川东南地区石牛栏组碳、氧、锶同位素特征及其地质意义

前人对川东南地区石牛栏组地层已进行了大量的研究工作,但有关同位素地球化学方面的研究尚未见报道。本区石牛栏组沉积成因碳酸盐岩的碳同位素值与前人的研究结果一致,而氧同位素值则有所偏低;白云岩δ^13C值低,δ^18O值高,反映受成岩环境的影响较明显;裂缝中方解石的碳、氧同位素组成分布于两个不同的区间,说明不同期次裂缝充填物形成时的流体性质发生了明显的变化;沉积成因碳酸盐岩具异常低的锶同位素值,与前人研究结果有明显的差异,推测是受贫87Sr同位素的成岩流体的影响;晚期裂缝充填物锶同位素比值较高,也表明它们受到了地表淡水的影响。     

河蚬壳体不同断面碳、氧同位素研究

生物壳体碳酸盐的稳定氧、碳同位素已经被广泛地应用在古气候、古环境研究中,在生物壳体就位分析中,壳体不同断面上同位素的差异将影响对壳体同位素所指示的环境意义的判断,从而对利用其提取气候环境信息造成不利影响。本文对河蚬壳体不同断面碳氧同位素进行了研究,结果表明:河蚬壳体碳同位素变化序列在不同断面上不存在显著差异,因此在做碳同位素时间序列研究时可以不考虑不同断面差异的问题,在取样过程中可以通过延长取样的长度来获得足够量的样品进行碳同位素的测定;而氧同位素变化序列在不同断面上存在差异,因此在进行壳体就位分析研究时,选取不同断面上氧同位素变化序列对研究结果影响较大,存在壳体断面选择的问题,而在取样过程中取样的长度应控制在一定范围内,避免同一生长环上距离较远位置粉末的混合。文中最后根据壳体不同断面同位素差异确定了在壳体就位分析中如何选取研究断面。     

淡水双壳类壳体碳同位素研究：以河蚬（corbicula fluminea，Miiller 1774）为例

双壳类壳体碳酸盐（文石）稳定同位素组成已被广泛地用于古气候和古环境重建研究中,但是双壳类壳体碳同位素组成所指示的气候和环境意义一直是争议的问题。对双壳类河蚬（corbicula fluminea）进行了室内养殖,并选取两个壳体样品（壳高,A=13mm,B=9mm）,测定其生长部分壳体和生长期间水体碳同位素,研究表明,随着水体碳同位素的升高（δCmc由-5．24‰升至1．41‰）,两壳体碳同位素也随之升高,表明水体对壳体碳同位素的影响;δ13CA分布范围为-4．76‰-2．09‰,δ13CB为-8．49‰-2．89‰,壳体A和B碳同位素均比预测平衡值偏负,表明壳体在形成过程中利用了新陈代谢产生的富集12C的CO2。根据计算壳体A在实验中沉淀部分壳体利用新陈代谢碳的比例（M值）为24％～43％,平均值为33％;壳体B为33％～75％,平均值为58％。肘值随生物的生长呈下降变化,这说明在实验中河蚬主要是通过增加对DIC的吸收和利用来满足壳体生长对物质量增加的需求。     

淡水双壳类壳体碳同位素研究:以河蚬(corbicula fluminea,Müller 1774)为例

双壳类壳体碳酸盐(文石)稳定同位素组成已被广泛地用于古气候和古环境重建研究中,但是双壳类壳体碳同位素组成所指示的气候和环境意义一直是争议的问题.对双壳类河蚬(corbicula fluminea)进行了室内养殖,并选取两个壳体样品(壳高,A=13 mm,B=9mm),测定其生长部分壳体和生长期间水体碳同位素,研究表明,随着水体碳同位素的升高(δ13CDIC由-5.24‰升至1.41‰),两壳体碳同位素也随之升高,表明水体对壳体碳同位素的影响;δ13CA分布范围为-4.76‰～2.09‰,δ13CB为-8.49‰～2.89,壳体A和B碳同位素均比预测平衡值偏负,表明壳体在形成过程中利用了新陈代谢产生的富集12C的CO2.根据计算壳体A在实验中沉淀部分壳体利用新陈代谢碳的比例(M值)为24%～43%,平均值为33%;壳体B为33%～75%,平均值为58%.M值随生物的生长呈下降变化,这说明在实验中河蚬主要是通过增加对DIC的吸收和利用来满足壳体生长对物质量增加的需求.     

