通过C_(27)/C_(29)甾烷和有机碳同位素来判断早古生代和前寒武纪的烃源岩的生物来源

在早古生代与前寒武纪的石油与源岩中,经常出现令人困惑的C29甾烷优势,而在有机地球化学中C29甾烷优势被认为是陆相有机质输入的标志。作者通过对比文献中各种海相藻类的热模拟产物分析,提出了早古生代与前寒武纪的石油与源岩中C29甾烷优势主要来源于浮游绿藻的观点,并通过C27甾烷/C29甾烷的比值提出了区分早古生代及前寒武纪石油源岩沉积环境的方法,对中国南方前寒武纪和早寒武世黑色岩系的有机地球化学分析也支持上述推断。此外,本文还提出了用有机碳同位素来进一步区分C29甾烷优势生物来源的方法。

实验室合成石盐包裹体的均一温度以及古气候意义

石盐是表生环境下形成蒸发岩系的主要矿物,在形成过程中捕获大量的原生包裹体。通过低温冷冻测温技术,可以得到石盐中原生包裹体的一系列均一温度,如何正确理解这些数据是应用石盐原生包裹体恢复古气候的关键。石盐沉积可以发生在气水界面以及水体底部,其均一温度记录了卤水结晶的温度。Lowenstein et al.(1998)曾经用水浴法在恒定水温下合成了人工合成石盐,进行原生包裹体的均一温度研究,然而如何用水温来恢复古气温是古环境解释的关键。本次实验通过40℃下(气温,烘箱中蒸发)人工合成石盐,在岩相学观察基础上,对形成于气水界面漏斗晶中的包裹体和在底水沉积人字晶中的包裹体的均一温度进行低温冷冻测温法测定。测温过程中石盐包裹体可以得到一系列均一温度(10.6～39.9℃),而只有最大均一温度才能反映卤水结晶时的温度,两种类型的包裹体也显示了相似的最大均一温度。因此在浅水环境下,两种包裹体都可以用来反映古气温。

新元古代大塘坡组黑色页岩中的甲藻甾烷及其生物学意义(英文)

大塘坡组黑色页岩为中国扬子地台新元古代间冰期沉积。在湖北长阳古城和湖南花垣民乐的大塘坡组黑色页岩中检测到沟鞭藻的生物标志化合物——甲藻甾烷 ,这是目前国内地质时代最早的甲藻甾烷的检出报道。结合其它化石资料 ,表明沟鞭藻与其它真核藻类的系统发生至少在新元古代就已经完成 。

人工合成烃类流体包裹体测温数据对石油地质的指示

石油地质中,通常使用流体包裹体的数据来恢复油气捕获时候的温度与压力。为了探讨这些温度和压力真实地质意义,我们通过设定的温度和压力人工合成烃类包裹体,并通过测量烃类包裹体和同期捕获的水包裹体的均一温度,来解释地质中的现象。

同步辐射X射线荧光微探针技术测定太古宙条带状硅铁建造中硅质条带及包裹体的微量元素

通过对35亿年前曹庄岩组的条带状硅铁建造(BIF)的硅质条带以及石英中包裹体微量元素的分析,初步探讨了35亿年前的 BIF 形成时期海洋的化学成分。结果表明太古宙海洋中贫乏 P、V、Cu 等生命元素,限制了真核生物的发展,而其它微量元素高度富集,为化学自养细菌提供了良好的环境。在 BIF 的硅质条带的形成过程中,微量元素的含量受到磁铁矿沉积吸附的强烈控制。

蒸发岩盆地古环境的直接记录:来自石盐流体包裹体的证据

蒸发岩是保存古环境信息的宝库,而石盐是蒸发岩盆地完全干涸后最主要的矿物。石盐矿物具有很好的封闭性,在浅埋深状态就会固结成岩,没有孔隙并且不可压缩。石盐、石膏、钙芒硝、芒硝中的包裹体,是潟湖或陆地盐湖环境下,通过蒸发而结晶析出过程中所捕获的流体（液体和/或气体）。因此,在石盐矿物的内部可以保存下来良好的原生石盐流体包裹体,它们记录了原始海洋/盐湖的温度、化学组分和大气成分的信息,为古环境研究提供了绝妙的直接记录。其中石盐原生流体包裹体的均一温度,可记录卤水沉积时的温度;浅水环境石盐流体包裹体记录的卤水温度近似等于气温。石盐原生流体包裹体中的卤水成分代表了海水/盐湖蒸发浓缩过程中的卤水,可通过其来推断当时的海水/盐湖水体的成分。石盐漏斗晶形成时是漂浮在卤水表面的,其原生流体包裹体可捕获当时的大气,而石盐是一种稳定的无机矿物,其原生流体包裹体可保存原始的大气信息。石盐原生流体包裹体可以提供其他传统地球化学手段无法提供的直接、精确、定量的地质记录,因此在未来的古环境研究中将成为焦点。

