中国南方震旦系陡山沱组Sm-Nd同位素年龄测定

越来越多的证据证明,末元古代是地质发展史和生物发展史上一个极其重要的历史阶段,末元古代地层目前正成为国际上地层学研究的“热点”之一.然而,由于晚元古界目前缺乏明确可靠的化石带序列,并且研究人员对末元古代地层的同位素地质年龄数据有较大的分歧和争议,因而当前未元古界研究面临的一个突出问题就是解决全球地层对比和关键界线层位的时序标准.晚震旦世陡山沱期是南沱冰期后第一次生物爆发期,又是我国南方重要的磷、锰和重晶石等矿产形成期,是末前寒武纪的重要时期之一.     

贵州瓮安震旦纪陡山沱期含磷层位微化石再研究

对贵州瓮安震旦纪陡山沱期含磷层位微化石进行再研究。通过形态及细微结构的详细观察,认为内含针状物的疑源类石有可能归属原始海绵动物,但部分软组织的解释存在问题,确切的结论仍有待于深入研究,对此项研究的科学意义及今后进一步深入研究的关键问题提出见解。     

四川城口陡山沱组的Epiphyton锰质叠层石

一、地质概况 上扬子地台北缘展布着震且纪陡山沱期锰矿沉积成矿带.Epiphyton锰质叠层石发现在成矿带东段高燕锰矿的太山村采坑。在高燕一带,陡山沱组厚度50—60m,下部是夹有砂岩、石煤的碳质泥岩,上部是含锰泥质白云岩,在泥岩和白云岩之间是厚度1.5—2.5m的锰矿层.矿层多呈薄层状并夹有薄厚不等的含锰碳质泥岩.据显微镜、扫描电镜观察和X-射线衍射、X-射线能谱测试结果,组成矿石的主要矿物是钙菱锰矿,其次是少量的石英、白云石、锰白云石、黄铁矿、伊利石和有机炭等.锰质叠层石是矿石类型之一,呈数毫米至数厘米厚的薄层夹在矿层的中部(图1-A)。     

扬子地台新元古代陡山沱期磷酸盐化生物群

扬子地台新元古代陡山沱组沉积于南沱冰期之后。埃迪卡拉动物群出现之前、在陡山沱组燧石层、炭质页岩和磷块岩中保存了多样的反映晚新元古代生物面貌的埋藏学窗口，其中尤以磷酸盐化窗口最为引入注目、继在贵州瓮安陡山沱组磷块岩中首先发现精美保存的磷酸盐化生物群之后，近年来在中国扬子地区的陕西勉县茶店、湖北保康白竹磷矿和江西上饶朝阳磷矿的陡山沱组磷块岩中也相继发现了相似的化石组合、陡山沱组磷酸盐化化石组合以及在燧石层和页岩中的标本提供了一个清晰和完整的新元古代晚期生物演化的图画，并表明多细胞真核生物在新元古代冰期之后发生了非常显著的分异。     

三峡地区埃迪卡拉系陡山沱组帽碳酸盐岩的微量元素和稀土元素研究

三峡地区九龙湾剖面陡山沱组帽碳酸盐岩中氧化还原敏感元素的含量表现出两期明显的富集, 分别出现在帽碳酸盐岩底界以上0.8 和3.3 m附近, 是由于甲烷的渗漏和氧化造成短暂的还原环境. 帽碳酸盐岩中REE+Y配分呈现3种基本形态, 下部2.45 m内显示淡水环境, 与冰期之后的冰融淡水涌入吻合; 帽碳酸盐岩底界之上2.45 ~ 3.3 m可能因为深部海水的上涌混合, 表现出与古海水相似的形态; 在3.3 m以上受成岩作用的影响, 转变为HREE亏损的“帽型”配分形态. 3个阶段REE+Y配分形态的转变展示了冰期后浅海先是以淡水为主导(且因甲烷渗漏氧化出现短暂缺氧), 随着海进和深部海水上涌、淡水融入大洋盆地及后来浅海浮游(微)生物的繁盛, 造成水/沉积物界面附近又缺氧的过程.     

