四川华蓥二叠-三叠系界线剖面稳定碳同位素变化特征及其生物地球化学循环成因

对四川华蓥楼房湾剖面稳定碳同位素进行的研究表明,该地区二叠-三叠系界线附近碳同位素变化趋势与全球变化基本一致。早三叠世早期Δ_B平均值高于晚二叠世晚期,指示海水中磷酸盐浓度的增大和初级生产力的繁盛。从晚二叠世末期开始δ¹³C_carb的缓慢降低是由大规模火山作用以及陆地风化作用加强造成的;早三叠世最早期δ¹³C_carb和δ¹³C_org的快速同步降低所代表的全球碳循环变化主要受控于生物集群绝灭的主幕及海平面上升引起的底部缺氧水上涌。总之,二叠-三叠纪之交碳同位素变化是火山作用、海平面变化、海洋和陆地生物集群绝灭以及缺氧水上涌等因素综合作用的结果。     

江西信丰县铁石口剖面二叠-三叠系界线综合研究

首次对江西信丰县铁石口二叠—三叠系界线剖面的生物地层学、岩石地层学、微量元素、碳及氧稳定同位素、粘土岩和沉积环境以及数学地质的有序最优分割计算进行了综合研究,通过分析,将铁石口剖面二叠—三叠系界线置于第26层底。界线粘土岩(第26层)的矿物组成以伊利石和高岭石为主,仅含少量蒙脱石 伊利石不规则混层矿物,这是首次发现的新类型界线粘土岩。     

碳稳定同位素在泥盆系-石炭系及弗拉阶-法门阶界线层远距离地层对比的应用

在广西和贵州泥盆系-石炭系界线有强烈的δ~(13)C值负异常,两地负异常可以对比。在广西和湖南弗拉阶顶部δ~(13)C值有多次负异常,两地负异常亦可以对比,δ~(13)C值波动曲线具有显著特征,它为今后弗拉阶-法门阶界线的识别及远距离对比具有实际应用价值。在生物地层工作基础上,对无机碳同位素的研究,在一定条件下可以提高远距离对比的精度。     

珠江流域西江、北江河流溶解无机碳及其稳定同位素组成特征

 为了探讨珠江流域西江、北江河流溶解无机碳（DIC）及其稳定同位素组成（δ¹³C_DIC）特征,分别于2007年春季和夏季对流域低水期、高水期的西、北江及思贤滘河道DIC及其稳定同位素组成进行了实测调查。结合实测河道水体理化参数,采用碳的稳定同位素示踪技术和多参数相关分析法,对西、北江流域及其滘口的河流DIC组成、性质及其碳源汇机制进行了分析。结果表明,西、北江的河流DIC的组成、性质都有明显的差异且存在显著的季节变化。春季,西、北江的河道DIC浓度及其δ¹³C_DIC分别为1 942 μmol/L、1 637 μmol/L和-11.75‰、-12.44 ‰;而夏季,西、北江的河道DIC浓度及其δ¹³C_DIC分别为1 986 μmol/L、1 383 μmol/L和-13.03‰、-12.77‰。河道DIC浓度及其δ¹³C_DIC的这种差异反映出西、北江流域结构特性对DIC侵蚀、输移的显著影响。夏季汛期,流域的高温多雨环境致使大量有机质汇入河道、强烈分解、释放大量轻碳,使得西、北江河道δ¹³C_DIC都低于春季;由于汛期高温和径流的共同作用使得北江DIC远远小于春季,而西江DIC却略高于春季。思贤滘水道的DIC浓度及其δ¹³C_DIC受西、北江来水的控制发生季节变化。     

