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。     

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。     

湖泊沉积物有机质碳同位素研究

自从Stuiver~([1])首次使用湖泊沉积物有机质碳同位素(δ~(13)Corg)恢复湖泊生产力变化以来,湖泊沉积物有机质碳同位素被广泛应用于古气候和古环境重建.     

中国现代陆生蜗牛壳体碳氧同位素组成的分布特征及其气候响应

陆生蜗牛壳体碳氧同位素组成记录了环境气候信息,是地质历史时期古环境和古气候重建的一个良好指标。文章在前人对现生蜗牛壳体碳氧同位素的环境意义研究基础上,通过增加对不同气候条件下的新疆地区（受西风带控制）、川西地区（受印度季风控制）以及东北地区（东亚季风北端）的现生蜗牛碳氧同位素组成进行测试分析,结合中国其他地区已有数据,总结探讨所有研究区已有蜗牛壳体碳氧同位素组成的分布规律及影响因子,回归分析蜗牛壳体碳氧同位素组成与降水量、温度、湿度、蒸发量及干燥度等5个气候因子之间的关系。得出以下研究结果：全国范围内的蜗牛壳体碳同位素组成与年均降水量、年均相对湿度具有明显负相关关系,与年均蒸发量及干燥度具明显正相关关系,年均温度大于9.5℃采样点的蜗牛壳体碳同位素与温度呈负相关关系;蜗牛壳体氧同位素组成与各种气候因子之间的关系比较复杂而显示无明显的相关性,可能由于不同区域蜗牛壳体氧同位素对不同气候因子的响应程度不同,也可能是由于蜗牛壳体氧同位素与温度的关系在不同区域存在差异导致。总之,蜗牛壳体碳同位素较为忠实地记录了有效降水引起C3植被同位素变化的信息,而对蜗牛壳体氧同位素记录的信息的解读还不明晰,仍需更多研究。     

湖泊沉积物纤维素氧同位素研究进展

纤维素作为湖泊沉积物有机质的重要组成部分,其氧同位素组成已逐渐应用在古气候、古环境重建中。本文综述了湖泊沉积物纤维素氧同位素在古气候研究中的进展,包括纤维素的实验提取方法、纤维素及其寄宿水体之间的氧同位素分馏系数,以及纤维素氧碳同位素在定量古气候参数方面的应用,并展望了未来的研究趋势。研究表明,纤维素结合碳酸盐氧同位素组成可能是一种潜在的定量古温度指示剂,可能在未来的湖泊沉积中发挥极大作用。因此,今后的有关研究可能集中在定量古气候参数上的应用。     

GEOCHRONOLOGICAL LIMITATIONS FOR INTERPRETING THE PALEOCLIMATIC HISTORY OF THE TIBETAN PLATEAU

在当前全球变化背景下,青藏高原冰川急剧退缩严重影响着东亚地区水资源.为了有效地规划水资源,需要对高原气候变化及其机制有深入的理解.尽管在青藏高原及周边地区有大量的古气候记录,但是目前对高原气候的时空变化及其机制仍缺乏深入一致的认识.青藏高原冰川、树轮和石笋记录可以提供过去气候变化的框架,但是这些记录的分布局限于一些特定的地理区域.青藏高原上广泛分布的湖泊沉积物是研究高原气候的时空变化及其机制的优良介质.湖泊沉积物岩芯的年龄控制主要依赖于放射性碳同位素定年,但大多数高原湖泊具有碳库效应,为建立沉积岩芯年代控制需要进行碳库年龄校正所带来的年龄误差目前未有深入研究,这在某种程度上制约了利用湖泊沉积物记录研究高原气候时空变化及其机制.本文比较了目前确定高原湖泊碳库年龄的方法并提出建议采用的方法,汇总目前己发表的高原湖泊碳库年龄,讨论湖泊现代碳库年龄的空间分布及其影响因素,讨论湖泊碳库过去变化及其可能造成的岩芯年代控制误差;以青海湖和班公错两个高原湖泊已发表的记录为例讨论过去碳库年龄变化可能造成对记录完全不同的解释;还讨论了由碳库效应校正而带来的湖泊沉积物岩芯年龄控制误差对青藏高原湖泊记录的末次盛冰期终止年代的空间分布及其对变化机制解释的影响.如果考虑碳库效应的过去变化,目前所观测到的高原气候时空变化及其机制需要重新解释.因此,为了更好地理解青藏高原气候时空变化及其机制,我们需要更多有良好定年、高分辨率和定量化的湖泊记录,本文也建议在解释目前湖泊记录时需要应对年龄控制极大重视.     

