浙江江山震旦系碳同位素异常及其地质意义

碳同位素已成为研究震旦纪地质事件的重要手段之一,其特征主要与古海洋生物产率、有机质埋藏量及其氧化程度有关,具体表现为生物产率、有机质埋藏量升高和(或)有机质氧化程度降低,δ13C值增大;反之,δ13C值减小。浙江江山位于扬子地台东南缘,东南以江山-绍兴断裂为界与华夏古陆毗邻。江山震旦系地层出露齐全,顶底完整。通过分析其中48个碳同位素数值特征发现,该区震旦系碳同位素特征有四处异常,这些异常出现在地质界线(系、组、段的分界线)附近,是地质事件的反映,即陡山沱组底部碳同位素负异常是“雪球地球”事件的反映;陡山沱组中部碳同位素负漂移是海平面下降和(或)洋流翻转的反映;陡山沱组顶部与灯影组底部交界附近的碳同位素负异常是海平面下降的反映;灯影组顶部的碳同位素异常是震旦系与寒武系边界时期古气候、古环境强烈变化的反映。

藏北可可西里地区中新世湖相油页岩的生物分子标识及碳同位素异常

对采自藏北可可西里地区中新世湖相油页岩样品进行了有机岩石学和分子地球化学实验分析 ,目的是通过生物分子生态学方法重建古湖泊系统的演化。两个层位油页岩抽提沥青的 GC-MS和 GC-IRMS分析表明 ,剖面下部的油页岩和泥质岩富含β胡萝卜烷和伽马蜡烷 ,沉积环境是一个水体分层的咸水古湖泊系统。色谱 -质谱分析中检出的短链正构烷烃来自于水生生物 ,而以奇数碳 C2 9为主峰且奇偶优势明显的长链 ( C2 3 ～ C3 1 )正烷烃是 C3 型陆生高等植物输入的。植烷和姥鲛烷被解释为来自生活在透光带上部的藻类和蓝细菌 ,β胡萝卜烷可能与栖居于透光带下部的喜盐性古细菌及光合细菌有关 ,藿烷和莫烷代表生活在氧跃面或缺氧底层水中的甲烷菌和化学自养细菌群落。作者发现上部层位油页岩比下部油页岩明显富集 1 3 C,干酪根 δ1 3 C高达 -1 7.76‰ ,正烷烃单体碳同位素 δ1 3 C平均值为 -2 1 .97‰ ,主峰 n C2 3 的 δ1 3 C值可达 -1 5 .0 1‰。经对比证实 ,这种罕见的 1 3 C异常是 C4型植被或绿藻 Botryococcus突然繁盛引起的 ,这预示着中新世末青藏高原隆升可能达到临界高度 ,古湖泊生态系统随着气候变化发生了转型和更新。

贵州乐康二叠/三叠系界线剖面的有机碳同位素异常及其意义

本文研究了贵州望谟乐康深水槽谷相二叠／三叠系界线剖面的有机碳同位素记录。研究结果表明，乐康剖面上二叠统δ13Corg值的变化幅度不大，越过第34层进入第35层以后，在WL－16号样品层位上，δ13Corg值突然从WL－15号样品的-25．419‰降低到-28．235‰，衰减幅度达到近3‰；其后δ13Corg值逐渐回升，并进入下三叠统。根据δ13Corg值的突然衰减正好发生在第34，35层的界线过渡层内这一事实，我们认为乐康剖面的P／T界线应划在第35层的WL－16号样品层位上。由于沉积有机物的碳同位素组成与海洋生物原始生产率（primaryproductivity）密切相关，因此，贵州乐康二叠／三叠系界线剖面的有机碳同位素变化曲线，不仅可以作为精确划分地层界线的一种新的有效手段，而且反映了海洋原始生产率的变化情况。

全球古元古代碳同位素正异常的数据分析与成因评述

归纳总结了前人关于全球古元古代(2.20～2.06 Ga)碳酸盐岩碳同位素正异常现象的基础数据及资料。在此基础上,对前人关于该正异常成因的假说(生物演化-大气充氧说、古元古代冰期期后说、超级地幔柱-超大陆裂解说及蒸发环境说等)进行了评估,认为以上假说虽然都有地质证据支持,但其重要性还是有些差异。根据碳同位素分馏原理,有机物的繁盛会使碳酸盐碳储库的同位素变正。生物演化导致大气充氧、古元古代冰期后形成的温暖环境和Kenorland超大陆裂解均为生物的繁盛提供了有利条件,从而使碳酸盐碳储库的同位素变正。另外,蒸发环境在全球多有分布,它可能是造成部分局域封闭式环境碳同位素正异常的原因,所以应对发现正异常的各区域进行详细的沉积环境分析。以4个区域的数据为对象,分析了古元古代碳酸盐岩碳同位素正异常数据的可靠性;通过Mn/Sr,δ13C和δ18O三者的关系图,判断了沉积期后作用对于数据的改造程度。

