利用古氧相和古生产力替代指标评价四川上寺剖面二叠系海相烃源岩

 中国具备良好的海相地层油气勘探前景,如何正确识别并合理评价海相烃源岩是中国海相盆地油 气勘探开发中亟待解决的关键问题。作者尝试利用多个微量元素分别作为古生产力和古氧相的综合替代指标, 来进行有效烃源岩评价。研究中利用四川广元上寺剖面二叠系中Mo,U ,V,Cu,Ni,Zn6个微量元素测试结 果,计算得到对应两组元素过剩值：Mo_xS ,U_XS ,v_xs 和Cu_xs,Ni_xs,Zn_xs;对这两组元素过剩值分别进行主成分分 析,得到两个系数- - -古生产力替代指标综合系数 （ 简称古生产力系数）和古氧相替代指标综合系数 （ 简称古 氧相系数） ,用以恢复海相烃源岩的古生产力和古氧相条件;将该系数与上寺剖面残余有机碳测试结果 （ THC含 量）进行相关性分析,依此确定古生产力和古氧相条件的定量等级划分。最终,根据该划分标准来判断上寺剖 面烃源岩的品质。利用古生产力和古氧相的综合替代指标方法可为海相烃源岩评价工作提供一些新思路。     

古海洋研究中的地球化学新指标

有机地球化学与微量元素地球化学古环境指标及其相关的同位素指标已成为追溯古全球变化与古海洋生物地球化学演化的有力工具。从古环境替代指标的示踪原理和应用的角度，综述了有孔虫碳同位素、有机地球化学整体指标、生物标志化合物、单体有机分子同位素、微量元素等在古海洋古环境研究中的应用及相关的研究动态与进展。指出古海洋研究正从以恢复古海洋的物理参数（温度、盐度、古洋流等）为主，向着揭示古水团演化、古生产力、古营养状况、碳贮库及碳循环等古生物地球化学演化过程方向纵深发展。     

古海洋生产力指标研究进展

寻求反映古海洋生产力变化的指标是古海洋学研究的重要内容。生物沉积物、营养元素、微量元素和同位素、古生物资料等与古海洋生产力具有一定的关系,常用于古海洋生产力的重建工作:(1)生物沉积物主要包括有机碳、生物碳酸盐和生物硅质沉积等,其埋藏速率在很大程度上受到古海洋生产力的控制,常常用作古海洋生产力的替代性指标;(2)在地质时间尺度上,古海洋生产力主要受到大洋中营养元素可利用程度的控制,因此营养元素的相关记录可以提供古海洋生产力状况的重要信息;(3)海洋中某些微量元素的地球化学行为或者与有机质的改造有关,或者受到氧化还原条件变化的控制,或者受到某种浮游生物的生长的影响,从而能够直接或者间接地指示古海洋生产力的变化;(4)海相碳酸盐和有机质的碳同位素记录,海相有机物的氮同位素比值也用以再造古生产率等古海洋学参数;(5)可以利用对微体化石丰度值及其组合反映古生产力的变化。     

赤道西太平洋晚第四纪古生产力变化:ODP 807A孔的记录

通过研究翁通-爪哇海台ODP807A孔顶部岩心微体古生物和有孔虫同位素的变化, 探讨冰期旋回中赤道西太平洋晚第四纪古生产力的变化.多种古生产力替代指标揭示出赤道西太平洋古生产力自深海氧同位素13期以来总体呈升高趋势, 具有冰期高、间冰期低的特征.温跃层替代指标显示该海域温跃层变化不具有简单的冰期-间冰期变化模式, 而是分为2个阶段: 280ka以前温跃层平均深度较浅, 呈现高幅低频波动; 280ka以后温跃层平均深度变深, 呈现低幅高频波动.古生产力和温跃层变化模式的明显差异说明温跃层变化不是赤道西太平洋表层生产力波动的主要原因.807A孔古生产力变化与西北太平洋风尘通量变化基本一致, 所以提出来自亚洲中东部的风尘对于提高赤道西太平洋生物生产力可能具有重要意义.      

