在马里兰阿奎亚含水层中HCO_3~-的稳定碳同位素:CO_2同位素重源的论证

HCO_3~-的浓度和溶解无机碳的δ~(13)C值是沿着阿奎亚含水层的水力坡降而变化的。在地层出露区,有土壤气体CO_2(δ~(13)C≈-26/ml)存在时,雨水补给使碳酸质介壳溶解得更快.(δ~(13)C≈0.0/ml)在这些地区内,HCO_3~-浓度一般为150～200m g/J,溶解HCO_3~-的δ~(13)C值接近-13/ml。随着水流远离露头区,HCO_3~-的浓度逐渐降低(约130mg/l),而δ~(13)C值则稍有增加(约-11.4/ml)。这种趋势影响亚稳态碳酸质介壳物质的进一步溶解和次生方解石胶结物的再次沉淀.水流系统中,下降坡度约40哩时.HCO_3~-浓度急剧增加(约为400mg/l),δ~(13)C值大大加重(约为δ~(13)C≈-6.2/ml),在这一坡降水流内,所观测到的Na~ 与HCO_3~-的克分子比表明:同位素重碳酸介壳物质的溶解本身不能说明所观测到的δ~(13)C的趋势,更确切地说,Na~ :HCO_3~-的比率表明介壳物质的溶解作用必须在CO_2的参与下进行.由于这一地区内的合水层既与土壤气体也与大气的CO_2隔离.所以同位素的重CO_2(δ~(13)C≈-5.3/ml)明显地来源于含水层自身.含水层中CO_2的生成可能来自褐煤含水层物质的细菌媒介发酵和细菌煤介甲烷的成因。     

黄龙CO_2成因质疑

在“不同岩溶动力系统的碳稳定同位素和地球化学特征及其意义”一文中,笔者提出黄龙系统的CO_2可能是深部岩浆起源及灰岩遇高温分解产生的CO_2的混合物,初步计算结果,来自岩浆的CO_2占77％。据现有文献资料,这是首次提出的黄龙CO_2来自地球内部属深源CO_2的看法,它不仅对黄龙钙华的成因开创了一种全新的认识,而且也为岩溶作用与碳循环的关系提供了新的信息。但是,在分析了该文所列资料后又产生了一些疑问。 (1)黄龙沟从上游到下游8个水点的δ~(13)C值有两个特点,一是分布区间窄,集中在2.0‰～3.7‰之间,另一是数值大,全部大于0。表明碳同位素非常重。这一测试结果,显然与目前公认的幔源CO_2的δ~(13)C值不在一个级别上。幔源碳的δ~(13)C值主要是通过金刚石、岩浆碳酸岩及幔源岩石的气液包裹体的研究获得的,目前公认的幔源碳的δ~(13)C值变化在-4.7‰～-8.0‰之间,平均值约为-5‰,云南腾冲热水中的碳同位素,在总计48个δ~(13)C数据中,-2.4‰～-8.0‰之间的有32个,占数据总数的66％,平均值为     

桂江流域河流有机碳特征

通过对桂江流域内植物、土壤碳同位素、河流有机碳含量及同位素进行系统取样测试分析发现,桂江流域C3植物的δ13C范围为-37.89‰~-23.27‰,C4植物δ13 C范围为-14.49‰~-12.00‰。土壤碳库的δ13 C范围为-30.43‰~-11.56‰,平均值为-24.32‰。土壤碳库主要受C3途径植物控制,C4途径植物对土壤碳库的δ13 C影响有限,植物残体转化成土壤有机质的过程中产生有机碳同位素分馏效应,造成土壤有机碳同位素比植物碳库偏重4.42‰。桂江河流DOC分布范围0.68~2.16mg/L,平均值为1.39mg/L。ρ(POC)分布范围0.11~1.14mg/L,平均值为0.37mg/L,DOC/POC的范围1.31~9.04,ρ(DOC)ρ(POC),成为水体有机碳的主要形式。流域水体中δ13CDOC值的范围为-29.682‰~-15.377‰,平均值为-24.810‰;δ13CPOC值的范围为-27.886‰~-24.271‰,平均值为-25.868‰;两者均位于土壤有机碳库同位素范围内,说明河流有机碳主要来源于土壤的机械侵蚀和土壤有机质的降解,受人类生产生活有机废弃物和河流自生浮游植物的代谢分泌物影响小。     

