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。

黔西北天桥铅锌矿床热液方解石C、O同位素和REE地球化学

利用连续流动质谱和电感耦合等离子体质谱(ICP-MS)对黔西北天桥铅锌矿床原生矿石中脉石矿物热液方解石C、O同位素组成和稀土元素含量进行了分析,结果表明热液方解石C、O同位素组成相对均一,不同标高方解石C、O同位素组成不具明显差别,其δ13CPDB和δ18OSMOW分别为-3.4‰～-5.3‰和14.7‰～19.5‰,在δ13CPDB-δ18OSMOW图上介于原始碳酸岩与海相碳酸盐岩之间。热液方解石总稀土元素含量较低(ΣREE=6.80×10-6～49.1×10-6),表现为轻稀土富集、Eu负异常的"M"型,其Eu/Eu*变化范围为0.30～0.55,与硫化物具有相似的稀土配分模式。根据热液方解石与蚀变围岩、远矿围岩及不同时代地层碳酸盐岩的C、O同位素组成和REE含量特征对比结果,结合前人研究成果,认为该矿床成矿流体具"多来源混合"特征,其中围岩碳酸盐岩为成矿流体提供了主要的C和REE来源,地层中膏岩海相硫酸盐岩为成矿流体提供了主要的S来源,而成矿流体中的水则主要为变质基底昆阳群等提供的变质水,并受到大气降水的影响。

湖南香花岭锡多金属矿床C、O、Sr同位素地球化学

对湖南香花岭锡多金属矿床成矿早、晚两期方解石进行了系统的C、O、Sr同位素研究。结果表明,成矿早期方解石具有相对较低的δ13CPDB(-5.4‰^-1.4‰)、δ18OSMOW(+6.1‰^+13.9‰)和较高的87Sr/86Sr值(0.7101~0.7230);而成矿晚期方解石则具有相对较高的δ13CPDB(+0.2‰^+0.6‰)、δ18OSMOW(+19.4‰^+21.5‰)和较低的87Sr/86Sr值(0.7101)。分析认为,成矿早期方解石为岩浆热液与海相碳酸盐岩相互作用的产物,成矿流体中的碳源于岩浆碳和海相碳酸盐岩;模拟计算结果显示,成矿早期方解石为成矿溶液发生0.05~0.1摩尔分数的CO2去气作用的产物。而成矿晚期方解石主要为矿区碳酸盐岩低温淋滤的产物,流体中的碳主要源于矿区碳酸盐岩围岩。成矿流体中的Sr源于矿区花岗岩和碳酸盐岩,从成矿早期到晚期,岩浆来源的Sr逐渐减少,而碳酸盐岩围岩提供的Sr比例不断增大。

云南会泽超大型铅锌矿床C、O同位素地球化学

云南会泽超大型铅锌矿床规模大、品位富、伴生有用元素多,预示其成矿环境较为特殊。本文分析该矿床矿石中脉石矿物方解石和赋矿碳酸盐地层的C、O同位素组成,结果表明矿石中脉石矿物方解石的C、O同位素组成相对均一,不同矿体(不同标高)、不同产状以及相同矿体不同产状方解石的C、O同位素组成不具明显差别,其δ13CPDB值和δ18OSMOW值分别为-2.1‰～-3.5‰(均值-2.8‰)和16.7‰～18.6‰(均值17.7‰),在δ13CPDB-δ18OSMOW图上集中于岩浆碳酸岩与海相碳酸盐岩之间的狭小范围内。多方面的证据表明:矿床成矿流体为壳-幔混合流体,其中壳源组分可能主要由矿区(或区域)碳酸盐地层提供,而幔源组分则可能与区域大面积峨眉山玄武岩岩浆活动过程中的去气作用有关。

湖北徐家山锑矿床方解石C、O、Sr同位素地球化学

湖北通山的徐家山锑矿床产在上震旦统陡山沱组和灯影组的海相碳酸盐岩中。对该矿床中成矿前和成矿期方解石进行了较系统的C、O、Sr同位素地球化学研究,结果表明,成矿前方解石具相对较高的δ13CPDB(-0.7‰～+2.0‰)、δ18OSMOW(+18.6‰～+19.6‰)和Sr含量(2645～8174μg/g,平均5656μg/g),及较低的87Sr/86Sr比值(0.7096～0.7097);而成矿期方解石具相对较低的δ13CPDB(-3.9‰～-2.1‰)、δ18OSMOW(+11.5‰～+15.3‰)、Sr含量(785～2563μg/g,平均1571μg/g),和较高的87Sr/86Sr比值(0.7109～0.7154,平均0.7141)。分析认为,成矿前方解石的C、O和绝大部分Sr来源于赋矿围岩———震旦系海相碳酸盐岩;而成矿流体为富H2CO3的溶液,它来自或流经富放射成因87Sr的下伏基底碎屑岩———中元古界冷家溪群浅变质岩;该流体与围岩发生水-岩反应导致成矿期方解石和辉锑矿的沉淀。