贵阳花溪河蚬壳体氧、碳同位素组成的特征

河蚬(Corbicula fluminea Müller,1774)是原产自我国及东南亚地区的一种淡水双壳类生物,后随船只的往来传遍了世界各地,是许多江河和湖泊生态系统中的关键物种之一,也是欧美等地河湖中数量最多的外来物种[1-4].河蚬具有惊人的气候和环境适应能力,对外界环境的变化,河蚬不像其他一些水生生物那样从一个生态系统中消失,而是改变自己去适应外界的变化,从而继续生存下去.为此,许多学者对它的地理分布、生态环境、形态结构及生长繁殖等方面做过专门研究.     

龙门山泥盆纪层序地层的碳,锶同位素效应

龙门山泥盆纪具准Ⅱ级Ｔ－Ｒ旋回的层序组，与碳、锶同位素地层曲线演化总趋势所反映的海平面升降变化规律基本一致，具极好的区域性和全球性对比意义。Ⅲ级Ｔ－Ｒ旋回层序，部分与同位素地层曲线拟合；部分有特征的异常高值波峰或低值波谷。同位素效应分别与正常海平面变化和有机碳高速埋藏、缺氧水体入侵、生物生态萧条或绝灭，以及构造和火山活动等区域性或全球性事件相联系，各具不同的区域性和全球性对比意义。     

川东地区早三叠世碳、锶同位素演化及地质意义

早三叠世作为地球发展史上一个高度的反常时期,人们对其关注程度远不及二叠纪/三叠纪界线。海相碳酸盐的碳、锶同位素组成与演化是了解重大突变期的生态环境事件和地球过程的重要切入点。根据前人公布的川东地区早三叠世锶、碳同位素数据,绘制同位素演化散点图,根据曲线的演化特征以及不同地区的对比,分析其控制因素和地质过程。研究表明,川东地区早三叠世锶同位素演化曲线单调上升,具有很高的全球一致性,由河流注入到海水的高放射成因的锶含量增加是加剧87Sr/86Sr比值单调上升的主要原因。碳同位素演化曲线在短时间内发生的一系列高频率、大幅度波动,大量的磷酸盐注入海洋使菌藻类大量繁殖,海洋的初级生产力增强,有机碳埋藏量增大,使δ13C偏高。甲烷水合物吸收与释放等暂时性效应不是引起曲线来回波动的主要因素,海洋水体倒转等持续性效应可以很好地解释曲线异常,但对其驱动机制有待进一步研究。此外δ13Ccarb和δ13Corg的同步研究并参考早寒武世是下一步研究的重点。     

扬子地台西缘宁蒗泸沽湖地区志留系沉积旋回及锶、碳、氧同位素特征

本系统研究了扬子地台西缘宁蒗泸沽湖地区志留系沉积旋回及海相碳酸盐岩的锶、碳、氧同位素特征，并对同位素曲线演化规律与海平面变化和区域地壳运动的关系进行了探讨。研究结果表明，本区志留系除底部有少量细碎屑岩沉积外，主要为浅海潮坪相碳酸盐岩沉积，其锶、碳、氧同位素值变化范围分别是0．7093～0．7196、-1．28‰～2．74‰和-1．302‰～-10．721‰；平均值分别是0．7114、0．984‰和-7．810‰。由于受区域地壳隆升运动的影响，同位素组成和同位素演化规律与海平面变化的关系并不明显。     

