中国东北新生代火山区CO_2释放规模与成因     

赵文斌  郭正府  刘嘉麒  张茂亮  孙玉涛  雷鸣  马琳  李菊景 《岩石学报》2021,37(4):1255-1269

板片俯冲过程将地表碳带入地球内部,火山作用将深部碳输送至地球外部圈层,两者构成了地球深部碳循环的主要方式,进而影响了地史时期的气候变化。我国东北新生代火山活动被认为是太平洋板片深俯冲作用的产物,板片俯冲导致岩浆源区强烈的碳酸盐组分交代作用,进而使东北亚上地幔成为一个新生代时期的巨型深部碳库,它的活动和释放将会对全球的气候与环境变化造成重要影响。然而,有关该深部碳库向当今大气圈输送CO_2气体的规模及其演化过程尚不清楚,从而影响了进一步定量评估该碳库在全球变化研究中的地位和作用。针对上述科学问题,本文对我国东北长白山、五大连池和阿尔山火山释放CO_2气体的规模与成因进行了研究。结果表明,东北新生代火山区的土壤CO_2释放通量介于9.6～41.2g·m~(-2)·d~(-1)之间,每年向当今大气圈释放CO_2气体约为2.1Mt(其中,长白山火山区为0.94Mt,五大连池火山区为1.2Mt)。气体地球化学研究证实,长白山与五大连池火山气体均起源于太平洋板片深俯冲环境;但是,与长白山相比,五大连池火山气体具有较高比例壳源组分贡献。阿尔山火山气体的成分与长白山和五大连池火山区存在着明显的差异,它们以N_2为主( 95%),并且其δ~(15)N_(N_2)值高于空气值(1.3‰～1.9‰),~3He/~4He比值较低(0.14～0.18R_A),δ~(13)C_(CO_2)较轻(-13.7‰～-6.2‰),表明壳源富氮有机沉积物的贡献占比较大的比例。上述特征进一步表明,阿尔山火山气体在上升经过地下水时可能滞留了较长时间,混染了大量的陆壳组分,其源区并未受到太平洋板片俯冲物质的显著影响。  相似文献   

朝鲜半岛平南盆地地质演化综述     

彭澎  胡波  张志越  张艳斌  郭敬辉  翟明国 《岩石学报》2021,37(1):129-142

平南盆地位于朝鲜半岛中部,处于华北克拉通(中朝克拉通)东缘;其演化历史长达10亿年,其地质记录为揭示东亚现今构造格局的形成提供重要制约。盆地发育中元古界-中生界,从下至上包括黄海群(1.3~1.1Ga)、祥原超群(1.0~0.9Ga,自下而上包括直岘群、祠堂隅群、默川群和灭岳山群等)、燕滩群(狗岘系,0.72~0.54Ga)、黄州系/超群(0.52~0.46Ga,包括下部黄州群和上部法洞群)和平安超群(0.33~0.24Ga)等5个构造层序;各单元之间均为平行不整合;沉积跨度超过10亿年,沉积物厚度累计达到15000m。另外,平南盆地南部发育临津群(0.42~0.35Ga),该地层与中元古界上部-奥陶系很可能呈构造接触关系。平南盆地沉积中心自中元古代晚期从南部逐渐向北部转移,新元古代及早古生代均位于中部,二叠纪盆地沉积中心位于北部。平南盆地沉积碎屑锆石年龄则显示物源发生多期变化:中元古代以盆地北侧基底~1.8Ga峰期岩浆-变质作用岩石为主;中元古代晚期以同沉积就位的岩浆岩为主;新元古代以1.6~1.5Ga和1.2~1.1Ga峰期的岩浆岩为主;寒武纪以~2.5Ga和~1.8Ga峰值的变质基底岩石为主。以上变化反映了古地理格局的显著变化。推测新元古代早期及之前,华北克拉通曾与某个发育1.6~1.5Ga和1.2~1.1Ga岩浆作用的克拉通或者岩浆弧相邻(近邻或远邻);地层记录了迄今所知新元古代最早的碳同位素负漂移(默川负漂移,~0.92Ga),地层可能还记录了最晚的负漂移(燕滩负漂移,可能对应全球Gaskiers负漂移,~0.55Ga),它们可能是对新元古代全球长期多次岩浆-裂解-冰期事件的响应。  相似文献   