沾化凹陷新近系沉积物的C、O、Sr、Nd同位素组成变化对古环境变迁的记录

沾化凹陷新近系馆陶组(Ng)广泛发育了一陆相螺化石层。来自螺化石层上下沉积层位的馆陶组和明化镇组(Nm)泥灰岩的C、O、Sr、Nd同位素的分析结果显示,螺化石层所在Ng4段泥灰岩具有比其上下部泥灰岩较低的δ13C值和较高的δ18O值,而螺化石埋藏层位的泥灰岩具有相对较低的δ13C和87Sr/86Sr值以及相对较高的δ18O值。143Nd/144Nd比值在剖面上的变化不明显,反映Ng、Nm沉积时期凹陷具有稳定的物源区;而C、O、Sr同位素组成的系统变化则指示了古沉积环境的变化。其中Ng4段沉积时期气候相对干热,Ng3、Nm1+2段沉积时期气候相对湿热;螺化石层泥灰岩所表现出的低87Sr/86Sr值和螺化石壳体相对高的δ13C和δ18O值可能代表了区域上一次重要的气候干热化事件,该时期大气降水明显减少,湖泊蒸发量较大,使得盆地的水体盐度增加,水体中87Sr/86Sr降低和δ18O值增加,同时水体营养生物和河流输入的营养物质减少,致使田螺最终死亡。随后环境气候相对湿热,生物生产力提高和碎屑物质供应的增加使得87Sr/86Sr值和δ13C值增加,大气降水补给导致沉积介质的δ18O值降低。

新疆西天山喇嘛萨依铜矿床地质和C、O、S、Pb同位素地球化学

喇嘛萨依铜矿是新疆西天山赛里木微地块内的一处典型铜矿床,关于其成因类型尚存争议。总结了该铜矿床的地质特征,测试围岩、脉石碳酸盐的C、O同位素和硫化物的S、Pb同位素组成,探讨其成因类型。研究表明,喇嘛萨依铜矿床具有后生矿床特征,发育矽卡岩化蚀变,脉石方解石的δ13C值变化范围为-1.04‰^-0.87‰,低于围岩灰岩的δ13C值(变化范围为3.51‰~5.47‰),δ18O值变化范围为9.33‰~9.61‰,明显低于正常的海相碳酸盐岩的O同位素(δ18O=20‰~26‰),C、O同位素组成反映喇嘛萨依铜矿成矿晚阶段流体来自岩浆水和地下水的混合水;硫化物的δ34S值主要变化范围为3.75‰~8.64‰,与区域上海西期斑岩的硫同位素组成(如达巴特斑岩铜钼矿床硫化物的δ34S变化范围为4.9‰~7.9‰)接近,反映硫来源于斑岩;黄铜矿的铅同位素为206Pb/204Pb=18.264~19.544,207Pb/204Pb=15.575~15.656,208Pb/204Pb=38.103~38.705,具有富含放射成因铅、两阶段异常铅特征,与区域上海西期斑岩(达巴特流纹斑岩)的铅同位素组成特征相似,反映成矿金属物质部分来源于斑岩。通过综合分析认为,喇嘛萨依铜矿是与斑岩有关的矽卡岩型矿床。

攀西宁南地区上震旦统灯影组麦地坪段C、O同位素特征和震旦系/寒武系界线的划分

对上震旦统灯影组麦地坪段的C、O同位素组成进行了分析,并根据δ13C值在剖面上的变化特征,讨论了该地区震旦系/寒武系的界线。结果表明,麦地坪段白云岩δ13C值在-3.19‰～2.86‰之间,平均值为0.10‰;δ18O值在-10.75‰～-5.17‰之间,平均值为-7.82‰。在剖面上δ13C值出现了有规律的变化,剖面下部2～21层,δ13C值均为正值,在0.04‰～1.68‰之间,平均值为0.92‰;上部23～32层,δ13C值均为负值,在-3.19‰～-1.42‰之间,平均值为-2.13‰,δ13C值存在一个显著的负漂移,变化高达4‰。麦地坪段白云岩δ13C值的变化特征与国内外同期地层非常相似,具有全球可对比性,可作为震旦系/寒武系划分的地球化学标志。