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.     

乌伦古湖介形组合及其壳体同位素记录的全新世气候环境变化

选择位于西风区的乌伦古湖为研究对象,利用AMS 14 C测年手段,建立了乌伦古湖沉积岩芯全新世以来的时间序列.对湖泊沉积物中的介形类组合特征及其壳体氧碳同位素的综合分析表明,全新世以来乌伦古湖地区气候环境演变经历了3个阶段:9985～5250cal.aB.P.为剖面最湿润阶段,气候经历了温干-冷湿-暖湿的转变,湖水水位和湖面相应地经历了由浅变深、由小变大的变化,出现了高湖面特征;5250～1255cal.aB.P.为剖面最干燥阶段,气候由早期暖干向中后期暖湿转变,湖泊水位先下降后回升;1255cal.aB.P.以来先低温后升温,气候干燥,降水较少,湖水位降低.乌伦古湖介形虫记录的气候环境演化不但与孢粉资料记录相吻合,而且与周边区域环境变化记录一致,很好地响应了区域环境和全球气候突变事件,在百年尺度上主要遵循西风带模式,表现为冷湿暖干组合特征.     

湖泊沉积物碳酸盐碳、氧同位素研究进展

湖泊沉积物自生碳酸盐碳、氧同位素已经大量地应用在古气候、古环境研究中。本文综述了碳酸盐碳、氧同位素指标的主要啦制因素、指标的环境指示意义,举例说明了碳氧同位素指标在古气候研究上的应用,指出了其存在的问题与不足,展望了在古气候应用上的前景,认为氧同位素是定量古气候参数的最有效指标之一。     

青藏高原中部色林错中晚全新世以来古气候变化特征

色林错位于青藏高原中部印度季风和西风环流的过渡地带，同时受西风环流和印度季风系统控制，是研究二者进退变化特征的理想场所。本文利用色林错SL 1钻孔中介形虫 Limnocythere inopinata 的丰度及其壳体微量元素Mg/Ca和Mn/Ca比值重建了色林错5. 3 ka BP以来的古气候环境变化特征。5. 3~2. 9 ka BP， L. inopinata 丰度较小，壳体的低Mg/Ca比值和高Mn/Ca比值表明此阶段气候偏冷湿；2. 9~1. 8 ka BP， L. inopinata 丰度较前一阶段增加，壳体Mg/Ca比值略有增长但仍为低值表明气温虽然有所回升但仍然较低，Mn/Ca比值较前一阶段明显降低，指示湖泊水位下降；1. 8 ka BP至今， L. inopinata 丰度达到最大，壳体的高Mg/Ca和Mn/Ca比值指示湖泊温度和水位均呈显著的上升趋势。通过与西风区、过渡区以及印度季风区其他湖泊的环境沉积记录对比，本文认为青藏高原中部地区在中全新世晚期主要受西风环流影响，气温较低，西风带来大量水汽使得湖面呈扩张趋势；而到晚全新世西风环流逐渐北撤，色林错受季风影响更大，季风带来的降水和气温升高导致的冰川融水增加与色林错水位上升有密切关系。     

西北干旱区石羊河流域末次冰期晚期气候不稳定性记录

通过对我国西北干旱区石羊河流域三角城末次冰期最盛期晚期-晚冰期地层剖面沉积物中有机质碳同位素分析,表明在季风边缘带的沉积地层中较详细地记录了这一时期气候快速颤动,发生千年至百年尺度的冷干-温湿变化,高分辨的有机质碳同位素组成与GRIP氧同位素组成有较好的可比性,表明与全球古气候变化有明显的联系,也反映在末次冰期最盛期与晚冰期过渡期气候温湿,陆地植被比较发育,可能与东亚季风有关。有机质碳同位素这一指标对气候记录较敏感,是重建干旱区高分辨古气候演化模式十分有效的手段,在季风交汇带能灵敏地记录到气候快速变化。     

