期氧同位素偏低-2‰~ -4‰。可能原因是早期处于封闭海洋环境的平驿铺群时期,淡水注入造成海水氧同位素严重偏负。埃姆斯阶全球海平面上升,广海海水同化作用,氧同位素不断上升。从养马坝至小岭坡组时段内,氧同位素在-4‰~ -6‰之间变化,同世界其他地区相当。其幅度变化表明：温度可能是其控制因素。     

腕足类化石壳体同位素地球化学在恢复古环境中的应用

地球历史时期的生物硬壳或骨骼记录着丰富的地球过去环境特征的信息,对这些化石成分进行同位素地球化学研究是发掘其中信息、探索地球历史环境变化的有效途径之一。过去四十年来化石同位素地球化学在恢复古海洋环境、气候、盐度以及研究碳、氧同位素长期变化等方面的应用越来越受到人们的重视。腕足类化石壳体是古生代海洋环境恢复的主要手段之一。但这一方法也还存在一定的问题,这些问题集中在腕足壳体是否与其生存的海水存在同位素的平衡、是否存在由于生物生命过程中的新陈代谢作用造成的稳定同位素分馏的同位素生命效应(VitalEffects)、是否保存其原始的同位素信息等方面。详细回顾了腕足类化石壳体同位素——这种在恢复古环境研究中广泛应用方法的发展历史、研究现状、存在的问题,以及不同的学者对这些存在的问题所做的工作和他们对这些问题的不同观点。同时也介绍了这一方法的一些研究新进展。     

华南南华纪南沱冰期海洋环境的沉积地球化学记录——来自黔东部南华系南沱组白云岩碳氧同位素和微量元素的证据

新元古代"雪球地球"事件代表地球经历的极端气候条件,对其后的大气和海洋氧化、生物地球化学循环和真核生物的演化都产生了深远的影响。然而同冰期化学沉积岩的缺乏,严重制约了对冰期海洋环境的了解。笔者等在贵州松桃地区一钻孔岩芯南华系南沱组中采集到一套同冰期白云岩,为南沱冰期海洋环境研究提供了理想材料。岩芯中白云岩层位于南沱组下部,夹持于两套杂砾岩、粉砂质泥岩组合中间,厚度1.61 m。偏光显微镜和扫描电镜观察表明岩性为微晶白云岩。采用Delta V Advantage稳定同位素质谱仪分析白云岩的碳、氧同位素,测定结果为:δ~(18)O_(V-PDB)在-16.97‰～-8.37‰之间,δ~(13)C_(V-PDB)在-9.68‰～-8.42‰之间,与冰期前后碳同位素组成对比,δ~(13)C_(V-PDB)具显著低负值特征。电感耦合等离子体质谱仪(ICP-MS)微量元素分析结果表明:白云岩样品中铁、锰含量很高,铁含量的平均值约为92867×10~(-6),锰含量的平均值约为10644×10~(-6);Mn/Sr值较大,平均值约为26.89。综合碳、氧同位素的相关性及微量元素特征分析表明,南沱组同冰期白云岩碳同位素组成代表了原始的沉积记录。研究结果表明:①南沱组白云岩的出现反映了南沱冰期海洋中存在着开放的水体,这些开放水体为此时真核生物提供了重要的栖息场所。②南沱冰期海洋处于富铁缺氧的环境,白云岩中碳同位素低负值主要是甲烷厌氧氧化的结果。③同位素质量平衡计算表明,冰期海洋中较高比例的有机质埋藏和极其有限的大气-海洋气体交换导致了大气中氧浓度的升高。     

碳酸盐岩氧、碳稳定同位素地球化学研究目前面临的几个问题

碳酸盐岩氧,碳同位素的研究是地球化学重要的示踪手段之一。它可以为认识地质历史时期的地质过程,地球表面的气候过程和海洋环境过程等提供定量依据。４０多年的研究结果,尤其是进入８０年代方解石质的腕足化石壳体和早期成岩胶结物等特殊样品的应用,取得了若干重大研究进展,但同时也发现了一些新的问题。     