西藏改则热那错地区上三叠统日干配错组碳酸盐岩C、O同位素特征及其地质意义

西藏改则热那错地区位于南羌塘盆地南缘，在该区发育了一套厚度较大的碳酸盐岩沉积。对该区碳酸盐岩 C、O稳定同位素的研究，可以恢复其形成的古环境及沉积特征。在野外剖面测制（1∶2000）、样品系统采集的基础上，对其碳酸盐岩进行 C、O 同位素的测试及分析，结果表明：西藏改则热那错地区古海水盐度 Z 值为126.32～135.37，属正常海水-超咸水；古海水温度平均值为22.4℃，代表温暖的气候环境；δ18 O、δ13 C 值均随海平面的变化而变化，海水越深，δ18 O 值越大。根据 C、O 同位素计算出的古温度、古盐度与所划分的沉积相带是相互对应的。

鄂尔多斯盆地巴汗淖地区马五_6段碳酸盐岩C、O同位素特征及其成岩意义

鄂尔多斯盆地北部巴汗淖地区马五6段为风化壳型碳酸盐岩地层,岩性以鲕粒灰岩、晶粒白云岩为主,次生孔隙发育,是重要的油气储集层。采用Finnigan MAT252气体同位素质谱仪分别对该段碳酸盐岩进行C、O同位素测试,详细分析了巴汗淖地区马五6段碳酸盐岩成岩环境及孔隙演化条件。样品分析结果表明:埋藏高温成岩环境使得δ18O值与奥陶纪海水的δ18O值相比明显偏负,且白云岩δ18O值与灰岩δ18O值相比偏负,主要是埋藏白云石化作用的结果;δ13C值与奥陶纪海水δ13C值相当,极个别数值偏负,说明研究区马五6段在成岩作用过程中受有机碳影响较小,表明成岩作用发生在浅-中埋藏条件下。研究区孔隙度、渗透率的相关关系明显,主要是大气淡水成岩作用的改造,优化了孔隙及渗流通道,提高了储层的物性。

济阳坳陷奥陶系碳酸盐岩及缝洞充填方解石C、O同位素特征及其意义

对济阳坳陷奥陶系碳酸盐原岩及孔洞缝中充填方解石进行了C、O同位素测定,结果表明孔洞缝充填方解石的δ13C和δ18O值比原岩偏负。奥陶系三山子组和马家沟组孔缝中充填的方解石C、O同位素演化有很大区别,前者的δ13C和δ18O值均为负值,δ13C向较高负值偏移,δ18O值向较低负值偏移;马家沟组八陡段孔缝充填方解石的δ13C和δ18O值也多为负值,δ13C向较正值方向偏移,δ18O值向较高负值偏移。奥陶系碳酸盐岩孔缝充填方解石形成于大气淡水环境和埋藏成岩环境,次生孔洞可能主要形成于早期表生阶段,裂缝形成于中-新生代的构造运动,方解石主要充填于埋藏环境中。次生孔缝的主要形成时期早于油气大量运移期,对古潜山油藏的形成有利。

南祁连化石沟铜矿区上石炭统克鲁克组大理岩C、O同位素特征

化石沟铜矿区位于南祁连西南缘之阿尔金与南祁连构造带的交会部位,是研究祁连—柴北缘构造—岩浆系统演化的关键地区。研究区内出露地层主要为古元古界达肯大坂群、泥盆—石炭系阿木尼克组和石炭系克鲁克组,晚古生代中酸性侵入岩发育。石炭纪克鲁克组中的大理岩,受侵入岩破坏,大部分呈残留体存在,与晚古生代石英闪长岩等共同构成沿化石沟的环形构造,前人认为其属于岩浆成因的碳酸岩。本次研究分析了克鲁克组大理岩的C、O同位素组成,δ^13CPDB和δ^18OSMOW值分别为-9.3‰-0‰和14.44‰-31.76‰,明显区别于碳酸岩,类似于沉积的碳酸盐岩的特征。结合区域大地构造背景,认为石炭纪克鲁克组大理岩应该形成于祁连—柴北缘造山作用停止之后,古特提斯洋发育的海相环境,而部分较低的δ^13CPDB和δ^18OSMOW值可能与侵入的石英闪长岩岩浆热液有关。

