锡林河流域地表水和浅层地下水的稳定同位素研究

2006年4—9月,在从锡林河源头沿河流进行地表水和地下水同位素样品采集和分析的基础上,利用全球降水同位素监测网(GNIP)包头站的大气降水稳定同位素资料,结合锡林河流域的气象和水文资料,对锡林河流域大气降水、地表水和地下水稳定同位素进行了研究.结果表明:地下水中δ18O和δD值分别集中在-11.7‰～-14.9‰和-80‰～-89.5‰范围内,δ18O沿地下水流向有增加的趋势,大部分地下水中δ18O的季节波动性不大;河流干流δ18O和δD的年算术平均值从源区的-12.8‰和-94.5‰到入锡林河水库处的-10.0‰和-79.3‰,差值分别约为3‰和15‰.河水中的δ18O值沿流程增加而增大的现象可归结为受含有较高δ18O值的地下水补给作用和河水的蒸发作用的共同影响,其中对δ18O蒸发富集的研究显示,蒸发引起δ18O富集值为1‰.通过地下水线(GWL)和地表水线(SWL)及区域大气降水线(LMWL)的对比分析发现,在径流季节,降水对地表水的贡献小,地下水是地表水主要的补给源,地表径流基本是地下水的排泄.     

湖南柿竹园钨锡多金属矿床同位素地球化学研究

柿竹园钨锡多金属矿床中细粒和中粒黑云母花岗岩Rb-Sr等时线年龄分别为(133±23)Ma和(143±7.3)Ma;初始锶同位素比值分别为0.71774±0.01472和0.73297±0.03454.从花岗岩侵入到成矿作用晚期阶段,δ18OH2o和δDH2O分别从+5.6‰～+11.4‰和-56.0‰～-62.3‰变化到-5.8‰～-8.5‰和-48.0‰～-69.7‰.花岗岩中石英的δ18O值较高,为8.4‰～12.1‰,岩浆水的δ18O为5.6‰～11.4‰,δD为-56.0‰～-62.3‰,但钾长石、黑云母的δ18O值较低,计算出的氧同位素平衡温度低于花岗岩结晶温度,表明花岗岩形成后受到岩浆水和雨水的交换作用和蚀变作用.本矿床流体的氢氧同位素,具有独特的演化规律,用沸腾去气作用和雨水混合作用可以解释其流体氢氧同位素的组成特征.     

内蒙古额仁陶勒盖银矿水-岩相互作用及矿石沉淀氢氧同位素研究

该文系统分析了内蒙古额仁陶勒盖银矿石英、蚀变岩石的氢氧同位素组成，蚀变岩石δ18O 和 δD值分别为5.2‰到-7.3‰和-133‰到-155‰之间。矿物包体的δD值为-141‰到-147‰之间。很低的δ18O 和 δD值，暗示出是大所降水-岩石交换体系中形成的成矿流体。脉石英的δ18O值与蚀变岩石的δ18O值相比，前者普遍低于后者，因而暗示可能存在两期成矿流体。     

氢氧同位素在岩溶山区地下水循环条件研究上的应用——以贵州省镇宁地区为例

通过对贵州镇宁地区地下水调查取样,测定氢氧同位素组成,计算氘过量参数(d)表明,不同取样点δD、δ18O、d值差异明显,δD值范围为-77‰ ～-53‰,平均值-63.7‰;δ18O值变化范围为-11.1‰ ～-7.8‰,平均值-9.3‰;d值变化范围为9.4‰ ～ 12.6‰,平均值11‰.对镇宁地区地下水环境同位素...     

