从黄土Sr同位素探讨海水87Sr/86Sr变化的原因

目前多数认为河流输入是引起海水^87Sr／^86Sr变化的最主要因素，对此推论并没有提供确实的定量分析和依据．通过对黄土高原洛川剖面黄土—古土壤Sr同位素组成和沉积速率等的定量计算说明，在过去2．5Ma期间，海水^87Sr／^86Sr上升总量仅是河流输人海洋总量的大约1/10，而其9／10被海底玄武岩的热液蚀变输入所抵消．海底玄武岩的热液蚀变输入对海水^87Sr／^86Sr变化的总影响量应近似等于河水输入对海水^87Sr／^86Sr变化的总影响量．海水^87Sr／^86Sr变化的原因是河水输入与海底玄武岩的热液烛变输入联合作用的结果．     

锶同位素的研究进展与应用

随着海水锶同位素光谱测试分析技术的不断进步,以及目前人们对全球海水中的锶稳定同位素及其组成在全球碳酸盐岩层成岩物理作用中的可保存性的深入理解,锶同位素在全球海相中的碳酸盐成岩领域已经开始得到了广泛应用.由于不同来源物质中87Sr/86Sr的比值不同,因此海水锶同位素对于追踪不同物源有着重要作用.锶稳定同位素的研究在不同...     

阿姆河盆地卡洛夫-牛津阶碳酸盐岩阴极发光性及其研究意义

以岩石学特征分析为基础,阴极发光为手段,结合Fe-Mn-Sr微量元素和O同位素地球化学特征,综合研究了土库曼斯坦阿姆河盆地卡洛夫-牛津阶各类碳酸盐岩的成岩作用特征,认为:(1)泥-微晶灰岩具备较弱的阴极发光性,与很低的Mn和较高的Fe含量有关,保存了原始海水信息;(2)各类生物碎屑发光性不尽相同,以腕足、厚壳蛤和有孔虫化石发光性最弱、对原始海水的信息保存最好;(3)原生孔隙发育的颗粒灰岩和生物礁灰岩中的胶结物阴极发光性显示出明显的多世代现象,分别保存了海水成岩环境、近地表-浅埋藏地层封存水成岩环境和中-深埋藏深循环温压水成岩环境的成岩流体信息;(4)白云质灰岩中的微-粉晶白云石发光性最弱,结合其偏负的δ18O和较高的Fe与Mn含量,表明白云石化机制与埋藏成岩作用密切相关;(5)按裂缝充填物的阴极发光性差异,可识别出3个与声发射试验结果相吻合的破裂期次.     

陕甘宁盆地中部奥陶系碳酸盐风化壳中的地开石及其与储层的关系

陕甘宁盆地奥陶系碳酸盐古风化壳天然气储集层中存在丰富的高岭石族矿物，经扫描电镜观察、单矿物样的Ｘ射线衍射、红外吸收光谱及差热分析，确认为地开石，而不是高岭石。由于地开石的存在反映酸性的成岩介质，这不利于作为孔隙封堵物的高铁、锰方解石和白云石的沉淀，而有利于碳酸盐矿物的溶解，对埋藏成岩过程中储层孔隙的保存与发育极为有利；同时由于地开石的分子体积小于高岭石，高岭石向地开石的转化会有多余的孔隙空间出现．并形成更多的晶间孔隙，因而地开石通常是好储层的指示矿物。此外．据该地开石形成温度判断，奥陶系碳酸盐储层所经历的最大古地温为１４０～１６０℃。     

晚奥陶世碳酸岩锶同位素(87Sr/86Sr)以及元素(Sr,Mn,Fe)特征的成岩效应(英文)