新疆奇台县黄羊山石墨矿床特征、物质来源及成因     

孙新浩  任云生  孙珍军  李作武  王承洋 《岩石学报》2021,37(6):1867-1882

黄羊山石墨矿床位于新疆东准噶尔造山带南部的卡拉麦里地区东南段,是近年来新发现的国内外首个产于花岗岩体中的超大型石墨矿床。成矿地质条件、矿床地质特征研究表明,该矿床与黄羊山碱性花岗岩体具有密切的时空及成因联系,矿石具独特的球状构造,球体中石墨与长英质矿物及磁黄铁矿、黄铜矿等金属硫化物密切共生。为确定黄羊山石墨矿床的成因和成矿物质来源,本文开展了球状矿石中的石墨拉曼光谱分析和C同位素测试,对与石墨密切共生的金属硫化物开展S-Pb同位素分析。结果表明,黄羊山矿床球状矿石不同部位石墨的拉曼谱峰相似,显示具有很高的结晶程度,估算结晶温度为750～800℃;7件石墨样品的δ~(13)C值在-19.27‰～-19.90‰,分布非常集中,介于岩浆碳值和有机碳值之间,表明具有两者的混合来源。4件磁黄铁矿样品的δ~(34)S值集中在-2.3‰～-2.9‰之间,接近原始地幔值;在Pb同位素构造环境判别图解上,Pb同位素比值(~(206)Pb/~(204) Pb=18.114～19.040,~(207)Pb/~(204) Pb=15.448 ～ 15.543,~(208) Pb/~(204)Pb=38.253～38.915)显示较好的线性关系,延伸方向与地幔演化曲线的延伸方向基本一致;S-Pb同位素测试结果表明,与石墨共生金属硫化物具有幔源特征。综合黄羊山矿床成矿地质条件、成矿特征、石墨及共生硫化物的物质来源等研究结果,本文初步认为,黄羊山石墨矿床形成于碱性花岗岩的岩浆作用阶段,矿石中的金属硫化物来自岩浆混合作用中的幔源基性端元,碳质由于岩浆同化混染作用达到饱和,在硫化物的催化下沉积形成石墨。  相似文献   

宣城地区龙潭组页岩沉积环境与有机质富集     

丁江辉  张金川  石刚  申宝剑  唐玄  杨振恒  李兴起  李楚雄 《沉积学报》2021,39(2):324-340

安徽宣城地区上二叠统龙潭组海陆过渡相页岩不仅是我国下扬子区重要的烃源岩,也是目前我国页岩气勘探的重要层位之一。为研究海陆过渡相页岩沉积环境与有机质富集的关系,以港地1井和两个露头剖面为研究对象,系统开展了有机地球化学测试、有机岩石学研究、氩离子抛光—扫面电镜观察、元素地球化学分析等工作。结果表明:下扬子宣城地区龙潭组页岩沉积时期处于暖湿型气候,沉积水体处于氧化—贫氧状态,具有高的生物生产力和沉积速率。海陆过渡相富有机质页岩的形成,不是由单一因素所决定的,而是由古气候、水体氧化还原性质、古生产力、沉积速率等多个要素相互配置与耦合的结果,这些因素都会直接或者间接地影响有机质的供给或者有机质的埋藏和保存。其中,温湿型气候不仅有利于陆源高等植物的生长,而且会促进生物地球化学作用,使得母岩化学风化程度加大,向水体输入的营养物质增多,有利于菌藻类等低等水生生物勃发,高等植物碎屑和低等水生生物共同为富有机质页岩沉积提供了丰富的有机质来源。宣城地区晚二叠世沉积时期,较高的古生产力为海陆过渡相富有机质页岩的形成提供了良好的物质基础,有机质产生后进一步埋藏和保存,虽然富氧水体环境不利于有机质保存,但高的沉积速率可以缩短有机质在富氧水体中暴露的时间,使得有机质来不及被氧化或分解,也可造成有机质的富集。  相似文献   

