句容地区下奥陶统仑山组海平面变化的碳酸盐岩地球化学记录

句容地区下奥陶统仑山组碳酸盐岩沉积主要由开阔台地和深水陆棚组成,仑山组层序1和层序2均由低位体系域和海侵体系域构成,反映两次海侵过程。根据δ13 C值、Sr/Ba值、1 000Sr/Ca值和V/Ni值反映的古盐度、古水深曲线,结合沉积环境变迁与体系域特征,绘制了仑山组海平面相对升降曲线。一级海平面相对升降曲线反映仑山组时期经历了一次海侵。二级海平面波动曲线显示海平面波动频繁,由两次海平面相对上升和一次海平面相对下降组成。仑山组样品碳、氧同位素组成受后期成岩作用影响较小,基本保留了原始海洋的同位素组成:δ13 C值为-0.8‰~2.3‰,均值为0.45‰;δ18 O值为-14.4‰~-9.3‰,均值为-10.2‰,主要集中在-10.0‰~-9.0‰的范围内。利用δ13 C和δ18 O值计算得到的Z值全部大于120,反映仑山组碳酸盐岩在海相环境中形成。     

内蒙古东部索伦地区中二叠世哲斯组古环境与海平面相对升降的地球化学记录

根据研究区哲斯组的岩性特征、沉积构造特征,结合泥岩微量元素和饱和烃有机地球化学等地球化学参数,综合研究索伦地区哲斯组的沉积环境,进而解释海平面的相对升降,为研究区哲斯组油气地质条件评价提供依据。结果表明研究区哲斯组沉积环境的水体为半咸水,古盐度范围为18.55‰~28.72‰,古气候以温湿为主。B(硼元素)和微量元素比值Sr/Ba、B/Ga等可以反映的古盐度与古水深的变化,两者受海平面升降变化影响;利用定量计算的古盐度和反映古盐度的Sr/Ba值、B/Ga值和Rb/K值等编制了海平面相对变化曲线,显示研究区哲斯组剖面发生了2次海侵、海退沉积旋回,海侵发生在哲斯组底部和中部。据沉积相分析,结合地球化学指标V/(V+Ni)值、稀土元素Ce异常值饱和烃气相色谱,表明研究区哲斯组主要为缺氧、还原的浅海陆棚沉积环境,该环境有利于有机质保存和烃源岩发育。     

鄂尔多斯盆地志丹地区安定组泥灰岩地球化学特征及古环境意义

通过对鄂尔多斯盆地志丹地区安定组顶部泥灰岩系统的岩石学和地球化学分析,研究了安定组沉积末期湖盆的古盐度、氧化还原环境、古气候及物源区背景。结果表明:安定组泥灰岩主要由方解石和白云石组成,其中方解石含量26.5%～68.5%,平均42.5%,白云石含量10.1%～40.5%,平均25.3%;岩石具有较高的Sr丰度、Sr/Ba比值,指示沉积时水体盐度较高;碳氧同位素变化范围不大,δ¹³C_PDB为-3.5‰～2.2‰,平均0.55‰,δ¹⁸O_PDB为-6‰～-1.2‰,平均-3.87‰,接近咸水湖碳酸盐沉积物,Z值范围为119.53～130.01,平均为126.51,显示安定组泥灰岩段形成于湖水咸化期;化学蚀变指数CIA及Sr/Cu、SiO₂/Al₂O₃综合指示泥灰岩的物源区所受化学风化并不强烈,沉积于半干旱炎热的气候;氧化还原环境指标V/Cr、V/(V+Ni)比值及敏感金属元素U、Mo高度富集等特征指示泥灰岩沉积时的古水体条件整体处于还原...     

内蒙古东部中二叠世吴家屯组海平面相对变化的泥岩地球化学证据

对内蒙古东部中二叠统吴家屯组泥岩进行了微量元素和有机地球化学研究,显示研究区吴家屯组水体的古盐度范围为16.6‰~28.7‰,主要为半咸水沉积。微量元素及其比值可以反映古盐度和古水深的变化,两者受海平面相对变化的影响;且古盐度、海平面相对升降在沉积相上有较好的响应。利用定量计算的古盐度和反映古盐度的Sr/ Ba、B/Ga值等编制了海平面相对变化曲线,显示研究区吴家屯组发生了2次海侵海退旋回,海侵发生在吴家屯组底部和中部。根据沉积相分析,结合地球化学指标V/(V+Ni)值、稀土元素Ce_anom及饱和烃气相色谱,表明区内吴家屯组主体为缺氧、还原的浅海陆棚环境,该环境有利于有机质的保存和烃源岩的发育。     

