沉积过程中有机碳及Globigerinoides ruber氧、碳同位素变化特征--以南海南部为例

由水体到沉积物,不同沉积阶段的沉积过程也有所不同。通过对比南海南部（SCS-S）水体沉降颗粒物、海底表层沉积物和岩芯柱状沉积物（上部3 m）中Globigerinoides ruber氧、碳同位素（δ18O、δ13C）值和有机碳（TOC）含量及堆积速率的变化,系统分析了TOC、δ18O、δ13C等环境演变指标参数在沉积过程中的变化特征。结果显示:1）整个沉积过程中,TOC及同位素等环境演变指标参数的变化情况并不一致。不过,由下层水体沉降到海底表层的过程中,TOC及堆积速率（分别由4.20%、0.38 g/（cm2·ka）下降到1.182%、0.039 g/（cm2·ka）、δ18O、δ13C值（分别偏重0.196 ‰、0.855 ‰） 均出现了明显变化。而一旦形成表层沉积物并被埋藏覆盖形成海底沉积物层（以岩芯柱状沉积物代表）以后,在不考虑冰期-间冰期气候旋回的影响下,除TOC外,δ18O、δ13C值等则基本保持不变;2）不同沉积阶段,TOC含量变化与δ18O、δ13C值的相关性分析表明,岩芯柱状沉积物中TOC含量变化与δ18O、δ13C变化之间的相关性最为明显,特别是TOC含量与δ18O 变化间呈显著正相关（r=0.74）,即由下层水体到表层沉积物这一沉降过程中,TOC含量与堆积速率的突变及其对应的底层水中溶解氧（O₂）、二氧化碳（CO₂）含量变化可能是诱导δ18O、δ13C大幅偏重的主要因素。因此,利用TOC等指标参数进行古环境变化分析时有必要考虑不同沉积过程的影响。     

吐鲁番-哈密盆地台北凹天然气的地球化学特征及其来源

本文在论述新疆维吾尔自治区东部吐鲁番-哈密盆地台北凹陷天然气地质与地球化学特征的基础上,讨论了天然气的来源,对采自吐哈盆地十余个天然气样进行了气体组分和碳、氢、氦同位素分析。天然气甲烷含量为60.85～84.40%,干湿指数（C₁/C+₂）为1.57～6.37,属湿气.甲烷碳氢同位素组成(δ13C₁、δD)分别为-43.0～-49.4‰和-220～-281‰.乙烷的δ13C₂-20.1～-34 0‰,δD:-259～-257‰。丙烷的δ13C₃-21.3～-26.7‰,δD:-114～-203‰。丁烷的δ13C₄-22.2～-28.2‰,δD:-93～-116‰。天然气中氦的同位素组成（He/He）为（3.17～7.01）×10.目前主要产层属侏罗系,天然气一般与轻质油同藏,侏罗系中于酪根类型主要为Ⅲ型,R。值为0.4～1.0%。地质地球化学资料表明台北凹陷天然气与来自侏罗系的轻质油可能不完全同源,相当一部分天然气也许来自古生界。天然气中的氦为地壳来源的氦。     

青藏高原(东北部)现代植物碳同位素组成特征及其气候信息

分析了青藏高原(东北部)现代植物(全部为C3植物)全木混合样的碳同位素组成(其δ13C值分布范围一般为-235‰~-308‰,平均值为-266‰),对影响其变化的各种环境因素进行了探讨.研究表明,降雨量及大气压力是影响该区植物δ13C值变化的最重要环境因素.一方面,降雨量增大,空气相对湿度增大,植物的δ13C值降低(偏负);另一方面,大气压力降低,植物的δ13C值增大(偏正).可见,植物中保存着自然环境变化的大量信息.     

