Analyzing Effects of Shrub Canopy on Throughfall and Phreatic Water Using Water Isotopes,Western China

Alpine shrub Quercus aquifolioides was selected to study the effects of shrub canopy on throughfall and phreatic water by analyzing the isotopic time series of precipitation, canopy throughfall and phreatic water and examining correlations among these series in Wolong Nature Reserve, Western China. Based on analysis of precipitation data in 2003, the local meteoric water line during the rainy season was δD = 8.28 × δ¹⁸O + 8.93, and the primary precipitation moisture in this region originated from the Pacific Ocean in the summer. Stable isotope analysis showed that the main supply of throughfall and phreatic water was from precipitation, and the shrub canopy has an important effect on the processes of rainwater transmuted into throughfall and phreatic water. Moreover, the differences of δD and δ¹⁸O values between rainwater and throughfall were relevant to rainfall. Due to interception of the shrub canopy, there had a response hysteresis of phreatic water to the various rainfall events, which was mostly 2 days, except that this hysteresis was ≤1 day when rainfall was >15 mm/day.     

Geochemistry of groundwater in front of a warm‐based glacier in Southeast Greenland

Groundwater in front of warm‐based glaciers is likely to become a more integrated part of the future proglacial hydrological system at high latitudes due to global warming. Here, we present the first monitoring results of shallow groundwater chemistry and geochemical fingerprinting of glacier meltwater in front of a warm‐based glacier in Southeast Greenland (Mittivakkat Gletscher, 65° 41′ N, 37° 48′ W). The groundwater temperature, electrical conductivity and pressure head were monitored from August 2009 to August 2011, and water samples were collected in 2009 and analyzed for major ions and water isotopes (δD, δ¹⁸O). The 2 yrs of monitoring revealed that major outbursts of glacier water during the ablation season flushed the proglacial aquifer and determined the groundwater quality for the next 2–8 weeks until stable chemical conditions were reached again. Water isotope composition shows that isotopic fractionation occurs in both groundwater and glacier meltwater, but fractionation due to evaporation from near‐surface soil moisture prior to infiltration has the most significant effect. This study shows that groundwater in Low Arctic Greenland is likely to possess a combined geochemical and isotopic composition, which is distinguishable from other water sources in the proglacial environment. However, the shallow groundwater composition at a given time is highly dependent on major outbursts of glacier water in the previous months.     

海水硝酸盐氮、氧同位素组成研究进展

海洋中氮的生物地球化学循环影响着海洋生态系统的结构和功能,并和全球气候变化有着密切的联系,一直是海洋科学研究的重点和热点。海水硝酸盐的15N/14N和18O/16O比值可以反映海洋中氮循环的主要过程,因而成为研究海洋氮循环的一个重要手段。综述海水硝酸盐氮、氧同位素组成的测定方法,同化吸收作用、硝化作用、反硝化作用、生物固氮作用等氮循环过程所导致的氮、氧同位素分馏及其在海洋学研究中的应用。海洋生态系中硝酸盐氮、氧同位素的分布可以提供支持生物生产力的氮来源信息,以及氮在不同储库迁移转化的路径与机制。未来的研究需要发展适用于低含量硝酸盐的同位素测量方法,构筑海洋氮的收支平衡,掌握影响上层海洋硝酸盐氮、氧同位素变化的过程,获取全球海域有关硝酸盐氮、氧同位素组成的更多数据。     

西藏尕尔穷铜金矿床S、Pb同位素地球化学特征——成矿物质来源示踪

尕尔穷铜金矿为近几年在班公湖-怒江成矿带西段取得找矿新突破的与斑岩有关的矽卡岩型铜金-破碎带型铜金(铁)矿床。通过对矽卡岩型矿石中主要的金属矿物黄铁矿、黄铜矿的S、Pb同位素特征进行研究,进一步确定矿床成矿物质来源,并结合区域矿产特征对区域成矿规律给出指示。结果显示,两种金属矿物中的δ34S主要分布于-2.9‰～0.5‰之间,平均值为-1.1‰,其频率直方图具有塔式分布特征,具幔源硫特征;矿石的208Pb/204Pb主要分布于38.384～39.134之间,207Pb/204Pb主要分布于15.577～15.725之间,206Pb/204Pb主要分布于18.112～18.615之间,μ值在9.44～9.69之间,其具有上地壳与地幔混合的造山带铅特征。矿床成矿物质主要来自具幔源特征物质和念青唐古拉基底片麻岩。在班怒带西段伴随着晚白垩世南羌塘-三江复合板片与冈底斯-念青唐古拉板片之间弧-陆碰撞,在措勤-申扎火山岩浆弧内形成了与上地幔或初生下地壳重熔并受上地壳物质混染的斑岩-矽卡岩铜金矿成矿系列。     

