淡水软体动物壳化石碳氧同位素组成及其在恢复古气候环境中的应用

本文研究了昆明滇池和太湖无锡湾软体动物壳化石的碳氧同位素组成,利用化石同位素组成,恢复了昆明盆地百万年以来和太湖无锡湾近四万年以来的古气候环境。研究表明:淡水软体动物壳化石氧同位素组成,在不同的环境条件下,最大差值可达7‰;钻孔中的不同层位的贝壳化石碳氧同位素组成与现代贝壳同位素相比,既有富集重碳氧同位素的层段,也有富集轻碳氧同位素组成的层段,氧同位素变化周期为十万年;富集轻碳氧同位素组成层段与湿润期对应,而富集重碳氧同位素组成层段与干燥期对应。化石氧同位素记录了昆明盆地古气候干湿变化有十万年的周期,随时代变新,气候逐渐干燥;以化石碳氧同位素为主,综合沉积物特征,推断太湖无锡湾近20m地层形成于近四万分年至今,气候温和潮湿,环境可能为河口相。     

淡水软体动物壳质氧同位素组成与气候环境

研究现代及第四纪淡水软体动物一些属种的氧同位素组成,显示如下规律:与海相软体动物相比,淡水软体动物富集轻氧同位素组成,δ16<-5‰;相同水域生活的不同属种的氧同位素组成相差较小（萝卜螺等例外）,不同水域生活的软体动物壳质氧同位素相差较大;全贝壳氧同位素主要继承生活时的水体的氧同位素组成,受气候干湿程度影响;第四纪化石也富集轻氧同位素组成,δ16O分布范围较宽;湿润期,化石富集16O,凉干期,化石富集16O。     

柴达木盆地察尔汗古湖贝壳堤剖面碳酸盐和 瓣鳃化石碳氧稳定同位素*

通过对柴达木盆地察尔汗古湖贝壳堤剖面沉积物、生物壳体碳酸盐同位素及沉积物碳酸盐含量等多项指标的分析,探讨了贝壳堤剖面记录39.6~17.1kaB.P.(未校正¹⁴ C测年,下同)期间碳酸盐和贝壳化石碳氧稳定同位素的特征和相关关系,指出壳体化石及沉积物碳酸盐的碳氧同位素是湖泊水体温度和盐度的反映,其中δ¹⁸ O对温度的指示意义更敏感,是湖泊和古气候演化很好的代用指标。根据这些指标重建的古气候与环境变化显示,在39.6~35.5kaB.P.期间,柴达木盆地处于温暖湿润期,周围山地降水增加,盆地内湖泊发育;自35.5kaB.P.开始,气候较前期更加湿润,是湖泊发育的最佳期;22.1kaB.P.以后,气候逐步转入较温暖的干燥期,湖泊开始萎缩、退化;末期17.1kaB.P.气候环境急剧恶化,形成石盐结晶,湖泊高湖面演化史结束。     

生物壳化石地球化学的研究动态

生物壳化石地球化学是生物学和地球化学的边缘学科。五十年代以来,国内外学者先后应用生物壳化石微量元素、碳氧同位素组成,在研究古气候、古环境和进行年代对比等方面,开拓了一个新的学科领域。 一、科学依据 本文重点讨论陆相地层中,生物壳化石地球化学研究的科学依据和重要意义。 温度和降雨量是描述气候变化的主要参数。无论是哪种气候参数的改变,都可以使古湖盆中水体的酸碱度、盐度、水温、氧化—还原条件等发生改变,并且影响古生物组合面貌和沉积物特性。不同的古气候古环境     

云南鹤庆锰矿碳氧同位素特征分析

云南鹤庆锰矿位于扬子地台西南缘,对其岩石样品的碳氧同位素分析表明,上三叠统松桂组经历了一次海进和一次漫长的海退期。生物(藻类)代谢与海水发生同位素交换、古气候环境的变化和古海水深度的变化都使反演的古温度偏高;古盐度分析显示正常海相沉积特征,略低的盐度与碳同位素偏低有关。钻孔样品的氧同位素主要由盐度变化而产生一个高值范围,且对应碳同位素低值区,由于海平面下降,有机质埋藏率低导致碳同位素向负值漂移。根据以上分析认为,沉积时期的环境至少是一个半局限的浅海近陆源盆地,伴随扬子地台不断抬升,气候由潮湿、炎热转变为干燥的大陆性气候,锰矿的形成也是伴随海退海水变浅而沉积成矿。     

陆生蜗牛壳体碳氧同位素在古环境中的应用综述

陆生蜗牛壳体碳、氧稳定同位素组成分别受蜗牛生长时期植被中碳同位素组成和大气水中氧同位素组成的控制,已成为古气候和古环境重建的重要代用指标.本文详细介绍了蜗牛壳体碳酸盐碳、氧同位素古气候重建的指示机理、样品预处理方法及其在14C测年、古气候和古植被研究中的应用现状.在此基础上讨论了蜗牛壳体碳酸盐碳、氧同位素古气候解释中存在的问题,介绍了该领域未来的研究方向与趋势.     