应用稳定同位素示踪琥珀的产地

利用稳定同位素比值质谱仪（IRMS）对波罗的海琥珀、多米尼加琥珀、墨西哥琥珀、缅甸琥珀及不同产地的柯巴树脂的13C,D,18O稳定同位素进行了高精度测定.研究结果表明：（1）不同产地琥珀的δ13C值分布在一个较为稳定的范围内,缅甸琥珀δ13C=-19.38‰～-22.90‰,平均值为-21.15‰;波罗的海琥珀δ13C=-22.76‰～-25.76‰,平均值为-24.35‰;多米尼加琥珀δ13C=-23.57‰～-26.63‰,平均值为-24.99‰,且均值无交叉;（2）不同产地琥珀的δ13C值与琥珀形成的地质时代存在较好的线性关系.具体表征为随着天然树脂石化地质年代（琥珀化程度）的增加,13C值有规律地增大,据此可推断不同产地琥珀成熟度由高到低的相对顺序为缅甸＞波罗的海＞多米尼加、墨西哥;（3）柯巴树脂的δ13C值为-26.82‰～-29.94‰,平均为-28.55‰,比琥珀的明显贫δ13C,依据实验测试统计数据,推荐参考临界值为-27.00‰（＋0.18,-3.00）,这为界定琥珀与柯巴树脂提供了稳定同位素依据;（4）缅甸琥珀δD=-195.90‰～-244.40‰,平均为-226.00‰;波罗的海琥珀δD=-235.90‰～-270.10‰,平均为-25δ.80‰;多米尼加琥珀δD=-202.80‰～239.40‰,平均为-219.90‰;墨西哥琥珀δD=-218.90‰.不同产地琥珀中δD的同位素变异反映了环境水（大气降水）与古纬度之间的变化规律,即随着琥珀产地古纬度的增加,δD逐渐减小;（5）不同产地琥珀在13C-18O,D-18O同位素之间及13C,D,18O同位素在二维图解、三维空间中具有很好的分区性,表明碳、氢、氧稳定同位素综合分析可以示踪琥珀的产地信息.     

赣南西华山钨矿床的流体混合作用:基于H、O同位素模拟分析

赣南西华山钨矿床是我国典型的大型石英脉型黑钨矿矿床.H、O同位素的研究表明,该矿床δD值-43‰～-66‰,石英δ18O值2.3‰～13.2‰,对应的成矿流体δ18O值-8.7‰～7.6‰,表明成矿流体为岩浆水与大气降水的混合流体.不同机制下矿物O同位素模拟计算表明,冷却、沸腾和混合作用所形成矿物的O同位素组成明显不同...     

湖南柿竹园钨锡多金属矿田野鸡尾矿床同位素地球化学研究

湖南柿竹园钨锡多金属矿田野鸡尾矿床产于千里山花岗岩岩体东南缘与泥盆系中统棋梓桥组和泥盆系上统余田桥组灰岩接触带附近。是一个富含钨、锡、铅锌等多种金属的矽卡岩-云英岩-硫化物复合型矿床,在空间上具有明显的分带现象。研究表明,该矿床中花岗岩造岩矿物的δ^18O值在-1．7‰～＋12．1‰之间,其中石英的δ^18O值较高,变化范围为8．4‰～12．1‰,钾长石为3．8‰～8．6‰,黑云母为-1．7‰～-1．4‰。石英-钾长石和钾长石-黑云母矿物对的氧同位素平衡温度为350℃～630℃,低于一般花岗岩的结晶温度。石英包裹体的δD为-56‰～-62‰,位于正常岩浆水的范围之内。矽卡岩期流体的δ^18OH2O为8．2‰～9．2‰,δD为-100‰～-156‰;云英岩流体的δ^18OH2O为4．9‰～6．7‰,δD为-69‰;硫化物期流体的占δ^18OH2O为2．5‰～-6．1‰,δD为-54‰;晚期石英脉流体的δ^18OH2O为-7．3‰,δD为-58‰。从矽卡岩到晚期石英脉,成矿流体的氢氧同位素组成具有独特的演化特征,可以用沸腾去气作用和岩浆水与雨水混合作用来解释。矿区围岩灰岩和大理岩的δ^18OSMOW值为4．2‰～20．0‰,δ^13CPdb为-6．0‰～0．3‰,灰岩与大理岩的δ^18O和δ^13C显著不同,用矿化和蚀变过程中水-岩相互作用和同位素交换反应可以圆满地解释。矿床硫化物的δ^34S值为＋2．8‰～＋8．9‰,其中矽卡岩硫化物的δ^34S在＋2．8‰～＋8．9‰之间;云英岩中硫化物δ^34S在＋3．4‰～＋6．9‰之间;硫化物阶段的δ^34S在＋3．7‰～＋6．3‰之间。估算的成矿流体总硫δ^34S∑s约为3‰,表明硫的主要来源可能来自千里山花岗岩岩浆。综合氢氧碳硫同位素组成研究,本文认为野鸡尾矿床成矿物质主要来自千里山花岗岩,也可能有少部分物质来源于围岩沉积岩。     

