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。     

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。     

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。     

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。     

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。     

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。     

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。     

贵州独山地区上二叠统合山组C、O同位素特征、沉积环境分析

合山组的沉积环境在不同地区存在较大差异,前人未有关于独山地区上二叠统合山组沉积环境及C、O同位素的报道。为了查明贵州独山地区合山组沉积环境及C、O同位素特征,在分析合山组沉积组合和沉积相的基础上,进一步分析了合山组26件碳酸盐岩样品的C、O稳定同位素特征,以及沉积环境演化过程。结果表明,贵州独山地区合山组主要发育了局限台地、开阔台地、台地边缘浅滩和台盆4种沉积环境;δ~(13)C(PDB)值变化在-1.1‰~5.0‰之间,平均值为3.1‰,δ~(18)O(PDB)值变化在-8.8‰~-2.1‰之间,平均值为-5.6‰;δ~(13)C值与海平面的变化呈正相关,δ~(18)O值主要受海平面变化影响,与之呈负相关;研究区古盐度Z值主要介于120.3~132.4之间;根据δ18O计算出的古温度在13.7℃~47℃,平均温度为30.2℃,代表了热带气候。在晚二叠世,独山地区合山组早期沉积环境是由局限台地、开阔台地、台地边缘浅滩迅速变为深水台盆沉积,之后海水变浅,中期经历了由局限台地迅速变为台盆沉积的演化过程,晚期为局限台地环境沉积。     

江西永平铜矿含矿方解石C-O同位素研究

江西永平铜矿床是位于钦-杭金属成矿带东端的一个大型铜矿床,其成因类型长期存在较大争议。通过对永平铜矿床后成矿阶段含矿方解石进行C-O同位素及XRD测试。结果表明,方解石C-O同位素组成相对均一,其δ~(13)C_(PDB)值为-2.7‰～-3.8‰,平均值-3.3‰;δ~(18)O_(SMOW)值为16.4‰～17.9‰,平均值为17.2‰。该结果说明永平铜矿床后成矿阶段的碳来自于深部原生碳酸岩或幔源碳酸岩,海相碳酸盐岩几乎无贡献;氧同位素结果显示其可能经历了原生碳酸岩或幔源碳酸岩与硅酸盐岩高温交换作用。永平铜矿床为矽卡岩型矿床,成矿阶段石英+方解石±硫化物脉形成的温度为122℃左右。本研究成果为永平铜矿床的成因和后成矿阶段演化的流体特征提供了新的制约。     

鄂尔多斯盆地奥陶系海相沉积有效烃源岩的判识

利用无机参数,结合必要的有机参数,从沉积环境角度分析了鄂尔多斯盆地西、南缘奥陶系能否发育有效烃源岩.研究区TOC》0.2%层段中,V/(V Ni)》0.5,Zr/Rb《2,Rb/K(×104)》30,盐度Z》122,Zn及Mo等富集,δ18O及δ13Ccarb正向偏移,反映出水动力弱、盐度较高的缺氧环境,其δ13Corg《-28‰,生烃潜力高,可视为潜在有效烃源岩.TOC≤0.2%层段的有机、无机地化特征均反映出浅水、动荡的氧化环境,δ13Corg值介于-24‰～-28‰,生烃潜力差,属非有效烃源岩.微量元素及碳氧同位素对烃源岩发育的主控因素具良好的表征意义,可作为高演化海相有效烃源岩的判识指标.     

痕量元素和碳氧同位素在塔里木盆地西南缘棋盘组沉积环境研究中的应用

以塔里木盆地西南缘中二叠统棋盘组为例,通过痕量元素和碳氧同位素对古盐度、古气候和氧化还原环境进行分析,进而恢复沉积环境。用 ICP-MS 光谱仪和 MAT-251稳定同位素质谱仪分别对棋盘组样品进行痕量元素和碳氧同位素测试分析,选取 B 含量、B／Ga、Sr／Ba和 V／（V＋Ni）和碳氧同位素作为判别沉积环境的指标,分析结果表明棋盘组主要发育在盐度较高、温暖－炎热的近岸海相沉积环境和有利于有机质形成的贫氧－厌氧环境;分析垂向上痕量元素和碳氧同位素参数与海平面变化的关系,认为参数的变化与海平面升降有一定的相关性,棋盘组下段整体上表现为一个海退到海侵的过程,其中有4次完整的次级旋回,由于海平面的不断变化使得棋盘组岩性表现为泥岩和生物碎屑灰岩的频繁互层。     

川中地区下寒武统沧浪铺组下段碳氧同位素特征及其地质意义

探讨川中地区早寒武世沧浪铺早期古海洋环境特征。对川中地区沧浪铺组钻井资料、镜下薄片以及65个碳酸盐岩样品的碳、氧同位素进行了测试分析。剔除无效数据后,结果表明,沧浪铺早期δ¹³C_V-PBD值为-3.4‰～-0.4‰,平均值为-1.4‰;δ¹⁸O_V-PBD值为-10.0‰～-5.9‰,平均值为-8.2‰。纵向上,碳同位素值整体呈负漂移,具有先升高后降低的趋势,且底部及中上部变化幅度较小,顶部波动范围大。古海洋环境分析结果显示川中地区沧浪铺组下段古海水平均盐度为33.6‰,古海水盐度在沧浪铺早期较低,晚期较高,与海平面波动明显有关,盐度指数和盐度低值可能由陆相淡水混入导致。古海水温度为11.6～29.6℃,平均为21.3℃。沧浪铺组下段沉积早期温度相对较高,晚期温度波动频繁,且有明显降低的趋势。     