晚白垩世介形类壳体稳定同位素尝试——以松科1井南孔样品为例

白垩纪中期的全球温室气候引发的迅速同位素波动具有全球的同期性,可作为地质历史中气候变化的替代指标。在诸多陆相沉积体系中,湖泊沉积记录保存了相对连续的古气候信息,是恢复陆相高分辨率古环境和古气候演变的有利依据。松辽盆地为大型白垩纪沉积盆地,对其研究可以提供大陆内部的古气候信息。对白垩纪稳定同位素的研究常采用全岩样品的分析手段。然而,陆相湖盆同位素组成复杂,全岩样品难免受多种因素的干扰。尝试利用松科1井连续的介形类壳体为材料获取原生碳酸盐,为稳定同位素的高精度古气候恢复提供有效指标。尝试的首要工作是仔细开展采样分析、化石壳体挑选和受成岩影响样品的排除的每一步骤。在实体显微镜下精心剥离出纯净的化石壳体,然后对纯净壳体、含充填物壳体和围岩3种样品进行抽样对比,印证实验所用的介形类化石样品的可靠性,明确化石材料受成岩作用影响微弱。测试结果显示,松科1井介形类壳体碳氧同位素保存了长期连续的气候历史记录,深入研究能为中国甚至东亚白垩纪同期陆相研究提供稳定同位素标准序列。     

末次冰期黄土中蜗牛壳体碳酸盐同位素组成与其环境指示意义

为了揭示蜗牛化石壳体碳酸盐（文石）稳定同位素组成的古气候和古生态环境指示意义,对采集于河南荥阳邙山末次冰期黄土剖面上部中的粉华蜗牛（Cathaica pulveratrix）化石壳体碳酸盐进行了碳、氧稳定同位素分析,同时还对全岩有机物质（SOM）碳同位素组成以及全岩磁化率和粒度等气候替代指标进行分析,结果显示：剖面中反映蜗牛食物碳同位素组成的壳体δ¹³C_SSA的变化,与反映古植被碳同位素组成的全岩有机物质碳同位素组成（δ¹³C_SOM）无显著的相关关系,但是壳体¹³C相对于SOM的富集程度（Δδ¹³C_SSA-SOM）的变化与石笋氧同位素记录的末次冰期东亚夏季风强度演化同步一致;   壳体δ¹⁸O_SSA的变化不但与黄土磁化率、粒度等气候替代指标变化具有显著相关性,同样也与末次冰期东亚夏季风强度演化同步一致。这些特征,一方面说明受季风环流控制的气候温湿程度变化左右蜗牛夏季活动的几率和食物的类型,干冷气候条件下,相对温湿夏季成为蜗牛活动主要时期,相对富集¹³C苔藓、菌类和植物可能是蜗牛的主要食物;   另一方面暗示蜗牛化石壳体碳酸盐稳定同位素组成能够指示气候温湿程度和生态环境的变化。     

河南西峡恐龙蛋壳化石的研究

本文介绍了恐龙蛋壳化石的宏观和微观结构特征,在扫描电镜下观察到了恐龙蛋壳化石的组织结构。对恐龙蛋壳化石做了碳、氧同位素分析,经研究发现,恐龙蛋壳化石碳、氧同位素异常主要与成岩次生变化有关。要从恐龙蛋壳化石的碳、氧同位素上去追索恐龙的食物类型、生态环境及其绝灭原因等,必须对恐龙蛋壳化石的原生碳酸盐矿物和次生碳酸盐矿物加以分离。     

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℃.     

