表土分粒级碳酸盐与碳同位素分布特征及其凤尘源区示踪意义

对科尔沁沙地、松嫩沙地及哈尔滨道路松散裸土等不同区域表土样品进行粒度分级,分别测定碳酸盐含量和碳同位素组成,发现大部分沙地样品和全部道路表土样品的碳酸盐含量随粒度变细而增大.松嫩沙地的部分样品和科尔沁沙地的大部分样品碳酸盐含量随粒度变化还表现出其它复杂关系,风成砂和经历过强烈成壤作用改造的沙地样品中的碳酸盐含量与粒度的关系皆表现为随粒度变细而减小;大部分沙地样品和道路表土样品不同粒级组分的碳酸盐δ13C组成表现出随粒度变细而趋于偏正的特征,但变化范围较小.松嫩沙地和科尔沁沙地碳酸盐含量的地区差异性极不明显,且各粒级组分碳酸盐含量的变化幅度大大超过了其碳酸盐区域差异值,故不能作为区分松嫩沙地和科尔沁沙地风尘源区的示踪指标;而科尔沁沙地和松嫩沙地碳酸盐δ13C组成存在明显差异,且不同粒级组分碳酸盐δ13C值差别较小,是一个比碳酸盐含量更好的风尘源区示踪指标.     

不同溶剂对沉积物碳酸盐组分中硼的提取和硼同位素组成的影响的研究

本实验研究了采用不同溶剂（盐酸、醋酸、饱和EDTA-2Na盐等）对沉积物样品中的碳酸盐组分硼元素提取和硼同位素组成的影响。结果表明,1mol/L的醋酸是溶解沉积物样品中碳酸盐组分的最佳溶剂,能将沉积物中的碳酸盐完全溶解,并有效避免样品中石膏、硅酸盐等矿物的溶出,对其中铁的氧化物等影响也比较小,同时,过硼特效树脂前将溶液调至弱碱性所用的亚沸氨水的量较少,从而引入的本底较少。采用盐酸和饱和EDTA-2Na溶液溶解沉积物,容易将沉积物中除碳酸盐以外的矿物中的硼溶出,如石膏、硅酸盐矿物等,不利于碳酸盐组分中硼的提取。     

不同溶剂对沉积物碳酸盐组分中硼的提取和硼同位素组成的影响研究

实验研究了不同溶剂(盐酸、醋酸、饱和EDTA-2Na盐等)对沉积物样品中的碳酸盐组分硼元素提取和硼同位素组成的影响。结果表明,1 mol/L的醋酸是溶解沉积物样品中碳酸盐组分的最佳溶剂,能将沉积物中的碳酸盐完全溶解,并有效避免样品中石膏、硅酸盐等矿物的溶出,对其中铁的氧化物等影响也比较小;同时,在过硼特效树脂前将溶液调至弱碱性所用的亚沸氨水的量较少,从而引入的本底较少。采用盐酸和饱和EDTA-2Na溶液溶解沉积物,容易将沉积物中除碳酸盐以外的矿物中的硼溶出,如石膏、硅酸盐矿物等,不利于碳酸盐组分中硼的提取。     

中国西北干旱区不同粒径表土碳酸盐含量及碳、氧同位素组成

通过对我国典型干旱区表土分粒级样品的碳酸盐含量及其碳氧同位素的测试,结果显示:我国西北干旱区表土不同粒级样品的碳酸盐含量以及碳氧稳定同位素组成存在较大的差异。随着粒径的减小,碳酸盐含量逐渐升高,氧同位素逐渐偏正,碳同位素逐渐偏负。可以认为细颗粒组分中土壤次生碳酸盐相对比例大,而粗颗粒组分中原生碳酸盐相对占优势。而次生碳酸盐氧同位素可能受蒸发的控制,碳同位素更多的受植被的影响,所以表现出细颗粒组分较粗颗粒组分碳酸盐的氧同位素更偏正,而碳同位素更偏负。因此,干旱区表土细颗粒组分碳酸盐能更好地反映成壤过程中次生碳酸盐形成时期的气候环境信息。     

黄土碳酸盐古气候意义及其研究展望

碳酸盐是黄土中的主要矿物,是黄土—古土壤序列中含量变化最显著的矿物之一,其在表生环境下极易移动,并且它的迁移变化受大气降水、温度等古气候因素制约,在黄土高原风尘堆积序列的古气候研究中具有极其重要的意义,其变化能够较好地反映古季风的演变规律。黄土—古土壤中碳酸盐的含量变化和东亚夏季风降水的强度密切相关,碳酸盐矿物中白云石和方解石的存在与否及淋失深度对夏季风演变同样有很好的指示意义。稳定同位素δ¹⁸O可以作为夏季风的代用指标,指示成壤时期环境中的古温度;δ¹³C值表现出在黄土层中高,而在古土壤层中低,因此碳酸盐δ¹³C值可能更多反映了植被发育程度。碳酸盐中Sr同位素能够反映风化作用的强弱,而去除碳酸盐后的Sr同位素则能更好地反映成壤作用的强度和判别风尘物质的来源。与其它季风气候替代性指标相比,酸溶相中的δ¹¹B值变化与降水有直接关系,可以很好地作为夏季风降水指标。非传统稳定同位素Li、Ba和Fe有应用于黄土研究中,但目前的研究表明它们对气候环境暂无较好的指示意义。     

