青藏高原北部新生代湖相碳酸盐岩碳氧同位素特征及古环境意义

对青藏高原北部地区新生代陆相地层中湖相碳酸盐岩进行了系统采样分析，以碳氧同位素作为古环境和古气候变化的替代指标,试图从古湖泊演化的角度，阐明高原新生代早期环境演变历史和过程。研究结果表明，该区所有分析样品中生物碎屑灰岩类样品的δ¹⁸O和δ¹³C显示最低值，反映它们沉积在一个水体滞留时间短的开放性淡水湖泊系统中。泥晶灰岩类样品的δ¹⁸O和δ¹³C之间具有正相关关系，表明它们发育在蒸发作用明显的封闭性咸水湖泊体系中，而叠层石灰岩类明显富集13C可能与微生物活动有关。从始新世到渐新世至中新世，湖相碳酸盐岩δ¹⁸O值具有逐渐增大的趋势，δ¹³C则由古近纪的负值变为新近纪的正值，反映该区古湖泊系统经历了一个由开放到封闭的过程，预示古近纪到新近纪之交高原古气候格局发生了重大变革。     

中国湖相碳酸盐岩碳氧同位素时空特征及其古湖泊学意义

湖相碳酸盐岩是一种分布极其广泛的陆相碳酸盐岩。中国湖相碳酸盐岩沉积始于二叠纪—三叠纪,经侏罗纪—白垩纪发展,鼎盛于古近纪,具有沉积时间跨度长、分布面积广的特征。碳酸盐岩发育方式多样,常以多个单层、薄夹层状、互层状、韵律沉积为主,也见以结核状或钙质微体化石等薄层赋存于泥岩、页岩等细粒碎屑岩中。湖相碳酸盐岩δ¹³C值介于-10.0×10^-3~+10.0×10^-3之间,多数为-5.0×10^-3~+5.0×10^-3,正负值均有。二叠系—三叠系δ¹³C发生负偏,侏罗系—白垩系先正向漂移随后负偏,古近系—新近系再次正偏,达最大值约+5.0×10^-3。氧同位素δ¹⁸O值介于-20.0×10^-3~+2.0×10^-3之间,多数为-15.0×10^-3~-0.0×10^-3,几乎全部为负值。二叠系—三叠系、侏罗系—白垩系碳酸盐岩δ¹⁸O值在-15.0×10^-3~-3.0×10^-3之间变化,古近系—新近系δ¹⁸O值明显正偏移,多数位于-10.0×10^-3~0.0×10^-3。中国湖相碳酸盐岩碳氧同位素相关性分析表明,δ¹³C与δ¹⁸O密切相关,且δ¹³C值多正值或轻微负值,指示湖泊为封闭型咸水—半咸水环境;δ¹³C和δ¹⁸O不相关,δ¹³C值为负值,指示湖泊为开放型淡水环境。     

柴达木盆地南翼山地区新近系湖相碳酸盐岩成岩环境初探——碳、氧同位素和流体包裹体证据

柴达木盆地南翼山地区新近系储层类型主要为湖相碳酸盐岩.用碳、氧同位素和流体包裹体方法研究湖相碳酸盐岩的形成环境结果表明,碳酸盐岩总体形成于高盐度环境,局部地区浅层样品在成岩过程中遭受过大气淡水的改造.根据孔隙充填胶结物中流体包裹体的均一温度,推断胶结物形成于储层深埋阶段,随后地层发生抬升,导致现今较低深度的包裹体样品具有较高的均一温度.     

三峡地区震旦系碳酸盐岩碳氧同位素特征

本文对三峡地区秭归庙河陡山沱组第一段至第三段，宜昌棺材崖陡山沱组第三段上部至灯影组底部以及四溪灯影组石板滩段和白马沱段碳酸盐岩碳氧同位素组成特点的研究结果表明，三峡地区震旦系碳同位素组成与全球新元古代广布的后Martinoan冰期地层δ^13C的分布模式基本一致，本文还讨论了地层中碳同位素组成与生物演化和地层层序发展的关系，指出陡山沱组一段白云岩中δ^13C的负异常可以作为震旦系底界划分的标志，最晚Varanger冰期在三峡地区由陡山沱组三段上部出现的三级层序界面所替代，震旦系内部陡山沱组一段和三段可能形成于Marinoan冰期之后，伊迪卡拉生物分异发展之前，而陡山沱组四段及上覆灯影峡组则大致与国外伊迪卡拉期地层对比。     

