利用碳氧同位素识别碳酸盐层序界面

为更好地识别碳酸盐岩的层序界面,以周口店地区的马家沟组与本溪组、铁岭组与下马岭组两个不整合界面为例,综合采用野外露头及岩性特征描述。采集不整合面附近岩样进行稳定碳氧同位素检测,得出马家沟组稳定同位素测定值δ13C(PDB)‰为-6.19‰～-0.69‰,δ18O(PDB)‰为-10.57‰～-9.08‰,属浅海相沉积;铁岭组δ13C(PDB)‰为-2.44‰～-0.67‰,δ18O(PDB)‰为-8.39‰～-4.47‰,属潮间带沉积。将检测数据进行曲线拟合,证明与该地区沉积环境完全吻合,借此可以识别其不整合面。故提出结合不整合剖面及其岩性组合变化,利用稳定碳氧同位素检测可作为识别碳酸盐岩层序界面的另一种有效方法。     

萍乐坳陷丰城地区茅口晚期“破裂台地”型沉积相与层序地层学特征

依据岩心观察和薄片鉴定结果,分析研究区内同沉积断裂活动的时间和相对海平面的变化,将萍乐坳陷丰城地区茅口组南港段确定为以硅泥质沉积为背景的"破裂台地"型沉积环境和层序地层格架."破裂台地"型沉积环境可划分为台盆、台盆边缘和局限台地3种沉积相类型和与其对应的台地快速拉张-台盆缓慢萎缩-台盆逐渐闭合3个时期."破裂台地"层序地层格架以突变海泛面(amfs)为底界,以暴露不整合面为顶界,缺失低位体系域(LST)和海进体系域(TST),发育凝缩段(CS)、早期高位体系域(EHST)和晚期高位体系域(LHST).构造变动是沉积分异的主控因素,突变海泛面代表同沉积断裂活动进入高峰期.研究区自西南向东北方向,地裂运动逐渐加剧,沉积环境由开阔海台地相向次深水台盆相过渡,丰城—乐平地区是地裂运动中心部位.     

鄂尔多斯盆地东南部马家沟组碳酸盐岩碳氧同位素特征及意义

对鄂尔多斯盆地东南部马家沟组白云岩和灰岩的碳氧同位素进行测定。结果显示,样品的碳氧同位素值分布较为离散,二者的相关性仅为0.18,氧同位素平均值为-8.34‰;对锰、锶元素含量进行测定,计算ω(Mn)/ω(Sr)平均值为1.4,表明采集样品大部分受后期成岩蚀变影响小,可较好地代表原始地层的沉积特征。马五段、马六段样品的碳氧同位素值变化差异明显:马五段白云岩δ13C在-1.33‰~1.01‰(PDB),δ18O值在-9.58‰~-6.46‰(PDB),为中低负值;马六段灰岩δ13C在-6.75‰~0.92‰(PDB),δ18O值在-11.36‰~-7.33‰(PDB),马六段的碳氧同位素值较马五段离散,且发生了明显的负漂移。Z值与碳同位素值具有较高的相关性,而与氧同位素值相关性低,仅作为该区古盐度变化的相对参考值。碳氧同位素值与Z值所反映的环境信息表明,鄂尔多斯盆地东南部马家沟组马五期为海退期,海水循环性差,气候干旱炎热,处于蒸发环境,海水盐度较高。马六期形成的灰岩由于长期裸露地表,受到大气淡水淋滤作用的影响,角砾泥晶灰岩发育,其碳氧同位素值较低。     