详细评估成岩作用对碳酸岩锶同位素组成以及元素含量的影响是应用其揭示古环境变化的重要前提。本文探究来自美国Monitor Range的一个晚奥陶世剖面碳酸岩⁸⁷Sr/⁸⁶的主要控制因素。结果显示,在生物带D.ornatus的中上部,⁸⁷Sr/⁸⁶从0.70794升高至0.70830,显著高于已发表的同时期样品的比值(～0.7079)。这一异常高的⁸⁷Sr/⁸⁶比值指示了后期、局部过程对研究剖面碳酸岩原始锶同位素信息的改变,因而不能代表同时期海水的锶同位素组成。另外,⁸⁷Sr/⁸⁶与成岩作用指标(Mn、Fe含量,Mn/Sr与Fe/Sr比值)呈显著的正相关关系,表明成岩蚀变是所测异常⁸⁷Sr/⁸⁶的主控因素。通过成岩流体-岩石反应的数值模型计算,再次证实所测的锶同位素以及元素数据可用成岩作用造成的碳酸岩化学组成变化进行很好的解释。本文结果表明,即使碳酸岩样品满足“[Sr]&g...     

碳酸盐成岩作用的研究前沿和值得思考的问题

碳酸盐成岩作用在碳酸盐沉积学,尤其是在碳酸盐储层沉积学中具有十分重要的意义,近年在以下领域取得重要进展:(1)白云岩烃类储层的几何学和岩石成因学,尤其涉及到对已有白云化模式的评论和重新认识等.(2)碳酸盐储层热液改造的构造控制机理,涉及热液白云岩的成因及其对烃类储层的影响,尤其是深部热流体对碳酸盐成岩作用的影响.(3)对一些经典成岩理论的更新和对传统成岩理论的挑战,尤其是对混合水成岩作用带和对海水环境下的埋藏成岩作用的重新认识等.(4)锶同位素组成在海相碳酸盐研究中的广泛应用,涉及对地质事件的跟踪研究、海相地层的等时对比、定年和成岩过程中水-岩相互作用的研究等.然而,碳酸盐成岩作用研究中也存在一些问题值得我们思考:(1)深埋条件下碳酸盐最为重要的溶解介质可能是作为硫酸盐还原作用产物的H2S和CO2,但并非是温度越高,碳酸盐越溶解,相对较低的温度条件反而有利于溶解,这就是所谓的倒退溶解模式.(2)碳酸盐溶解需要有温度的降低(即必须要有足够的负△T),这可通过两种途径实现:其一是沿断层向上运移的流体,显示断层等构造作用在碳酸盐成岩研究中的重要性;二是构造抬升,显示与构造有关的埋藏历史在碳酸盐成岩研究中的重要性.(3)控制白云石锶含量最为重要的因素是其晶体化学习性,锶在白云石中的较低的分配系数导致了白云岩普遍较低的锶含量,因此,我们不能仅利用白云岩的锶含量来判断白云化流体的性质,白云岩较低的锶含量也不能说明相应的白云化流体与海水无关.(4)与硫酸盐还原作用有关的SO42-的带出会诱发白云化作用或白云石的沉淀,而与硫酸盐溶解有关的SO42-的引入则会加速白云石的溶解.     

奥陶系海相碳酸盐锶同位素组成及受成岩流体的影响

综合了已有的全球奥陶系海相碳酸盐的锶同位素分析结果及演化趋势,测试了塔里木盆地北部奥陶系4种类型共计51个非沉积碳酸盐矿物的锶同位素组成,通过对照研究,得出如下认识:(1)奥陶纪全球海水87Sr/86Sr比值具有随时间单调下降的总体趋势,其原因与晚寒武世-奥陶纪的全球淹没事件,以及广阔陆表海和有关的沉积物对放射性成因锶的封存作用有关;(2)塔里木盆地塔中地区海相碳酸盐的锶同位素演化趋势总体上与全球一致,说明全球海平面变化仍然是塔里木盆地海相碳酸盐锶同位素组成与演化的主要控制因素;(3)塔里木盆地塔中地区上奥陶统部分海相碳酸盐87Sr/86Sr比值的降低可能与深部流体的影响有关;(4)塔里木盆地塔中地区上奥陶统部分海相碳酸盐样品87Sr/86Sr比值的升高与晚奥陶世盆地抬升过程造成的表生成岩环境中近地表大气淡水作用带来的富放射性成因锶的影响有关;(5)分布于塔里木盆地北部奥陶系风化壳中非沉积碳酸盐具有很高的87Sr/86Sr比值,最低值也显著高于0.7079左右的晚奥陶世末海水的锶同位素组成,说明大气淡水及壳源组分在奥陶系水岩反应中具有极为重要的意义;(6)奥陶系风化壳中的4种非沉积成因方解石中,与不整合面附近古喀斯特作用有关的方解石的87Sr/86Sr比值最高,显著高于各种成因的裂隙(构造或非构造成因裂隙)中的方解石,说明在非海相流体的影响中,不整合面附近的大气淡水作用是最为重要的.     