西秦岭北缘漳县渐新统—中新统湖相碳酸盐岩碳、氧同位素特征及意义

位于西秦岭北缘的漳县盆地渐新统—中新统时期沉积大量湖相碳酸盐岩,其碳、氧同位素特征对揭示这一时期青藏高原东北缘的古环境和古气候具有重要意义。碳、氧同位素研究表明,漳县盆地湖相碳酸盐岩δ¹³C_V-PDB值介于-7.6‰～-2.0‰,平均值为-5.04‰;δ¹⁸O_V-PDB值介于-9.11‰～1.12‰,平均值为-2.10‰。δ¹⁸O_V-PDB值与现代封闭湖泊一致,显示漳县盆地在渐新统—中新统是封闭湖泊,古温度平均值为17℃,比现代平均气温高10℃左右,且剖面中含有石膏和芒硝,表明漳县盆地在渐新统—中新统处于较温暖干旱的气候环境;同时,古盐度Z值平均值为116,所以漳县盆地在该时期是一个封闭的半咸水陆相湖泊。通过δ¹³C_V-PDB值可知,其生产力较高,但由于古湖水中含有硫酸盐细菌,还原反应影响有机质的保存,故δ¹³C_V-PDB值偏负。漳县盆地渐新统—中新统古环境和古气候变化...     

豫西宜阳地区三叠纪早期孙家沟组上段湖相碳酸盐岩碳氧同位素和古环境分析

孙家沟组是华北板块二叠纪和三叠纪转折时期的沉积记录,选择记载气候变化的材料,揭示气候的连续性变化,对于分析华北板块在这一转折时期古环境的重大变革具有重要意义。本项研究选择地层出露良好的华北板块南部豫西宜阳地区,以孙家沟组上段呈韵律型发育的薄层碳酸盐岩为研究对象,分析这些碳酸盐岩层中碳酸盐矿物的碳氧同位素组成及其变化,结合宏观沉积环境的分析,揭示这些碳酸盐岩层的成因,以及它们所蕴含的古环境信息。研究表明,孙家沟组上段碳酸盐岩的碳酸盐矿物主要为自生碳酸盐,且没有发生显著的后期变化,碳氧同位素组成及其变化可以用于古环境的重建。根据孙家沟组上段碳酸盐岩碳氧同位素的组成和受控因素,结合宏观沉积环境分析,认为孙家沟组上段的盐酸盐岩形成于湖盆环境。δ~(18)O-7.97‰时,δ~(13)C和δ~(18)O呈明显的正相关关系,湖泊处于封闭环境,碳酸盐矿物富含白云石,且结晶程度较差;δ~(18)O-7.97‰时,δ~(13)C和δ~(18)O呈明显的负相关关系,湖泊处于开放环境,碳酸盐矿物富含镁方解石,且结晶程度较好。根据孙家沟组上段由下部到上部碳酸盐岩碳氧同位素的变化,揭示出当时的湖泊环境经历了由相对开放到相对封闭,再到相对开放的演化,并显示出温度变低,湿度变小,植被变差的演化趋势。孙家沟组上段湖泊环境的形成可能与南部北秦岭造山带的隆升有关,薄层碳酸盐岩层与上覆紫色泥岩层组成的韵律层主要与气候变化引起的降雨量有关。孙家沟组上段所记录的古环境及其变化与全球二叠纪末期生物大灭绝以后陆地环境的变化规律相吻合。     

辽西下白垩统义县组湖相碳酸盐岩碳氧稳定同位素组成及其沉积环境

通过辽西义县盆地上白垩统义县组湖相碳酸盐岩碳氧稳定同位素组成,分析了赋存热河生物群的义县盆地湖湘沉积环境.该地层序列中碳酸盐岩的δ13C值在-4.825‰～6.870‰之间;δ18O值在-16.190‰～-7.143‰之间,均呈负值,这表明当时水文特征趋于封闭,气候炎热干燥,湖水温度和盐度均较高,火山活动可能是影响义县...     

