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全球不同构造环境蛇纹岩全岩和矿物微量元素组成及非传统稳定同位素(Fe-Zn-Cu同位素)特征

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地质学报 2022年第12期96卷 4149-4166页

作者：杨凯戴紧根沈洁张文仓赵玲玲中国地质大学(北京)地球科学与资源学院北京100083

蛇纹岩对地球深部和浅部的元素循环以及氧化还原状态调节具有非常重要的作用。蛇纹岩中的流体活动性元素(fluid-mobile element,FME)是揭示地幔岩石水化、脱水以及元素循环的关键。本文系统收集和分析了前人报道的不同构造环境的蛇纹岩... 详细信息

蛇纹岩对地球深部和浅部的元素循环以及氧化还原状态调节具有非常重要的作用。蛇纹岩中的流体活动性元素(fluid-mobile element,FME)是揭示地幔岩石水化、脱水以及元素循环的关键。本文系统收集和分析了前人报道的不同构造环境的蛇纹岩矿物化学、全岩微量元素和非传统稳定同位素(Fe、Zn、Cu)的组成特征,试图从多个角度总结蛇纹岩脱水过程的元素迁移规律及流体性质。蛇纹岩主要矿物蛇纹石微量元素含量具有以下主要特征:①不同变质程度的蛇纹岩中的蛇纹石既包含轻稀土元素(light rare earth element,LREE)富集,又包含LREE亏损的特征;②纤蛇纹石的REE和微量元素分布在利蛇纹石和叶蛇纹石的范围内,利蛇纹石重稀土元素(heavy rare earth element,HREE)整体上略高于叶蛇纹石且更加富集FME;③通过中度不相容元素与REE含量相结合,能够较好地区分橄榄石和辉石蛇纹石化所形成的蛇纹石,即辉石形成的蛇纹石富集相容元素(如Sc、Zn、Cr、Y和Ti等)并具有较高的HREE,而橄榄石形成的蛇纹石则表现为平坦且整体较低的REE分布型式。在蛇纹岩全岩微量元素和稀土元素(rare earth element,REE)含量方面,不同构造环境的蛇纹岩具有较大范围的重叠,但也有一定的差异:①慢速扩张的印度洋中脊蛇纹岩REE和微量元素含量要整体高于快速扩张的大西洋中脊和太平洋中脊的蛇纹岩;②马里亚纳蛇纹岩泥相比于蛇纹岩和蛇纹石化纯橄岩具有更高的REE和微量元素,而蛇纹石化纯橄岩相比于蛇纹岩则具有相对低的REE及流体不活动性元素含量。因此,利用微量元素的含量在区分不同环境的蛇纹岩方面存在一定的困难。但是,碱金属元素与U元素含量及其相应的比值,则可以较明显区分出大洋蛇纹岩和弧前蛇纹岩。目前已发表的蛇纹岩Fe、Zn、Cu同位素数据表明:①蛇绿岩中的蛇纹岩Fe和Zn同位素的分馏与其变质程度密切相关。蛇纹岩在进变质过程中δ56Fe值与Fe^(3+)/ΣFe值呈负相关,而Zn含量和δ66Zn值则呈现正相关,表明蛇纹岩变质脱水能够释放氧化性流体;②与橄榄岩相比,蛇纹岩具有明显低的δ65 Cu值,表明橄榄岩蛇纹石化过程中存在氧化性流体的加入。蛇纹岩Fe、Zn、Cu同位素在示踪流体性质和氧化还原状态方面有很大潜力,对壳幔系统的化学循环具有重要意义。

关键词：蛇纹岩元素循环微量元素非传统稳定同位素

非传统稳定同位素在土壤重金属源解析方面的应用

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中国无机分析化学 2022年第4期12卷 75-79页

作者：李葳易甜姚晶晶湖北省农业科学院农业质量标准与检测技术研究所武汉430064 农产品营养品质与安全湖北省重点实验室武汉430064

随着工业发展,土壤中累积的重金属对人类产生健康威胁。在全面评估土壤重金属污染的情况下,通过非传统稳定同位素测量可以对其来源进行有效解析。鉴于这一新兴领域的快速发展,对非传统稳定同位素在土壤重金属源解析中的作用进行了阐述... 详细信息

随着工业发展,土壤中累积的重金属对人类产生健康威胁。在全面评估土壤重金属污染的情况下,通过非传统稳定同位素测量可以对其来源进行有效解析。鉴于这一新兴领域的快速发展,对非传统稳定同位素在土壤重金属源解析中的作用进行了阐述。在此基础上,提出了现有的问题和展望,为土壤重金属污染源解析理论、技术的研究与应用提供借鉴,推进土壤重金属污染防控的建立与完善。