锦屏山地下水碳酸碳氧同位素组成

HCO_3~-是地下水中主要化学成份之一,主要来自CO_2气体的加入及地层中碳酸盐岩的溶解,HCO_3~-中的碳氧稳定同位素(~(13)C、~(18)O)与地层中碳酸盐岩存在相关关系。在系统采集和测定了锦屏山碳酸盐岩地层、钙华及地表水、地下水中HCO_3~-的~(13)C、~(18)O组成的基础上,发现地下水因起源、补给和径流循环条件不同,其碳氧稳定同位素组成也各不相同,据此为查明锦屏山地下水系的发育特征提供了重要依据。     

西南喀斯特地区威远河水化学及δ13CDIC特征分析

流域水化学和稳定同位素是示踪水中主要离子来源和反映流域生物环境地球化学特征的重要手段。为探究岩溶地区流域水化学、稳定同位素特征以及人类活动下的影响,2018年4月对贵州长顺县威远河13个水点进行采样,研究结果表明:威远河流域中阳离子以Ca~(2+)为主,阴离子以HCO_3~-为主,水化学类型为Ca-HCO_3型;威远河形成过程中主要受碳酸溶蚀碳酸盐岩的控制,硫酸和硝酸共同参与碳酸盐岩风化;研究区δ~(13)C_(DIC)的值变化范围为-11.42‰～-13.40‰,平均值为-11.98‰,短时间内δ~(13)C_(DIC)值受人类活动影响小;根据同位素质量平衡模型,计算出威远河δ~(13)C_(DIC)来自土壤CO_2的贡献率为49.7%～58.3%,来自碳酸盐岩溶解的贡献率为41.7%～50.3%。     

江苏观山铜铅金矿床成矿流体地球化学和成因

观山铜铅金矿矿石中含有4种类型的流体包裹体:(Ⅰ)纯液相水溶液包裹体;(Ⅱ)富液相气液两相水溶液包裹体;(Ⅲ)富气相气液两相水溶液包裹体;(Ⅳ)纯气相包裹体。它们的气相分数变化较大,显示成矿过程中可能发生过沸腾作用。流体包裹体的显微测温结果显示,成矿流体的冰点温度为-0.3℃~-4.7℃,流体盐度w(NaCleq)变化范围为0.48%~7.39%,均一温度为133~304℃,对应流体密度为0.70~0.98g/cm3。同位素测定显示成矿流体的氢氧同位素组成分别为δD水=-81.0‰~-90.0‰,δ18O水=0.1‰~2.3‰,说明成矿流体主要为大气降水,但在矿体深部可能有少量岩浆水的加入。热液方解石碳同位素δ13C方解石=-1.2‰~2.9‰,显示其中的C主要来源于流体对流循环过程中对基底岩石中碳酸盐地层的溶解。综合成矿地质特征、成矿流体的证据与围岩蚀变类型,初步推断观山铜铅金矿为高硫型浅成低温热液金属矿床,沸腾作用可能是引起矿质发生沉淀富集成矿的重要因素之一。     

