同位素示踪技术在海洋环境研究中的应用

综合δD、δ18O、224Ra、226Ra、228R、钍系同位素和210Pb、14C等同位素示踪技术研究的最新成果,概述了同位素示踪技术在海洋水体运动、颗粒动力学、海洋生物生产力、沉积动力学、古海洋学等方面的研究进展,提出了在这一领域应重点发展的研究方向,以期推动同位素示踪技术在海洋环境研究中的应用。     

ENSO对天目山柳杉树轮同位素的影响

在Nin↑～o3,4区SST序列和Jones等的SOI序列基础上，通过主分量分析方法建立了一个ENSO指数序列。并与根据天目山柳杉树轮碳，氢同位素组成比所建立的树轮指数序列进行相关分析。结果表明，天目山树轮指数与ENSO指数有很好的相关性，尤其与前2年的ENSO指数相关显著。说明ENSO对该地区树木的生长和同位素的分馏有影响，也说明天目山地区的树木年轮对于ENSO事件具有一定的记录能力。     

海洋同位素示踪技术的研究进展

海洋同位素示踪技术是利用各种同位素组成的变化特征作为示踪剂，揭示海洋各种沉积作用过程中不同物质来源及其不同源区的混合状况。近年来，铅、锶、钕和锇同位素示踪技术已应用到海洋科学研究的诸多领域，尤其在海洋沉积物和大洋锰结核（壳）中这方面的研究已有了很大的进展。     

内蒙古岱海地区近千年气候环境演变的初步研究

根据岱海湖泊岩心沉积物的有机碳及其同位素、碳酸盐含量、自生碳酸盐氧同位素组成、介形类化石以及岩性特征,结合Ｐｂ－２１０测定的沉积速率,讨论了岱海近千年来的气候环境演化过程,结果表明：９８０～７４０ａＢ．Ｐ．气候以暖湿为主,岱海为高湖面期;７４０～５４０ａｂ．Ｐ．以冷湿气候为主;５４０～４８０ａＢ．Ｐ．湖面急剧下降,以冷干气候为主;４８０～４７０ａＢ．Ｐ．气候转温和,以温偏湿气候为主;３７０～２２０     

夏威夷玄武岩源区深海沉积物的铪（Hf）同位素证据

全球比例尺上表面固定的热点位置和火山对应于地下软流圈的恒定漂移速率表明它们产生于地幔深处。大洋岛玄武岩（ＯＩＢｓ）的３Ｈｅ／４Ｈｅ比值高于洋中脊玄武岩（ＭＯ＿ＲＢｓ）的３Ｈｅ／４Ｈｅ比值,反映ＯＩＢ地幔中（Ｕ Ｔｈ）／３Ｈｅ比值相对较低,这有可能表明下地幔比上地幔去气少。这种诠释为地幔对流模式提供了一重要限制,与ＯＩＢｓ源区是次生海洋岩石圈（其上物质在很大程度上被预料是去气）的证据相抵触。痕量元素丰度与Ｐｂ、Ｎｄ、Ｈｆ同位素比值都表明原始地幔并不是ＯＩＢｓ的主要源区。锇同位素的测量表明,一旦一种成分…     

多金属结核锶铅同位素地球化学特征的初步研究

研究东太平洋海盆多金属结核锶铅同位素地球化学特征。结果表明，结核中锶同位素与铅同位素不相关锶同位纱可用于划分和对比结核生长时代，而铅同位素能指示物源的性质。     

湖泊沉积物中有机碳稳定同位素测定及其古气候环境意义

１９９１年５月，利用澳大利亚转动式采样器在江苏固城湖获得总长６．２ｍ的完整柱状岩芯，以５ｃｍ间隔采样，对样品中有机质的稳定碳同位素研究表明。     

海洋锶同位素研究进展

近年来分析表明，海水锶同位素组成受锶的来源控制，其比值随时间与海平面的变化有内在联系，海洋锶同位素组成的变化反映了物质来源的重要信息。在全球范围内海水的锶同位素组成都是均一的，海水^87Sr/^86Sr比值随时间变化这一基本原理确立了锶同位素地层学。     

