巢湖地区早三叠世晚斯密斯亚期含鱼化石碳酸盐岩结核的地球化学特征及其地质意义

以安徽省巢湖地区下三叠统和龙山组顶部的黑色泥页岩段及其产出的含鱼化石碳酸盐岩结核为研究对象, 综合岩相学、地球化学(主微量元素和碳、氧同位素)和环境矿物学等分析手段, 探讨富有机质页岩中含鱼化石碳酸盐岩结核的形成机制及可能的地质环境指示意义。结核中心三维保存的鱼化石和较高的碳酸盐含量(80%)表明结核形成于早期成岩阶段, 结核内部呈同心环状结构, 从中心至边缘, 碳酸盐矿物含量降低, 硅质碎屑矿物增多并逐渐出现纹层, Fe和S含量升高、δ¹³C值增高、δ¹⁸O值降低和TOC含量逐渐增多等特征均表明结核为同心生长模式。对围岩中草莓状黄铁矿的粒径分析结果表明, 结核形成于硫化还原环境。结核出现在斯密斯亚阶与斯帕斯亚阶界线(SSB)之下1 m处, 与界线层有机碳埋藏增加、碳同位素组成快速正漂移(δ¹³C = -1.3‰~1.9‰)和水体硫化还原事件吻合, 有潜力作为华南地区SSB的辅助识别标志。     

川西地区中二叠统-下三叠统碳酸盐岩碳氧同位素特征

 针对川西地区中二叠统-下三叠统碳酸盐岩,通过分析3 个剖面的碳氧同位素数据,计算Z 值及古温度,并结合沉积相、古生物等,对该区域碳酸盐岩碳氧同位素演化特征及古环境进行了系统研究。结果表明,川西地区中二叠统-下三叠统碳酸盐岩的δ¹³C 值为-3.90‰~2.80‰,主要值域为-2.80‰~2.80‰,均值为-0.04‰;δ¹⁸O 值为-9.70‰~-1.80‰,主要值域为-8‰~-4‰,均值为-6.60‰。研究区古环境基本处于海相环境,东北边缘水体相对较深,西南边缘水体相对较浅,海水温度为8.8~68.4℃,主要值域为16~33℃,属于温暖或炎热的亚热带气候,经历了栖霞期-茅口期、吴家坪期-长兴期、飞仙关期-嘉陵江期3 次大的海平面变化旋回,且其间各有若干次次级旋回。     

四川盆地川中地区须家河组沉积和成岩环境分析

以四川盆地川中须家河组为研究对象，通过扫描电镜、X-衍射、碳氧同位素和流体包裹体分析，对须家河组砂岩沉积和成岩环境进行研究。结果表明：须家河组砂岩以方解石为主要碳酸盐胶结物，含少量白云石。碳氧同位素均为负值：δ¹³C值分布于-8.1‰～-0.8‰;δ¹⁸O值分布于-17.6‰～-10.3‰。古盐度Z值分布范围为101.0～120.5。碳氧同位素值计算古温度为72℃～124℃,平均值101℃;流体包裹体均一温度范围为60～140℃,与碳氧同位素计算的古温度基本吻合。较高的古地温可促进致密化，提高生烃能力。须家河组砂岩为陆相沉积，随着沉积作用的进行，沉积初期到中期水体呈具咸化趋势，晚期盐度明显下降。古盐度的变化反映须家河组砂岩沉积初—中期气候较干旱，晚期气候较温湿。     

全球古元古代碳同位素正异常的数据分析与成因评述

归纳总结了前人关于全球古元古代(2.20 ～2.06 Ga)碳酸盐岩碳同位素正异常现象的基础数据及资料。在此基础上, 对前人关于该正异常成因的假说(生物演化- 大气充氧说、古元古代冰期期后说、超级地幔柱- 超大陆裂解说及蒸发环境说等)进行了评估, 认为以上假说虽然都有地质证据支持, 但其重要性还是有些差异。根据碳同位素分馏原理, 有机物的繁盛会使碳酸盐碳储库的同位素变正。生物演化导致大气充氧、古元古代冰期后形成的温暖环境和Kenorland超大陆裂解均为生物的繁盛提供了有利条件, 从而使碳酸盐碳储库的同位素变正。另外, 蒸发环境在全球多有分布, 它可能是造成部分局域封闭式环境碳同位素正异常的原因, 所以应对发现正异常的各区域进行详细的沉积环境分析。以4个区域的数据为对象, 分析了古元古代碳酸盐岩碳同位素正异常数据的可靠性; 通过Mn/Sr, δ¹³C和δ¹⁸O三者的关系图, 判断了沉积期后作用对于数据的改造程度。     

