氧同位素分析在东濮凹陷下第三纪沉积环境中的应用

主要介绍了氧同位素的地球化学特征，并利用这些特征在沉积环境方面的指示意义，分析了东濮凹陷下第三系盐湖沉积的氧同位素。分析结果表明：尽管保存在碳酸盐中的氧同位素的值不能定量地反映原始氧同位素的值，不能够作为区分海陆相的标志，但它可以定性地探讨碳酸盐沉积时的沉积环境。通过对东濮凹陷下第三系盐湖沉积的氧同位素分析发现，从沙四上到沙一时期，除了沙三上的δ^18O有些突变外，基本上呈递增趋势。这反映出，从沙四上到沙一时期该区的气候逐渐向干早过渡；沙四上到沙三上一段δ＾18Ｏ明显比沙一和沙二上伯低，说明在沙四上到沙三上时期，该沉积区的蒸发作用还不是很显著，而另一方面也说明在由沙三上向沙二上过渡时，该区可能存在一次气候突变，使得沙二上和沙一时期的蒸发量远大于降雨量，δ^18O的值也因此迅速增大。同时，也做了碳酸盐同位素系数Z值的研究，其揭示的沉积环境特征与氧同位素基本相同。     

秋茄和榕树叶片中正构烷烃分布和单体化合物δ13C值及其光合作用

对深圳福田、阳江、海南新竹红树林秋茄Kandelia candel及海口榕树Ficusm icrocarpa叶中类脂物进行萃取,分离出正构烷烃,通过气相色谱(GC)及色谱-质谱(GC MS)分析,测出了正构烷烃的碳数分布和相对含量.气相色谱-稳定同位素比质谱仪(GC-IRMS)测定了正构烷烃单体化合物的稳定同位素组成δ13C.秋茄叶和榕树叶正构烷烃的碳数分布均为C17C33,主要集中在C23-C31(＞90%).化合物含量最高为C27的有深圳福田秋茄、海南新竹秋茄、海口榕树,而阳江秋茄为C25.单体化合物的稳定同位素δ13C深圳福田秋茄为-31.42‰-34.48‰,阳江秋茄为-31.69‰-33.62‰,海南新竹秋茄为-30.30‰-33.04‰,海口榕树为-29.92‰33.56‰;平均值分别为-32.95‰、32.67‰、31.67‰、-31.74‰.结果表明,秋茄和陆地植物榕树的光合作用都是通过C3途径,是典型C3植物.     

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。     

天然气溶解过程中组分分馏模型及其应用

天然气不同组分在水中溶解度的差异,导致溶解相与残留游离相天然气组分组成不同,即发生组分的溶解分馏效应。溶解分馏效应在天然气水溶运移、溶解散失等过程中均有发生。揭示天然气组分的溶解分馏规律、建立定量分馏模型,有助于天然气气源对比和成藏过程示踪。以Henry定律为依据,对不同组分溶解特征分析,提出了溶解度分数的概念,并建立了溶解分馏模型。根据该模型和各组分的溶解度分数和天然气溶解量,可计算各组分的溶解分馏量,恢复天然气初始组成特征。计算表明,威远震旦系气藏初期的天然气组成为:CH4为72.70%,C2H6为0.09%,CO2为22.41%,N2为4.07%,干燥系数(C1/C1-5)为99.876%。溶解作用使天然气中CO2含量显著降低,烃类气体含量增加,而天然气干燥系数降低。结果有助于天然气成因判识和气源对比等。     

Composition-Induced Variations in SIMS Instrumental Mass Fractionation during Boron Isotope Ratio Measurements of Silicate Glasses

An analytical artefact is reported here related to differences in instrumental mass fractionation between NIST SRM glasses and natural geological glasses during SIMS boron isotope determinations. The data presented demonstrated an average 3.4‰ difference between the NIST glasses and natural basaltic to rhyolitic glasses mainly in terms of their sputtering-induced fractionation of boron isotopes. As no matrix effect was found among basaltic to rhyolitic glasses, instrumental mass fractionation of most natural glass samples can be corrected by using appropriate glass reference materials. In order to confirm the existence of the compositionally induced variations in boron SIMS instrumental mass bias, the observed offset in SIMS instrumental mass bias has been independently reproduced in two laboratories and the phenomenon has been found to be stable over a period of more than one year. This study highlights the need for a close match between the chemical composition of the reference material and the samples being investigated.     

