不纯碳酸盐碳氧同位素组成的在线分析

利用 GV IsoPrime(R)Ⅱ型稳定同位素质谱仪测量不纯碳酸盐样品的碳氧同位素组成,这些样品是用国家碳酸盐碳氧同位素一级标准物质 GBW04406与去除了碳酸盐的沉积物混合配制而成的, CaCO3含量在 2%～ 90%之间.结果显示 ,δ 13C内部精度为 0.002‰～ 0.005‰ (1σ ),δ 18O内部精度为 0.003‰～ 0.009‰ (1σ ),与测量所得的纯 CaCO3国际国内标准物质结果的内部精度范围一致,且外部精度达到仪器的指标要求,同时 ,不同 CaCO3含量样品的δ 13C和δ 18O的测量值 (测量平均值:δ 13C =-10.932‰± 0.021‰,δ 18O=-12.483‰± 0.054‰; 1σ )也在误差允许范围之内与 GBW04406推荐值 (δ 13C=-10.85‰± 0.05‰, δ 18O =-12.40‰± 0.15‰ ; 1σ )一致.可见碳酸盐的含量并不影响其碳氧同位素组成的分析结果,所以在线分析不纯碳酸盐的碳氧同位素组成是可行的,在线分析不纯碳酸盐样品的碳氧同位素组成之前应先对样品中碳酸盐含量进行大致估计,根据碳酸盐含量高低来确定样品用量以达到最佳分析效果.     

硫和氧同位素示踪黄河及支流河水硫酸盐来源

为了准确识别河水硫酸盐受自然风化和人为活动影响的过程,做好地表水资源管理,选择黄河小浪底水库以下干流和支流河水为主要研究对象,分期采集河水样品,采用硫酸盐硫和氧同位素,结合水化学组成及潜在硫酸盐来源硫和氧同位素范围,判定黄河及支流河水硫酸盐的来源及混入比例。结果表明:① 研究区黄河河水硫酸盐主要来源于第四纪黄土中易溶硫酸盐,干流河水SO₄2-含量均值为2.23 mmol/L,δ34S_SO4和δ18O_SO4均值分别为+8.9‰和+10.4‰;② 研究区沁河丰水期河水硫酸盐24%来源于大气降水,61%来源于土壤硫酸盐溶解,15%来自于石膏溶解;平水期河水硫酸盐39%来源于大气降水,36%来源于土壤硫酸盐溶解,25%来源于石膏溶解。沁河河水SO₄2-含量均值为2.44 mmol/L,δ34S_SO4和δ18O_SO4均值分别为+9.8‰和+9.7‰;③ 研究区洛河河水硫酸盐受生活污水影响较大,伊河河水硫酸盐受到土壤硫酸盐溶解和化学肥料溶解的共同影响,伊洛河河水SO₄2-含量均值为1.27 mmol/L,δ34S_SO4和δ18O_SO4均值分别为+10.4‰和+6.5‰。蒸发盐类矿物溶解以及土壤硫酸盐溶解等自然风化过程是控制区域河水硫酸盐来源的重要过程,人为活动对伊洛河河水硫酸盐的贡献不容忽视。     

碳酸盐岩中微量硫酸盐的氧硫同位素分析

 从碳酸盐岩中定量提取SO₄^2-是分析碳酸盐岩中微量硫酸盐氧、硫同位素组成的一个关键问题。在提取过程中要求不发生明显的同位素分馏。提取出的硫酸盐最终以硫酸钡形式沉淀出来。测定此硫酸钡的氧、硫同位素组成便获相关碳酸盐岩中微量硫酸盐δ¹⁸O的及δ³⁴S值。     

硫酸盐的氧同位素测量方法

硫酸盐不仅是常见矿物,还是自然界少数几个具有氧同位素非质量分馏效应的矿物之一。硫酸盐矿物的氧同位素组成,特别是硫酸盐的氧同位素非质量分馏效应,可以为研究其形成过程和条件提供大碹有用信息,揭示一些元素浓度甚至单个同位素比值测量无法获得的特殊作用过程。但由于硫酸盐的氧同位素分析技术难度大,这一方法在国内尚未建立起来。论文介绍了BrF5法测量硫酸盐氧同位素组成的实验装置、分析流程和测量结果。该方法是目前唯一可以同时测量硫酸盐^17O／^16O和^18O／^16O比值的方法。对BaSO4国际氧同位素标准样品NBS-127和一种BaSO4化学试剂进行了多次重复测量。测量的NBS-127国际标样的δ^18Ov-SMOW=（9．20±0．11）‰,与标准值完全一致;BaSO4化学试剂的δ^18Ov-SMOW=（14．64±0．13）‰。分析精度（标准偏差）达到0．13％。（1σ）,优于国外（0．15～0．29）‰（1σ）的水平     

