川东北宋家洞石笋氧碳同位素及锶含量突变分析

通过对宋家洞石笋SJ3的氧碳同位素及锶含量进行Mann-Kendall test突变分析,得出以下结论:(1)氧同位素值记录了末次冰盛期向Heinrich Event 1时期的转变;(2)碳同位素值和锶含量记录了由H1冷期向BФlling-AllerФd暖期的转变;(3)碳同位素值和锶含量指示了在19.8～15.3ka时当地的东亚夏季风和冬季风呈正相关关系,在15.3～14.8 ka呈负相关关系,表明石笋SJ3记录了古气候环境的冷干、暖湿变化,且不同气候指标对环境变化的敏感度不同。     

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。     

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。     

基于中国南方石笋记录的古气候周期探讨

 通过对葫芦洞、三宝洞和董哥洞末次盛冰期（~30 000 aBP）以来的石笋氧同位素数据序列进行连续小波变换。其结果显示在中国南方区域冰期的气候波动较全新世剧烈,盛冰期的气候波动较冰消期剧烈。在全新世阶段,董哥洞和三宝洞石笋氧同位素的周期均具有显著的三阶段特征。但在千百年尺度上,两地气候周期的长度和强度并不尽相同,董哥洞石笋氧同位素的周期信号相对较弱。其原因是董哥洞区域受西南季风和东亚季风的共同影响,二者之间的反相位关系削弱和改变了气候变化的千年周期。这一特征反映了不同季风区域、不同周期的气候变化主导因素可能有所差异。分析结果同时显示,在~3 000 aBP,东亚区域气候模式可能发生了重大转折。     

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（Ｄ１）－１‰－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。     

洞穴石笋氧同位素古气候重建应用

近年来,应用洞穴次生碳酸盐稳定氧、碳同位素进行古气候研究得到了迅速的发展,尤其是利用石笋中1δ8O与δ13C重建不同地区不同时间尺度下的古气候环境,为全球气候的变化提供了许多新的有意义的认识.然而,当前在利用石笋氧同位素进行古气候重建,特别是对1δ8O的解译过程中仍存在诸多不确定性,尤其是δ18O与温度、降水的联系不统一问题.该文从洞穴石笋δ18O与温度、降水的相关关系以及不同时间尺度下所指示的气候意义等角度对当前洞穴石笋气候学中氧同位素的应用进行了总结分析.     

贵州二叠纪海相碳酸盐岩碳、氧同位素地球化学演化规律

以贵州罗甸二叠纪剖面为研究对象，详细讨论了海相碳酸盐岩的碳、氧同位素组成特点，及影响碳酸盐岩的δ１３Ｃ和δ１８Ｏ的主要因素。在此基础上系统阐述了整个二叠纪海相碳酸盐岩的δ１３Ｃ和δ１８Ｏ的演化与海平面升降的关系，第一次系统建立了二叠纪古海洋碳酸盐岩的碳、氧同位素演化曲线。     

贵州赫章天桥铅锌矿床围岩的氧、碳同位素研究

据远矿围岩和近矿蚀变围岩的δ＾１８Ｏ和δ＾１３Ｃ,计算了岩石形成时的介质温度、盐度,为讨论不同岩石的形成环境提供了有力的佐证。研究表明,远矿围岩的成因类型的准同生白云岩,近矿蚀变围岩的白云石化是原岩孔隙中的超咸水与较低盐度成矿溶液混合形成的。     

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。     

华南晚泥盆世腕足动物壳体保存状况及其氧碳同位素比较研究

对华南湘中地区上泥盆统弗拉/法门(F/F)界线附近的几种腕足动物化石壳体结构所进行的详细研究表明,其原始结构主要表现为两种类型：一是具有棱柱状第三层,二是缺失棱柱状第三层。基于壳体保存程度的详细分析,以阴极发光程度、壳体显微结构为参数建立了壳体成岩作用改造程度的量化模式,经化石壳体氧、碳同位素值的验证,这一模式基本可以用来对不同保存环境下的样品进行筛选。在对比研究中发现,以无洞贝目(Atrypida)为代表的具有柱状第三层结构的样品不仅在保存状况上优于只具有纤维层结构的壳体,而且其氧、碳同位素数值的分布也较为集中,从而说明无洞贝目的壳体是进行氧、碳同位素研究较为理想的材料。     