胶北地体荆山群大理岩碳氧同位素地球化学特征及其对Lomagundi-Jatuli事件的指示

古元古代大气圈快速大量充氧,地球表生系统发生一系列重要变化,其中之一是2.3~2.06Ga碳酸盐岩碳同位素正异常现象,称Lomagundi-Jatuli事件,颇受瞩目,成为当前国际研究前沿。胶北地体荆山群普遍经历高角闪岩相-麻粒岩相变质作用,其下部禄格庄组碳酸盐地层发育。本文研究了山后地区荆山群禄格庄组26件大理岩和7件白云质石英岩样品,获得δ^13Ccarb值在-0.8^+3.4‰(V-PDB),平均+1.4‰,其中大理岩δ^13C平均值为+1.6‰,白云质石英岩δ^13C平均值为+0.9‰。氧同位素值变化于9.3‰~20.2‰(V-SMOW),平均14.0‰。样品碳-氧同位素值之间具有很好的正相关性,且有13件样品Mn/Sr比值大于6,说明高角闪岩相的变质作用可能使δ^13Ccarb下降了3‰~5‰,原始沉积碳酸盐的δ^13Ccarb值高达+8.4‰,明显正异常,是全球性Lomagundi-Jatuli事件的响应。

华北克拉通古元古代碳酸盐岩碳同位素循环及意义

碳同位素的变化与生物演化及大气含氧量有着密切的关系,碳循环是构成地球生物圈的化学基础,碳循环的研究关系到重建古大气、古海洋和古环境演变的历史.碳酸盐岩地层中碳同位素突变的存在可以进行大区域性的、全球性的地层对比.目前,除南极洲以外的六大洲均发现了古元古代2.20~2.06 Ga期间存在碳酸盐岩碳同位素正异常的Lomagundi事件,同时期的华北克拉通也相继发现了碳同位素异常的现象.古元古代不寻常的碳同位素正异常指示当时有较大的有机质埋藏速率,而正异常向负异常的扰动,说明可能发生了有机质的大规模氧化.

塔里木盆地库车坳陷异常天然气的成因

塔里木盆地库车坳陷大宛1井和克参1井的烷烃气出现负碳同位素系列,其根本原因是天然气的散失分馏所致,同时由于该区烃源岩的成熟度处于高熟或过熟阶段(R_o=1.18％～1.77％),并非无机成因。

贵州台江中、下寒武统界线附近碳同位素负异常的生物和地层意义

中、下寒武统界线研究是至今尚未圆满解决的全球性难题.这是早寒武世到中寒武世全球范围存在两个不同的生物地理分区的结果.尽管目前研究从古生物方面进行了大量的工作,也取得了大量的成果,但是它们同样由于存在大西洋生物区和印度-太平洋生物区生物组合不同的影响,目前还没有一个能进行全球性对比的生物组合.因此,寻找其他的中、下寒武统界线全球划分和对比方法是解决中、下寒武统界线难题的途径.对贵州台江中、下寒武统界线剖面的凯里组疑源类进行系统研究,利用疑源类划分了中、下寒武统界线,所划分的界线与三叶虫带划分的界线基本一致,并可与西伯利亚、欧洲在地台上利用疑源类划分的中、下寒武统界线可进行对比.在此基础上,利用全球性早寒武世到中寒武世过渡期间有一个明显的碳同位素负异常来划分中、下寒武统界线,并与西伯利亚、北美中、下寒武统界线上的碳同位素负异常进行对比.这一新的碳同位素划分对比中、下寒武统界线的方法,有助于解决中、下寒武统界线这一全球性难题,也说明了早寒武世末三叶虫动物大绝灭与这次碳同位素负异常有密切的关系.

珠江口盆地东部陆坡末次冰期天然气水合物-冷泉活动的记录与时间

对珠江口盆地东部陆坡GMGS 08C孔的3层自生碳酸盐岩(结核状)和有孔虫(底栖和浮游)开展高分辨率氧碳同位素分析和AMS^(14) C测年,第1层自生碳酸盐岩δ^(13) C为-38.85‰,第2、3层的δ^(13) C介于-41.36‰^-56.74‰,平均值-51.64‰,均低于-40‰。δ^(18) O值介于2.94‰~4.18‰,平均值3.68‰,明显偏重。这表明其为天然气水合物分解的产物,形成于微生物对甲烷的缺氧氧化作用,甲烷主要源自生物成因;自生碳酸盐岩层位的底栖有孔虫Uvigerina peregrina和浮游有孔虫Globigerinoides ruber的δ^(13) C值几乎同时出现极负偏,最低值分别达到-12.17‰和-9.06‰,有孔虫δ^(18) O总体上正偏,最大正偏幅度达1.50‰,说明其负偏与后期源于甲烷厌氧氧化作用(Anaerobic Oxidation of Methane,简称AOM)的成岩作用有关。自生碳酸盐岩及其与有孔虫异常碳(偏负)氧(偏正)、粥状沉积是GMGS 08C孔水合物分解甲烷渗漏的重要指标,据此推断该孔在末次冰期(MIS2—MIS3)发生过至少2次天然气水合物分解释放-冷泉甲烷渗漏活动,分别距今36ka和31~26ka,主要发生在低海平面期,说明冷泉活动明显受海平面变化影响。

板桥凹陷深层天然气气源对比与成因分析

板桥凹陷深层及奥陶系潜山均钻遇乙烷以上具异常重碳同位素的天然气。使用轻烃族组成、C7轻烃组成、环烷指数及苯、甲苯碳同位素证实 ,气源主要为板桥凹陷下第三系偏腐殖型烃源岩。进而从石炭—二叠系地层分布和二次成烃条件等方面 ,进一步否定了煤成气作为烃源的可能性。应用 δ13C2 与 δ13C2 -1相关关系图解判断 ,板桥凹陷异常重碳同位素天然气可以分为成熟阶段早期和中期腐殖型天然气、高成熟阶段早期腐殖型天然气和过成熟阶段天然气。根据天然气碳同位素特征 ,结合其它研究成果 。