峡东震旦系陡山沱组宏体化石的新发现

报道峡东地区震旦系陡山沱组的两个宏体化石新层位. 化石发现在湖北省秭归县三斗坪镇新测制的南华系-震旦系剖面的陡山沱组中. 化石点分别位于陡山沱组下部及中部黑灰色钙质及泥质页岩夹层中, 包括大量Chuaria和Tawuia等宏体化石, 是层位低于“庙河生物群”的宏体化石新层位. 这表明南沱冰期以后宏体多细胞生物的“复苏”和“辐射”是逐步实现的, 最初以Chuaria等简单盘状宏体化石为主, 逐步发展最终达到陡山沱晚期以多门类宏体化石辐射为特征的庙河生物群的水平. 峡东地区震旦系陡山沱组宏体化石的新发现为相关地层的对比提供了新依据.     

对贵州瓮安陡山沱磷块岩中针状结构物的新认识

对贵州翁安磷块岩中针状结构物进行了光学显微镜和电子扫描显微镜观察和研究,没有证实前人将针状结构物作为海绵骨针的解释。在被观察的大量针状物中,没有见到令人信服的轴沟,而单轴针状物与明显成岩结晶束状物及哑铃状物一起保存,表明单轴针状物可能也是在成岩期形成。对包含丰富单轴针状物的内碎屑（无机成因及球形疑源类或藻类定形群体的成岩残留体）的能谱检测分析,没有发现有意义的硅。据此认为,对陡山沱磷块岩中微小针状物作为海绵骨针解释的证据是不充足的,并且没有与成岩期形成的结晶矿物加以区别。     

湖北宜昌樟村坪埃迪卡拉系陡山沱组微体化石新材料及锆石SHRIMP U-Pb年龄

湖北宜昌樟村坪位于峡东黄陵背斜北翼, 区内埃迪卡拉系陡山沱组沉积序列与贵州瓮安地区相似. 在其上部硅磷质结核中发现大量以具刺疑源类为主的微体化石, 微体化石组合面貌显示出与瓮安磷酸盐化生物群和峡东硅化生物群具有明显的相似性, 表明樟村坪地区陡山沱组可以作为贵州瓮安与峡东地区陡山沱组地层对比的桥梁. 同时, 还报道了在该区陡山沱组中部暴露间断面之下火山岩夹层中所获得的锆石SHRIMP Ⅱ U-Pb年龄(614.0±7.6) Ma. 这是首次在陡山沱组中部获得锆石年龄, 这一结果不但丰富了扬子板块埃迪卡拉系陡山沱组的同位素测年数据, 也为埃迪卡拉纪年代地层的精确划分提供了一个新的数据; 该数据也将扬子板块陡山沱组中部普遍发育的暴露间断面的地质时代均限定在晚于(614.0±7.6) Ma, 同时, 这一数据将黔中地区陡山沱组中部暴露间断面之上出现的磷酸盐化生物群的地质时代也限定在晚于(614.0±7.6) Ma.     

影响湖泊沉积物有机碳同位素变化的新因素

正[本刊讯]中国科学院地质与地球物理研究所新生代地质与环境研究室古生态学科组的旺罗副研究员及其合作者的研究显示:在北方,由冰冻期长短控制的湖泊生物生长期,引起生活在不同水动力条件下的底栖和浮游硅藻相对含量的变化,是控制湖泊有机碳同位素变化的重要因素之一。该研究成果发表在Organic Geochemistry,2013,54:62-68。     

中元古代雾迷山组碳酸盐岩碳和氧同位素组成及海平面变化

北京十三陵地区雾迷山组(1310～1207 Ma)白云岩的δ13C数值范围从-1.5‰～1.5‰ (PDB),δ18O数值范围一般为-4‰～-5‰ (PDB).它们碳同位素组成具有旋回性变化的特征.δ13C从地层层序的边界发生正偏移,至1.5‰(PDB),然后发生负偏移至-1.5‰(PDB).有时,在δ13C为负值的层段δ18O数值较高,约为-4.0‰(PDB).碳、氧同位素组成的这种特征可能与海平面变化相关.     

