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。     

海洋地球化学若干领域的研究进展

海洋地球化学是20世纪中期形成的一门新兴边缘科学，是在海洋科学飞速发展和取得了一系列重大成果的基础上产生的。从海洋同位素地球化学的发展、海洋元素的循环与示踪技术的研究、短周期气候变化与突变事件的发现以及海底矿产资源的大面积勘测等方面论述了海洋地球化学若干领域的研究进展。     

同位素海洋学的发展

同位素海洋学（ＩｓｏｔｏｐｅＯｃｅａｎｏｇｒａｐｈｙ），在海洋科学研究中不仅着眼于元素，而且着眼于同位素的研究领域。１海洋同位素地层学与同位素古海洋学同位素地球化学方法是研究板块构造、海底扩张等当代地球科学重大课题的强有力工具。它应用于海洋地层学即出现海洋同位素地层学。同位素古海洋学则是同位素地球化学方法在古海洋学即海洋古地理学上的应用，这是地球科学新的“生长点”之一。人们发现，在冰期，海水中氧的重同位素相对富集，在间冰期，海水中氧的轻同位素相对富集。因此，钙质生物骨骼的氧同位素值可以反映气候的…     

锶同位素的环境指示意义

近２０年来，随着锶内位素分析测试技术的提高和海洋锶同位素的深入研究，锶同位素地层学已成为判别与海相层序相关的各种沉积环境的强有力工具，并且锶同位素对诸如物质来源、大陆风化作用和气候变化等具有重要的指示意义。     

稳定碳、氮同位素在生态系统研究中的应用

在简要介绍了稳定同位素测定方法之后 ,对稳定碳、氮同位素在生态系统领域中关于系统的碳源、能量流动、营养结构、污染物的生物放大作用及系统稳定性变化的应用研究作了较为系统的论述 ,并对稳定碳、氮同位素在赤潮研究、环境污染治理、生态动力学建模及有机分子化合物系列示踪技术等方面的应用提出展望     

同位素技术在海洋倾废区选划中的应用

本文从以往海洋倾废区选划中存在的问题出发，结合国内外海洋倾废区的选划实例，论述了同位素技术在海洋倾废区选划中的重要作用，为了提高倾废区的选划质量，作者建议尽快制定《海洋倾废区选划规范》，并将有关的同位素技术纳入该规范之中。     

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。     

同位素技术在海洋倾废区选划中的应用

本文从以往海洋倾废区选划中存在的问题出发，结合国内外海洋倾废区的选划实例，论述了同位素技术在海洋倾废区选划中的重要作用。为了提高倾废区的选划质量，作者建议尽快制定《海洋倾废区选划规范》，并将有关的同位素技术纳入该规范之中。     

海洋铪同位素演化及其对大陆物源与洋流变化的启示

尽管海洋铪(Hf)同位素早在20世纪80年代就有报道,但直到最近几年随着分析测试技术的发展,它作为示踪陆源风化输入和洋流循环改变的新指标才越来越受到关注。综述了全球大洋Hf同位素现代分布以及新生代演化特点,其中最重要的现象是Nd-Hf同位素投影图上海水与岩石具有不一致的趋势线。在这些观测资料的基础上着重讨论了围绕海洋Hf同位素物源争议的一系列问题,阐述了海洋热液系统、大陆差异风化、洋岛陆架沉积物溶解等对海洋Hf的贡献以及Hf,Nd存留时间不一致等对海洋Hf同位素的影响等。弄清Hf的海洋地球化学行为,对深入认识海洋Hf的循环以及古海洋演化具有着重要的意义。     

海洋硅藻稳定同位素研究进展

对海洋初级生产力贡献约40%的硅藻,在全球气候与碳循环中扮演着重要的角色。硅藻稳定同位素(δ30Si和δ18O,δ13C和δ15N)测试对象分别为从海洋沉积物中提取的纯硅藻壳体的生物硅和氧及其内嵌有机质的碳和氮。联合运用各种物理分离(去有机质、碳酸盐,筛分,差异沉降,重液浮选以及微池分流重力场流分离技术)和化学纯化技术从沉积物中提纯出硅藻是其稳定同位素古海洋学应用的前提。确定硅藻δ15N两种制样过程(燃烧和湿式消解)中是否分别存在大气N2和非NO3-组分的污染;δ30Si分析中氟化剂使用的避免、制样方法的改进以及MC-ICP-MS对硅同位素分辨能力的提高;δ18O分析中硅藻壳体外层不稳定氧的完全有效去除,是其同位素古海洋学应用范围扩大和精度提高的关键。硅藻δ13C能评估大气PCO2和海洋初级生产力变化;δ15N和δ30Si可定量示踪海洋硝酸盐和硅酸等营养物利用程度;δ18O则记录了海表温度和海水氧同位素组成。硅藻稳定同位素信号单一,受后期改造作用弱,生命效应低,解译针对性强,在两极和赤道少(或缺)有孔虫海区应用广泛。在此基础上,对目前该领域中存在的问题及未来的研究方向进行了阐述。     

