西成矿化集中区热水沉积岩物质来源的同位素示踪及其意义

利用硅同位素、锶同位素和碳氧同位素,对西成矿化集中区与矿体紧密伴生的热水沉积岩的物质来源进行了探讨。硅质岩的硅同位素δ3 0 SiNBS -2 8=- 0.6‰～ - 0.1‰,硅主要来源于下伏沉积岩;热水沉积岩的锶同位素比值87Sr/ 86Sr变化于 0.70 938～ 0.72 812之间,位于海洋锶和陆壳锶之间,为混合锶,其锶主要来源于下伏沉积地层柱;碳同位素组成略低于正常沉积碳酸盐岩,碳主要来源于下伏沉积地层柱在循环碳,同时又受其它来源碳的影响。同位素研究结果表明,热水沉积岩的组成物质主要来源于下伏沉积地层柱 (地壳内部 ),形成方式主要是外生沉积作用,即热水沉积岩是内生作用与外生作用共同作用的结果,是内外生矛盾的统一体。     

南秦岭大巴山大型钡成矿带中锶同位素组成及其成因意义

为探讨南秦岭大巴山大型钡成矿带中毒重石矿床与重晶石矿床的差异性,文中对大型钡成矿带的锶同位素组成特点进行了研究。结果表明,寒武系地层钡矿床中23件钡解石、毒重石、重晶石样品的87Sr/86Sr比值集中在0.707 771~0.708 869,平均值为0.708 379,低于寒武纪海水87Sr/86Sr比值(0.709),反映了成矿流体中有幔源物质的混入,锶同位素组成可能是海水与海底热卤水混合的结果,该过程类似于造成重晶石在海底沉积物中富集的现代洋底热水活动。志留系地层钡矿床中12件钡解石、毒重石、重晶石样品87Sr/86Sr比值集中在0.708 242~0.708 809,平均值为0.708 447,高于志留纪海水87Sr/86Sr比值(0.707 93),可能是同时代海水与深部热水混合所致,并有较高放射性成因壳源锶的混染。锶同位素组成可能是海水与海底热卤水混合的结果。文中锶同位素的研究为南秦岭大巴山大型钡成矿带的海底热水沉积成因提供了新的证据。     

桂中镇圩碳酸盐岩型滑石矿床热液方解石的锶同位素研究

我国华南石炭系含硅质岩、硅质条带和结核的白云岩地层之中产有一种独特的碳酸盐岩型滑石矿床。该类滑石成矿作用与岩浆活动及变质作用无明显的成因联系;矿体均受向斜构造的控制;矿石质量较好,矿物组成除了滑石以外,仅有少量的方解石。其中,桂中镇圩滑石矿床的经济价值最为重要,其储量达2167万吨。为了查明其成因,笔者对该矿床中与滑石共生的方解石进行了锶同位素地球化学研究。研究结果表明,方解石的Rb含量极低,平均值低于0.10×10–6;Sr含量较高,平均为135.74×10–6,Rb/Sr值小于0.0013,因而,其锶同位素组成可以代表矿化时成矿流体的锶同位素组成。其次,方解石的锶同位素组成较为均一,其87Sr/86Sr值介于0.708220~0.708911之间,平均值为0.708511。对比研究发现,该矿床中方解石的锶同位素组成明显低于盆地卤水和同期岩浆岩,略高于含矿碳酸盐岩、同期海水和海底热液的锶同位素组成,与以碳酸盐岩为主的喀斯特地区的河水、岩溶水和石笋的锶同位素组成较为相似。结合矿床地质特征,笔者认为镇圩滑石矿床的成矿流体很可能为大气降水,属于古岩溶交代成因,这与华南中-晚三叠世逐步隆升为海陆交互相和陆相的地质事实也相吻合。因此,华南早在中-晚三叠世就已经开始喀斯特作用的发育。     

西藏南部晚白垩世厚壳蛤的锶同位素年龄标定

沉积岩样品年龄的直接标定是沉积学与地层学研究的难点之一.由于锶在海水中的残留时间(≈106a) 大大长于海水的混合时间(≈103a), 因而同一时间全球海水的锶元素在同位素组成上是均一的, 并造成地质历史中海水的锶同位素组成是时间的函数, 这是锶同位素地层学(SIS) 的基本原理和利用锶同位素地层学进行海相地层定年的理论基础.本文根据锶同位素地层学的基本原理, 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化石的锶同位素组成, 尝试对这些化石进行了年龄标定, 4个样品分别位于剖面累计厚度381, 362, 358和296m处, 其87Sr/86Sr比值分别为0.707832, 0.707769, 0.707768和0.707695, 年龄的标定结果分别是65.68, 69.34, 69.39和72.32Ma, 定年的平均误差为±1Ma左右.研究结果表明, 锶同位素地层学在海相地层定年方面具有潜在价值.      