川东北元坝地区长兴期-飞仙关期碳酸盐岩台地沉积体系及演化

四川盆地东北部元坝地区二叠纪-三叠纪沉积环境主要与北部广旺海槽形成与关闭、米仓山与大巴山隆起及二叠纪峨眉山玄武岩喷发有关.通过野外露头、三维地震数据、钻井资料的综合研究,认为长兴组-飞仙关组沉积为碳酸盐台地沉积体系,可进一步划分为台地蒸发岩、局限台地、开阔台地、台地边缘生物礁滩和台地边缘斜坡5个相带.长兴期沿台地边缘发育了台地边缘礁滩;飞一段早期相对平静,沉积末期广旺海槽全部关闭;飞二段至飞三段早期主要为开阔台地沉积;飞三段晚期-飞四段演变为局限台地-台地蒸发岩相.飞二段浅滩与长兴期礁滩大致处于相同位置,未发生侧向迁移;飞三段台内浅滩的发育有明显的侧向迁移和垂向叠置的特征;从西南向东北方向,飞仙关组早期台地沉积区向陆棚沉积区迁移.     

湖南羊角脑铀矿床碳氧同位素地球化学研究

羊角脑铀矿床是鹿井矿田南部的一个中型矿床,该矿床矿体主要受断裂破碎带控制,碳酸盐化与铀矿化关系密切。对羊角脑铀矿床不同期次的方解石脉进行碳氧同位素分析。该矿床成矿早期、成矿期、成矿晚期都发育方解石脉,从成矿早期→成矿期→成矿晚期,方解石的δ~(13)C_(PDB)值有明显降低的趋势,而δ~(18)O_(SMOW)值成矿早期最低,成矿期与成矿晚期方解石的δ~(18)O_(SMOW)值变化范围与平均值相似。羊角脑矿床成矿早期方解石δ~(13)C_(PDB)介于-5.0‰~-6.4‰,平均值为-5.8‰,与幔源CO_2的碳同位素变化范围与平均值相似,而成矿期与成矿晚期由于CO_2发生脱气作用引起的同位素分馏而降低,表明该矿床成矿流体中的碳来自地幔去气作用,方解石的δ~(13)C-δ~(18)O组成呈负相关关系,进一步证实羊角脑铀矿床成矿流体中CO_2矿化剂是地幔去气作用形成。     

四川盆地龙马溪组页岩中碳酸盐矿物形成机制

碳酸盐胶结物是四川盆地龙马溪组页岩中重要的自身矿物,但对其形成机制目前尚无深入研究。以四川盆地龙马溪组A井和B井为研究对象,综合应用全岩X射线衍射测试、扫描电镜分析了页岩中自身碳酸盐矿物的类型,并利用分成分碳氧同位素对其形成机制进行了研究。结果表明:四川盆地龙马溪组页岩中碳酸盐矿物沉积水介质主要为陆相淡水。A井的方解石δ~(13)C平均值为-1. 14‰,δ~(18)O平均值为-12. 63‰,B井的方解石δ~(13)C平均值为-2. 40‰,δ~(18)O平均值为-12. 84‰,氧同位素表明两口井方解石均主要形成于早成岩B期,碳主要来源于有机质脱羧反应; A井白云石δ~(13)C平均值为-1. 84‰,δ~(18)O平均值为-7. 56‰,其形成主要与早成岩阶段硫酸盐还原作用密切相关; B井白云石的δ~(13)C平均值为-4. 48‰,δ~(18)O平均值为-11. 12‰,主要与中成岩A期有机质脱羧反应密切相关,铁白云石主要形成于晚成岩阶段;黏土矿物转化提供了研究区碳酸盐矿物沉淀所需要的钙离子、镁离子及铁离子。该研究成果对进一步分析四川盆地龙马溪组页岩成岩演化具有重要指导意义。     

川西地区中二叠统一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一下三叠统碳酸盐岩,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,川西地区中二叠统一下三叠统碳酸盐岩的δ~(13)C值为-3.90‰~2.80‰,主要值域为-2.80‰~2.80‰,均值为-0.04‰;δ~(18)O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。     