新疆阿吾拉勒山西段穷布拉克铜矿床流体包裹体和碳氧硫同位素研究

穷布拉克铜矿床是新疆阿吾拉勒铁铜成矿带西段规模最大的一个铜矿床.本文对该矿床Ⅰ号矿体3种矿石中的方解石脉开展了流体包裹体和稳定同位素研究,结果表明:3种矿石的包裹体均为气液两相包裹体,流体体系为NaCl-H2O体系.包裹体的均一温度为85～343℃,盐度范围为(1.57～17.79) wt％NaCl eq.,密度为0.7～1.05 g/cm3.方解石的δ 13C值为-3.2‰～-6.5‰,平均-4.08‰,显示出幔源的特征.成矿流体的δ18O值为0.45‰～4.44‰.硫化物δ 34S值变化范围较大,为-10.5‰～5.5‰.Ⅰ号矿体与矿区内的火山热液型矿体具有相似的流体包裹体和稳定同位素特征,沉积特征不明显,并非沉积-改造型,与其他矿体具有相同的成因类型.成矿流体由火山热液和参与了水-岩反应的大气水两种流体混合而成,以火山热液占主导地位.矿物沉淀主要与流体混合后缓慢降温有关,但混合后的稀释作用以及水-岩反应导致pH值升高可能也起到了一定作用.     

胶东金青顶金矿床成矿流体来源的黄铁矿微量元素及He-Ar同位素证据

金青顶金矿床是目前国内最大的石英单脉型金矿,其金储量超过50 t,规模为大型。对该矿床成矿流体性质和来源的研究十分必要。笔者通过Ⅱ号矿体主要载金矿物黄铁矿微量元素的研究发现,其Co/Ni为2.317～11.734(平均7.17),显示主要为热液成因;高场强元素(HFSE)特征显示,成矿早期以富F流体为主,主成矿期以富Cl流体为主;稀土配分模式显示成矿物质并不是直接来源于围岩昆嵛山二长花岗岩。对黄铁矿流体包裹体He、Ar同位素特征的研究表明,3He/4He、40Ar/36Ar分别为0.1～2.2 Ra(平均值0.60 Ra),462.7～1 507.5(平均值831),显示成矿流体主要源自地壳,并与深部幔源流体发生了不同程度的混合,且上升过程中有少量大气降水加入。     

黔北下寒武统牛蹄塘组烃源岩的生物标志物特征和沉积环境

为研究黔北地区下寒武统牛蹄塘组烃源岩母质来源和沉积环境,开展了生物标志化合物分析,结果表明：④正构烷烃OEP接近1．0,无明显奇偶优势,受轻微生物降解影响,正构烷烃多表现为双峰型（c18／c25）,（nC2＋nC22）／（nC28＋nC29）值为0．54～1．01,显示重烃组分占绝对优势;Pr／Ph值范围在0．51-0．82之间,具有植烷优势。②烃源岩样品组成相对丰度五环三萜烷〉5-g,萜烷〉四环萜烷,三环萜烷中C21、C23、C24呈倒V字形分布,Ts／（Tm＋Ts）为0．45-0．50。⑧C27规则甾烷／c∞规则甾烷略小于1或者接近1．芳烃化合物DBT／P为0．05-0．09。根据这些特征并结合干酪根同位素及正构烷烃同位素组成和变化规律,认为该区域下寒武统牛蹄塘组烃源岩形成于浅海还原环境,且有机质主要来源于细菌、藻类等低等水生生物,有机质热演化程度较高。根据常量、微量元素指标并结合有机地化指标刻划出从灯影组到牛蹄塘组和明心寺组沉积时期的水体环境,将牛蹄塘组烃源岩的形成分为3个阶段。第一阶段为早寒武世初始快速海侵阶段,第二阶段为深水还原高有机质产力阶段,第三阶段为海水缓慢变浅高有机质产力阶段,而到了明心寺组沉积时期为浅水氧化非烃源岩阶段。     

