应用GasBench Ⅱ-IRMS优化碳氧同位素分析方法

GasBenchⅡ-连续流稳定同位素质谱仪(IRMS)联用在线分析已成为碳酸盐碳氧同位素分析测试的常用方法,已有研究认为不同的实验条件直接影响δ¹³C和δ¹⁸O同位素测试结果的准确性。但这些报道未对该联用方法所涉及的实验条件进行综合分析。本文系统研究了GasBenchⅡ-IRMS法中各种实验条件(包括排空时间、反应温度、反应时间和色谱分离温度)对碳氧同位素测试结果的综合影响。结果表明:排空时间大于9 min可有效消除空气对测试结果的干扰,不同的反应温度和时间对碳氧同位素分析结果均有一定影响,经条件优化确定反应温度为72℃,反应时间为60 min,色谱分离温度为60℃。在优化的实验条件下,碳氧同位素分析精度分别优于0.03‰和0.05‰,达到了国际分析测试水平。同时,选择合适的同位素数据归一化方法可以进一步保证碳氧同位素测试结果的准确性和可靠性。通过分析近4000件实际样品,对比单一标准物质校准和双标准物质校准同位素归一化方法的计算结果,发现双标准物质校准偏差小于单一标准物质校准偏差,因此建议采用双标准物质校准法进行样品同位素标准化计算。本研究为GasBenchⅡ-IRMS联用技术中实验条件的选取提供了一定的参考,保证碳氧同位素测试结果的可靠性和准确性。同时提出,由于样品成分复杂且不均一,在分析实际样品时需要根据样品的性质进一步对实验条件进行考察。     

黑龙江乌拉嘎金矿成矿热力学参数研究

本文通过对前人工作的总结,在研究矿物共生关系的基础上将乌拉嘎金矿床的成矿作用过程划分为3个成矿阶段,然后利用热力学数据计算出了各个阶段的成矿热力学参数。第1阶段:黄铁矿-早期白色玉髓状石英阶段,Eh范围在-0.5~+0.3 V之间,处于弱还原环境,硫逸度应大于10~(-23);第2阶段:烟灰色玉髓状石英-多金属硫化物阶段,在低温时成矿环境为中酸性(pH=4),弱还原环境(Eh值为-1.0~-0.3 V),硫逸度范围应大于10~(-40),但不会超过10~0。同前一阶段相比,硫逸度下限降低;第3阶段:碳酸盐-石英阶段,碳酸盐矿物的出现预示着成矿已接近尾声,成矿介质的pH值逐步从酸性(pH=3)向中酸性(pH=5)转变,成矿Eh值也从弱还原(-0.5 V)向弱氧化(+0.3 V)过渡,硫逸度下限范围大约在10~(-23)左右,不超过10~0,而氧逸度范围在10~(-20)加左右。这对于深入探讨热液成矿作用过程具有重要参考价值。     

柴达木盆地新生代湖相碳酸盐岩岩石学及碳氧同位素特征

在岩石学分析基础上,结合碳氧同位素分析方法对柴达木盆地大红沟和鄂博梁剖面上、下干柴沟组湖相碳酸盐岩样品进行系统研究,试图阐述不同类型湖相碳酸盐岩的古气候特征,研究该时期柴达木盆地古气候演化历史。结果显示:该地区湖相碳酸盐岩可以分为生屑灰岩、砂屑灰岩、藻灰岩、鲕粒灰岩、泥晶灰岩5大类。不同类型的碳酸盐岩样品的碳、氧同位素组成特征存在明显区别,鲕粒灰岩δ18O和δ13C偏高,且都为正值,形成于炎热干燥的古气候和咸水沉积环境中;藻灰岩类明显富集13C的特点与藻类等水生生物活动密切相关,反映沉积于温暖干燥气候背景下的一个水体盐度偏高的稳定水体之中;生屑灰岩和砂屑灰岩类δ18O和δ13C都比较集中,且表现出明显的低值,反映形成于温暖湿润气候条件下且具淡水补给的开放性湖泊环境;泥晶灰岩类样品的δ18O和δ13C之间具有一定的正相关性,反映发育在水体停滞、蒸发作用明显的咸水型湖泊体系。     

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(13C)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(13C)自下而上逐渐增大,δ(18O)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(13C)和δ(18O)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。     

鄂东地区岩石,矿物的氧同位素组成及其地质应用

本文通过对鄂东地区部分氧、碳同位素资料的分析整理,建立了金云母-水氧同位素平衡分馏方程和磁铁矿-金云母氧同位素平衡分馏方程;探讨了岩浆成矿系列及沉积-改造型矿床的氧同位素组成特征;初步探讨了氧同位素在本区找矿上的应用及前景.     

架状硅酸盐矿物晶胞参数与硅氧四面体几何要素的关系

架状硅酸盐矿物晶体结构为氧离子作开层堆积,阳离子充填空隙而形成.矿物晶胞参数与硅氧四面体的排列方式有关,和硅氧四面体的棱长l、对棱间距T_(?)、四面体的高T_h等几何要素有确定的函数关系.     