江苏东海芝麻房预先导孔(CCSD-PP1)橄榄岩及其反映的上地幔亏损和交代事件

芝麻房预先导孔橄榄岩岩石类型有二辉橄榄岩、方辉橄榄岩、单辉橄榄岩和纯橄榄岩,其中前3种多数含有石榴子石.这些岩石在垂向上显示成层性,没有某种方向的韵律变化,它们之间呈渐变过渡关系.对样品进行主量元素、微量元素、稀土元素和Sr、Nd、O同位素分析表明,随着样品MgO含量的增高,Al2O3、CaO逐渐降低,呈良好的相关关系,并且大致上从石榴橄榄岩类到不含石榴子石的橄榄岩类主量元素的亏损程度增高,两者一般均比原始地幔主量元素亏损.稀土元素配分型式表现为右倾的轻稀土富集型,在微量元素蛛网图上,也表现为强不相容元素和微量元素到适度不相容元素的总体右倾型,与原始地幔相比,均富集强不相容元素.富集程度的不同与主量元素的亏损无对应关系,说明主量元素和微量元素各自的特点不是同一种事件造成的,而是先前地幔部分熔融作用之后又发生了富含不相容元素流体的交代作用.Sr、Nd同位素具有富集特点,变化范围较大,而且主量元素较亏损的岩石更富集Sr同位素,显示了交代富集的特点.稀土元素(Ce/Yb)N比值和εNd之间的负相关关系和Rb丰度与Sr同位素之间的正相关关系表明,富集Sr、Nd同位素的流体和富集不相容微量元素的流体均来自地幔.     

陆相盆地古生产力研究现状

古生产力是指地质历史时期生物在能量循环过程中固定能量的速率。陆相盆地古生产力的研究包括古生产力的大小及其组成研究两个方面。目前主要通过有机碳、生物硅和生物标志化合物等指标来评估陆相盆地古生产力的大小;通过生物标志化合物指标,包括正烷烃、萜类、甾类分子标志化合物等指标来研究陆相盆地古生产力的组成。陆相盆地古生产力的定量化研究比较欠缺,仅在有机碳、生物硅及生物标志化合物指标方面建立了数学模型,且多是对海相盆地古生产力指标的直接沿用;而在色素、湖相碳酸盐等具陆相特点的指标方面仅见部分定性研究。在地学应用方面,以陆相盆地古生产力研究为基础的地球生物学方法,在正演陆相烃源岩的形成过程研究中具有良好的前景。     

中全新世以来南极宇航员海的古生产力演变

本文通过对南极宇航员海ANT36-C4-05岩心的放射性核素²¹⁰Pb、AMS¹⁴C测年、XRF岩心扫描、多参数物性扫描和主、微量元素的测试分析,重建了该海区中全新世(6 500 Cal a BP)以来的古生产力演变及其制约因素。研究结果表明,中全新世以来宇航员海古生产力波动较强,其演变趋势与南极气温变化基本一致,受海冰范围变化制约较大。在6 500~5 200 Cal a BP期间宇航员海古生产力随着温度升高和海冰范围减小而快速上升;在5 200~3 350 Cal a BP期间宇航员海的古生产力处于高值期,波动较小;在3 350~2 000 Cal a BP期间随着温度降低和海冰范围的扩大,硅质、钙质生产力下降;在2 000~0 Cal a BP期间古生产力水平变化复杂,变化程度相较于之前小。同时,中全新世以来宇航员海区沉积记录较好地反映了5 500 Cal a BP冷事件、DACP冷事件、MWP暖期和LIA冷事件的气候变化,受冷、暖事件影响导致的古生产力的变化最为明显。     