早寒武纪小壳化石的地球化学研究

寒武纪是生命的开端，化石则是生命开始的直接证据，因寒武纪地层对揭示生命的成因具有重大意义，多年来寒武纪地层是众多学科领域关注的热点。对寒武纪的研究，在古生物学方面，已经取得了很好的进展；但是对于这些生物所赖以生存的环境的研究还仅停留在定性阶段，仅限于利用环境指标反应环境的变化。而且，经过成岩作用过程，沉积岩可能已经改变了与海洋所达成的化学平衡。Longinelli等（1973）提出了利用沉积磷酸盐与水的氧同位素平衡的方法计算沉积阶段的古水温，这一温度计为利用小壳化石壳同位素组成计算古水温提供可能。但是，这种可能变成现实的前提条件是：小壳化石的磷酸盐壳质是原生的。小壳化石在存在于寒武纪底部白云岩层，在华南分布广泛。采样点位于云南省会泽县大海乡乡村公路旁。化石形体上呈圆锥型，具有坚硬的磷酸钙壳体，体腔常被石英充填。化石含量高的地层可富集成矿，例如贵州织金磷矿属于这种矿床类型。经过磷酸的浸泡，化石壳饰已被破坏，扫描电镜下呈现不规则的溶蚀坑。偏光镜下化石的横截面上可以看到石英填充物晶形完好。对采集样品进行了元素及同位素地球化学分析，分析结果表明，小壳化石的磷酸盐部分比碳酸盐部分含有更高的REE；Mn/Sr 按 SSF2＜FB＜SSF1＜DH－23 递增，体现了小壳化石中的磷酸盐部分后期成岩作用的影响最小，其可能能够反应古海水特征。小壳化石与颗粒磷的磷酸根氧同位素δ18Ophos在误差范围内是一致的，根据公式 Longinelli 等（1973）计算出来的古海洋温度为28.4～29.4℃。化石中的碳酸盐部分与基质白云岩在碳同位素δ13Ccarb上基本一致。另外，本项研究首次采用硅同位素方法探讨小壳化石中的石英的来源，结果表明化石与基质石英的Si同位素相当［（－0.6＋0.1）‰］，体现了热液特征，与寒武纪底部硅质岩硅同位素特征 0.4‰～1.4‰ 完全不同。化石的磷酸盐成分（SSF）与颗粒状磷矿（FB）成分具有较低的 Mn/Sr比值（0.12，0.23），壳体的碳酸盐成分的 Mn/Sr比值为8.5，基质白云岩 Mn/Sr比值高达200。小壳化石与颗粒状磷矿的磷酸盐氧同位素相近［（16.8＋0.2）‰］，高于相近磷块岩地层（13.3‰～15.9‰）。成岩作用对磷酸盐氧同位素的影响是使氧同位素降低，从这点意义上说小壳化石受成岩作用或后期矿化作用的影响更小。这些分析数据表明，小壳化石中壳体的磷酸盐成分是原生成分。经酸分离的小壳化石表面的溶蚀坑表明，磷酸盐并不是化石壳体的唯一成分，碳酸盐也可能是壳体的组成成分。碳同位素分析表明，壳质中碳酸盐部分与基质白云岩具有相近的δ13C，而且壳体中碳酸盐成分的 Mn/Sr 比值也不高。所以，碳酸盐部分也可能是原生的。根据公式 Longinelli 等（1973）计算出来的古海洋温度为 28.4～29.4℃，Ling等（2004）发表了关于前寒武纪古海水温度的数据，建议 32～34℃ 为前寒武纪古海水温度的上限，但是他所研究分析的磷块岩受成岩作用的影响很大，所以计算的温度较高。从某种意义上说，越小的计算值越接近真正的古海水温度。华南早寒武纪有没有热液这一问题对于发育于早寒武世黑色页岩系中的 Ni－Mo－PGE 多金属硫化物矿床的成因问题尤其重要。热液与沉积成矿观点一直在争论着，从某种意义上说，笔者的Si同位素结果支持了热液成因观点。     