重庆秀山寒武系锶同位素演化曲线及全球对比

本文评述了国际上已有的寒武纪海相碳酸盐的锶同位素演化曲线，公布了重庆秀山寒武系海相碳酸盐的锶同位素分析结果，尽管对样品进行了成岩蚀变检测和必要的筛选，但样品仍可能不同程度地经历了成岩蚀变，锶同位素组成与地层厚度投点图显得较为离散，笔者主要利用87Sr/86Sr比值较低的样品建立的寒武纪海水的锶同位素演化曲线在长期旋回上与国际上已公布的同时代锶同位素演化曲线仍具有较好相似性和可比性，说明全球事件是海水锶同位素组成的主要控制因素，海水的87Sr/86Sr比值在盆内对比，盆间对比，以及全球对比中都具有潜在价值。根据锶同位素地层学的基本原理，笔者尝试确定了重庆秀山寒武纪剖面一些关键点的年龄，累积厚度1340m处的年龄为503－509Ma，累积厚度1950m处的年龄为496－498Ma，这对秀山寒武纪剖面下，中寒武统和中、上寒武统界线的确定具有参考价值。     

显生宙以来海水锶同位素组成研究的回顾与进展

显生宙以来海水锶同位素组成演化是地球外部圈层物质循环研究的一个重要领域,在地质历史期间地球表层环境变化研究中的意义不言而喻。显生宙以来海水锶同位素组成研究先后经历了早期阶段、积累阶段和集成阶段。在早期阶段,原始的样品成岩蚀变评估、较低的仪器分析精度导致大部分锶同位素数据不具地层学意义,大多数研究工作仅处于初始探索阶段;在积累阶段,逐渐成熟的样品成岩蚀变评估、较高的仪器分析精度使得这一领域的研究持续进行,尤其是新生代高分辨率海水锶同位素演化曲线的建立和发展催生了一个新的交叉学科分支——锶同位素地层学;在集成阶段,不断积聚的高质量锶同位素数据融合成了多个显生宙以来海水锶同位素数据库,日益成为解决地层学、岩石学、矿床学、水文学以及有关应用等问题的有效工具之一。目前显生宙以来海水锶同位素组成研究仍有诸如样品内部信息保存性差异、样品年龄不确定性、古老样品定年精度不高、寒武纪样品材料与地层疑问、样品中微量铷污染、~(86)Sr和~(88)Sr同位素分馏、实验室之间分析偏差、数据拟合不确定性等方面问题未圆满解决,难以实现锶同位素地层学更具实用性和适用性。试图较系统地总结不同时期显生宙以来海水锶同位素组成演化研究的阶段性和差异性,以期为今后进行更深入的研究提供一些思考角度。     

稳定锶同位素在海洋地球化学循环中的研究进展

非传统稳定锶同位素(δ~(88)/~(86)Sr)的研究近年来已取得了较大的进展,其主要研究内容集中在讨论稳定锶同位素在海洋地球化学中的应用,主要包括以下几个方面:稳定锶同位素(δ~(88)/~(86)Sr)在自然界主要储库中的组成、显生宙海水δ~(88)/~(86)Sr的变化规律和海洋中锶同位素系统平衡的评估。海水中的锶同位素组成在显生宙发生过较大的变化,通过对海洋锶同位素体系对各输入和输出通量组成动态变化的响应评估表明,现代海洋锶同位素体系处于不平衡状态,这一现象被归因于冰期后的风化顶峰尚未结束。联立放射性锶同位素87Sr/~(86)Sr和稳定同位素δ~(88)/~(86)Sr所建立的完整的锶同位素体系相较传统放射性锶同位素87Sr/~(86)Sr能够对海洋锶地球化学循环的动态过程进行更好的评估,在海洋地球化学相关领域具有广阔的应用前景。     

扰动体系中的同位素演化

以锶同位素演化为例,讨论了瞬间扰动对于锶同位素在封闭体系中演化的影响。瞬间扰动的形式之一是同位素组成(~(87)Sr/~(86)Sr)和化学成分(~(87)Rb/~(86)Sr或Rb/Sr)不同的体系之间的简单混合作用。根据文中的结果指出了“昆山、城山和大龙山岩体的锶同位素特征及其成因研究”(翟建平,1989)一文中的不足。     

