延庆杨户庄第四纪有孔虫的非海相生存环境:硼和锶同位素证据

对北京延庆杨户庄剖面产出的第四纪早期有孔虫和双壳化石以及当地妫水河生长的现代腹足类与河水的硼和锶的浓度与同位素组成进行了测定, 并与现代的海相有孔虫进行了对比研究. 结果表明这些有孔虫及双壳化石的硼和锶元素浓度和同位素组成与现代海相有孔虫存在明显差别, 而与妫水河的现代陆相腹足类的相接近, 这充分表明杨户庄剖面的第四纪早期有孔虫的生存环境是非海相环境. 这一研究结果表明, 杨户庄第四纪早期有孔虫不是“海侵”或“海泛”的结果; 同时也表明有孔虫并非是特有的海洋生物, 它完全可以在相似海洋的陆相环境中存在.     

北冰洋马克洛夫海盆现代浮游有孔虫深度分布及其生态与氧碳同位素特征

北极地区对气候变化极为敏感,并通过海冰覆盖程度体现非常明显的放大效应.过去几十年的观察证明,北冰洋海冰正在加速后退和变薄,对全球气候的反馈和影响已成为当前气候变化研究的重大课题.浮游有孔虫钙质壳作为远洋沉积物的主要组成成分,也是古海洋重建的重要工具,但北冰洋海区因材料所限研究程度很低.本次工作通过对中国第4次北极考察在北冰洋马克洛夫海盆(Makarov Basin)浮游拖网取得的现代有孔虫样品的分析,解释现代浮游有孔虫组合及其稳定同位素组成所传达的生态信息,并建立主要属种分布与环境之间的相关关系.获得如下认识:(1)马克洛夫海盆150μm的浮游有孔虫组合以极地种Neogloboquadrina pachyderma(sinistral coiling)占绝对优势;(2)浮游有孔虫主要生活在水深50~100 m的上部盐跃层中,其次是100~200 m水层;(3)盐跃层中温度的变化会影响到浮游有孔虫的绝对丰度和在水柱中的分布,盐跃层更暖的环境更有利于浮游有孔虫的发育;(4)在100~200 m水深间隔,N.pachyderma(sin.)壳体较轻的?18O值(2.11‰)应与海冰冻结时析出的轻同位素卤水有关,而水深50~100 m处较重的?18O值(1.68‰~2.68‰,平均2.27‰)可能是受表层海冰融化形成的含较重氧同位素的低盐水影响.     

松辽盆地晚白垩世有孔虫的发现:来自松科1井湖海沟通的证据

松辽盆地是我国最大的陆相含油气盆地.由于缺乏充分的证据,对松辽盆地是否发生海水侵入长期以来存在争论.首次在松科1井嫩江组一、二段发现较多的有孔虫化石,经鉴定有底栖钙质壳有孔虫Gavlinella sp.,Anomalinoides sp.,Pullenia sp.,底栖胶结壳有孔虫Haplophrag-moides sp.,Karrorulina hokkaidoana,Clavulinoides sp.,以及浮游有孔虫Archaeoglobigerina blowi,Archaeoglobigerina cretacea,Hedbergella flandrini.这些有孔虫均是晚白垩世海相地层中广泛分布的类型.浮游有孔虫确定化石产出地层时代限于Coniacian晚期至Santonian期.更为重要的是,这些有孔虫化石为松辽湖盆嫩江组一、二段沉积期湖海沟通事件的发生提供了直接证据.     

长江口第四纪沉积物中构造与古气候耦合作用的探讨

对长江河口区大量第四纪钻孔作了地层描述、粒度分析、磁性测试和微体生物等分析. 据此探讨了新构造运动和古气候对沉积作用和环境演化的控制作用. 结果表明, 这些钻孔地层自下而上可以分出3~6个旋回, 时间尺度约为40~50万年. 下部沉积旋回(上新世与早更新世早期)沉积物基本以含砾(棱角和次棱角状)粗砂、泥质砂为主, 向上变为细粉砂、粉砂质泥; 分选极差, 并含有大量树木碎块, 不含任何海相生物化石; C-M图中以滚动组分占绝对优势, 反映了沉积盆地初期强烈的构造沉降控制因素, 沉积环境以山涧冲、洪积为特征. 中部沉积旋回(早更新世中期至中更新世)沉积物为砾质砂, 并逐渐过渡到上部黏土质粉砂, 分选差-较差; 海相有孔虫、介形虫零星出现; C-M图反映了滚动、跳跃和悬浮混合的沉积作用, 体现了河流沉积体系向辫状-准曲流河演变的特征. 上部沉积旋回(晚更新世-全新世)由含砾砂、向上变为细砂和粉砂质黏土, 细颗粒地层厚度明显增大, 分选较好—好; 出现大量有孔虫和海相介型虫, 且连续分布; C-M图表现为跳跃和悬浮作用占优, 滚动组分逐渐消失; 表明河流沉积体系逐渐向准平原-平原河流演变, 并明显受到海侵影响, 溺谷相、浅海相和三角洲相发育; 反映了本区沉降盆地在演化过程中受到不断增强的气候作用的演变特点.     