冀北宽城中元古界杨庄组地球化学特征

为分析碳酸盐岩地球化学特征对地层及层序界线、沉积环境的影响,选取冀北宽城中元古界杨庄组剖面进行了实测。冀北宽城中元古界杨庄组常量、微量元素和碳、氧同位素在纵向上具有特征的演变规律,特别是在岩石地层界线与层序界面附近变化明显。CaO含量从杨庄组一段到二段为21.07%～16.45%,从二段至三段则为16.45%～24.21%,Sr、Ba含量分别从杨庄组底部向上由44.59×10-6突变至98.16×10-6和0.51×10-6至10.45×10-6,δ13C值在0‰～-1.5‰之间变化,δ18O在-3.5‰～-8.5‰之间变化。上述常量、微量元素及碳、氧同位素组成、变化与同时期海平面变化基本一致,表明地球化学特征可作为划分地层界面或层序界面的标志,特别是可以优化地层界线或层序界线。杨庄组CaO/MgO、Sr/Ba及V、Rb、Be、B等组成和演化研究表明,杨庄组形成于干热气候下的近岸浅水环境。     

Fluid Inclusions and Hydrogen,Oxygen, and Lead Isotopes of the Antuoling Molybdenum Deposit,Northern Taihang Mountains,China

The Antuoling Mo deposit is a major porphyry‐type deposit in the polymetallic metallogenic belt of the northern Taihang Mountains, China. The processes of mineralization in this deposit can be divided into three stages: an early quartz–pyrite stage, a middle quartz–polymetallic sulfide stage, and a late quartz–carbonate stage. Four types of primary fluid inclusions are found in the deposit: two‐phase aqueous inclusions, daughter‐mineral‐bearing multiphase inclusions, CO₂–H₂O inclusions, and pure CO₂ inclusions. From the early to the late ore‐forming stages, the homogenization temperatures of the fluid inclusions are 300 to >500°C, 270–425°C, and 195–330°C, respectively, with salinities of up to 50.2 wt%, 5.3–47.3 wt%, and 2.2–10.4 wt% NaCl equivalent, revealing that the ore‐forming fluids changed from high temperature and high salinity to lower temperature and lower salinity. Moreover, based on the laser Raman spectra, the compositions of the fluid inclusions evolved from the NaCl–CO₂–H₂O to the NaCl–H₂O system. The δ¹⁸O_H2O and δD values of quartz in the deposit range from +3.9‰ to +7.0‰ and ?117.5‰ to ?134.2‰, respectively, reflecting the δD of local meteoric water after oxygen isotopic exchange with host rocks. The Pb isotope values of the sulfides (²⁰⁸Pb/²⁰⁴Pb, 36.320–37.428; ²⁰⁷Pb/²⁰⁴Pb, 15.210–15.495; ²⁰⁶Pb/²⁰⁴Pb, 16.366–17.822) indicate that the ore‐forming materials originated from a mixed upper mantle–lower crust source.     

Geochemical Characteristics of Gold Polymetallic Deposits as Exemplified by the Laozuoshan Deposit,Heilong jiang,China

From the studies of ore deposit geologic settings,sulfur isotopes,lead isotopes,carbon isotopes and oxygen isotopes,fluid inclusions and petrochemistry in this paper,the authors have drawn a conclusion that the ore-forming hydrothermal solutions are the high-temperature magmatic hydrothermal solutions for the gold ore deposit,and at the same time,the involvemety of crustal materials can not be ruled out .It is the first time that the authors have proposed that the Laozuoshan gold-ploymetallic ore deposit in Heilongjiang Province was formed in the calc-alkaline series environment at the margin of an active continent.     