济阳坳陷下古生界碳酸盐岩储层形成机理和发育特征

位于渤海湾盆地内的济阳坳陷是中国油气最为富集的地区之一.古生界碳酸盐岩是济阳坳陷今后油气增储上产的主要领域.通过对济阳坳陷下古生界碳酸盐岩的锰、锶等微量元素及氧、碳、锶等同位素的测试与分析研究,认为岩溶作用和白云石化作用是济阳坳陷下古生界碳酸盐岩储层形成最为重要的成因机理.与不整合面有关的海相碳酸盐岩岩溶储层主要由强烈的大气淡水改造作用而形成.各种洞或脉中的碳酸盐矿物的87Sr/86Sr比值显著高于基质碳酸盐的87Sr/86Sr 比值,而δ13C 和δ18O值则显著低于基质的δ13C和δ18O值.大气淡水作用深度主要在不整合面之下150 m 的深度范围.对油气储集有价值的奥陶系冶里-亮甲山组储集层与埋藏成岩过程的白云石化作用,尤其是粒屑的优先白云石化造成的体积收缩作用有关.作者总结提出了济阳坳陷下古生界碳酸盐岩岩溶的发育模式,及古地貌、古水系和岩溶作用的关系,并深入研究了济阳坳陷下古生界碳酸盐岩储层的发育特征与分布规律.     

四川盆地西部栖霞组热液白云岩中的自生非碳酸盐矿物

热液环境是碳酸盐重要的成岩环境之一,MVT铅锌矿床和某些白云岩储层都与之有关。通过薄片观察、扫描电镜和能谱分析,在四川盆地西部中二叠统栖霞组白云岩地层中发现了一些自生非碳酸盐矿物和焦沥青,包括伊利石、萤石、氟磷灰石、石英、重晶石和黄铁矿等,它们赋存于具不同结构的白云石的晶间/晶内孔隙和溶解孔隙中,尤其是非平直晶面鞍形白云石的溶解孔隙中。赋存自生矿物的白云石主晶的包裹体均一化温度主要分布在80～180℃之间,最高可达240℃以上。白云石溶解空间中萤石、氟磷灰石(也包括方解石)等以Ca作为阳离子自生矿物的存在,反映热液白云石沉淀后温度降低造成的流体性质的改变和白云石的溶解,热液蚀变作用还造成了伊利石的形成和黏土矿物的强迫热演化,白云石晶间焦沥青的存在则代表了有机质因热蚀变而发生的强迫成熟和过成熟。川西栖霞组碳酸盐岩的热液蚀变作用发生在距今259Ma左右(中二叠世末)的东吴运动期间,与峨眉山玄武岩有关的热事件伴生。该期间古热流达60～80mW/m2,甚至更高,持续时间约6Ma,此时栖霞组白云岩地层的埋藏深度<500m,因而热液蚀变过程与地热增温无关。白云岩地层中各种自生矿物和非正常有机质热演化形成的焦沥青的存在为川西栖霞组碳酸盐岩所经历的热液环境成岩作用提供了依据。     

川东L2井三叠系飞仙关组碳酸盐样品的锶同位素年龄标定

测试了四川盆地东部L2井三叠系飞仙关组碳酸盐样品87Sr/86Sr比值,以及相应的Mg,Sr和Mn的含量.在对样品进行成岩蚀变性评价的基础上,根据锶同位素地层学的原理,尝试对这些样品进行了年龄标定.4个样品分别位于L2井深度为3 297.6 m,3 290.0 m,3 268.8 m和3 201.6 m处;其87Sr/86Sr比值分别为0.707 330,0.707 340,0.707 348和0.707 383;年龄的标定结果分别为245.3 Ma,245.2 Ma,245.1 Ma和245.0 Ma.除深度3 201.6 m的样品因成岩蚀变,其年龄值的可靠程度较低以外,其余3个样品的年龄值都具有较高的可靠程度.     