柴达木盆地第三纪盐湖沉积环境分析

目的分析柴达木盆地第三纪盐湖的沉积环境。方法利用稳定同位素分馏理论及其分析技术，分析了现代青海湖稳定同位素的组成特征，并与柴达木盆地第三纪盐湖的沉积环境特点进行了对比。结果柴达木盆地第三纪咸化湖泊沉积碳酸盐岩中富集δ13C与δ18O，具有较高的Z值，并且大多与海洋碳酸盐岩碳氧同位素区间值重叠，说明第三纪咸化湖泊的盐度与海相相当或高于海水；柴达木盆地硫酸盐的δ34值大大超过海洋硫酸盐的δ34S值，且在第三纪盐湖的演化过程中具有化学分层特征，在湖盆下部产生了强烈的硫同位素分馏现象，导致较高δ34S值蒸发岩沉积的形成。结论柴达木盆地第三系盐湖沉积地层中可发育较丰富的油气资源。     

基于马尔科夫链的裂缝期次分析——以重庆天府地区上二叠统长兴组露头为例

为寻找一种经济又有效的裂缝期次定量划分方法,以重庆天府地区上二叠统长兴组地层为例,对构造裂缝形成期次的划分方法进行了研究。在大量野外观察与测量的基础上,以基于概率统计学的马尔科夫链为方法,进行了转移频数统计、马尔科夫性质检验、随机值计算、残差矩阵分析,得出研究区的裂缝发育期次主要为三期:第一期裂缝为近东西向,第二期裂缝为南东东向,第三期裂缝为北东向和南南东向;结合基于地球化学的充填物碳氧同位素分析,取对应期次的裂缝充填物进行实验,对上述分析结果进行佐证,结果发现其同位素值主要散落在三个区域:第一期裂缝充填物δ~(18)O平均值为-8.58‰,δ~(13)C平均值为3.32‰,形成时平均埋深为3 864 m,形成温度为130℃;第二期裂缝充填物δ~(18)O平均值为-7.16‰,δ~(13)C平均值为3.79‰,形成时平均埋深为3 084 m,形成温度为107℃;第三期裂缝充填物δ~(18)O平均值为-5.18‰,δ~(13)C平均值为3.70‰,形成时平均埋深为2 147 m,形成温度为79℃。综合研究区构造演化史以及埋藏史分析认为:第一期裂缝形成于燕山早期,第二期裂缝形成于燕山晚期,第三期裂缝形成于喜山早期。实验结果成功验证了马尔科夫链的分析,证明马尔科夫链为一种可行的裂缝期次研究方法。     

广东省河源断裂带碳酸泉水化学特征及形成机制

为了解广东省河源断裂带碳酸泉的形成机理,全面认识碳酸泉形成过程,为碳酸泉的开发与管理提供科学依据,在河源断裂带地区采集了5组碳酸泉样品及18组非碳酸泉样品,开展了水化学特征分析及δD、δ~(18)O、~(14)C、δ~(13)C和~3He/~4He多种同位素分析。结果表明,碳酸泉主要水化学类型为Na-Ca-HCO_3型。δD、δ~(18)O同位素分别介于-43.32‰~-41.72‰和-7.06‰~-6.55‰,位于大气降水线附近,表明其补给来源于大气降水,补给高程在1 000~1 300 m。通过~(14)C法测年及修正后的δ~(13)C年龄校正模型计算得到碳酸泉的年龄在21~26 ka。碳酸泉点δ~(13)C的变化范围在-1‰~2‰之间,R/Ra(样品~3He/~4He与大气~3He/~4He之比)比值介于0~2.5,表明河源断裂带碳酸泉中的CO_2为幔源与变质混合成因,并以变质作用为主。     

