壳幔混染成矿机制的稀有气体同位素及硅同位素证据——以滇西富碱斑岩型多金属矿区为例

滇西富碱斑岩型多金属矿区黄铁矿和石英脉流体包裹体中R/Ra值主要为0.160 8~3.470 0,远高于地壳特征值,而整体略低于地幔特征值;20 Ne/22 Ne和21 Ne/22 Ne平均值分别为11.271 0和0.032 2,接近地幔同位素组成;40 Ar/36 Ar和38 Ar/36 Ar平均值分别为395.510 0和0.197 6,均高于大气比值,而低于MORB比值;与大气相比,128 Xe/130 Xe、129 Xe/130 Xe、131 Xe/130 Xe、132 Xe/130 Xe、134 Xe/130 Xe、136 Xe/130 Xe值均表现出过剩的特征;富硅成矿流体的δ30Si值为-2.4‰~-0.1‰,表现出几乎未经动力分馏的原始地幔流体性质,而富碱岩浆的δ30Si值为0.0‰~0.4‰,表现出历经强烈动力分馏的交代富集地幔流体性质。综合研究表明:滇西地区硅同位素组成与包裹体稀有气体同位素组成在显示含矿流体的幔源特征的同时,又表现出强烈的地壳特征;成矿物质主要来自地幔交代作用形成的富集地幔分异产物,即富碱岩浆和与之伴随的富硅成矿流体,二者携带成矿物质沿断裂进入地壳,伴随富硅成矿流体在富碱岩浆的成岩过程中对富碱斑岩与地层岩石的交代蚀变,从而引发壳幔物质叠加混染。正是这种流体作用构成了滇西新生代富碱斑岩多金属成矿的内在统一制约因素。     

海底冷泉系统中的钙同位素示踪研究进展

海底冷泉系统中的钙同位素及其与天然气水合物形成关系的研究已有少量报道,现有的研究均表明,冷泉系统中钙同位素的分馏受多种因素和过程的控制,孔隙水及碳酸盐中的钙同位素不仅可以用来识别甲烷缺氧氧化界面的位置,也可以用来探讨冷泉系统中钙同位素分馏的控制机制。阐述了冷泉系统的基本特征、研究现状及其钙同位素示踪的研究进展,并据此分析了冷泉系统的形成演化与天然气水合物的关系,指出了钙同位素研究中存在的主要问题,旨在为国内学者进一步深入开展冷泉系统与天然气水合物关系的研究提供一些参考。     

鲁西北平原地热热源机制的气体同位素约束

利用地热系统中气体的组分、丰度及同位素组成,可以识别地热流体的来源,追溯其热源形成机制。鲁西北平原地热资源自1998年以来大规模开发利用,但对其热源形成机制的认识尚不明确。本文利用溶解性气体组分和同位素特征对鲁西北平原热源成生条件进行了研究。溶解气成分结果表明,地热气体组分均以N₂为主,主要为大气降水入渗成因,在相对封闭的地质环境中深循环,混合一定量的地壳深部或地幔来源的气体。利用³He/⁴He比值,定量计算出研究区壳幔热源配分比为0.90～1.57,热源主要为地壳岩石放射性生热与来自上地幔沿深大断裂的对流热。其中,砂岩热储受构造活动影响较小,地幔热流占45%左右。而岩溶热储受构造控热明显:处于深大断裂或济南岩体与灰岩接触带附近的岩溶热储地幔热流占比相对较大,达48.77%～52.75%,显示除了正常的大地热流传导产热,沿深大断裂、岩体与灰岩接触带存在来自上地幔的对流聚热;处于齐广断裂与济南岩体中间的稳定地块地幔热流相对较小,仅占38.87%～40.97%,指示构造相对稳定区获得深部热流较少。     

古高程计：氢氧同位素的新应用

定量恢复高大地形的古高程是地质学家一直以来追求的目标，将自生矿物中氢氧同位素用作古高程计的历史不长，这种方法还有很大的应用潜力，可用到比新生代更古老的时期。根据与气团上升和水汽凝结的热动力学性质相关的瑞利平衡分馏原理，建立了这种古高程计的热动力模型，这个模型应用简便，适用于纬度小于35°的地区。区域性经验关系的方法误差较小，但也有计算繁琐、适用区域有限的不足。以上两种方法的计算精度均有待于提高。研究中使用方解石作为样品最普遍，在方解石、高岭石、蒙脱石和针铁石等矿物中,究竟使用哪种推算古高程产生的误差更小，还需进一步研究。     