鄂尔多斯盆地下古生界石灰岩岩相及碳、氧稳定同位素特征

鄂尔多斯盆地下古生界石灰岩的岩相及碳、氧稳定同位素组成变化大,具有多种成因类型。通过薄片鉴定、岩石及矿物微区碳、氧稳定同位素测试以及包裹体测温资料研究,发现正常海水成因的泥晶灰岩及颗粒灰岩具有较高的δ18O、δ13C;受淡水淋滤、溶蚀的颗粒灰岩、角砾泥晶灰岩、豹斑含云灰岩或灰云岩的δ13C随淡水淋滤及溶蚀程度升高而明显降低,但其δ18O变化较小;去膏化成因的巨晶次生灰岩在阴极发光下具环带结构,并具有较低的δ18O、δ13C,去云化成因的中-细晶次生灰岩多呈麦粒或蚕蛹结构,其δ18O、δ13C相对较高;早期及表生淡水方解石胶结物的δ18O、δ13C均为低值,Mn离子含量低,阴极发光暗淡;晚期热液方解石胶结物具异常低的δ18O、δ13C,包裹体均一温度介于100~150℃,富含Mn离子,阴极发光明亮。研究结果表明,岩相特征、碳、氧稳定同位素组成以及包裹体测温数据是确定石灰岩沉积、成岩环境以及成因类型的重要指标。     

稳定氧碳同位素在碳酸盐岩成岩环境研究中的应用

笔者对湖北宜昌寒武系、奥陶系和鄂尔多斯布１井寒武系、任３井奥陶系的大量样品测试和研究结果表明大气淡水成岩环境中的δ１８Ｏ、δ１３Ｃ值均向较高负值漂移；正常和咸化海水成岩环境中δ１８Ｏ、δ１３Ｃ值均向高正值漂移；较深埋藏成岩δ１８Ｏ值向高负值漂移.且与埋深成反比，而δ１３Ｃ值相对较稳定或向低正值漂移。     

18.5kaB. P.以来东北四海龙湾玛珥湖全岩有机碳同位素记录及其古气候环境意义

结合含水量、TOC含量和TOC/TN比值变化曲线,18·5kaB·P·以来的四海龙湾玛珥湖沉积物全岩有机碳同位素组成（^δ13C_TOC）记录可划分为3个阶段:1)末次冰期晚期（18·5～14·7kaB·P·）,^δ13C_TOC值偏正,变化范围为-29·50‰～-26·18‰,平均值约为-28·10‰;2)末次冰消期（14·7～11·7kaB·P·）,^δ13C_TOC值显著偏负,变化范围为-33·92‰～-28·40‰,平均值约为-31·75‰,在^δ13C_TOC值变化曲线上表现为一个低谷,但在类似YoungerDryas的冷干事件期间（12·7～11·7kaB·P·）,^δ13C_TOC值再次显著偏正,最高可达-28·4‰;3)全新世以来（11·7kaB·P.至今）,^δ13C_TOC值变化幅度不大（-30·85‰～-27·37‰）,基本上都在平均值-29·1‰左右。研究表明,大气CO₂浓度变化是影响18·5kaB·P·以来四海龙湾玛珥湖^δ13C_TOC值变化的主导因素。     

浙江北湖桥岩芯记录的早-中全新世环境演变

通过对浙江余杭北湖桥钻孔(简称BHQ孔)沉积物中总有机碳(TOC)和碳同位素(δ13C_org)的分析,结合碳氮比(C/N)、粒度参数、年代和孢粉资料,探讨了研究区域早中全新世期间气候演变规律。结果表明,BHQ孔所在区域早中全新世期间,环境变化可以划分为3段:①11.4~8.7 ka B.P.,δ13C_org在-27.24‰~-23.4‰范围内波动升高,TOC含量(0.19%~0.69%)呈显著增加趋势,指示气候由冷干逐渐转向温湿。②8.7~8.0 ka B.P.,TOC含量偏低,δ13C_org(-24.91‰~-22.93‰)较为偏正,指示气候呈冷干-温湿-温干。③8.0~4.2 ka B.P.,TOC含量(0.18%~2.18%)和δ13C_org(-26.33‰~-19.09‰)变化频繁且幅度较大,但整体上TOC含量偏高,δ13C_org偏负,指示该段时期内气候总体呈暖湿特征,且存在不同尺度的冷暖波动。其中在8.0~5.7 ka B.P.期间,TOC含量(0.43%~2.18%)明显偏高,δ13C_org(-25.79‰~-23.15‰)明显偏负,指示气候温暖湿润,对应于区域全新世大暖期;此外本段时期内还记录到5.5 ka B.P.和4.2 ka B.P.两次冷事件。由此表明湖沼相沉积物TOC及δ13C_org可以记录降水量和温度的变化状况,能有效指示古气候的变化规律,同时研究结果初步揭示了浙北地区早中全新世期间气候演变特点。     

