应用地球化学方法讨论 开封地热田地下热水的补给来源

应用同位素(D 、¹⁸O、¹⁴C)地球化学方法, 研究大气降水和地下热水中同位素组成之间成因关系, 分析开封地热田中地热水补给来源方向和地热水的形成, 计算其生成年龄。     

高分辨10Be记录与黄土地层定年

利用Ｂ／Ｍ地磁极性倒转层位０．７３ＭａＢ．Ｐ．时间参考点，通过黄土剖面_１０Ｂｅ变化曲线与深海ＳＰＥＣＭＡＰδ_１８Ｏ变化曲线匹配拟合，求得洛川黄土剖面０．７５Ｍａ以来的相对连续时标。时标精度约５０００—１００００ａ。由于０．１５Ｍａ以来洛川剖面加密取样以及_１０Ｂｅ、δ_１８Ｏ两曲线之间更好的相关性，_１０Ｂｅ相对时标精度与ＳＰＥＣＭＡＰδ_１０Ｏ时标精度大体相同，即３０００—５０００ａ。各时期_１０Ｂｅ通量与黄土堆积速率之间存在十分好的线性相关关系，展示了一条崭新的地层定年途径。黄土_１０Ｂｅ记录３５０００ａＢ．Ｐ．处的Ｒａｉｓｂｅｃｋ峰可被用作地层时间参考点。黄土_１０Ｂｅ／(２６)Ａｌ值、黄土石英中“就地”成因_１０Ｂｅ／(２６)Ａｌ值以及“就地”成因_１０Ｂｅ浓度等均可望应用于黄土地层精确定年。     

关中地区地下热水的分类

环境同位素研究结果表明,研究区地热水为大气降水成因。根据降水补给的年代及混合程度可将地下热水分为主要由现代大气降水补给的混合型地下热水;由现代大气降水和古代降水补给的混合型地下热水;主要由古代大气降水补给的深部循环型地下热水。      

古里雅冰芯近2000年来气候环境变化记录

古里雅冰芯高分辨率地连续记录了近2000年来的气候环境变化。以δ¹⁸O和冰川积累量为指标的气候变化记录的重建表明，温度的波动频率大于降水波动频率，但每次干湿变化中的幅度却又大于温度变化幅度。同时，可以明显看出降水变化滞后温度变化的特征。以Na^＋，Mg^2＋，Cl^-，SO^2-₄等阴、阳离子为指标的大气成分和环境变化记录的重建，揭示了青藏高原地区大气成分和环境变化与气候变化的密切关系。     

桂林全新世石笋高分辨率δ13C记录及其古生态意义

桂林地区３个石笋分辨率达１０～１００ａ级的δ_１３Ｃ记录表明,全新世时期的古生态可以划分为森林植被由兴盛至退化(气候由暖湿至干凉)的３个旋回。早中期旋回人类活动影响较小,晚期旋回影响大,由于人类持续地对森林的破坏,草类植被得以生长,石漠化增强,石笋的δ_１３Ｃ值急速上升以后,很难再回复到全新世中期的水平。δ_１３Ｃ值大幅度跳跃式的下降,可以确定末次冰期旋回冰消期的终止点,其时限为１０ ７００ａＢ．Ｐ,与δ_１８Ｏ记录完全吻合,也可以与海洋氧同位素以及其它记录进行对比。     

青海湖全新世以来古环境参数的研究

作者根据青海湖水下近代沉积物岩芯中胖真星介(Ｅｕｃｙｐｒｉｓｉｎｆｌａｔａ)壳微量碳酸盐占δ_１８Ｏ、δ_１３Ｃ以及单体介壳的微量元素分析，重建了青海湖区冰后期以来的古气候环境演化序列，并在此基础上通过对全湖湖水水温、盐度、同位素以及现生胖真星介的δ_１８Ｏ和微量元素分析，定量地求取了１２０００ａＢ．Ｐ．以来各时段的古湖盐度、水位和水温变化数据。研究结果表明：古青海湖在全新世早期湖水含盐量在２０ｇ／Ｌ上下波动，进入大西洋期湖水盐度才波动下降，５Ｏ００—２５００ａＢ．Ｐ．年间湖水含盐量在５ｇ／Ｌ以下，此后湖水盐度才缓慢上升，达到今日的１４．１３４ｇ／Ｌ；全新世早期古青海湖处于浅湖环境其平均水位比现代低约８ｍ，全新世高湖面出现在６５００、５１００和３９００—３１００ａＢ．Ｐ．年间，水位比现今仅高１７—１８ｍ；全新世大暖期的时限为９３００—５３００ａＢ．Ｐ．，该时段古湖平均水温比现代高１．８℃。     