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。     

锶同位素地层学在奥陶系海相地层定年中的应用--以塔里木盆地塔中12井为例

根据锶同位素地层学的基本原理,从国际上已有的锶同位素演化曲线建立了奥陶系87Sr/ 86Sr比值 年龄数据库。利用塔里木盆地塔中 12井海相碳酸盐的锶同位素分析结果,确定了该井中、上奥陶统和中、下奥陶统的界线,两个界线分别位于井深 5 12 0m( 87Sr/ 86Sr≈ 0.70 88,年龄为 4 6 5Ma)和 4 880m处 ( 87Sr/ 86Sr≈ 0.70 82,年龄为 4 5 5Ma),中、上奥陶统的界线为本文首次确定,中、下奥陶统的界线与前人利用牙形石资料确定的界线一致。塔中 12井的锶同位素演化曲线说明,尽管构造运动造成的盆地抬升和近地表的大气水作用影响了上奥陶统顶部碳酸盐的锶同位素组成,但塔中 12井奥陶系与上覆地层的关系基本上是连续的,奥陶系顶界的井深在 4 6 5 0m附近 ( 87Sr/ 86Sr≈ 0.70 79,年龄为4 35Ma)。     

燕辽地区中、晚元古代宏观藻类化石研究

以蓟县中、上元古界层型剖面所产宏观藻类化石为重点,兼顾京冀辽等邻区,全面总结和系统讨论了该区中、晚元古代宏观藻类化石的研究简史、产出层位、区域分布、化石组合、生物群特征、可能的系统分类,以及国内外对比与地层学意义,初步探讨了宏观藻类植物群在中、新元古代的发生、发展与更迭,追索宏观真核生物起源等.通过对燕辽地区中、新元古代宏观藻类的研究与总结,把显生宙行之有效的生物地层学方法运用于前寒武纪地层研究中,进行国内外前寒武纪地层的对比,显然具有重要的地层学意义.同时,对探讨地球早期生命演化也具有重要的理论意义.     

华北北部中、上元古界的大陆裂谷模式和地层划分

华北北部中、上元古界具大陆裂谷沉积特征，地层自下而上分三种沉积类型，反映大陆裂谷的三个发展阶段。１．碎屑岩一火山岩活动沉积类型，反映裂谷早期拉张和火山活动阶段的沉积特征，包括常州沟组、串岭沟组、团山子组、大红峪组。２．碳酸盐岩活动沉积类型，反映裂谷强烈下陷、拓宽、广泛海侵阶段的沉积特征，包括高于庄组、杨庄组、雾迷山组。３．碎屑岩一碳酸盐岩稳定沉积类型，反映裂谷活动期后，稳定残余凹陷的沉积特征，包括洪水庄组、铁岭组、下马岭组、龙山组和景儿峪组。根据裂谷发展阶段及其沉积类型，华北北部中、上元古界可划分为：长城群（常州沟组、串岭沟组、团山子组、大红峪组）；蓟县群（高于庄组、杨庄组、雾迷山组）；青白口群（洪水庄组、铁岭组、下马岭组、龙山组、景儿峪组）。     

Strontium and hydrogen isotope geochemistry of fresh and metabasalt dredged from the Mid-Atlantic Ridge

Fresh basalt and metabasalt dredged from the Mid-Atlantic Ridge were studied for Na, K, Rb, Sr, and H₂O(+) contents, and strontium and hydrogen isotope ratios. Na, K, Rb, and Sr contents of these samples are within the range of those of oceanic tholeiite. H₂O(+) content, strontium, and hydrogen isotope ratios vary widely. The variation in water content of metabasalt is apparently related to the chlorite content. The metamorphic temperature was about 550 °C based on the estimated δD value of chlorite. There is positive linear relationship between water content and strontium isotope ratio. Based on this relationship, the variation of strontium isotope ratio of the metabasalt was interpreted as follows: complete exchange occurred between strontium in the chlorite portion of the metabasalt and strontium in sea water (⁸⁷Sr/⁸⁶Sr ratio=0.7090), while the original strontium (⁸⁷Sr/⁸⁶Sr∼0.7023) was retained in the non-altered portion of the basalts.     

川东下三叠统飞仙关组-嘉陵江组界线附近的锶同位素组成

作为化学地层学的重要分支之一,锶同位素地层学已经逐步成为全球海平面变化、造山运动、古气候和古环境等全球事件研究和对比的有效工具,根据锶同位素地层学的基本原理,在对样品进行沉积岩组构、化学成分分析和对同期海水代表性评估的基础上,测试了四川东部华蓥山地区下三叠统飞仙关组-嘉陵江组界线附近6个碳酸盐岩样品的锶同位素组成。结果表明,该界线附近的锶同位素组成与前人公布的早三叠世同期海水的锶同位素组成数据基本一致。锶同位素地层学研究的引入,可望为我国南方海相三叠系飞仙关组和嘉陵江组的年代地层学对比研究提供重要依据。     