近1 500年来新疆艾比湖同位素记录的气候环境演化特征

利用介形虫壳体δ18O ,δ13 C及其沉积物有机质δ13 C同位素组成等环境代用指标 ,重建了西北干旱区艾比湖地区近 15 0 0年来气候环境演化特征。结果表明 ,气候不稳定性不但出现在时段约 6 6 0～ 76 0A .D .及约 1380～15 0 0A .D .由暖干变冷湿的气候转换时期 ,也出现在时段约 10 5 0～ 115 0A .D .及约 185 0～ 194 0A .D .由冷湿变暖干的转换时期。尤其是由冷湿到暖干的气候转换时期 ,频繁而大幅度的气候变化影响湖泊水环境的稳定连续性 ,限制了介形虫等湖泊生物的生存 ,造成湖泊生态环境系统的破坏。而在百年尺度上艾比湖地区气候表现为暖干、冷湿的组合特征。约 185 0年开始 ,气候出现明显的干旱化趋势。     

江汉平原江陵剖面有机碳含量、碳同位素和磁化率的古气候意义

湖泊中的有机碳及其同位素与磁化率指标广泛应用于古气候的重建,但由于各地自然条件的差异,其气候意义具有一定的区域性.对江汉平原江陵剖面沉积物中磁化率参数、总有机碳(TOC)、总氮(TN)及其碳同位素δ(13C)值影响因素与环境气候关系的研究结果表明:沉积物总有机碳(TOC)的变化与总氮(TN)呈正相关关系,而总有机碳(TOC)与同位素δ(13C)、磁化率值则呈负相关关系,其组合可以很好地反映江汉平原地区的环境演变.在暖湿期,沉积物中总有机碳、总氮较高,有机质的δ(13C)值偏负,磁化率偏低;反之,在凉干期,沉积物中总有机碳、总氮较低,有机质的δ(13C)值偏正,磁化率偏高.江汉平原地区6 000 a PB以来的古气候演化经历了3个阶段:即冷干-暖湿-凉干的变化过程.     

湖泊沉积物中生物分子标志物稳定氢同位素在古气候变化研究中的应用

湖泊沉积物中包含有丰富的气候变化信息.其中生物分子标志物稳定氢同位素作为优良的气候变化代用指标已经得到广泛应用.由于湿润地区和干早地区湖泊的蒸发作用和水文条件不同,用来重建所得的降水稳定同位素变化所指示的气候意义也不相同.文章介绍作者过去几年内在湿润地区和干早地区所进行的探索,并探讨这些生物分子标志物同位素变化所代表的气候指示意义.在湿润地区,主要由水生植物产生的C22脂肪酸可以很好地记录湖水同位素变化和降水同位素变化,而后者又与采样地点的地表气温变化一致,因此C22脂肪酸的稳定氢同位素在湿润地区可以作为温度代用指标.在干早地区,湖水受强烈的蒸发作用影响,由水生生物产生的生物分子标志物氢同位素不能反映降水同位素变化,而在湖泊沉积物保存的、由陆生植物产生的叶蜡化合物可以很好地记录降水同位素变化.最后介绍了在湿润地区的湖泊中应用Czz脂肪酸稳定氢同位素成功重建北美洲东北部地区晚更新世到早全新世气候变化,并讨论其变化机制.     

博斯腾湖全新世岩芯沉积物碳酸盐氧同位素气候意义

西风影响区全新世气候变化逐渐受到重视.但目前该区高精度定年和气候意义明确的代用指标仍然缺乏.利用西风影响区新疆博斯腾湖BST04H钻孔岩芯沉积物全新世自生碳酸盐(细颗粒沉淀碳酸盐和介形虫壳体)氧同位素,结合该区降水同位素分布特征和流域水文状况,分析该区湖泊沉积物碳酸盐氧同位素的气候意义,并与湖泊不同位置钻孔碳酸盐氧同位素指标进行对比.结果表明,博斯腾湖深水区沉积物自生碳酸盐氧同位素主要反映了区域的降水(人流)/蒸发比,并保留了入流水体同位素组成的变化信息.全新世自8100cal.aB.P.以来,氧同位素呈现出在波动中逐渐偏正的长期变化趋势,中全新世以后波动幅度加大,其间氧同位素值偏负的波动并不完全指示有效湿度增加,而是入湖水体同位素变化,并与湖泊的水文状况有关.这种波动在湖泊西部距离入湖河口位置较近的钻孔中表现得更为明显.不同位置钻孔同位素变化有很好的对应性,但不同位置相同时段内的波动幅度不一样.实际研究中应充分对比分析,深入理解指标的意义,防止仅依靠某一个位置的指标将这种局地波动信息解释成代表大范围区域的气候或环境信息.     