石灰泥岩——一种陆源机械成因的碳酸盐岩

石灰泥岩是束鹿凹陷含量最多的岩石类型之一,它分布于始新世沙河街组三段中下部,前人笼统地称之为泥灰岩.应用沉积学及同位素地球化学方法,对石灰泥岩的岩石类型进行详细的岩石学特征及成因研究.结果表明:研究区该类岩石结构组分主要为砂粒级、粉砂粒级碳酸盐成分的碎屑颗粒以及泥粒级的碳酸盐质点;岩石的碎屑结构较清楚;石灰泥岩和由同成分而不同粒级颗粒(碳酸盐成分的砾、砂、粉砂、泥质等)所构成的岩石在空间上相伴出现;岩石中氧同位素(δ18O)值为-9‰～-5‰,碳同位素(δ13C)值大于1‰,最大值为3.2‰;碳-氧同位素资料均显示受物源的影响明显,认为这是一种罕见的陆源机械成因的碳酸盐岩.     

早-中奥陶世华南古海洋氧化还原变化及其对奥陶纪生物大辐射的意义

为了进一步探讨奥陶纪生物大辐射期间环境影响和控制因素, 对安徽南部将军岭剖面黑色页岩的有机碳含量(TOC)、总硫含量(TS)和黄铁矿硫同位素(δ³⁴S_py)进行测试分析。TOC与TS表现出正相关性, 说明可能是非硫化环境中的沉积产物。δ³⁴S_py在弗洛期表现出显著的负偏移, 在中奥陶世表现出相对幅度更大的波动。结合前人对全球碳酸盐岩晶格中硫酸盐硫同位素(δ³⁴S_CAS)和δ³⁴S_py数据的分析结果, 显示特马豆克期末期至弗洛期中期黄铁矿埋藏分数下降, 硫同位素分馏效应增大, 说明当时海水发生氧化, 对奥陶纪生物大辐射起到重要的促进作用。弗洛期晚期至达瑞威尔期, 不同地区δ³⁴S_CAS相继出现负偏移,δ³⁴S_py发生大幅振荡, 可能是由于海洋中硫酸根浓度较低以及硫化物再氧化所致。     

柴北缘冷湖七号地区碳酸盐胶结物特征及其意义

碳酸盐胶结物是碎屑岩储层中最常见的胶结物类型,其形成环境、物质来源、反映的成岩温度对储层研究具有重要意义。通过对柴北缘冷湖七号下干柴沟组砂岩碳酸盐胶结物进行岩石学、矿物学和地球化学分析,研究区下干柴沟组砂岩碳酸盐胶结物包含方解石、含铁方解石、铁方解石和白云石等4种类型。碳同位素（δ¹³C_PDB）和氧同位素（δ¹⁸O_PDB）值分别为8.81‰~3.51‰和8.77‰~17.36‰,平均值分别为5.33‰及13.50‰;利用碳同位素和氧同位素计算出古盐度值和古温度值分别为113.61~102.85和63.03~123.06℃,平均值分别为109.66及94.47℃。反映出研究区下干柴沟组所处成岩阶段为早成岩阶段B期-中成岩阶段A期,形成过程受到有机质脱羧基作用影响,成岩环境偏酸性,成岩流体来自碎屑的析出水和大气淋滤淡水。储层物性除了受成岩环境和温度的影响外,与碳酸盐胶结物含量具有明显的负相关关系,随着碳酸盐胶结物含量的增加,储层的孔隙度和渗透率降低。     