用树轮δ13C重建1685年以来的大气CO2浓度变化趋势

对采自浙江西天目山地区的3株柳杉树盘,交叉定年后,测定了3株树轮^δ13C的年序列,分析了3株树轮^δ13C序列中所含的共同环境变化信息。用二项式拟合法去除气候因素引起的3个^δ13C序列的高频变化,得到3个低频变化序列。分析了theLowDome冰芯记录的大气CO₂浓度与树轮^δ13C序列低频变化趋势的关系,建立了相应的转移函数,重建了天目山地区1685年以来大气CO₂浓度变化。结果表明:用3株树轮^δ13C序列重建的结果有较好的一致性,并与南极冰芯的记录及前人研究结果有很好的吻合。这一结果表明用同一地区不同树木个体的树轮^δ13C序列的低频变化序列可以重建出基本一致的大气CO₂浓度变化历史。     

藏南定日地区白垩纪中期地球化学异常对海平面上升的响应

西藏南部定日地区在白垩纪中期为一套浅灰色-深灰色的陆源碎屑岩（钙质页岩）及碳酸盐岩（泥灰岩及微晶灰岩）的混积型沉积物，其中的地球化学特征变化反映了古海洋发生的重大变革。δ¹³ C的同位素曲线变化具有明显的低-高-低旋回变化，δ¹³ C正偏与有机碳大量埋藏、海平面上升及缺氧事件密切相关。铀、钍、钾的含量变化及Th/U比值的变化特征表明由海平面上升所形成的全球大洋缺氧的重要时期，由于有机物质及粘土矿物的增多，它们的含量均比标准平均值偏高。而⁸⁷Sr/ ⁸⁶Sr比值在该时期偏低，这也与当时的构造背景及海平面发生重大变化相一致。     

云南程海富营养化过程的碳氧稳定同位素示踪

近500年来程海生物成因碳酸盐δ¹⁸O和δ¹³C及其有机质δ¹³C同位素记录了程海湖泊环境由贫营养到中富营养的演化过程.碳酸盐δ¹⁸O记录显示,大约1690年程海成为封闭湖泊后,当时湖泊贫营养环境并没有发生变化,但造成了湖泊水体交换周期加长,碳酸盐δ¹³C、有机质δ¹³C及其色素含量、碳酸盐含量变化指示湖泊生产力开始增高.1911～1942年碳酸盐δ¹⁸O和δ¹³C及有机质δ¹³C突然显著偏负,表明湖泊生物种群结构发生转变,湖泊初级生产力迅速增加,湖泊由贫营养向中营养转化.湖泊沉积物色素含量及碳酸盐含量变化也记录了这一湖泊环境的转换过程.约1986年以来,随着藻类养殖业及其农业耕作方式的转变,程海水环境渐渐转变成目前的中富营养化状态.     