Boron isotope variations in nature: a synthesis

The large relative mass difference between the two stable isotopes of boron, ¹⁰B and ¹¹B, and the high geochemical reactivity of boron lead to significant isotope fractionation by natural processes. Published ¹¹B values (relative to the NBS SRM-951 standard) span a wide range of 90. The lowest ¹¹B values around — 30 are reported for non-marine evaporite minerals and certain tourmalines. The most ¹¹B-enriched reservoir known to date are brines from Australian salt lakes and the Dead Sea of Israel with ¹¹B values up to +59. Dissolved boron in present-day seawater has a constant world-wide ¹¹B value of + 39.5. In this paper, available ¹¹B data of a variety of natural fluid and solid samples from different geological environments are compiled and some of the most relevant aspects, including possible tracer applications of boron-isotope geochemistry, are summarized.

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Résumé La grande différence relative de masse entre les isotopes stables du bore, ¹⁰B et ¹¹B, et la grande réactivité geochimique du bore ont pour conséquence un fractionnement isotopique naturel important. Les valeurs de ¹¹B publiées (par rapport au standard NBS SRM-951) varient de 90. Les valeurs de ¹¹B les plus basses (–30) correspondent aux evaporites non-marines et à certaines tourmalines. Le réservoir le plus enrichi en ¹¹B est représenté par les saumures des lacs salés d' Australie et par la Mer Morte en Israël, qui ont des valuers de ¹¹B allent jusqu'à + 59. L'eau de mer a une valeur de ¹¹B mondialement constante de + 39.5. Des valeurs de ¹¹B des solutions naturelles ainsi que des roches et minéraux de différentes origines, publiées jusqu'à présent, sont présentées ici. En outre quelques aspects importants concernant la géochimie des isotopes du bore y compris quelques applications sont exposés.

     

江西省安福地区地热水化学特征研究

为研究江西安福地区水文地球化学特征及控制因素, 本文采集了15组样品, 采用水化学、同位素分析等方法进行研究。结果表明: 研究区地热水以Na-HCO3型水为主, 地下水以HCO3-Na·Ca型为主, 地表水由西南向东北从HCO3-Na·Ca向HCO3-Ca型水演化。水化学组分演化过程主要受岩石风化作用控制, 地层封闭性较差, 水中的Na+、HCO– 3、Sr2+来源于硅酸岩风化溶解。由稳定同位素特征可知, 研究区地热水补给来源为大气降水。研究区热储温度为49.8~101.4 ℃, 地热水循环深度为1 502.6~1 513.6 m。热水在沿断裂带上升过程中与浅层冷水发生混合, 其混合比例为76.1%~87.5%。研究成果为安福地区水循环演化提供依据, 有利于地热资源的合理开采与保护。     

Fe-Cu-Zn-Mo同位素示踪氧化还原过程

非传统稳定同位素（Fe-Cu-Zn-Mo）理论与数据相结合提高了科研工作者对地质体系氧化还原过程的理解。本文对这一相对较新的领域进行了综述,包括与氧化还原过程相关的同位素分馏理论和实验约束、时空尺度下的氧逸度以及同位素示踪氧化还原过程。稳定同位素理论预测,Fe-Cu-Zn-Mo同位素应该对氧化还原状态的变化能够做出响应。结果表明,Fe同位素作为岩浆过程、表生过程、俯冲带流体性质"氧逸度计"应用前景广阔;Cu同位素在岩浆、热液、陆地系统可以很好地示踪氧化还原过程;Zn同位素由于络合过程分馏已经被用在许多不同环境中作为含硫/碳流体迁移的敏感示踪剂;Mo同位素作为古氧逸度计可有效重建古海洋-大气氧化还原状态。     

Low temperature volatile production at the Lost City Hydrothermal Field, evidence from a hydrogen stable isotope geothermometer

Although commonly utilized in continental geothermal work, the water-hydrogen and methane-hydrogen isotope geothermometers have been neglected in hydrothermal studies. Here we report δD-CH₄ and δD-H₂ values from high-temperature, black smoker-type hydrothermal vents and low-temperature carbonate-hosted samples from the recently discovered Lost City Hydrothermal Field. Methane deuterium content is uniform across the dataset at − 120 ± 12‰. Hydrogen δD values vary from − 420‰ to − 330‰ at high-temperature vents to − 700‰ to − 600‰ at Lost City. The application of several geothermometer equations to a suite of hydrothermal vent volatile samples reveals that predicted temperatures are similar to measured vent temperatures at high-temperature vents, and 20-60 °C higher than those measured at the Lost City vents. We conclude that the overestimation of temperature at Lost City reflects 1) that methane and hydrogen are produced by serpentinization at > 110 °C, and 2) that isotopic equilibrium at temperatures < 70 °C is mediated by microbial sulfate reduction. The successful application of hydrogen isotope geothermometers to low-temperature Lost City hydrothermal samples encourages its employment with low-temperature diffuse hydrothermal fluids.