贵州双河洞海洋同位素阶段11期石笋碳氧同位素记录及古环境意义

采用铀系定年法对双河洞石笋SW01进行年代测定及碳、氧同位素分析,以探讨石笋形成时的古环境信息。结果表明,石笋顶部沉积年代在海洋同位素阶段11期,山王洞形成年代在远早于海洋同位素阶段11期(MIS11)阶段。石笋δ~(18)O值为-8.85‰～-8.39‰,变化趋势与三宝洞同时期石笋SB-14相一致,但值略重。δ~(13)C阈值为-3.89‰～-2.55‰,意味着地表植被以C4植物为主,气候较干旱。结合MIS11阶段的气候特点,推断山王洞区域在MIS11阶段后期气候温暖且相对干燥,降雨量逐渐减少,大气降水量存在旋回性。     

沉积相带控制下的白云岩成因模式及判别特征

为探讨白云岩成因模式与沉积相之间关系,对蒸发泵模式、渗透回流模式、埋藏模式和微生物模式在不同沉积相中形成的白云岩岩石学和沉积地球化学特征综合分析。结果表明:蒸发泵模式白云岩形成于潮坪、泻湖,白云石以泥-微晶为主并与膏岩共生,潮坪环境具有鸟眼、泥裂等蒸发暴露特征,泻湖则不具有,该模式整体有序度和Mg/Ca值与渗透回流模式和埋藏模式相比最低,MgO-CaO呈线性正相关,富含Na、Sr元素,而缺乏Fe、Mn元素,阴极射线下不发光或发弱光,δ~(18)O、δ~(13)C值均向正方向偏移;渗透回流模式是蒸发泵模式的延伸和演变,白云岩可形成于潮坪、泻湖和开阔台地浅滩,潮坪环境白云石以粉晶为主,泻湖环境白云石以粉-细晶为主,开阔台地浅滩白云石以粉-细晶为主,可见中晶,该模式整体有序度和Mg/Ca比蒸发泵模式略高,MgO-CaO呈线性负相关,Na、Sr、Fe、Mn元素含量与蒸发泵模式相近,阴极射线下少数不发光,多数发暗褐色光,δ~(18)O和δ~(13)C均向正方向偏移,但δ~(18)O偏移程度不大;埋藏模式白云岩可形成于台地边缘和台内滩,白云石以粉-中晶为主,最粗可达粗晶,该模式整体有序度和Mg/Ca比蒸发泵模式和渗透回流模式高,MgO-CaO线性负相关,缺乏含Na、Sr元素,而富含Fe、Mn元素,阴极射线下发光最亮,还可见发光较强的环边,δ~(18)O、δ~(13)C均向负方向偏移;微生物模式与蒸发泵模式、渗透回流模式常常相伴生,白云岩可发育于潮坪、泻湖环境,可形成叠层石白云岩、凝块石白云岩、枝状石白云岩、核形石白云岩、球粒白云岩和泡沫绵层白云岩等。这4类白云岩成因模式各自形成的沉积相带具有相似之处,但是均可利用岩石学特征和沉积地球化学特征加以区别。     

重庆石柱中上二叠统沉积特征与层序地层

重庆石柱地区中上二叠统碳酸盐岩发育.在野外实测及室内微观研究的基础上,详细分析了该区的沉积特征,并进行层序地层分析.结果表明,重庆石柱中上二叠统发育于滨岸、碳酸盐缓坡、碳酸盐台地和台盆四种沉积环境中,其中滨岸发育于吴家坪组底部,碳酸盐缓坡发育于吴家坪组中下部,碳酸盐台地发育于茅口组和长兴组,台盆发育于茅口组上部和吴家坪组的中上部.研究区中二叠统茅口组-上二叠统长兴组可划分为8个三级层序,其底界面类型多为Ⅱ型层序界面,多缺少SMST体系域;受东吴运动的影响,PSQ4底界面为Ⅰ型层序界面,为升隆侵蚀不整合界面,并发育了LST体系域.研究区台盆相的发育受控于华南大陆板块内部强烈的板内裂谷(裂陷)作用,其边缘为油气勘探的有利区块.     