锶同位素地层学在海相地层定年中的潜在价值

锶同位素地层学在海相地层的对比和定年中具有十分重要的作用。随着锶同位素地层学的深入研究，人们清楚地认识到海水的锶同位素组成是全球变化的灵敏指示剂。显生宙以来全球海水的^87Sr／^86Sr比值是时间的函数，可以把锶同位素组成用于海相地层的定年和进行全球对比，估计沉积间断持续时间、生物带的时间范围和发展阶段，从而为重要地球化学周期的预测提供基础参数。当锶同位素地层学用于定年时，其地质年龄的精确度取决于几个因素，包括样品原始锶同位素组成的保存情况、分析精度、用于建立数据库样品年龄的可信度以及^87Sr／^86Sr比值—年龄曲线的最佳拟合方法等。     

微量元素X射线荧光分析方法及其在碳酸盐岩成岩作用研究中的应用

简要说明使用放射性核素源激发,Si(Li)半导体探测器-多道分析器系统测定碳酸盐岩样品中铁、锶及其他微量元素的实验条件、工作方法,并讨论了这一方法在川西北甘溪剖面上泥盆统碳酸盐岩研究中的应用。基于对岩石中铁、锶相互关系的分析和它与原始沉积环境、粘土含量、白云石的稳定化以及沉积溶液性质的关系,为沉积环境的研究和白云岩化模式的建立提供了重要的基本数据。     

重庆北碚嘉陵江组第三—第四段碳酸盐岩碳同位素组成对古海水代表性

早三叠世海水的碳同位素组成是近年来地学研究的热点之一,但全球早三叠世碳同位素组成并没有获得统一的认识。上扬子地区早三叠世晚期普遍发育蒸发岩,地表剖面则因表生成岩作用而形成一套夹盐溶角砾岩及次生灰岩的碳酸盐地层,其地球化学信息不同程度地偏离海水,因而样品成岩蚀变性对古海水碳同位素组成的代表性的评估显得十分重要。本文以中、下三叠统界线清楚的重庆北碚剖面为对象,研究了下三叠统嘉陵江组第三、第四段和中三叠统雷口坡组底部样品的元素组成,碳、氧同位素组成及彼此之间的相互关系,选择Mn含量和氧同位素作为条件评价碳酸盐岩的成岩蚀变性及其对海水碳同位素组成的代表性,在此基础上建立了早三叠世晚期海水的碳同位素演化曲线。研究表明:(1)北碚剖面嘉陵江组第三、第四段(嘉三、嘉四段)及雷口坡组底部碳酸盐岩的Mn、Fe含量与碳同位素组成之间具有良好的负相关性,氧同位素组成和碳同位素组成之间则具有良好的正相关性,大量样品具有低δ18 O值、低δ13 C值以及较高Mn、Fe含量的特征,说明其碳同位素组成偏离海水。(2)以δ18 O-7.5‰、方解石的Mn质量分数100×10-6、白云石的Mn质量分数120×10-6为评价条件,北碚剖面嘉三、嘉四段(含雷口坡组底部)的73个样品中有38个需要在建立海水碳同位素曲线时剔除,占全部样品的52%。其中嘉四段需要剔除的样品占嘉四段样品的78%,而嘉三段的该数值为11%,说明作为原始沉积的灰岩段对海水地球化学信息保存较好,而分布盐溶角砾岩及次生灰岩的层位对海水地球化学信息保存很差。(3)氧同位素作为成岩蚀变评价标准比Mn含量更为苛刻,并可基本覆盖Mn含量评价条件,说明对于嘉三—嘉四段这样的石灰岩—白云岩—蒸发岩地层的地表剖面的样品来说,选择氧同位素作为评价条件可较好地对碳同位素的原生性进行控制。(4)白云岩对海水地球化学信息总体上保存较好,与相邻石灰岩相比,白云岩具有更高的δ18 O和δ13 C值,但其原因仍然需要进一步研究,可能与同位素分馏系数的差别以及白云岩形成于盐度更高的流体有关,因而白云岩所代表的海水地球化学信息可能不完全与伴生石灰岩相同。(5)除绿豆岩附近出现了短时间的变化超过4‰的大幅度波动以外,早三叠世晚期海水的碳同位素演化相对平稳,大致在-0.3‰~-1.8‰的范围内波动,呈现一个低幅的"V"字形,显示早三叠世晚期地球生态的恢复与碳循环系统的重建。     