四川盆地南北缘志留系的锶和碳、氧同位素演化及其地质意义

通过对四川盆地北缘广元地区及南缘綦江地区上奥陶统及下志留统地层的８７Ｓｒ／８６Ｓｒ、δ１３Ｃ及δ１８Ｏ的系统测定,取得了沿地层剖面变化的同位素组成规律。研究结果表明,在盆地南缘８７Ｓｒ／８６Ｓｒ值高于地质历史中海水的平均值,其原因是本区为受板块内古陆控制的缓坡环境,大量陆源锶的混入增加了８７Ｓｒ／８６Ｓｒ的值。８７Ｓｒ／８６Ｓｒ值在上奥陶统至下志留统地层交界处、Ｒｈｕｄｄａｎｉａｎ／Ａｅｒｏｎｉａｎ（鲁丹期／艾隆期）交界处具正峰波动,反映了此时海平面的短时下降。但从Ｒｈｕｄｄａｎｉａｎ至Ｔｅｌｙｃｈｉａｎ（特里奇期）,８７Ｓｒ／８６Ｓｒ逐渐降低。从Ａｅｒｏｎｉａｎ至Ｓｈｅｉｎｗｏｏｄｉａｎ（舍因伍德期）早期,盆地南北缘的δ１３Ｃ值处于逐渐上升的过程之中,而δ１８Ｏ则相反。同位素的演化特征说明本区当时为海进时期,海平面不断上升,与全球性海平面变化相吻合。由于受区域构造运动的作用,Ｓｈｅｉｎｗｏｏｄｉａｎ之后的全球持续海进对本区无影响。     

西沙群岛西科1井碳酸盐岩稳定同位素地层学

西科1井由于矿化重结晶作用和白云岩化作用普遍发育, 无法采用传统的氧同位素地层学方法进行地层年代标定.但是该井δ13C变化曲线与南海及全球主要大洋的碳同位素变化曲线完全相同, 可以用来准确标定200 ka以来的地层年龄.该井0~50 m深度对应全球氧同位素1~7期, 5 m处地层时代为14 ka, 为氧同位素1期的底界年龄; 11.70 m处为氧同位素2期的底界, 年龄为29 ka; 13.90 m深度年龄为57 ka; 到35.65 m为氧同位素6期底界, 年龄为191 ka, 同时δ13C值表现出冰期低而间冰期高的特点, 取自25.21 m的珊瑚U-Th定年年龄为131.062±2.320 ka.通过碳同位素定年发现, 石岛缺失近代5 ka以来的沉积物, 在间冰期向冰期转换时因海平面下降造成碳酸盐台地暴露剥蚀.全球气候变化是石岛碳酸盐台地δ13C值发生突变的主要原因.      

西沙珊瑚锶温度计：便捷高精度海洋古水温代用指标

西沙群岛现代滨珊瑚1976－1994年生长期间Sr含量的高精度热电离质谱测定结果表明，Sr含量随季节发生周期性的变化，并与当地同期实测海水月平均温度变化相吻合，其Sr含量与实测海水温度相关系数为－0．94。这18年冬夏极端Sr含量与同期月温的相关系数可高达－0．98。Sr温度计误差小于0．5℃。     

西沙群岛新近纪白云岩形成条件的探讨：C、O同位素和流体包裹体证据

西沙群岛在下中新统上部、中—上中新统和上新统产三层白云岩、C、O 同位素测试结果表明,3层白云岩中,除第一层 X606号样品δ~(13)C 和δ~(18)O 为负值,分别为-1.71‰和-3.17‰外,其它样品δ~(13)C 和δ~(18)O 组成相似,均为正值,δ~(13)C 在0.80‰～3.16‰之间,平均为2.24‰;δ~(18)O 在0.56‰～5.23‰之间,平均为2.56‰。表明白云岩为准同生成因,与冰川事件引起的超浓缩海水有关。根据δ~(18)O 计算的海水盐度为34.52%～39.98%,平均为36.88%,温度为-8.80℃～14.89℃,平均为1.07℃。白云岩结构、矿物组成、包裹体类型和特征研究表明,白云石在后生成岩演化过程中,遭受埋藏成岩流体和热液流体的改造。根据包裹体测定,埋藏成岩流体盐度为2.07%～6.30%,平均为4.55%,温度为58.4℃～89.4℃,平均为72.8℃,密度为1.00～1.02g/cm~3,平均为1.01g/cm~3;热液流体盐度为0.53%～6.45%,平均为3.84%,温度为103.3℃～296℃,平均为155.6℃,密度为0.95～0.98g/cm~3,平均为0.96g/cm~3。测试结果表明,热液成分与地层水成分基本相同,大致与正常海水盐度相当或微咸。这说明岩浆作用主要为热液流体提供热量,并使地层水加热循环,而没有明显的物质成分供给。     