延边小西南岔富金斑岩铜矿床的含矿流体起源与演化--H,O,C,S,Pb同位素示踪

延边地区小西南岔富金斑岩铜矿床的H、O、C、S和Pb同位素特征如下:δ18OQ-H2O为-0.1‰～ 5.6‰、δD为-77‰～-38‰,δ18OCc-H2O为-4.3‰、δD为-62‰;石英流体包裹体的δ13CCO2为-5.6‰～-3.5‰,δ18OCc-H2O为-4.3‰～ 11.39‰、δ13CPDB为-8.8‰0～-5.3‰,δ34S集中在 2.1‰～ 4.8‰之间,206Pb/204Pb=18.103～18.388、207Pb/204Pb=15.405～15.590、208Pb/204Pb=37.888～38.184,μ值为8.52～8.79.其中:S同位素特征指示含矿流体与次大陆岛孤岩浆相似,而C、O、Pb同位素则指示初始地幔源.结合H、O同位素的地幔初生水 岩浆水 变质水和演化过程向雨水热液和海水方向进行的特征初步认为,初始含矿流体的热动力源是原始地幔,成矿物质来源于I-MORB性质地幔,含矿流体演化的浅部过程受到一定程度的雨水热液的混染作用.     

断陷盆地高原面典型岩溶洼地旱季土壤水氢氧同位素时空差异特征

以云南省蒙自断陷盆地东山山区典型岩溶洼地为研究区,通过野外采集土壤样品与实验室测试分析相结合的方法,运用稳定同位素技术研究旱季不同深度土壤水氢氧同位素组成,揭示区内土壤水氢氧同位素时空变化特征,为进一步研究云南断陷盆地山区土壤水分运移机制和当地农业合理利用和管理水资源提供科学依据。结果表明:(1)土壤水δD、δ18O同位素值的变化范围分别为-128.3‰~-27.6‰和-17.5‰~2.5‰,平均值分别为-96.1‰±20.7‰和-12.3‰±3.7‰,降雨转化为土壤水和水分在土壤中重新分布时发生一定程度的氢氧同位素分馏。(2)旱季两个月份土壤水氢氧同位素组成发生变化,4月份土壤水δD、δ18O同位素平均值分别为-86.3‰±23.83‰和-10.6‰±4.3‰,显著高于2月份(δD:-106.1‰±9.5‰;δ18O:-14.1‰±1.6‰)(p<0.05),主要和4月份土壤水的蒸发作用强烈有关。(3)在空间上,坡地与洼地之间土壤水氢氧同位素组成存在差异,2月份坡地与洼地之间土壤水δD、δ18O值差异显著(p<0.05),洼地土壤水δD、δ18O比坡地偏轻;4月份坡地与洼地之间土壤水δD、δ18O值差异不显著(p>0.05)。(4)土壤垂直剖面方向上土壤水δD、δ18O值随着土壤深度的增加而减小,浅层土壤水δ18O和深层土壤水δ18O存在显著差异,2月份浅层土壤水δ18O比深层土壤水δ18O偏正2.8‰,4月份浅层土壤水δ18O比深层土壤水δ18O偏正10.5‰。      

环境同位素在识别伊犁河谷地下水补给来源中的指示作用

重点分析了研究区潜水、浅层承压水、泉水及地表水δD、δ18O的分布特征, 并对5组水文钻探井地下水样品进行分析. 潜水δD变化范围为-97.32‰~-67.51‰, 平均值为-80.34‰; δ18O为-15.85‰~-10.66‰, 平均值为-12.08‰. 浅层承压水δD为-111.93‰~-68.38‰, 平均值为-84.79‰; δ18O为-16.01‰~-10.52‰, 平均值为-12.30‰. 泉水δD为-102.06‰~-71.63‰, 平均值为-84.10‰; δ18O为-14.21‰~-9.70‰, 平均值为-12.24‰. 地表水δD为-90.53‰~-60.99‰, 平均值为-72.58‰; δ18O在-13.20‰~-9.54‰, 平均值为-11.21‰. 地下水δ13C为-9.4‰~-5.6‰, 平均值为-8.3‰, 极差为3.8‰. 结果表明: 地下水与地表水均起源于当地大气降水. 潜水与浅层承压水水力联系较强, 潜水与浅层承压水属于同一含水系统. 与浅层承压水相比, 深层承压水年龄较大, 在20 ka左右, 属于沉积埋藏水. 深层承压水与浅层承压水的水力联系较弱. 潜水与浅层承压水的δ13C值较为接近, 且接近大气CO2的δ13C值-7‰. 研究区地下水中碳的主要来源为大气CO2.     