鄂尔多斯奥陶系碳酸盐岩碳氧同位素特征及其意义*

鄂尔多斯古生代海相地层沉积厚度巨大。鄂尔多斯奥陶系碳酸盐岩的碳氧同位素组成受后期成岩作用影响较小,基本保留了原始海洋的同位素组成： δ¹³C值分布于-7.30‰～2.26‰之间,均值-0.30‰;δ¹⁸O值分布于-13.14‰～-1.94‰之间,均值-6.38‰,碳氧同位素组成与全球基本一致。区域上,鄂尔多斯西缘具有相对较高的δ¹³C值,南缘次之,而东缘最低。纵向上,碳同位素组成逐渐增重,并在中晚奥陶世发生明显的正向偏移,δ¹³C均值由马家沟组的-0.36‰增加到平凉组的0.15‰,至背锅山组增加至0.68‰。碳同位素的区域分布差异表明鄂尔多斯西缘水体相对较深,南缘次之,东缘相对较浅,由早奥陶世至晚奥陶世水体逐渐加深,碳同位素组成反映的海平面变化趋势与沉积相演化一致。鄂尔多斯西南缘中晚奥陶世碳同位素组成的正向偏移,标志着较高的生产力和有机碳埋藏率,具有重要的石油地质学意义,西南缘的平凉组/乌拉力克组和背锅山组是下古生界最重要和有效的烃源岩层。     

四川省石棉县大水沟碲矿床成矿物质来源的一些证据

该矿床是一个新矿床类型,成矿作用分为磁黄铁矿-黄铁矿、辉碲铋矿和黄铁矿-黄铜矿三个阶段。矿化围岩为三叠纪镁铁质火山岩。在矿脉周围广泛发育有以黑云母、白云母、石英和斜长石为代表的蚀变及分带,磁黄铁矿和辉碲铋矿的硫同位素值δ³⁴S=-1.7‰-2.8‰,白云石和方解石的δ¹³C_PDB=-5.3‰——7.42‰,δ¹⁸O_SMOW=10.9‰-13.1‰。根据以硅质、碱质和富挥发组分为特征的围岩蚀变和S、O、C同位素信息,表明大水沟碲矿床的成矿物质来源与岩浆有关。     

羌塘北缘开心岭—乌丽冻土区水溶烃组分及甲烷碳、氢同位素特征研究

羌塘北缘开心岭—乌丽冻土区沿隐伏断层发育多处冷泉含水溶解烷烃,采用水溶烃组分和甲烷的稳定碳、氢同位素特征对其成因开展了分析研究。结果表明,开心岭—乌丽冻土区水溶烃组分中甲烷含量比例高达99.83%~99.96%,同时伴随有少量乙烷、丙烷,另含微量的乙烯和丙烯。开心岭一带水溶烃甲烷δ¹³C_PDB值介于-46.5‰~-55.1‰,δD_VSMOW值为-281.0‰~-342.0‰;乌丽一带水溶烃甲烷δ¹³C_PDB值介于-47.8‰~-58.9‰,δD_VSMOW值为-339.0‰~-346.0‰,指示水溶烃甲烷为有机成因,但气源较复杂,利用δ¹³C_CH4-δD_CH4、δ¹³C₁-C₁/(C₂+C₃)等成因图解判别,得出甲烷主要属微生物气,次之为热解成因气,混有少量原油伴生气。推断甲烷主要为有机质在微生物作用下分解的烃类气体或次生生物气,与晚二叠世那益雄组含煤烃源岩有关,气源条件暗示该地区冻土带200~500 m深度内有利于微生物成因气为主的甲烷天然气水合物形成。     

