湖相碳酸盐碳、氧同位素与团簇同位素的研究进展

总结近年来传统碳、氧同位素及新兴团簇同位素在湖相碳酸盐中的研究进展,梳理湖相环境中碳酸盐同位素组成变化的影响因素及两种同位素方法在地质研究中的应用,探讨当前研究中存在的问题。湖相碳酸盐氧同位素组成受温度的影响较小,主要与湖盆水体的蒸发量和大气降水量有关,碳同位素组成则受湖水蒸发咸化作用以及湖泊有机质与无机质相互作用的共同控制;团簇同位素仅受温度单一因素的影响,是良好的碳酸盐温度计。指出湖相碳酸盐碳、氧同位素研究的两大方向:一是解决团簇同位素理论研究中存在的问题,尤其是埋藏改造过程中团簇同位素温度的重置机理;二是将传统的碳、氧同位素指标与新兴的团簇同位素指标相结合,进行多指标的地球化学综合分析,有效地避免二者在地质研究中的局限性。     

天宝山铅锌矿床成因分析

天宝山铅锌矿床的铅同位素组成变化大,硫同位素组成变化范围小,成矿温度低于150～250℃,成矿深度为1km。它是我国产于碳酸盐岩层中的MVT铅锌矿床之一,受有利的岩性、岩相和构造的共同控制。该文通过铅、硫、碳同位素组成、稀土元素组成、微量元素和流体包裹体资料,对成矿物质的来源及其搬运、沉淀机理作了探讨。     

广西九毛锡矿床矿物包裹体及成矿机理研究

从矿床地质、矿物组合和矿物包裹体等方面对九毛锡矿床的研究表明,成矿温度为160～405℃,压力约340～500bar,盐度为4.8～29.6wt%。成矿流体的同位素组成:氢同位素-43～-53‰、氧同位素2.94～7.53‰、总硫硫同位素-7.58～1.05‰,具岩浆水和混合硫源的特征。成矿流体沸腾作用是锡石沉淀和富矿石形成的重要机理。     

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。     

鱼耳石的碳、氧稳定同位素成分研究

鱼耳石是沉淀在真骨鱼类内耳中的结石,矿物成分为碳酸盐类的文石.鱼耳石每日生长一条环带,且其形成过程中在文石矿物和鱼生活周围的水体之间达到(或接近于达到)氧同位素平衡,因而18O/16O的同位素分馏与温度密切相关.鱼耳石中的碳同位素分馏与鱼生活周围的水体不平衡,但可以记录鱼类的性成熟和食物源方面的变化.因此,鱼耳石的氧、碳稳定同位素成分(δ18O和δ13C)真实地记录了鱼类的生态环境和变化,可视为一种天然的环境变化的标记.伴随着微取样技术和同位素质谱仪分析灵敏度的提高,鱼耳石的同位素成分研究近年来在渔业和海洋环境重建方面得到了广泛的应用.     

田湾金矿成矿带成矿流体的同位素地球化学示踪

田湾金矿成矿带中，成矿流体同位素组成的复杂性，反映了成矿流体是多源的。石英流体包裹体氢氧同位素组成表明，成矿流体中的水主要来源于大气降水和岩浆水的混合。碳、氧同位素（σ＾１３Ｃ和σ＾１８Ｏ）组成表明，即有沉积围岩中的碳，也有深部来源的碳，具有混合来源特征。成矿带内σ＾３４Ｓ波动于）‰～１０‰之间，变化不大，具有深部来源硫的特征。大发沟矿段铅同位素组成变化较大。     

德兴铜厂斑岩铜矿流体过程

从德兴斑岩铜矿床中蚀变矿物、包裹体记录及同位素组成的时空变化，示踪成矿热液流体来源、演化过程及迁移途径。氧、锶同位素空间变化表明，虽然与铜厂斑岩铜矿成矿过程有关的热液流体至少有3种，包括高温岩浆流体、来自深部围岩的非岩浆流体和大气降水，但是起主导作用的是岩浆流体。岩浆流体通过沸腾作用或不混溶作用而形成，它携带成矿物质从深部向上部及边部迁移、聚集，并在演化过程中引起围岩蚀变和金矿矿化。铜厂地区存在着两种不同成因的伊利石，热液成因的伊利石以1M型、结晶度较差的含膨胀层为特征,而沉积浅变质成因的伊利石以2M1型、结晶度完好和不含膨胀层为特征，而且前在空间上分布在离接触带不到2km的范围内，从而指示了热液流体活动的空间规模。Nd、Sr同位素在空间上的变化则表明，在成矿流体作用过程中，Nd同位素相对稳定，斑岩的εNd变化在－0．76－－3．60范围内，表明岩浆系壳－幔混合来源。而Sr同位素初始比由斑岩体内部向围岩接触带则呈有规律升高带附近富集而成的。     