运用H、O同位素分析石阡地区地热水来源     

李永康  陈正山  王甘露 《水文》2021,41(1):28-34

通过对贵州省石阡地区地热水、冷泉及河流的地热地质条件、水化学成分及氢氧同位素分析,对该地区的地热水、冷泉及河流的水化学特征、来源及石阡地区的补给模式进行了研究。温泉水属于低中矿化度的弱碱性水;温泉群中阳离子以Ca^2+、Mg^2+为主,阴离子以SO4^2-和HCO3^-为主,研究区水化学类型主要为HCO3-Ca和SO4.HCO3-Ca型。区域内地热水中δ18O值为-9.32‰~-6.81‰,δD为-64.4‰~-44.9‰;冷泉及河流中δ18O值为-7.51‰~-6.00‰,δD为-50.7‰~-38.2‰,均分布在我国大气降水线及当地大气降水线附近,表明该地区主要是大气降水成因。通过H、O同位素计算补给区温度,地热水补给高程,以及冷泉及河流补给高程,推测出补给区可能为袍木寨背斜一带及红石走滑断裂及其断裂束附近的碳酸盐岩裸露地区。氚盈余参数d表明石阡地区大多数地热水埋深较浅,循环径流时间较短,地质环境处于开放与半开放之间,水-岩反应作用相对较弱。  相似文献   

Rb–Sr dating of sulfides and S–Pb isotopic study of the Bayanbaolege Ag polymetallic deposit,Inner Mongolia,NE China     

《Chemie der Erde / Geochemistry》2021,81(1):125724

The large-scale Bayanbaolege Ag polymetallic deposit is situated in the Tuquan–Linxi Fe-Sn-Cu-Pb-Zn-Ag metallogenic sub-belt in eastern slopes of the southern Great Xing’an Range, NE China. The sulfide-quartz vein-type orebodies in the deposit are hosted primarily in the Early Cretaceous granodiorite porphyry and Late Permian strata. Three primary paragenetic stages of veining have been identified: (I) arsenopyrite- pyrite-quartz stage, (II) pyrite-sphalerite-quartz stage, and (III) galena-silver minerals (pyrargyrite, argentite, and pearceite)-calcite stage. The Rb–Sr dating of sulfides yielded an isochron age of 129.9 ± 2.9 Ma (MSWD = 2.1) for the sphalerite, which constrains the mineralization age to the Early Cretaceous. Rb and Sr concentrations in the sulfides ranged from 0.0940 to 1.0294 ppm and 0.0950–3.3818 ppm, respectively. The initial ⁸⁷Sr/⁸⁶Sr value of the sphalerite was 0.70852 ± 0.00018, indicating that the mineralized materials were derived from the mixed crust-mantle source area. S isotope analysis showed that the δ³⁴S values of the sulfide samples varied in a narrow range, from −1.5‰ to +1.3‰ (mean −0.65‰), indicating a magmatic S source. Pb isotopic ratios of the sulfides (²⁰⁶Pb/²⁰⁴Pb = 18.306–18.416, ²⁰⁷Pb/²⁰⁴Pb = 15.524–15.605, ²⁰⁸Pb/²⁰⁴Pb = 38.095–38.479) and the granodiorite porphyry (²⁰⁶Pb/²⁰⁴Pb = 18.341–18.933, ²⁰⁷Pb/²⁰⁴Pb = 15.539–15.600, ²⁰⁸Pb/²⁰⁴Pb = 38.134–38.944) reflect that the ore-forming materials originated from contemporaneous magma with Early Cretaceous granodiorite porphyry. This study of the Bayanbaolege deposit and other hydrothermal deposits in the area provides compelling evidence that the widespread Mesozoic magmatism and mineralization in the southern Great Xing’an Range occurred in an intracontinental extensional tectonic setting, which was associated with the westward subduction of the paleo-Pacific plate.  相似文献   