中欧喀尔巴阡盐矿的成因:来自石盐包裹体的证据

喀尔巴阡盐矿是前苏联著名的盐矿及钾盐矿床。中新世中期副特提斯地区发生了Badenian盐危机(Badenian salinity crisis):在红海、中东和中欧喀尔巴阡地区出现了大套的巨型蒸发盐。以前推测可能是全球冰期造成海平面大幅度下降,造成陆间海与外海沟通的狭窄海道关闭从而形成大套的巨型蒸发盐。

渤海湾盆地东濮凹陷古近系沙河街组盐岩成因——来自沉积学和地球化学的证据

东濮凹陷是渤海湾盆地盐岩最发育的凹陷,其古近系沙河街组主要发育有4套累计超过1 000 m厚的盐岩,其成因颇受争议。通过沉积学和地球化学方法对其进行了研究。盐岩与具纹层状沉积构造的泥页岩相间发育,泥页岩的V/（V＋Ni）平均比值为0.736（基本分布在0.64-0.81）,其中发育有石盐漏斗晶体并夹有砂质碎屑流块状砂岩等特征,表明具纹层状沉积构造的泥页岩形成于半深湖—深湖的强还原环境。盐岩与泥页岩之间没有侵蚀暴露面,泥页岩层面上也没有干裂沉积构造,盐岩厚度大且较纯净,从而推断盐岩和与其相邻的泥页岩的沉积环境一样,都是半深湖—深湖的强还原环境。纵向上,盐岩发育于层序的湖侵体系域和高位体系域,盐岩发育期也是东濮凹陷的主要裂陷期和扩张期;横向上,盐岩分布于凹陷中央,与凹陷边缘沉积的砂岩呈彼消此长的关系,泥页岩则主要分布于砂岩和盐岩之间的较广阔地区。即盐岩的沉积中心、凹陷的沉积中心及凹陷的沉降中心三者基本一致,盐岩发育期也是湖盆发育的鼎盛期。沉积学的证据支持东濮凹陷盐岩＂深水成盐＂的观点。在连续沉积的盐岩段,从老地层到新地层,δ37 Cl值没有出现逐渐减小的特征,而是呈不规律的变化,说明东濮凹陷沙河街组盐岩应是在温暖潮湿气候条件下一定水深环境中形成的,即＂深水成盐＂。通过与现代峡谷型湖泊和人工河道水库的对比,说明在盐岩发育期东濮凹陷应具较明显的湖水分层特征——＂深水成盐＂的基础和基本形式,从理论上也支持东濮凹陷盐岩＂深水成盐＂观点。

青海茶卡盐湖石盐中流体包裹体记录的古气候信息

内陆干旱区形成的盐湖是研究过去气候变化的有效载体之一,而石盐中包裹体是揭示古气候的一种有效手段。青海茶卡盐湖是晚更新世晚期,逐渐演变形成的以石盐为主,固液相并存的综合性盐矿床。对茶卡盐湖钻孔样品中石盐的流体包裹体均一温度研究,揭示出从5ka 以来,盐湖水温总体上逐渐升高,从20℃～30℃升高到接近400℃,反映出古气候的温度是逐渐升高的,与全球变暖的总体趋势是一致的。研究表明,对石盐中原生单液相流体包裹体,采用冷冻-加热的方法测定均一温度,是获得盐湖古水温资料,进而恢复古气候变化的一种十分可信新手段,它在盐湖的研究方面具有广阔的应用前景。

