云南普洱大平掌铜多金属矿床同位素地球化学研究及意义

大平掌矿区位于滇西南澜沧江火山岩带中南段的南部,夹持于NNW向区域性李子箐断裂(F4)和酒房断裂(F1)。是典型的与中酸性火山岩有关的VHMS型矿床。通过对硫、铅、氢氧同位素地球化学特征研究,探讨了成矿流体来源及演化。同位素(S、Pb、H、O)研究结果显示:硫同位素δ34S(-2.4‰～2.7‰,平均值为-0.4‰),铅同位素组成(206Pb/204Pb≈18.195—18.942;207Pb/204Pb≈15.408—15.641;208Pb/204Pb≈37.599—38.659),δD值介于-78‰—-59‰,石英矿物的δ18O≈7.2‰—11‰,石英中的水δ18OH2O≈-3‰—0.35‰,研究结果表明:硫主要来源于火山喷气作用,海水硫酸盐对成矿作用的贡献很小;铅同位素组成具有壳-幔混合源铅的特点,深源物质参与成矿明显;成矿热液流体应是深循环海水与岩浆水的混合流体。     

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。     

宁夏卫宁北山钴异常的物质来源研究

宁夏卫宁北山地区岩石地球化学测量圈定多处钴异常,本文就钴异常的流体来源以及物质来源进行了分析研究。矿石矿物黄铁矿流体包裹体的Ar-He同位素组成显示,成矿流体是沉积地层水和大气降水的混合溶液;硫同位素分析表明,矿石矿物黄铁矿的硫源来自于石炭系沉积地层;结合流体包裹体的Ar-He同位素组成及硫同位素的组成特征,认为卫宁北山地区钴异常的物质来源为石炭系沉积地层,在形成石炭系陆源沉积物时沉积了微量的钴元素,形成矿源层,而褶皱、断裂构造为地下水的渗流提供了有利的通道,地下水沿构造裂隙带渗流、环流时,萃取了石炭系地层中的钴元素,在有利的构造-岩石中,通过充填、交代等方式,使矿质沉淀下来,形成钴异常。     

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。     

蒸发盐沉积若干问题的实验研究

在实验研究的基础上,本文探讨了广泛分布于我国境内蒸发盐的沉积机理,论述了硫酸钠亚型不同组分卤水的演化、矿物形成条件及析盐序列等,指出钾盐沉积出现的可能性。实验证明钾盐沉积物的形成,不一定达到国内外某些学者认为的“干湖”阶段,从而发展了成钾理论。文中阐明了介稳平衡和稳定平衡的不同性质,在卤水组分和温度相同的条件下,析盐的种类和组合关系不同。在蒸发盐矿床形成过程中,两类平衡所起的作用不同,盐类矿物沉积阶段主要处于介稳平衡状态。     

硼同位素高精度测定进展、应用及挑战

硼(B)有两个稳定的同位素¹⁰B和¹¹B,二者之间相对质量差较大,因此在自然界存在显著的同位素分馏,其同位素组成变化可为认识地球大气、海洋和上层地壳之间的演化过程和相互作用提供重要线索。B同位素作为灵敏的地球化学示踪剂广泛应用于化学、地质、海洋、生物和医学等研究领域,而其同位素组成的高精度测定是一切研究的基础。近年来,由于B同位素测定技术突破性改进和创新,大大提高了同位素测定的精度,因此有必要对B同位素组成测定主流方法、主要应用领域和未来挑战进行综述。测试方法主要包括：热电离质谱法(TIMS)、电感耦合等离子体质谱法(ICP-MS)、多接收电感耦合等离子质谱法(MC-ICP-MS)、二次离子质谱法(SIMS)和激光剥蚀多接收电感耦合等离子体质谱法(LA-ICP-MS)。其中TIMS方法测试精度最高,能够达到0.01‰,而MC-ICP-MS测试效率高,目前成为B同位素测定的主流方法。这些测试方法分别面临不同的挑战：TIMS在分析过程中容易产生同质异位素的干扰,MC-ICP-MS容易受到记忆效应的影响,而SIMS和LA-MC-ICP-MS分析过程...     

