新聞動(dòng)態(tài)郭羽翯、郭煬銳等-CG：破解深埋碳酸鹽巖團(tuán)簇同位素異質(zhì)性難題
?碳酸鹽團(tuán)簇同位素（Δ47）測(cè)溫技術(shù)是當(dāng)前古氣候重建的核心手段之一，其優(yōu)勢(shì)在于可以不受成巖流體氧同位素組成（δ18O）影響，可以重建地質(zhì)歷史時(shí)期的溫度。然而，構(gòu)造活躍盆地中廣泛存在的熱液活動(dòng)通常會(huì)改造原始同位素信號(hào)，且這種改造可能無(wú)明顯宏觀巖性特征，導(dǎo)致古溫度重建結(jié)果出現(xiàn)系統(tǒng)性偏差，這一難題長(zhǎng)期制約著深時(shí)古環(huán)境研究的精度。
?針對(duì)上述問(wèn)題，中國(guó)科學(xué)院廣州地球化學(xué)研究所郭羽翯博士生與郭煬銳副研究員等人以華南晚奧陶世萬(wàn)和剖面深埋碳酸鹽巖為研究對(duì)象，該區(qū)域經(jīng)歷了峰值達(dá)~261 oC的深埋藏過(guò)程，且受青藏高原構(gòu)造應(yīng)力影響發(fā)育熱液活動(dòng)，是研究熱液-成巖作用的天然實(shí)驗(yàn)室（圖1）。通過(guò)系統(tǒng)開展巖相學(xué)觀察、穩(wěn)定同位素與微量元素測(cè)試，結(jié)合固態(tài)重排、流體-巖石相互作用及二維熱傳導(dǎo)數(shù)值模擬，團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)研究區(qū)團(tuán)簇同位素溫度（T(Δ47)）在僅50米的垂直梯度地層間隔內(nèi)呈現(xiàn)47至194 oC的異常，這一特征無(wú)法用區(qū)域背景地?zé)崽荻然驁F(tuán)簇同位素固態(tài)重排理論解釋。
?該研究團(tuán)隊(duì)提出了一個(gè)重要假設(shè)，認(rèn)為剖面的團(tuán)簇同位素溫度是封閉體系、低水巖比碳酸鹽重結(jié)晶的溫度，而T(Δ47)在空間上異質(zhì)性是由剖面底部存在的熱液脈所產(chǎn)生的熱場(chǎng)衰減主控。這些假設(shè)得到了水巖交換（圖2）和熱傳導(dǎo)模型（圖3）的支持。對(duì)此，團(tuán)隊(duì)提出了隱蔽型熱液改造的識(shí)別方法：1）短地層間隔（<100米）內(nèi)無(wú)法用背景地?zé)崽荻冉忉尩漠惓?/span>T(Δ47)垂直梯度；2）蝕變樣品中Mn/Ca比值升高、Sr/Ca比值降低的地球化學(xué)指紋；3）聯(lián)合δ18O-Δ47指示的封閉體系低水巖比重結(jié)晶證據(jù)。
?以往研究?jī)H通過(guò)肉眼剔除可見脈體，但低水巖比下熱液改造不會(huì)產(chǎn)生明顯巖相變化，常導(dǎo)致誤將熱液信號(hào)解讀為古氣候波動(dòng)。該團(tuán)隊(duì)研究成果為重新評(píng)估全球構(gòu)造活躍區(qū)已發(fā)表的深時(shí)古溫度數(shù)據(jù)提供了重要篩選依據(jù)；同時(shí)也為深層海相碳酸鹽巖油氣儲(chǔ)層的熱演化歷史恢復(fù)、成巖作用評(píng)價(jià)提供了新型的地球化學(xué)方法與理論支撐。
圖1 研究區(qū)域地層、巖相學(xué)和團(tuán)簇同位素?cái)?shù)據(jù)結(jié)果
圖2 實(shí)測(cè)碳酸鹽δ18O和由T(Δ47)推算流體δ18O值與水巖交換模型的比對(duì)
圖3?實(shí)測(cè)T(Δ47)數(shù)據(jù)與熱傳導(dǎo)模型比對(duì)
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?該項(xiàng)研究研究受到了國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)項(xiàng)目（2023YFF0803702）、中國(guó)科學(xué)院戰(zhàn)略性先導(dǎo)科技專項(xiàng)（XDB0840200）和國(guó)家自然科學(xué)基金（42373004）的資助，成果近期發(fā)表在國(guó)際知名地學(xué)期刊?Chemical?Geology?上。
?論文信息：Guo Y.（郭羽翯）Guo, Y.*（郭煬銳）, Hu J.（胡建芳）Deng, W.（鄧文峰）, Wei, G.（韋剛健）, 2026. Hydrothermal perturbation controls clumped isotope heterogeneity in deep-buried carbonates. Chemical Geology: 123552.