轮古西地区奥陶系碳酸盐岩古岩溶储层碳、氧同位素地球化学特征

中—下奥陶统鹰山组碳酸盐岩古岩溶储层是塔里木盆地轮古西地区的主要油气产层 .为了弄清储层的成因类型、储层古岩溶过程中的流体性质和古水文条件 ,为预测和评价此类储层提供有关的地球化学信息 ,讨论了储层形成过程中记录的碳、氧稳定同位素特征 .结果表明 :轮古西地区奥陶系鹰山组碳酸盐岩古岩溶储层中的δ13C和δ18O值的变化范围较大 ,δ13C值为 -0 .70‰～ -6.5 0‰ ,平均值 -1 .76‰ ;δ18O值为 -3 .75‰～ -1 7.1 0‰ ,平均值 -9.42‰ .碳酸盐岩基质、冲积岩和方解石胶结物的δ13C和δ18O分布具有一定的差异 .三类样品的δ18O值均具有明显偏负特征 ,表明在碳酸盐岩成岩过程中受到大气成因的淡水影响 ,反映了当时的风化壳岩溶成岩环境 .冲积岩样品的δ13C值的偏负程度较高 ,其物源可能来自石炭—二叠系地层     

米仓山-汉南隆起牛蹄塘组页岩稳定碳同位素组成及其意义

利用牛蹄塘组暗色泥页岩样品进行有机碳同位素(δ~(13)C_(org))、无机碳同位素(δ~(13)C_(carb))、氧同位素(δ~(18)O)、总有机碳(TOC)、微量元素测定,分析米仓山-汉南隆起区早寒武世古海洋环境及其与页岩有机质生产的关系。基于原始海洋巨大溶解有机碳库(DOC)和海洋分层理论,结合不同古海洋微生物种属碳分馏特征,描述米仓山-汉南隆起区早寒武世古海洋环境和有机质生产模式。结果表明:研究区牛蹄塘组页岩中获取的碳氧同位素具有良好的原始性,对研究区古海洋环境具有良好的指示意义;δ~(13)C_(org)明显富集轻碳同位素(~(12)C)显示强烈的负异常,分布在-34.032‰～-29.537‰,属于L型无定形有机质,且更富集轻碳同位素;δ~(13)C_(carb)明显富集重碳同位素(~(13)C),分布在-1.21‰～3.64‰;氧同位素δ~(18)O分布在-8.94‰～-3.5‰;研究区南北部碳氧同位素空间分布具有差异性,与南部西河乡剖面相比,北部宁强铁锁关和两河村剖面的碳同位素具较高的δ~(13)C_(org),偏正的δ~(13)C_(carb)和高的δ~(13)C_(carb-org),且δ~(13)C_(carb)与δ~(13)C_(org)呈明显的解耦关系而与δ~(13)C_(carb-org)线性相关;牛蹄塘组页岩碳氧同位素组成取决于海侵过程中藻类、化能自养、甲烷细菌、甲烷氧化菌等特殊的古海洋微生物种属分布或活动强度与上升洋流、海洋分层的有机结合。     

廉州湾红树林大型底栖动物食物来源研究

【目的】了解可能性食物源对红树林大型底栖动物的贡献率。【方法】利用碳氮稳定同位素技术,对广西廉州湾红树林大型底栖动物及可能性食物源的碳、氮同位素比值(δ~(13) C值、δ~(15) N值)进行分析,并通过贝叶斯稳定同位素混合模型,估算不同食物源对大型底栖动物的贡献率。【结果】大型底栖动物的δ~(13) C值为-23.37‰~-18.09‰,δ~(15) N值为6.59‰~17.00‰,δ~(13) C值、δ~(15) N值的变化范围较大,表明大型底栖动物食物来源较为复杂多样。7种可能性食物源的δ~(13) C值为-29.09‰~-21.53‰,δ~(15) N值为6.85‰~15.67‰,其中红树植物的δ~(13) C值最为贫化。大型底栖动物的营养级别均小于3,表明它们基本属于初级消费者。SIAR混合模型计算结果显示,颗粒有机物(POM)对大型底栖动物有较高的贡献率,其次为表层沉积物(SOM),大型藻类、附生植物的贡献率较低,红树植物叶片、落叶、树皮对大型底栖动物的贡献率最低。【结论】POM、SOM是广西廉州湾红树林大型底栖动物重要的食物源,红树植物不是大型底栖动物碳的主要来源。     

