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.     

多金属结核,铁锰结壳的同位素地球化学研究

本文介绍国家大洋专项“八·五”重点项目“深海地质研究”中一级专题“东太平洋海盆多金属结核同位素地球化学研究”（ＤＹ８５－０２－０３－０４）所取得的成果，总结了多金属结核Ｓｒ、Ｐｂ、Ｏ、Ｓｉ、Ｃ同位素地球化学特征，并探讨了铁锰结壳Ｓｒ、Ｐｂ同位素组成特征及其古环境意义．     

Fe同位素在岩浆作用过程中的分馏效应及其对海底玄武岩形成过程的指示

Fe是火成岩中丰度最高的变价元素,也是重要的成矿元素,主要以Fe2+或Fe3+价态赋存于固（矿物）、液（流体）相中,并全程参与岩浆作用过程和各种成矿作用。随着测试分析技术（如MC-ICPMS）的发展,Fe等非传统稳定同位素组成分析成为可能,并在最近十几年中被成功应用于岩浆物源追溯、结晶演化过程示踪和成矿作用分析等重要地质作用过程的研究。本文在分析了Fe同位素在岩浆作用过程中分馏效应的基础上,总结了Fe同位素组成在示踪海底玄武质岩浆（MORB、OIB、IAB和BABB等）作用过程研究的最新成果,并探讨了在应用Fe同位素组成示踪海底岩浆作用过程中所存在的主要问题。综合分析结果表明,火成岩中的Fe同位素分馏效应不仅受岩浆源物质部分熔融、岩浆扩散、流体出溶和结晶分异等作用过程的影响,而且还受到同化围岩物质、海底蚀变等作用的影响;由于Fe同位素分析技术（方法）至今仍待进一步完善,已有数据有限且需甄别去伪,因此在利用Fe同位素组成分析或恢复岩浆物源及作用过程时,仍需谨慎;于当前亟需建立完整可靠的Fe同位素示踪体系,这就需要在近期的工作中,尽可能多地选取代表不同构造环境和不同岩石类型的合适样品、获取（积累）更多原始（未经改造或蚀变）样品的精细分析数据,同时在利用Fe同位素示踪海底岩浆作用过程中还需注重多元数据的结合或相互佐证。     

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。     

大洋钻探与海洋地球化学──微量元素及稳定同位素地球化学记录

ＤＳＤＰ与ＯＤＰ的深入研究，发展了微量元素和稳定同位素地球化学。全球变化、大规模构造隆起和海底扩张等在微量元素和稳定同位素演化上的反映，使微量元素及稳定同位素地球化学成为地层划分对比的重要手段。     

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。     

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（...     

“中国东部和海域地质特征及资源环境”学术研讨会在青召开

<正>2013年10月29日—11月3日,中国东部和海域地质特征及资源环境学术研讨会在青岛召开。会议由中国地质学会区域地质及成矿专业委员会、地质制图专业委员会、地层古生物专业委员会、中国地质调查局全国地质编图研究中心、三维地质调查研究中心、青岛海洋地质研究所及海岸带与大陆架地质研究中心等7个单位联合主办,青岛海洋地质研究所和青岛市地质学会承办。来自国土资源部、教育部、中国地质调查局、中国科     

生物固氮速率测定中15N2同位素示踪剂的引入

生物固氮作用是一个重要的海洋新氮来源，在海洋生物地球化学循环中扮演着不可替代的角色。基于稳定同位素（15N₂）示踪吸收法，是目前直接测定海洋生物固氮速率最有效的手段。其中，高效、洁净地将15N₂引入海水培养体系，并准确定量培养体系底物的同位素示踪水平，是同位素示踪吸收法准确获取固氮速率的关键。本研究针对15N₂同位素示踪剂引入这一关键环节进行了探讨，确认改进气泡法是将15N₂引入海水培养体系的首选操作。在对培养体系造成的较小扰动的情况下，可将培养体系氮气底物的15N原子丰度提升至10%以上，相对于另一种导入同位素示踪剂的手段——预溶解海水法，改进气泡法将培养瓶中氮气底物的15N原子丰度提升了近200%。此外，改进气泡法还具有最小化痕量金属沾污、操作简便等优点。将改进气泡法结合与稳定同位素比值质谱测定结合，是准确测定水体生物固氮速率的推荐方法。     