雷州半岛造礁珊瑚Porites lutea月分辨率的δ18O温度计研究

对雷州半岛西南部珊瑚岸礁区1995～1997年生长的造礁珊瑚Poriteslutea的骨骼密度、生长速度和δ¹⁸O分析表明：1)造礁珊瑚骨骼的密度、生长速度和δ¹⁸O与其生存环境的表层海水温度之间存在很好的相关性,高密度、低生长速率和高δ¹⁸O值对应于冬季;2)δ¹⁸O具有明显的年际和季节性变化。根据δ¹⁸O估计的表层海水温度变化范围与实测基本一致,进一步揭示了珊瑚骨骼δ¹⁸O可作为定量研究高分辨率表层海水温度变化的温度计。     

小秦岭303号石英脉流体包裹体Rb—Sr,^40Ar—^39Ar成矿年龄测定

用石英流体包裹体Ｒｂ－Ｓｒ、＾４０Ａｒ－＾３９Ａｒ法测定了小秦岭３０３号石英脉的形成时代为石元古代。其流体包裹体属Ｈ２Ｏ＋ＣＯ２＋ＣａＣｌ型,盐度为６．５％－１２．９８％,ＣＯ２含量高,Ｎａ＾＋〉Ｋ＋。３０３号石英脉Ｒｂ－Ｓｒ等时线年龄为（２３８２±３３６）Ｍａ－（２２３４±４７）Ｍａ,（＾８７ｓＲ／＾８６Ｓｒ）ｉ为（０．７３５１±０．００１９）－（０．７４１６±０．０００４）,＾４０Ａｒ＾＾３９     

黄河硫同位素组成与青藏高原隆起

黄河水的平均δ^３4ＳＯ₄^{2-值为＋８．４‰，是世界主要大河中硫同位素组成最重的河流；从上游至下游，河水的矿δ３4ＳＯ₄2-值规律性地逐渐增重，在龙门—三门峡河段达最大值。这反映了由于青藏高原隆起而引起的中国西北地区气候干燥趋势及随后出现的沙漠化、古盐湖蒸发岩的形成和黄土堆积环境对黄河水硫同位素组成的控制性影响。}     

我国南方岩溶区和北方黄土区的大气CO2效应

我国南方岩溶区与北方黄土区都是巨大的碳库。碳酸盐的溶蚀及再结晶是两个碳库与大气ＣＯ^２交换的重要过程。碳的区域平衡是评价化学风化消耗或逸散ＣＯ^２的基础。岩溶区与黄土区在地球化学风化的环境背景、溶蚀过程、产物运移和归宿等差异很大。黄土区化学风化消耗大气ＣＯ^２通量较岩溶区小。目前评价两类地区土壤与大气ＣＯ^２的源汇关系尚不成熟,需要定量认识土壤ＣＯ^２与下伏碳酸盐岩溶蚀或与下伏黄土次生碳酸盐化作用。岩溶区湖泊沉积物中有机质分解产生的ＨＣＯ^３－制约外源及内生碳酸盐溶解和自生碳酸盐形成。     

赣南地热气体起源的同位素与地球化学证据

对取自赣南地区10个温泉的地热气体进行了气体化学成分及氦、碳、氖同位素组成的分析。该区地热气体可分为CO₂型和N₂型两种类型。CO₂型地热气体分布在赣南东南部地区,主要成分是CO₂,占总体积96.47%以上,二氧化碳气体的δ¹³C值为 -5.50‰～-3.49‰（PDB）,平均为 -4.66‰,为幔源无机成因,其氦同位素组成为1.36～2.27 R_a,具有明显的幔源成因特征,最高约有28.2%的氦源于地幔,其N₂-Ar-He关系研究表明,该型地热气体中的氮源于地幔-地壳-大气混合成因。研究揭示该区CO₂型地热气体属幔源无机成因气,是地幔脱气作用的产物。N₂型地热气体分布在赣南西部地区,N₂含量占91.04%以上,其中二氧化碳气体的δ¹³C值为 -23.7‰～-12.6‰,平均为 -17.82‰,为壳源有机成因,其氦同位素组成为0.06～0.13 R_a,具有明显的壳源放射性成因特征,³He/⁴He 与 ⁴He/²⁰Ne关系和He-Ar-N₂关系研究表明,N₂型温泉气主要来源于大气,并有壳源气体的贡献。     