The Isotope Geochemistry of N2 in Natural Gas Pools

ＩＮＴＲＯＤＵＣＴＩＯＮＭｏｌｅｃｕｌａｒｎｉｔｒｏｇｅｎ（Ｎ２）ｉｓｏｎｅｏｆｔｈｅｍｏｓｔｃｏｍｍｏｎｎｏｎｈｙｄｒｏｃａｒｂｏｎｃｏｍｐｏｎｅｎｔｓｉｎｇａｓｐｏｏｌｓ（Ｚｈｕ,１９９４）．Ｎ２ｒｉｃｈｇａｓｐｏｏｌｓｈａｖｅｂｅｅｎｄｉ...     

柴达木盆地天然气的碳同位素地球化学特征及成因分析

依据天然气碳同位素中δ13C1、δ13C2、δ13C3的组成与划分标准，将柴达木盆地天然气划分为煤型气、裂解气、油型气与生物气四种类型，通过对天然气同位素中的δ13C1、δ13C2-δ13C1、δ13C3-δ13C2值的差异分析以及与对应的烃源岩干酪根碳同位素进行对比分析，探讨了柴达木盆地不同地区天然气的成因以及影响因素，这对于探索柴达木盆地的成气规律以及在不同地区天然气勘探的目标选择都有着现实意义。     

分流比对烃类单分子氢同位素分析的影响

在单体烃的氢同位素系统测定中,以甲烷为样品,选择不同的分流比(0.1、0.5、1.0、2.0、5.0、10.0),采用气相色谱-高温热转换-同位素比率质谱对相应的氢同位素比值进行研究。结果表明,不同的分流比对峰形、出峰面积及单体烃的氢同位素值有不同程度的影响,总体上随着分流比的增大,峰宽及峰面积呈现指数方式递减;特别是当分流比较小(小于1)时,导致氢同位素值测定结果的不确定度增大;分流比较大时,氢同位素值趋于稳定。文章对造成这种现象的原因进行了分析,认为在单体烃的氢同位素的分析中,选择较大的分流比不会导致明显的同位素分馏,从而对样品分析更为有利。     

海洋天然气水合物系统硫同位素研究进展

在海洋天然气水合物的地质系统中,甲烷的渗漏作用形成了独特的地球化学微环境。渗漏的甲烷在硫酸根-甲烷氧化还原界面与硫酸根之间发生厌氧氧化反应,同时硫酸盐发生还原反应,形成具有特殊同位素组成的自生碳酸盐、硫化物（AVS、黄铁矿等）和硫酸盐（重晶石、石膏）等。反应过程中硫酸盐还原菌的作用使得产物中硫的同位素发生了强烈分馏,具体表现为低δ34S值的硫化物矿物和高δ³⁴S值的硫酸盐矿物的形成。沉积物中这种独特的硫同位素特征与海洋天然气水合物系统中独特地球化学微环境有关,是硫酸盐还原反应过程中细菌控制的硫酸盐分馏和厌氧细菌对硫的歧化反应（disproportionation）的共同作用结果。     

鄂尔多斯盆地苏里格庙与靖边天然气单体碳同位素特征及其成因

苏里格庙上古生界砂岩气藏天然气重烃含量高,干燥系数低,为湿气;靖边奥陶系风化壳气藏天然气重烃含量低,干燥系数高,属干气。苏里格庙天然气的正构烷烃碳同位素具有δ13 C₁<δ13 C₃ <δ13 C₂ <δ13 C4的规律,靖边天然气具有δ13 C₁<δ13 C₂ <δ13 C₃ 的规律。二者高碳数烷烃的同位素差别较大,尤其是苏里格庙的乙烷碳同位素比靖边平均重 3.6‰。根据天然气单体碳同位素及其含量变化,苏里格庙天然气属煤成气,靖边天然气属煤成气与油型气的混合气。苏里格庙和靖边天然气中均含少量CO₂ 气,其碳同位素表明苏里格庙除苏 5井为无机CO₂ 气外,均为有机CO₂ 气;靖边林 1、林 5井为无机CO₂ 气,陕参 1井为有机CO₂ 气。结合烷烃气和CO₂ 气,苏里格庙天然气可以分为含有机CO₂ 煤成气和含无机CO₂ 煤成气。碳同位素比值与Ro 关系分析认为,苏里格庙的天然气成熟度处于成熟到高成熟阶段,其相应气源岩的平均Ro 为 1.2 9%～ 1.39%,这一结果与该区二叠系煤岩的成熟度符合较好。     

