利用有孔虫氧同位素重建古海平面变化的研究进展

海平面变化重建结果是一个重要的气候变化指标,可以被用来与其他气候指示要素以及基于计算机模型的重建结果进行比较,从而可以更好地理解海平面变化以及与其气候系统其他要素之间的关系。从深海沉积物中的钙质有孔虫得到的氧同位素记录包含着全球大陆冰量的变化过程,因此可以用来重建地质历史时期海平面演化的历史。尽管诸多研究者利用海洋沉积物中有孔虫氧同位素比值作为基础数据重建了长时间尺度上连续的海平面变化记录,但是,在未来的海平面重建过程中,还需要与其他学科领域结合,并对海平面重建结果和其他气候指标进行对比和相互验证,才能获得可靠的海平面变化记录。     

扬子地台西缘宁蒗泸沽湖地区志留系沉积旋回及锶、碳、氧同位素特征

本系统研究了扬子地台西缘宁蒗泸沽湖地区志留系沉积旋回及海相碳酸盐岩的锶、碳、氧同位素特征，并对同位素曲线演化规律与海平面变化和区域地壳运动的关系进行了探讨。研究结果表明，本区志留系除底部有少量细碎屑岩沉积外，主要为浅海潮坪相碳酸盐岩沉积，其锶、碳、氧同位素值变化范围分别是0．7093～0．7196、-1．28‰～2．74‰和-1．302‰～-10．721‰；平均值分别是0．7114、0．984‰和-7．810‰。由于受区域地壳隆升运动的影响，同位素组成和同位素演化规律与海平面变化的关系并不明显。     

南京孔山剖面早二叠世冰川旋回期内氧碳同位素演化特征及其环境意义

在南京孔山地区早二叠世的碳酸盐岩沉积序列中系统地采集了样品并进行了氧、碳同位素分析 ,同时作了有关海平面变化的研究。结果表明 ,处于浅水和近岸环境的碳酸盐岩的氧同位素值系“全球冰川效应”和区域的淡水掺混两种作用相互平衡的结果。它的变化特征虽然可以忠实地记录原生沉积环境的变迁 ,但不能简单套用远洋沉积物中所总结出的模式。碳同位素亦非古代海平面变化的简单函数。有机碳埋藏速率及与之相关的氧化 -还原环境应是 δ1 3 C值的最终控制因素     

浙江江山石炭-二叠系碳酸盐岩碳氧同位素特征研究

对浙江江山石头山剖面船山组、栖霞组碳酸盐岩进行了 C、O同位素测定. Mn/Sr比值、δ18O值和δ18O-δ13C散点图检验表明,所得同位素数据反映了碳酸盐岩的原始沉积特征.δ13C和δ18O值变化范围分别为- 5.4‰～ 4.4‰和- 12.2‰～- 5.6‰,平均值分别为 0.5‰和- 8.4‰ .在石炭纪-二叠纪分界线附近没有发生明显的同位素漂移现象.本区碳同位素地层曲线与根据沉积微相推断的海平面变化曲线十分吻合,表现为δ13C高值区海水变深.海水在剖面上的变化规律是浅-中等-较深-中等,相应的δ13C演化曲线表现为波谷段-具次级起伏的相对平缓段-波峰段-平缓段.栖霞组台坪相δ13C值大于船山组台坪相,而且曲线较平直,反映海水较深且环境较稳定.研究区地层记录中的海平面从早到晚逐渐增高,与全球海平面变化曲线不一致,可能与浙皖海盆发生过整体沉降有关.这一区域性差异也在碳同位素记录中得到印证,本区晚石炭世晚期-早二叠世早期δ13C值从老到新慢慢增大,最后再略为下降,演化趋势与 Veizer et al.的碳同位素年代演化曲线相反,说明碳同位素演化在一定程度上能反映区域地壳演变状况.     

