IODP 311航次底栖有孔虫碳稳定同位素对天然气水合物地质系统的指示

为了探索海洋天然气水合物背景下有孔虫特征的响应,对综合大洋钻探计划(IODP) 311航次岩芯沉积物中底栖有孔虫Uvigerina peregrina和Bulimina mexicana进行了初步研究。通过对冷泉站位U1328和毗邻的非冷泉站位U1327沉积物中底栖有孔虫Uvigerina peregrina和Bulimina mexicana的显微形貌特征和碳、氧稳定同位素测试等,证实有孔虫壳体未受到后期成岩作用的改造和自生碳酸盐岩的交代影响,有孔虫壳体的碳稳定同位素呈现明显的负偏。其中U1327站位中U.peregrina δ¹³C为-0.67‰～-2.75‰（PDB）,B.mexicana δ¹³C为-0.51‰～-1.52‰（PDB）;U1328站位中U.peregrina δ¹³C为 -0.72‰～-2.71‰（PDB）,B.mexicanaδ¹³C为 -0.58‰～-1.45‰（PDB）。底栖有孔虫壳体的碳稳定同位素负偏成因可能与水合物不稳定分解释放的甲烷厌氧氧化作用和食物源有关,因而可较好地指示海底天然气水合物系统地质背景。     

雾水的D和18O同位素研究进展

凝结水的D、¹⁸O同位素研究目前主要集中在雾水方面,露水和土壤吸附水的相关研究仍属空白。由于形成时的温度较高,大多数雾水的D、¹⁸O同位素较当地雨水富集,但不同类型雾的同位素特征存在差异。平流式海洋雾为单级的蒸发—冷凝封闭循环系统的首次凝结,D、¹⁸O同位素较当地雨水显著富集;热带云雾林中的地形雾与降雨同时发生,且水分源于同一云团,δD、δ¹⁸O值差异较小;内陆辐射雾因部分水汽源于当地水分的再循环,过量氘和δD、δ¹⁸O值高于降雨。目前有少量研究用D、¹⁸O同位素指示雾水对植被、地下水和地表径流的补给作用,但以定性分析为主,基于端元混合模型的定量评价极少。露水和土壤吸附水的稳定同位素研究是干旱区凝结水研究的重要方向;D、¹⁸O同位素与其它同位素或化学指标的结合有助于促进凝结水生态水文效应的研究进展;短间隔、高密度的长期观测和用于稳定同位素分析的凝结水采样器的设计是需要进一步开展的工作。     

河南桐柏县破山银矿和银洞坡金矿的硫同位素研究

河南桐柏县围山城金银成矿带的破山银矿和银洞坡金矿位于河前庄背斜的轴部和两翼,围岩为歪头山岩组,矿体受地层和构造的双重控制。两个矿床的矿石硫同位素δ34S值变化范围很窄,位于-1.8‰～5.3‰之间,具塔式效应,与围岩的硫同位素组成类似,具有深源硫的特征,由混合总体筛分可推测围岩提供了大部分硫源,破山银矿δ34S∑S为2.8‰左右。同时赋矿围岩的Au、Ag含量远远高于地壳丰度,因此可推断成矿物质主要来源于围岩歪头山岩组。     

塔东地区古城4井上寒武统—中、上奥陶统流体地球化学示踪

通过对塔东地区古城4井上寒武统和中、上奥陶统碳酸盐岩围岩及充填物的碳、氧、锶同位素地球化学和流体包裹体成分的对比研究表明,充填于中、上奥陶统和上寒武统的流体分属于2个不同来源的流体体系。充填于中、上奥陶统灰岩裂缝中方解石脉的w(87Sr)/w(86Sr)介于0.7084~0.7088,它与早奥陶世海水的w(87Sr)/w(86Sr)相近;流体体系为CH4-H2O体系;充填物与围岩间具有明显的碳、氧同位素差异,表明上部流体体系中的流体来自于奥陶系地层本身。上寒武统白云岩裂缝中方解石脉的w(87Sr)/w(86Sr)为0.7138,明显地高于同时代海水的锶同位素值;流体体系为CO2-H2O体系;下部流体体系中的流体为外来富锶流体。上、下流体体系间互不连通暗示着上寒武统地层具有相对较好的保存条件。     

氮气、氧气和空气水合物的合成及其拉曼光谱特征

在-20℃和不同的压力下,在实验室内分别合成了氮气水合物(16MPa)、氧气水合物(13MPa)和空气水合物(15MPa),并对其N—N和O—O键伸缩振动的拉曼光谱特征进行了研究。结果表明,人工合成的水合物中的N—N和O—O键的拉曼位移与天然的空气水合物中的数据十分接近。在氮气水合物和空气水合物中,N—N键的拉曼峰值均为2322.4cm-1;O—O键的拉曼峰值在氧气水合物和空气水合物保持一致,均为1547.8cm-1。空气水合物分解的拉曼谱图表明,它不是氮气水合物和氧气水合物组成的混合物,而是由氮分子和氧分子共同生成的单一水合物,氮分子和氧分子同时进入水合物的大笼和小笼中。与空气中的氮、氧比例相比,水合物中氧分子明显富集,氮分子和氧分子的比例为2.4∶1。     