鄂尔多斯奥陶系白云岩岩相学及其碳、氧稳定同位素特征

应用岩石薄片鉴定、阴极发光及电子探针技术,研究白云岩岩相特征,应用全岩及矿物微区碳、氧稳定同位素测试及X衍射分析方法,研究白云岩地球化学及成岩环境特征。研究后可知,奥陶系白云岩主要有6类:1形成于准同生白云化作用的块状泥晶云岩,以高白云石含量、泥晶结构、低有序度和较高的δ~(18)O,δ~(13)C为特征;2形成于准同生及微生物白云化作用的生屑云岩和藻云岩,以高白云石含量、生物骨架结构、低有序度、较高δ~(18)O和较低δ~(13)C为特征;3形成于准同生白云化及淡水淋滤与溶蚀作用的角砾白云岩,以含灰质及溶孔、角砾结构、低有序度、较低δ~(13)C为特征;4形成于卤水回流渗透白云化作用的细—粉晶白云岩,以含残余灰质、细粉晶结构、高有序度、较高δ~(18)O和δ~(13)C为特征,经淡水淋滤之后发育晶间孔,同时δ~(13)C明显下降;5形成于海水交代白云化作用的残余结构中—细晶白云岩,以含灰质组分及晶间孔、残余颗粒结构、高有序度、高δ~(18)O和δ~(13)C为特征;6形成于埋藏封闭环境重结晶作用的镶嵌结构中—粗晶白云岩,以高白云石含量、镶嵌结构和似斑状构造、异形白云石及高有序度、保持原岩δ~(18)O和δ~(13)C为特征。孔、缝中的热液或淡水白云石均以高有序度、极低的δ~(13)C为特征,淡水白云石较热液白云石,具有较高的δ~(18)O,Fe2+及较低的Mn2+。研究结果表明,白云岩的δ~(18)O,δ~(13)C以及白云石有序度等地球化学参数是识别白云岩岩相、成岩条件和成岩环境的重要指标。     

湖南锡矿山高锑地下水稳定碳同位素特征及其富锑意义

溶解性有机碳是地下水中Sb富集的关键因素,为探明湖南锡矿山高Sb地下水稳定碳同位素特征,揭示有机质氧化分解过程对地下水中Sb富集的影响,对湖南锡矿山高Sb地下水选用碳稳定同位素分馏和水化学相结合的方式进行分析。结果表明：湖南锡矿山高Sb地下水δ13CDIC值在-17.84‰~-2.30‰之间,δ13CDOC值在-26.87‰~-16.70‰之间。高Sb地下水中Sb与DOC、HCO3-均呈正相关关系,表明微生物作用对高Sb地下水中Sb的富集具有较大的贡献。高Sb地下水溶解性有机碳相对于溶解性无机碳具有更负的δ13C值,DOC主要受内源有机质的影响;随着δ13CDIC-δ13CDOC差值的减小,Sb浓度逐渐升高,表明由于微生物的存在,有机质的氧化分解明显促进了高Sb地下水中Sb的富集。     

甘肃中部蛇苔(Conocephalum conicum (L.) Dum)表皮特征与稳定碳同位素组成沿海拔的变化

为了解苔藓植物对环境变化的反应,采集了甘肃中部地区不同海拔的蛇苔植物( Conocephalum conicum(L.)Dum),分析了它的叶状体稳定碳同位素组成(δ13C值)和叶状体表皮特征.结果表明:蛇苔植物δ13C值的范围为-32.399‰～-29.497‰,随着海拔的升高而变大;叶状体表皮细胞面积和空气孔面积均随着海拔的升高而减小.相关分析表明:叶状体δ13C、表皮细胞面积和密度、空气孔面积与海拔的相关性都达到了显著水平(P＜0.05).     

Carbon isotope excursions across the Permian-Triassic boundary in the Meishan section, Zhejiang Province, China

Both gradual and sharp decrease in organic and carbonate carbon isotope values were detected across the Permian-Triassic boundary in the Meishan section, Changxing, Zhejiang Province, China. The gradual decrease in organic carbon isotope values started at the bottom of Bed 23, coinciding with the strong oscillations of total organic carbon (TOC) contents, indicates increasing fluxes from carbonate to organic carbon reservoir during this interval. A 2.3‰ sharp drop of inorganic carbon isotope values occurred at the uppermost part of Bed 24e. A 3.7‰ sharp drop of organic carbon isotope values occurred in Bed 26. The dramatic drop of inorganic carbon isotope value of 8‰ reported previously is not confirmed from the unweathered carbonate samples in Bed 27. The large-scale fluctuation of organic carbon isotope values in the Yinkeng Formation reflects different extent of mixing of marine and terrestrial organic matters. The gradual depletion and subsequent sharp drop of carbon isotopes near the Permian-Triassic boundary might indicate complex causes of the end-Permian mass extinction.     