中国西部、东北地区湖泊沉积物中碳酸盐碳、氧和有机碳同位素组成及与环境的响应

湖泊沉积物中碳酸盐碳、氧和有机质碳同位素组成受湖泊环境介质的控制,可以有效地指示环境演化过程。通过对中国东北和西部青藏高原、新疆现代湖泊表层沉积物的碳酸盐的碳、氧同位素组成(δ13C、δ18O)、有机碳同位素组成(δ13Corg),以及有机质含量(TOC)、C/N分析研究,发现当湖泊中以浮游植物来源有机母质为主时,其δ13Corg为-30‰~-23‰;以硅藻为主的藻类来源时,δ13Corg为-30‰~-16‰;以挺水植物来源,δ13Corg为-30‰~-24‰;沉水植物来源,δ13Corg为-24‰~-16‰;以水生植物和陆生植物来源为主时,δ13Corg为-30‰~-20‰;当以陆生植物来源为主时,其δ13Corg为-26‰~-24‰。当西北地区半封闭湖泊表层沉积物中碳酸盐含量大于30%时,湖泊表现出δ13C、δ18O之间较好的正相关性,TOC主要以内源有机质来源为主。     

四川盆地下侏罗统自流井组湖相碳酸盐岩的碳、氧同位素特征及其古湖泊学意义

四川盆地侏罗纪的湖相碳酸盐岩主要分布于早侏罗世自流井组地层之中。在对四川自贡、重庆合川自流井组上部大安寨段中的湖相碳酸盐岩的碳、氧同位素进行分析后,根据其组成特征及其相关性,探讨其碳、氧同位素的古湖泊学意义。两条剖面上碳酸盐岩的碳、氧同位素在组成上存在一定的差异,自贡贡井—高硐桥剖面上,样品的碳、氧同位素均为负值,δ13C值在-4.49‰~-0.85‰之间,1δ8O值-9.14‰~-6.75‰之间,两者具有一定的相关性(γ=0.62);合川炭坝剖面上,样品的碳同位素正负均有,氧同位素均为负值,δ18O值在-8.52‰~-4.56‰之间,δ13C值在-3.46‰~1.62‰之间,两者也具有一定的相关性(γ=0.64)。通过与现代湖泊碳酸盐碳、氧同位素特征的比较,认为四川盆地早侏罗世自贡地区的湖泊为开放型的淡水湖泊,而合川地区为具有一定封闭性的微咸水湖泊。     

新疆准噶尔盆地西北部二叠纪玄武岩浆作用流体介质条件:流体化学组成及碳同位素制约

准噶尔盆地西北部深层分布着大量的二叠纪玄武岩,其发育的流体介质条件缺乏系统研究。本文采用二叠纪玄武岩岩心样品,对基质中的流体化学组成和碳同位素组成进行分步加热质谱法分析,结果表明二叠纪玄武岩的流体组成中H_2O的含量极高(平均13789mm3.STP/g),次要组分为CO_2、O_2、H_2S和N2等,CO_2和CH_4的δ~(13)C值(分别为-28.9‰~-15.8‰和-36.8‰~-21.9‰)位于地壳与甲烷氧化来源组分的范围内;CH_4、C_2H_6、C_3H_8和C_4H_(10)等甲烷同系物的碳同位素组成随碳数增高总体具有正序分布特征,400~800℃温度段释出CH_4的δ~(13)C值(-25‰左右)明显重于200~400℃的(-35‰左右),部分样品400~800℃的CH_4-C_3H_8存在碳同位素反序分布的特征,显示幔源流体挥发份特征,其中混入大量的沉积有机质热裂解成因烃类气体,应为俯冲蚀变大洋板片的沉积物脱出流体挥发份。大量的H_2O指示岛弧俯冲的再循环流体的加入,甲烷氧化来源特征的CO_2和CH_4碳同位素组成揭示经历了长期的风化过程,表明相关岩浆作用后遭受长期的抬升。     