茂名油页岩沉积有机质特征及古气候意义

基于海洋沉积确定的始新世晚期至渐新世早期(约33.5 Ma)的气候过渡期是新生代全球性气候事件,但长期以来相关的陆相沉积记录研究则比较缺乏。本文对形成于始新世晚期至渐新世早期的茂名油柑窝组油页岩样品进行了有机质丰度、烃类组成、单体烃碳同位素组成等分析,以期研究低纬度陆相沉积有机质对古近纪始新世-渐新世气候过渡期(EOT)的响应。研究结果显示,埋藏较浅的上部层位样品正构烷烃碳同位素组成显著正偏,为-19.1‰~-25.9‰,平均值为-22.2‰;而下部层位样品正构烷烃碳同位素组成在-23.7‰~-30.2‰,平均值为-26.3‰。两个样品正构烷烃碳同位素组成之差在1.5‰~8.1‰,平均值之差为4.6‰。正构烷烃碳同位素组成的显著差异指示了EOT低纬度陆相古气候变化引起的陆相有机质响应,而这种响应与当时大气CO2浓度和海洋温度降低导致的气候和植物群落变化密切相关,即可能存在着C3植物向C4植物的转化、C4植物的迅速增加并最终导致沉积有机质碳同位素组成的变化;也可能是由于大气CO2浓度降低导致的大气CO2碳同位素组成整体正偏的结果。很显然,进一步详细的连续剖面分析将对研究古近纪EOT低纬度陆相古气候变化提供重要科学依据。     

渤海湾全新世贝壳堤和牡蛎礁的古环境

贝壳堤和牡蛎礁是渤海湾沿海全新世的两类重要地质现象。本文运用沉积学、年代学(ＡＭＳ１４Ｃ测年和古地磁)和生物碳酸钙氧、碳同位素测定等方法，研究了贝壳堤、牡蛎礁及相关泥质沉积物的形成和地层序列，考订了各类海面标志点的地质意义和１４Ｃ数据的可靠程度，校正了文献中的１４Ｃ数据，测定了区内全新世晚期软体动物壳体的δ１３Ｃ平均值，以及δ１８Ｏ水／盐度和δ１３Ｃ贝壳／Ｔ等基础数据，绘出了地区性相对海面变化的时间－深度图，研究了新构造活动对相对海面变化的影响。基于上述研究，进一步探讨了本区约４０００ｃａｌＢ．Ｐ．以来的环境变化及其原因。     

南海西部晚更新世以来表层海水剩余氧同位素及盐度变化

根据南海西部越南岸外MD05-2901岩芯成对的有孔虫壳体氧同位素和U3k7′-SST计算出过去450ka以来南海西部表层海水氧同位素～δ¹⁸O_water和盐度S_water变化记录,二者的变化范围在冰期分别为0.2‰～0.6‰和34.2‰～35.1‰,间冰期分别为-0.6‰～0和32.4‰～33.7‰,表现为冰期高、间冰期低的特征。相反扣除冰盖影响后的剩余氧同位素～δ¹⁸O_resid和剩余盐度S_resid,呈现冰期低、间冰期高的特征,在冰期分别平均为-0.5‰和32.7‰,间冰期分别平均为-0.3‰和33.1‰。研究认为该现象主要与赤道太平洋海域冰期纵向的ITCZ平均位置偏南导致的降雨增加有关,同时冰期温度低蒸发弱,间冰期温度高蒸发强以及冰期海平面下降,南海地理格局的改变、河流输入增多等因素也有一定影响。     

细纹灰尖巴蜗牛壳体氧同位素组成的季节性变化

陆生蜗牛壳体碳酸盐氧同位素组成,理论上取决于壳体生长季节的降水 18O丰度、温度和湿度,对揭示古气候和古环境变化具有巨大的潜力。然而,同一地区不同属种的蜗牛生长季节存在一定的差异,因此,了解不同季节生长的蜗牛壳体氧同位素特征,是其成为重建古气候、古环境变化的工具的关键。为了进一步阐明降水氧同位素组成和气候月际变化对蜗牛壳体 18O的影响,分别对从江苏镇江逐月采集的现生细纹灰尖巴蜗牛(Bradybaena ravida redfieldi)进行了整体壳体及壳口文石氧同位素组成的分析,结果表明： 1)不同月份采集的样品壳口的 δ18O 值变化较大,从－1.92‰至－6.79‰,幅度达4.87‰,其中,4～6月采集的样品 δ18O 值较正,平均 －2.40±0.42‰,7～9月采集的样品明显偏负,平均 －6.41±0.34‰; 2)整个壳体的 δ18O 值差别不大,平均 －2.61±0.47‰,与 4～6月壳口 δ18O 平均值相近; 3)不同月份蜗牛壳口 δ18O 值呈现出与当地的降水氧同位素组成、温度和大气相对湿度等相似的季节性变化模式,其中降水氧同位素组成对壳口 δ18O 变化的影响是主要的。这些特征说明,蜗牛壳体碳酸盐氧同位素组成受其生长时的环境因素(降水 18O丰度,温度和相对湿度)控制,对于中国夏季风影响地区来说,春季生长的蜗牛壳体相对富集 18O,而夏季生长的壳体 18O相对贫化。换句话说,根据蜗牛壳体碳酸盐氧同位素组成能够推测壳体主要生长季节,或降水 18O丰度及气候温湿程度的特征。对于B.ravida redfieldi来说,氧同位素组成显示了壳体主要生长时期为春季的特征。     