黔南Triticites带旋回层序碳同位素特征及冰川型海平面变化

应用层序地层学理论对黔南独山地区晚石炭世麦粒链带地层进行了详细的沉积层序分析和系统的碳同位素测定，识别出２个三级沉积层序和１７个准层序，其可与北美中大陆同期地层中发现的２个三级沉积层序和１７个亚层序对比，是晚石炭世Ｇｚｈｅｌｉａｎ期存在全球沉积记录同时性的佐证。同时探讨了碳同位素演化与全球海平面变化之间的内在联系，总结出沉积层序内碳同位素演化规律。     

南海北部晚第四纪高分辨率浮游氧同位素地层学及其古气候信息

对南海北部MD05-2904孔45 m的连续沉积物中提取的浮游有孔虫Globigerinoides ruber(白色)进行稳定同位素分析, 得到晚MIS 8以来(时间跨度257 ka, 平均时间分辨率228 a)的高分辨率沉积记录, δ18O和δ13C的频谱分析显示了强烈的岁差(23.4 ka、19.8 ka)、半岁差(11.7 ka、9.9 ka)周期.MD05-2904孔MIS 24时间段的氧同位素记录了格陵兰冰心中发现的Dansgaard/Oeschger和Heinrich事件.与葫芦洞石笋记录及南海邻区浮游有孔虫氧同位素记录的对比显示了受季风控制的区域因素, 如降雨、河流输入导致的盐度变化等对表层海水组成的影响.氧同位素在MIS 3、MIS 6的早期以及MIS 7.4偏轻; 而在MIS 5.5偏重, 这种现象解释为降雨量和蒸发量共同作用的结果.而末次冰盛期高达6570 cm/ka的沉积速率反映了低海平面时孔位离岸距离缩短带来丰富的沉积物源.      

西南极长城湾NG93—1沉积柱样碳,氧,锶,铅同位素地球化学研究及其古环…

对西南极西北海域乔治王岛和纳尔逊岛之间长城湾浅水海区柱长８３ｃｍ的沉积柱样ＮＧ９３－１进行了矿物学，Ｓｒ，Ｐｂ、Ｏ，Ｃ等同位素地球化学研究，揭示了沉积物以陆源碎屑物为主，证实南设德兰群岛火山岩是该海区沉积物的重要控制源。Ｏ、Ｃ同位素记录了早全新世以来两次冰期，一次高温的气候变动信息，并指出Ｓｒ、Ｐｂ同位素组成的剖面变化具有气候演变的示踪意义。     

库车盆地西北缘下第三系碳、氧同位素特征及成岩环境

库车盆地西北缘及柯坪地区下第三系碳酸盐岩稳定同位素分析结果显示氧同位素组成在相对较小的范围内变化，而碳同位素组成变化很大。沉积学研究表明塔拉克组和小库孜拜组海相地层主要为潮坪、萨布哈和渴湖相沉积，在成岩过程中或成岩期后，沉积物不同程度地受到了淡水作用的影响。所分析的样品大部分形成于大气淡水成岩环境，富集１２Ｃ，δ１３Ｃ为正值的样品一般形成于海水成岩环境。稳定同位素分析是研究成岩作用的有效手段之一。     

华南晚二叠世碳酸盐岩碳同位素旋回对海平面变化的响应

华南晚二叠世的碳同位素变化曲线是逐渐降低的,与全球海平面变化趋势相一致。华南晚二叠世碳酸盐岩碳同位素旋回可分为两个三级旋回,与两个三级海平面变化响应,其中吴家坪晚期和长兴期组成了一个三级旋回。华南长兴期识别出了三个四级碳同位素地层旋回可能与四级海平面变化旋回相对应。华南晚二叠世碳同位素旋回记录了全球海平面变化的信息:高值区和高海平面相对应,而低值区和低海平面相对应。     