中国SEDEX型矿床成矿流体硼、硅、氦-氩同位素组成研究评述

SEDEX型矿床成矿流体的研究是矿床地球化学研究的重要课题之一。正确识别系统中不同的流体来源及其混合过程,是深刻理解SEDEX型矿床形成演化的关键。系统总结了国内几个典型的SEDEX型矿床同位素研究成果,认为B和Si同位素是根据SEDEX型矿床独特的矿物组合而提出的一种示踪方法,对矿床成因和沉积环境示踪效果理想;He、Ar同位素则因为在地壳和地幔储库中有极不相同的组成,是理想的幔源流体示踪剂。鉴于SEDEX型矿床含有电气石、黄铁矿、硅质岩等特殊的矿物与岩石组合,B、Si、He-Ar同位素可能更适合SEDEX型矿床矿化流体来源研究,并指出其理论发展的薄弱之处。     

克里阳钾镁煌斑岩同位素地球化学特征

通过研究表明，克里阳钾镁煌斑岩的δ^13C值为-2．79‰～-3．3‰，δ^18O值为 14．5796‰～ 16．43‰。其相容元素Cr、Ni，不相容元素Ba、Sr、Nb、Ta、Zr、Hf、Th含量比较亏损，惰性元素及放射性生热元素等(除U外)均较亏损，极亏损高场强元素Nb、Ti、Ta，说明其产出可能与古俯冲作用有关。这些特征均表明，该区钾镁煌斑岩比较完好地保存着源区特征。克里阳钾镁煌斑岩的Sr初始比值为0．70807，与国际同类岩石相比有些偏高，在中国属中度；Pb同位素比值^206Pb／^204Pb为18．3556。从Pb、Sr同位素组成及其他地球化学特征来看，它们很可能也反映了一种亏损地幔为主和再循环的壳源物质的混合作用。     

湘南宝山矿床REE、Pb-S同位素地球化学及黄铁矿Rb-Sr同位素定年

湘南宝山矿区的花岗闪长岩体、地层(灰岩)、方解石及黄铁矿具有相似的稀土元素地球化学特征,即轻稀土富集和Eu负异常。其中,黄铁矿表现为最低的稀土总量、明显的Eu负异常和较明显的Ce负异常,这反映了流体的稀土元素地球化学特征。认为成矿流体既有来自花岗闪长岩体的岩浆水参与,又有大气降水的作用。本次工作的矿床硫化物单矿物Pb同位素组成变化范围较小,在铅同位素构造演化图上均位于地壳演化线附近,反映的主要是地壳的信息。矿床硫化物S同位素组成与岩体及围岩地层基本一致,属于同源。通过对六个黄铁矿样品的Rb-Sr同位素分析,获得宝山矿床的Rb-Sr等时线年龄为174±7Ma,MSWD=0.55,黄铁矿的(87Sr/86Sr)i为0.70912±0.00016,高于花岗闪长岩体的锶同位素初始比值。黄铁矿Rb-Sr等时线年龄与花岗闪长岩体的单颗粒锆石U-Pb年龄十分一致,表明矿床的形成与岩体有密切的联系,花岗闪长岩体提供了矿床形成所需要的能量和部分流体,而地层也提供了部分成矿物质。     