福建宁化天鹅洞石笋晚第四纪同位素古温度研究

应用同位素测年测温技术，得出福建宁化天鹅洞内碳酸盐堆积物的同位素古温度，在与全球深海Ｏ同位素曲线对比后得出，该地区大约在２１０－１８ｋａＢ．Ｐ．之间，经历过五次大的气温变化过程，分别相当于Ｏ同位素第６、５、４、３和２阶段。里斯冰期的结束时间估计在１５５ｋａＢ．Ｐ．，武木亚间冰期的起始时间估计在６５ｋａＢ．Ｐ．。结果表明，宁化地区晚第四纪古气候环境没有形成冰川的条件，但明显受到全球气温变化的控制。     

Precise dating of the Dansgaard-Oeschger event 4 and its sub-cycles: Evidence from a stalagmite from Xianyun Cave in Longyan City,Fujian Province

The Dansgaard-Oeschger event 4(DO4 event) is a significant warming event that occurred in the late Marine Isotope Stage 3. At present,there are different understandings about the detailed characteristics and internal structures of the DO4 event. Based on 6 precisely-dated ²³⁰Th ages and 188 oxygen isotope data of a stalagmite(No.XYⅢ-28)from the Xianyun Cave,Fujian Province,we present δ¹⁸O time series with an average resolution of 7 yr from 29.13 to 27.94 kyr B.P. Our new stalagmites δ¹⁸O records uncover the detailed processes of the DO4 event. The onset and end time of the DO4 event recorded by the stalagmite δ¹⁸O is 28.83±0.06 and 28.46±0.06 kyr B.P.,respectively, and the duration is 0.37±0.06 kyr. Differential with abrupt change of NGRIP ice core δ¹⁸O record at the onset of DO4 based on the GICC05 layer count time scale,the Xianyun Cave δ¹⁸O shows a relatively slow change. The Xianyun stalagmite δ¹⁸O values negatively shift by 0.4‰ within 145±60 yr,which indicates that the Xianyun Cave was likely affected by the ocean-atmosphere coupling of the tropical. In addition,the Xianyun stalagmite δ¹⁸O reveals a series of sub-million-scale summer monsoon enhancement events in and around the DO4 event,corresponding to the NGRIP ice core δ¹⁸O record and the Arabian Sea basin record. Our results suggest that the East Asian summer monsoon is related to the north-high latitude temperature and the ITCZ position changes on the sub-millennium-scale event.     

DO4事件的精确定年及亚旋回特征: 来自福建龙岩仙云洞石笋的证据*

DO4事件(Dansgaard-Oeschger event 4,简称DO4事件)是发生在MIS3阶段后期的1次明显升温事件。根据福建仙云洞石笋(编号XYⅢ-28)300~500 mm层段6个高精度²³⁰Th年龄和188个氧同位素数据,获得了29.13~27.94 kyrB.P.时期平均分辨率达7 yr的东亚夏季风强度的演变过程数据。该石笋 δ¹⁸O 记录的DO4事件起止时间为28.83±0.06~28.46±0.06 kyr B.P.,持续时间为0.37±0.06 kyr。相对基于GICC05年层计数时标NGRIP冰芯 δ¹⁸O 记录在DO4开始阶段的突变特征,仙云洞石笋记录的DO4事件开始阶段 δ¹⁸O 值在145±60 yr内偏负0.4‰,表现为相对缓慢的变化特征,这说明仙云洞所处的中国东南沿海地区有可能受到热带低纬海气耦合的影响。此外,仙云洞石笋 δ¹⁸O 记录揭示了在DO4事件内部及附近存在一系列的百年至十年际尺度夏季风增强事件,与格陵兰冰芯 δ¹⁸O 记录、阿拉伯海海盆反照率记录的DO4事件亚旋回结构在定年误差范围内相对应,表明东亚夏季风强度与北高纬温度变化和ITCZ(赤道辐合带)位置移动在百年至十年际尺度上存在紧密的联系。     