衢州市上方镇方解石矿床碳、氧同位素地球化学特征

为研究浙江省衢州市上方镇方解石矿床的成岩成矿环境,采集了上方镇方解石矿床中的大理岩样品,用MAT-253型气体同位素质谱仪对其进行了碳、氧同位素分析测试。结果表明,样品的δ¹³C_PDB和δ¹⁸O_SMOW均值分别为-1.32‰和18.25‰,计算的盐度指数Z值为97.42～130.08,均值为118.50,在δ¹⁸O_SMOW-δ¹³C_PDB图解上大多数样品点落于海相碳酸盐与碳酸盐溶解作用范围内,上方镇方解石矿床大理岩的原岩应为沉积成因,可能形成于宽阔的海洋环境。     

三峡地区震旦系碳酸盐岩碳氧同位素特征

本文对三峡地区秭归庙河陡山沱组第一段至第三段，宜昌棺材崖陡山沱组第三段上部至灯影组底部以及四溪灯影组石板滩段和白马沱段碳酸盐岩碳氧同位素组成特点的研究结果表明，三峡地区震旦系碳同位素组成与全球新元古代广布的后Martinoan冰期地层δ^13C的分布模式基本一致，本文还讨论了地层中碳同位素组成与生物演化和地层层序发展的关系，指出陡山沱组一段白云岩中δ^13C的负异常可以作为震旦系底界划分的标志，最晚Varanger冰期在三峡地区由陡山沱组三段上部出现的三级层序界面所替代，震旦系内部陡山沱组一段和三段可能形成于Marinoan冰期之后，伊迪卡拉生物分异发展之前，而陡山沱组四段及上覆灯影峡组则大致与国外伊迪卡拉期地层对比。     

硫酸盐中三氧同位素研究进展

氧同位素组成是一个非常有效的示踪硫酸盐的起源和形成环境的工具.过去主要针对硫酸盐中的氧同位素δ(18O)的研究,近年来,随着硫酸盐中氧同位素质量不相关分馏现象的陆续发现,其δ(17O)的研究成为热点与前沿.在综述了硫酸盐三氧同位素测试技术的研究现状及进展情况后,重点介绍了从硫酸盐中直接提取O2供质谱计同时测定δ(17O)与δ(18O)值的CO2-激光氟化法;同时介绍了硫酸盐中氧同位素异常[Δ(17O)]的研究历程,探讨了硫酸盐中氧同位素质量不相关分馏的机理及三氧同位素的应用前景,展望了今后的研究趋势.     

湘南泥盆系碳酸盐岩中氧、碳同位素组成特点

湘南泥盆系碳酸盐岩的沉积环境，可以区别为四种类型：台地相、广海陆棚相、生物礁相及台盆相。69个样品的氧、碳同位素分析结果表明，从台地-广海陆栅-台盆，随着沉积深度的增加，以及沉积环境由局限到开放的变化，碳酸盐岩的氧、碳同位素组成具有同步增加的趋势。     

碳酸盐岩Mg同位素分析方法及研究进展

Mg是中等挥发和流体活动性元素,也是生物所必需的元素,几乎参与了地球上所有的地球化学过程,包括物理、化学和生物循环。近20年来,随着多接收电感耦合等离子体质谱仪（MC-ICP-MS）高精度测定Mg同位素技术的快速发展,Mg同位素在碳酸盐岩研究中显示出非常广阔的应用前景,其中低Mg碳酸盐岩的研究对了解大陆地壳的化学演化具有非常重要的作用。然而,由于现有高Ca低Mg碳酸盐岩的分析方法并不能很好地将Ca完全去除,因此利用低Mg碳酸盐岩的Mg同位素特征进行地质研究仍然存在很大的局限性。通过对已有碳酸盐岩的Mg同位素分析方法进行归纳总结,认为可采取下列措施提高低Mg碳酸盐岩样品的Mg同位素分析精度,即上柱前完全溶解样品;化学分离过程中确保Mg与其他基质元素完全分离;淋洗基质过程中采用HF与HNO3混合酸进行淋洗,同时提高Mg的进样量;采用新鲜的测试样品和标准溶液进行测试等。上述措施可为该分析方法的改进及其在碳酸盐岩类Mg同位素研究中的应用提供参考。     

Carbon and oxygen isotope zoning around Carlin-type gold deposits: a reconnaissance survey at Twin Creeks, Nevada