早期成岩过程中自生海绿石的演变史

在对北部湾东北部X_1钻孔岩芯的矿物组合分析基础上,发现在岩芯中含自生海绿石的层位甚多.根据对此岩芯的沉积环境研究,说明厚度大于30m的上新世沉积层(孔深59m以下)为浅海相沉积,含有丰富的有孔虫等海相化石,是一个温暖而水深较大的浅海相沉积区,其中广泛发育着自生海绿石.本文将系统地阐明这些自生海绿石在早期成岩过程中,在形态上与化学组成上的演化特征.     

新疆吐鲁番坳陷连木沁剖面陆相白垩-第三系界线灾变事件初步研究

白垩纪末期、地球上发生过全球性的生物绝灭。1980年Alvarey等在意大利、西班牙等地海相白垩-第三系(K-R)界线层中发现了铱异常,至今全球已在几十个地点包括我国西藏地区都有类似的发现。1981年Orth等又在美国新墨西哥州北部的Raton盆地陆相K-R界线层中也发现了铱异常。我国陆相白垩系与第三系虽广布于各含油气盆地中,但存在白垩-第三系(K-R)界线地     

单颗有孔虫化石Sr同位素测定及定年

有孔虫化石Sr同位素在地层年代学和沉积地球化学等方面有着重要的作用. 但取得未受后期作用改变的、满足高精度同位素比值测试所需的有孔虫化石样品量是比较困难的. 结合超低Sr本底流程, 实现了单颗有孔虫化石⁸⁷Sr/⁸⁶Sr比值高精度测定, 对今后的有孔虫Sr同位素研究与应用具有重要意义. 所测试的有孔虫化石取自西太平洋海山富钴结壳碳酸盐基岩, 壳径为250~400 μm, 平均87Sr/86Sr比值为0.709150 ± 0.000013, 测量内部精度为0.0004~0.0008 μg/g, 全流程Sr本底14 pg. 海山富钴结壳碳酸盐基岩中有孔虫化石定年具有重要的意义, 却颇具困难性. 利用获得的有孔虫化石⁸⁷Sr/⁸⁶Sr比值确定富钴结壳碳酸盐基岩中有孔虫化石年龄为(0.91 +0.33/-0.39) Ma.     

北京平原地区钙质超微化石的发现及其意义

(一) 1979年我们在文献[1]中,介绍了北京平原地区第四纪海相层及有孔中的重要发现,并结合古地磁学讨论了第四系下限问题。此后的1980—1981年中,我们在本区顺1孔、顺2孔、顺3孔、顺4孔、顺5孔、顺6孔、通7孔和夏2孔的广海窄盐有孔虫层位又发现了个体丰富的钙质超微化石群。这一新发现为进一步讨论本区第四纪早期地层,古地理与古气候提供了新的依据。     

河蚬壳体δ~(13)C:由水体溶解无机碳重建过去环境变化的代用指标

溶解无机碳(DIC)是陆地生态系统水体重要的组成物质.其含量、组成以及碳的来源决定于汇水区域环境条件和流域水体碳循环特征.如果能够反演水体DIC的地球化学特征,则可以为重建过去环境变化提供一条新途径.河蚬是陆地生态系统水体中广泛分布的底栖双壳类动物,其壳体由碳酸盐矿物构成,是软体在生长过程中依次分泌的结果,因而具有DIC代用指标的潜质.通过对中国西江流域河蚬壳体及其环境水体DIC的分析,发现了二者碳同位素组成之间显著的相关关系(P0.01,r=0.63),表明河蚬壳体碳同位素组成的变化记录环境水体DIC的相应变化,其时间分辨率很容易达到季节变化的水平.新陈代谢作用虽然使壳体的碳同位素组成平均低于水体DIC同位素组成1.4‰,但整体上并未改变壳体与水体DIC同位素组成变化的相关性.分水岭地区小溪流DIC同位素组成在时间上变化较大,因而对壳体样品选取的空间分辨率要求较高,不宜作为代用指标的首选.该结果为利用湖泊滨岸和/或河流阶地沉积物中河蚬化石的分析重建流域过去环境变化和碳循环提供了科学基础和技术途径.     

