初论碳酸盐岩地区利用碳、氧同位素地球化学找矿的可能性

碳酸盐岩与热液中的H_2O和CO_2作用,往往产生碳、氧同位素交换而改变原始同位素成分.一般离岩体与围岩接触带由近到远,碳、氧同位素值由低向高值变化.而金属元素含量则由高向低值变化.这与挥发、混合、水岩交换和扩散作用有关.运用其变化规律可寻找热源或矿体.     

氧同位素找矿方法及应用

本文介绍了氧同位素找矿方法的基本原理,采样要求和一些应用实例.对于热液矿床来说,成矿热液中H_2O和CO_2是最活泼的组分.它们对矿化围岩的影响十分显著,范围也很大,从而很容易改变其同位素比值,形成清晰均匀的同位素晕.通常,在热(矿)源体的周围,δ~(18)(和δ~(13)C)值常形成一个明显的低"谷".利用这种"谷"的标志来指导找矿,特别是找寻盲矿(岩)体具有重大意义.     

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     

贵州二叠纪海相碳酸盐岩碳,氧同位素地球化学演化规律

以贵州罗甸二叠纪剖面为研究对象，详细讨论了海相碳酸盐岩的碳、氧同位素组成特点，及影响碳盐岩的δ＾１３Ｃ和δ＾１８Ｏ的主要因素。在此基础上系统阐述了整个二叠纪海相碳酸盐岩的δ＾１３Ｃ和δ＾１８Ｏ的演化与海平面升降的关系，第一次系统建立了二叠纪古海洋碳酸盐岩的碳、氧同位素演化曲线。     

氧同位素地球化学研究的新进展

1989年在美国卡内基研究所,著名同位素地球化学家Zachary Sharp和James Oneil研制出了用于做硅酸盐和氧化物氧同位素分析的激光碳还原技术。 稳定同位素分析是能够获得制约各类岩石形成和变化条件信息的最有用的地球化学技术之一。然而,从硅酸盐和氧化物中萃取氧的方法过去25年一直保持不变(我国是在13年前研制成的)。由于这种分析必须有较大的样品量,很细小空间上的分辨能     

渤海湾地区下古生界碳、氧同位素地球化学研究

渤海湾地区寒武系标准剖面（山东张夏剖面）海相碳酸盐岩氧同位素δ^180值分布区间为-10.6‰～-4.8‰，碳同位素的δ^13C值为-5.8‰～ 1.6‰；奥陶系标准剖面（河北唐山剖面）海相碳酸盐的δ^180值分布区间为-15.9‰～-6.0‰,δ^13值为-7.6‰～ 1.2‰。中国华北地区奥陶系未出现（或未保存有）中国塔里木区与华南地区、北美大陆及瑞士等中-上奥陶统海相碳酸盐中碳同位素组成正向偏移现象。这表明，中国华北地区奥陶系应缺失兰代洛阶以上地层。碳同位素组成在华北地区奥陶系各组生物石带更叠之间均有异常波动，稳定同位素地层曲线可以成为大区域地层划分与对比的重要标志之一。据华北地区、塔里木区与华南地区的对比研究，海相碳酸盐岩中碳同位素组成明显地正向波动，可成为地质时期烃源岩形成期的宏观地球化学指标。     

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。     

海进体系域碳氧同位素地球化学响应——以黔西南地区三叠系为例

层序地层研究表明，位于扬子地块西南缘的黔西南地区在中三叠世末期（相当于Ladinian-Carnian期）出现了一次与全球同步的大规模海侵，形成了一个向上变深的碳酸盐岩台地淹没沉积层序。垄头组顶部和竹竿坡组分别是海进体系域（TST）的下、上部分。碳、氧同位素研究表明，垄头组顶部自下而上δ（^18O）持续增大，而δ（^13 C）先逐渐增大，后在顶部界面附近快速下降，反映了垄头组顶部在暴露环境下氧化作用的结果。竹竿坡组δ（^13 C）自下而上逐渐增大，δ（^13 C）总体呈现逐渐减小趋势，反映了海平面变化特征。研究认为，海进体系域的δ（^13 C）和δ（^18 O）演化不但反映了海平面和沉积环境变化，同时对密集段（CS）、层序界面和古暴露面等也有很好的识别作用，在层序地层研究中具有重要的意义。     

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。     

皖南蓝田组碳酸盐岩碳和氧同位素地球化学研究

为了认识新元古代雪球地球事件之后地球表面气候和环境的变化,前人对华南震旦系地层中的陡山沱组和灯影组灰岩进行了大量的古生物地层学和稳定同位素地球化学研究,特别对碳同位素漂移与冰期之间的对应关系提出了很多假说和模型.本文就出露在皖南地区的震旦系蓝田组灰岩进行了方解石和白云石的碳氧同位素分析,分析结果为其沉积环境研究提供了重要的地球化学依据.     