湖相碳酸盐碳、氧同位素与团簇同位素的研究进展

总结近年来传统碳、氧同位素及新兴团簇同位素在湖相碳酸盐中的研究进展,梳理湖相环境中碳酸盐同位素组成变化的影响因素及两种同位素方法在地质研究中的应用,探讨当前研究中存在的问题。湖相碳酸盐氧同位素组成受温度的影响较小,主要与湖盆水体的蒸发量和大气降水量有关,碳同位素组成则受湖水蒸发咸化作用以及湖泊有机质与无机质相互作用的共同控制;团簇同位素仅受温度单一因素的影响,是良好的碳酸盐温度计。指出湖相碳酸盐碳、氧同位素研究的两大方向:一是解决团簇同位素理论研究中存在的问题,尤其是埋藏改造过程中团簇同位素温度的重置机理;二是将传统的碳、氧同位素指标与新兴的团簇同位素指标相结合,进行多指标的地球化学综合分析,有效地避免二者在地质研究中的局限性。     

贵州省兴义地区中三叠世兴义动物群化石储集层古环境初步分析

通过野外剖面观察、测量、取样和室内工作, 对贵州省兴义市乌沙镇泥麦古村爆竹厂剖面中三叠统法郎组竹杆坡段兴义动物群化石储集层碳酸盐岩的沉积微相、碳氧同位素进行初步分析, 探讨其沉积环境及其变化。识别出5 种微相类型: 均质泥质微晶灰岩、含少量生物碎屑的泥质微晶灰岩、含丰富破碎生物碎屑的泥质微晶灰岩、含丰富完整生物碎屑的泥质微晶灰岩以及水平纹层状泥晶灰岩。结合前人的工作, 推断该地区在拉丁期经历局限海、开阔海、台内盆地3 种环境, 整体为一个海进过程。δ13C 和δ18O 普遍偏低, δ13C 在化石层出现明显负漂移。综合微相、沉积相及碳氧同位素特征, 推断兴义动物群生活在局限海且海水温度相对偏高的环境中。     

北疆大气降水水汽源识别及其对地下水补给的指示意义

 大气降水是水循环的输入项,其同位素特征是示踪水汽来源及运动路径的有效工具。利用北疆4个大气降水观测站的同位素数据,结合HYSPLIT模式,重点分析了北疆大气降水同位素特征。区域大气降水线方程δD=7.3δ¹⁸O+3.5,反映了新疆独特的干旱气候环境。受不同降水水汽来源影响,天山及阿勒泰2个地区降水同位素特征表现不同。天山地区受西风带水汽季节性漂移的影响,氘盈余夏季低冬季高,成“V”型;阿勒泰地区常年受北冰洋水汽影响,氘盈余年内变幅不明显。尽管δ¹⁸O均表现为夏季富集、冬季贫化,但多年均值差异明显,该差异也使得利用同位素确定地下水补给来源成为可能。准东盆地东天山附近地下水主要受到来自东天山的大气降水补给,而北侧自流区地下水同位素相对贫化,与阿勒泰站大气降水同位素及氘盈余特征相似,结合地形、水文地质条件等特征,认为该区主要受克拉美丽山大气降水补给。     

二连盆地赛汉塔拉凹陷烃源岩的分布及形成

为了明确烃源岩形成的主控因素,基于烃源岩碳酸盐同位素、生物标志化合物、微量元素等地球化学数据探讨烃源岩的形成,并基于烃源岩实测总有机碳质量分数w(TOC)数据分析烃源岩的分布特征。研究结果表明:二连盆地赛汉塔拉凹陷烃源岩分布特征与传统认识明显不同;水体较浅的缓坡带烃源岩厚度最大、有机质丰度最高;赛汉塔拉凹陷为小型断陷湖盆,具有水体浅、物源近、沉积速率大等不同于大型湖盆的沉积环境。有机质陆源输入、水动力条件和氧化还原程度是烃源岩形成的主控因素;水体浅、物源近是小型断陷湖盆烃源岩分布、形成不同于大型湖盆的原因。     