天然气碳同位素在气体运移研究中的应用——以辽河盆地为例

油气藏形成过程中,普遍发生初次和二次运移.对于多产层、多源岩、构造复杂和断裂发育的含油气盆地,利用天然气碳同位素组成确定源岩及天然气运移距离是最有效手段之一.在天然气形成演化过程中,其同位素组成变化主要与母质类型和演化程度(成熟度)有关,而气体运移聚集过程中甲烷同位素分馏效应甚微.因此,可以利用天然气碳同位素组成特征追索源岩和计算天然气运移距离.本文以辽河盆地为例,探讨天然气碳同位素组成在气体运移研究中的应用.     

食物控制的陆生蜗牛碳同位素组成

陆生蜗牛壳体化石碳酸盐(文石, CaCO₃)稳定碳同位素组成已被用于解释过去古植被C₃/C₄光合作用类型的变化, 但是蜗牛壳体碳同位素组成是否取决于其食物碳同位素组成一直是争议的问题. 对黄土高原等地现生蜗牛软体躯干有机碳和壳体文石无机碳同位素组成测量表明, 壳体文石无机碳同位素δ¹³C_a分布范围为-13.1‰ ~ -4.3‰; 对应的软体躯干有机碳同位素δ¹³Corg分布范围为-26.8‰ ~ -18.0‰, 两者之间存在显著的相关关系(δ¹³C_a = 1.021 δ¹³C_org + 14.38; R = 0.965; N = 31), 壳体文石¹³C相对于躯干平均富集(14.2 ± 0.8)‰. 由于蜗牛软体和食物碳同位素组成一致, 这样结果表明黄土高原陆生蜗牛壳体碳同位素组成可以反映其食物的同位素特征和潜在生态背景. 进而认为: (1)蜗牛碳酸盐壳体中的碳主要来自于蜗牛代谢(呼吸)作用产生的CO₂; (2) 蜗牛休眠、壳体封闭时期壳内CO₂与体液HCO₃^-之间碳同位素处于平衡分馏状态; 蜗牛活动时期CO₂的释放, 壳体文石形成, 碳同位素动力分馏作用发生, 导致壳体文石¹³C富集程度显著高于同位素平衡分馏值.     

南海表层沉积中有孔虫壳体的碳同位素研究及其意义

对南海40个站位表层沉积中112个有孔虫样品的稳定同位素分析结果表明, δ¹³C值和不同属种间的同位素差值在东北和南部存在的两个低值区, 与研究区及周边的营养分布格局相关, 可能反映东北季风和西南季风对南海水流以及海水化学成分的影响. 季风一方面为南海上层水体带来丰富的营养, 另一方面也减少了上下水层之间的差异. 这种影响在南北两端最为明显, 向中部逐渐减弱. 碳同位素在南海表层沉积中的分布格局是东亚季风的反映.     

共和盆地更尕海湖泊现代水环境与碳酸盐碳氧同位素组成变化

通过分析更尕海轮藻碳酸盐结壳、软体动物壳体等碳氧同位素的季节变化,结合湖水溶解无机碳(DIC)碳同位素(δ13CDIC)和湖水氧同位素(δ18OLake),探讨其与现代湖泊水体环境的关系.结果表明,5~8月,轮藻植物生长速率约为5~6 cm/月;期间,沉水植物强烈的光合作用和碳酸盐的析出导致湖水pH升高,同时湖水DIC和Ca2+含量显著下降.结合流域水体氧同位素、气温和降水量等观测资料,指出更尕海湖泊水位季节变化是区域降水量与蒸发作用平衡的结果;湖水氧同位素组成主要受入湖水氧同位素组成、湖泊内蒸发过程和降水量等的影响.软体动物壳体氧、碳同位素组成可分别代表δ18OLake与δ13CDIC的年际变化.然而,轮藻结壳氧同位素与δ18OLake之间非平衡分馏效应显著,有待于进一步开展工作.     