影响碳酸盐岩成岩演化C、O同位素组成的因素分析

碳酸盐岩主要由碳酸盐矿物组成,化学性质不稳定,易受后期成岩作用改造。在水-岩反应过程中,不同环境下的流体介质与碳酸盐岩相互作用,对碳酸盐岩产生溶蚀或交代,同时发生C、O、Sr等同位素之间的交换,造成碳酸盐岩的同位素组成发生改变。不同环境下的流体介质发生的水-岩反应在碳酸盐岩中的表现特征不同,成为认识碳酸盐岩成岩演化过程的一种重要研究手段。以分析不同环境介质流体的C、O同位素组成特征为基础,认识其在碳酸盐岩成岩过程中的表现。

老挝帕奔金矿床成矿流体来源与矿床成因:稀土元素和C、O、S同位素证据

帕奔金矿床位于老挝西北部,为韧-脆性剪切带控制的方解石脉型金矿床。文章在系统的野外和镜下工作基础上,对比了方解石脉、红化蚀变岩、弱碳酸盐化蚀变灰岩、未蚀变灰岩以及方解石脉内雄黄和雌黄的稀土元素特征,结合灰岩和方解石的C、O同位素组成以及雄黄/雌黄的S同位素组成,探讨了成矿流体的性质、来源及矿床成因。载金方解石、蚀变岩和灰岩的稀土元素配分曲线总体相近,均表现出重稀土元素平坦以及Eu、Ce负异常特征;但方解石轻微亏损轻稀土元素,且具有较高的Tb/La和Sm/Nd比值。在Y/Ho-La/Ho和Tb/Ca-Tb/La图解中,灰岩→蚀变岩→方解石投点分别与重结晶趋势线和重新活化趋势线基本吻合,灰岩和方解石C、O同位素组成也表现出了基本一致的海相碳酸盐岩成因。因此,推断帕奔金矿的含金方解石脉及相关的热液蚀变是同一成矿期内同源流体体系的产物,相对形成顺序由早到晚为弱蚀变灰岩、红化蚀变岩、方解石大脉,且与赋矿灰岩存在继承性。结合矿床地质特征,认为帕奔金矿床成矿流体可能主要来源于区域动力变质作用过程中,下二叠统灰岩的脱水和脱碳酸盐化作用。雄黄和雌黄δ34S值接近0‰,且方解石脉稀土元素总量较低,表明可能混入了深部岩浆流体和大气降水。综合区域地质背景,认为帕奔金矿床成矿作用很可能发生于晚三叠世—侏罗纪的滇缅马泰地体与印支陆块碰撞导致的区域韧-脆性构造活动,并受到岩浆活动驱动。

云南易门铜厂铜矿床C、O同位素组成及其地质意义

易门铜厂矿床是滇中易门铜矿带中的Cu品位较低的大型矿床,是矿带中的一种代表性矿床。矿区发育沉积-成岩型铜矿(铜厂式)和热液脉状铜矿(大尖山式)两种矿(化)体,成矿地质作用较特殊。本文系统分析两类矿体和赋矿碳酸盐地层的C、O同位素组成。结果表明,铜厂式矿石中白云石的δ^(13)C_(PDB)=-3.7‰~1.4‰,平均值-0.1‰,δ^(18)O_(SMOW)=19.7‰~21.7‰,平均值20.8‰,与赋矿碳酸盐地层(落雪组)中的白云石C、O同位素组成一致,均在正常海相沉积碳酸盐岩的范围,且受成岩期后作用的影响小,具有典型的沉积-成岩成因标志。尖山式矿体的脉石矿物方解石的δ^(13)C_(PDB)=-3.7‰~0.1‰(均值为-1.5‰),δ^(18)O_(SMOW)=11.9‰~17.0‰(均值为14.1‰),与沉积-成岩型矿体和赋矿碳酸盐地层的C、O同位素组成明显不同,在δ^(13)C_(PDB)-δ^(18)O_(SMOW)图上集中于岩浆碳酸岩与海相碳酸盐岩之间的狭小范围内,指示其成矿流体与幔源或深部岩浆活动有关,为壳-幔混合流体。其中壳源组分可能主要由矿区碳酸盐地层提供,而幔源组分则可能与晋宁-澄江期基性岩浆活动过程中的去气作用有关。C、O同位素组成证据说明,铜厂矿区层状铜矿和脉状铜矿的成矿作用类型不同,成矿流体也不具同源性,是典型的沉积-成岩型+热液叠加型矿床。