杭州地区石笋稳定同位素古气候探索

用１４Ｃ测年技术和稳定同位素地球化学古温度方法，对浙江省临安瑞晶洞穴的石笋进行了１４Ｃ的测年和碳、氢、氧同位素测试，获得５～１万年间杭州地区古气候演化记录、该记录表明，在５～１万年间有三次较明显的周期性古温度变化，最高温度为１４．９℃，最低温度为６．６℃，最大温差为８℃左右，平均温差３～５℃。这段时期正处在大理冰期后期，但大理冰期并不是一个持续的低温阶段，它至少有３次温度波动。与我们获得的石笋同位素古温度相一致。另外，我们将５～１万年间杭州地区古气候变化与同期东南沿海的海平面变化进行了对比，在时间上也较为吻合，也就是温度上升、海平面也上升，温度下降、海平面也随之下降     

黔北石门坎早志留世石牛栏组碳、氧同位素特征及意义

研究了黔北石门坎下志留统石牛栏组剖面的海相碳酸盐岩的碳、氧同位素组成特征,分析测试,结果显示:δ13 CVPDB值介于1.67‰～4.35‰之间,平均值为3.67‰;δ18 OVPDB值介于-11.16‰～-8.69‰之间,平均值为-10.09‰。研究表明,样品经历了一定成岩蚀变作用,δ18 O受到较大的淡水影响或后期受到淡水淋滤作用,已经被完全改造,而δ13 C基本保存了海水的原始同位素信息,能够反映碳酸盐岩的沉积环境;Z值变化表示形成于盐度较高的海相沉积环境,同时能反映碳、氧同位素组成;石门坎下志留统石牛栏组属于陆棚沉积体系,总体由若干个次级旋回组成,相对海平面变化反映为升—降—升的特征,δ13 C值与海平面变化存在正相关关系,同时碳同位素记录的海平面变化具全球性;生物群经历了由初级生产率变化而产生的繁殖与衰落的交替循环直至绝灭的演化过程。     

西南极长城湾NG93-1沉积柱样碳、氧、锶、铅同位素地球化学研究及其古环境意义

对西南极西北海域乔治王岛和纳尔逊岛之间长城湾浅水海区柱长８３ｃｍ的沉积柱样ＮＧ９３－１进行了矿物学、Ｓｒ、Ｐｂ、Ｏ、Ｃ等同位素地球化学研究。揭示了沉积物以陆源碎屑物为主，证实南设德兰群岛火山岩是该海区沉积物的重要控制源。Ｏ、Ｃ同位素记录了早全新世以来两次冰期，一次高温的气候变动信息，并指出Ｓｒ、Ｐｂ同位素组成的剖面变化具有气候演变的示踪意义。     

高分辨率碳氧同位素应用及西藏岗巴地区白垩纪中期Cenomanian-Turonian期碳同位素偏移

介绍了高分辨率碳氧同位素的应用成果;指出半远洋、远洋碳酸盐全岩高分辨率碳同位素高值正偏可作为甄别大洋缺氧事件的指示剂和分析古气候变化的指针,碳同位素偏移型式可为长期海平面变化和短期海平面波动提供参照对比的依据。西藏南部岗巴地区的高分辨率偏移曲线显示,碳同位素Cenomanian Tu ronian界线时期的正偏幅度达2.90‰,Turonian期长期持续负偏,并在M. sigali带中、下部呈现两个负偏凹陷区。这表明,该区白垩纪中期Cenomanian Turonian期存在可以在特提斯甚至全球类比的碳同位素变化趋势,表现为Cenomanian Turonian界线时期的缺氧事件、Turonian期的长期海平面下降趋势和Turonian晚期短暂气候变冷的响应。     

三万年来南沙海区古环境重建:生物标志物定量与单体碳同位素研究

17962钻孔沉积物提供了南沙海区3万年来古气候、古环境变化的高分辨沉积记录。通过对314个柱状样沉积物进行有机分析，提取了相关的古环境信息，揭示出南沙海区末次冰期的古海洋环境及古气候是不稳定的，水生生物来源的生物标志物沉积通量在冰期出现了较大的波动，H3时出现了海洋生产力增大事件；陆源指标如高碳类脂物的沉积通量，既反映了陆源物对南沙海区海洋沉积的贡献，又揭示了造成末次冰期南沙海区陆源物质增高的古气候事件。高碳正烷烃、长链脂肪醇、长链脂肪酸的单体化合物碳同位素δ^13C值:—34．2‰-—28．6‰、—35．8‰-—26．6‰、—31．8‰-—27．1‰都显示其陆源C3植物输入的特征，末次冰期的普遍的干旱化在这一地区并不存在。这些化合物的堆积速率在H3都出现了极大值，反映出在南海海平面降低，巽它陆架出露背景下这一时期丰富的季风降雨导致河流洪水泛滥，从而引起南沙海区输入的陆源营养元素增多，海洋表层生产力增高。     