辽东砖庙矿区硼矿床的海相蒸发成因——来自硼、硫、碳同位素的证据

辽宁砖庙硼矿区的硼矿体呈层状或透镜状赋存于辽河群里尔峪组火山-沉积建造下部的蛇纹石化大理岩中,内部含有大量镁橄榄岩包裹体。本研究利用LA-MC-ICP-MS技术对砖庙硼矿区内的硼矿石硼同位素进行了微区原位分析,对矿石及大理岩围岩的硫、碳稳定同位素进行了系统研究。硼矿石的δ11BNIST SRM-951为12.6‰~13.9‰,具海相蒸发沉积特征;硼矿石和大理岩的δ34SV-CDT为11.6‰~24.3‰,具海相沉积成因特征;矿体上下层位中蛇纹石化大理岩的δ13CV-PDB为–5.0‰~–0.5‰,部分未蛇纹石化大理岩的δ13CV-PDB为4.1‰~4.6‰,具有古元古代海相碳酸盐岩特有的碳同位素正异常现象。据此提出,砖庙矿区的硼矿床可能形成于海相蒸发沉积和火山喷发旋回交替的滨海环境,随后同期喷发的超基性火山岩覆盖于海相蒸发沉积成因硼矿体之上,保护了易溶的硼酸盐矿物,经后期变质和热液改造,形成目前独特的硼酸盐矿物,碳酸盐岩与超基性岩岩石组合。     

广西大厂锡多金属矿床硅质岩和层状矿体氧硅同位素研究

作者对大厂地区泥盆纪地层中的不同成历的硅质岩进行了系统的硅氧同位素研究。其中一种是与矿化无关的浅海放射虫硅质岩，其硅质来自海水的溶解硅，表现出低的负δ30Si值和变化较大的δ18O值；另一种岩石可能属海底喷气成因，表现出你的负δ30Si值和均一的δ18O值，与硫化物成矿作用有密切关系。     

Hydrogen, Oxygen and Sulfur Isotope Studies of Seafloor Hydrothermal System at the Desmos Caldera, Manus Back-arc Basin, Papua New Guinea: An Analogue of Terrestrial Acid Hot Crater-lake

Abstract. The Onsen site is an active submarine hydrothermal system hosted by the Desmos caldera in the Eastern Manus Basin, Papua New Guinea. The hydrothermal fluid is very acidic (pH=1.5) and abundant native sulfur is deposited around the vent. The δ³⁴S values of native sulfur range from -6.5 to -9.3 %o. δ³⁴S values of H₂S and SO₄ in the hydrothermal fluid are -4.3 to -9.9 %o and +18.6 to +20.0 %o, respectively. These δ³⁴S values are significantly lower than those of the other hydrothermal systems so far reported. These low δ³⁴S values and the acidic nature of the vent fluids suggest that volcanic SO₂ gas plays an important role on the sulfur isotope systematic of the Onsen hydrothermal system. Relationship among the δ³⁴S values of S-bearing species can be successively explained by the model based on the disproportionation reaction starting from the volcanic SO₂ gas. The predicted δ³⁴S values of SO₂ agree with the measured whole rock δ³⁴S values. δD and δ¹⁸O values of clay minerals separated from the altered rock samples also suggest the contribution of the magmatic fluid to the hydrothermal system. Present stable isotopic study strongly suggests that the Onsen hydrothermal site in the Desmos caldera is a magmatic submarine hydrothermal system.     

Shoreline tufa and tufaglomerate from Pleistocene Lake Bonneville,Utah, USA: stable isotopic and mineralogical records of lake conditions,processes, and climate