晚新生代日本海古生产力演化——研究进展评述

【意义】海洋表层初级生产力及其生物泵过程是海洋碳循环的关键环节。日本海作为西北太平洋一个主要的边缘海，其晚新生代古生产力演化与区域构造/火山活动、东亚季风/西风、洋流演变、全球气候和海平面变化等密切相关，是探寻地球系统科学的极佳窗口。【进展和结论】得益于一系列国际大洋钻探计划（DSDP 31、ODP 127/128和IODP 346）等航次的相关研究，有关日本海古海洋演化，尤其是古生产力演化重建方面取得了许多重要认识。日本海古生产力的常用代用指标包括沉积物的微量元素组成、生物标志物、生源组分含量及同位素组成、微体古生物化石种属特征等。在地质时间尺度，日本海表层初级生产力主要取决于浮游生物必需的主要营养盐（氮、磷和硅）和微量营养盐（铁、锰、钴、锌、铜等），而日本海的营养盐主要通过风尘输入、火山活动、表层和深层洋流携带过来。在构造时间尺度，日本海古生产力的长期演化及其驱动机制（如风尘、火山铁肥和洋流贡献）尚不清楚，区域构造演化与海道开合、全球气候和海平面变化、火山活动及亚洲风尘输入演化等可能是关键驱动因素。在轨道—千年尺度，日本海沉积了深—浅色的韵律层，表层生产力大体表现出冰期降低而间冰期...     

海洋沉积物中生物成因Ba的海洋生产力研究

一直以来,对海洋古生产力的研究是古海洋学研究领域中一个非常重要的分支,因而寻求反演海洋古生产力替代性指标成为了海洋工作者的首要任务.沉积物中有机碳、钙质生物、硅质生物及其碳、氧同位素组成等经典的海洋生产力指标早已确立,但这些与浮游生物直接相关的替代指标因其在海底沉积物中低的保存率,限制了它们在广阔海域中的应用.一些与生...     

珠江口盆地陆丰南地区文昌组沉积古环境恢复及烃源岩有机质富集主控因素研究

文昌组为陆丰南地区主力烃源岩发育层段,为了恢复文昌期沉积古环境,探讨优质烃源岩有机质富集主控因素,选用166组文昌组泥岩样品的主、微量元素测试数据,采用元素地球化学方法,在研究区首次详尽分析文昌期不同次洼、不同层段的古盐度、古气候、古水深和古氧相的纵横向演变规律,并探讨部分钻井出现盐度异常的原因及三芳甲藻甾烷、球藻对古环境的指示意义,结合TOC、古生产力和陆源输入变化研究,明确了研究区优质烃源岩的主控因素。结果表明：陆丰南地区始新统文昌组沉积期水体以淡水环境为主,局部层段盐度微弱增加,垂向上,从文四段向文一+二段水体盐度逐渐降低,横向上,文四段沉积期,陆丰15洼水体盐度最高,文三段—文一+二段沉积期,陆丰13东洼水体盐度较高。推测陆丰南地区文昌组水体盐度变化受到海侵影响,文四段沉积期,海侵影响主要集中在陆丰15洼,文三段沉积期,海侵影响扩大至陆丰15洼和陆丰13东洼东侧,进入文一+二段沉积期,受海侵影响程度较小。球藻及三芳甲藻甾烷在研究区不能作为水体咸化或者海侵的判别指标,球藻含量变化与古气候、古生产力、古水深关系密切,受古盐度变化影响有限。陆丰南地区文四段沉积期古气候温湿,古水深最大...     

“同位素分析新技术与地质应用研究新进展”专辑特邀主编寄语

同位素定年和示踪技术已渗透到地球科学的各个方面, 成为确定地质事件时代和成岩成矿年龄、示踪成岩成矿物质来源和形成环境条件的重要手段, 推动地球科学发展的重要动力。随着分析技术的不断发展, 微区/微量同位素、非传统同位素、高维度同位素已成为当前国际同位素地球化学研究的前沿和重点领域, 近年来我国在该领域也取得长足发展和一系列重大成果。本“同位素分析新技术与地质应用研究新进展”专辑集中刊发了13篇这方面的文章, 主要涵盖了两个方向的研究成果: (1)同位素地质分析新方法及标准物质研制; (2)同位素地球化学研究新进展, 主要包括同位素示踪技术在矿床和海洋沉积环境中应用研究。本文将对收录本专辑论文的研究工作做一简要介绍, 对深入了解我国同位素地质分析技术及应用研究最新进展具有一定参考价值。     