东昆仑祁漫塔格地区乌腊德石墨矿床地球化学特征及成矿机制研究

乌腊德石墨矿床是东昆仑祁漫塔格地区新发现的晶质石墨矿床,矿体赋存于古元古代白沙河组条带状大理岩层内,呈带状、似层状,局部呈透镜状产出。对该矿床进行地球化学特征、碳同位素研究,并讨论了其成矿机制。研究结果表明,石墨大理岩主量元素整体表现为低硅、低碱、高钙、高烧失量的特点,微量元素显示Ba、Rb、Th、Sr、P相对富集,K、Zr、Ti相对亏损,稀土总量较低,表现为轻稀土富集、重稀土亏损的特点,具中等负Eu异常,微弱负Ce异常,其成矿原岩为一套浅水环境下沉积的灰岩地层,成岩环境为缺氧的还原环境,沉积时水体介质为咸水。乌腊德矿区大理岩围岩的δ¹³C_PDB为+1.4‰~+3.3‰,与海洋碳酸盐岩的碳同位素分布区间一致,石墨单矿物的δ¹³C_PDB为-5.8‰~-5.4‰。综合研究认为,区内三叠纪石英闪长岩为石墨矿床的形成提供了良好的热力学条件,使得大理岩脱碳反应形成的CO₂与早期变质作用形成的晶质石墨和有机沉积物脱挥发分形成的CH₄发生反应后,沿构造裂隙进一步迁移并集中,形成区域变质-热液改造型石墨矿床。     

陕西富平地区晚奥陶世沉积环境研究

结合露头剖面、岩石薄片观察、碳氧同位素及微量元素等资料,综合分析了陕西富平地区上奥陶统赵老峪组海相碳酸盐岩沉积时的古水深、古盐度、古温度及氧化还原条件变化规律,以期恢复其沉积环境。研究表明,赵老峪组下部0～12层的δ13C平均值为-0. 95‰、δ18O值为-5. 67‰、Sr/Ba值为80. 31、B/Ga值为7. 93、U/Th值为5. 57、V/Cr值为5. 44,主要是以泥晶灰岩为主的深水原地沉积,其沉积环境总体表现为水体较深、离岸较远、水温较高、盐度较高的贫氧-厌氧环境;上部13～35层δ13C平均值为0. 55‰、δ18O值为-4. 03‰、Sr/Ba值为19. 05、B/Ga值为9. 17、U/Th值为2. 78、V/Cr值为4. 77,主要发育深水原地沉积、重力流沉积和等深流沉积,但深水原地沉积的发育层数相比于下部大大减少,沉积环境逐渐演变为水深相对较浅、水温较低、盐度较低的贫氧-厌氧环境,这一阶段的整体古水深、古温度和古盐度及氧化还原条件相比于0～12层沉积时较稳定,变化幅度较小。结果表明,用地球化学指标研究深水碳酸盐岩沉积时期的海平面变化、古温度、古盐度及氧化还原条件等环境因素也是可行的。     

藏南扎西康铅锌多金属矿床成因——硫化物原位硫同位素证据

藏南扎西康铅锌多金属矿床是特提斯喜马拉雅构造带（TH）东段发现的首个大型铅锌矿床,但其成因备受争议。本文在详细研究矿床地质特征的基础上,对矿硐内具有"同心环带"或"热水蛋"构造的铅锌矿石中的黄铁矿、方铅矿和闪锌矿进行了原位微区硫同位素分析。结果显示：铅锌矿石硫同位素组成变化范围在8.88‰~11.83‰之间,平均为10.50‰,总硫同位素组成（δ³⁴S_∑S）约为10.07‰。其中：7个黄铁矿（Py）测点的δ³⁴S_Py值为10.29‰~11.14‰,平均为10.70‰;6个闪锌矿（Sp）测点的δ³⁴S_Sp值为10.78‰~11.83‰,平均为11.49‰;5个方铅矿（Gn）测点的δ³⁴S_Gn值为8.88‰~9.18‰,平均为9.04‰。总体表现为δ³⁴S_Sp > δ³⁴S_Py > δ³⁴S_Gn,指示硫同位素未达到分馏平衡。利用方铅矿与闪锌矿矿物对硫同位素温度计计算可得,铅锌成矿温度介于224~280℃之间,平均值为259℃。结合前人研究成果,进一步得出扎西康铅锌多金属矿床主成矿期硫源主要来自日当组（J₁r）围岩地层,并可能有少量岩浆硫的混入,属受控于地层-构造-岩浆热液作用的中温热液矿床。     

雅鲁藏布江中上游地区表土碳同位素变化及其影响因素初探

土壤有机碳同位素组成（δ¹³C）记录的环境信息对研究气候与环境变化至关重要,然而高海拔地区土壤δ¹³C对气候变化的响应机制尚不明确。对青藏高原南部雅鲁藏布江中上游地区（海拔3 500~5 100 m）的36个表土样品进行了δ¹³C系统分析,并讨论了其对气候因素的响应。结果表明：表土δ¹³C值分布在-24.6‰~-15.2‰范围之间,平均值为-20.8‰,指示了地上植被为C₃/C₄混合植被类型。随着海拔的升高,C₄植物比例减少,C₃植物比例增加,这种比例变化主导了该区域表土δ¹³C的组成差异。海拔每升高100 m,δ¹³C值偏负0.5‰。进一步分析说明,生长季温度可能是影响该区域表土δ¹³C变化的主要气候因子,降水、大气压等对δ¹³C值的贡献较低。     