硼同位素地球化学应用研究进展

硼的2个稳定同位素(10 B和11B)间较大的同位素相对质量差导致自然界明显的硼同位素分馏,加上硼易溶于水和活泼的化学性质,使其在不同的地质环境下具有不同的同位素组成.现已查明自然界硼同位素组成(δ11 B)的变化范围为-70‰～+75‰.较负的δ11B值见于非海相蒸发硼酸盐矿物和某些电气石,而较正的δ11 B值见于盐湖卤水和蒸发海水.20世纪80年代以来,随着硼同位素测量方法的建立和改进,硼同位素地球化学研究领域不断拓宽.目前,硼同位素已成功地应用于判别沉积环境、示踪地下水污染、研究矿床成因、示踪海水入侵、重建古海洋与古气候条件和研究大陆化学风化等方面.综合概述了硼同位素的分馏机理、硼同位素在自然界的分布及其硼同位素在地球化学领域研究中取得的成果、最新进展以及研究中存在的问题,以促进硼同位素地球化学研究在我国的进一步发展.     

黄河三角洲湿地土壤、植物碳氮稳定同位素的组成特征

对黄河三角洲湿地表层土壤和植被进行了碳氮同位素调查,发现本区植物的碳氮同位素值域变化幅度较大,生态系统以喜湿的C3植被类型为主,也生长C4植物.植物的碳、氮同位素之间不存在相关关系.表层土壤中碳氮同位素组成存在着弱负相关关系,反映本区表层土壤中有机质有多种来源.土壤Corg/N比值差异很大,大部分地区土壤Corg/N比...     

黄河三角洲贝壳堤的铅同位素特征

依据黄河三角洲王子岛海滩潮间带活贝壳和黄河三角洲贝壳堤中贝壳样品的铅同位素记录,初步探讨渤海湾南部最近6000多年来海水铅同位素变化特征及其环境意义,发现：①黄河三角洲贝壳堤中贝壳的铅同位素变化较大,^206Pb／^204Pb范围在18．207～18．648之间,平均值18．470;^207Pb／^204Pb在15．36～15．757之间,平均值15．619;^208Pb/^204Pb在37．947～38．945之间,平均值38．599。②渤海湾南部1．5～2．0kaBP海水放射性成因稳定铅同位素^206Pb、^207Pb、^208Pb相对于现在王子岛海滩潮间带海水亏损。③总体上讲,渤海湾南部4．5～6．0kaBP海水放射性成因稳定铅同位素相对于1．5～2．0kaBP的富集。④黄河三角洲贝壳堤中多数贝壳样品的铅同位素分布在海洋沉积物的范围内,但少数样品分布异常,其^206Ph／^204Pb、^207Pb/^204Pb,^208Pb/^204Pb偏低,可能是受陆地或相邻海区的玄武质中铅的输入的影响。     