湖相沉积物酸溶与酸不溶组分常量元素的地球化学行为及其环境意义

湖泊沉积物元素地球化学是探讨湖泊沉积环境的有效代用指标之一.通过青藏高原北缘柴达木盆地湖相沉积剖面沉积物中酸溶组分(AS)和酸不溶组分(AI)常量元素(K,Ca,Na,Mg,Ti,Fe,Mn和Al)的测试,分析了不同组分中常量元素的分布特征及其元素含量与矿物组成的关系.结果显示:剖面中常量元素的组成与沉积物矿物成分密切相关,酸溶组分与酸不溶组分中元素含量差别较大,揭示出不同组分对湖泊沉积环境的响应模式存在差异.其中,沉积物酸不溶组分中的Al、Fe等元素与石英矿物相对含量变化呈负相关,而与粘土矿物相对含量呈正相关,揭示出酸不溶组分元素变化与湖泊流域物质组成或风化强度等信息有关.沉积物酸溶组分常量元素含量相对较低,Na和Ca等活泼元素在酸溶组分中相对富集,与碳酸盐含量有较好的相关性,主要形成于湖泊自生作用.通过与常规代用指标沉积物粒度和87Sr/86Sr对比分析,贝壳堤剖面酸溶组分Mg/Ca比值部分继承了源区的信号,不能直接响应于湖泊盐度的变化.利用去趋势方法,去趋势后酸溶组分Mg/Ca比值与中值粒径及锶同位素比值呈现较好的正相关性,响应于传统的盐度模式解释,揭示了Mg/Ca比值指示湖泊环境变化的可靠性,综合分析不同组分的地球化学元素信息在提取和解译沉积物元素地球化学的环境代用指标方面具有重要意义.     

第四纪加积型红土与黄土的风成相似性探讨

粒度分析表明,第四纪加积型红土的粒度组成特征与黄土相似,其粒度组成以50 μm以下的粉沙和粘土组分为主,并且10～50 μm的风尘基本组分含量与黄土类似,该类型红土粒度组成存在明显的由北向南粘粒含量增加的空间变化规律;粒度组成的频率曲线研究表明,第四纪加积型红土主要呈现双峰和多峰的特征,表明其搬运营力的多元性,与西风区黄土类似;该类红土的稀土元素丰度以及Sr、Nd同位素组成也与北方风尘沉积相似.因此提出该类红土可称之为加积型红土,它与北方风成沉积存在风成相似性.     

稀土元素在残积景观剖面中的垂直分异与矿物组成的关系——以赣南富稀土地理景观为例

选择赣南稀土矿区典型地理景观,主要研究了表生作用过程中稀土元素与矿物组成的关系.结果表明景观中稀土元素的含量分布与土体的机械组成密切相关.不同粒级组分中稀土元素的含量有以下序列:粗粉粒(20～63um)≥细粉粒(2～20μm)＞粘粒(＜2 μm)＞沙粒(0.063～1 mm)＞石砾(＞1 mm).石英和长石对稀土元素起稀释的作用,高岭石、埃洛石等次生层状硅酸盐矿物对稀土元素具有吸附富集作用,重矿物对稀土元素分布也有一定的影响.     

稀土元素在残积景观剖面中的垂直分异与矿物组成的关系——以赣南富稀土地理景观为例

选择赣南稀土矿区典型地理景观,主要研究了表生作用过程中稀土元素与矿物组成的关系。结果表明景观中稀土元素的含量分布与土体的机械组成密切相关。不同粒级组分中稀土元素的含量有以下序列:粗粉粒(20～63μm)≥细粉粒(2～20μm)>粘粒(<2μm)>沙粒(0.063～1mm)>石砾(>1mm).石英和长石对稀土元素起稀释的作用,高岭石、埃洛石等次生层状硅酸盐矿物对稀土元素具有吸附富集作用,重矿物对稀土元素分布也有一定的影响。     

湖泊自生碳酸盐氧同位素环境记录研究：（二）问题

对前人提出的湖泊自生碳酸盐氧同位素组成（δ18Oc）多种环境解释模型作了评述,指出了各种模型存在的局限性。提出在利用δ18Oc变化进行气候和环境变化研究时,需注意气温对湖泊δ18Oc的影响机制,湖水不同深度层的水温差异对化学沉积和介壳碳酸盐δ18Oc的影响δ18Oc和湖泊水位、降水δ18Oc、湖水盐度的关系,碎屑和自生碳酸盐矿物的分离,湖泊不同碳酸盐矿物间δ18Oc差值的确定,单矿物同位素组成的测试,不同前处理方法对δ18Oc测定的影响,以及碳酸盐沉积时的不平衡效应等问题。