塔里木盆地原油轻烃单体烃碳同位素组成特征

为探讨塔里木盆地原油类型和油源问题,运用色谱-同位素质谱分析技术,分析了该盆地塔中、塔北、塔东与库车地区的典型原油轻烃单体烃碳同位素组成。结果表明,不同结构轻烃化合物中,支链烷烃与环己烷系列比环戊烷系列更具明显的成因判识意义。2-甲基环戊烷2 mC_5、3-甲基环戊烷3 mC_5、3-甲基环己烷3 mC_6、环己烷CYC6与甲基环己烷mCYC_6等化合物的δ~(13)C在煤成油最高,δ~(13)C大于-21‰;湖相油次之,δ~(13)C位于-25‰~-22‰之间;再次之为寒武系-下奥陶统海相原油,δ~(13)C位于-27‰~-21‰之间,最轻的为上奥陶统海相原油,δ~(13)C小于-28‰。其碳同位素值可以较好的判别该盆地寒武系-下奥陶统海相油、上奥陶统海相油、湖相油与煤成油。优选的8个特征化合物碳同位素可以作为原油成因类型的划分标志,尤其是2-甲基环戊烷2 mC_5、3-甲基环戊烷3 mC_5、3-甲基环己烷3 mC_6、环己烷CYC6与甲基环己烷mCYC_6等化合物。特征轻烃化合物的碳同位素组成可成为不同成因原油的划分标志。     

麦盖提斜坡奥陶系碳酸盐岩碳氧同位素特征及其意义

依据实测的塔里木盆地麦盖提斜坡玉北地区41个碳酸盐岩碳氧同位素数据,结合岩石学方法,研究了碳氧同位素的组成、演化及其地质意义。数据显示,δ~(13) C值主要分布在-2.6‰~0.7‰,均值为-1.0‰;δ~(18) O值分布在-9.4‰~-3.5‰,均值为-6.9‰。玉北地区古盐度为118.39~126.34,平均为121.94。奥陶系碳酸盐岩淡水改造作用明显。碳氧同位素的组成和演化不但可以指示沉积环境,而且还与生物生产率以及古海平面变化呈正相关性:δ~(13) C的低值对应于局限台地台内滩亚相沉积环境;δ~(13) C的高值对应于开阔台地滩间海、台内滩亚相沉积环境。碳氧同位素组成还对成岩环境有明显响应:鹰山组δ~(13) C与δ~(18) O均向高负值偏移,表明经历过强烈的表生岩溶作用;蓬莱坝组δ~(13) C低—中负值,δ~(18) O表现为高负值,在白云岩储层中可见鞍状白云石及燧石,主要为深埋藏成岩环境;良里塔格组同位素特征为δ~(18) O高负值,δ~(13) C低正值,并且在进入埋藏岩溶阶段之前还经历过风化壳岩溶作用。     

江西信江盆地晚白垩世塘边组成壤碳酸盐岩碳、氧同位素特征

利用古土壤成壤碳酸盐岩稳定同位素组成估算古代大气CO_2浓度,是当前古气候环境研究的重要手段。对采自江西信江盆地晚白垩世圭峰群塘边组的成壤碳酸盐岩碳、氧同位素测试表明,δ13C(PDB)值在-4.30‰~-2.10‰之间,平均值为-2.84‰。δ18O(PDB)值在-6.62‰~-1.14‰之间,平均值为-3.62‰。由Cerling经验公式估算出晚白垩世Campanian晚期约75 Ma的大气CO_2浓度在782~1 420 ppmv之间,平均值为1 181 ppmv,是当今大气CO_2浓度的2~4倍。因此,基于信江盆地塘边组成壤碳酸盐岩的大气CO_2浓度估算结果,可能指示了晚白垩世Campanian晚期存在一个大气CO_2浓度高峰值,反映了晚白垩世大气CO_2浓度的波动性。     