西湖茶园茶叶铅污染铅同位素示踪

通过对西湖茶园的植物和土壤样品进行一系列的调查,以着力寻找茶叶的铅污染源。利用铅同位素技术对西湖茶园的土壤、茶叶和城区的燃煤、大气气溶胶、汽车尾气进行铅同位素示踪研究。研究表明,茶园土壤铅物质的可溶相具同源性和残查态偏于多源性。清洗后的茶叶铅含量显著降低,但其同位素组成不发生明显改变,显示出茶叶中的铅与叶面空气沉降物中的铅同源。不同介质铅同位素对比值平均值呈现表土、大气(气溶胶)、煤的w(²⁰⁶Pb)/w(²⁰⁷Pb)与茶叶趋于相近,汽油低之;表土、大气(气溶胶)、汽油的w(²⁰⁸Pb)/〔w(²⁰⁶Pb)+w(²⁰⁷Pb)〕与茶叶趋于相近,煤略高之。不同区域茶叶铅物质具同源性,与种植的农业地质背景无关。在煤燃烧、气化过程中,Pb进入大气,通过大气沉降或被茶树吸收或附着在茶叶叶面;汽车尾气的排放是茶树铅污染的重要原因之一。     

Geochemical characteristics and source analysis of inflow of mine water in Wang’ershan Gold Mine, Shandong

Through a systematic observation of water level and temperature, and a comprehensive analysis of the data on major/trace elements, nitrite, hydrogen-oxygen isotopes, the conclusion has been drawn that there are two relatively independent groundwater systems (cool water and hot water), and the geochemical indicators of hot/cool waters are described. The cool water system is relatively enriched in Ca2 , Mg2 and HCO3-. Its TDS is relatively low, about 1400–1800 mg/L. The hot water system is relatively enriched in K , Na , Cl- and SO42-. Its TDS is relatively high, about 2200–2300 mg/L. The cool water system is enriched in Ba, Ga, Cd, and the hot water system is enriched in B, Ti, Cr, Ni, Cu, Mo, Rb, and Cs, relatively. Especially, the contents of Rb and Cs in the hot water system are more than five times as high as those in the cool water system. The NO3- contents of cool water discharged from the gold mine are relatively high, and those of hot water are extremely low. The δD and δ18O values follow an increasing order of surface water>mine cool water>mine hot water. The cool water comes mainly from the lateral supply of phreatic water, while the hot water comes mainly from the vertical supply of deeply circulating structure-fracture water. The ratio of cool water over hot water was estimated to be about 1:1 by a water quality model..     

胶东地区晚中生代岩浆活动及对大地构造的制约

应用近十几年来胶东地区及其周边岩浆岩体的同位素测年资料,结合几个岩体的新的SHRIMP测年数据(牙山岩体117.7Ma,院格庄岩体113.4Ma,正长斑岩脉115.7Ma),系统研究了该区晚中生代以来的岩浆活动规律,结果表明,该区可分为4个岩浆活动期;(1)晚侏罗世构造-岩浆热事件(150~160Ma),以玲珑-滦家河型岩体为代表,是在区域挤压构造应力作用下侵入的,属同构造或同造山时期的岩浆作用。(2)早白垩世早期构造-岩浆热事件(135~125Ma),以郭家岭岩体为典型,该时期的岩浆活动均具有双峰式岩浆作用特征,反映了伸展动力学背景。(3)早白垩世中晚期构造-岩浆热事件(125~105Ma),以崂山花岗岩为特征,该阶段对应于中国东部岩石圈大规模的减薄时期,是大陆裂谷作用的高峰期。(4)晚白垩世-古新世基性-超基性火山作用。本文还探讨了岩浆活动的地球动力学因素及其对大地构造的制约。     

生物气CO_2还原途径中碳同位素分馏作用研究及应用

地质历史中,CO2/H2还原产甲烷作用对生物气的形成具有十分重要的意义。中国柴达木盆地第四系生物气主要为CO2/H2还原型生物气。笔者以CO2/H2还原生气理论为指导,进行不同初始碳同位素值和不同赋存状态碳源的生物模拟实验,研究CO2/H2还原产气过程中发生的碳同位素分馏作用。实验结果表明,产物中δ13CH4值与底物的δ13C值呈很好的正相关关系;在反应母质过量的情况下,碳源的赋存状态可以影响产物甲烷的碳同位素组成。以游离形式CO2还原产生的甲烷δ13C值,相对于以HCO3-、CO23-离子形式产生的甲烷δ13C值轻。通过柴达木盆地东部第四系生物气田实例分析,探讨了该区生物气的主要底物CO2的来源及赋存状态,对评价盆地生物气资源和有利勘探区预测有重要的参考价值。     

内蒙古敖包吐萤石矿床地质和地球化学特征

笔者总结了敖包吐萤石矿床的地质特征,并通过萤石的稀土元素的地球化学和Nd同位素研究,探讨了该矿床的成矿作用和成矿物质来源。敖包吐萤石矿床产出于下二叠统大石寨组火山—沉积岩与燕山中期花岗岩的接触带,为单一萤石矿床。萤石矿石的稀土元素的含量(∑REE)变化范围为(8.04～30.04)×10-6,平均为19.42×10-6;轻重稀土LREE/HREE值0.24～0.65,平均0.52;LaN/YbN为0.07～0.62,平均0.26;δEu为0.42～0.90,平均0.60,具Eu负异常和明显重稀土富集的特征。岩矿石的Nd同位素研究表明,萤石矿石的εNd(t)都表现为很大的负值,以成矿主期年龄138Ma计算的εNd(138Ma)为-7.30～-30.55,具有古陆壳的演化特征,暗示其成矿的物质来源主要是壳源物质。在Moller的Tb/La-Tb/Ca成因判别图解中,敖包吐矿床的萤石的结晶作用表现为重新活化的趋势,反映流体具有混源的特征,既有热液成因,又有沉积成因。二叠世的海相火山活动通过海底喷气和喷流的作用形成了初始矿源层,而燕山中期花岗岩浆的侵位与结晶分异,又对初始矿源层的活化和富集提供了流体和热能的来源。成矿流体在经历了长期的演化后在大石寨组的构造薄弱破碎的的部位沉淀析出,形成敖包吐萤石矿床。