华南埃迪卡拉系底部钾质斑脱岩的岩石地球化学特征及其地质意义

我国华南扬子地台不同地区(湖北宜昌、安徽休宁)埃迪卡拉系底部的盖帽碳酸盐岩中均保存有浅色粘土岩层。岩石薄片和扫描电镜观察,以及X射线衍射分析表明,这些粘土岩层以伊利石和伊/蒙混层矿物为主,同时含有港湾状熔蚀石英、高温透长石及岩浆锆石等斑晶矿物。X荧光光谱仪和ICP-MS等离子质谱仪等地球化学元素分析表明,这些粘土岩层具有相似的元素组成和配分模式,以高K2O、低TiO2,富含Nb、Ta、Zr、Hf、Th、Y等亲石元素为特征,Al2O3/TiO2、Zr/Hf和Ti/Th值均指示了酸性火山灰的性质,同时稀土元素配分模式与花岗岩较为相似。岩石学和地球化学特征表明,这些浅色粘土岩层是火山喷发事件形成的钾质斑脱岩。通过两处剖面的对比,可以将安徽休宁地区的钾质斑脱岩年龄限制在大约635Ma左右。岩浆判别图指示了这些钾质斑脱岩的原始岩浆为高钾亚碱性流纹英安岩;依据微量元素特征和构造环境判别图,初步认为原始岩浆形成于大陆弧环境。这些钾质斑脱岩在区域上的分布,表明我国扬子地台埃迪卡拉纪早期发生了广泛的火山活动,"雪球地球"事件的结束可能是导致这期以钾质斑脱岩为代表的火山喷发事件的诱因。

柴达木盆地北缘昆特依凹陷始新统下干柴沟组微体古生物研究

昆2井是柴达木盆地北部昆特依凹陷区潜伏Ⅰ号构造上的第一口勘探井,为了建立该地区地层层序,对该井的岩屑及岩芯样品进行了系统的微体古生物学研究,仅在下干柴沟组发现少量轮藻化石和零星的介形类化石。下干柴沟组下段出现的轮藻类Gyrogona qianjiangica和Lamprothamnium? brevis是我国中始新世最常见的化石。该层段的轮藻类可命名为Gyrogona qianjiangica-Lamprothamniumcurta-L. brevis组合,时代为中、晚始新世。本文以Gyrogona qianjiangica分布的顶、底界作为昆2井下干柴沟组下段的标志,划分结果与其它轮藻及介形类化石的对比结果基本一致。氯离子含量分布显示,轮藻类化石产出的下干柴沟组是整个地层剖面中含盐度最低的沉积阶段,表明下干柴沟组沉积时期,该地区处于水域比较广阔的淡水湖泊环境,但在个别层段出现咸化环境,产出以喜盐的Austrocypris为代表的介形类化石。

徐淮地区新元古代九顶山组燧石结核的地球化学特征

徐淮地区新元古代九顶山组燧石结核中保存有很好的丝状、球形蓝藻和细菌化石。为了探讨其化石化过程和沉积环境,我们利用地球化学方法对燧石结核进行了分析,结果显示,该燧石结核中Al/(Al+Fe+Mn)值为0.127—0.383,平均0.247;Ti O2和Al2O3含量较低;与地壳克拉克值相比,Ba,Co,Nb,Cu,Be,V,Sr,Ni相对亏损,Ti,Cr,Mn强烈亏损。稀土元素总量低,轻稀土元素大于重稀土元素;具弱的Ce负异常和较明显的Eu正异常,北美页岩标准化模式曲线呈平坦状或右倾。这些地球化学特征反映了九顶山燧石结核形成于离大陆较近的边缘浅海碳酸盐台地沉积环境,在其形成的过程中伴有海相热液的作用。化石的保存与Si O的快速沉积和硅化有关。

微生物硅化作用模拟实验

硅化保存微体化石结构的识别和鉴定一直存在争议,现代人工模拟生物硅化实验有助于对硅化作用保真度(silicification fidelity)等问题的理解。本实验通过人工配置浓度为1000ppm的硅溶液模拟自然硅化环境,观察杆状细菌(bacillus)在该环境中的早期硅化作用。实验发现这种细菌可以在该硅化环境中快速硅化,并较好地保存其形态。硅化细菌表面硅质微颗粒(nano-spheres)沉积明显分两层,紧密规则的内层硅质微颗粒较好地保存了细菌表面结构,外层硅质微颗粒仅保存细菌轮廓。实验结果期望能为硅质细菌类微体化石的鉴别提供有益参考,并为其成因探讨提供更多实证依据。