川西南寒武系沉积体系分析

四川盆地川西南地区寒武系分布广泛,主要由海相陆源碎屑岩和碳酸盐岩及其过渡岩类组成。根据钻井、录井和测井等资料以及沉积相标志的综合分析,指出本区寒武纪早期（筇竹寺期和沧浪铺期）发育海相陆源碎屑沉积体系,主要包含陆源碎屑滨岸和浅海陆棚两种沉积相;晚期以发育碳酸盐岩台地沉积体系为特色,主要由碳酸盐潮坪、混积潮坪、半局限～局限海台地相组成。沉积特征和沉积相分布研究表明,区内物源主要来自西侧的康滇古陆,海域总体上表现出西北浅东南深的变化趋势,沉积相带呈北西—南东向错落有序分布。     

碳酸盐岩碳、氧同位素分析激光微取样技术

碳酸盐岩碳、氧同位素分析激光微取样技术是利用高能聚焦激光束与碳酸盐岩样品作用,热分解产生CO₂气体,经真空提纯净化后送质谱仪分析测定其C、O同位素值。其空间分辨率优于20μm,能有效地对碳酸盐岩各细微组分结构分别取样,以满足同位素地质学研究的需要。经标样测定,δ¹³C和δ¹⁸O的最好分析精度可达±0.22‰(σ),与常规磷酸分解法分析精度相;δ¹³C无明显分馏现象,δ¹⁸O分馏明显,但对同种矿物是一个常量(方解石偏负1.72‰;白云石偏负1.59‰)易于校正。激光微取样主要应用于碳酸盐储集岩样品碳、氧同位素分析,能较好地解释油气储层孔隙演化和成岩过程。     

大洋缺氧事件的碳稳定同位素响应

从碳稳定同位素组成及其分馏机理出发 ,系统探讨了大洋缺氧事件与海相碳酸盐和有机碳稳定同位素分馏之间的关系。缺氧事件期间 ,由于生物大批死亡和快速埋藏 ,其分解消耗海水中大量的溶解氧 ,引起大洋水体缺氧 ,富含 1 2 C的有机质从而得以大量保存 ;相应地大气和海水中富 1 3 C,同期海相碳酸盐岩碳同位素 δ值 (δ1 3C)正偏。在世界各地缺氧事件层内 ,无一例外地碳酸盐岩碳稳定同位素出现了不同程度的正偏 ,Cenomanian- Turonian 界线偏幅达～2‰。海相碳酸盐与有机质碳稳定同位素变化不仅可以提供地质历史中有机碳埋藏量的记录。研究全球碳循环变化 ,还可能追溯有机碳风化和埋藏速率的变化 ,定性地恢复大气 p CO2 变化。     

内陆湖泊贝壳碳酸盐碳氧同位素组成与古气候研究

通过对江川湖盆沉积物中螺壳化石样品的处理和分析,测定了贝壳碳酸盐的δ~(13)C值和δ~(18)O值。结合孢粉资料,研究贝壳碳酸盐碳氧同位素分布及变化,对江川湖盆的古气候及盆地演化提供有用的信息。     

断陷湖盆陆相层序过程——响应机制的单因素计算机模拟

综合考虑陆源碎屑物供给、内源碳酸盐岩没积、沉积物侵蚀与再沉积、重力流沉积以及构造升降和水平位移等诸多地质因素,建立了一个能够模拟各型盆地的综合数学物理方程式。采用自行研制的定量层序地层模拟系统,以断陷湖盆坡带（泌阳断陷双河～赵凹地区为例）,分别模拟了：①湖平面变化过程及其陆相层序响应机制;②基底构造沉降过程及其陆相层序响应机制;③物源供给过程及其陆相层序响应机制。     

青藏高原当雄错晚更新世末期-全新世早期叠层石新发现

 在青藏高原首次发现当雄错第四纪晚期叠层石群,其发现对于阐明高原第四纪晚期古环境演化有重要意义。通过对当雄错第四纪晚期发育的3层叠层石的地球化学特征以及14C年龄研究发现：叠层石发育最佳温度20~30℃,当温度低于12~15℃时,蓝藻停止生长。目前,当雄错湖水年均温度为4.8℃,可知当时水温高于现代10℃;这3层叠层石的¹⁴C年龄分别与同布林（Bölling）和阿路罗德（Allevöd）两次暖期事件,及10.5 ka~9 kaBP全新世早期转暖期一致,并且叠层石中δ¹⁸O均值在-7.23~-6.6之间,δ¹³C均值在4.75~5.65之间,两者均较高,可知当雄错当时气温较高。该时段3个暖期的发现,对详细建立划分青藏高原第四纪晚期气候-年代学标尺有重要价值。     