金川Cu-Ni-PGE硫化物矿床成矿过程稀有气体同位素组成示踪

稀有气体同位素在示踪成矿作用流体来源方面具有独特优势。本文应用熔融质谱法测定了金川Cu-Ni-PGE硫化物矿床23个硅酸盐矿物和金属硫化物单矿物的He、Ne和Ar丰度和同位素组成。结果表明,硅酸盐矿物的3He/4He比值(0.239Ra)略低于硫化物(平均0.456Ra),且从橄榄石(平均0.291Ra)、斜方辉石(0.215Ra)到单斜辉石(0.174Ra)逐渐降低,20Ne/22Ne-21Ne/22Ne分布于MORB与大陆地壳演化线之间,扣除放射性成因4He*和40Ar*后橄榄石和辉石中3He/4He和40Ar/36Ar接近岩石圈地幔组成。He、Ne和Ar同位素组成示踪表明成矿岩浆中存在岩石圈地幔(SCLM)、地壳(CC)和大气饱和流体(ASW)三种端元成分,硫化物熔体的分离发生在岩浆结晶分异的早期。岩石圈地幔部分熔融形成的成矿初始岩浆经历了两阶段的演化。在深部岩浆房高温成矿岩浆同化围岩引入地壳混染组分,促使硫饱和及硫化物熔体的熔离,同时形成具有壳幔混合特征的混合岩浆组分(MC),上升至上部岩浆房后混入较高比例的大气饱和流体,进一步促使硫饱和及浸染状硫化物就地熔离堆积。     

利用生烃动力学和碳同位素生烃动力学探索油气田气体来源

利用气体碳同位素探索油气来源的传统方法由于受源岩类型、源岩成熟度等因素的影响,其实际应用受到很大的限制。生烃动力学和碳同位素动力学结合在这方面具有非常明显的优越性。本文利用热模拟实验,通过生烃动力学和碳同位素动力学计算,表明鄂尔多斯盆地上古生界苏里格气田气体的主要是他源阶段累积气,来源于气田南部高成熟区域、西部的天环坳凹陷气体的贡献比例分别为49%、22%,气田区域的源岩累积气体占29%。     

青藏高原东缘缅萨洼金矿成矿流体地质地球化学特征

缅萨洼金矿位于中国中轴构造带的中南段,青藏高原的东缘,赋存于金河-箐河断裂带次级断裂羊坪子韧性剪切带中本文根据对该矿床硫化物流体包裹体的氦氩同位素、硫化物的硫同位素以及与硫化物共生的石英的流体包裹体特征、成分以及氢氧同位素组成的测定,讨论了缅萨洼金矿的成矿流体来源及其矿床成因。结果显示,该矿床硫化物流体包裹体中的3He/4He变化较小,为0.69-0.82,显示了地幔流体参与成矿作用的可能性。而4He的含量变化范围较大,一般在2.19-10.62×10-6cm3STP/g(方铅矿除外)与3He/4He相比,40Ar/36Ar的比值则变化较小,一般为251-509。而硫化物的δ34S同位素变化范围在-1.8-2.2‰,平均值为0.5‰,说明硫的地幔来源。与硫化物共生的石英的流体包裹体的类型主要有富液相的盐水溶液包裹体、富气相的盐水溶液包裹体、三相CO2包裹体、纯液相CO2包裹体以及有机流体包裹体。成矿流体的氢氧同位素则显示成矿流体来源于岩浆水(或地幔流体)与大气降水的混合流体,本文认为,缅萨洼金矿的成矿流体为地幔流体与大气降水的混合流体,是渐新世印度大陆与亚洲大陆碰撞之后,该地区大规模走滑与剪切作用过程中,局部伸展作用的产物。     

我国煤层甲烷碳同位素分布特征与瓦斯成因类型划分探讨

以170余组煤层甲烷碳同位素测定结果为依据,分析了我国煤层瓦斯的δ13C,值分布特征,探讨了瓦斯成因类型划分,研究结果显示：δ13C,值分布范围为～73．3％0—27．3‰,δ13C,值随煤的变质程度的增加总体增大,无烟煤阶段以后,δ13C。的变化趋于平稳,在-35‰上下波动;根据煤层甲烷碳同位素与煤级之间的变化关系,以煤的最大镜质体反射率作为指标,将我国煤层瓦斯成因分为次生生物成因气、混合成因气和热成因气三大类,并指出了我国部分煤矿区的瓦斯成因类型。     