西沙群岛西科1井第四纪钙藻及其生态功能

对西沙群岛西科1井第四纪地层中的钙藻进行了初步研究, 共鉴定钙藻3科7属, 包括红藻门珊瑚藻科让氏藻属、蟹手藻属、珊瑚藻属、石枝藻属和石孔藻属, 以及绿藻门松藻科仙掌藻属和粗枝藻科伞轴藻属.通过对地层中钙藻形态功能的分析, 西科1井第四纪早期海水较深, 沉积环境为礁前相, 中期外礁坪和内礁坪交替沉积, 至晚期出现短时间的泻湖相之后沉积环境演变为礁后滩相.西科1井第四纪钙藻在造礁功能上主要体现在2个方面: (1)通过自身的钙化作用, 为生物礁的生长供应微小碳酸盐颗粒沉积物; (2)利用自身形成的节片结构和生物捆扎-粘结结构参与造礁.      

西沙群岛石岛根管石特征、成因及地质意义

西沙群岛石岛由第四纪地层构成,包括4个风成生物砂屑灰岩层和3个化石土壤层,生物砂屑灰岩层和化石土壤层相间分布,在化石土壤层中发育根管石。研究表明,根管石在结构构造、成分和沉积成岩变化方面具有三层分带性。其中,内带由泥晶碳酸盐组成,具有泥晶结构,环形纹层或纤维状构造,是原始植物根系交代和石化的结果; 中带和外带均为细粒砂屑结构,块状或层理构造,砂屑颗粒由珊瑚、珊瑚藻、有孔虫、软体动物、棘皮类等古生物化石和砂屑组成,中带钙质胶结较强,中带、外带及寄主岩石多为过渡关系。根管石的中带和外带是植物根系附近微化学成岩环境和后期差异风化作用的产物。西沙群岛石岛存在3个根管石发育层,标志着三期成土作用和植被化作用的存在,反映了气候条件的重大变化。西沙群岛石岛风成生物砂屑灰岩层和化石土壤层的相间分布特征,及CaO/MgO比值、锶元素和有机质含量变化,记录了4个气候演变和风成沉积演化旋回。     

西沙周缘深水沉积盆地演化及油气勘探潜力

西沙周缘深水沉积盆地位于南海西北部深水区,属新生代盆地,主要经历了三次构造运动和断陷与坳陷两个演化阶段.西沙北坳陷带和中建坳陷沉积了厚层的断陷期和坳陷期地层,断陷早期发育烃源岩,断陷晚期发育主要储层;坳陷早期发育储层,坳陷晚期发育区域盖层,具备优越的生储盖条件.西沙南坳陷带构造运动强烈,地温梯度高,局部出现洋壳基底,坳...     

西沙群岛东岛轮藻的发现及其意义

东岛是西沙群岛第二大岛,东岛"牛塘"是西沙群岛中少见的淡水型湖泊,在牛塘的表层沉积物中发现了大量现生轮藻藏卵器,经鉴定为Lamprothamnium（丽枝轮藻属）。其藏卵器为长球形或亚长球形,最大长度（LPA）为560~780 μm,最大宽度（LED）为360~500 μm,等轴率（ISI）为156~194。前人对东岛牛塘沉积物钻孔的研究中均没有轮藻的相关报道,此次发现的轮藻是南海诸岛轮藻的首次发现,轮藻的发现意味着该地的淡水生态系统发育到更加稳定的新阶段,对西沙群岛淡水生态系统的研究有重要意义,也为南海珊瑚岛礁淡水生态系统的管理与保护提供科学依据。     