重庆金佛山羊口洞滴水δD和δ18O变化特征及其环境意义

为探究重庆金佛山羊口洞滴水δD、δ18O变化特征及其环境意义,于2011年10月—2013年8月,在重庆市南川区金佛山逐月采集大气降水样品及羊口洞6个滴水监测点的滴水样品进行氢氧稳定同位素测定。通过比较降水和滴水δD、δ18O的分布特征、季节变化及其与降水量和温度的相关性发现：（1）6个滴水点δD、δ18O都较均匀地分布在当地降水线附近,表明从降水到形成滴水的过程受蒸发作用影响不大,滴水δD、δ18O体现了当地大气降水δD、δ18O平均水平。（2）受洞穴上覆岩土层的调蓄作用影响,羊口洞各滴水点δD和δ18O的变化范围（-46.77～-62.09 ‰, -7.05 ～ -9.96 ‰）远小于洞外大气降水（5.17 ～-115.63 ‰和-1.44 ～ -16.10 ‰）,且较降水存在明显滞后性。但滴水δD、δ18O总体上也表现出与降水相同的夏季偏轻、冬季偏重的趋势,主要受降水水汽源地季节性差异影响。而各个监测点滴水δD和δ18O季节变化差异较大,可能受滴水点上覆岩层裂隙管道发育、覆盖层厚度、岩溶水滞留时间、形成滴水前的运移路径、滴水点的高度和滴率、滴水点距离洞穴出入口的距离等多种原因影响。（3）降水δ18O表现出“降水量效应”和“负温度效应”,羊口洞滴水δ18O与降水量总体上也呈负相关关系,而与温度（水温、洞温）的关系则呈现多样化：1#、2#、5#、6#监测点滴水δ18O与温度不相关,3#点为正相关,4#点为负相关,这与各监测点滴水δ18O季节变化差异较大有关。（4）总体而言,羊口洞滴水δD和δ18O的季节变化不够明显,利用羊口洞石笋进行季节分辨率的古气候重建可能性较低,但滴水δD和δ18O继承了当地大气降水信息,其石笋δ18O可用于重建年际～十年际及更长时间尺度的古气候变化。     

同位素技术在黄河下游河水侧渗影响范围研究中的应用

运用同位素技术确定河水与地下水的关系是当前研究的热点.利用在黄河下游悬河段4个剖面上采取的67个地下水和黄河水样,获得了δD、δ18O和T(TU)在空间和时间上的分布规律.潜水的氚值和δ18O的特征表明,黄河水与地下水水力联系密切,黄河对地下水的影响,南岸在郑州一带影响范围小,约5 km,向东影响范围逐渐增大,在中牟和开封一带约为7～10 km;在黄河北岸影响范围大约9～20 km.     

新疆焉耆盆地水环境氢氧同位素特征及其指示作用

根据焉耆盆地开都河水及其两岸地下水中的氢氧稳定同位素资料及氘过量参数(d)值,分析了焉耆盆地内不同水体的δ(D)、δ(18O)和d值的分布规律,并得到地下水的主要补给来源及其与开都河水的相互作用关系;地下水的δ(D)在-87.60‰～-61.82‰间,δ(18O)在-10.90‰～-9.73‰间;开都河水的δ(D)在-71.95‰～-58.58‰间,δ(18O)在-9.57‰～-8.64‰间。结果表明:焉耆盆地内地下水和地表水同源于山区的降水和冰雪融水,且经历了较强的蒸发作用;地下水与地表水之间的直接水力联系较弱,深层地下水主要接受开都河水在洪积扇区的入渗补给,浅层地下水主要接受河流引水灌溉入渗;不同深度地下水之间的水力联系较为密切,为统一的地下水系统。     

黄河水δ18O、δD和3H的沿程变化特征及其影响因素研究

根据2000年8～9月雨季和2001年3～4月旱季在黄河18条断面上河水的同位素测试结果，分析了黄河水占δ^18O、δD和^3H浓度的沿程变化特征。研究结果发现，从黄河源头至入海口，黄河水具有稳定同位素比率逐渐增大而^3H浓度逐渐下降的趋势；外来水体的混合作用、蒸发作用以及人类活动对黄河水的同位素具有明显的影响。黄河源头地区和中游地区是黄河两个主要的产流区，河水同位素的变化是不同径流来源对河水补给的良好标志。兰州以上黄河源头地区河水的δ^18O、δD的季节性变化与雨水相反，地下水对河水的补给贡献旱季大于雨季。晋陕峡谷北段雨季δ^18O相对较低的岩溶水和当地雨水对河川径流有明显的补给，而旱季^3H浓度相对较低的岩溶水对河川径流有一定的补给；吴堡—潼关段雨季和旱季均有同位素比率相对较高的地表支流(如汾河、渭河)的加入。河水水面蒸发作用对兰州—包头段和黄河下游段旱季河水的δ^18O具有明显的影响，而对这些河段雨季河水的同位素影响较小，灌溉回归水的蒸发可能是影响这些地段河水同位素组成的主要因素。     