四川成都盆地某深层富钾卤水的地球化学特征及成因

本文报道了四川成都盆地某深层富钾层卤水的化学组成，氧、氢、硫和硼同位素组成以及２５℃等温蒸发析盐过程中，从卤水中获得的固相物质组成。在此基础上讨论了卤水的成因，认为该卤水是蒸发浓缩的海相卤水、非海相卤水以及埋藏成岩过程中封存卤水对地层中海相蒸发盐溶滤作用形成的混合水。     

河南栾川三道沟铅锌银矿床成矿流体地球化学特征

河南栾川三道沟铅锌银矿床是豫西铅锌银矿集区的重要组成部分。矿床成矿作用划分为早、中、晚3个成矿阶段,即石英-黄铁矿阶段、石英-铅锌银硫化物阶段和石英-方解石阶段。各成矿阶段石英中流体包裹体主要有液体包裹体、气体包裹体、含CO₂包裹体3种类型。成矿早、中、晚阶段成矿温度依次降低,分别为260~360 ℃、200~320 ℃、160~260 ℃,成矿流体盐度先升高后降低,分别为4%~10%、6%~12%、4%~8%,密度为0.58~1.06 g/cm³,平均0.86 g/cm³,即成矿流体为高-中温、低盐度、低密度流体。成矿早阶段δD=-67.5‰~-75.1‰,δ¹⁸O水=6.4‰~11.1‰;成矿中阶段δD=-106.8‰,δ¹⁸O水=5.0‰;成矿晚阶段δD=-86.4‰~ -100‰,δ¹⁸O水=-0.7‰~2.2‰,综合研究表明成矿流体为岩浆水或变质水,成矿中-晚阶段有大气降水的加入。初步认为三道沟铅锌银矿床属于中温热液脉型铅锌银矿床,是燕山期岩浆期后含矿热液充填成矿作用的产物。     

辽河盆地烃类气体组分及同位素组成

辽河盆地是一新生代断陷盆地,盆地内天然气资源丰富,天然气成因复杂.本文通过对该盆地80个天然气样中烃类气体组分组成及同位素组成的分析研究,探讨了该盆地烃类气体的成因,为盆地天然气勘探提供了地球化学方面的信息.     

中国煤型气区的构造环境、典型气藏及勘探方向Ⅱ--中、新生界煤型气

本篇论述中、新生界煤型气的有关问题。中生界煤型气资源集中分布在北方,气源岩以侏罗纪煤系为主,以西北区资源前景最好。其中吐-哈盆地最具代表性,构造环境反转是本区煤层气形成并富集的特殊构造条件。新生界煤型气资源则集中分布于大陆架裂谷系,第三纪煤系为主力气源岩,裂谷高温构造环境是源岩热演化生烃的有利条件,而背斜-断层圈闭是最有利成藏的构造类型。崖13-1气田为本区典型代表并具自生自储的特点。     

青藏高原河流氧同位素区域变化特征与高度预测模型建立

利用氧同位素作为古高度计重建造山带的古高度是近年发展起来的应用比较广泛的方法。本文通过对青藏高原河水δ¹⁸O_w(SMOW)的空间分布特征分析,表明高原南北δ¹⁸O_w(SMOW)由于水汽来源和水汽循环方式不同存在显著差异。以中央分水岭山脉为界,南部δ¹⁸O_w(SMOW)平均值为-15.6‰左右,北部为-8.6%左右;   南部氧同位素值随高度的平均变化率为-0.24‰/100m,北部为-0.15‰/100m。分别建立了藏北地区和藏南地区河水氧同位素和高度的关系,同时应用可可西里及昆仑山口现代食草动物牙齿釉质、尼玛盆地现代土壤碳酸盐的氧同位素值对所建立的经验模型进行了检验,表明这两个模型分别应用于藏北和藏南地区古高度的恢复是可行的,为今后青藏高原古高度研究工作的开展提供了定量的计算方法。     