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。     

威宁铜厂河玄武岩型铜矿成矿物源研究

通过成矿物源岩浆活动显示、成矿物源微量元素表现、成矿物源稀土元素研究、成矿物源铅同位数示踪、成矿物源的硫同位素和包裹体讨论,得出铜厂河玄武岩型铜矿的成矿物源,其中岩浆活动与铜矿形成存在直接联系.铜矿形成有后期流体作用,成矿物质不是来源于上部地壳.铜厂河矿石和玄武岩样品稀土元素特征表明矿石与玄武岩具有同源性,暗示着铜元素成矿物质可能来源于玄武岩.铜矿石中矿物和玄武岩铅同位素组成非常吻合,显示了密切成因联系.它们很好地示踪了铜矿的成矿物质来源,玄武岩为该区铜矿提供了直接成矿物质.硫的来源有两部分,一部分硫来自于盆地沉积地层膏盐层,另一部分硫来自于玄武岩浆的火山喷气.包裹体的盐度和温度特征表明,成矿流体有大气降水的加入及流体被加热事件,成矿过程中发生了流体的混合作用.     

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。     

大港滩海地区沙一段下部储层中方解石脉的成因

对大港滩海地区沙一段下部储层中方解石脉的12个碳、氧同位素数据进行了分析,并结合工作区地质背景,探讨了该区方解石脉的成因问题.结果表明:大港滩海地区沙一段下部储层中方解石脉存在于2种不同的环境当中.泥晶灰岩或灰质砂岩中的方解石脉的同位素组成与渤海湾地区陆相沉积碳酸盐具有强烈的渊源关系,即方解石脉的物质组成来自沉积碳酸盐;细砂岩或钙质砂岩中的方解石脉的碳至少不是直接来自于陆相沉积的碳酸盐岩,该种方解石脉的形成与热流体活动有关.     

东营凹陷古近系-新近系流体-岩石相互作用分带特征

东营凹陷古近系-新近系地层流体-岩石相互作用及衍生出的多类次生矿物是自上而下储层物性发育条件的主控因素。浅、中、深以及超深层具有不同的流体-岩石作用方式,对储层物性的影响程度亦不同。为优化储层分类,运用ICP发射光谱、扫描电子显微镜和自主性室内流动模拟试验等方法,对不同深度地层水化学特征和岩石样品中的次生矿物(流体-岩石作用的结果)、形成的先后顺序及化学组成等要素进行分析,发现地层流体-岩石相互作用的分带性及其作用特征:浅部和中部流体-岩石相互作用带的流体-岩石相互作用较弱,主要为有机质和细菌参与下的生物化学作用、微弱的生烃作用和有机酸的生成作用、部分长石溶蚀作用和碳酸盐溶解作用以及石英和粘土矿物(伊蒙混层和高岭石等)的形成作用、碳酸盐的沉淀作用,流体-岩石相互作用对储层物性的影响较小;深部和超深部流体-岩石相互作用带流体-岩石相互作用较强,有机酸的生成或脱羧作用比较强,铝硅酸盐的溶蚀作用、碳酸盐的溶解和沉淀作用以及粘土矿物的形成作用都很强,对储层物性具有重要影响。     

鄂南三叠系延长组自生成岩矿物成因及期次

为弄清鄂尔多斯盆地南部三叠系延长组关键成岩矿物形成的时间与过程,通过对自生矿物之间的产状及其与其他矿物互生关系的镜下观察,并利用流体包裹体、碳酸盐碳氧同位素记录的成岩流体信息,深入讨论了盆地南部自生成岩矿物成因及期次。研究认为,泥-微晶方解石、菱铁矿和白云石（旬邑地区）为成岩早期沉淀的矿物,其中,菱铁矿的形成时间早于自生绿泥石包膜;泥-微晶方解石沉淀时间与菱铁矿大致同期;旬邑地区白云石胶结物与北部物源区的泥-微晶方解石和菱铁矿胶结物的形成同期;中-晚期亮晶方解石和铁方解石等的形成时间整体早于白云石和铁白云石。石英次生加大边的两个世代分别对应90.0~100.0 ℃和110.0~120.0 ℃;自生微晶石英生长的时间略早于或同时于自生绿泥石的形成时间。自生绿泥石包膜主要形成于成岩早期,一般呈两个世代生长,第一世代自生绿泥石形成于20.0~50.0 ℃,以颗粒绿泥石环边赋存状态为主;第二世代形成于部分机械压实作用以后,只生长于孔隙接触的颗粒表面或第一世代绿泥石形成的微晶石英晶体表面,形成温度约为50.0~70.0 ℃。研究区延长组自生伊利石的分布较为广泛,其形成具有多源性的特点。     