Oxygen isotope evidence for two-stage water-rock interactions of the Nianzishan A-type granite in NE China

The oxygen isotope ratios of whole-rock, common rock-forming minerals and zircon from Mesozoic A-type granitic pluton at Nianzishan in northeastern China were analyzed by the conventional BrF5 method and the laser-probe technique, respectively. Both whole-rock and rock-forming minerals show large δ18O variations up to 5.5%. with significant oxygen isotope disequilibrium between zircon and the other minerals, whereas the δ18O values of zircon are tightly clustered between 3.12%. and 4.19%. and thus lower than the normal-mantle δ18O values. These results indicate that the Nianzishan A-type granite experienced two-stage water-rock interactions subsequentially. The remarkably low zircon δ18O values are genetically due to sea-water exchange with granite protolith in the first stage, and the oxygen isotope disequilibrium fractionations between zircon and rock-forming minerals are caused by meteoric-hydro thermal alteration in the second stage. It is inferred that the 18O-depleted A-type granitic magma was derived from partial melting of subducted lower oceanic crust which was isotopically exchanged with seawater at high temperatures. In the process of granite emplacement into the upper crust, meteoric-hydrothermal circulation was triggered to overprint crystallizing granite under subsolidus conditions.     

广西大厂铜坑矿床中闪锌矿微量、稀土元素及氢氧同位素特征

位于江南古陆西南缘、右江盆地北东侧的大厂矿田是中国重要的有色金属矿产地,铜坑矿床是大厂矿田内规模最大、成矿元素最复杂、成矿特征最典型的一个超大型锡多金属矿床,由上部锡多金属矿体和深部锌铜矿体组成。以铜坑矿床不同类型矿体(锡多金属矿体、锌铜矿体)中的闪锌矿为研究对象,开展了微量、稀土元素及H—O同位素分析,进一步探讨区内成矿物质、成矿流体来源,并深化矿床成因认识。结果显示,铜坑矿床不同类型矿体中的闪锌矿均以富集Cu、Pb、Fe、Sb、In等元素,贫Ge为特征;闪锌矿的稀土配分模式多为轻稀土富集的“V”形右倾曲线,以轻、重稀土比值LREE/HREE较高、Eu和Ce负异常为特征;闪锌矿H—O同位素组成指示成矿流体以岩浆为主,伴随有大气降水的混入。上述特征表明,铜坑矿床成矿物质和成矿流体主要来源于岩浆,矿床成因属岩浆热液充填-交代形成。     

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。     

长江河水氢氧同位素组成示踪流域地表水循环

基于2012-2015年开展的6次长江干、支流系统采样和南通站3个水文年的连续采样,通过氢氧同位素组成(δD和δ¹⁸O)分析,研究长江干流河水氢氧同位素时空变化特征及其对流域地表水循环的指示。结合多年同位素数据,长江干流多年平均河水线可以表示为:δD=7.56δ¹⁸O+6.75,n=333,R²=0.939 9,p<0.000 1。长江干流河水同位素组成的空间变化受不同来源、蒸发作用以及人类活动的共同影响,并表现出大陆效应、纬度效应和海拔效应。下游河水同位素组成的季节性变化主要受控于季风降水,月际变化则主要受三峡大坝调蓄过程与下游两湖贡献比例的影响;尤其在洪峰事件中河水同位素异常偏正,反映中下游湖泊群、稻田水、地下水等显著贡献。流域大规模的大坝建设对河水的拦蓄和混合均一化作用,显著影响了长江流域水循环过程,其对河流和近海生态环境影响值得深入研究。     

川西地区中二叠统-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-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-下三叠统碳酸盐岩的δ¹³C 值为-3.90‰~2.80‰,主要值域为-2.80‰~2.80‰,均值为-0.04‰;δ¹⁸O 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。