福建平和大望山等铅、锌、银(金)矿床稳定同位素地球化学

对福建平和大望山等铅、锌、银(金)矿床的氧、氢、硫、铅稳定同位素分析测定结果,脉石矿物氧同位素δ~(18)O(‰)=+2.54～+10.05,其中包裹体氢同位素δD_(H_2O)(‰)=-46.6～-111.8矿石硫同位素δ~(34)Si(‰)=-3.60～+4.90,铅同位素~(206)Pb/~(204)Pb=18.3817～18.8747,~(207)Pb/~(204)Pb=15.5932～15.8328,~(206)Pb/~(204)Pb=38.5152～39.9802.据硫、铅同位素研究认为,矿质来自花岗闪长岩浆:氢、氧同位素研究认为,成矿溶液主要为演化的混合型初始岩浆水(MCIMW),局部有大气降水或演化的大气降水的混入,并讨论了水/岩作用以及矿床所在地区地质地球化学的某些特点。     

川南下志留统石牛栏组沉积体系与岩相古地理

四川盆地南部下志留统石牛栏组为在缓坡陆棚基础上发育起来的碳酸盐台地的沉积,可划分出4个岩性段和2个沉积旋回.沉积体系在空间展布特征上表现为由南向北的从碎屑滨岸→局限台地→开阔台地→生物礁/滩→台地边缘斜坡→浅水陆棚浅滩→泥质浅水陆棚→深水陆棚变化,在垂向上则由泥/灰质深水→浅水陆棚→碳酸盐台地的变化;海平面变化是控制沉积体系发育和空间分布的重要因素.     

鄂尔多斯盆地西南缘蓟县系碳酸盐岩碳氧同位素特征及其地质意义

通过对鄂尔多斯盆地西南缘蓟县系白云岩进行碳氧同位素分析、成岩环境分析及古盐度、古温度的恢复,结果表明,研究区蓟县系未经过深埋藏,一直处于近地表,其δ~(13)C_(PDB)和δ~(18)O_(PDB)分布范围较窄,分别为-0.4‰～-0.2‰、-4.7‰～-3.9‰,与研究区稳定存在的潮间带环境特征相一致;得出古盐度值(Z)为124.24～124.74,古水温(T)为19.12～22.67℃,反映该区中元古代温暖的古气候环境.分析表明,在温暖的古气候背景下,蓟县系碳氧同位素变化特征具有一定的正相关性,推测温度可能对碳氧同位素的变化起主要控制作用.垂向上,δ~(13)_C_(PDB)、δ~(18)O_(PDB)、Z与T具有波动性变化,但整体变化幅度较小,在一定程度上反映了研究区中元古代稳定的构造环境.综合分析认为,鄂尔多斯盆地西南缘中元古代气候环境温暖并具有稳定的构造环境,这可能是华北板块在中元古代处于较低纬度及研究区在该时期持续热沉降的良好响应.     

毕节青场二叠系茅口组中上部碳酸盐岩沉积微相研究与环境分析

通过碳酸盐岩微相分析方法,对贵州毕节青场二叠系茅口组中上部碳酸盐岩微相类型进行分类并进行沉积环境和形成演化进行了分析。识别出9种碳酸盐岩微相关型,综合分析,归纳出两个主要的沉积环境即开阔台地环境和半局限台地。同时结合能量指数分析对海平面升降演化过程进行了反演分析。