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。     

广西北海市南岸滩涂主要大型植物及表层沉积物的稳定性碳和氮同位素丰度

为调查广西北海市南岸滩涂主要大型植物和表层沉积物的稳定性碳和氮同位素丰度,并为沿海滩涂动物食物与营养来源研究提供数据,采用野外现场采样和室内样品处理检测结合的方法,对山口镇英罗村、北暮盐场、营盘镇青山头村、竹林盐场、大冠沙等5个地点采集到的红树落叶（秋茄Kandelia candel和白骨壤Avicennia marina）、互花米草Spartina alterniflora、条浒苔Enteromorpha clathrata、细基江蓠Gracilaria tenuistipitata及表层沉积物样品进行处理,测定总有机碳（TOC）、总氮（TN）、稳定性碳同位素丰度（δ¹³C）和稳定性氮同位素丰度（δ¹⁵N）,并进行统计分析与比较。结果显示,山口镇英罗村和大冠沙红树落叶的δ¹³C和δ¹⁵N均没有显著差异,北暮盐场和营盘镇青山头村互花米草的δ¹³C和δ¹⁵N也没有显著差异。5个地点表层沉积物的TOC、TN、δ¹³C、δ¹⁵N均没有显著差异,表明北海市南岸滩涂表层沉积物的TOC、TN、δ¹³C、δ¹⁵N分布较为均匀。沿海滩涂高等植物的δ¹³C主要受均匀的大气影响,不同区域和地点间差异较小,因此不同地点高等植物红树和互花米草的δ¹³C变幅也较小。本次调查的北海南岸沿岸较为开阔,并且没有大型河流注入,因此滩涂沉积物中δ¹⁵N差异较小。由于植物对氮同位素吸收没有分馏作用,本次调查中不同地点的红树和互花米草δ¹⁵N差异也很小。山口镇英罗村、北暮盐场、竹林盐场和大冠沙的条浒苔δ¹³C没有显著差异,但δ¹⁵N有显著差异,竹林盐场的条浒苔δ¹⁵N显著低于北暮盐场。北暮盐场和营盘镇青山头村的细基江蓠δ¹³C没有显著差异,竹林盐场的细基江蓠δ¹³C显著低于另外两个地点;3个地点的δ¹⁵N均没有显著差异。不同地点大型海藻的δ¹³C或δ¹⁵N差异出现的原因有待进一步研究。本研究结果为分析北海南岸大型植物和沉积物对滩涂饵料和营养来源的影响提供了参考数据。     

川东北二叠系-三叠系白云岩成因研究

通过对川东北二叠系-三叠系白云岩岩石学和地球化学特征分析,表明研究区内白云岩按沉积相及相应的岩石结构特征主要分为3类:礁白云岩、颗粒白云岩和泥晶-微晶白云岩(含膏云岩)。礁白云岩具有典型的混合带白云石化特点,受海平面频繁变化影响;颗粒白云岩的形成与混合水白云石化作用和深埋藏成岩作用有关;准同生白云石化或卤水回流渗透白云石化是泥晶-微晶白云岩(含膏云岩)的形成机制。     

广西及邻区泥盆系碳酸盐岩碳、氧同位素组成特征及意义

广西及邻区下泥盆统至下石炭统稳定碳同位素组成逐渐增大，由埃姆斯阶（Ｄ＿１）一１‰～一４‰增至法门阶，杜内阶的＋０．５‰～＋２．５‰。同时期δ￣１８Ｏ呈“Ｗ”型分布，在艾菲尔阶（）和弗拉斯阶（）两个负向波动；在埃姆斯阶（），吉维特阶（）和法门阶（）、杜内阶（）三个正向波动。这些变化趋势反映了当时气圈、沉积的变化，也反映了生物界的演化变迁。华南泥盆纪δ￣１３Ｃ和δ￣１８Ｏ的变化特征可与同时期、同纬度的北美大陆保存完好的低镁方解石质腕足动物壳中碳、氧同位素组成良好的对比。因此，华南碳酸盐中碳、氧同位素组成基本保存了泥盆纪古海洋中同位素的特征，是很有潜力的地层对比的工具。     