关键词：重金属非传统稳定同位素源解析同位素示踪法

近十年我国非传统稳定同位素地球化学研究进展

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矿物岩石地球化学通报 2022年第1期41卷 1-44页

作者：韦刚健黄方马金龙邓文峰于慧敏康晋霆陈雪霏中国科学院广州地球化学研究所同位素地球化学国家重点实验室广州510640 中国科学院深地科学卓越创新中心广州510640 中国科学技术大学地球和空间科学学院合肥230021

非传统稳定同位素是过去十年国际上地球化学学科发展非常迅猛的方向,我国科研人员也以自主创新的方式参与到这一前沿研究的大潮中,研究队伍不断扩大,已成为这一学科方向的重要研究力量。本文回顾了过去十年(2010—2020)我国非传统稳定... 详细信息

非传统稳定同位素是过去十年国际上地球化学学科发展非常迅猛的方向,我国科研人员也以自主创新的方式参与到这一前沿研究的大潮中,研究队伍不断扩大,已成为这一学科方向的重要研究力量。本文回顾了过去十年(2010—2020)我国非传统稳定同位素分析技术研发方面的进展,同时对一些重要研究方向的代表性应用研究成果进行了总结。在分析技术方面,我国主要的相关实验室对众多非传统稳定同位素体系的高精度测试技术进行了探索,开拓了一些具备国际先进甚至领先水准的分析技术方法;在应用研究方面,不同的研究团队侧重于各自关注的研究领域和同位素体系,发展进程有所差别,但总体上处于蓬勃发展阶段,上升势头迅猛。有理由相信未来我国的非传统稳定同位素地球化学仍会继续快速发展,技术上会对已有的方法优化提高,并不断开拓新的体系,应用研究上将更深入探索地质、环境过程中的分馏机制,同时将在地球科学的相关研究领域得到更广泛的应用。

关键词：非传统稳定同位素分析技术应用研究研究进展

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非传统稳定同位素地球化学的创建与发展

矿物岩石地球化学通报 2013年第6期32卷 651-688页

作者：朱祥坤王跃闫斌李津董爱国李志红孙剑中国地质科学院地质研究所国土资源部同位素地质重点实验室北京100037

本世纪的第一个十年见证了非传统稳定同位素地球化学的诞生和快速发展。该领域在过去十年的开创性工作可归纳为测试方法研发、分布范围调查、分馏过程与机理研究和应用潜力探索等方面。本文在历史回顾的基础上,以镁、铁、铜、锌、钼等... 详细信息

本世纪的第一个十年见证了非传统稳定同位素地球化学的诞生和快速发展。该领域在过去十年的开创性工作可归纳为测试方法研发、分布范围调查、分馏过程与机理研究和应用潜力探索等方面。本文在历史回顾的基础上,以镁、铁、铜、锌、钼等同位素为例,从后三个方面对这一分支学科进行了简介。

关键词：非传统稳定同位素镁同位素铁同位素铜同位素锌同位素钼同位素

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蒸发岩非传统稳定同位素研究综述

地学前缘 2021年第6期28卷 29-45页

作者：夏芝广胡忠亚刘传魏海珍李伟强南京大学地球科学与工程学院江苏南京210023 同济大学海洋与地球科学学院上海200092

蒸发岩是海水/卤水蒸发浓缩的产物,不同的水化学环境下析出的蒸发岩类型不同,其在不同的地质历史时期都有分布,是重要的古海水和古环境记录载体。蒸发岩研究的主要问题包括:蒸发岩的物质来源、形成时代、蒸发盆地和卤水的演化历史、蒸... 详细信息

蒸发岩是海水/卤水蒸发浓缩的产物,不同的水化学环境下析出的蒸发岩类型不同,其在不同的地质历史时期都有分布,是重要的古海水和古环境记录载体。蒸发岩研究的主要问题包括:蒸发岩的物质来源、形成时代、蒸发盆地和卤水的演化历史、蒸发岩矿物所记录的环境变化。一些矿物、元素及同位素指标可用于解决这些问题,其中稳定同位素对于示踪蒸发岩的物质来源与形成过程具有不可替代的作用。近20年来,非传统稳定同位素地球化学获得快速发展,并在蒸发岩研究中获得成功应用,这些同位素体系包括阴离子元素B、Cl和Br,以及阳离子元素Mg、K和Ca。本文综述了多个非传统稳定同位素在蒸发岩领域的研究,主要包括:蒸发岩矿物与溶液之间的同位素分馏系数、蒸发岩的同位素信息重建古海水同位素组成及示踪蒸发岩成因和时代等。