凡口铅锌矿床同位素地球化学证据

对凡口铅锌矿床不同成矿阶段进行矿物包裹体温度、硫和铅同位素测定，获得成矿第Ⅰ阶段温度为300±50℃，第Ⅱ、Ⅲ阶段温度为250±50℃；并获得矿床硫化物的S同位素组成为2.1‰～26.5‰，具有δ34SPy＞δ34SSp＞δ34SGn；第Ⅰ阶段硫化物的硫同位素组成随赋存层位由老到新硫同位素有逐渐减小趋势；第Ⅱ阶段硫化物的δ34S为14.3‰～23.8‰；第Ⅲ阶段硫化物的δ34S为5.7％~15.7‰，具有从早阶段至晚阶段硫同位素组成变化范围从大至小的减小趋势。分析获得68件铅同位素数据，其中硫化物的206Pb/204Pb比值为18.023～18.847；207Pb/204Pb比值为15.700～15.820；208Pb/204Pb比值为38.056～39.796。灰岩全岩的206Pb/204Pb比值为18.230～18.860；207Pb/204Pb比值为15.640～16.000；208Pb/204Pb比值为38.714～39.960。辉绿岩的206Pb/204Pb比值为18.570～18.650；207Pb/204Pb比值为15.260～15.620；208Pb/204Pb比值为38.650～38.960。第Ⅰ阶段δ34OH2O为13.3‰~13.1‰，δD为－50.2‰～－61.5‰；第Ⅱ阶段δ18OH2O为－2.4‰～＋10.8‰，δD为－50.2‰～－63.2‰；第Ⅲ阶段δ18OH2O为－4.9‰～－14.3‰，δD为－59.0‰～－61.0‰。     

土壤中多环芳烃单体碳同位素分析的分离净化方法研究

应用单体碳同位素组成追溯多环芳烃（PAHs）类污染物的来源越来越受关注。单体同位素分析中,利用样品预处理减少共流出和未分峰（UCM）,是实现同位素比值准确分析的重要前提。已有分离净化研究较少关注环数小于3的PAHs;或需联合使用高效液相色谱（HPLC）技术,但对实验室条件要求较高。本文期望避免使用HPLC技术,仅通过简单的固相萃取法,实现16种PAHs的分离净化,满足包括低环数在内的PAHs单体碳同位素分析的要求。实验对比了氨基和硅胶两种填料的固相萃取（SPE）小柱,以及正戊烷等10种淋洗溶剂对PAHs的分离净化富集效果。结果表明：氨基小柱中有20%以上的萘和苊不能与烷烃和未分峰完全分离,硅胶SPE小柱除杂效果和分离效果优于氨基小柱。选择1000mg/6mL硅胶SPE小柱,利用6mL正戊烷淋洗UCM和烷烃,5mL正戊烷-二氯甲烷（70：30,V/V）洗脱PAHs。利用气相色谱（GC）对分离净化效果进行初步检验,气体同位素质谱（GC-IRMS）进行单体碳同位素分析。16种PAHs的回收率为79%~128%,相对标准偏差为2%~13%（1σ,n=6）,单体碳同位素比值（δ¹³C）分析精度为0.1‰~0.75‰,大幅降低了其中UCM和共流出对PAH单体碳同位素分析的干扰,尤其减少了对低环数PAHs单体碳同位素分析的影响,而且净化过程没有造成PAHs单体碳同位素分馏,满足PAHs单体碳同位素分析的要求。     

青藏高原冻土区湿地甲烷排放及同位素特征研究

青藏高原冻土区是我国最重要的湿地分布区之一,其碳循环系统在陆地生态环境中具有重要的作用。为了系统地研究青藏高原冻土区湿地甲烷排放特征,采用静态箱采气法,通过对近地表游离气甲烷碳同位素含量进行现场测定;结合吸附气烃类气相色谱分析,利用已有的天然气气源判别图解,对研究区甲烷气源成因进行判别。结果显示,在青藏高原冻土区木里地区,土壤甲烷排放在春季最高,以生物成因为主,夏季为混合成因,秋季较低,且以热成因为主,生物作用是影响该区甲烷排放的主要因素,同时地下天然气水合物中的气体逸散作用也在一定程度上影响了研究区地表甲烷浓度。     

