非传统稳定同位素锶(δ~(88/86)Sr)的地球化学研究进展

锶有4个稳定同位素:84Sr、86Sr、87Sr和88Sr。但其中的非传统稳定同位素(δ88/86Sr)成为近年来国际同位素地球化学领域的研究热点。本文根据国际众多学者的研究,阐述了大多数实验室新近采用双稀释剂和TIMS方法来获得高精度δ88/86Sr数据的原理,并综述自然界δ88/86Sr变化,列出一些影响锶同位素分馏的因素。综合讨论其在地质方面的应用:(1)根据冷水珊瑚稳定锶同位素重建古海洋温度;(2)联立87Sr/86Sr和δ88/86Sr来研究海洋中锶的地球化学循环;(3)利用骨骼中的锶稳定同位素研究古营养学。     

岩浆对围岩的同化作用对岩浆岩~(18)O/~(16)O和~(87)Sr/~(86)Sr系统的影响

<正> 最近几年许多工作者发现火成岩全岩样品中δ~(18)O与~(87)Sr/~(86)Sr初始值之间存在正相关关系。其中有些关系已综合于图1中。这些关系的重要性在于,地球上这两个同位素系统中的变化是由完全不同的机理所造成的。岩石变得富~(87)Sr是由于加入了由~(87)Rb衰变产生的放射成因锶;主要富集~(87)Sr的储藏库是古老的大陆岩石或由此衍生的沉积物。大陆或洋壳的沉积岩富含     

中国若干基性岩和伟晶岩的 Sr 同位素特征及其矿化作用

<正> 关于基性-超基性侵入体的初始锶同位素比值(~(87)Sr/~(86)Sr),迄今报道得很少,而涉及伟晶岩Sr同位素方面的文章更为罕见。笔者近几年来对我国河北大庙、四川攀枝花、云南个旧和长江中下游等地的一些基性侵入岩,新疆、内蒙、河北、云南、福建等地的不同类型的伟晶岩的Sr同位素地球化学特征及其矿化作用进行了初步研究,获得了一些有意义的结果,现简要报道如下。     

云南保山中晚志留世碳酸盐岩的锶同位素组成及海平面变化

本文以云南保山地区中上志留统栗柴坝组海相碳酸盐岩作为研究载体,运用锶同位素比值方法,结合岩石学、古生物学等,对该区志留系中晚期的海平面变化情况及其影响因素进行了研究。其中锶同位素比值数据为该区首次获得,其所反映的海平面变化趋势与同时期美国中西部的海平面演化曲线具有良好的耦合性。研究结果表明;剖面第一段至第二段,~(87)Sr/~(86)Sr值逐渐减小,表明此时海平面相对逐渐升高;第二段~(87)Sr/~(86)Sr值整体处于相对低的水平,总体呈现出逐渐减小趋势,且在21号样品处达到最低值(0.710 5),说明此阶段海侵作用明显;第三段,在较短的地质时期内,~(87)Sr/~(86)Sr值表现出相对强烈的正偏移,达到极值0.728 49,说明海平面相对下降明显。总之,志留系中晚期海平面表现为先升后降的过程。锶同位素的强烈偏移以及岩石内较高的~(87)Sr/~(86)Sr值,正是同时期造山运动和海平面下降事件的反映。     

整个显生宙海水~(87)Sr/~(86)Sr比值的变化

<正> 引言根据786个海成样品的测定数据,我们大致画出了海水的~(87)Sr/~(86)Sr 比值对地质时间(从全新世到晚前寒武纪)的变化曲线。这些数据使我们能够比以往更精确更完善地确定曲线,并能辨认出以往显示不出来的曲线形状。样品从北美、欧洲、非洲和亚洲等地采集了地表及地表以下的海成样品。另从大西洋、印度洋和太平洋,     