氢氧同位素在岩溶山区地下水循环条件研究上的应用——以贵州省镇宁地区为例

通过对贵州镇宁地区地下水调查取样,测定氢氧同位素组成,计算氘过量参数(d)表明,不同取样点δD、δ⁽¹⁸⁾O、d值差异明显,δD值范围为-77‰～-53‰,平均值-63.7‰;δ(18)O、d值差异明显,δD值范围为-77‰～-53‰,平均值-63.7‰;δ⁽¹⁸⁾O值变化范围为-11.1‰～-7.8‰,平均值-9.3‰;d值变化范围为9.4‰～12.6‰,平均值11‰。对镇宁地区地下水环境同位素特征综合研究,揭示了地下水系统规模及含水介质组合类型对地下水循环的控制规律。     

煎茶岭蛇纹岩氢氧同位素组成特征及形成机制

煎茶岭岩体为含镍金铁的镁质超基性岩体.在后期酸性岩浆的岩浆水热液向趋基性岩流动过程中,岩石矿物发生水化作用,引起蛇纹石化.蚀变蛇纹岩的δD、δ~(18)O值变化范围很大,δD=-69.5‰～-111.6‰.,δ~(18)O=+6.4‰～+9.95‰,明显不同于世界同炎岩石.研究表明岩体内存在水—岩体系同位素不平衡交换作用,交换程度在50%～80%,W/R比值范围0.6～1.6之间     

冀中拗陷岩溶水同位素组成及水动力条件

测定了冀中拗陷不同年代含水系统的δD和δ18O值。岩溶水产自中—上元古界（pt）和下古生界（p2）灰岩,其δD值变化于-80％至-65％之间、δ18O值变化于-11至-5‰之间。18O漂移可能表明水与岩石发生了氧同位素交换,也可能有少量同生沉积水残存。 从西边的太行山到拗陷中央,根据δD值分出四个水动力带,即补给带,水交替带,承压带和浅水带。 研究发现,从补给带到拗陷中央的浅水带δD值逐渐增加,补给水的δD值大约为-80‰,交替带的δD值在-75至-70‰范围内,排泄带水的δD值与下第三系生油砂岩的一致,一般大于-65‰。 岩溶系统主要发育在水交替带,在石油、天然气勘探与开采中应予以考虑。      

湖南白马山-龙山金矿带包裹体-同位素地球化学及成矿流体特征

文章测试了白马山-龙山金矿带中龙山、古台山、高家坳一带金矿床的石英包裹体水的δ(18)D‰、δ(18)O‰值,龙山、古台山一带金矿床石英δ(18)D值具有相似变化范围,变化范围为-59‰～-66‰,极差不大(7‰),分析结果认为本区成矿流体与区域液体主要为大气降水.而高家坳一带金矿中石英δD值变化较大为-57.7‰～-87.7‰,极差达30‰,矿液为封存于地层中的原生水与大气降水混合而成.龙山一带金矿床硫化物的δ(34)S值变化不大,大部分样品集中在-2.O‰～ 2.O‰之间,硫主要来源于深部岩浆,少量来自于地层.产于中泥盆统半山组中的高家坳一带金矿硫化物δ(34)S值变化范围大,集中在6.21‰～22.25‰的,反映其硫主要来自沉积岩层的硫化物.这些同位素特征表明,白马山-龙山金矿带经历了多期成矿作用,早期为成矿流体与大气降水混合成矿;晚期为地下热水为主,有变质水及岩浆水混合的混合型成矿溶液.     

攀西大陆槽稀土矿床深源成矿流体的稳定同位素证据

通过对大陆槽矿床的成矿流体稳定同位素研究表明,矿体石英中流体包裹体的δD、δ18O和δ13C值分别为-87‰、+6.0‰和-8.4‰,矿石(氟碳铈矿)的δ13C为-8.0‰,矿体萤石中流体包裹体的δD和δ18O分别为-99‰和-11.6‰.研究表明,矿床的成矿流体应为少量大气降水混合的深源成矿流体,流体包体中和矿石中的碳则可能源自较深的壳幔混熔源区.     

高峰100号矿体的氢、氧同位素特征

为了查明 10 0号矿体成矿溶液的性质 ,我们测定了样品中锡石和石英的氢、氧同位素组成 :δD石英 =- 11.8‰～ - 73.1‰ ,δ1 8O石英 =13.6‰～ 16 .2‰ ;δD锡石 =- 5 5 .8‰～ - 132 .3‰ ,δ1 8O锡石 =4.9‰～ 6 .6‰。综合分析相关的数据表明 ,10 0号矿体的成矿溶液是以岩浆水为主 ,加入了大气降水等其它混合水。