云南宣威4.6万年以来洞穴石笋古气候变化记录

石笋是高分辨地记录古气候环境变化的主要信息载体之一。本文通过对宣威下水龙洞 1号石笋进行α能谱铀系测年及碳、氧同位素分析,获得了距今 46.1ka至 2.75ka高分辨率的古气候演变信息。其年龄与δ18O值的记录在纵向上的变化具有明显的韵律性特征,可与深海岩芯V2 8～ 2 3 8同位素记录所揭示的第 3阶段、2阶段和 1阶段进行对比。反映 46.1ka以来宣威地区的气候波动与全球的气候变化具有明显的一致性。但是,区内是气候变化的敏感区,是东亚季风与印度洋季风交互作用的特殊区域,存在有明显的地区性气候变化特征,在整个末次冰期时段 (4 6.1～8.1ka)气候总体偏温暖,10.2 5ka为新仙女木冷事件的最冷终止点。在全新世大暖期时段的 7.1～ 3.7ka间显示气候温暖湿润,而在 3.7～ 2.75ka间伴随太阳辐射和印度洋西南季风强度的减弱,气候有明显的降温趋势。此外,石笋的碳、氧同位素显示的气候冷暖变化是,主沉积旋回以万年级、千年级和百年级为周期性变化;亚旋回以千年级和百年级为周期性变化。     

云贵高原湖泊沉积物碳酸盐和有机质的同位素组成及环境信息记录

云贵高原湖泊沉积物碳酸盐和有机质的同位素组成及环境信息记录＠肖保华￥中国科学院地球化学研究所高原湖泊,碳酸盐,有机质,碳同位素,地球化学记录,环境气候信息云贵高原湖泊沉积物碳酸盐和有机质的同位素组成及环境信息记录肖保华（中国科学院地球化学研究所,贵阳５５０...     

云南寻甸地区最近八千年气候环境变迁

通过对云南寻甸白石岩仙人洞1号石笋进行高精度TIM S-U系测年和氧碳稳定同位素分析,重建了寻甸地区中全新世8. 0ka 以来高分辨率古气候演化序列。石笋剖面的碳氧同位素记录揭示,云南寻甸地区自8. 0kaB. P.以来的气候演化可以分为三个气候期: (1) 8000～6000aB. P.为温暖湿润期,夏季风强盛,气温较高,降水丰沛,石笋的氧碳同位素偏负; ( 2) 6000～5200 a B. P.为季风气候衰退期,在这期间气温和降水都发生了较大变化,气候由温湿变为冷干,石笋氧碳同位素持续偏正; ( 3) 5200～2100aB. P.凉干气候期,这一时期气候基本稳定,东亚季风对气候影响较大,但气温和降水都低于第一个气候稳定期。      

近1500年来新疆艾比湖同位素记录的气候环境演化特征

利用介形虫壳体^δ18O,^δ13C及其沉积物有机质^δ13C同位素组成等环境代用指标,重建了西北干旱区艾比湖地区近1500年来气候环境演化特征。结果表明,气候不稳定性不但出现在时段约660～760A.D.及约1380～1500A.D.由暖干变冷湿的气候转换时期,也出现在时段约1050～1150A.D.及约1850～1940A.D.由冷湿变暖干的转换时期。尤其是由冷湿到暖干的气候转换时期,频繁而大幅度的气候变化影响湖泊水环境的稳定连续性,限制了介形虫等湖泊生物的生存,造成湖泊生态环境系统的破坏。而在百年尺度上艾比湖地区气候表现为暖干、冷湿的组合特征。约1850年开始,气候出现明显的干旱化趋势。     

内蒙古伊克昭盟盐湖晚第四纪氧碳同位素记录及古气候研究

根据内蒙古伊克昭盟５个盐湖中６个钻孔岩心的３４０件氧碳稳定同位素样品测试数据，分析了该区的古气候变化特征。氧碳同位素记录的研究表明，盐湖水体的δ＾１３Ｃ值的湖动主要受湖泊水体中ＴＤＩＣ变化以及湖泊水体与大气间碳交换的制约。盐湖的水体环境在过去２３ｋａ之中经历了１７次明显的波动变化，提示了晚更新世冷湿－早全新世暖湿－中晚全新世暖干的晚第四纪气候变化规律及３个重要的气候事件，并预测未来全球长周期气候演