鍶同位素地層學研究進展_黃思靜

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1、第16卷第2期地球科學進展Vol.16No.22001年4月ADVANCEINEARTHSCIENCESApr.,2001文章編號:1001-8166(2001)02-0194-07鍶同位素地層學研究進展黃思靜,石和,劉潔,沈立成(成都理工學院油氣藏地質(zhì)及開發(fā)工程國家重點實驗室,沉積地質(zhì)研究所,四川成都610059)摘要:鍶同位素地層學(SIS)根據(jù)地質(zhì)歷史中的任何時間全球范圍內(nèi)海水的鍶同位素組成都是均8786一的、海水Sr/Sr比值隨時間變化這一基本原理,利用代表原始海水的海相碳酸鹽(以及磷酸鹽8786和硫酸鹽)的Sr/Sr比值確定海相地層的年代,研究海平面變化、造山運動、古

2、氣候等全球事件,在地層學、沉積學、石油地質(zhì)學和礦床學等領域中有著廣泛的應用前景。鍶同位素地層學已在世界范圍內(nèi)得到地質(zhì)學家的普遍關注,并已獲得迅速的發(fā)展,國內(nèi)的有關研究則剛剛起步。鍶同位素地層學研究的難點主要在于對樣品成巖蝕變的控制和分析技術上,同時還需要有良好的地層學研究基礎,在樣品選擇上應充分考慮其原始組分的抗成巖蝕變能力。鍶同位素地層學的研究需要地層學家、沉積學家和地球化學家的共同努力。關鍵詞:鍶同位素地層學;海相沉積物定年;全球事件;成巖蝕變中圖分類號:P597文獻標識碼:A1鍶同位素地層學2鍶同位素地層學的應用鍶同位素地層學(StrontiumIsotopeStrati

3、gra-海水的鍶同位素組成主要受殼源和幔源兩個來[1]phy,簡稱SlS)由瑞典地質(zhì)學家Wickman在1948源鍶的控制:殼源鍶主要由大陸古老巖石風化提8786[7]年提出。其基本含義是由于鍶在海水中的殘留時間供,Sr/Sr的全球平均值為0.7119;幔源鍶主要8786(≈106a)大大長于海水的混合時間(≈103a),因而由洋中脊熱液系統(tǒng)提供,Sr/Sr平均值為[8]任一時代全球范圍內(nèi)海相鍶元素在同位素組成上是0.7035。各種全球事件,如全球構造運動、風化速[2]8786均一的,從而導致地質(zhì)歷史中海水的Sr/Sr比率、洋殼增生速率、洋中脊熱液系統(tǒng)變化、造山事件、8786值

4、是時間的函數(shù),即海水中鍶同位素的Sr/Sr比值冰川活動、氣候、全球海平面變化以及全球災變性事8786是隨著時間變化的(圖1,圖2)。就現(xiàn)在而論,按Sr/件等都會以不同方式改變海水中殼源鍶和幔源鍶的Sr比值所能測定的精度(±0.00002),現(xiàn)代全球范圍相對比值,因而它們是海水鍶同位素組成與演化最8786[5,6]內(nèi)海水和海洋貝殼的Sr/Sr比值是一致的。為重要的控制因素。地質(zhì)歷史中未經(jīng)成巖蝕變的、代當海相同生礦物(如生物成因的碳酸鹽、非生物表原始海水組成的海相碳酸鹽(也包括硫酸鹽、磷酸成因的海水碳酸鹽膠結物、磷灰石、重晶石)形成的鹽及其它一些可進行鍶同位素分析的內(nèi)源沉積物)時候

5、,它們從海水中獲取鍶,而沒有鍶同位素的分的鍶同位素組成及其演化是研究全球事件,進行全餾,因而保存了其形成時的8786[9～15]Sr/Sr比值。我們便可球對比的重要手段。8786以通過未知年代地層中這些礦物的Sr/Sr比值,現(xiàn)在,鍶同位素地層學除被廣泛地用于確定海8786利用已建立的地質(zhì)歷史中海水Sr/Sr曲線或鍶同相沉積物的年代外,還可用于盆地沉降史、海平面變位素數(shù)據(jù)庫,從而可推斷未知地層的可能年代?；⒃焐竭\動和古氣候的研究,層序地層學中地層基收稿日期:2000-05-08;修回日期:2000-07-21.*基金項目:國家自然科學基金項目“上揚子古生代海相碳酸鹽的鍶同位素組

6、成及主要控制因素”(編號:49972044)資助.作者簡介:黃思靜(1949-),男,教授,主要從事沉積地質(zhì)學研究。E-mail:hsj@cdit.edu.cn第2期黃思靜等:鍶同位素地層學研究進展195[28,29][30]準面建立,地層間斷持續(xù)時間的確定,非海相影響程生代、Vendian階等。度的評價,以及區(qū)分海相和非海相化石等;同時,不隨著地質(zhì)歷史中海相地層鍶同位素數(shù)據(jù)的不斷同地質(zhì)歷史時期原始海水的鍶同位素組成數(shù)據(jù)還是積累,Richard等從1996年就開始著手建立海相碳8786沉積層控礦床、成巖作用、沉積地球化學和石油地質(zhì)酸鹽的Sr/Sr的數(shù)據(jù)庫,在該數(shù)據(jù)庫中,所有的鍶

7、學等相關研究所必不可少的基礎背景資料。因而鍶同位素數(shù)據(jù)有相應的絕對地質(zhì)年代與之對應,因此,同位素地層學不但在地層學,同時在沉積學、石油地該數(shù)據(jù)庫可用于推斷海相地層的年代。1997年完成質(zhì)學和礦床學等領域中都有著廣闊的應用前景。的版本8/96提供了206Ma以來的鍶同位素年代表,實際使用的鍶同位素數(shù)據(jù)量近5000個;即將完成的版本3的時代已到了晚寒武世,估計使用的鍶同位素數(shù)據(jù)量超過1萬個,因而鍶同位素地層學的發(fā)展速度是十分驚人的。在國內(nèi),對海相內(nèi)源沉積物的碳、氧、硫同位素組成及其年代效應研究遠