四川盆地二叠—三叠系碳酸盐岩和砂岩中的鞍形白云石——岩石学、形成温度与流体

鞍形白云石是沉积岩中的一种重要成岩矿物。显微镜下鞍形白云石具有特殊的弧形晶面和波状消光,广泛分布于热液环境和其他相对高温的成岩环境中,也常被作为半定量的地质温度计和某些特殊流体的指示矿物。本文综合讨论了四川盆地二叠—二叠系碳酸盐岩和砂岩中鞍形白云石的岩石学特征,铁、锰、钙含量和阴极发光特征,形成温度和矿物的氧同位素组成,以及推算的源流体的氧同位素组成和盐度;同时对照研究了鄂尔多斯盆地上古生界砂岩中的鞍形白云石、塔里木盆地寒武—奥陶系的鞍形白云石以及南海珠江口盆地新近系的鞍形白云石,得到如下认识:(1)碳酸盐岩中大多数的鞍形白云石的晶体大小都超过1mm,具有粗晶—极粗晶结构。砂岩中鞍形白云石胶结物的晶体相对较小,主要具中—粗晶结构。碳酸盐岩中的鞍形白云石主要分布在晶洞或裂缝中,砂岩中的鞍形白云石主要是晚期的胶结物。(2)碳酸盐岩中的鞍形白云石普遍具有阴极发光和很低的铁、锰含量,在钙、镁含量上接近理想组成;砂岩中的鞍形白云石胶结物普遍具有较高的铁、锰含量,因铁的猝灭作用而经常没有阴极发光,同时因富钙而偏离白云石的理想组成。(3)存在溶解现象(或去白云化现象)是一些鞍形白云石的重要特征,与热液有关的鞍形白云石的溶解可能与热液作用后温度和(或)盐度的降低及镁离子的消耗有关,较大埋深条件下形成的砂岩中的鞍形白云石胶结物的溶解可能与构造抬升造成的温度降低有关。(4)大多数鞍形白云石都是在较高的温度和盐度的流体中沉淀的,四川盆地二叠—三叠系碳酸盐地层中鞍形白云石包裹体均一化温度为100~270℃,源流体的盐度(NaCl质量分数)为4.7%~9.7%,盐度最大值约为当时海水的5倍;三叠系须家河组砂岩中的鞍形白云石胶结物包裹体均一化温度为120~170℃,流体盐度在2.6%~6.6%,也超过当时海水的盐度值。(5)南海珠江口盆地新近系碳酸盐岩中的一些鞍形白云石晶体较小,以细晶为主,缺乏可进行均一温度分析的两相包裹体,其形成温度可能较低,因而鞍形白云石形成的最低温度可能低于80℃,但这仍然需要资料的进一步积累。     