川东下三叠统飞仙关组一嘉陵江组界线附近的锶同位素组成

作为化学地层学的重要分支之一,锶同位素地层学已经逐步成为全球海平面变化、造山运动、古气候和古环境等全球事件研究和对比的有效工具,根据锶同位素地层学的基本原理,在对样品进行沉积岩组构、化学成分分析和对同期海水代表性评估的基础上,测试了四川东部华蓥山地区下三叠统飞仙关组-嘉陵江组界线附近6个碳酸盐岩样品的锶同位素组成。结果表明,该界线附近的锶同位素组成与前人公布的早三叠世同期海水的锶同位素组成数据基本一致。锶同位素地层学研究的引入,可望为我国南方海相三叠系飞仙关组和嘉陵江组的年代地层学对比研究提供重要依据。     

锶同位素地层学研究进展

锶同位素地层学（SIS）根据地质历史中的任何时间全球范围内海水的 锶同位素组成都是均一的，海水87Sr/86Sr比值随时间变化这一基本原理，利用代表原始海水的海相碳酸盐（以及磷酸盐和硫酸盐）的87Sr/86Sr比值确定海相地层的年代，研究海平面变化，造山运动，古气候等全球事件，在地层学，沉积学，石油地质学和矿床学等领域中有着广泛的应用前景，同位素地层学已在世界范围内得到地质学家的普遍关注，并已获得迅速的发展，国内的有关研究则刚刚起步，锶同位素地层学研究的难点主要在于对样品成岩蚀变的挖掘和分析技术上，同时还需要有良好的地层学研究基础，在样品选择上应充分考虑其原始组分的抗成岩蚀变能力，锶同位素地层学的研究需要地层学家，沉积学家和地球化学家的共同努力。     

广西钦州石炭-二叠纪深海硅质岩的锶同位素组成及其地质意义

报道了广西钦州海槽早石炭世-早二叠世深水硅质岩的锶同位素测定结果和经年代校正后的87Sr/86Sr初始值,建立了锶同位素演化曲线;通过与同时代上扬子地区台地相碳酸盐岩87Sr/86Sr比值和演化曲线的对比,研究了二者的异同和造成差异的原因。深水硅质岩和同期台地相碳酸盐岩的锶同位素演化曲线在总体特征上具有一定的相似性,反映海平面变化对其影响的一致性。玄武岩喷发等局部事件和硅质岩中无法回避的陆源碎屑的影响是造成87Sr/86Sr比值和演化曲线差异的主要原因。硅质岩锶同位素演化曲线显示,海平面上升发生于早石炭世,在晚石炭世早期达到最大值,晚石炭世晚期,海平面有所下降,在其后的早二叠世,海平面再次上升。     

Carbon,oxygen and strontium isotope geochemistry of Proterozoic carbonate rocks of the Vindhyan Basin,central India

Carbon, oxygen and strontium isotope compositions of carbonate rocks of the Proterozoic Vindhyan Supergroup, central India suggest that they can be correlated with the isotope evolution curves of marine carbonates during the latter Proterozoic. The carbonate rocks of the Lower Vindhyan Supergroup from eastern Son Valley and central Vindhyan sections show δ¹³C values of ∼0‰ (V-PDB) and those from Rajasthan section are enriched up to +2.8‰. In contrast, the carbonate rocks of the Upper Vindhyan succession record both positive and negative shifts in δ¹³C compositions. In the central Vindhyan section, the carbonates exhibit positive δ¹³C values up to +5.7‰ and those from Rajasthan show negative values down to –5.2‰. The δ¹⁸O values of most of the carbonate rocks from the Vindhyan Supergroup show a narrow range between –10 and –5‰ (V-PDB) and are similar to the ‘best preserved’ ¹⁸O compositions of the Proterozoic carbonate rocks. In the central Vindhyan and eastern Son Valley sections, carbonates from the Lower Vindhyan exhibit best-preserved ⁸⁷Sr/⁸⁶Sr compositions of 0.7059±6, which are lower compared to those from Rajasthan (0.7068±4). The carbonates with positive δ¹³C values from Upper Vindhyan are characterized by lower ⁸⁷Sr/⁸⁶Sr values (0.7068±2) than those with negative δ¹³C values (0.7082±6). A comparison of C and Sr isotope data of carbonate rocks of the Vindhyan Supergroup with isotope evolution curves of the latter Proterozoic along with available geochronological data suggest that the Lower Vindhyan sediments were deposited during the Mesoproterozoic Eon and those from the Upper Vindhyan represent a Neoproterozoic interval of deposition.