塔里木盆地寒武纪--奥陶纪优质烃源岩沉积与古环境变化的关系:碳氧同位素新证据

对塔里木盆地东部塔东2井上震旦统和寒武系-奥陶系样品进行TOC和碳、氧同位素及微量元素分析,发现该井稳定碳、氧同位素值在寒武系-中奥陶统发生明显变化,该层还赋存高有机质丰度烃源岩,其TOC值的高低可反映当时的生物产率和埋藏率.碳和氧同位素值在寒武系/上震旦统分界处正向漂移,说明正好在进入寒武纪前气候明显变冷,海平面下降.接着,下寒武统底部以碳和氧同位素值的快速负向漂移为标志,表明古气候迅速变暖和海平面大幅度上升,烃源岩TOC值也达到全井柱最高值.古气候显著波动、海平面最高及其频繁变化和沉积物高TOC是早寒武世的显著特征;而晚寒武世-早奥陶世,同位素正向漂移,暗示海平面下降,沉积物TOC也随之下降并降至最低;到了早奥陶世末,即早、中奥陶世的过渡时期,同位素又开始负向漂移,TOC又开始升高;中奥陶世,同位素强烈负向漂移,TOC又升至新高.稳定碳、氧同位素值的变化及其所指示的古气候与海平面变化,以及与TOC的响应关系,指示冰期、冰后期之交,古气候迅速变暖和海平面大幅度上升有利于烃源岩发育;同时暗示,δ13C、δ18O与生烃母质生物的有机生产率、有机埋藏率之间存在某种内在联系.即高TOC含量反映高的有机生产率和高的有机埋藏率;而与其同步反方向变化的δ13C、δ18O则暗示海平面较高,沉积环境属远陆海域,表层水中生烃母质生物的光合作用很强.而有机质的高产率和高埋藏率,导致海水中δ12C和δ16O被大量地固定在沉积物中.这样,就使海水中相对富集13C和18O重同位素而使海水变"重";而这种"重"海水,又导致了同时期浅水区碳酸盐沉积物的δ13C和δ18O值明显增高.     

浙江江山灯影组碳、氧同位素特征

通过测试分析了浙江江山灯影组碳酸盐岩的碳、氧同位素特征。结果显示δ^13C值在-2．11‰～2．71‰之间，底、顶部表现为负异常，主体部分比较平稳，变化频率不大。呈微弱的降低趋势；δ^18O值在-3．52‰～-8．76‰之间变化，整体比较平稳，从底到顶呈略降低的变化趋势。浙江江山碳、氧同位素的特征与国内外同期地层非常相似，具有全球可对比性，反映浙江江山地区在灯影初期海平面短暂下降，随后海洋环境相对稳定，直到灯影末期，与全球古环境发生强烈变化一样，本区海洋环境也发生了强烈变化。     