渝东南地区五峰组—龙马溪组页岩气地球化学特征及其成因分析

在对渝东南地区五峰组—龙马溪组页岩现场解吸气样的气体组分和稳定碳同位素分析的基础上,对页岩气的成因类型和烷烃碳同位素倒转原因进行了探讨。渝东南地区五峰组—龙马溪组页岩气的甲烷含量高(94.33%~98.96%),非烃组分(主要包括N_2、CO_2)含量较少,干燥系数大于0.98,为典型的干气。甲烷、乙烷碳同位素值的范围分别为-49‰~-24.4‰、-39.4‰~-29‰,含气性较好的武隆地区Y1井气样烷烃气体呈现δ~(13)C_1δ~(13)C_2δ~(13)C_3的碳同位素"完全倒转"特征,含气性较差的酉阳地区Y2井气样烷烃气体基本具正碳同位素系列特征。天然气成因类型判识标志和图版分析表明,渝东南地区五峰组—龙马溪组页岩气为有机质高温裂解的油型气,是早期生成的干酪根裂解气和后期原油裂解气的混合气,这也是引起武隆地区Y1井气样碳同位素倒转的主要原因,同时这也可能与页岩气高产有关。     

西藏搭格架热泉型铯矿床同位素特征及形成过程

文章系统研究了西藏搭格架超大型热泉型铯矿床泉华的Si、O、C、Sr、Nd同位素特征,并探讨了矿床的形成过程。结果表明,泉华的δ30Si=-0.7‰~-1.5‰,平均为-0.9‰;δ18O=0.4‰~19.5‰,平均为8.4‰;δ13CPDB=-5.9‰~-0.1‰,平均为-2.8‰;87Sr/86Sr=0.71062~0.71247,ε(Sr)=85.9~112.1;143Nd/144Nd=0.51214~0.51225,ε(Nd)=-9.7~-7.6。这种同位素特点体现出CO2主要为壳源,其次为生物源,矿床中的铯来源于上地壳内的熔融岩浆。印度—亚洲大陆的碰撞作用,是导致硅华铯矿成矿作用的关键因素。成矿作用的因子分析结果表明,Cs的成矿作用与热水携带物质及氧化作用关系密切,因此这种矿床仅能形成于地表,而形成在地下和海底的可能性很小。Cs与SiO2没有明显相关性,反映出Cs与SiO2的来源不一致。矿床形成的主要因素是热泉水的脱气(CO2)、f(O2)升高和温度压力的骤然降低。     

重庆芙蓉洞洞穴沉积物δ13C、δ18O特征及意义

利用重庆芙蓉洞内各种新老沉积物的δ13C、δ18O以及对洞穴内的滴水、池水和洞外泉水的长期观测结果,发现芙蓉洞内的次生沉积物中氧同位素变化整体一致,处于稳定温度下(16℃)的平衡分馏状态。而且洞内滴水和池水的氧同位素也相当一致,反映了外界大气降水中氧同位素的年平均状态。芙蓉洞内各种沉积物中碳同位素变化范围很大,从0‰~-11‰均有分布。由于芙蓉洞内各种滴水以及池水中溶解无机碳(DIC)的δ13C变化约在-8‰~-11‰,显著偏轻于部分洞穴沉积物中的δ13C。通过研究从洞穴滴水到形成次生化学沉积物这个过程中的可能影响洞穴沉积物中碳同位素变化的因素,例如：洞穴温度、滴水高度和速率、CO2脱气、生物作用、矿物同质异相转换等,同时参考芙蓉洞内连续生长达37 ka的FR5石笋的碳同位素记录,发现以上可能的影响因素都不能完全解释芙蓉洞内次生沉积物中碳同位素的异常偏重现象。虽然芙蓉洞内广泛存在文石与方解石共存的次生沉积物,但是综合分析表明这些沉积物的氧同位素处于平衡分馏状态,可以用来进行古气候研究。不过在利用石笋碳同位素解释古环境变化时需要慎重,特别是在讨论由文石或文石—方解石混合构成的次生沉积物时。     