深海沉积物和海水碳交换的同位素示踪

深海沉积物和海水碳交换的同位素示踪Ｊ．Ｅ．Ｂａｎｅｒ等海洋沉积物含有较多的有机碳，对上覆水体中有机质的性质有一定的影响．普遍认为，海底沉积物可能是深层水中老而难已测定的溶解有机碳（ＤＯＣ）的来源；另外，放射性Ｃ同位素值（△１４Ｃ）和稳定Ｃ同位素比值（...     

深海现代沉积有机质碳同位素组成变化的古气候证据

分析了南沙海洋深海连续沉积岩心剖面中有机碳同位素,研究了只有机质碳同位素组成变化因素及其与古气候旋回的关系,各种有机地球化学指标综合判识表明,该岩心剖面沉积有机质碳同位素组成变化未受有机质性质和成岩作用的影响,主要与古气候变迁关系密切。其ε＾１３Ｃ低值段对应于晚第四纪末次冰期,高值段对应于末次间冰期。     

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.     

中国近海生态环境变化的同位素示踪研究

同位素在确定物质来源、指示生物地球化学循环路径、定量生物地球化学过程速率等方面具有独特的优势，本文以近海生态环境变化研究中常用的稳定同位素（13C、15N、18O）和放射性核素（14C、234Th、232Th、230Th、228Th、210Po、210Pb、137Cs、226Ra、228Ra、224Ra、223Ra）为对象，介绍它们在揭示海洋有机质来源、食物网结构、水体缺氧机制、氮循环过程、颗粒动力学、海底地下水输入、有机地球化学过程、沉积年代学等方面的应用，侧重于总结我国近海生态环境研究中同位素示踪取得的进展。伴随着我国经济的发展，近百年来我国近海生态环境也发生了明显的变化，基于同位素示踪揭示的近海富营养化和沉积环境的演变规律表明，我国近海生态环境自20世纪50年代起经历持续的变化，特别是在过去20~30年时间里，近海生态环境的变化尤为剧烈，反映出人类活动是我国近海生态环境变化的主要驱动力。未来需要通过发展新的同位素技术及拓展更广泛的应用，围绕近海海洋生态环境变化的突出问题，重点揭示近海生态环境变化的响应特征、变化速率和作用机制，从而系统地掌握近海生态环境的时空变化规律。     

海洋环境中Nd的同位素组成及其地质意义

海水,海洋沉积物中的自生组分,生物壳体乃至全岩的Ｎｄ同位素组成可以反应大洋水体和沉积物的来源及大洋水体循环特征,因而具有重要的地质意义。在综合近２０年来关于现代世界大洋海水,Ｆｅ－Ｍｎ沉积,热液,热液沉积物及其它组分的Ｎｄ同位素的研究资料基础上,总结了不同洋区,不同深度海水的Ｎｄ同位素组成特征及其控制因素;同时,依据Ｆｅ－Ｍｎ结壳及岩心中有孔虫的Ｎｄ同位素组成资料,总结了新生代以来世界海洋中Ｎｄ同     

侏罗纪大洋缺氧事件中气体水合物的大量分解

欧洲贫有机物的海洋碳酸盐可以很好地说明众所周知的托阿尔早期的碳同位素正偏移 ,而海洋有机质以及相关的碳酸盐则主要记录了负偏移（以前认为后者主要为成岩成因）。缺失有机物的特提斯期灰岩的碳同位素也存在负偏移 ,其在阿尔伯特阶则极少出现。总之 ,这些δ１３Ｃ曲线记录了一个同位素值缓慢上升的阶段 ,其同位素值首先被一个负偏移间断 ,然后突然变为正偏移。英格兰约克郡的ＨａｗｓｋｅｒＢｏｔｔｏｍｓ剖面提供了海洋有机物中负偏移的详细资料。这种偏移与黑页岩沉积作用和高分辨率鲕状岩生物地层学的关系很容易确定。也出现了木化石…     

湛江地区汛期降水稳定同位素的变化与水汽来源的关系

以湛江降水为研究对象,利用收集的2019年汛期68个降水样品及同期气象资料,采用同位素示踪技术,结合HYSPLIT(Hybrid Single-Particle Lagrangian Integrated Trajectory)模式溯源,分析了湛江地区汛期降水稳定同位素的变化与水汽源地的关系,并对5个代表性的降水个例进...     

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。     

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。