Deepwater Ventilation and Stratification in the Neogene South China Sea

Combined data of physical property, benthic foraminifera, and stable isotopes from ODP Sites 1148, 1146, and 1143 are used to discuss deep water evolution in the South China Sea (SCS) since the Early Miocene. The results indicate that 3 lithostratigraphic units, respectively corresponding to 21-17 Ma, 15-10 Ma, and 10-5 Ma with positive red parameter (a*) marking the red brown sediment color represent 3 periods of deep water ventilation. The first 2 periods show a closer link to contemporary production of the Antarctic Bottom Water (AABW) and Northern Component Water (NCW), indicating a free connection of deep waters between the SCS and the open ocean before 10 Ma. After 10 Ma, red parameter dropped but stayed higher than the modern value (a*=0), the CaCO3 percentage difference between Site 1148 from a lower deepwater setting and Site 1146 from an upper deepwater setting enlarged significantly, and benthic species which prefer oxygen-rich bottom conditions dramatically decreased. Coupled with a major negative excursion of benthic δ13C at ~10 Ma, these parameters may denote a weakening in the control of the SCS deep water by the open ocean. Probably they mark the birth of a local deep water due to shallow waterways or rise of sill depths during the course of sea basin closing from south to east by the west-moving Philippine Arc after the end of SCS seafloor spreading at 16-15 Ma. However, it took another 5 Ma before the dissolved oxygen approached close to the modern level. Although the oxygen level continued to stabilize, several Pacific Bottom Water (PBW) and Pacific Deep Water (PDW) marker species rapidly increased since ~6 Ma, followed by a dramatic escalation in planktonic fragmentation which indicates high dissolution especially after ~5 Ma. The period of 5-3 Ma saw the strongest stratified deepwater in the then SCS, as indicated by up to 40% CaCO3 difference between Sites 1148 and 1146. Apart from a strengthening PDW as a result of global cooling and ice cap buildup on northern high latitudes, a deepening sea basin due to stronger subduction eastward may also have triggered the influx of more corrosive waters from the deep western Pacific. Since 3 Ma, the evolution of the SCS deep water entered a modern phase, as characterized by relative stable 10% CaCO3 difference between the two sites and increase in infaunal benthic species which prefer a low oxygenated environment. Thesubsequent reduction of PBW and PDW marker species at about 1.2 Ma and 0.9 Ma and another significant negative excursion of benthic δ13C to a Neogene minimum at ~0.9 Ma together convey a clear message that the PBW largely disappeared and the PDW considerably weakened in the Mid-Pleistocene SCS. Therefore, the true modern mode SCS deep water started to form only during the "Mid-Pleistocene climatic transition" probably due to the rise of sill depths under the Bashi Strait.     

江西德兴斑岩铜矿石英闪长玢岩成因及成矿学意义

为探究石英闪长玢岩成因及幔源基性岩浆对斑岩铜矿的贡献,本文选取德兴矿床石英闪长玢岩开展了锆石U-Pb定年、Hf同位素和全岩地球化学研究。获得石英闪长玢岩LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄为169 Ma,与成矿花岗闪长斑岩侵位时间一致,岩体为中侏罗世岩浆活动的产物。石英闪长玢岩具有低的SiO₂(58.41%~63.12%)和K₂O(1.68%~2.94%)含量及A/CNK值(0.85~1.04),富集大离子亲石元素和轻稀土元素,亏损高场强元素Nb、Ta、Ti和重稀土元素,属于钙碱性到高钾钙碱性系列岩石。具有相对亏损的锆石Hf同位素组成,εHf(t)=2.20~7.93(最大值7.93),指示其源区为岩石圈地幔。锆石稀土元素配分模式图显示出明显的正Ce异常,岩浆氧逸度(lg f_O2)为-20.05~-6.66,达到磁铁矿-赤铁矿氧逸度等级,指示石英闪长玢岩结晶自高氧逸度岩浆。全岩地球化学特征显示,德兴石英闪长玢岩与成矿花岗闪长斑岩及其暗色包体符合岩浆混合的演化趋势,说明成矿花岗闪长斑岩可能是中侏罗世幔源基性岩浆和地壳酸性岩浆大规模混合作用的产物,并且石英闪长玢岩代表了岩浆混合过程中的幔源基性端员。结合前人研究成果,认为在中侏罗世伸展构造背景下,软流圈物质上涌导致新元古代受交代的岩石圈地幔部分熔融形成幔源基性岩浆,基性岩浆的底侵作用诱发下地壳物质熔融并与之发生一定程度的岩浆混合作用,形成了花岗闪长斑岩的母岩浆。高氧逸度幔源岩浆的加入可抑制斑岩体系硫化物的过早饱和,同时为德兴矿床注入了成矿所需的部分挥发分和金属元素。     

岩溶缝洞充填物碳氧同位素特征及环境意义——以塔河油田奥陶系鹰山组为例

塔河油田奥陶系鹰山组岩溶缝洞是该地区主要的碳酸盐岩储层,弄清岩溶缝洞充填物特征有利于寻找最优储集体,对该区石油地质研究具有重要意义。通过对塔河油田31口钻井岩心观察、描述和充填物类型统计,选取7口典型钻井奥陶系鹰山组岩溶缝洞充填物取样,并对充填物样品δ¹³C和δ¹⁸O进行测试分析。结果表明：(1)充填物碳氧同位素变化范围较大,δ¹³C为0.75‰～-10.14‰,δ¹⁸O为-5.94‰～-14.14‰。(2)奥陶系鹰山组岩溶缝洞充填物存在4中不同类型的形成环境：同生期或早期成岩岩溶环境、风化壳岩溶环境、埋藏岩溶环境、较晚期岩溶环境。该研究成果对古岩溶型油气储层研究及油气勘探具有重要意义。