关键词：蒸发岩卤水古海水非传统稳定同位素同位素分馏示踪

用非传统稳定同位素探索全球大洋玄武岩、深海橄榄岩成因和地球动力学的几个重要问题

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地球科学进展 2017年第2期32卷 111-127页

作者：牛耀龄龚红梅王晓红肖媛媛郭鹏远邵凤丽孙普陈硕段梦孔娟娟王国栋薛琦琪高雅洁洪迪中国科学院海洋研究所山东青岛266071 青岛海洋科学与技术国家实验室山东青岛266061 Department of Earth Sciences Durham UniversityDurham DH1 3LEUK 中国科学院大学北京100049 中国地质大学北京100083

2017年中国科学院海洋研究所"大洋岩石圈与地幔动力学实验室"建成。未来5年,该实验室在国家自然科学基金重点项目(编号:41630968)的资助下,用珍贵的太平洋、大西洋和印度洋洋中脊玄武岩(MORB)、辉长岩和深海橄榄岩(MORP)研究地球化学和... 详细信息

2017年中国科学院海洋研究所"大洋岩石圈与地幔动力学实验室"建成。未来5年,该实验室在国家自然科学基金重点项目(编号:41630968)的资助下,用珍贵的太平洋、大西洋和印度洋洋中脊玄武岩(MORB)、辉长岩和深海橄榄岩(MORP)研究地球化学和地幔动力学的几个基本科学问题:1用Ti-Zr-Hf稳定同位素验证"Nb-Ta和Zr-Hf元素对质量分异的假说";2从MORB演化过程和地幔熔融过程检验目前对铁同位素分馏的基本假说,即重Fe同位素与Fe3+有亲和性,且比轻Fe同位素和Fe2+更不相容;3提出并试图检验地幔高氧逸度是板块构造的结果,即含有大量Fe3+的蛇纹石化大洋岩石圈地幔橄榄岩俯冲到深部地幔所致;4对代表性的MORB样品和中国东部新生代碱性玄武岩样品进行铀同位素研究,检验Andersen等(2015)有关地球演化过程中壳幔循环导致的内、外动力地质过程的相互关系。

关键词：大洋玄武岩深海橄榄岩壳幔循环地幔动力学非传统稳定同位素

非传统稳定同位素测试方法、分馏理论与地质应用

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非传统稳定同位素测试方法、分馏理论与地质应用

Ba同位素在花岗质岩浆演化及流体活动中的应用与展望

＜正＞项目来源:国家自然科学基金委员会,中国地质调查局,科技部项目起止时间:2004年1月～2008年12月主要完成单位:中国地质科学院地质研究所主要完成人:朱祥坤,唐索寒,何学贤,李志红,李世珍,李津,赵新苗,王进辉联系方式:朱祥坤,北京市... 详细信息

＜正＞项目来源:国家自然科学基金委员会,中国地质调查局,科技部项目起止时间:2004年1月～2008年12月主要完成单位:中国地质科学院地质研究所主要完成人:朱祥坤,唐索寒,何学贤,李志红,李世珍,李津,赵新苗,王进辉联系方式:朱祥坤,北京市西城区百万庄大街26号,中国地质科学院地质研究所,100037,电话:68999798,电子信箱:xiangkun@***;xkzhu0824@***非传统稳定同位素地球化学是个新兴的研究领域。在国家自然科学基金委员会、科技部和中国地质调查局的支持下,中国地质科学院地质研究所固

关键词：非传统稳定同位素质谱质量分馏条带状铁建造标准物质

来源： cnki会议评论

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河北地质大学学报 2024年第1期47卷 1-10页

作者：唐宗源陈琛昌华山李杰魏浩西北大学地质学系大陆动力学国家重点实验室陕西西安710069 河北地质大学河北省战略性关键矿产资源实验室河北石家庄050031 河北地质大学地球科学学院河北石家庄050031 河北省地质矿产勘查开发局第九地质大队河北邢台054000

钡(Ba)作为一种非传统的稳定同位素,逐渐展现出其作为示踪花岗质岩浆演化和流体活动的独特优势。目前,Ba同位素的地球化学储库已经基本建立。地壳的重熔过程可以分馏出Ba同位素,导致生成的熔体富集重Ba同位素。然而,在喜马拉雅康巴淡色... 详细信息