利用团簇同位素恢复沉积盆地热历史的探索

海相碳酸盐岩层系由于缺乏有效的古温标,其热历史的恢复一直是困扰地球科学界的难题.碳酸盐团簇同位素(clumped isotope)作为一种新兴的古温标,在碳酸盐岩地层热历史研究中展现出了巨大的潜力.本文选取了塔里木盆地与四川盆地多口钻井受后期成岩作用影响较弱的碳酸盐岩样品进行团簇同位素古温标(Δ47)测试与分析,探讨了不同岩性的深层自然演化碳酸盐岩样品Δ47温度的意义、方解石团簇同位素~(13)C-~(18)O键固态重排规律以及沉积盆地热历史对不同岩性的团簇同位素的影响.塔里木盆地顺托果勒-卡塔克地区碳酸盐Δ47为0.443‰～0.634‰,计算团簇同位素温度为49.9～201.7℃,川中古隆起碳酸盐Δ47为0.423‰～0.537‰,计算团簇同位素温度为105.7～233.5℃.测得的团簇同位素温度远高于可能的成岩温度,表明上述研究区自然样品的碳酸盐团簇同位素受到了后期埋藏升温作用的影响,可能发生了~(13)C-~(18)O键的固态重排.根据塔里木盆地顺托果勒-卡塔克地区团簇同位素温度与钻孔温度关系推测自然样品方解石团簇同位素~(13)C-~(18)O键固态重排的"封闭温度"不高于120℃,热力学"平衡温度"不低于160℃,与国外实验室条件下得到的结果相一致.综合分析认为一阶近似模型能够较为准确地描述盆地热历史对方解石~(13)C-~(18)O键固态重排的影响;而盆地热历史对白云石团簇同位素影响的热演化模型还需要进一步研究.     

柴达木盆地西部新生代盐湖相烃源岩中高支链类异戊二烯烃(C25HBI)的检出及其地质地球化学意义

发育于盐湖相环境的柴达木盆地西部第三系渐新统下干柴沟组是该盆地西部地区的主力烃源岩层. 在该组上段沉积有机质中检出了硅藻的特征性生物标志化合物——含25 个碳原子的高支链类异戊二烯烃(C₂₅HBI), 该化合物的检出对于揭示区域沉积有机质发育的生物地球化学背景具有重要意义. 研究结果表明, 柴达木盆地西部地区下干柴沟组上段烃源岩中的C₂₅HBI 碳同位素值介于-18‰到-20‰之间, 为典型硅藻生源特征. 由于沉积环境中硅藻生长在大量消耗水体溶解CO₂ 的同时, 必须利用无机碳酸盐碳才能维持其快速繁殖, 硅藻勃发代表了水体环境富营养、高生产率特征, 因此富重碳同位素C₂₅HBI 在沉积有机质中的检出有可能成为该地区优质烃源层发育的标志之一. 同时, 由于硅藻发育环境水体溶解CO₂处于胁迫状态, 将导致沉积有机质总体以富集¹³C 为特征, 可能是造成该地区第三系沉积有机质碳同位素偏重的原因之一. 作为该套烃源岩沉积有机质的生源之一, 硅藻生源高碳数正构烷烃(>n-C₂₅)具有无碳优势分布的特点, 使得该地区高碳数正构烷烃的生源和成因复杂化,在烃源岩有机质评价时应引起重视.     

蜗牛Achatina fulica壳体δ~(18)O环境指示意义的实验

陆生蜗牛化石氧同位素组成能够记录古降水和古温度信息,但古环境因子影响蜗牛壳体氧同位素组成的机理仍不明确,因此越来越多的研究侧重于对现代蜗牛壳体的环境效应进行探讨,而野外采样研究很难分离出单独环境因素的贡献,研究基于控制变量法的原理设计了两套实验方案,以Achatina fulica蜗牛为实验对象进行实验室培养,结果表明:(1)在相同的温湿度下,不同来源的环境水所饲养的结果均有一定的差异,并且得到分馏值与环境水δ18O值的相关性方程分别为:y=-0.4571x+1.4749,R2=0.9794(生菜叶组),y=-0.2179x+4.1566,R2=0.6821(玉米粉组);(2)在环境水来源单一、温度区间较小的情况下,温度与壳体氧同位素关系的经验方程为103lnα(Aragonite-H.2439×106T-2+48.033(R2=0.5666),这与无机碳酸盐分2O)=-1馏的相关实验结果趋势相反.实验结果表明,温度恒定的条件下,环境水是影响蜗牛壳体氧同位素组成的主导因素;在温度区间较小的条件下,温度对壳体氧同位素分馏的影响并不明显;研究结果还说明外加碳酸盐对壳体文石氧同位素组成几乎没有影响,但食物中所含的水分对蜗牛壳体δ18O值产生了不可忽视的影响.     