青藏高原北部中新统五道梁群湖相沉积碳氧同位素变化及古气候旋回

通过对中新统五道梁群湖相沉积进行全岩心钻探和碳氧同位素测试,获得青藏高原北部中新世早期古环境变化和古气候旋回的重要地质记录.五道梁群约150 m湖相沉积以灰岩、白云质灰岩与泥灰岩为主.仅在深度50.0～51.0 m出现湖相沉积间断,上下均为连续湖相沉积.深度140～145 m湖相沉积碳氧同位素剧烈变化,碳同位素(δ13C/‰)出现2次最低峰值,氧同位素(δ18O/‰)出现2次最高峰值;深度140.7 m湖相沉积碳同位素(δ13C/‰)和氧同位素(δ18O/‰)同时出现极低值.对应于渐新世/中新世界线深海沉积记录的Mi-1全球古气候事件.深度140.7～14.2 m湖相沉积碳氧同位素记录了Mi-1期后7次1.2 Ma天文周期的古气候旋回,深度62.6～9.86 m湖相沉积碳氧同位素记录了9次周期约17.4 ka的古气候旋回.根据湖相沉积碳氧同位素记录的古气候旋回,推断青藏高原北部五道梁盆地中新世早期古大湖发育时期为(24.1±0.6)Ma～(14.5±0.5)Ma,年均气温变化范围为19～21℃,平均约20.0℃.     

辽西凌源雾迷山组碳酸盐岩碳氧同位素特征研究

辽西凌源雾迷山组碳酸盐岩碳氧同位素和Mn/Sr比值数据反映了碳酸盐岩的原始沉积特征.δ13CPDB数值范围-2‰～2‰,δ18OPDB数值范围为-10‰～-4‰,其平均值分别为0.15‰,-6.2‰,碳同位素组成具有旋回性变化特征.在雾迷山组一段中上部,δ13C表现出明显的正漂移,可能为藻类的大量繁殖、有机碳增加所引起.δ18O的增加为气候变冷和冰川作用的结果.在δ13C为负值的层段,δ18O数值较高.碳氧同位素组成的这种特征可能与海平面变化有关.     

程海沉积物无机碳、氧同位素相关性及其环境意义

程海是位于云南省西北部的一个较为特殊的湖泊，其矿化度已接近盐湖下限。湖泊沉积物无机碳、氧同位素组成敏感地记录了流域内环境变化的信息，其相关性有效地揭示了湖泊的封闭条件。组成的变化受到温度高低、降水大小、光合作用强弱、碳酸盐体系溶解平衡及水文条件等因素的控制。通过对该湖沉积物无机碳酸盐碳、氧同位素组成的研究，追溯了该流域内自采样深度以来的数十年内的环境变化情况，研究表明：程海流域气候变化有呈现出11-12a的小周期变化的趋势，但是在孔柱底部的信号噪声较大；沉积物碳酸盐δ^13Cδ^18O的良好相关性指示了程海近几十年内的水文封闭条件；并将碳、氧同位素这一环境敏感指标推广到了高矿化度的“准”咸湖的环境中。     

渝东地区寒武系龙王庙组高分辨率碳酸盐岩碳同位素记录及其古海洋学意义

早寒武世中―晚期是生命演化史上的重要节点。渝东地区寒武系龙王庙组海相碳酸盐岩地层记录了当时海水的碳同位素变化。在确保碳同位素组成有效保留海水原始信息基础上,分析发现龙王庙组61个碳酸盐岩样品的δ~(13)CV-PDB值分布在+2.7‰~-4.3‰之间;碳同位素变化曲线大体上呈先降低、后升高的变化趋势;地层中―下部δ~(13)C值波动幅度大,正、负漂移事件频发,出现可全球对比的幅度约为4‰的正漂移与幅度约为5‰的负漂移事件;地层上部δ~(13)C值具小幅波动,总体正偏。龙王庙组碳酸盐岩的碳同位素特征,受控于海平面变化、风暴沉积、生物演化引起的海洋生产力变化。龙王庙组沉积的早―中期,海平面变化频繁,陆源碎屑注入量波动性增大,风暴沉积发育,海洋环境的稳定性较差,生物种属数量逐渐降低,导致海洋原始生产力下降及碳同位素组成的频繁波动与多次负漂移事件。龙王庙组沉积的中―晚期,海平面长期缓慢上升,风暴沉积发育程度低,海洋环境趋于稳定,生物多样性增强,海洋原始生产力增大,使得碳同位素组成分布较为稳定,多表现为正值。渝东地区龙王庙组碳酸盐岩中δ~(13)C的急速负漂移可能归因于较浅水体、较充足陆源碎屑注入背景下的风暴沉积。