乙酰唑胺对莱茵衣藻和小球藻碳同位素分馏的影响

沉积物中的藻类稳定碳同位素分析已成为研究古环境的一个重要指标.然而,在一些水生生态系统中,使用现有的模型预测藻类碳同位素分馏时会出现较大偏差.这种偏差,会影响预测古环境中二氧化碳浓度的精度.虽然一些修正模型既考虑了环境因素,     

沉积物的单体异构和环烷烃碳同位素研究

对抚顺油页岩中异构和环烷烃进行了分离, 研究了单体碳同位素组成特征, 探讨了其生物地球化学意义. 结果表明, 使用5Å分子筛长时间冷络合的方法, 使其饱和烃中异构和环烷烃与正构烷烃完全分离, 满足了GC-IRMS的分析要求. 异构和环烷烃单体碳同位素组成指示了它们主要来自养光合藻类、化学自养细菌(δ¹³C值为−33.4‰~−39.0‰)和甲烷自养细菌(δ¹³C值为−38.4‰~−46.3‰), 只有高碳数2-甲基-异构烷烃δ¹³C值反映了高等植物的成因. C₃₀ 4-甲基甾烷碳同位素组成最重(δ¹³C值为−22.4‰), 表明其先质甲藻所利用的碳源或生长条件有所不同. 藿烷异构体之间δ¹³C值的变化规律说明它们异构化过程中富集¹³C的先质优先被异构化. 对甲烷自养细菌成因藿烷的认识揭示了有机质的生物地球化学强烈改造作用和有机碳的循环过程.     

桂东北苗儿山-越城岭南西部岩体和矿床同位素年龄及华南印支期成矿分析

桂东北苗儿山-越城岭岩体是南岭成矿带西段出露面积最大的复式岩体,出露面积超过3000km2,由早期岩基及晚期小岩体组成.早期岩基主要为中粒斑状黑云母花岗岩,晚期岩体主要为白云母花岗斑岩及白云母二长花岗岩.岩基内外接触带发育一系列W-Sn-Mo-Pb-Zn-Cu矿床,形成矿集区.本文分析了苗儿山-越城岭南西部早期岩基、产于岩基中云头界晚期赋矿岩体及云头界W-Mo矿床同位素年龄.苗儿山-越城岭岩基锆石LA-ICP-MSU-Pb年龄:228.7±4.1Ma,MSWD=2.49,可能发育一期锆石LA-ICP-MSU-Pb年龄为243.0±5.8Ma,MSWD=2.62的岩浆活动.云头界晚期赋矿岩体锆石LA-ICP-MSU-Pb年龄216.8±4.9Ma,MSWD=1.44;云头界W-Mo矿床辉钼矿Re-Os等时线年龄216.8±7.5Ma,MSWD=11.3.苗儿山-越城岭南西部岩基、晚期赋矿岩体及矿床同位素年龄表明南西部岩基、晚期岩体及相关矿床都是印支期形成的,苗儿山-越城岭岩基内外接触带矿床主要和晚期岩浆活动有关;实验获得的同位素年龄及前人华南印支期花岗岩及矿床同位素年龄表明,华南不但经历了燕山期大规模岩浆成矿事件,也经历了印支期成岩成矿事件,有很好的找矿前景,今后应注意华南印支期矿床的找矿工作.     