镉稳定同位素研究进展

Cd具有挥发性和亲硫性,在海洋环境中Cd为微量营养元素,而在生态环境及农业土壤环境中Cd为有毒元素.因此,镉同位素被应用于海洋科学、地球科学、环境科学及农业科学研究,并展现出巨大的应用潜力.本文总结了近年来富含有机质的环境样品、植物样品和生物样品的消解方法,以及Cd分离纯化及双稀释剂校正方法的研究进展.采用微波、高压灰...     

铀"稳定"同位素分馏及其在地球科学中的应用

铀“稳定”同位素（238U/235U,通常记为δ238U）目前已经成为非传统稳定同位素领域的研究热点.20世纪人们曾经认为铀同位素不存在分馏,因而铀同位素研究发展缓慢.然而随着分析技术的发展,人们发现自然界中铀同位素238U和235U存在显著的分馏,可以作为良好的示踪工具.迄今为止,已经有大量铀同位素作为古氧化还原指标的研究发表,比如用铀同位素示踪地球近地表环境氧含量随时间的演化以及生物大灭绝与海洋氧化还原状态之间的潜在关系.尽管铀同位素在水圈和生物圈协同演化领域取得了丰硕的研究成果,但仍有不少问题亟待深入解决.例如,生物和非生物还原高价铀的微观反应过程对铀同位素分馏的影响,以及铀同位素如何示踪铀矿物质来源等.系统总结了铀同位素地球化学最近十年的研究进展,希望将来铀同位素在铀多金属矿床成因和高温地球化学领域能有所突破.      

钾稳定同位素研究综述

钾稳定同位素是重要的非传统稳定同位素体系,也是近年来迅速发展的热门研究课题。对钾同位素研究历史和现状进行综述,具体包括以下内容:(1)总结了钾元素的地球化学和宇宙化学性质,包括钾在主要地质储库(地幔、地壳、海洋)中的丰度及其分配,钾在岩浆演化中的不相容大离子亲石性,常见含钾火成岩/沉积岩矿物以及钾在表生过程中的循环,也包括主要行星物质(球粒陨石、非球粒陨石、火星和灶神星陨石以及月球样品)中钾的含量、赋存状态、主要矿物,钾在太阳星云冷凝、行星积聚以及岩浆海过程中的中等挥发性质;(2)介绍了钾同位素的研究历史,从1922年Dempster利用最早的质谱仪测量钾同位素在自然界的丰度,到Taylor和Urey在1938发表的经典的钾同位素分馏实验,再到Humayun和Clayton在1995年发表的钾同位素领域的经典研究,最后到近几年的进展;(3)介绍了对钾的前处理(离子交换柱法)以及钾同位素的主要测量方法,包括早期热电离质谱仪法(TIMS),二次离子质谱仪法(SIMS)和近十几年以来高速发展的多接收电感耦合等离子体质谱仪法(MC-ICP-MS)及其不同的技术路线;(4)介绍了高精度钾同位素比值在低温地球化学和生物地球化学中的应用,包括钾同位素在地表的风化过程中、海水洋壳的反向风化作用中的分馏及其在示踪全球钾元素循环和洋壳俯冲等过程中的应用;(5)介绍了高精度钾同位素比值在高温地球化学中的应用,包括钾同位素在岩浆分异和矿物结晶过程中的分馏;(6)介绍了高精度钾同位素比值在宇宙化学中的应用,包括在太阳星云冷凝、行星凝聚、月球形成大碰撞、岩浆海、火山喷发去气过程中的分馏作用。     

