中东亚干旱半干旱区C3植物δ13 C值的分布 及其对气候的响应*

植物化石和土壤中的有机质碳同位素指标常用来反映古气候的变化,然而碳同位素这个指标在特定地区反映气候的定量关系缺乏检验。研究剖面选择自中国的秦岭(34°14'24″N,106°55'30″E)到蒙古人民共和国北部,接近贝加尔湖地区(51°35'08″N, 100°45'49″E)的研究剖面线,选择了3种C₃植物(Artemisia scoparia, Ajania achilleides 和 Artemisia frigida),在剖面线上沿南北方向上每隔4'到5'采取一个样点,共选取161个C₃植物茎叶样品进行了δ¹³ C值测定。同时收集了剖面线附近气象站的降水、气温等资料,用插值方法得到每个采样点的气温、降水数据。分析表明:C₃植物的δ¹³ C值分布范围为-30 ‰ ~-22 ‰ ,其平均值为-26.81 ‰ ,该平均值较全球C₃植物δ¹³ C平均值偏正。通过对比C₃植物δ¹³ C与年均温、年均降水量、生长季节的干燥度等随纬度的变化规律,发现C₃植物δ¹³ C、年均降水量、生长季节的干燥度有非常一致的变化趋势,而C₃植物δ¹³ C和年均温不具有一致性。通过一元回归分析也同样发现C₃植物δ¹³ C与年均降水量呈线性负相关关系(y=-0.0077x-24.838,n=161,R²=0.4418,p=0.01),与生长季节的干燥度呈线性正相关关系(y=0.7328x-28.806,n=161,R²=0.3685,p=0.01),而与年均温度没有明显的相关关系(y=-0.0461x-26.756,n=161,R²=0.0232,p=0.01)。在本研究区C₃植物δ¹³ C对年均降水量和生长季节的干燥度响应十分显著,而对温度的响应不明显。研究区具有明显的降水和温度的梯度分布特征,是验证植物碳同位素与气候关系的理想场所,而土壤中的有机质碳同位素与其地面上的植物碳同位素息息相关。研究也说明,在本研究区或其他气候植物组合相似的地区可以利用古土壤中的有机质碳同位素来定量或半定量地反映古气候的变化。     

云南巍山—永平碰撞造山带走滑拉分盆地铜金多金属矿成矿流体系统：稳定同位素特征及热液来源

云南巍山—永平矿集区位于兰坪走滑拉分盆地南段,有铜金多金属中、小型矿床及矿化点140余处,盆地发育和成矿作用与印度—亚洲板块碰撞密切相关。为了探索该矿集区成矿热液的来源,研究了该区成矿流体的稳定同位素特征。区内成矿流体系统可分为紫金山子系统与公郎弧子系统。公郎弧子系统内铜钴矿床成矿流体的δD为-83.8‰~-69‰,δ18O为4.17‰~10.45‰,δ13C为-13.6‰~3.7‰,成矿流体主要来源于岩浆水及地层水。紫金山子系统内金、铅锌、铁矿床成矿流体的δD为-117.4‰~-76‰,δ18O为5.32‰~9.56‰,δ13C为-10.07‰~-1.5‰;锑矿成矿流体的δD为-95‰~-78‰,δ18O为4.5‰~32.3‰,δ13C为-26.4‰~-1.9‰,成矿流体来源于地层水以及岩浆水。受印度板块与亚洲板块碰撞造山作用的影响,在该盆地内,成矿流体自南西向北东大规模迁移过程中,先形成温度、盐度较高的公郎弧子系统,随着流体向北东推进,温度、盐度逐渐降低,流体成分发生变化,演变为紫金山子系统。     

四川巴塘夏塞花岗岩和银多金属矿床年龄及ち颉⑶ν位素组成

为了解四川西部夏塞银多金属矿区黑云母二长花岗岩形成和矿化发生的时代及成矿物质来源,测定了该矿区绒依措和若洛隆花岗岩的Rb_Sr年龄和钾长石、黑云母及主要银矿化阶段石英的40Ar/39Ar年龄及矿石的硫、铅同位素组成。花岗岩的结晶年龄约为93Ma,银矿化年龄约为75Ma。矿石硫可能源于花岗岩,但不能排除源于弱沉积围岩的可能性;矿石、花岗岩和弱变质沉积围岩的铅同位素组成相似,铅主要源于上地壳,少量源于下地壳。     