湘中地区奥陶系和震旦系含锰层中稳定同位素组成的沉积学新解释

湘中地区有中奥陶世和早震旦世两个重要的锰碳酸盐层。安化县附近的湘锰组含锰泥灰岩和锰白云岩的碳和氧同位素值分别为—2.69～—4.00‰PDB和—6.87～—14.04‰PDB。湘锰组MnCO_3有δ~(12)C值—7.44～—13‰PDB和δ~(18)O值—2.65～—13.03‰。磨刀溪组黑色页岩(中奥陶世)中的Mn-泥灰岩显示负的δ~(13)C值(—1.7～—6.56‰PDB)和δ~(18)O值(—11.67～—14‰PDB)。但结晶锰矿石有更高的负δ~(13)C(—4.70％～—17.79‰PDB)和δ~(18)O(—11.67～17.27‰)。本区存在三种锰碳酸盐岩C和O同位素演化趋势:(1)安化地区的锰灰岩为稳定的δ~(13)C趋势;(2)湘锰组黑色页岩中的MnCO_3具有同步趋势:(3)中奥陶世黑色页岩中的锰矿石具有强烈反向趋势。碳成岩作用对锰碳酸盐形成过程中C和O同位素组成影响很大。湘锰组碳酸盐来源为非生物成因的海洋CO_2和SR至Me带的有机碳加入有关。磨刀溪组结晶锰碳酸盐的主要来源是热解脱羧基带(D)。δ~(34)S也为生物来源(—8～—27.49‰CDT)。Mn(％)品位与δ~(13)C呈负相关关系。证据表明锰碳酸盐成因与海盆地缺氧事件和海底热水(喷气)沉积有关。     

河南舞阳经山寺铁矿床C-O-Si同位素成矿物质来源示踪

河南经山寺铁矿位于华北板块南缘,矿体形态为似层状、透镜状,铁建造以条带状铁矿石为主,含有少量的块状矿石,其顶底板围岩及矿体夹层主要为太华群铁山庙组大理岩。为探讨矿床成矿物质来源,对铁矿床进行碳、氧、硅同位素特征进行分析和研究,研究结果表明,矿化样品方解石的碳、氧同位素组成为δ13CV-PDB=-5.2‰~-1.4‰,δ18OV-SMOW=8.5‰~16.9‰,围岩大理岩样品方解石的碳、氧同位素组成为δ13CV-PDB=-1.0‰~1.6‰,δ18OV-SMOW=20.3‰~23.4‰,说明在成矿流体与围岩发生了水-岩反应,且流体与围岩发生了同位素交换,碳同位素组成主要由海相沉积碳酸盐岩经溶解作用提供的,且受中低温蚀变作用的影响,δ18OH2O组成值变化范围较大,指示热液体系可能为岩浆水和海水的混合热液。石英辉石磁铁矿矿石中石英的硅同位素组成为δ30SiNBS-28=-1.9‰~-0.4‰,围岩浅粒岩中硅同位素组成为δ30SiNBS-28=0‰,表明条带状铁建造中硅质来源于火山喷气作用,在变质成矿作用过程中硅同位素发生了动力学分馏作用,条带状铁建造中硅质沉淀造成δ30Si显示负值,综合分析认为,经山寺铁矿应属前寒武纪海底火山-沉积环境中热水化学沉积产物。     

小秦岭东桐峪金矿床稳定同位素地球化学及成矿物质来源

东桐峪金矿位于小秦岭金矿田中西部,矿体受韧性剪切构造带控制。为了确定矿床成矿流体和成矿金属来源,笔者系统研究了该矿床的3个成矿阶段S、C、H、O同位素组成特征。结果显示12件石英中包裹体水的δDH_2O变化范围为-78.1‰~-42.2‰;12件石英样品中第Ⅰ阶段δ~(18)OH_2O值为9.76‰~13.16‰;Ⅱ阶段δ~(18)OH_2O值为6.30‰~8.10‰;Ⅲ阶段δ~(18)OH_2O值为6.76‰~7.26‰。流体包裹体中CO_2的δ~(13)C值为-1.8‰~-2.5‰。16件硫化物δ~(34)S值为-3.7‰~+8.2‰。H、O、C同位素组成特点表明,水兼有变质水和岩浆水的特征,是太华群基底深熔作用蒸汽相的产物,其运动与长期的糜棱岩带活动有关。成矿流体中C主要来自地幔。S同位素组成特征表明矿石中S来自太华群或深部重熔的岩浆岩。     