黄土中钙结核的碳氧同位素研究(二)碳同位素及其古环境意义

从洛川黄土剖面离石黄土各层古土壤中钙结核的碳同位素分析结果，探讨了钙结核碳同位素变化所反映的古土壤形成时的植被状况，还借助于“干燥度”，结合由钙结核氧同位素变化所获得的古温度资料，估算了各层古土壤形成时长时段的年平均降水量。所得结果表明，各层古土壤形成时温度和湿度状况有更复杂的变化。大部分古土壤形成时的年平均降水量与现代相差不多(增幅在５０ｍｍ左右)，但发育最好的Ｓ５形成时，年平均降水量超过现在约２００ｍｍ。古土壤的碳氧同位素能很好指示古环境，但研究工作还有待深入。     

川中东北部中-下侏罗统湖相碳酸盐岩碳氧同位素特征及其古环境意义

在钻井岩心观察和岩石学分析的基础上,对川中东北部龙岗地区中-下侏罗统自流井组和凉高山组典型钻井取心段碳酸盐岩样品进行了碳氧同位素分析。40余件样品的测试结果表明,δ¹³C_PDB值在-1.24‰～4.59‰之间,除了1个负值外,都为正值。δ¹⁸O_PDB值在-15.7‰～-9.83‰之间,都为负值。与海相和陆相碳酸盐岩同位素值对比显示,自流井期和凉高山期古湖泊均表现出内陆开放性淡水湖泊的特点,没有经过明显的海水入侵。在中-下侏罗统广泛存在的碳同位素正偏移是由湖泊初级生产力提高所导致的。岩相和同位素变化显示了古湖平面经历了2次主旋回和6次次级旋回变化,湖平面变化总体表现为东岳庙段沉积期＞大一三亚段沉积期＞大一亚段沉积期＞凉高山期＞马鞍山段沉积期。古湖泊初级生产力的变化表现为大一三亚段沉积期＞东岳庙段沉积期＞大一亚段沉积期＞凉高山期＞马鞍山段沉积期。     

四川盆地三叠纪蒸发岩地层硫同位素的分布

四川盆地三叠系蒸发岩发育,硫同位素δ34S的变化幅度为14.5-34.9‰。其中以雷口坡组第四段最低约16.5‰,与现代海洋硫酸盐硫同位素值接近;雷一段至嘉四段26.1-29.5‰;嘉二段出现硫同位素的高异常值（32.4-34.9‰）,可用以修改世界流行的δ34S变化曲线.硫同位素的分布也表明了区内三叠纪属浅水盐湖环境。     

辽河盆地烃类气体组分及同位素组成

辽河盆地是一新生代断陷盆地,盆地内天然气资源丰富,天然气成因复杂.本文通过对该盆地80个天然气样中烃类气体组分组成及同位素组成的分析研究,探讨了该盆地烃类气体的成因,为盆地天然气勘探提供了地球化学方面的信息.     

石油碳、氢同位素组成的研究

通过对我国18个含油气区、385个石油样品进行碳、氢同位素和部分馏份碳同位素分析,将所获数据对两种不同性质的石油如正常原油和轻质（凝析）油分别研究其碳、氢同位素地球化学特征,提出轻质（凝析）油的碳同位素值（δ13C为-32.5‰～ -24.3‰）比正常原油δ13C为-34.4‰～ -24.6 ‰．6‰）相对偏高;石油馏份中芳烃碳同位素组成的变化受母质继承效应更为明显。因此,用芳烃碳同位值可以判识不同母质来源的石油。与海相有关的轻质（凝析）油的氢同位素值大于-15.0‰,而非海相轻质（凝析）油的δD值( δD为-21.0‰～-1.05‰）基本覆盖了海相轻质油的分布范围,从淡水－微咸水－半咸水和海水环境其氢同位素有明显变重趋势,表明氢同位素主要与沉积环境密切相关。