稳定氯同位素在水环境地球科学中的研究进展

氯元素广泛分布于地表水体和沉积物中,并在地表圈层之间进行迁移和转化等生物地球化学循环.氯元素有两种稳定同位素:35Cl和37Cl,其相对含量分别为35Cl=75.153%和37Cl=24.147%.氯离子在地表环境中通常没有价态变化,既不发生引起键能明显变化的氧化还原反应,也不明显参与生物作用,因此氯离子不会因元素迁移形态转变而改变同位素组成.但是,自然界中氯同位素37Cl和35Cl间存在较大的相对质量差,氯在蒸发结晶、离子扩散、渗透和对流混合等水体迁移过程中35Cl和37Cl的运移速度因其质量差而有所不同,致使氯同位素发生分馏[1].在蒸发沉积作用过程中,因37Cl相对35Cl有较大的键结合能,而优先进入固相(盐类沉积物)中.相对于其它轻稳定同位素(H、O、C)而言,稳定氯同位素的分馏并不明显,自然界中δ37Cl为-14‰～16‰,但大气圈、水圈和岩石圈的氯同位素组成大多集中在-2‰～2‰.近年来,氯同位素测定方法的改进大大提高了测试精度和准确度,使得氯同位素得以广泛应用于对蒸发盐、地下水体的演化、海水入侵、矿床形成过程中的成矿流体作用、氯代有机溶剂的分馏机理、人工合成与自然降解的有机物示踪等方面的研究[2～10].     

海拉尔盆地西部蚀源区岩石提供铀源能力的研究

利用U-Pb同位素组成演化对海拉尔盆地西部西胡里吐盆地蚀源区火山岩类和克鲁伦凹陷蚀源区花岗岩类岩石的研究表明:蚀源区岩石原始铀含量(U0)较高,火山岩类平均U0为10.061×106,铀变化系数(ΔU)平均为49.57%;花岗岩类平均U0为18.381×106,ΔU平均为80%。这些结果显示了蚀源区岩石能为沉积砂体提供预富集的物质基础,也能提供成矿铀源。岩石的U-Ra平衡系数研究表明,火山岩类存在明显的U-Ra不平衡现象,而花岗岩提供成矿铀源应发生在16000a以前。     

浙江江山灯影组碳、氧同位素特征

通过测试分析了浙江江山灯影组碳酸盐岩的碳、氧同位素特征。结果显示δ^13C值在-2．11‰～2．71‰之间，底、顶部表现为负异常，主体部分比较平稳，变化频率不大。呈微弱的降低趋势；δ^18O值在-3．52‰～-8．76‰之间变化，整体比较平稳，从底到顶呈略降低的变化趋势。浙江江山碳、氧同位素的特征与国内外同期地层非常相似，具有全球可对比性，反映浙江江山地区在灯影初期海平面短暂下降，随后海洋环境相对稳定，直到灯影末期，与全球古环境发生强烈变化一样，本区海洋环境也发生了强烈变化。     

新疆-甘肃北山金矿南带的成矿流体演化和成矿机制

北山金矿南带是西北5省区规模最大的金矿带。选择北山南带的新金厂、老金厂和小西弓金矿床，在矿床地质和岩相学研究的基础上，对脉石英的流体包裹体进行了显微温度计和激光拉曼探针气体成分测定；对石英和矿石黄铁矿的包裹体H2O，CO2和CH4进行了H和C同位素组成测定，对石英和黄铁矿分别做了O和S同位素组成测定。3个金矿床的脉石英含有富CO2＋CH4、H2O溶液以及H2O-CO2＋CH4包裹体。小西弓金矿床流体包裹体的均一化温度主要介于270℃-450℃，一部分H2O溶液包裹体圈闭了高盐度流体（16．43—18．63wt．％NaCl equiv．），大部分H2O溶液包裹体和全部富CO2＋CH。包裹体代表了中-低盐度（2．8％-13．6％）流体。新金厂金矿床流体包裹体的均一化温度主要介于210℃-346℃；一部分流体包裹体圈闭了高盐度（10．98％～14％NaCl equiv．）流体，一部分H2O溶液包裹体和绝大多数富CO2＋CH4包裹体圈闭了中-低盐度（2．9％-8．81％NaCl equiv．）流体。老金厂金矿床H2O溶液包裹体的均一化温度主要分布于141℃-400℃，含盐度介于1．4％-8．28％，属于中-低盐度流体。进行了大气降水-围岩^18O／^16O、D／H交换反应模拟。小西弓矿床早期硫化物-石英脉金矿成矿流体对应较高的水／岩比（=0．01—0．05），其^18O／^16O和D／H组成更受钾长花岗岩者控制，硫化物的δ^34S值也接近钾长花岗岩的黄铁矿者，指示热液流体围绕着钾长花岗岩的对流淋滤。成矿晚期，围绕着花岗岩侵入体的热液对流崩溃，矿区围岩内发育更大尺度的彼此分离的弥漫性流体渗透淋滤；相应地，小西弓矿床晚期蚀变岩金矿成矿流体的8D值对应低水／岩比（0．005-≈0．01），其δ^18O值变化范围较宽，受当地中元古界变质岩控制，蚀变岩型金矿黄铁矿的δ^34S值也接近中元古界长英质片岩的黄铁矿者。新金厂金矿和老金厂金矿成矿流体的δD值和δ^18O值对应的水／岩值分别介于0．004—0．01和0．007～0．02，与岩浆流体或者下二叠统哲斯群辉绿岩和英安岩围岩具有更密切的关系。新金厂金矿和老金厂金矿黄铁矿样品的δ^34S值介于-2．58‰和-6．32‰，指示S来源于下二叠统哲斯群辉绿岩、英安岩和碳质板岩围岩。3个金矿的石英包裹体CO2（δ^13C=-2．20‰--9．14‰），以及石英和黄铁矿包裹体CH4（δ^13C=013．10‰--27．40‰）不平衡；前者来源于幔源岩浆去气，后者来源于哲斯群碳质板岩或者中元古界长英质片岩中的还原碳。3个金矿黄铁矿包裹体的CO（δ^13C=-10．79‰--23．62‰）主要来源于哲斯群碳质板岩或中元古界长英质片岩中的还原碳，但是，也混合了较少的岩浆CO2。包裹体CO2和CH4δ^13C值的系统变化，也反映了从岩浆侵位和去气、流体对流，到围岩中流体大面积弥漫性渗透淋滤的演化过程。CH4介入成矿流体，导致流体不混溶和金的沉淀。北山金矿南带的形成既不同于典型的造山带型金矿床，也不同于与侵入岩有关的金矿床。我们提出北山金矿南带的成矿模式为：岩浆去气和流体对流、岩石挤压破碎、流体弥漫性渗透淋滤。     