碳酸盐岩中烃类包裹体的人工合成实验研究

运用Sterner和Bodnar在1984年提出的愈合裂隙的实验技术,利用冰洲石作为主矿物,进行了烃类包襄体的合成实验研究。并将实验产物磨制成双面抛光的薄片,在普通光学显微镜和荧光显微镜下对合成的包裹体进行了岩相学观察。结果表明本次研究在冰洲石中成功地合成了含液态烃类的包裹体,这也是国内外首次在碳酸盐岩矿物中成功合成的烃类包裹体,它为研究碳酸盐岩中油气藏的形成机理提供了一种新的手段,也为正确理解和解释自然界碳酸盐岩油气藏中烃类包裹体的资料提供了重要的参考。

山东东营凹陷砂岩中NaCl-CaCl_2-H_2O体系包裹体的发现及其意义

油田水的成分和变化是含油气盆地演化历史的重要部分.由于油田水的取样十分困难且数据有限很难进行系统分析,本文通过包裹体显微测温学与油田水采样的结果相结合的方法,对东营牛庄洼陷中油田水的成分进行了研究.砂岩中穿插石英颗粒的最后一期包裹体,记录了最晚期的油田水成分.对最晚期的流体包裹体的显微测温学结果表明,晚期流体包裹体主要为NaCl-CaCl2-H2O体系,这与相同或者相近深度油井油田水采样的成分基本一致,证明了该方法的有效性.这种方法便捷、有效,有着良好发展前景.

柴达木盆地大浪滩梁ZK02孔早—中更新世石盐纯液相流体包裹体均一温度及其对钾盐成矿的约束

运用低温冷冻成核方法,对柴达木盆地大浪滩地区梁ZK02孔早—中更新世石盐样品的纯液相流体包裹体进行均一温度测试,获得158个均一温度数据。所测石盐样品的镜下形貌显示有石盐“人”字晶特征,其内部流体包裹体呈负立方体晶形,且测试均一温度数据与包裹体粒度相关性不明显,指示了测试石盐及包裹体原生性良好,其最大均一温度可代表古代夏季气温。最大均一温度测试结果表明:(1)早更新世最大均一温度主要分布于25~30℃温度区间,高泥质、粉砂岩性特征指示早期气候较为温和,淡水补充相对丰富;晚期盐类矿物含量升高,反映干旱程度升高;个别时间段夏季温度高于40℃,呈高温干旱特征。(2)中更新世温度位于30~35℃温度区间,出现了更新世以来最高温度50.6℃,包裹体最大均一温度与高含量盐类矿物共同指示了高温干旱环境特征。与早更新世相比,中更新世环境温度总体呈升高趋势,蒸发盐含量升高,干旱程度增加,温度波动加剧,显示出中更新世更加不稳定的气候特点,与世界范围内中更新世总体气候特征一致,且盐类分布显示这种气候不稳定性在大浪滩地区自早更新世晚期就开始显现了。结合石盐包裹体古温度研究成果,对阿尔金山前砂砾岩孔隙含钾卤水矿成矿模式进行补充:早更新世较为温和湿润的环境下,风化盐分和N_(2)^(2)古盐发生溶滤,汇聚形成含盐卤水,赋存于阿尔金山前冲洪积扇砂砾岩孔隙中,历经中更新世的高温蒸发,最终形成KCl砂砾岩孔隙储层卤水矿床。

鄂尔多斯盆地三叠系延长组疑源类的荧光特征

在鄂尔多斯盆地三叠纪湖相沉积的延长组中,发现保存很好的藻类化石,荧光显微镜下显示很好的荧光;我们发现同层位产出的不同藻类化石具有不同的荧光强度,对这些藻类荧光强度的观察,符合以往国外学者提出的化石荧光与化石类别相关的结论。这也是我国首次用化石藻类荧光与生物属性关系进行研究的尝试,为今后利用荧光进行化石藻类分选和超微结构研究作了有益的探索。