珠江口盆地白云凹陷深层砂岩储层中碳酸盐胶结作用及成因探讨

通过各类薄片显微镜下鉴定与定量统计,阴极发光、扫描电镜、电子探针、碳、氧及锶同位素、流体包裹体均一温度测试等分析,开展了白云凹陷深水区珠江组和珠海组砂岩储层中碳酸盐胶结物的类型与期次、地球化学特征、成因机制研究。结果显示,存在三期碳酸盐胶结作用,早期主要为方解石,以高Ca、低Fe、低Mg为特征。但珠江组早期碳酸盐胶结物的同位素组成(δ~(13)C_(PDB):-2.43‰~0.29‰,δ~(18)OPDB:-9.79‰~-3.08‰,87 Sr/86Sr:0.7084~0.7109)与珠海组(δ~(13)C_(PDB):-9.37‰~-8.13‰,δ~(18)OPDB:-7.11‰~-7.09‰,87Sr/86Sr:0.7138~0.7142)有一定差异,前者是在浅埋藏阶段从碳酸盐过饱和碱性海水介质中沉淀出的产物;后者与碳酸盐过饱和的碱性淡水有关。中期主要为铁方解石,以高Ca、较高Fe、低Mg、碳和锶同位素组成变化范围较大(δ~(13)C_(PDB):-20.88‰~-5.29‰,δ~(18)OPDB:-11.1‰~-8.99‰,87Sr/86Sr:0.7093~0.7151)为特征,其部分碳源与有机酸脱羧作用产生的CO_2有关,另一部分碳源(δ~(13)C_(PDB):-5.38‰~-5.29‰)可能与深部物质有关。形成碳酸盐胶结物所需的Ca2+、Mg2+、Fe2+等离子来源于砂岩中长石等碎屑的溶蚀、黏土矿物的转化以及深部热液流体。晚期主要为铁白云石(δ~(13)C_(PDB):-2.83‰~-1.83‰,δ~(18)OPDB:-9.45‰~-5.77‰,87Sr/86Sr:0.7101~0.7162),以高Fe、高Mg、较低Ca、碳同位素组成与同期海水基本一致为特征,87Sr/86Sr值低于正常成岩演化形成的碳酸盐,该期碳酸盐胶结物的形成与砂岩中生物碎屑以及先期碳酸盐胶结物的溶蚀再沉淀有关,部分可能受到深部热液流体的影响。     

华北晚古生代煤中一种碳同位素地层学型式及其古气候含义

本文给出了内蒙古色尔腾山区下佘太组至拴马桩组、太原西山煤田本溪组至山西组和安徽淮南煤田山西组至上石盒子组等52个煤层的碳同位素数据。这些煤层均为腐植煤,不同煤层的δ~(13)C值在-26.20‰～—22.10‰之间波动,均值为-24.16‰,与我国各时代煤的δ~(13)C均值(-24.4‰)十分接近,但明显有别于冈瓦纳煤和藻煤(其δ~(13)C值分别为-22.70‰和-30.80‰)。上述三地煤中δ~(13)C值包括从纳缪尔(Namurian)晚期至卡赞期(Kazanian)的各地质时段。按各煤层所在岩组的地层对比关系组构的华北石炭纪—二叠纪煤的碳同位素地层学型式表明。δ~(13)C值在斯蒂芬期(Stephanian)、亚丁斯克期(Artinskian)和卡赞期呈现大约2.5‰～3.0‰的负迁移,这种负迁移与煤级、煤的显微组分及成煤植物种类可能无关,而是优势成煤植物(乔木状石松类)所记录的环境大气CO_2的碳同位素组成之变化,煤与有机物、碳酸盐岩的碳同位素组成的变化一样,可用地球碳存储体的大规模过程来解释。陆—陆碰撞对全球碳循环起主导作用,石炭纪、二叠纪,是全球各主要陆块