西藏蒙亚啊铅锌矿床成矿流体来源及特征

探讨西藏蒙亚啊铅锌矿床成矿流体来源及其特征,结合区域典型矿床研究厘定矿床成因类型。通过矿床近矿体蚀变灰岩和热液成因方解石碳-氧同位素及成矿不同期次石英氢-氧同位素分析手段,结合流体包裹体岩相学、温度和盐度测试研究,分析了矿床成矿流体的特征及成矿流体来源。结果表明,成矿早期流体以岩浆水为主,成矿晚期有大量天水混入;主成矿期成矿流体总体具有中高温和中低盐度特征,成矿从早期到晚期流体降温趋势明显。矿床形成与岩浆作用关系密切,矿床类型属于远接触端夕卡岩型铅锌矿床。     

河南上宫金矿成矿流体研究及其对碰撞造山体制流体作用指示意义

上宫金矿赋存于中元古代熊耳群弧陆弧火山岩建造,其成矿流体活动分为早、中、晚三期,分别以石英－黄铁矿、多金属硫化物和碳酸盐矿物为标志,矿化温度分别集中在３２０￣３８０,２２０￣３００,１２０￣２００℃;不同期初矿物包裹体的形貌、流体成分等也有明显差异,中期流体的〔（Ｋ＋Ｎａ）／（Ｍｇ＋Ｃａ）〕明显低,有利于金沉淀。从早到晚,成矿流体由变质流体向大气降水热液演变。矿田构造和同位素定年研究表明,中生代华     

峨眉山柿子坪热田地下水碳氧同位素特征初步研究

在峨眉山柿子坪热田地质调查及热水勘探过程中 ,采用了碳、氧同位素地球化学方法 ,结果发现不同成因类型的地下水其碳、氧同位素组成特征各不相同 ,为查明地下热水的形成条件提供了重要依据 ,表明用地下水中 HCO-3 的碳、氧同位素组成来研究地下热水系的发育特征是有前景的     

柴西下干柴沟组咸化湖盆碳酸盐岩溶蚀模拟试验

为研究地层条件下有机酸对湖相碳酸盐岩基质微孔的改造作用及咸化环境沉积盐类矿物溶蚀对碳酸盐岩储层的影响,以柴达木盆地西部地区下干柴沟组湖相碳酸盐岩为例,采用高温高压模拟、扫描电镜及离子浓度测试等试验手段,依据岩心样品溶蚀模拟过程中矿物组分、物性、孔隙特征及反应液离子浓度的变化对咸化湖盆碳酸盐岩在有机酸作用下的溶蚀规律及控制因素进行研究。结果表明：酸性流体作用后碳酸盐岩样品物性均有一定改善,其渗透率增长明显;溶蚀过程中低温条件下发生与碳酸盐共生的石膏、芒硝及长石的溶解,方解石较白云石容易发生溶解,碳酸盐的溶解程度随温度升高具有先增强、后减弱的特点,存在“溶蚀窗”,相对封闭条件下,石膏等盐类矿物溶解产生同离子效应抑制碳酸盐的溶解;温度和水岩比是控制碳酸盐溶解的关键因素,水岩比决定发生反应的体系,不同体系下温度对溶蚀强度影响存在差异,低水岩比情况下温度升高碳酸盐趋于沉淀,中等水岩比情况下溶解强度随着温度升高先增强、后减弱,较高水岩比情况下温度升高利于碳酸盐溶蚀。     

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。     

鄂尔多斯盆地三叠系延长组砂岩中的白云石胶结物及形成机制

白云石是鄂尔多斯盆地三叠系延长组砂岩中最为重要的自生矿物之一,多数已属于铁白云石的范畴.白云石的分布方式,以及相应的矿物学、岩石学和地球化学特征,尤其是碳、氧同位素特征,表明这些白云石是在较早成岩阶段形成的,印支期不整合面及暴露时间间隔中大气淡水作用对白云石的分布具有明显的控制作用,白云石的物质来源与同期或非同期海相碳酸盐物质的溶解有关.白云石形成机制的研究为对砂岩储集的演化研究提供了重要线索.     

缅甸翡翠砾石中蓝雾和黑皮的成因探讨

 通过对缅甸翡翠砾石产区地质背景、样品观察、矿物学及地球化学等分析，认为蓝雾以及黑皮是在沉积深埋成岩过程中，在有一定温度、压力和流体介质作用下形成的，硬玉的水解溶蚀和绿泥石的沉淀是蓝雾以及黑皮形成的主要原因，形成绿泥石的物质来源有来自硬玉水解溶蚀的组分和来自沉积层中的流体、填隙物中的Fe、Mg等元素的加入，有机质的存在可能促进了Fe、Mg等物质的迁移及沉淀作用。