球形棕囊藻同化吸收硝酸盐的氮氧稳定同位素分馏研究

球形棕囊藻(Phaeocystis globosa)赤潮是一种全球范围的生态灾害,而硝酸盐稳定同位素技术是研究海洋富营养化与赤潮暴发机制的前沿技术。为将该技术应用于球形棕囊藻赤潮暴发机制方面的研究,首先需了解其同化吸收硝酸盐的稳定同位素分馏特征。为此开展了球形棕囊藻室内培养实验,获取培养过程中氮、磷、硅等营养盐的浓度及硝酸盐氮、氧稳定同位素(δ¹⁵N-NO₃^-、δ¹⁸O-NO₃^-)等参数的变化特征,计算球形棕囊藻同化吸收硝酸盐的稳定同位素分馏系数。结果显示,NO₃^-和PO₄^3-浓度随培养时间均呈现先明显下降后稳定的特征,同时伴随直径2~3mm的囊体出现并生长至2~3cm。NH₄⁺浓度先后两次出现升高,推测可能是受到有机氮矿化过程的补充所致。随NO₃^-浓度降低,δ¹⁵N和δ¹⁸O的值分别在第13天和第7天达到相对峰值。经计算,球形棕囊藻同化吸收硝酸盐过程δ¹⁵N和δ¹⁸O分馏系数分别为3.32‰±0.38‰和3.12‰±0.59‰,而前者的分馏系数呈逐渐降低的特点,原因可能是随球形棕囊藻生长,发生酶还原的NO₃^-较参与跨膜运输的NO₃^-比例逐渐升高。研究首次给出了球形棕囊藻同化吸收硝酸盐过程的氮、氧稳定同位素分馏系数及其变化特征,补充了海洋微藻同位素分馏数据库,为稳定同位素技术研究球形棕囊藻赤潮暴发的营养机制提供了重要的基础数据。     

环境演变研究时间序列的建立方法评述

对环境演变时间序列建立的几种主要方法的纪年原理、应用状况及应用的优点、范围、局限性进行了阐述和比较，包括长寿命宇宙成因核素在内的同位素纪年方法主要判别第四纪以来大时间尺主的沉积物的地质年龄，且能很好地应用于全球变化的研究，但百余年来沉积物的年龄及侵蚀历史变化的研究只能通过^210Pbex、^137Cs等半衰期相对较短的核素来进行；指出^210Pbex可望在现代流域侵蚀环境演变以及其效应评价的研究中获得新的突破。     

夏季大亚湾悬浮颗粒有机物碳、氮同位素组成及其物源指示

2015年夏季开展了大亚湾悬浮颗粒有机物碳（POC）、氮含量（PN）及其同位素组成的研究,结果表明,δ13C_POC和δ15N_PN的变化范围分别为-25.7‰~-17.4‰和-6.3‰~10.4‰,平均值分别为-20.2‰和8.2‰。大亚湾悬浮颗粒有机物含量及其碳氮同位素组成的空间变化反映了不同有机质来源的影响:喜洲岛附近海域表现出高POC、PN、δ13C_POC和δ15N_PN的特征,指征着浮游植物水华的主导贡献;东北部范和港附近海域具有高POC、PN、低δ13C_POC和高δ15N_PN的特征,反映了河流/河口水生有机物的影响;湾顶白寿湾附近海域的δ13C_POC和δ15N_PN出现低值,体现了陆源有机质和人类污水排放的影响。借助δ13C_POC和δ15N_PN的三端元混合模型,定量出海洋自生有机质、陆源有机质、河流/河口水生有机质等3个来源的贡献平均分别为70%、13%和17%,其中海洋自生有机质是夏季大亚湾悬浮颗粒有机物的最主要来源。从这3种来源颗粒有机物含量的空间变化看,海洋自生有机质含量由湾内向湾外减少,与初级生产力的空间变化相对应;河流/河口水生有机质含量在大亚湾东北部出现高值;陆源有机质含量在表、底层出现不同态势,表层陆源有机物含量在湾中部海域最低,而底层则呈现出自湾内向湾口增加的趋势,主要受控于离岸距离和珠江冲淡水、粤东沿岸上升流输送的影响。     

艾比湖最近20Ka的氧碳同位素记录与气候突变

本文根据新疆艾比湖ＺＫｏｏＢ孔中３０个氧碳同位素样品的测试数据，制作了艾比湖最近二万年来的氧碳同位素变化曲线，氧碳同位素记录的研究表明，最近二万年来艾比湖的δ＾１８Ｏ变化主要是受湖水的蒸发作用和淡化过程所控制，艾比湖的水体环境在最近二万年中至少经历了八次明显的波动变化，δ＾１８Ｏ变化所反映的环境演变过程与全球性气候变化基本一致。二万年来δ＾１３Ｃ值的波动主要受湖泊水体中ＴＤＩＣ变化以及湖泊水体与大     