闽西南清流地区加里东期花岗岩锆石U-Pb年代学及Hf同位素组成研究

通过对玮埔岩体两个代表性样品进行锆石的LA-ICP-MSU-Pb测年获得的206Pb/238U加权平均年龄分别为(429.9±3.0)Ma、(446.3±4.0)Ma,证明该岩体确实不是最早认为的印支期花岗岩,而是加里东期岩体。同时对宁化岩体一个样品的锆石LA-ICP-MSU-Pb测年结果得到206Pb/238U加权平均年龄为(448.2±2.5)Ma,同样属于加里东期岩体。进一步对闽西南清流地区玮埔和宁化岩体的锆石Lu-Hf同位素组成分析表明,εHf(t)值主要集中在-0.8～-10.4之间,且Hf二阶段模式年龄(TDM2)集中在1.72～2.34Ga之间,表明其岩浆源区来自华夏地块元古代地壳物质。并结合其他己发表的相关年代学和地球化学资料,可以推断包括玮埔和宁化岩体在内的华南内陆地区加里东期花岗岩很可能是元古宙基底深熔而成的产物;其形成与陆内地壳物质叠置加厚所引起的再造作用关系紧密。     

福建武平七里-永平韧性剪切带变形特征

武平七里－永平韧性剪切带位于福建省西南，为走滑型韧性剪切带，主要活动于印支期。通过对剪切带中岩石变形的几何学、运动学特征的研究，探讨了其形成的动力学背景，认为与南平－宁化构造岩浆带有关，是闽西南地块与闽西北地块碰撞形成的低序次的走滑型韧性剪切带。     

桂林地区水南洞14～25万年石笋的碳氧同位素记录和古气候重建

通过对桂林水南洞石笋进行高精度的热电离质谱(TIMS－U)测年和碳氧同位素分析,建立了桂林地区245.20 ka BP至147.90 ka BP间的古气候变化时间序列,确定了石笋记录的时段B与时段C分界的年龄为242.5±6.4 ka BP(相当于深海岩芯氧同位素标准曲线时段7与时段8分界的年龄)、时段A与时段B分界的年龄为 192.6±3.9 ka BP(相当于深海岩芯氧同位素标准曲线时段6与时段7分界的年龄)。桂林地区245.20～147.90 ka BP石笋记录的冷暖事件所反映出的古气候变化,大致可分为3个气候变化阶段:(1) 245.2～242.6 ka BP, 相当于深海岩芯氧同位素标准曲线阶段8的末期;(2) 242.5～192.6 ka BP,相当于深海岩芯氧同位素标准曲线时段7;(3)192.6～147.9 ka BP间的倒数第2次冰期, 相当于深海岩芯氧同位素标准曲线时段6的早中期。石笋的TIMS－U测年和碳氧同位素记录揭示,桂林地区245.2～147.9 ka BP的古气候演变历史与深海岩芯时段8末期、时段7和时段6的氧同位素,深海岩芯中记录的孢子花粉组合、CaCO3含量、海平面的升降变化以及与中国北方黄土、古土壤中记录的孢子花粉组合、成壤程度、全铁富集程度、磁化率变化、原生碎屑CaCO3含量和淋溶强度等所揭示的古气候和古季风变化具有极好的对应关系,表明桂林地区中更新世晚期以来的古气候演变既有全球性特征,又有着强烈的区域性特征。     

公元8世纪以来贵州荔波石笋高分辨率的气候变化记录

通过中国贵州荔波龙泉洞L1及L2两根石笋19件ICPMS230 Th测年和459件氧稳定同位素分析, L1时限范围为918-1910aA. D. , L2为724-1888aA. D. ;稳定同位素样品的平均分辨率分别为6. 6a和3. 6a。两根石笋δ18O记录取得了平行一致的结果,石笋记录可分为3个气候期,即: 中世纪冷期(公元8世纪- 995aA.D. ) ,石笋δ18O总的偏重,变化幅度较小,最轻为- 8. 84‰ ,最重为- 6. 72‰ ,平均值为- 7. 76‰ ;中世纪暖期( 995- 1340a A. D. ) ,石笋记录为两峰夹一谷, 200年级的一个半旋回,δ18O最轻为- 9. 47‰ ,最重为- 6. 58‰ ,平均值为- 7. 94‰ ;小冰期( 1340- 1880aA. D. ) ,石笋记录为四谷三峰相间交替,即季风表现出由弱到强的200年级3个半旋回,δ18O最轻为- 9. 50‰ ,最重为- 6. 07‰ ,平均值与中世纪暖期基本一致,为- 7. 92‰ ,但变化幅度要大一些,特别是弱季风期要偏重一些。L1及L2两石笋δ18O记录可以很好地和中国中东部物候记录对比。在总体变化格局上也可以和格陵兰冰芯记录进行对比。石笋记录也可以与宇宙核素产率及太阳耀斑记录进行对比,小冰期中石笋δ18O记录的4个低谷期(弱季风期) ,正好与宇宙核素产率及太阳耀斑曲线的低谷区相对应,并分别可以和太阳黑子1810年达尔顿极小值、1645- 1715年蒙德极小值1420- 1530年的斯波瑞尔极小值、1280- 1440年的沃尔夫极小值一一对应。太阳黑子的变化,直接改变地球接受太阳辐射能量的变化,说明低纬度地区短尺度季风气候直接响应于太阳辐射能量的变化。      