钡(Ba)作为一种非传统的稳定同位素,逐渐展现出其作为示踪花岗质岩浆演化和流体活动的独特优势。目前,Ba同位素的地球化学储库已经基本建立。地壳的重熔过程可以分馏出Ba同位素,导致生成的熔体富集重Ba同位素。然而,在喜马拉雅康巴淡色花岗岩中观察到的轻δ^(138/134)Ba值(-1.32‰~+0.12‰)很可能与来自大型深层岩浆储库的流体有关。深层岩浆储库释放的流体对康巴浅色花岗岩的岩浆演化过程产生了重要影响,导致了较低的轻Ba同位素组成(同位素组成,还可能输运了一些可溶性金属元素,有助于稀有金属矿床的形成。与花岗岩熔体相比,钾长石富含轻Ba同位素。高分异花岗岩中的钾长石分离结晶会导致明显升高的δ^(138/134)Ba值(>0),而具有岩浆-热液特征的高分异花岗岩的δ^(138/134)Ba值明显低于大陆地壳(~0‰)。在俯冲带流体过程中,Ba同位素可以大量分馏,轻Ba同位素优先富集在矿物中,导致变质流体的δ^(138/134)Ba值远高于俯冲物质(如蚀变洋壳)。俯冲带中重Ba同位素(>0)可能与蚀变洋壳的流体贡献有关,而轻Ba同位素(同位素分馏,而变质再平衡则可以改变地幔楔和弧火山岩的Ba同位素组成。然而,在使用Ba同位素来量化不同来源的贡献时,尤其是涉及变质脱水和流体活动时,需要仔细考虑。综上所述,总结了Ba同位素在花岗岩及流体活动中的应用现状和进展,并针对未来的研究方向和挑战进行了展望。

关键词：非传统稳定同位素 Ba同位素花岗岩流体活动穿地壳岩浆系统

页岩气压裂返排液/采出水同位素地球化学特征与鉴别指标

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天然气地球科学 2022年第1期33卷 78-91页

作者：倪云燕姚立邈隋建立陈建平中国石油天然气股份有限公司油气地球化学重点实验室北京100083 中国石油勘探开发研究院北京100083 中国地震局地质研究所北京100029

中国页岩气资源丰富,主要分布在人口密集的南方海相碳酸盐岩分布区,地质地表条件复杂,生态环境脆弱,水资源匮乏或分布不均,大规模压裂开采存在很高水资源利用压力和严重水环境污染风险。综合分析页岩气压裂返排液/采出水的氢、氧、硼、... 详细信息

中国页岩气资源丰富,主要分布在人口密集的南方海相碳酸盐岩分布区,地质地表条件复杂,生态环境脆弱,水资源匮乏或分布不均,大规模压裂开采存在很高水资源利用压力和严重水环境污染风险。综合分析页岩气压裂返排液/采出水的氢、氧、硼、锂、锶等传统与非传统稳定同位素地球化学特征显示:四川盆地返排液/采出水的氢氧同位素与寒武系、二叠系和三叠系的须家河组、嘉陵江组、雷口坡组常规井采出水演化趋势相近,与震旦系常规井采出水不同,表明四川盆地返排液/采出水为压裂注入液与滞留在志留系页岩中的地层卤水的混合产物,其高盐度端元化学组成更接近寒武系地层卤水,但其δ^(11)B值要高于后者。四川盆地页岩气压裂返排液/采出水δ^(11)B值与美国Marcellus的相近,都与蒸发相海水有关,与盆地内不同层系常规井采出水有一定的重合,无法进行精确区分,但其δ^(11)B和B/Cl值与河水和非海相的柴达木盆地页岩气井返排液/采出水能够明显区分。四川盆地页岩气压裂返排液/采出水δ^(7)Li值稍高于美国Marcellus的,与长江水的δ^(7)Li值有一定重合。威远页岩气示范区返排液/采出水^(87)Sr/^(86)Sr均值为0.7197,长宁示范区则为0.7193,远高于不同层系常规井采出水的^(87)Sr/^(86)Sr值,这是因为志留系页岩受到陆源硅质沉积物和下伏富Sr流体的影响,导致四川盆地南部志留系地层实测^(87)Sr/^(86)Sr值偏高,这使得^(87)Sr/^(86)Sr值成为鉴别四川盆地页岩气压裂返排液/采出水与常规气井采出水和浅层地下水的有效指标。

关键词：压裂返排液传统稳定同位素非传统稳定同位素鉴别指标四川盆地