湖相碳酸盐氧碳同位素的相关性与生油古湖泊类型

对山东东营盆地和南海珠江口盆地早第三纪生油层中的湖相碳酸盐氧碳同位素进行了分析。结果显示，前者δ^18O多为负值，δ^13C基本为正值，两者之间相关性强，相关系数大于0．8，而后者δ^18O和δ^13C均为负值，两者不相关。通过与现代湖粕碳酸盐氧碳同位素特征的比较，得出东营盆地早第三纪生油湖泊为封闭型咸水或半咸水湖，珠江口盆地早第三纪生油湖泊为开放型淡水湖，这一结论与两盆地生油层的沉积学和古生物学证据相一致，说明利用湖相碳酸盐氧，碳同位素的特征及其相关性可以判断生油古湖泊的类型。δ     

根据湖相沉积碳氧同位素估算青藏高原古海拔高度

青藏高原湖相沉积碳氧同位素、海拔高度与年均气温存在函数关系。对青藏高原南部14个不同海拔高度的第四纪湖相沉积露头,在剖面不同部位采集了35个湖相沉积样品,结合海拔高度与年均气温的相关分析,建立了湖相沉积碳氧同位素古海拔高度计。再对青藏高原南部、青藏高原北部、东昆仑南部和柴达木盆地不同地点出露的渐新世、中新世早中期、上新世—早更新世湖相沉积地层,分别取样进行碳氧同位素分析,计算不同时期的古年均气温和古海拔高度。结果表明,青藏高原大部分地区中新世早中期整体隆升至海拔约4000m高度,五道梁—东昆仑南部中新世早中期整体隆升至海拔约3500m高度,柴达木盆地中新世早中期隆升至海拔约2500m高度。这些资料对认识青藏高原隆升时代和气候环境演化具有重要意义。     

桂中合山组碳酸盐岩的氧,碳稳定同位素组成及古盐度和古温度

本文探讨了桂中晚二叠世合山组碳酸盐岩氧、碳稳定同位素的“年代效应”校正及古盐度与古温度计算问题,结果表明合山组煤系的碳酸盐岩形成于海相环境,校正后的δ~13C在0.07～4.75‰之间,z值>120,且Z值的梯度变化与沉积环境基本一致。用校正后的δ~18O计算出碳酸盐岩形成时介质古温度为12～37℃,且大多在19—29℃,说明晚二叠世该区属温暖或炎热的热带气候。     

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。     

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，及影响碳盐岩的δ＾１３Ｃ和δ＾１８Ｏ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δ＾１３Ｃ和δ＾１８Ｏ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。     

稳定氧碳同位素在碳酸盐岩成岩环境研究中的应用

笔者对湖北宜昌寒武系、奥陶系和鄂尔多斯布１井寒武系、任３井奥陶系的大量样品测试和研究结果表明大气淡水成岩环境中的δ１８Ｏ、δ１３Ｃ值均向较高负值漂移；正常和咸化海水成岩环境中δ１８Ｏ、δ１３Ｃ值均向高正值漂移；较深埋藏成岩δ１８Ｏ值向高负值漂移.且与埋深成反比，而δ１３Ｃ值相对较稳定或向低正值漂移。     

湘南泥盆系碳酸盐岩中氧、碳同位素组成特点

湘南泥盆系碳酸盐岩的沉积环境，可以区别为四种类型：台地相、广海陆棚相、生物礁相及台盆相。69个样品的氧、碳同位素分析结果表明，从台地-广海陆栅-台盆，随着沉积深度的增加，以及沉积环境由局限到开放的变化，碳酸盐岩的氧、碳同位素组成具有同步增加的趋势。     

东营凹陷沙河街组湖相碳酸盐岩碳氧同位素组分及其古湖泊学意义

湖相碳酸盐岩的碳、氧稳定同位素分析能提供重要的环境信息。山东东营凹陷沙河街组湖相碳酸盐岩主要分布在沙一段和沙四段。对47个碳酸盐岩样品碳、氧同位素组分的分析表明:沙一段、沙四中和沙四上亚段下部沉积时期东营湖均是程度不同的封闭型湖泊。古盐度和蒸发／降雨:沙四中亚段和沙四上亚段下部沉积时期＞沙一段沉积时期＞沙四上亚段上部沉积时期;古湖水面:沙四上亚段上部沉积时期＞沙一段沉积时期＞沙四中亚段和沙四上亚段下部沉积时期;古生产力:沙一段沉积时期＞沙四上亚段上部沉积时期＞沙四中亚段和沙四上亚段下部沉积时期。     