河北平原地下水氦氩同位素特征

通过对河北平原地下水氦同位素进行分析比较，根据过剩He(4He exc)、3He/4He比值、δ3He和36Ar/38Ar及40Ar/36Ar值分析认为，河北平源地下水氦氩同位素有7个特征；①地下水中过剩He浓度沿地下水的流向而增高；②地下水中过剩He浓度随着地下水埋深加大而增高；③满城-沧州剖面上过剩He浓度大于石家庄-衡水剖面上的过剩He浓度；④河北平原地下水主要是由大气隆重水补给的；⑤衡水热水过剩He浓度很高（>674.83×10-8cm3STPg-1水）；⑥地下水的36Ar/38Ar比值平均值为5.37，非常接近地球大气的比值（5.35）；⑦地下水的40Ar/36Ar比值从296-412，均比大气氩的40Ar/36Ar比值（295.6）大，这表明40Ar都是放射成因的，且具有“年代积累效应”。     

印度大陆俯冲前缘的可能位置:来自藏南和藏东活动热泉气体He同位素约束

为了获得西藏碰撞造山带的深部信息 ,并约束印度大陆俯冲碰撞过程 ,系统研究了藏南地区活动热泉的氦同位素。本文资料和前人成果表明 ,青藏高原热泉气体 He同位素组成变化极大 ,R/ Ra介于 0 .0 17～5 .38之间 ,可分为两个不同的 He变化域 ,即幔源 He域 (R/ Ra:0 .11～ 5 .38;R为样品的 3He/ 4He值 ,Ra为空气的 3He/ 4He值 ,下同 )和壳源 He域 (R/ Ra:0 .0 17～ 0 .0 72 )。前者主要分布于东构造结附近的腾冲热海 (R/ Ra:0 .4 0～ 5 .38)、西构造结附近的狮泉河热田 (R/ Ra:0 .2 7～ 0 .30 )以及 89°E以东的拉萨热水活动带 (R/ Ra:0 .11～ 0 .98) ,后者集中于 89°E以西的昂仁热水活动区 (R/ Ra:0 .0 17～ 0 .0 72 )。东西构造结附近的热泉受走滑断裂控制 ,有不超过 5 0 %的幔源气贡献 ,而高原腹地内的热水活动则受 SN向裂谷控制 ,幔源 He域与壳源 He域以 89°E为界 ,分别横跨雅江缝合带。热泉氦同位素与深部地球物理探测资料综合分析表明 ,高原腹地的现代热水活动主要受上地壳内部成片出现的岩浆房或部分熔融层驱动 ,但 89°E以东地区有来自幔源熔浆的热和物质 (He气 )贡献。本文提出 ,印度大陆板块总体呈斜向俯冲态势 ,在 89°E以西 ,向北北东方向缓角度俯冲的板片可能已越过雅江缝合带 ,而在89°E以     

Problems of Lithium Isotope Research in Salt Lake Study

正Lithium in nature mainly exists in the forms of solid minerals and ionic liquid.More than 150 lithium minerals exist,which are mainly pegmatite mineral including triphane,lithionite and petalite.Liquid lithium mainly     

新疆阿希低硫型金矿稀有气体同位素地球化学及其成矿意义

阿希是一个赋存在新疆西天山古生代陆相火山岩中的大型低硫型(冰长石-绢云母型)浅成低温热液金矿床.本文利用高真空惰性气体同位素质谱仪测定了阿希金矿黄铁矿中流体包裹体的稀有气体同位素组成,结果显示其~3He/~4He 比值为0.0218～0.138R_a,平均为0.044R_a;~(40)Ar/~(36)Ar 为317.7～866.0,平均为467.3,略高于大气中~(40)Ar/~(36)Ar 比值(295.5);~(20)Ne/~(22)Ne 和~(21)Ne/~(22)Ne 的比值分别为8.08～13.00和0.028～0.063,~(82)Kr/~(84)kr、~(83)Kr/~(84)kr、~(86)Kr/~(84) Kr 的比值分别为0.159～0.278、0.171～0.238、0.280～0.348,~(129)Xe/~(132)Xe 和~(134)XP/~(132)Xe 分别为0.96～1.017、0.401～0.443。流体包裹体~3He/~4He 显示成矿流体来自壳源,不舍幔源 He;流体中除壳源放射性成因~(40)Ar~*外,有大气 Ar 的参与,放射性成因~(40)Ar~*的含量为7.0%～65.9%,平均为29.0%,大气~(40)Ar 的贡献为43.0～93 0%,平均为71.0%,稀有气体同位素组成反映出阿希金矿成矿流体为循环的大气降水。F~(84)Ke 和 F~(129)Xe 值显示流体在成矿作用过程中曾发生过沸腾作用。