福建将乐盖竹洋绿片岩地质特征及构造环境探讨

通过1：5万夏茂幅区调，在政和一大埔断裂带以西，南平－宁化构造带中段，首次发现一套中无古代变质基性火山岩组合，即盖竹洋绿片岩。通过对这套绿片岩组合地质特征，岩石化学和地球化学，同位素地质学特征等多方面与闽东地区中元古代绿片岩组合的对比和探讨，发现二者特征基本一致，据原岩建筑等推论，这套绿片岩组合是在中元古代地壳拉张减薄的环境下，幔源物质沿南平－宁化构造带的海底裂隙侵位喷发，同时接受间断性海相钙硅质，砂泥质沉积而形成的。     

环流效应： 中国季风区石笋氧同位素短尺度变化的气候意义——古气候记录与现代气候研究的一次对话

根据最近的研究结果,中国季风区同一洞穴或同一区域的晚全新世石笋氧同位素序列具有较好的重复性,表明中国季风区的石笋氧同位素短尺度(10～100年尺度,后同)变率所具有的信号强于噪音。通过进一步比较分析发现,一些石笋氧同位素记录虽然来自距离上千公里之遥的不同区域,但它们的波动形式在年代际至世纪尺度极其相似,说明它们是一致的大区域信号,但多数石笋氧同位素序列未能校准到本区器测的降水或温度记录上。通过与中国气候学家建立的各类季风指数比较,发现这些具有一致大区信号的中国石笋氧同位素序列与海平面气压差指数或海陆温差指数关系最好。再通过与印度洋－太平洋海域海平面气压差、以及许多海、气环流观测记录对比,发现中国季风区石笋氧同位素序列记录了20世纪后期最强的一次全球海、气环流年代际均值突变,由此初步确认了中国季风区石笋氧同位素短尺度变化的环流意义： 当印度洋海水和中东太平洋海水温度偏低时,西太平洋副热带高压偏北东缩而弱,中国季风区内来自印度洋的水汽份额增大,由于这些水汽的输送路程很远,导致中国季风区的雨水氧同位素及石笋氧同位素较轻; 而当印度洋海水和中东太平洋海水温度偏高时,西太平洋副热带高压偏南西伸而强,中国季风区内来自印度洋的远源水汽份额减少,而来自西太平洋的水汽份额增大,由于后者输送路程较近,导致中国季风区的雨水氧同位素及石笋氧同位素较重。由此命名瑞利分馏原理所决定、反映印度洋/太平洋海、气环流转变且大区域一致的中国季风区石笋氧同位素10～100年尺度变化为“环流效应”。     

福建宁化湖村盆地构造解析及其地质意义

湖村盆地位于闽西宁化县境内，是闽西北地区变质岩系之上，几个零星出露上古生界的和下三叠统地区之一。本文运用平衡剖面的基本原理及构造解析方法，论证了湖村盆地既不是闽西北隆起之上的断陷盆地，也不是简单的“构造窗”而是在早三叠世末－中株罗世，闽西地区自北西向南发生叠瓦式逆冲推覆作用而形成的残存构造盆地。