南美洲南端巴塔哥尼亚高原熔岩中的上新世—第四纪碱性玄武岩的微量元素和Sr、Nd、Pb和O的同位素组成

南美洲南端巴塔哥尼亚高原的上新世—第四纪碱性玄武岩可分为两类:“克拉通”玄武岩和“过渡”玄武岩。“克拉通”玄武岩分布于新生代高原火山活动区和大陆沉积岩分布区,其同位素组成变化大:~(87)Sr/~(86)Sr比值为0.70316—0.70512;ε_(Nd)为0—+5.5;~(206)Pb/~(204)Pb\~(207)Pb/~(204)Pb和~(208)Pb/~(204)Pb比值分别为18.26—19.38、15.53—15.68和38.30—39.23。“克拉通”玄武岩的这些同位素值以及Ba/La、Ba/Nb、La/Nb、K/Rb和Cs/Rb比值都落在海岛玄武岩的范围内。“过渡”玄武岩分布于上新世—第四纪高原熔岩露头带的西缘,这一区域原先为新生代早期安第斯造山弧火山活动区。与“克拉通”玄武岩相反,“过渡”玄武岩的同位素组成的变化范围要小得多:~(87)Sr/~(86)Sr比值为0.7039±0.0004;ε_(Nd)为+4.0±1.1;~(206)Pb/~(204)Pb、~(207)Pb/~(204)Pb和~(208)Pb/~(204)Pb比值分别为18.60±0.08、15.60±0.01和38.50±0.10。这些同位素值类似于安第斯造山弧玄武岩;与“克拉通”玄武岩相比,当~(143)Nd/~(144)Nd和~(208)Pb/~(204)Pb比值一定时,~(87)Sr/~(86)Sr比值和~(207)Pb/~(204)Pb比值都较高。虽然“过渡”玄武岩的Ba/La、Ba/Nb、La/Nb和Cs/Rb比值不如安第斯造山弧玄武岩那样高,但它们仍高于“克拉通”?     

海西深成岩的成因:根据西班牙比利牛斯中部马拉德塔火成杂岩体的Sr、Pb、O研究所得的结论

<正> 马拉德塔深成杂岩体形成于海西造山运动最晚阶段,置位于比利牛斯地区的古生代沉积岩系中。本研究所涉及的岩体东部,由早期侵入的堆积辉长-苏长岩、接着置位的黑云母-角闪石花岗闪长岩主体组成,后者又为两个小的二云母堇青石花岗岩岩株所侵入。花岗闪长岩的~(87)Rb-~(87)Sr等时线年龄为277±7百万年,初始~(87)Sr/~(86)Sr比值为0.711±3。辉长质岩石的锶初始     

锶同位素在经济地质学中的应用

引言自然界中 Sr 同位素的变异是 Rb~(87)放射性衰变为Sr~(87)的结果,而其余三种 Sr 同位素(Sr~(84)、Sr~(86)和 Sr~(88)则是稳定的。Sr~(87)一般用 Sr~(87)/Sr~(86)比值来表示。在地球形成时,Sr~(87)/Sr~(86)的原始比值约为0.699,而现代来自地幔岩石的 Sr~(87)/Sr~(86)比值近似于0.703,故地幔的 Rb/Sr 比值必须近似于0.025。因为地壳岩石的 Rb/Sr 比值要比地幔值约高一个数量级,所以地壳岩石的SR~(87)/Sr~(86)比值以一种可观的速率在增加。在矿床工作中,Sr 同位素有两方面的应用:它可     

生物壳体Sr/Ca、Mg/Ca、~(87)Sr/~(86)Sr比值在恢复古气候、古环境中的应用——以小渡口剖面为例

生物壳体的Sr/Ca、Mg/Ca比值能反映其沉积水体的Sr/Ca、Mg/Ca比值 ,在一定条件下反映水体的盐度、温度 ,并分别与宿生水体的盐度、温度呈正比关系。生物壳体的87Sr/ 86Sr比值是恢复盆地古水文条件的一种重要手段。本文以著名的泥河湾盆地小渡口剖面的第 2 8层为实例 ,力图通过对有孔虫、介形虫、腹足类生物壳体Sr/Ca、Mg/Ca比值与87Sr/ 86Sr比值的对比研究 ,并结合前人所作的中更新世古地理特征研究 ,来恢复生物壳体沉积时泥河湾古湖水的温度、盐度 ,进而进行古气候、古环境的恢复。研究结果表明 :在 0 .97～ 0 .94Ma间 ,古泥河湾湖为一陆相湖泊 ,湖水的温度、盐度变化趋势相吻合 ,均呈低—高—低的演化特征 ,可能对应着盆地水体的扩展—退缩—扩展变化。其中 ,在 0 .96～ 0 .95Ma间 ,古泥河湾湖具有较高的温度、盐度特征。     

长江河口区水体的锶同位素地球化学--对水与沉积物相互作用过程的反映

为了解长江河口区的水体混合过程和水与沉积物或颗粒物的相互作用过程,对长江河口水的87Sr/86Sr及Sr元素浓度进行了测定,结果显示:与世界河流平均值(Sr为78μg/L,87Sr/86Sr为0.7119)相比,长江水具有明显的高Sr(130μg/L)低87Sr/86Sr比值(0.7105)的特点。在长江口水体混合过程中,锶同位素没有象其它河口那样显示简单的两端员理想混合模式,而是在距河口约30～40km的地点出现87Sr/86Sr的突然升高,水体悬浮颗粒物(SPM)浓度也在同一区域出现升高现象。这可能是该区水体和沉积物相互作用比较强烈而引起沉积物与上覆水体发生物质交换。     