川西北剑阁地区栖霞组地球化学特征及古环境意义

研究川西北剑阁地区马儿岩剖面中二叠统栖霞组碳酸盐岩的地球化学特征,探讨其古沉积环境意义,为川西北地区中二叠世古环境演化的研究提供信息。通过野外剖面实测和室内薄片鉴定,结合主元素、痕量元素测试分析等方法对马儿岩剖面栖霞组沉积时期的沉积环境进行讨论。陆源Al_2O_3和TiO_2含量较低,两者具强烈正相关;ΣREE与陆源Σ(Al_2O_3+TiO_2)具强烈正相关,指示栖霞组沉积水体较为稳定且不受陆源碎屑影响;古水深指标Sr/Ba、1000×(Sr/Ca)的平均值分别为6.89、8.40,指示栖霞组为离岸较近的海相沉积环境;古气候指标MgO/CaO平均值为0.06,指示气候环境较为潮湿;古氧相指标V/(V+Ni)为0.35～0.79(平均值为0.52),V/Cr平均值为0.95,Ni/Co比值为5.51～7.42(平均值为6.47),U/Th比值为0.33～2.57(平均值为0.93),指示整体处于贫氧—富氧沉积环境;平均古水温为28.2℃。研究区栖霞组碳酸盐岩沉积于温暖潮湿气候条件下的贫氧—富氧环境,从栖霞组到茅口组水体呈明显上升趋势,古水温、盐度和含氧量呈下降趋势。     

咸化湖盆过渡相组沉积控储作用浅析

咸化湖盆过渡相组（三角洲前缘与浅湖亚相）沉积特征与淡水湖盆存在显著差异,尤其在骨架砂体微相类型、分布等方面。研究其沉积控储机制,既是对湖盆沉积学理论的重要发展,也对中国陆相盆地碎屑岩油气勘探开发具有实际指导意义。应用大量岩芯、测录井及铸体薄片资料,分析了柴达木盆地英东地区下油砂山组（N₂¹）与上油砂山组（N₂²）三角洲前缘浅湖沉积特征及优质储层形成主控因素。研究表明,咸化湖盆三角洲前缘浅湖主要发育水下分流河道与滩坝两种储集砂体沉积微相类型。两者在沉积构造、粒度分布、微观组构及测井曲线叠加样式等方面存在显著差异。沉积微相是优质储层形成的物质基础,与湖盆水体咸化程度共同控制了优质储层的分布。咸化湖盆碎屑岩储层整体成分成熟度偏低,以原生孔隙为主,溶蚀作用较弱,次生孔隙相对欠发育。强烈的早成岩期碳酸盐胶结作用增加了岩石的抗压能力。储层物性主要受控于岩石粒度与胶结物含量。     

恰什古伊地区碳氧同位素地层学分析

土库曼斯坦恰什古伊地区有效储集层为卡洛夫-牛津阶碳酸盐岩,该段GR 变化小,旋回分析困难,导致
有利储层预测难。利用该区Cha–21 井所取岩芯中采集的41 个样品测定的碳氧同位素,结合区域沉积演化分析资
料,探讨了卡洛夫-牛津阶储层段沉积时的海平面变化。结果表明,氧同位素的原始信息已被成岩作用破坏,而碳
同位素基本保持了原始特征,因此碳同位素可用于同位素地层研究和古环境分析;据此计算出盐度指数变化范围为
128.25～136.63,明显大于海水和淡水的分界标准,反映成岩流体具有较高盐度海源水性质;由δ13C 的变化所确定的研
究区的海平面变化曲线与卡洛夫-牛津阶全球海平面变化曲线吻合,印证了该区储层地质年代定为卡洛夫-牛津期
是准确的;依据海平面变化曲线,将卡洛夫-牛津阶主力储层段分为3 个沉积旋回5 个演化阶段。该成果填补了该区
碳氧同位素地层研究的空白,对深化盆地沉积演化规律的认识及预测储层有利区块具有重要意义。