This study was undertaken to determine whether wallrocks around the Twin Creeks Carlin-type gold deposits exhibit oxygen isotope haloes similar to those found around other types of hydrothermal deposits. Mineralization at Twin Creeks is hosted by Ordovician Sequence shales containing some carbonate minerals and by Pennsylvanian–Permian Etchart Formation limestone. Analysis of orthophosphate-soluble carbonate from these rocks shows that oxygen isotope haloes are detectable in Ordovician Sequence shales but not in Etchart Formation limestone. The soluble fraction of Ordovician Sequence shales at Twin Creeks has δ¹⁸O values of 12 to 24‰ and δ¹³C values of 0 to −10‰. Most samples fall along a poorly defined trend that extends from δ¹⁸O of about 24‰ and δ¹³C values of about 0, which are typical of unaltered limestones, toward lower values for both isotope systems, which are typical of rocks that have undergone alteration by hydrothermal fluids. Plots of these values along two sections through the ore body show that δ¹⁸O values of wallrocks are lowest in the ore zone and increase outward, forming a halo several hundred meters in size. In the same plots, δ¹³C values of the wallrocks do not show systematic spatial variations. The soluble fraction of Etchart Formation limestones at Twin Creeks have δ¹⁸O values of 25 to 5‰ and δ¹³C values of 4 to −10‰, but do not show any systematic spatial variation relative to mineralization at the scale of our samples. Failure of the Etchart Formation samples to show detectable haloes is probably related to deposition of post-ore carbonate minerals or lower ore fluid : rock ratios. Material balance calculations used to model the isotopic composition of average Ordovician Sequence shales indicate that changes in temperature and water : rock ratio were probably not sufficient to account for the wide range of isotope compositions observed in these rocks. The most likely additional factor contributing to this range of values was a change in the composition of the altering fluid, probably by mixing of the ore fluid with surrounding meteoric water. These results suggest that Carlin-type gold deposits are surrounded by haloes of low δ¹⁸O values, but that detection of these haloes could be complicated by local compositional variations and post-ore modification of the wallrocks.     

白云鄂博碳酸岩墙碳氧同位素地球化学

对内蒙古白云鄂博 REE- Fe- Nb矿床周围碳酸岩墙中共存的方解石和白云石进行了 C和 O同位素分析。结果表明，方解石和白云石的δ 13C值变化范围一致，均为－ 3.5‰～－ 7.3‰，落在正常地幔δ 13C值范围 (－ 5‰± 2‰ )内；而它们的δ 18O值可分为两组，第Ⅰ 组为 9.5‰～ 18.0‰，第Ⅱ 组为 20.6‰～ 22.6‰，均远大于正常地幔δ 18O值范围 (5.7‰± 1.0‰ )。第Ⅰ 组低δ 18O值样品中共存白云石与方解石之间的 C和 O同位素分馏均为负值，因此处于热力学不平衡状态，指示它们自形成后受到过后期热液蚀变，与先前的岩石学观察一致。相反，第Ⅱ 组高δ 18O值样品中白云石与方解石之间的 C和 O同位素分馏均为正值，处于热力学平衡状态，指示它们自形成后未受到后期热液蚀变，因此可能沉淀于晚期低温高δ 18O值流体。第Ⅰ 组碳酸岩墙中白云石的 C和 O同位素组成不呈线性分布，指示碳酸岩浆并非由幔源碳酸盐与沉积碳酸盐混合形成。应用水-岩交换模型计算得到，第Ⅰ 组碳酸岩在侵位后经历了碳酸岩浆期后热液的不均一蚀变，蚀变温度约在 220～ 800℃之间，蚀变流体的 CO2/H2O比值较小 (1/500)，但水 /岩比值变化较大 (10～ 400)。由于低温下方解石与热液之间的碳氧同位素交换速率大于白云石，导致这部分碳酸     

An Experimental Study of Oxygen Isotope Fractionation in the Quartz—Wolframite—Water System

Oxygen isotope fractionation was experimentally studied in the quartz-wolframite-water system from 200 to 420 °C. The starting wolframite was synthesized in aqueous solutions of Na₂WO₄ · 2H₂O + FeCl₂ · 4H₂O or MnCl₂ · 4H₂O. The starting solutions range in salinity from 0 to 10 equivalent wt.% NaCl. Experiments were conducted in a gold-lined stainless steel autoclave, with filling degrees of about 50%. The results showed no significant difference in equilibrium isotope fractionation between water and wolframite, ferberite and huebnerite at the same temperature (310 °C ). The equilibrium oxygen isotope fractionation factors of wolframite and water tend to be equal with increasing temperature above 370 °C, but to increase significantly with decreasing temperature below 370 °C: 1000 ln α_wf-H₂o= 1.03×10⁶T−2-4.91 (370 °C ±200 °C ) 1000 ln α_wf-H₂o = 0.21×10⁶T −2-2.91 (420 °C -370 °C ±) This projects was financially supported by the National Natural Science Foundation of China.     