C、O、Sr同位素及微量元素组成在生物礁礁体环境研究中的应用

分析生物礁灰岩中C,O,Sr同位素及微量元素组成有助于研究生物礁体的形成环境。研究表明:δ13C值的变化与生物埋藏量、埋藏速率、海平面的变化有着很密切的关系;海平面上升,δ13C值增大,同时表明造礁生物大量繁殖;δ18O值的变化反映古环境的温度变化,δ18O升高,温度降低;87Sr/86Sr的比值与海平面的升降变化表现一种负相关性,海平面上升,87Sr/86Sr的比值降低。Sr,Mn等微量元素可以间接指示礁体环境变化,并且验证了所采集的样品数据的准确性。环境变化是决定生物礁发育的重要影响因素。

祁连山冻土区天然气水合物伴生碳酸盐C、O同位素特征及其地质意义

伴生碳酸盐矿物在海底与天然气水合物伴生是一种普遍现象,但在陆上冻土区中报道较少。以近两年在祁连山冻土区发现天然气水合物伴生的碳酸盐矿物为研究对象,根据对含碳酸盐样品的显微镜观察及矿物分析,确定了伴生碳酸盐的矿物种属及赋存状态。按碳酸盐矿物组成及地质产状的不同,其赋存状态分成4种类型,即白色薄层状、烟灰色菱形晶簇状、深灰色薄壳状、微细浸染状。根据不同赋存形态碳酸盐的C、O同位素特征,认为烟灰色菱形晶簇状方解石或呈(云烟状)微晶方解石可能与天然气水合物分解有关。碳酸盐C、O同位素随深度变化特征表明在一定深度处可能存在着烃类物质的活动,即天然气水合物分解,导致碳酸盐的矿物生成。

新疆伊宁县塔北铅锌矿床地质特征和S、Pb、C、O同位素组成

塔北铅锌矿床是西天山吐拉苏盆地中新近勘查成功的一个重要热液型铅锌矿床。矿体赋存于晚泥盆世-早石炭世大哈拉军山组第五岩性段酸性凝灰岩中，受断裂构造控制。矿石硫化物的δ34 S值介于0.5‰～7.3‰，估算获得成矿流体的总硫同位素值δ34 S∑S约2.7‰，具岩浆硫的特征。晚期石膏的δ34 S值为4.7‰～5.3‰，表明石膏可能是火山热液中的SO2发生歧化反应或火山喷发带出的H2 S挥发分在近地表的氧化环境中反应生成的。矿石铅同位素组成十分稳定，并与大哈拉军山组火山岩的铅同位素组成相似，指示成矿物质来源于赋矿火山岩。碳、氧同位素组成指示成矿流体中碳主要来源于深部岩浆。塔北铅锌矿床可能属于矿化较深的浅成低温热液型矿床。

长阳复背斜铅锌矿流体包裹体特征与C、O同位素分析

长阳复背斜位于湘西—鄂西成矿带中北部,铅锌矿主要赋存层位为震旦系灯影组白马沱段中上部。研究该区内铅锌矿流体包裹体特征,此包裹体由单相盐水溶液包裹体(LH_2O)和两相盐水溶液包裹体(LH_2O+VH_2O)组成,属于NaCl-H_2O体系,其均一温度有三个区间,即110~150℃,160~185℃,230~285℃,冰点温度为-2.8^-8.2℃,盐度为4.5~12.0 wt%NaCl,所代表成矿流体密度为1.015~0.794g/cm^3。通过铅锌矿石C、O同位素测定,区内铅锌矿石中C、O同位素组成较为稳定,C、O同位素变化范围较窄,投影点主要分布在沉积碳酸盐的范围内,反映了成矿流体与围岩的密切联系。

青海湖浅层沉积物中介形虫及湖底泉华C、O同位素组成及其古环境意义

根据青海湖近代沉积物短岩芯中介形虫壳体和湖底泉华碳酸盐的δ＾１８Ｏ，δ＾１３Ｃ分析，阐述了湖区近８００ａ来的古气候环境的演变和湖度泉华形成时的某些古水文条件。