Composition and origin of the volatile components released from the Pesyanoe aubrite by stepwise crushing and heating     

《Chemie der Erde / Geochemistry》2021,81(1):125686

Aubrites are achondritic meteorites (enstatite pyroxenites) that were formed in highly reduced magmatic environments on a differentiated parent body sharing a common oxygen isotope reservoir with enstatite chondrites (EC), Earth and Moon, and could be considered as a geochemical model of the early proto-Earth. Some pyroxenes of the Pesyanoe aubrite have high abundance of gaseous inclusions, captured during the crystallization of the rocks. Investigation of the inclusions by IR spectroscopy reveals presence of OH⁻ groups and C–H bonds. The former are assigned to protonated point defects in enstatite lattice and the latter to compounds occupying void walls. Molecular water and CO₂ were not observed. Volatile components released from the samples of the Pesyanoe enstatite by stepwise crushing and heating are composed of CO₂, H₂O and a non-condensable phase. Hydrogen isotopic composition of volatiles extracted in form of molecular water in Px-separates varies in the range δD = −61 – −84‰ with mean value of δD = −73 ± 16‰ VSMOW and is within the ranges of ECs and Earth’s mantle. The total abundance of H₂ in the pyroxene of Pesyanoe were estimated as at least 0.047 ppm that is too low in comparison with that of enstatite chondrites (≥30 ppm H₂) and could indicate nearly complete degassing of the Pesyanoe primitive precursor material during the Pesyanoe parent body accretion or a mantle degassing in igneous differentiation process. In a last case a primitive precursor could have D/H ratio different from that of enstatite chondrites.  相似文献   

尼泊尔低喜马拉雅推覆带油源对比及油气成藏     

杨平  谭富文  施美凤  王正和  李忠雄  占王忠  Sudhir RAJAURE  Ganesh N.TRIPATHI 《地质学报》2021,95(11):3426-3441

尼泊尔低喜马拉雅推覆带油气苗来源不清极大地影响了该区油气勘探.在地质-地球物理综合调查的基础上,利用油气地球化学、碳同位素及生烃史模拟对尼泊尔代莱克地区油源和成藏过程进行了研究.结果表明:①尼泊尔代莱克地区油苗产于Padukasthan断裂,可分两期,第一期呈含油断层泥产出,氯仿沥青"A"为149～231 μg/g,RR.为0.81％,氯仿沥青"A"的δ13C相对较重(-26.24‰～-27.10‰),族组分具有正碳同位素序列,发黄绿色荧光,为典型的低熟煤成油,第二期呈液态油产出并遭受微生物降解,金刚烷IMD指数为0.33～0.45,R.为1.24％～1.53％,3,4-DMD含量46％～47％,全油δ13C为-29.50‰～-29.45‰,族组分碳同位素趋于一致,发蓝色荧光,为海相成因高熟油;②第一期油来源于Surkhet群的Melpani组和Gondwana群煤系烃源岩,为Ⅲ型有机质低熟阶段的产物,第二期来源于Surkhet群的Swat组浅海陆棚相黑色页岩,为Ⅱ1型有机质生油高峰的产物,两期油与Lakharpata群过成熟黑色泥岩和Siwalik群未熟泥岩没有亲缘关系;③尼泊尔低喜马拉雅推覆带具有"多源多期、推覆增熟、砂体控储、披覆控聚"的油气成藏模式,油气成藏过程可划分为沉积浅埋、构造圈闭形成、深埋油藏形成、气藏形成和晚期改造定型5个演化阶段;④尼泊尔低喜马拉雅推覆有利于Gondwana群、Surkhet群深埋增温、持续快速生烃和晚期成藏,对比邻区巴基斯坦的含油气盆地,尼泊尔低喜马拉雅推覆带及相邻类似地区具备良好的油气成藏条件.  相似文献   