西沙更新世礁灰岩大气淡水成岩的地球化学证据

重点探讨了西琛一井更新世礁灰岩的氧碳同位素和微量元素地球化学特征及其与大气淡水成岩的关系。西琛一井全新统（０～１６．９１ｍ）基本上未成岩,矿物组分以文石和高镁方解石为主;晚更新统（１６．９１～３０．６０ｍ）出现明显方解石化,矿物组分以低镁方解石为主（平均８６％）,少量文石（平均１４％）;中—早更新统（３０．６０～１７９ｍ）几乎完全方解石化;１７９ｍ以下部分—全部白云岩化。在１６．９１～１６５ｍ,δ１８Ｏ值相对均一,而δ１３Ｃ值的变化范围很大,且两者比全新统的δ１８Ｏ和δ１３Ｃ值显著降低;在一些层位上出现δ１３Ｃ值的负偏移,向下δ１３Ｃ逐渐增大;Ｓｒ和Ｍｇ的含量亦明显降低。这一地球化学特征是大气淡水成岩的典型标志,出现δ１３Ｃ负偏移的层位代表了礁体的水上暴露面。结合岩石学特征,初步识别出１４个暴露面。１６５～１７９ｍ的δ１８Ｏ、δ１３Ｃ和Ｍｇ向下同步增加,是淡水—海水混合带的成岩产物。     

西沙地区碳酸盐台地发育过程与海平面变化:基于西科1井BIT指标分析数据

为了探讨南海碳酸盐台地的发育过程及控制因素, 采用有机分子化合物指标方法对其进行了研究.有机分子化合物指标BIT(branched isoprenoid tetraether)是沉积物中源自陆源的细菌膜脂支链甘油双烷基链甘油四醚(branched glycerol dialkyl glycerol tetraethers,简称bGDGTs)与主要来自海洋泉古菌中的类异戊二烯GDGTs(isoprenoid GDGTs,简称iGDGTs)的含量之比,在古环境研究中,用来区分沉积物有机质的来源、判断沉积环境.通过对西科1井的数据研究发现,西科1井BIT指数随深度呈现三段式规律性变化,从下到上呈现高-低-高的变化,反映了中中新世以来南海海平面变化及碳酸盐台地生长发育的过程:在中中新世晚期,受全球及区域海平面变化下降影响,西沙地区碳酸盐台地形成礁-滩交互的沉积地层,由于大气淡水的影响,造成BIT指数呈现高值;到晚中新世至上新世,全球及区域海平面出现持续上升,有利于西沙碳酸盐台地的生长发育,使该井沉积环境以礁内泻湖相为主,造成BIT指数呈现低值;在第四纪冰期,全球及区域海平面出现总体下降趋势,西沙碳酸盐台地又频繁暴露于地表,造成BIT指数又呈现高值.研究表明,西沙地区碳酸盐台地受区域相对海平面变化影响更大,说明南海海平面变化既受全球海平面变化的影响,也受南海区域构造沉降的控制.      

西沙群岛西琛1井碳酸盐岩白云石化特征及成因机制

西沙群岛西琛1井碳酸盐岩地层可分为3个白云岩层和4个石灰岩层。白云岩层白云石矿物体积分数为91.1%~100%,其他矿物小于8.9%,以泥晶为主,分布在岩石的骨架颗粒和孔隙充填物等各种结构组分中。白云岩δ13C为0.80‰~3.16‰,平均为2.24‰;1δ8O为0.56‰~5.23‰,平均为2.56‰。这些特征反映了白云石化作用发生在准同生超浓缩卤水条件下,古盐度为36.88%,古温度为1.07℃。石灰岩层白云石矿物体积分数多在25%以下,以亮晶为主,在孔隙或裂缝发育部位富集,而坚硬的骨架部位几乎没有白云石。白云石流体包体的均一温度为102.5~296℃,平均为156.3℃;盐度为0.55%~6.25%,平均为3.75%;密度为0.95~0.99 g/cm3,平均为0.97 g/cm3;压力为20.65~42.65 MPa,平均为33.65 MPa。这些特征反映了白云石化作用可能与成岩期后热水作用相关。