Shoreline carbonate deposits of Pleistocene Lake Bonneville record the conditions and processes within the lake, including the evaporative balance as well as vertical and lateral chemical and isotopic gradients. Tufas (swash‐zone) and tufaglomerates (cemented, subaqueous colluvium or beachrock) on multiple, well‐developed shorelines near the Silver Island Range, Utah, also present an opportunity to examine physicochemical lake processes through time. Three shorelines are represented by carbonate deposits, including the 23–20 ka Stansbury stage, 15–14.5 ka Bonneville stage, and 14.5–14 ka Provo stage. Mean δ¹⁸O_VSMOW values of all three shorelines are statistically indistinguishable ( ～ 27 ± 1‰), when a few Bonneville samples of unusual composition are neglected. However, differences in primary carbonate mineralogy indicate that the correspondence is an artefact of the different fractionation factors between calcite or aragonite and water. Second, in order to sustain a much smaller, shallower lake during the colder Stansbury stage, the climate must have also been relatively dry. Third, δ¹⁸O values in tufa are higher than tufaglomerate by ～ 0.5‰, consistent with greater evaporative enrichment of lake water in the swash zone. Fourth, mean δ¹³C values for the Provo, Stansbury and Bonneville shorelines (4.4, 5.0 and 5.2‰, respectively) show that carbon species were dominated by atmospheric exchange, with the variations produced by differences in the oxidation of organic matter. Comparisons of shoreline carbonates with deep‐lake marls of the same approximate age indicate that shoreline carbonate was much higher in δ¹³C and δ¹⁸O values (both ～ 2.5‰) during Bonneville time, whereas isotopic differences were minor (both ～ 1‰) in Stansbury time. In particular, the Bonneville stage may have sustained large vertical or lateral isotopic gradients due to evaporative enrichment effects on δ¹⁸O values. In contrast, the lake during the much shallower Stansbury stage may have been well mixed. Differences in the primary mineralogy (Stansbury and Bonneville, aragonite > calcite; Provo, calcite > aragonite) reflect profound differences in lake chemistry in terms of open versus closed‐basin lakes. The establishment of a continuous outlet during Provo time probably reduced the Mg²⁺/Ca²⁺ ratio of lake water. Curiously, regardless of primary mineralogy, tufaglomerate cements are enriched in Na⁺ and Cl^? and depleted in Mg²⁺ relative to capping tufa of the same age. This probably reflects vital or kinetic effects in the swash zone (tufa). We suspect that ‘abiotic’ effects may have been important in the dark pore space of developing tufaglomerate, where the absence of light suppressed photosynthesis. Copyright © 2005 John Wiley & Sons, Ltd.     

Sulfur, Carbon and Lead Isotope Studies of the Dajing Polymetallic Deposit in Linxi County, Inner Mongolia, China – Implication for Metallogenic Elements from Hypomagmatic Source

Abstract: The Dajing Cu‐polymetallic ore deposit in Linxi county, Inner Mongolia Autonomous Region, China, is economically a valuable Cu–Sn–Ag–Zn–Pb deposit in the southern section of the Da Hinggan metallogenic province. For the analyzed 23 samples of sulfide minerals, including chalcopyrite, pyrite, sphalerite and galena, the δ³⁴S values range from –1.8 to +3.8 % with an average of +0.65 %. The narrow distributions of the δ³⁴S values with +1 % peak value, including the published data, and the δ¹³C values around –5 % indicate that the sulfur and carbon of the hydrothermal fluids are derived from a hypomagmatic source, and exclude the possibility that the hosted strata, i.e., the Upper Permian Linxi Formation, provided certain amounts of sulfur and carbon. The ²⁰⁶Pb/²⁰⁴Pb, ²⁰⁷Pb/²⁰⁴Pb and ²⁰⁸Pb/²⁰⁴Pb ratios of sulfide ores range respectively within 18.257‐18.368, 15.476‐15.609, and 37.916‐38.355 with the model ages of 122–209 Ma. The black shale, however, contains higher radiogenic lead with the ²⁰⁶Pb/²⁰⁴Pb ratios of 18.473‐20.156, differing from the ores. However, the ²⁰⁶Pb/²⁰⁴Pb, ²⁰⁷Pb/²⁰⁴Pb and ²⁰⁸Pb/²⁰⁴Pb ratios of the ore, basaltic porphyrite and feldspar leads are similar, and lie on the same lines in the diagrams of ²⁰⁸Pb/²⁰⁴Pb vs. ²⁰⁶Pb/²⁰⁴Pb and ²⁰⁷Pb/²⁰⁴Pb vs. ²⁰⁶Pb/²⁰⁴Pb. The fact that these mixing lines are composed of the two end members, the mantle and orogenic belt, strongly supports that all the metallogenic elements were carried by the hypomagma mixing the matters of the mantle and orogenic belt prior to the Mesozoic. Therefore, the Dajing ore deposit is a typical mag–matic–hydrothermal vein type ore deposit associated with subvolcanic rocks.