黑河上游青海云杉森林生态系统蒸散发分割

通过对黑河上游排露沟流域海拔2 700 m和2 900 m处青海云杉森林生态系统不同季节的土壤水、 植物水和大气水汽等不同水体稳定氧同位素组成（δ¹⁸O）的测定, 运用Craig-Gordon模型、 同位素稳态假设和Keeling Plot模型分别得出土壤蒸发、 植物蒸腾和蒸散发的δ¹⁸O, 结合多元线性混合模型将生态系统蒸散发分割为土壤蒸发和植物蒸腾。结果表明： 土壤蒸发水汽的δ¹⁸O_E、 植物蒸腾水汽的δ¹⁸O_T及蒸散发水汽的δ¹⁸O_ET分别介于-35.9‰ ~ -25.2‰、 -9.0‰ ~ -4.2‰和-18.5‰ ~ -10.2‰之间, 三者顺序为δ¹⁸O_T > δ¹⁸O_ET > δ¹⁸O_E, 满足同位素稳态假设。植物蒸腾对蒸散发的贡献率（f_T）在52.2% ~ 88.4%之间变化, 土壤蒸发对蒸散发的贡献率（f_E）在11.6% ~ 47.8%之间变化, f_T远大于f_E, 说明生态系统蒸散发大部分来自于植物蒸腾, 即植物蒸腾是青海云杉森林生态系统蒸散发的重要组成部分。f_T与气温呈负相关, 而与相对湿度呈正相关, 说明气温对f_T起抑制作用, 相对湿度对f_T起促进作用, 但是相关系数不高, 说明f_T在自然环境下还可能受除气温和相对湿度外的多种环境因素和生物因素综合影响, 具体影响机理有待进一步探究。本研究结果可为进一步研究黑河流域区域内循环和流域尺度水循环研究提供理论依据。     

Stable Strontium Isotopic Fractionation During Chemical Weathering in Drainage Basins: Mechanisms and Applications

The new non-traditional stable strontium (Sr) isotope has aroused great attention from academic scholars in terms of the continental weathering and marine Sr cycle. The analytical precision of stable Sr isotope using mass spectrometry is better than 0.03‰. The compiled δ⁸⁸/ ⁸⁶Sr values vary from -3.65‰ to 1.68‰ in natural reservoirs. Recent findings indicate that multiple processes can cause stable Sr isotope fractionation in Earth surface, including the incongruent dissolution of primary minerals, the formation and adsorption of secondary minerals, the precipitation of calcium carbonate, and the biological cycling. These processes lead to higher δ⁸⁸/ ⁸⁶Sr in the liquid phase and lower δ⁸⁸/ ⁸⁶Sr in the solid phase, and thus result in different geochemical behavior of stable Sr isotopes in water and sediment during the weathering processes. The δ⁸⁸/ ⁸⁶Sr values of river sediment decrease with the increase of weathering intensity, which has the potential to indicate chemical weathering intensity. Meanwhile, further study on the fractionation mechanisms and constraints of stable Sr isotopes in river water plays an important role in tracing chemical weathering processes within the watershed, which will lead to a better understanding of the global ocean Sr cycle.     

北阿尔金地区大平沟金矿H-O-S-Pb同位素地球化学特征对金矿成因的启示

大平沟金矿床是北阿尔金地区典型金矿床之一,矿化类型以钾长石-石英脉型和蚀变岩型为主,矿体赋存于近东西向韧性剪切带中,围岩为太古宇米兰岩群钾长变粒岩。矿石矿物以黄铁矿为主,另有少量褐铁矿和自然金等。大平沟金矿床含金石英脉中石英的δ¹⁸O_VSMOW值为12.4‰~15.3‰,估算的流体δ¹⁸O_H2O值介于7.4‰~10.3‰之间,石英中流体包裹体的氢同位素为-97‰~-66‰,表明成矿流体以变质流体来源为主;含金石英脉中硫化物的δ³⁴S_VCDT值为6.9‰~8.3‰,主要为壳源硫,与典型造山型金矿的硫值一致;硫化物的²⁰⁶Pb/²⁰⁴Pb值为18.310 1~19.373 9,²⁰⁷Pb/²⁰⁴Pb值为15.587 2~15.654 1,而²⁰⁸Pb/²⁰⁴Pb值为38.119 1~39.143 9,反映硫化物的铅来源具有造山带铅特征。综合分析认为,大平沟金矿床属于造山型金矿,其形成受近东西向次级断裂和韧性剪切带控制,成矿流体以变质流体为主,成矿物质来源于太古宙深变质岩。     