碳氧同位素演化与碳酸盐岩层序地层学关系研究——…

结合碳酸盐岩层序地层分析，首次系统测定了马平组碳，氧同位素值，并对其演化规律与层序地层的关系进行了探讨，研究结果表明：马平组内δ＾１３Ｃ，δ＾１８Ｏ值变化范围分别是－２．５６‰～＋３．８９‰和－８．１６‰～－６．０２‰（ＰＤＢ）准层序为δ＾１３Ｃ值向上逐渐减小，海进体系域（ＴＳＴ）和高水位体系域（ＨＳＴ）内δ＾１３Ｃ值分别呈增加和减小的趋，层序界面处δ＾１３Ｃ，δ＾１８Ｏ值均表现为负异常，控制层序     

某水电站地下水碳酸组分的碳氧同位素研究

某水电站是大渡河干流的重要梯级电站,根据水电站库坝区地下水碳酸组分的碳氧同位素分布特征,将地下水碳氧同位素分布分为三区,并对各分区碳氧同位素的来源进行了分析。     

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。     

山东蓬家夼金矿硫铅碳氧同位素地球化学

位于山东胶莱盆地东北缘的蓬家夼金矿，受基底元古宙荆山群变质杂岩中的低角度层间滑动断层控制，金矿化类型属蚀变构造碎裂－角砾岩型。同位素地球化学研究表明，蓬家夼金矿硫同位素组成与胶东其它典型金矿相似，以富集^34S为特征，矿石硫一般稍高于老地层和中生代花岗岩的δ^34S值，反映大气降水循环淋滤作用使硫同位素发生了一定程度的分馏。铅同位素组成范围变化大，表现为异常铅特征。蓬家夼金矿床碳酸盐矿物碳氧同位素组成不同于胶东金青顶、三山岛等金矿，介于岩浆碳酸岩与荆山群大理岩范围之间，说明蓬家氚金矿的碳质来源于沉积碳酸盐岩和深源热液的混合。矿床地球化学特征显示了成矿物质的多源性，这与该矿床形成时所处的构造边缘环境有关。     

黑龙江尚志黑龙宫铜矿点氧同位素勘查找矿

黑龙江黑龙宫地区地表４３个不同性质蚀变石δ＾１８Ｏ值从－２．２％到１１．５％，勾画出一个中心高＾１８Ｏ带和周围低＾１８Ｏ带。结合该地区地质特征以及已知氧同位素勘查模型，推断黑龙宫地区具一层圈＾１８Ｏ带多中心水－岩交换的成矿地区，隐伏矿体可能位于中心高＾１８Ｏ带。     

石笋氧碳同位素古气候代用指标研究进展

洞穴石笋以其独立的绝对年龄和稳定的古气候代用指标而成为很好的陆地古气候研究材料。应用U 系定年,可以获得独立精确的日历年时间序列,结合年纹层统计,可以获得年际甚至是季节性变化古气候记录。作为古气候代用指标,石笋氧同位素具有全球可对比性,现已建立了氧同位素的全球气候变化曲线,显示了比深海氧同位素及极地冰芯氧同位素记录更多的优势。石笋δ18O 的影响因素很多,在东亚季风控制区和其它季风控制区,石笋的δ18O 反映了夏季风的强度或者是季风降雨的变化。这些全球可对比的具有高精度绝对定年的石笋δ18O 记录,突破了早期的单一温度控制机理,不仅为古气候学家提供了坚实的古气候变化时间序列,而且使古气候研究能从机理上探讨其变化规律。δ13C不如δ18O 具有全球可对比性,在同位素平衡的开放体系,石笋δ13C 主要反映了洞穴上覆土壤CO2 的同位素特征。因此,一般认为石笋δ13C可直接反映当地植被的特征,包括植被类型C3/C4 比率的变化及植被的茂盛与衰退,在一些地区也可作为大气降水和温度变化的指标。石笋δ13C 很易受到蒸发作用、滴水的快速去气、动力分馏、碳酸盐的先期沉积等影响而使得其数值偏正,应该予以重视。通过介绍石笋氧碳同位素的研究现状,使得读者对石笋的稳定同位素指标有一个初步认识。同时,对今后的研究方向给与一定的探讨。     

湖泊沉积物碳酸盐碳、氧同位素研究进展

湖泊沉积物自生碳酸盐碳、氧同位素已经大量地应用在古气候、古环境研究中。本文综述了碳酸盐碳、氧同位素指标的主要啦制因素、指标的环境指示意义,举例说明了碳氧同位素指标在古气候研究上的应用,指出了其存在的问题与不足,展望了在古气候应用上的前景,认为氧同位素是定量古气候参数的最有效指标之一。     

胶东金矿床碳酸盐矿物的碳-氧和锶-钕同位素地球化学研究

对胶东四类金矿床(盆地边缘砾岩型、斑岩型-浅成热液型、石英脉型和破碎带蚀变岩型)矿石中的碳酸盐矿物开展了系统的碳-氧同位素和锶-钕同位素地球化学研究。研究结果表明，与宏观的成矿地质条件和矿床地质特征相对应，山东金矿床可能有亲岩浆岩和亲沉积盆地两个不同的成矿系统。前者包括斑岩型-浅成热液型、石英脉型和破碎带蚀变岩型三类金矿床，后者指盆地边缘砾岩型金矿床，二者具有不同的碳-氧和锶-钕同位素地球化学特征。山东亲岩浆岩系列的金矿床，其锶-钕同位素与同时代的幔源岩浆岩一致，碳同位素显示幔源碳和岩浆碳的特征，氧同位素则显示初生水与大气降水不同比例混合的可能性，因此有可能是以CO2为主、富合成矿金属的地幔流体与浅部下渗大气降水相互作用的结果。而与岩浆岩关系不密切、主要受盆地边缘断裂控制的盆地边缘砾岩型金矿床，其碳-氧和锶-钕同位素组成均较分散，可能主要与地壳浅部下渗大气降水对上地壳各种岩石淋滤萃取演化而成的成矿流体有关。