长江悬浮颗粒物中稳定碳、氮同位素的季节分布

在长江南通市区段国控断面 (李港对照断面 )上自 1 996— 1 999年每两个月定期采样 ,测定悬浮颗粒物的碳、氮同位素及其相关参数。研究发现 :稳定碳同位素值分布区域在- 2 3.6‰— - 2 7.1‰之间 ;稳定氮同位素多分布在 1 .4‰— 5 .9‰。两者的季节变化趋势与陆源输入和现场浮游植物的组成和生长状况有关。δ1 5N、C/N比值均不能严格体现物源影响 ,受到水体中有机质的转化和微生物活动的影响而被改造。借助简单模式 ,获得估算的陆源贡献随季节变化的规律 ,并证实在 1 998年夏长江南通的陆源输入有明显的增大 ,与 1 998年长江大洪水事件吻合     

太平洋结核结壳中的锶铅同位素关系研究

依据多金属结核、铁锰结壳的记录 ,研究了太平洋海水结核结壳中锶、铅同位素的关系 ,结果表明 ,太平洋海水中锶同位素与铅同位素无明显的相关性。作者认为这是由于太平洋海水中锶、铅的滞留时间相差很大 ,达 4个数量级 ,锶同位素记录了 10 0 0 0 0 a至百万年时间尺度上全球性大洋范围内海水物质来源的变化 ,而铅同位素能在较小的时间尺度上反映局部的大洋海水物质来源的信号 ,是高分辨率的物源示踪剂     

新的痕量同位素示踪剂在全球变化研究中的应用

最近，用高精度多通道电感耦合等离子体质谱仪测定某些过渡金属，如Mo,Fe,Cu,Zn等同位素的组成，表明它们可作为全球变化研究中生物地球化学过程的示踪剂，现有的研究文献表明，Mo的同位素可用于古氧化还原环境研究，初步结果显示，海水中δ^97/95Mo的变化与海洋有氧与缺氧沉积物有直接的关系，可记录缺氧沉积物的来源，以此为基础，可用δ^97/95Mo的收支来估算从陆地进入海洋中Mo的通量和全球Mo同位素的收支；Fe同位素在一定程度上控制着海洋生物生产力的水平，其丰度也对气候变化有影响，但生物与非生物过程都可引起铁同位素的分馏，其δ^56/54Fe的变化都可达1‰，所以Fe同位素不能单独用来界定地质记录的Fe参与的过程是生物还是非生物控制，Cu,Zn的同位素也被用来研究生物地球化学过程的示踪剂，但目前报道不多，综述了这一领域的主要进展，集中阐述了同位素示踪样品的制备、纯化与测定方法，同位素在海洋环境变化研究中的应用，最后提出了这一领域可能的发展方向。     

海洋悬浮颗粒物中氮同位素的 EA-IRMS法测定

本测定方法利用元素分析 同位素质谱 (EA IRMS)分析系统 ,设计改装了一套适用于大气氮标定钢瓶氮同位素的封闭分析系统 ,并建立了测定悬浮颗粒物中氮同位素的分析方法 .将海水样品经 45 0℃预燃烧过的玻璃纤维滤膜过滤 ,获得悬浮颗粒物 .设定大气δ1 5N值为零 ,连续进样 12次 ,测定大气氮的δ1 5Nair 值为 ( 0 .0 2±0 .0 3)‰ ;并对参考气高纯钢瓶氮进行了标定 ,其δ1 5Nair值为 ( -0 .0 9± 0 .0 2 )‰ ;其离子强度在 0 .5 0～ 6 .0V之间具有良好的线性 ,样品分析精度优于 0 .15‰ .采用该方法实测 5 8份海水悬浮颗粒物 ,获得1 5N天然丰度平均值为 0 .36 7% .