新疆香山铜镍硫化物矿床Re-Os同位素测定

通过对香山铜镍硫化物矿石中的镍黄铁矿进行Re-Os同位素测年,获得等时线年龄数据为(298±7．1)Ma。该数据表明产于东天山黄山—镜儿泉一带的这些铜镍硫化物矿床形成于晚石炭世—早二叠世,与该区广泛发育的造山型金矿、矽卡岩型银铜矿床和火山岩型铁铜矿床为同一时期的产物。其等时线~187Os/~188Os初始比值为0．682±0．32,γ_OS平均为444,表明在成矿过程及岩浆侵位期间有地壳物质加入成矿系统中。     

西藏驱龙斑岩铜矿含矿斑岩的年代学与地球化学

驱龙斑岩铜(钼)矿是冈底斯斑岩成矿带上的重要矿床之一,由于其被发现较晚、海拔高、工作条件差,总体研究程度较低。本文通过野外工作和对岩心样品分析,在岩石学和地球化学研究基础上,采用离子探针(SHRIMP)锆石U-Pb方法和辉钼矿Re-Os方法研究了驱龙矿区的成矿和成岩年龄。选择两种方法测定了驱龙斑岩铜矿黑云母花岗闪长岩成岩与成矿年龄,其中两个样品的SHRIMP锆石U-Pb谐和年龄分别为16．35±0．40Ma和16．38±0．46Ma;4个样品中辉钼矿的Re-Os模式年龄为15．82～16．85Ma。获得的结果与已有定年结果一致。综合分析表明,驱龙矿床的成岩与成矿作用是一个连续的岩浆作用过程,整个冈底斯斑岩成矿带成矿时间介于12～17Ma,成矿时间持续大约5Ma。     

西太平洋海底海山富钴结壳惰性气体同位素组成及其来源

采用高真空气体质谱系统测定了西太平洋麦哲伦海山富钴结壳不同层圈及其基岩的惰性气体丰度和同位素组成,结果显示:(1)西太平洋富钴结壳主要是水成成因,其中惰性气体来源不同,He 绝大多数来自宇宙尘(IDPs),少量来自陆源风成微粒;Ar 主要来自海水溶解的大气,少量来自陆源风成微粒或沉积岩建造水;Ne 和 Xe 主要来自海水中溶解大气, 少量来自宇宙尘;(2)在具三层结构的结壳中,亮煤层(致密层)的惰性气体同位素相对外层和疏松层有较大的不同,显示大洋磷酸岩化对早期沉积的结壳惰性气体组成有较大的影响,如导致~4He 的升高和~3He/~4He 的显著降低;(3)太平洋富钴结壳玄武岩基岩的~3He/~4He 非常低,为0.0095～0.074Ra,与本区磷块岩基岩(0.087Ra)相似,而远低于正常海底玄武岩的~3He/~4He 比值,显示这些基岩曾与富含放射性成因~4He 和 P 的上升洋流或沉积物中建造水发生过水/岩反应,这个过程将释放出较多的成矿元素,有利于富钴结壳的形成,海底海山玄武岩中较低的 He 同位素组成可作为富钴结壳的找矿标志之一。