南黄海悬浮体和沉积物的物质来源和运移:来自碳稳定同位素组成的证据

利用1998年5月航次中所采集的南黄海海域7个断面、67个站位、5个层次的284个悬浮体样品和64个底质沉积物样品, 分析测定了样品的悬浮体浓度和悬浮体与底质沉积物中的有机碳稳定同位素组成, 以研究悬浮体和沉积物的物质来源和运移过程. 由悬浮体浓度和颗粒有机碳δ ¹³C值的分布特征分析得出了南黄海沉积物搬运的主要格局. 由此格局可以认定, 在陆源物质向南黄海中部深水区的输送过程中底层起着比表层更为重要的作用. 黄海环流是决定南黄海沉积物搬运格局的一个重要控制因素. 由沉积有机质的碳同位素信号证实, 山东水下三角洲高沉积速率沉积物的主要物质来源是现代黄河物质. 在南黄海深水区的陆源沉积物主要来自废黄河物质和现代黄河物质, 现代长江物质所占比例相对较少. 来自朝鲜半岛的陆源物质其数量和影响范围都是有限的. 由悬浮体和碳稳定同位素得出的结论得到了另一个独立的物源指示剂——多环芳烃的进一步证明.     

成壤钙结核孔隙和基质碳酸盐碳同位素对比及其对碳酸盐成因的指示意义

成壤碳酸盐碳同位素常被用于古环境研究, 而原生碳酸盐的干扰会使其碳同位素值发生改变. 为了建立判定成壤钙结核中是否存在原生碳酸盐的实验方法, 对黄土高原地区中新世黄土中23个成壤钙结核孔隙和基质部位进行了微形态鉴定和碳酸盐碳同位素测试. 结果表明, 同一个钙结核基质(B)与孔隙(A)碳酸盐碳同位素差值(δ¹³C_(B–A))范围为−0.16‰~0.44‰, 其中基质中含原生碳酸盐的钙结核的δ¹³C_(B-A)值范围为0.27‰~0.44‰, 大于测量误差(±0.2‰), 而不含原生碳酸盐的钙结核的δ¹³C_(B-A)值范围为−0.16‰~0.13‰, 在测量误差之内. 由此, 得到利用碳同位素手段判断黄土钙结核中是否含有原生碳酸盐的简便方法, 将δ¹³C_(B-A)的值在测量误差之内作为判断钙结核中不含原生碳酸盐的碳同位素标准.     

北半球中纬度3个典型区域末次冰期以来土壤有机质稳定碳同位素变化的差异及其原因分析

针对北半球中纬度地区3个典型区域末次冰期以来土壤有机碳同位素记录之间存在的差异, 收集了相关的气候数据并结合前人现代过程研究的结果进行了有关的分析. 得到的认识表明: 温度, 特别是生长季节的高温对C₄植物生长具有明显的影响. 年均温和生长季节温度低至一定程度后, C₄植物的生长受限. 即使温度足够高, 生长季节异常干旱也不适于C₄植物生长. 当温度条件满足以后, C₄植物适应的降水范围较宽, 而当降水增加到适合乔木生长时, C₄植物比例将下降. 古植被记录与现代植被研究结果是一致的, 欧洲黄土记录的该区域末次冰期以来植被为纯C₃植物主要是由当地的低温造成的, 而中国黄土和美国中部大平原及其临近区域记录的晚更新世向全新世转化过程中的C₄植物比例上升可能主要反应了温度上升的影响.     

甘肃西峰黄土-古土壤剖面的碳酸盐与有机碳的碳同位素差值(Δδ13C)的变化及其古环境意义

选取位于黄土高原中部的甘肃西峰剖面作为研究对象, 分析了该剖面末次间冰期以来土壤有机碳和全岩碳酸盐的碳同位素组成变化. 该剖面的土壤有机碳同位素组成(δ¹³C_SOM)变化范围为−23.8‰~−20.2‰, 间冰期偏高, 冰期偏低. 全岩碳酸盐的碳同位素组成(δ¹³C_TC)变化范围为−8.5‰~−3.6‰, 但总体显示出与δ¹³C_SOM值相反的变化趋势, 即δ¹³C_TC值在冰期偏高, 而在间冰期偏低. 土壤无机碳酸盐碳同位素与有机碳同位素的差值(Δδ¹³C)的变化范围为14.1‰~19.4‰, Δδ¹³C值的大小反映了源区原生碳酸盐物质在全岩碳酸盐中所占相对比例的多少. 据此, 计算了西峰剖面源区碳酸盐的贡献: 在黄土沉积阶段, Δδ¹³C值较大, 源区碳酸盐与次生碳酸盐的相对比例最高可达6:4; 而在古土壤(弱古土壤)阶段, Δδ¹³C值较小, 原生碳酸盐物质的相对比例低. 同时, 由于风尘颗粒包含了原生碳酸盐物质, 研究认为黄土沉积中的Δδ¹³C值变化指示了粉尘对黄土高原的贡献程度.     