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(2.20~2.06Ga)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,δ13Ccarb和δ18Ocarb三者的关系图,判断了沉积期后作用对于数据的改造程度。     

合川盐井溪嘉陵江组第二段盐溶角砾岩-次生灰岩的碳氧同位素组成

以四川盆地东部合川盐井溪剖面三叠系嘉陵江组第二段的盐溶角砾岩-次生灰岩为重点研究对象,在薄片观察、阴极发光和元素分析的基础上,探讨了盐溶角砾岩-次生灰岩和相邻地层中微晶灰岩、微晶白云岩的元素地球化学特征和碳、氧同位素组成。研究表明:盐溶角砾岩-次生灰岩锰、锶的质量分数和δ~(13) C、δ~(18) O平均值分别为268×10~(-6)、120×10~(-6)、-5.80‰和-8.97‰,微晶灰岩锰、锶的质量分数和δ~(13) C、δ~(18) O平均值分别为142×10~(-6)、767×10~(-6)、-1.60‰和~(-6).31‰。与相邻地层的微晶灰岩相比,盐溶角砾岩-次生灰岩具有较高的锰含量、较低的锶含量、较负的碳、氧同位素组成,显示盐溶角砾岩-次生灰岩的地球化学特征代表了表生成岩环境,其碳源主要与近地表大气水环境的CO_2有关,并可能掺和细菌硫酸盐还原作用产生的CO_2,氧除与近地表大气水有关外,并可能继承了硫酸盐中的氧;微晶灰岩则对海水地球化学信息具有更好的代表性。相邻地层微晶白云岩的锰、锶的质量分数和δ~(13) C、δ~(18) O平均值分别为291×10~(-6)、98×10~(-6)、-0.30‰和-4.23‰,具有和盐溶角砾岩-次生灰岩类似的锰、锶含量和较正的碳、氧同位素组成,碳同位素可能较好地代表了同期海水,氧同位素则代表了蒸发海水。     

山东纱岭金矿流体包裹体及氢氧硫同位素特征

为研究纱岭金矿成矿流体性质、成矿物质来源,通过在纱岭金矿深部钻孔中采取样品,开展流体包裹体测温、激光拉曼分析,氢氧硫同位素样品测试工作,研究了流体包裹体及氢氧硫同位素特征。结果表明:纱岭金矿流体包裹体的均一温度为141～400℃,平均值为261℃;盐度变化范围大致分布在1.02%～12.29%NaCl_(eq),平均5.75%NaCl_(eq);包裹体密度变化于0.62～1.05 g/cm~3,平均0.80 g/cm~3;包裹体的成分主要有CO_2、H_2O、CH_4等;不同矿石类型的包裹体温度、盐度、气液比的变化具有规律性,自断裂中心部位的黄铁绢英岩化碎裂岩至最外侧的黄铁绢英岩化花岗岩,其包裹体的温度逐渐降低,盐度逐渐升高;纱岭金矿区硫同位素δ~(34)S为8.2‰～10.60‰,平均值为9.94‰;石英的δ~(18)O_(quartz)的变化范围为10‰～13.8‰,δ~(18)O_(H_2O)为0.46‰～6.46‰,δD为-70.6‰～-89.7‰。纱岭金矿成矿流体属中低温、低盐度、低密度的H_2O-CO_2-NaCl±CH_4流体体系;金矿的成矿物质是多来源的,成矿流体主要为地幔流体及岩浆水,可能有大气降水的加入。金矿成矿深度大,剥蚀量小,深部找矿潜力较大。     

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。     

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。     

京山地区方解石脉包裹体、同位素特征及古流体指示意义

通过流体包裹体,碳、氧、锶同位素资料分析及盆地模拟,对中扬子北缘京山地区古流体活动期次和流体来源进行研究。结果表明:包裹体均一温度指示京山地区存在4～5幕流体活动,确定地层裂缝中大规模流体活动时间为距今150～60 Ma;方解石脉体中捕获地层水盐度为12%～18%,具高盐度特征;奥陶系和三叠系灰岩围岩与方解石脉体的碳同位素δ13C值相当,方解石脉体沉淀时地层水的氧同位素δ18OSMOW值(5‰～12.5‰)高于海水,成岩流体为源于同层深部地层水;二叠系方解石脉体的δ13C、δ18O值较围岩偏负,锶同位素Sr87/Sr86值(0.707292～0.707735)与同期海水相当,成岩流体源于受有机质影响的本层地层水;中扬子北缘在距今150～60 Ma的构造挤压抬升作用中伴随的流体活动以同层内流动为主,穿层流动和地表水下渗影响微弱,古油气保存条件未遭受严重破坏。     

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。     

羌塘盆地隆鄂尼-昂达尔错古油藏带白云岩成岩特征

探讨羌塘盆地隆鄂尼-昂达尔错古油藏带中侏罗统布曲组白云岩成岩期次及成岩流体特征。在野外实测剖面的基础上,结合室内测试,对研究区白云岩进行流体包裹体测温及碳、氧同位素分析。结果表明白云岩流体包裹体均一温度(t)主要集中在3个区域:70℃t≤90℃、110℃t≤150℃、150℃t≤190℃;δ~(18)O_(PDB)0,并且变化范围较大,向负值偏移;具有低温白云岩和高温白云岩成因。研究区的白云岩至少经历了3期成岩过程,说明其成岩阶段经历低温-中高温-高温阶段性的变化。根据白云岩-流体同位素分馏方程得到成岩流体δ~(18)O_(SMOW)值,证实研究区白云岩在准同生期经历了海水或混合水成岩阶段,在埋藏期经历了地层水成岩阶段,地层水来自于高温地下卤水。