青海贵德县扎仓温泉特征及其开发利用

扎仓温泉位于青海省贵德县扎仓寺村,其开发利用至今已有600多年的历史。温泉出露于断裂带交汇部位,地下热水矿化度为1 310~1 390 mg/L, 水化学类型属于SO₄·Cl-Na型。研究结果表明,温泉的补给来源为大气降水,温泉水年龄约165 a。利用SiO₂温标法计算出热储温度为136 ℃,估算热水循环深度为1 385 m。温泉的天然放热量大于1.23×10¹⁴J/a,扎仓沟地区的地热资源量达2.07×10¹⁴J以上。热水宜直接用于供暖、洗浴、温室种植和养殖等。该地热田深部尚有地热能潜力。     

赣中良山钼矿床流体包裹体特征及其地质意义

良山钼矿是近年来赣中地区新发现的钼矿,浅部矿体主要赋存于南华系浅变质岩系的构造裂隙中,矿石类型以含辉钼矿石英脉为主。流体包裹体岩相学和显微测温结果表明：含辉钼矿石英脉中的流体包裹体主要呈星散状随机或成群分布,其形态多样,大小集中在2~15 μm,包裹体的类型主要有纯液相包裹体、富气相两相包裹体、富液相两相包裹体和含液体CO₂三相包裹体4类,其中以富液相两相包裹体最为发育;包裹体的均一温度为136~298 ℃,盐度为1.22%~10.11%NaCleqv,密度为0.78~0.99 g/cm3,成矿流体属中-低温、低盐度、较低密度流体;成矿压力估算为13~70 MPa,形成深度为0.5~2.6 km。流体包裹体激光拉曼光谱分析表明：包裹体中气液相成分以H₂O为主,气相中还有少量的CO₂和CO。H、O、S同位素组成显示：成矿流体的δD值介于-61‰~-57.9‰,δ¹⁸OH₂O值介于-3.32‰~-0.52‰,具有岩浆水和大气降水混合的特征;成矿热液中的δ³⁴S值介于-1.8‰~+1.9‰,具有岩浆硫的特征。综合成矿地质特征及相关分析,认为成矿流体可能与燕山期的岩浆活动有关,属于岩浆热液流体,混合作用及钾化作用是促进金属富集沉淀成矿的主要因素,推测矿床属于岩浆热液充填石英脉型钼矿。     

北京地区地表水的硫同位素组成与环境地球化学

对 1 994年密云、什刹海地区地表水中Cl-,SO2 -4 ,NO-3 含量和硫酸盐的δ3 4 S值监测表明 ,北京地区的地表水主要来源于大气降水。上游河水的δ3 4 S值高于本地区的大气降水 ,反映还有少量地下水的加入。潮河上游人类生活和耕作是造成潮河水中NO-3 含量高的主要原因。总体来讲 ,北京地区地表水的硫同位素组成同样具有夏季重、冬季轻的季节变化趋势 ;其全年的δ3 4 S值在 6‰～1 0‰之间 ,与我国南方大气降水为负的δ3 4 S值而北方为正值的区域分异现象吻合。对城区的什刹海与密云水库的硫同位素和SO2 -4 含量变化的分析表明 ,即使是冬季取暖季节 ,控制变化的主要因素是生物成因硫的释放 ,燃煤不可能造成如此明显的硫同位素组成的变化。     

东胜铀矿砂岩中方解石富集及铀矿成因

东胜铀矿区方解石富集特征、无机碳氧同位素以及邻近气藏包裹体捕获压力、有机碳同位素和~3He/~4He的相关研究表明,东胜铀成矿与深层天然气存在密切关系。方解石的δ~(13)C值-19.6‰~-1.11‰,δ~(18)O值-17.13‰~-9.00‰,δ~(13)C值的变化范围较宽,可能是地表水和深层天然气影响程度不同所致。鄂尔多斯盆地北部气藏储层包裹体捕获压力从深部向浅部和从盆地西南向东北方向逐渐降低的变化趋势表明,天然气为铀的转化提供了充足的还原剂,为大型东胜铀矿形成提供了必要条件。天然气中~3He/~4He比值证明东胜直罗组铀矿砂岩中没有有意义的幔源流体贡献。这些证据表明东胜铀矿砂岩中的方解石是地表水和深部天然气共同作用的结果,这暗示了东胜大型铀矿床是由低温混合成矿作用形成的。