南海北部陆坡NH-1孔沉积物中自生硫化物及其硫同位素对深部甲烷和水合物存在的指示

海洋沉积系统中较高的甲烷浓度和通量是水合物形成的重要物质基础. 向上迁移扩散的甲烷在硫酸盐-甲烷交接带(SMI)与硫酸盐反应生成硫化物矿物. 保存在沉积物中的自生硫化物及其硫同位素可以用来有效地指示甲烷通量和SMI深度, 进而指示深部水合物形成或存在的可能性. 通过对中国南海北部陆坡水合物可能存在区域NH-1孔柱状样岩芯沉积物中硫化物及其硫同位素的研究发现: (1) 沉积物中黄铁矿含量较高, 矿物颗粒较大; (2) 沉积物中酸可挥发性硫化物(AVS)峰值(>2 μmol/g)最浅深度位于437.5 cm, 大于自生黄铁矿相对富集的深度(141.5~380.5 cm); (3)在262.5~380.5 cm间沉积物中自生黄铁矿中硫同位素δ³⁴S具有显著的正异常值(最大+15‰), 其他深度均为数值稳定的负异常; (4) δ³⁴S正异常出现在自生黄铁矿相对富集区. 与Jorgensen等对黑海沉积物硫化物的研究结果相比较, 这些特征表明研究区域的SMI下边界深度为(或曾经在)437.5~547.5 cm, 反映了向上迁移扩散的甲烷通量具有(或曾经具有)异常高值. 这一结论与蒋少涌等通过孔隙水硫酸盐梯度和刘坚等通过顶空气甲烷异常在研究区邻近海域所获得的结果相吻合. 表明研究区海域深部形成或赋存水合物的可能性很大. 沉积物中自生硫化物及其硫同位素可用作寻找水合物有效的地球化学指标之一.     

华夏地块古元古代基底的加里东期再造: 锆石U-Pb年龄、Hf同位素和微量元素制约

应用LA-ICP-MS U-Pb同位素原位微区定年方法及Hf同位素和微量元素分析方法, 对闽西北天井坪地区混合岩中花岗闪长质新成体的锆石进行了系统研究. 这些锆石具环带结构, Th/U比值较高(多数大于0.1), 稀土元素配分型式左倾(富集HREE), 具明显正Ce异常和负Eu异常, 类似于岩浆锆石和深熔作用成因锆石的特征. 锆石²⁰⁶Pb/²³⁸U加权平均年龄为(446.8±2.2) Ma(95% conf., MSWD=0.88), 为加里东期再造的产物. 锆石的ε_Hf (t)值变化范围为-13.3 ~ -9.7, 显示物源具壳源性质; 其二阶段Hf模式年龄为1.7 ~ 1.9 Ga, 指示混合岩的原岩形成于古元古代. 其寄主岩混合岩新成体具过铝质钙碱性花岗岩的特征, 稀土元素配分型式和微量元素蛛网图显示它们具有与大陆上地壳岩石相似的特性. 结合前人的研究, 判断天井坪地区华夏地块基底物质形成于古元古代, 在加里东期经历了强烈再造和深熔作用. 该区古元古代变质基底加里东期再造的认识, 为深入研究华夏地块加里东时期的构造演化及其与扬子地块的相互作用提供了新的依据.