山东大汶口盆地石盐地球化学特征及其成因

白垩纪晚期-第三纪早期喜马拉雅期运动在中国东部形成一系列的内陆断陷含盐盆地,其中不少是中国的主力油气盆地。山东大汶口盆地是该时期山东地区西部最大的沉积赋矿盆地,也是中国东部发现的唯一含钾盐的盆地,盆地中富含石膏、岩盐、钾盐、自然硫等蒸发岩型矿产资源。大汶口盆地具有东向洼地、满庄-大西牛洼地两个沉降中心。本研究即通过满庄-大西牛洼地附近的钻孔,首次对山东大汶口盆地石盐地球化学特征进行了包括溴含量在内的系统分析,同时分析了石膏夹层的硫同位素。山东大汶口盆地石盐的溴含量在(3~19)×10-6之间,硫同位素在14.7‰~35.7‰之间,这些分析结果都揭示山东大汶口盆地石盐为内陆盐湖成因。

西北印度洋卧蚕-1热液喷口偏顶蛤贝壳的超微结构和矿物组成

洋中脊硫化物热液区的贻贝类生物壳体是热液喷口周围生态环境信息的潜在记录者。然而目前对组成其壳体的矿物分布特征、超微结构和成因还缺乏深入的研究。中国科考人员2017年利用载人深潜器首次在西北印度洋卧蚕1号热液区获得了贻贝等生物样品,是研究这一科学问题的理想样本。利用扫描电子显微镜、激光拉曼光谱和傅里叶转换红外光谱分析了该热液区印度洋深海偏顶蛤(Bathymodiolus marisindicus)的壳体天然断面形貌与矿物组成。结果表明,印度洋深海偏顶蛤壳体的纵向生长从外到内依次为角质层、方解石棱柱层、过渡层、文石板片层和肌棱柱层。在棱柱层中,呈纤维状的棱柱体c轴截面出现不规则状,方解石棱柱体垂直a轴截面的宽度约为818~960 nm,与文石层呈近45°斜交,且方解石棱柱体出现交错现象;过渡层形状极不规则,延续了棱柱层的生长取向,但整体显示从棱柱状到文石板片状过渡的趋势;文石层总厚度约为205~1260 nm,具有片状结构。在卧蚕-1热液喷口深海偏顶蛤壳体的文石层中,同一区域的文石板片厚度相同,不同区域的板片厚度存在差异。肌棱柱层具有简单的棱柱状超微结构,棱柱层和珍珠层(文石板片层)均覆盖在肌棱柱层上。光谱学分析显示深海偏顶蛤壳体珍珠层和棱柱层矿物分别为结晶度相对略高的无机成因文石和生物成因方解石。该研究分析的深海偏顶蛤壳体形貌、矿物成分及成因,可为研究热液区软体动物壳体形成机制与生物诱导成矿过程提供一定的参考依据。

河北矾山超钾质岩浆氧逸度及含水性特征的磷灰石地球化学记录

产于华北克拉通北缘的晚三叠世矾山超钾质碱性岩杂岩体主要由单斜辉石岩和辉石正长岩等组成,以发育内生磷灰石-磁铁矿矿床而闻名。本文选取矾山杂岩体中的磷灰石为研究对象,通过测试磷灰石的主微量元素及原位Sr-Nd同位素组成以探讨母岩浆的氧逸度及含水性特征。研究表明,矾山磷灰石以轻稀土元素富集、重稀土元素亏损为特征,显示出缺乏显著Ce异常的“右倾”的稀土配分型式,且具有较低的Ga含量及较高的δEu值,暗示杂岩体具有较高的岩浆氧逸度,这也得到了磷灰石Mn氧逸度计的支持。所有磷灰石以高Sr、低Y为特征,具有较高的Sr/Y(>30)和La/Yb(>90)比值,且Sr/Y与La/Yb存在明显的正相关关系,表明矾山超钾质岩浆具有较高的含水量。矾山磷灰石的原位Sr-Nd同位素投点位于地幔序列,明显偏离地壳趋势。母岩浆的“氧化且富水”特征是矾山杂岩体得以发生磷灰石-磁铁矿矿化的重要因素,其主要与板片俯冲过程中蚀变洋壳对岩石圈地幔的交代作用有关。通过对比矾山杂岩体与全球范围内其他地质环境中磷灰石的成分数据,发现具有“高Sr、低F、少Cl”特征的磷灰石可作为识别超钾质碱性岩杂岩体(及其相关金属矿床)的特征矿物。