柴达木盆地那棱格勒河及其尾闾盐湖锂成矿物源：来自水化学和锶、硫同位素证据   总被引：2，自引：0，他引：2  

李庆宽  王建萍  吴蝉  樊启顺  秦占杰  陈亮  魏海成  都永生  袁秦  李建森  山发寿 《地质学报》2021,95(7):2169-2182

柴达木盆地那棱格勒河尾闾盐湖（一里坪干盐滩、东台吉乃尔盐湖、西台吉乃尔盐湖和察尔汗盐湖别勒滩区段）赋存了我国目前最大的卤水锂矿床。那棱格勒河及其尾闾盐湖锂的物源仍存在一定争议,主要有围岩风化、古湖残留、含盐系地层淋滤、油田水、深部水等,目前缺乏有力的地球化学证据。本文系统采集了那棱格勒河流域及其尾闾盐湖不同水体样品16件,分析了其主、微量元素含量及锶、硫同位素组成。结合前人的研究成果,对区域水体中锂的来源进行了探讨,得出结论如下：那棱格勒河水锂含量（0. 45~0. 79 mg/L）比楚拉克阿拉干河支流（0. 00~0. 05 mg/L）高出一个数量级,其高锂含量主要受洪水河支流的补给;洪水河高锂含量与其上游热泉水的补给有关,该热泉水锂、锶含量高、 87 Sr/ 86 Sr比值偏高, δ 34 S值偏低,与青藏高原典型热泉水地球化学特征（锂含量0. 4~34. 8 mg/L,锶含量0. 07~4. 24 mg/L, 87 Sr/ 86 Sr比值0. 71224~0. 71259, δ 34 S值- 10. 6‰~7. 6‰）较一致。那棱格勒河水（0. 71170）和尾闾盐湖卤水（0. 71143~0. 71156）相似的 87 Sr/ 86 Sr比值,以及研究区河、湖水硫同位素组成符合主要蒸发浓缩过程 δ 34 S值逐渐下降的变化趋势,均证明研究区尾闾盐湖卤水锂资源主要受那棱格勒河的补给;而古湖残留水、盆地西部含盐系地层淋滤水或油田水具有明显不同的水化学特征和锶、硫同位素组成,这些水体对研究区尾闾盐湖锂补给的贡献较小,可忽略不计。  相似文献   

厄立特里亚Augaro金矿床碳氢氧硫同位素特征及其成因意义     

向文帅  赵凯  张紫程 《地质学报》2021,95(4):1284-1291

厄立特里亚Augaro金矿床产于努比亚地盾新元古代变质火山岩中,矿体主要赋存于片理化安山岩内,受北北东向断裂与近东西向次级断裂控制.对矿床主要含金石英脉型矿石与蚀变岩型矿石进行碳氢氧硫同位素研究显示,成矿流体的δDw-H2O范围为-68.7‰～-49.4‰,δ18 Ow-H2O范围为-1.9‰～4.9‰,δ13 CV-PBD范围为-15.9‰～-10.9‰,石英脉型金矿石硫同位素组成以较小的正值为特征,变化范围为0.18‰～0.63‰,而蚀变岩型金矿石硫同位素组成偏低,以较大负值为特征,变化范围为-7.07‰～-6.86‰,表明Augaro金矿床成矿流体主要来源于变质热液,伴有岩浆水与大气降水的混合,矿区地层与岩浆物质为金矿床的形成提供大量成矿物质.  相似文献