神农宫和祥龙洞洞温季节变化特征及其对石笋氧同位素组成的可能影响

通过对江西万年县神农宫和陕西宁强县祥龙洞两个洞穴内、外温度连续19个月的同步监测以了解不同时间尺度下洞穴温度变化特征。结果显示神农宫及祥龙洞洞内温度存在明显的季节性变化:（1）神农宫夏秋季洞内温度在小时-日尺度上受到降水事件的影响显著,洞内夏秋季温度波动明显高于冬春季。祥龙洞监测点所处支洞环境相对封闭,温度波动在冬春季大于夏秋季,且全年洞温变幅小于神农宫。（2）旬—季节尺度的洞温数据显示,一个完整水文年内,神农宫两个监测点SN1、SN2的温度变幅分别达到4.8 ℃和4.6 ℃,祥龙洞达到3.2 ℃。（3）两个洞穴洞内温度响应洞外气温的变化都存在滞后性,且冬春季滞后大于夏秋季,可能受深部围岩温度相对偏高、空气和围岩热导率的季节变化以及降水季节差异的影响。最后,针对洞温存在较大季节变化的洞穴讨论了不同沉积模式下洞穴温度变化对石笋氧同位素组成18O的可能影响。认为此类洞穴某一时期石笋δ18O出现较大幅度偏正或偏负不一定反映了外界气候的大幅变化,也可能仅仅是由于洞穴沉积条件发生改变而造成的。      

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。     

大别-苏鲁造山带大理岩碳氧同位素地球化学研究

大别-苏鲁造山带的大理岩分布非常广泛,在三叠纪的陆-陆碰撞中,经受了不同程度的变质作用。本文对分布在大别地区北淮阳、苏家河、桐柏、宿松和苏鲁地区张八岭、五莲和坪上等地区的浅变质大理岩进行了碳氧同位素分析。结果发现,除了张八岭大理岩δ~(13)C值出现明显正异常(1‰～8‰)外,其他地区大理岩的δ~(13)C值均处于0±2‰(PDB)范围之内。所有地区大理岩的δ~(18)O值都有不同程度的降低,最低的δ~(18)O值达到4.5‰(SMOW)。与前人对大别-苏鲁超高压大理岩碳氧同位素研究结果相对比,我们发现大理岩δ~(13)C值分布与岩石是否经过超高压没有联系,而主要反映了其原岩沉积的时代和环境,并且其特征可以与发生在新元古代的冰川事件相关联。区域性的δ~(18)O值降低则说明,大部分岩石都经过了流体交换,并且流体的主要成分是水,含碳很少或者不舍碳,因此流体的来源是大气降水,可能与新元古代冰川溶融有关。     

西藏加多捕勒铁铜矿床硫、铅同位素组成及成矿物质来源

加多捕勒铁铜矿床位于念青唐古拉成矿带西段。综合研究围岩、岩体与矿石的硫、铅同位素组成,发现其矿石硫化物的δ~(34)S值变化范围为-2.1‰～6.2‰,δ~(34)S_(ΣS)值为2.16‰,总体具有岩浆硫的特征。矿石硫化物的δ~(34)S值与石英闪长岩、板岩中硫化物的δ~(34)S值相近,表明矿石的硫源可能部分由板岩与石英闪长岩提供。矿石铅同位素组成比较均一,~(206)Pb/~(204)Pb、~(207)Pb/~(204)Pb和~(208)Pb/~(204)Pb的变化范围分别为18.27～18.842、15.653～15.899和38.793～39.703,与冈底斯成矿带北亚带矿床矿石硫化物的铅同位素组成相近,具有上地壳铅源的特征。矿石铅同位素组成与黑云母二长花岗岩、大理岩的铅同位素组成一致,显示铅可能主要来源于黑云母二长花岗岩和大理岩。综合分析表明,加多捕勒铁铜矿床硫、铅同位素的研究显示其成矿物质可能主要来源于黑云母二长花岗岩,部分来源于中二叠统下拉组岩石,少量由石英闪长岩提供,它们为深入研究该矿床的成矿模式提供了资料。