川东北气田储层微量元素及沉积环境分析

海相沉积碳酸盐岩微量元素值域变化对了解古海平面起伏变化、气候条件和及古沉积海水温度具有较大的意义。以PG1井为检验井,取其储层岩芯样品共计122组,分析微相元素纵向演化特征,判识其沉积环境。实验分析表明:Ca/Mg比值从下至上逐渐增大、飞一~飞二段边缘浅滩相的Ca/Mg值(约1.2)小于飞三段的潮坪相的Ca/Mg值(约2.0),说明飞一、飞二段白云化程度高于飞三段;因此其白云化岩较发育,是优势储层。长兴-飞仙关组Sr、Mn、Fe元素含量分别位于80~500μg/g、7~90μg/g、0.6%~1.4%之间,具有高Sr,低Fe、Mn的特征,二者白云岩化流体具有同源性,反映其白云岩成因是在封闭、淡水没有参与的体系下形成。研究认为:川东北晚二叠世-早三叠世气候非常干旱赤热,强烈的蒸发作用导致沉积物中的孔隙水及海水盐度慢慢增大,Mg2+逐渐置换了水体中的Ca2+离子,不仅有利于碳酸盐岩发生准同生白云岩化作用,同时有利于在台地两侧高能边缘礁滩沉积环境中发生埋藏白云岩化作用。     

上扬子石炭纪锶碳同位素和微量元素铝与海平面变化的关系

研究表明海相碳酸盐锶、碳同位素与海平面变化有一定的相关关系,其中碳同位素反应灵敏。此外,微量元素Al的变化也是海侵海退旋回的良好标志。     

Carbonate verse silicate Sr isotope in lake sediments and its response to Little Ice Age

The ^87Sr/^86Sr ratios of silicate (acid-insoluble,AI,) and carbonate (acid-soluble,AS) of the lake sediments from the Daihai Lake ,Inner Mongolia since the last 500 years are measured respectively ,indicationg that chemical weathering of silicate minerals was in an early stage since the Little Ice Age within the Daihai watershed by combination with mineral constitute,Rb/Sr ratio and CaCO3 content in the sediments,During the Little Ice Age maximum,an evident peak in the ^87 Sr/^86Sr ratios of both silicate and carbonate in sediments suggests that a cold climate condition is unfavorable to dissolving radiogenic stontium from silcate minerals ,Meanwhile,the variation of ^87 Sr/^86Sr ratios of silicate and carbonate also reflects a projected warming climate favorable to intensifying chemical weathering after the Little Ice Age ,Consequently,the ^87 Sr/^86Sr ratio of both silicate and carbonate in inland lake sediment can be used as an effective proxy of the past climate in single watershed.     

贵州织金矿区晚二叠世地层的地球化学特征

对织金矿区晚二叠世碎屑岩与碳酸盐的沉积特征信岩石中的B、Ga、Sr、Ba的含量与其它微量元素含量的分布,进行了对比分析,并且结合上述地层中的生物组合及化石进行了地球化学特征与沉积环境的分析与探讨从而推断当时的沉积环境为过渡相偏海相的沉积特征图2,表3,参4     

塔北西部岩浆热液–地层水流体系统及碳酸盐岩储层的成岩作用响应

通过对塔北地区多个碳酸盐岩露头的深入研究,认为该区域碳酸盐岩依次经历了硅化→热液白云石化→方解石化3个主要的后期成岩作用改造。通过对包裹体、同位素及稀土元素地球化学的研究,发现硅化流体具有高温度、高盐度特征;热液白云石化流体具有相对基质白云石明显的Eu正异常以及更高的轻重REE的分异度,而对方解石化流体的平衡水的计算可知,δ18OSMOW主要分布在+5.5‰～+12‰区间内,与岩浆热液流体的同位素值相一致。综合分析认为,存在岩浆热液对塔北地区碳酸盐岩的后期成岩改造。此外,通过对各露头碳、氧、锶同位素等的分析发现,后期成岩流体具有复杂性和叠加性,存在有机碳的影响以及大气淡水、壳源富87Sr地层水的混溶。岩浆活动为热液循环提供了大量的热源,异常的热事件驱动成岩流体进行广泛的循环流动,对碳酸盐岩地层进行热液成岩改造,同时岩浆热液也为成岩流体提供了诸如Si,REE等物质组分。晶洞内大量石英、硬石膏的发现说明研究区域的碳酸盐岩经历了广泛的酸性溶蚀作用,具有岩浆活动背景的开启性断层发育带成为有利的勘探靶区。