再论东濮凹陷沙三段成盐模式

依据井点X衍射矿物和氯同位素垂向分布资料,分析东濮凹陷盐岩垂向序列,并结合咸水蒸发实验和盐湖钻孔资料分析盐岩沉积及保存过程,研究东濮凹陷沙三段成盐模式。结果表明:浅水蒸发成盐过程中保持有足够的水深,为盐下有机质的保存提供便利,浅水盐岩与油页岩及黄铁矿伴生不矛盾;淡水的注入是影响垂向盐韵律组成的关键因素,注入量少时可能引起氯同位素的变化,随着注入量的增大可能引起盐韵律中氯化物乃至硫化物的缺失;凹陷满盆含砂、控边断层上盘缺少粗碎屑的现象可能是边界断层长期小规模活动造成的,东濮凹陷沙三段盐岩更有可能是浅水蒸发成因。     

生态输水工程对塔里木河中下游地区地下水循环特征的影响

利用环境同位素技术结合水化学特征,对塔里木河中下游地区生态输水影响下地下水循环规律进行监测分析。结果显示:塔里木河中下游各断面地下水p H值变化不大,矿化度和各离子差异明显,地下水水样以Na+、Cl+占绝对优势;矿化度较低的断面其离子浓度变化较小,反之,矿化度高的断面其离子浓度变化幅度较大;塔里木河中游δ2H和δ18O变化趋势基本一致,随着距河道距离的增大,δ18O的值呈增大趋势,下游H、O同位素变化波动较大,下游各样点距河道最近处(即50m处)H、O同位素最小,随着距河道距离的增大,H、O同位素亦呈增大趋势变化;塔里木河中下游地下水、地表水中δ2H和δ18O之间均呈明显的线性关系,中游地表水补给是地下水的主要来源;下游地下水中H、O同位素则普遍高于地表水,说明水体受到严重的蒸发作用,导致同位素富集外,也说明存在地下水对河水的补给。     

氯同位素测量方法及其地质应用研究新进展

氯有两个稳定同位素35Cl和37Cl,在自然界中的丰度分别为75.53%和24.47%.氯同位素的分析方法主要包括气体同位素质谱法和热电离质谱法,目前的分析精度可达0.2‰.氯同位素组成用δ37Cl表示,它在自然界的变化可达15‰以上(-8.0‰~7.5‰).氯是上地壳流体中主要的阴离子,在矿物岩石和矿床的形成过程中起着重要的作用,因此研究自然界中氯的分布和运移对于地球科学各个研究领域而言有着重要的意义.目前,氯同位素在大气气溶胶、洋中脊玄武岩、壳幔物质循环过程、热液成矿作用及示踪卤水起源和演化等方面的研究中取得了许多新的重要进展.     

五道沟试验场降雨径流中的氢氧稳定同位素特征分析

在淮北平原区五道沟水文水资源试验场,对降雨径流中的氢氧稳定同位素组成变化的特点及控制平原区河道径流组分划分的一些流域水文因素进行了同位素示踪实验研究.结果表明,实验期间降雨中的δ(18O)(-0.918%～-0.518%)及δ(2H)(-5.064%～-2.310%)的变幅较大,并随雨强的降低而增大;1,3,6号测井地下水的δ(18O)(或δ(2H))主要与补给区水源及降雨的δ(18O)(或δ(2H))有关,其对降雨入渗补给的响应较慢,有明显的滞后效应;IR自记井及S4抽水井由于受抽水灌溉等人类活动的持续影响,δ(18O)(或δ(2H))明显偏负,表明有来自深部潜水的补给.此外,流域出口断面河水的δ(18O)(或δ(2H))受平原型流域较强均化作用的影响,其变幅远远小于降雨的δ(18O)(或δ(2H))变幅,在使用同位素方法划分河道径流组分时,需要考虑降雨到形成河道径流的传输时间.     

长江水中氢氧同位素组成的季节性变化

本工作测定了长江沿岸三个城市上海、南京、武汉从1982年10月到1983年9月年度中每月长江水中氢氧同位素的组成。观察到长江水中氢氧同位素组成随季节而变化,水中氢氧同位素含量5月最高,10月最低。长江水中氢氧同位素组成δD、δ~(18)O间的关系为δD=7.01δ~(18)O-1.94。     

察尔汗湖表层卤水及沉积物中各类水体的氢氧同位素研究

柴达木盆地的察尔汗盐湖是典型的干旱地区封闭湖泊。分析湖区及沉积物中各种卤水和光卤石结晶水的氢氧同位素组成。探讨了这些水的成因及演化，采用锌炉法和盐酸胍法制备氢、氧同位素样品，分析精度为δＤ：±２．６‰，δ￣１８Ｄ±０．２３‰。研究表明，现代湖区有自已独特的演化方式，而沉积物中的卤水与光卤石结晶水则分别属于不同的成因。     