兰州市大气中NMHCs的稳定碳同位素组成及来源

利用Tenax TA吸附管采集了兰州市污染源和主要功能区冬季及夏季大气样品, 利用热解析-气相色谱-同位素质谱联用仪分析了样品中非甲烷烃的稳定碳同位素组成。结果表明: 不同源排放的 NMHCs 的稳定碳同位素组成不同, 交通相关源中NMHCs的δC平均值为 - 28. 7‰, 显著低于燃煤烟气(-24.1‰); 夏季各功能区NMHCs 的δ¹³C值相差不大, 平均值在 - 29. 5‰ ～- 27. 4‰之间, 冬季西固工业区的 δ¹³C平均值(-25. 5‰)大于盘旋路(-28. 8‰) 和二电厂(-31. 2‰)。同位素来源分析结果显示: 盘旋路冬夏两季 NMHCs主要来源于交通相关源; 西固工业区冬季 NMHCs 主要来源于燃煤烟气, 夏季正烷烃和苯主要来源于交通相关源;二电厂冬季正戊烷、正己烷和苯等主要来源于交通相关源; 居民区夏季 NMHCs 则受到交通相关源排放的影响较大, 其他未知源也有贡献。冬夏两季大气中均检测出苯的存在, 且主要来源于交通相关源, 因此控制交通相关源的排放是降低致癌物质苯污染的关键。     

Geochemical environmental changes and dinosaur extinction during the Cretaceous-Paleogene (K/T) transition in the Nanxiong Basin, South China: Evidence from dinosaur eggshells

The complex patterns of trace elements including Ir and isotope distributions in the three K/T sections of the Nanxiong Basin prove the existence of two environmental events in the latest Cretaceous and earliest Paleocene. The first geochemical environmental event occurred at about 2 Ma prior to the K/T boundary interval, where the dinosaur diversity was hardly reduced, except that a number of pathological eggshells appeared. The second one was larger and occurred just at and near the Cretaceous-Paleogene (K/T) boundary. The extinction of the dinosaurs spread out within 250 ka with major extinction beginning at the boundary interval. This is even later than their extinction in Montana, North America and in India. The cause of the dinosaur extinction may be the result of a complex multiple events brought about by the coincidence of global environment change marked by multiple Ir and δ¹⁸O anomalies, and environmental poisoning characterized by other trace elements derived from the local source. Successive short- and long-term conditions of geochemically induced environmental stress negatively affected the reproductive process and thus contributed to the extinction of the dinosaurs. Supported by National Natural Science Foundation of China (Grant No. 40472018) and the Chinese Academy of Sciences (Grant No. 21039751)     

新疆准噶尔与华南湘中法门期碳同位素特征的对比研究

针对新疆准噶尔盆地西北缘洪古勒楞组下段是否存在弗拉-法门阶界线的问题,对比研究布龙果尔剖面该段地层以及湖南中部锡矿山剖面上泥盆统法门阶中下部碳酸盐岩的碳同位素特征,并结合已有的生物地层学证据,重新讨论洪古勒楞组下段的时代。结果表明,布龙果尔剖面洪古勒楞组下段碳同位素的变化趋势与国内外诸多典型剖面弗拉-法门期之交的δ~(13)C偏移明显不同:未见到显著正偏移;布龙果尔剖面δ~(13)C在0~1‰范围内变化,小于国际上目前已知的弗拉-法门期之交δ~(13)C正偏移的幅度(2‰~3‰)。布龙果尔剖面洪古勒楞组下段可能不存在弗拉期地层,甚至可能缺失法门阶底部(牙形石Pa.triangularis带)。法门早中期,布龙果尔剖面碳同位素曲线可与湖南锡矿山剖面同时期地层进行较好的对比,分为3个阶段:2个完整的正偏—负偏旋回以及之上的小幅正偏。主量元素特征表明,布龙果尔剖面第3-1层的下半部受陆源物质影响较大,推测可能与区域构造活动变强烈有关。