云南澜沧老厂深部斑岩钼(铜)矿成矿物质来源的同位素地球化学证据

通过对云南澜沧老厂深部斑岩钼(铜)矿的S、Pb、H、O同位素地球化学特征的综合分析研究,探讨了隐伏斑岩型矿床的成矿物质来源.研究表明:斑岩钼(铜)矿体主要硫化物的δ34S在3.99‰～+1.8‰之间,平均值为- 1.32‰,分布范围较窄,指示硫具有壳-幔混合源特征;隐伏的成矿花岗斑岩和矿石中主要硫化物的铅同位素组成的变化范围和平均值均具明显的相似性,206pb/204pb比值变化于17.863～ 18.701之间(平均值为18.411),207pb/204 Pb值变化于15.448～15.733之间(平均值为15.628),208 Pb/204 pb值变化于37.753～39.104之间(平均值为38.615),指示矿区斑岩型矿体中的原始铅具有壳-幔混合源的特点,深部地幔也是重要源区之一;斑岩型钼(铜)矿体脉石矿物石英的δ18QH2O在-9.51‰～+9.41‰之间,δD在- 93‰～- 46.2‰之间,指示斑岩矿体成矿流体介质水既有岩浆水又有大气降水,其中,在远离主岩体的外接触带大气降水(雨水)参与成矿的程度相对较高.     

保山镇康地块矽卡岩型铅锌矿床成因初探

保山镇康地块是"三江"南段重要的铅锌多金属成矿区之一,地质构造复杂,铅锌成矿地质条件优越,其中核桃坪与芦子园是近年发现的两个大型铅锌矿床,矿床受近NE向断裂、背斜轴部和地层控制明显,上寒武统核桃坪组与沙河床组大理岩化灰岩为主要赋矿地层,近矿围岩矽卡岩化强烈,流体包裹体,Pb、S、H、O同位素和微量元素等地球化学对比研究表明:核桃坪和芦子园铅锌矿床均经历了中温、高温两个矿化阶段;核桃坪铅锌矿床矿石铅同位素较芦子园铅锌矿床有较高的比值和较大的变化范围,均以高μ值为特征,属于放射性成因铅,暗示其成矿物质以壳源铅为主;硫化物硫同位素均多为较低正值并呈塔式分布,具有岩浆硫特征,两者均无生物硫酸盐热化学还原作用的参与,其中硫同位素分馏已达平衡;与硫化物共生的石英δDH2O(-109‰~-91‰)和δ18OH2O(-4.3‰~2.3‰)同位素研究表明核桃坪矿床成矿流体主要来自深部岩浆水,并遭受后期大气降水或地层水的混合;核桃坪矿床与芦子园矿床的微量元素具有岩浆热液型矿床特征,不同于VMS型、MVT型铅锌矿床。因此,笔者认为两个矿床应属于与深部隐伏岩体有关的中-高温矽卡岩型铅锌矿床,矿区深部隐伏岩体的侵入产生岩浆热液并携带Pb、Zn等成矿物质与地层水或大气降水混合,在背斜轴部与NE向断裂的交汇处形成该类型矿床。     

扬子陆块北缘马元铅锌矿床成矿物质来源探讨: 来自C、O、H、S、Pb、Sr同位素地球化学的证据

呈层状、似层状产于震旦系灯影组角砾状白云岩层间构造带中的马元铅锌矿床是近年来在扬子陆块北缘铅锌找矿的新突破。文章通过碳、氧、氢、硫、铅和锶同位素地球化学特征研究,探讨了成矿流体和成矿金属来源。研究结果表明:矿石中热液脉石矿物的δ13CPDB为-4.24‰~0.93‰,δ18OSMOW为15.92‰~23.24‰,表明成矿流体中的CO2为震旦系碳酸盐岩的溶解成因。矿石中硫化物的δ34S变化于12.94‰~19.4‰之间;硫酸盐矿物的δ34S为32.2‰~33.48‰,表明还原硫主要来自地层中海相硫酸盐的还原。矿石硫化物的铅同位素组成均一,206Pb/204Pb、207Pb/204Pb和208Pb/204Pb分别为17.62~18.02、15.49~15.63和37.57~38.35,成矿金属可能主要来源于震旦系—志留系。脉石矿物石英流体包裹体的δDFI为-92‰和-113‰,如果取成矿温度200℃,根据δ18O石英值计算的相应流体包裹体的δ18O水为6.03‰~12.73‰,推测成矿流体可能起源于大气降水为主的盆地卤水,或为其他来源的流体与有机质反应形成。成矿流体87Sr/86Sr为0.70967~0.71146,高于赋矿围岩震旦系灯影组白云岩锶同位素比值(0.70890~0.70945),表明成矿流体流经了古生代地层(及基底),并与其中具有高锶同位素比值的碎屑岩、页岩和泥岩等进行了水岩反应及同位素交换。