应用方解石及其他常见含锶矿物测定富铷岩石中矿床的铷-锶年龄

<正> 我们试验了一种Rb-Sr法,它可以利用象方解石和萤石那样的常见脉石矿物测定矿床的年龄。矿床必须满足的条件只有两条:1)有低Rb/Sr比值的矿物;2)被有高Rb/Sr比值的围岩包围着。因为热液矿物获得的锶同位素组成通常与围岩相似,具有低Rb/Sr比值的矿物应当把围岩在矿化期间具有的同位素组成记录并保存下来。该Rb/Sr比值与现在围岩的Rb/Sr     

大陆溢流玄武岩系中~(87)Sr/~(86)Sr初始比值、δ~(18)O和SiO_2的相关性:混染作用与蚀变作用

大陆溢流玄武岩系所呈现的δ~(18)O、~(87)Sr/~(86)Sr初始比值(R_0)和SiO_2三者之间的正相关关系,通常归因于地壳的混染作用。在已经经历了偶合的同化-分离结晶作用(在这一过程中花岗质陆壳是混染物)的大陆溢流玄武岩中,R_0反映混染作用的程度,并且与反映分异程度的 SiO_2呈正相关关系。由于火山岩富集~(18)O的能力部分地取决于其含硅量,因此喷发后发生的蚀变作用会使具一定SiO_2含量范围的一个岩系中呈现出SiO_2与δ~(18)O的正相关关系。所以,经历了同化-分离结晶作用,又遭受喷发后蚀变作用的岩系,可能呈现出δ~(18)O、SiO_2和R_0三者之间的正相关关系。于是,由这些岩系的δ~(18)O数据可能会得出高度混染的错误认识。     

日本西南部 Uta-Jima地区镁铁质包体的Sr同位素研究

<正> 测定了日本西南部Uta-Jima新生代硷性玄武岩中的8个镁铁质包体的K、Rb、Sr丰度及Sr同位素组成。镁铁质包体由推测为下地壳成因的辉长岩和麻粒岩组成。镁铁质包体的~(87)Sr/~(88)Sr比值为0.70457—0.70612。大部分包体在同位素上与玄武岩主岩(0.70360—0.70440)可以区分开,而其中一个镁铁质包     

罗加兰杂岩体(挪威西南部)的斜长岩及其有关岩石的~(18)O/~(16)O比值

<正> 南罗加兰杂岩内体由侵位于变粒岩相变质岩的几个斜长岩侵入体组成。斜长岩及其有关的苏长岩、纹二苏长岩(jotunites)的δ~(18)O值为5.2—7‰,说明这些岩石为地幔成因,这与锶同位素证据一致。与斜长岩伴生的酸性岩(大部分是紫苏花岗岩),具有类似的δ~(18)O值,因而推测这两类岩石为同岩浆关系。它们与     

利用潮间藤壸的Mg、Sr、~(18)O/~(16)O和~(13)C/~(12)C变化作为古环境指标的评价

分析了南非海岸周围8个地点的潮间藤壸Tetraclita serrata Darwin组合贝壳样品的主量元素和少量元素含量以及碳和氧同位素比值。这些数据已用来评价利用MgCO_3含量和氧同位素分馏建立的藤壶温标。业已发现,由δ~(18)O值求出的海水温度精确到所计算出的藤壶采样点年平均表层海水温度的±1℃以内,因而此由MgCO_3含量估算出的温度更可靠。对MgCO_3在藤壶贝壳剖面中分布情况的详细研究表明,这种成分在该剖面呈不规则变化,特别是向贝壳外缘MgCO_3含量明显增高。这归因于贝壳在潮间带交替地出露和淹没期间其外表面发生的溶解和沉淀效应。碳同位素值与年平均表层海水温度间的负相关关系不明显,因而这种负相关关系不能用作古温度计。业已查明,从南非海岸各采样点采集的T.serrata样品的Sr含量是始终一样的。据文献报道,世界其他地区的藤壸也具有类似的成分特征。所有潮间藤壸的平均Sr/Ca比值约为8.3‰。这一比值的始终一致性表明,沉积物中保存的未蚀变藤壶贝壳的Sr含量可用来估计海洋的Sr含量。     

太古代金矿与麻粒岩形成或长英质侵入体有关吗?