大兴安岭北段宝兴沟金矿床成矿流体特征及矿床成因

宝兴沟金矿床是大兴安岭北部上黑龙江成矿带内大型金矿床之一,矿体主要产于下侏罗统二十二站组砂岩与早白垩世石英闪长岩、闪长玢岩内外接触带内,其热液成矿作用可划分为：黄铁矿±毒砂-石英（Ⅰ）、多金属硫化物-石英（Ⅱ）及少硫化物-碳酸盐（Ⅲ）3个阶段。流体包裹体岩相学研究表明：Ⅰ阶段矿石主要发育气液两相（LV）、少量含CO₂三相包裹体（H_CO2）及富气相包裹体（FV）;Ⅱ阶段矿石中主要发育LV及少量H_CO2包裹体;Ⅲ阶段矿石中只发育LV包裹体。测温结果显示：Ⅰ、Ⅱ阶段包裹体总体均一温度峰值集中于225.00~300.00℃,盐度（w（NaCl））为2.00%~10.00%;Ⅲ阶段均一温度峰值集中于175.00~225.00℃,盐度为4.00%~8.00%;成矿流体为简单的含CO₂中低温、低盐度的NaCl-H₂O热液体系,总体具有从成矿早期到晚期均一温度、盐度逐渐降低的特征。氢、氧同位素分析结果显示,Ⅰ、Ⅱ阶段成矿流体δD_SMOW为-131.00‰~-108.00‰、δ¹⁸O_SMOW为1.00‰~4.00‰,Ⅲ阶段δD_SMOW为-108.00‰、δ¹⁸O_SMOW为-1.89‰,表明早期以岩浆水为主,晚期逐渐演化为与大气降水混合热液。矿石中黄铁矿（毒砂）δ³⁴S_V-CDT为1.50‰~4.20‰,显示其物质来源以深源岩浆为主。综合分析认为,区内金成矿作用与早白垩世（石英）闪长岩、闪长玢岩侵入活动有直接关系,矿床属中低温岩浆热液成因类型。     

渝东地区寒武系第四阶龙王庙组古环境演化的稳定同位素与主、微量元素证据

寒武系第四阶是生命演化史上重要的时间节点.渝东地区寒武系第四阶龙王庙组以碳酸盐岩为主要岩石类型,地层中、下部混积岩发育,生物化石发育程度低.∑（CaO+MgO+LOI）含量分布范围广（74.64%~99.18%）,Na₂O、K₂O、Fe₂O₃与MnO含量较高（平均值分别为0.20%、0.27%、0.27%和0.014%）,∑（SiO₂+Al₂O₃+Fe₂O₃+P₂O₅+TiO₂）在地层中下部具较高含量（最大值24.00%）;Sr元素含量较低（135×10-6~407×10-6）,∑REE+Y在地层中部含量较高,∑LREE/∑HREE分布在2~4,具显著正铈异常（δCe=5.6~6.2）,配分曲线为平缓右倾模式.全岩与方解石的δ13C值分别为-1.5‰~1.1‰ VPDB、-3.4‰ ~+0.5‰ VPDB,δ18O值分别为-9.7‰ ~-3.5‰ VPDB、-9.8‰~-5.0‰ VPDB;垂向上,两者的δ13C值在地层中下部均以负值为主,中上部多为正值.依据δ13C、δ18O、MgO/CaO（0.03%~0.12%）、100×MgO/Al₂O₃（93.1~4 715.4）、B_校（278.7~1 494.2）、Sr/Ba（4.05~58.25）、1 000×Sr/Ca（5.41~14.43）、V/（V+Ni）（0.61~0.78）及U/Th（0.21~1.45）等与沉积环境的关系,推断龙王庙期水体温度在17~25℃,属半咸水-咸水环境;水体深度在早-中期波动频繁;以贫氧-缺氧环境为主,在早-中期、末期为阶段性富氧环境.整体上龙王庙组沉积早-中期受河流注入影响较为明显、陆源碎屑供给充足,具海陆过渡环境特征,沉积中后期为稳定的海相环境.咸水、缺氧的条件及海平面波动频繁并伴有大量陆源碎屑注入所产生的环境压力,是引发渝东地区寒武系第四阶生物消亡的主要环境因素.