塔里木盆地奥陶系层序地球化学研究

对塔里木盆地奥陶系锶同位素分析表明,在早奥陶世海平面呈下降２,在中晚奥陶世海平面则持续上升并保持在高于奥陶纪平均海平面之上。氧,碳同位素及微量元素的分析结果均支持锶同位素的研究结论。研究表明,沉积层序中发育相应的沉积地球化学样式。     

硼同位素分析方法研究进展

硼具有两种稳定同位素10B和11B,其在自然界的丰度分别是19.90%和80.10%。自然界硼同位素组成变化很大, δ11B变化可达90‰以上(－30‰～＋60‰)。硼同位素的分析精度优于0.2‰,因此被广泛应用于多种地质过程的示踪研究。近年来,硼元素的提取、分离纯化和仪器测定技术均取得了可喜的进展,分析精度不断提高,为硼同位素地球化学研究奠定了良好的基础。本文从样品分解、化学分离和仪器测定等方面对硼同位素分析测试方法进行了归纳总结。     

蒸发岩非传统稳定同位素研究综述

蒸发岩是海水/卤水蒸发浓缩的产物,不同的水化学环境下析出的蒸发岩类型不同,其在不同的地质历史时期都有分布,是重要的古海水和古环境记录载体。蒸发岩研究的主要问题包括:蒸发岩的物质来源、形成时代、蒸发盆地和卤水的演化历史、蒸发岩矿物所记录的环境变化。一些矿物、元素及同位素指标可用于解决这些问题,其中稳定同位素对于示踪蒸发岩的物质来源与形成过程具有不可替代的作用。近20年来,非传统稳定同位素地球化学获得快速发展,并在蒸发岩研究中获得成功应用,这些同位素体系包括阴离子元素B、Cl和Br,以及阳离子元素Mg、K和Ca。本文综述了多个非传统稳定同位素在蒸发岩领域的研究,主要包括:蒸发岩矿物与溶液之间的同位素分馏系数、蒸发岩的同位素信息重建古海水同位素组成及示踪蒸发岩成因和时代等。     

Petrogenesis of early cretaceous andesite dykes in the Sulu orogenic belt,eastern China

Mineralogy and Petrology - This study presents data of in-situ mineral major and trace element chemistry, whole-rock major and trace element and Sr–Nd isotope geochemistry, as well as zircon...     

石榴石微量元素地球化学及其在沉积物源分析中的应用

石榴石是沉积物中常见的重矿物,其可来源于多种岩石,而且不同类型母岩中石榴石具有多样的地球化学组成,因此碎屑石榴石的地球化学分析在沉积物源研究中应用广泛。通过电子探针分析可以容易地获得单颗粒碎屑石榴石的主量元素地球化学组成,可借此探讨其母岩类型,但也存在一定的局限性,比如中酸性火成岩和部分变沉积岩来源的石榴石通常都具有高Fe、Mn的特征,不易于区分。本文系统地收集了不同岩石类型的石榴石微量元素数据,尝试利用微量元素地球化学的差异性对碎屑石榴石物源分析进行补充。最终得出以下结论:(1)石榴石的稀土元素(REE)组成与钇(Y)元素指标可区分中酸性火成岩和变沉积岩来源的碎屑石榴石;(2)基性岩(橄榄岩、辉石岩)及所对应的变基性岩石(榴辉岩)中石榴石的微量元素地球化学组成相近,但部分橄榄岩来源的石榴石在镨/钬(Pr_N/Ho_N)值和重稀土总量(ΣHREE含量)上与辉石岩和榴辉岩的有显著差别,这一特点可运用于以基性岩母岩为主的碎屑沉积物源研究中;(3)夕卡岩中的石榴石在主量元素地球化学组成上表现为高度一致的高Ca特征,而稀土元素组成具有两种典型的分配模式,岩浆型(指示富铁、氧化环境)与热液型(指示富铝、还原环境)。综上所述,石榴石微量元素地球化学可以有效地运用于沉积物源分析研究中,是其主量元素物源分析方法的重要补充。