太古代Au矿床现今流行的成因模式有两种,即麻粒岩化或岩浆作用,然而新的资料表明这些模式都不合理。绝大多数的太古代英闪质麻粒岩均以大离子亲石元素(LILE)的亏损为特征,所以与Au矿床中LILE的富集没有互补关系,而且麻粒岩与金矿床的K/Rb、K/Ba、K/Li、K/Cs和Th/U系列值也没有互补关系。所发表的C同位素体系资料及C/He通量计算值并不支持“麻粒岩化由地幔CO_2注入而引起”的模式,而且太古代金矿床的δ~(13)C值总体分布也与地幔的CO_2或麻料岩的C储库不吻合。太古代英闪岩,奥长花岗岩和花岗闪长岩(TTG)岩浆以具有一致的~(87)Sr/~(86)Sr为特征。而在金矿床中,随着Sr、O和C同位素特征的区域性变化,该比值的变化为0.701～0.720,δ~(13)C平均值的变化为-9‰～-0.4‰。分异花岗岩趋于具正常的K/Rb比值及高的Rb/Sr和K/Ba比值,而金矿床的特点是,主要趋于具较高的K/Rb和K/Ba比值,并且Cs、Li或Ti等元素略富,Rb/Sr比值分散。大多数金矿床晚于与其伴生的岩株的年龄20～30Ma。Cr、Pb、C和O等的同位素体系变化不定,但LILE则具一致趋势,从而说明,由内部或外部产生的流体,在转换压缩增生状态下和低水/岩比值的条件下与成分不定的地壳是平衡的。     

白垩纪-第三纪边界异常沉积——问题的现状与展望

关于全球规模的白垩纪-第三纪(K-T)边界沉积物中铱富集的问题,似乎在Alvarez等(1980)提出的冲击说中得到了合理的解释。然而,某些批评者则倾向于完全排除地球外物质影响的另一种设想。他们将这种铱的异常富集现象归因于全球规模的火山作用。本文将这个关于K-T边界沉积中出现异常沉积而引起争论的问题进行了概括,其中包括了铱的富集、球粒和冲击石英的出现、在微化石中观测到的~(87)Sr/~(86)Sr比值异常和黑烟灰的存在等问题。这样一种异常沉积使作者得出如下概括性要点:1)白垩纪-第三纪边界粘土中铱的富集,部分来自海水的有机物和微生物的活动。这样,根据全球K-T边界粘土中的铱含量来估计,即使有铱来自地球外的物体,但其规模也是很小的。2)球粒不是来自地球外物质的蚀变玄武岩的微滴,其化学成分和矿物组成及结构都表明这些球拉具自生成因性质。3)冲击石英中层状变形和定向排列显然有别于爆发式喷发物中观测到的变形特征。因此,该边界沉积物中冲击石英的存在,有力地支持了地球外物质冲击说的观点。4)K-T边界粘土主要是由地球物质组成的。所以,即使有地球外物质冲击形成的物质参与,其数量也是微不足道的。5)酸雨强度的增加和全球性海平面降低,都能引起K-T边界的锶同位素(~(87)S/~(86)Sr)出现异常。6)迄今为     

谈谈同位素年龄数据的使用和解释(续)

二 锶法锶法的广泛应用取决于分析技术的提高。目前采用的同位素稀释质谱法对铷、锶总量以及锶同位素含量的测定均能达到很高的精确度、灵敏度和准确度。对铷含量为0.1—0.005%的岩石和矿物均可以测定。用同位素稀释法测定铷的误差平均为±2%,当铷含量<0.01%时其误差显著增加。用同位素稀释法可测定10~(-7)—10~(-8)g/g 的锶含量。     

硅酸盐矿物Rb、Sr同位素的离子探针分析

<正> 许多硅酸盐矿物均含有微量Rb和sr,但用一般常规方法很难予以测定。笔者最近采用离子探针(IMA)这一新技术,初步进行了辉石、黑云母Rb,sr同位素分析,并用所测定的(Sr~(87))/Sr~(86)比值对矿物成因作了探讨。     

与安第斯新生代火山中心对应的基岩同位素域

智利北部南纬17．5o到22o之间的第四纪火山中心的同位素资料，为安第斯中部地壳物质贡献给岛弧的岩浆成因提供了证据，并圈定了基岩范围。在地震活动俯冲带上方地壳的厚度、与海沟的距离、火山锥的高度、海沟沉积物的供给等。，沿着岛弧这一地区变化较小。明显不同的是地壳的年龄（南部为古生代，北部属无古宙）。北部地区第四纪火山熔岩的铅同位素组成较低（206PB/204Pb=17．89～18.28），且Sr、O同位素比值（87Sr/86Sr=o．7058~0.7077，δ16O=＋6．5‰～＋8。4‰）相对于南部地区（206Pb/204Pb=18．59～18．87Sr/86Sr=0．7053～0．7083，δ18O=+6．4‰～＋9．3‰）变化较小，两地的岩石成分大体类似，Sico2含量介于53%～74％之间。总之,这些特征可以解释为是由岩浆与其不同的同位素特征的地壳物质之间的相互作用引起的，而不是由于俯冲侵蚀或富集古老岩石圈物质的卷入而导致安第斯中部岛弧岩浆地幔源的变化所造成的。