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。     

江西冷水斑岩型银铅锌矿床矿物的稳定同位素特征

江西贵溪冷水斑岩型Ag—Pb—Zn矿床产于晚侏罗世火山—侵入杂岩体中,矿化与次火山岩,主要是花岗斑岩的侵入有关.矿化和蚀变分带明显,自下而上依次出现铜矿化带、锌—铅矿化带和银矿化带以及相应的绿泥石化带,绢云母化带和碳酸盐化带,不同成矿阶段矿物的硫、碳、氧同位素组成有所不同。其变化具有较明显的规律. 矿区的铅同位素组成主要显示单阶段演化的特点,其成矿年龄约为100百万年,晚于火山—侵入杂岩体的形成(140百万年).早期矿化阶段成矿溶液的δ~(18)O_(H_2O)=9.90％,δ~(34)∑_s≈4‰,证明溶液中的水和硫主要来自岩浆。晚期成矿溶液δ~(18)O_(H_2O)为4.89‰,表明大气降水逐渐增加.矿物稳定同位素组成的规律性变化表明成矿溶液是向着温度逐渐降低,氧逸度逐渐升高和pH缓慢增加的方向演化的.     

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。     

东濮凹陷沙河街组三段湖相沉积与地球化学特征

通过对典型井位濮115井沙三段地层进行岩芯观察和薄片鉴定, 结合碳、氧稳定同位素和元素地球化学特征研究, 对东濮凹陷沙河街组三段碳酸盐岩及陆源碎屑与碳酸盐的混合沉积作用机理和成因进行讨论。结果表明: 研究井段地层中碳酸盐组分为自生矿物, 碳酸盐岩和碎屑岩中碳酸盐的碳、氧同位素分异明显, 碳酸盐岩中δ¹⁸O偏正, δ¹³C偏负; 碎屑岩中δ¹⁸O偏负, δ¹³C偏正; 混积岩为二者的线性混合。同位素特征指示碳酸盐岩在强蒸发、弱淡水注入的条件下形成, 湖水相对封闭, 水体较浅, 底层水体可能呈氧化状态; 碎屑岩形成于弱蒸发、多淡水注入的相对开放湖体中, 湖平面较高, 底层水体可能缺氧; 混积岩则形成于两者的过渡阶段。频繁变动的碳、氧同位素组成可能指示对应沉积期的气候条件和湖平面, 并指示湖盆底层水体氧化还原状态的频繁变动。研究井段陆源碎屑含量逐渐减少, 可能指示湖平面整体上处于下降期, 与之相对应的沉积期湖盆相对封闭的阶段占主导。     

星子碰撞增生过程中的同位素分馏研究进展

理解行星的初始物质组成以及其形成过程对于研究太阳系的形成和演化、地球的生物宜居性有着重要的意义。星子碰撞吸积是类地行星形成过程中的一个重要阶段,该阶段影响行星整体的元素和同位素组成。中等挥发性元素及其同位素是研究这一过程的有效工具,因为它们对示踪撞击过程中的高温蒸发和降温凝聚等过程较为灵敏。笔者系统统计了球粒陨石和来自不同天体(地球、月球、火星和灶神星)的陨石样品部分元素及同位素测试数据,讨论了不同天体的中等挥发性元素及其同位素的特征和导致同位素分馏的主要因素,并探讨其对行星初始物质组成和形成过程的指示意义。星子、行星胚胎等天体的碰撞过程可能极大地限制了类地行星的挥发性元素含量。     

长江干流径流同位素同步监测

基于2003年1月长江干流径流同位素同步监测资料,分析了径流同位素与大气降水同位素18O和D相对丰度之间的关系,探讨了18O相对丰度和氘盈余(Ed)的空间变化规律.分析结果表明:长江干流径流同位素时程变化主要受降水同位素季节变化的影响;区域降水同位素场是长江干流径流同位素18O和D相对丰度空间变化的主要影响因素;长江流域湖泊或水库蒸发效应是导致长江干流径流重同位素沿程富集的主要因素之一;监测期间长江流域上中游蒸发较为强烈,中游区蒸发最强烈,下游区蒸发变化剧烈.     

美国Wallapai矿区Mineral Park斑岩型矿床早期矿脉中硬石膏的氧同位素组成

本文报道了美国亚利桑那Wallapai矿区Mineral Park斑岩型矿床早期矿脉(AM和AC)中硬石膏的氧同位素组成,依据包体均一温度及硫同位素温度计算成矿溶液的δ~(12)O值(纯水),运用同位素分馏理论讨论AM和AC矿脉成矿溶液的来源和演化。     

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。