从氧、碳同位素组成看蓟县元古宙碳酸盐岩特征

蓟县元古宙碳酸盐岩出露广袤，厚度巨大，产状稳定，化石丰富，沉积形象众多。其内赋含的氧、碳同位素组成及其数值变化对成岩机制及沉积环境仍然蕴含着较清楚的内函关系。依据其数值演化，探讨了蓟县碳酸盐岩的成岩作用、古盐度，进而结合其沉积环境特征，阐释了碳酸盐岩，更主要是白云岩为原生沉积所成。     

碳氧同位素演化与碳酸盐岩层序地层学关系研究——…

结合碳酸盐岩层序地层分析，首次系统测定了马平组碳，氧同位素值，并对其演化规律与层序地层的关系进行了探讨，研究结果表明：马平组内δ＾１３Ｃ，δ＾１８Ｏ值变化范围分别是－２．５６‰～＋３．８９‰和－８．１６‰～－６．０２‰（ＰＤＢ）准层序为δ＾１３Ｃ值向上逐渐减小，海进体系域（ＴＳＴ）和高水位体系域（ＨＳＴ）内δ＾１３Ｃ值分别呈增加和减小的趋，层序界面处δ＾１３Ｃ，δ＾１８Ｏ值均表现为负异常，控制层序     

徐州地区下古生界碳酸盐岩的碳、氧同位素研究

在已有的对徐州地区下古生界碳酸盐岩详细岩石学研究基础上，系统测试了碳酸盐岩方解石和白云石的碳、氧同位素组成特征；地球化学和岩石学研究相结合，综合提取了碳酸盐岩碳、氧同位素组成的沉积、成岩地质信息；初步探讨了同位素组成的地层变化及其意义。研究结果表明：碳酸盐岩碳同位素组成特征可以指示沉积环境及其演化，开阔陆表海、灰质障壁砂坝、局限陆表海、潮下带、潮渠、藻坪诸沉积相间碳酸盐岩的δ^13C值表现出规律性变化，碳同位素组成变化曲线上的显著正偏移与海侵有关；碳酸盐岩氧同位素组成对成岩环境及其演化有明显响应，淡水成岩环境、潮上成岩环境、潮间成岩环境、潮下成岩环境和埋藏成岩环境具有不同的碳酸盐岩氧同位素组成特征；徐州地区大北望寒武系剖面地层界线附近都有碳、氧同位素组成变化的特征显示，研究工作证实了徐州地区下古生界同位素地层划分的可行性。     

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。     

青藏高原北部中新统五道梁群湖相沉积碳氧同位素变化及古气候旋回

通过对中新统五道梁群湖相沉积进行全岩心钻探和碳氧同位素测试,获得青藏高原北部中新世早期古环境变化和古气候旋回的重要地质记录.五道梁群约150 m湖相沉积以灰岩、白云质灰岩与泥灰岩为主.仅在深度50.0～51.0 m出现湖相沉积间断,上下均为连续湖相沉积.深度140～145 m湖相沉积碳氧同位素剧烈变化,碳同位素(δ13C/‰)出现2次最低峰值,氧同位素(δ18O/‰)出现2次最高峰值;深度140.7 m湖相沉积碳同位素(δ13C/‰)和氧同位素(δ18O/‰)同时出现极低值.对应于渐新世/中新世界线深海沉积记录的Mi-1全球古气候事件.深度140.7～14.2 m湖相沉积碳氧同位素记录了Mi-1期后7次1.2 Ma天文周期的古气候旋回,深度62.6～9.86 m湖相沉积碳氧同位素记录了9次周期约17.4 ka的古气候旋回.根据湖相沉积碳氧同位素记录的古气候旋回,推断青藏高原北部五道梁盆地中新世早期古大湖发育时期为(24.1±0.6)Ma～(14.5±0.5)Ma,年均气温变化范围为19～21℃,平均约20.0℃.