西藏东部发现景星化石动物群

1982年,我们参加中国科学院自然资源综合考察委员会组织的横断山地区综合考察队,在西藏东部八宿地区的拉贡塘组中发现了一个以双壳类奇异蛤(Peregrinoconcha)为主体的化石群(通称景星动物群),这个生物群化石数量丰富,产于一套单斜地层中,下有海相层作底,上     

陆相凝析气藏中沥青垫的发现及其地质意义

沥青垫(Tar mats,有人译为焦沥青)是沥青质富集带,常发育于凝析气藏和轻质油藏中,是油气藏中的有机隔层.近年来,随着薄层色谱-氢火焰检测技术(TCL-FID)广泛地应用于油藏有机地球化学描述中,使得油藏内沥青垫的确认成为现实.国外已报道了来源于海相烃源岩沥青垫的地球化学特征及其形成机理,但对来源于陆相烃源岩的沥青垫至今未见报道.作者在对塔里木盆地油藏地球化学研究中,在牙哈油气田陆相凝析气藏中发现两层沥青垫,并对其地球化学特征进行剖析.本文选择牙哈2井下第三系凝析气藏中沥青垫作为研究对象,试图建立陆相凝析气藏中沥青垫确认的地球化学标志.1 沥青垫分布产状与储层特征现有资料表明,牙哈油气田第三系和白垩系产层中的油气来自库车坳陷陆相三叠～侏罗系生油岩.牙哈2井沥青垫储层岩性为下第三系细砂岩,岩矿成分以石英为主,含量为50%～60%,一般低于65%;长石含量7%～23%,平均为21%,以正长石为主;岩屑含量14%～34%,平均为24%.颗粒分选中～好,次圆～次棱角状.储层孔隙度分布在2.06%～12.69%,平均值为8.63%;渗透率为31.5×10~(-3)～57.7×10~(-3)μm~2,平均值为18.2×10~(-3)μm~2.沥青垫储层孔、渗低于上覆油层段孔隙度(15.31%～19.27%)和渗透率(53.7×10~(-3)～885.2×10~(-3)μm),但又明显高     

南海西部45万年来的表层水温变化

应用分子化石长链烯酮的不饱和度, 在南海西部取得了45万年以来表层水温的变化记录, 分辨率约1 ka, 是南海迄今为止时间最长的高分辨率温度剖面. 结果表明U3k′7-SST与有孔虫氧同位素一样显示出冰期旋回的特征, 冰期、间冰期表层水温的变化范围分别为23~25.5℃和25~28℃, 最高温为MIS5.5时期的28.4℃, 最低温为MIS2时期的22.6℃. 5次冰期旋回转换期中温度变化都超前于有孔虫氧同位素, 与南北半球温度变化记录对比显示南海的温度变化模式与南半球相似. 频谱分析中强烈的岁差及半岁差周期显示了明显的热带区域特征.     

扬子克拉通及华北克拉通大陆岩石圈地幔碳同位素组成及其差异: 金刚石碳同位素原位测试证据

金刚石碳同位素组成和对比是了解克拉通大陆岩石圈地幔物质组成及其演化的窗口. 本文用二次离子质谱(SIMS)方法对产于华北克拉通(山东蒙阴和辽宁瓦房店)和扬子克拉通(湖南沅水流域)的11颗金刚石不同生长层的碳同位素组成进行了123个点高精度原位(in-situ)测试. 结果显示, 华北克拉通和扬子克拉通金刚石碳同位素组成存在一定差异; 华北克拉通金刚石早期生长“核心”碳同位素δ¹³C组成平均为-3.0‰(VPDB), 分布范围为-6.0‰~-2.0‰, 与全球橄榄岩型金刚石一致; 扬子克拉通金刚石早期“核心”δ¹³C平均为-7.4‰, 分布范围为-8.6‰~-3.0‰, 和榴辉岩型金刚石特点一致; 3个产地单颗金刚石不同生长层碳同位素变化不具有一致性, 与是否含包裹体无关, 但与金刚石是否存在溶蚀间断明显有关, 证实金刚石生长过程地幔流体碳同位素组成不均一, 碳储库(介质)不均一性对金刚石生长过程碳同位素变化的影响较分馏作用更为明显; 与此同时, 现有的测试结果显示, 华北和扬子克拉通金刚石中心-边缘生长层碳同位素变化与氮含量之间缺乏相关性, 反映我国两个克拉通金刚石生长过程中地幔流体碳和氮元素之间存在复杂的交换、地球化学环境可能相对开放. 上述结果暗示, 金刚石形成时扬子克拉通和华北克拉通地幔交代流体碳的组成及来源存在差异.