现代海底热液沉积物中硫化物集合体和其单矿的之间的硫同位素关系 …

硫化物集合体的硫同位素比值介于其单矿物中硫同位素比值的最大和最小值之间。当｜σ２－σ１｜〈△时,－σ（１＋２）与矿折中硫同位素组成最大和最小值的距离均小于△。当｜σ２－σ１｜〉△时,σ（１＋２）与σ１和σ２的距离有可能大于△。对现代海底热液沉积物来讲,排除了生舶和有机质的影响后,直接测定其硫化物集合体的硫同位素比值进行同位素示踪研究是可行的。     

九龙江河口区溶解态、颗粒态铀同位素的地球化学行为

对九龙江河口区枯、丰水期水体中溶解态、颗粒态铀同位素地球化学行为的研究表明,溶解态铀与盐度存在良好的正相关关系,证实枯、丰水期该河口区水体中的铀均是保守行为。在低盐度区域（Ｓ＜１０）,~２３８Ｕ主要以颗粒态形式存在,颗粒态~２３８Ｕ所占份额随盐度增加而降低。~（２３８）Ｕ之条件分配系数介于 １． ２ × １０~３～１． ５ ×１０~５ｄｍ~３／ｋｇ之间,它与盐度呈负相关关系,但与悬浮颗粒物浓度无相关关系存在。枯水期悬浮颗粒物上~２３４Ｕ／~２３８Ｕ_Ａ．Ｒ．与盐度的负相关关系为河口区悬浮颗粒物中~２３４Ｕ的优先沥取理论提供了有力的证据。     

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。     

单体分子放射性碳同位素分析在海洋科学及环境科学研究中的应用

单体分子放射性碳同位素分析(CSRA)是近十几年来发展起来的一项新兴的分析手段,将所需的单体分子(生物标志物)从复杂的环境样品基质中分离并富集,再进行加速质谱仪(AMS)的放射性碳(14C)测定。这种分子水平的放射性碳同位素测定技术能够揭示出总有机质同位素组成的异质性,为解释有机碳的来源、迁移和转化等提供了新型的手段。在海洋科学研究中,单体分子放射性碳同位素分析已应用于计算碳在全球各储库的逗留时间并揭示和定量估算化石源有机碳的输入、指示沉积物的搬运过程、示踪微生物的代谢途径、改进沉积物年代学等;在环境科学研究中,单体分子放射性碳同位素分析可用于有毒物质(如多环芳烃)的源解析,示踪有机污染环境中微生物的代谢途径等。伴随着单体分子分离技术的改进及AMS灵敏度的提高,CSRA技术的应用会更加广泛。     

海底天然气水合物地球化学探测技术

海底天然气水合物是未来的新型能源，地球化学探测与分析技术在天然气水合物勘探、研究和开发中发挥巨大作用。简要介绍了天然气水合物地球化学探测方法及相关的分析测试技术，包括海底沉积物、海水、海面低层大气中烃类气体(主要为甲烷)、孔隙水中阴阳离子和同位素地球化学异常等。并对发展天然气水舍物地球化学探测与分析新技术提出建议。     

氢和氧稳定同位素示踪湖泊蒸发的对比研究

氢氧稳定同位素被广泛用于水文循环过程的研究。本文观测了2015年太湖湖水H~2HO和H_2~(18)O组分,分析了它们的时空变化规律及其控制因子,探讨亚热带大型浅水湖泊的同位素富集机制;基于稳定同位素质量守恒法计算太湖蒸发量;评价了动力分馏学系数的传统湖泊算法与海洋算法的适用性;重点分析了H~2HO和H_2~(18)O示踪湖泊蒸发的效果,对比二者之间的差异。研究结果表明,在空间上,太湖湖水和河水的氢氧同位素在南部特别是东南部较为富集但在北部区域较为贫化,这主要是受水流方向的控制,东南部湖水经历的蒸发时间较长,因此湖水中同位素累积较多;在季节上,冬季湖水同位素较贫化、春夏季较富集。对于2015年太湖的年蒸发量,用氢同位素示踪的结果与观测值较一致,为880mm;氧同位素的示踪结果略低,为690mm。使用传统湖泊研究中对动力学分馏系数的取值,会导致蒸发被显著低估,而氧稳定同位素的示踪结果对动力学分馏系数的取值更为敏感,同时氢稳定同位素在同位素分馏过程中主要是平衡分馏效应占主导,因此H~2HO在动力学分馏系数的参数化方案中影响较小,在实际应用中更为稳定。本文的研究结果表明了稳定同位素水文学研究中使用合适的动力学分馏系数的重要性。     

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。     

中国海洋生物地球化学研究进展(1998-2002)

综述了1998年以来中国海洋生物地球化学研究的主要进展。从河口和近岸海域生源要素、重金属、同位素、有机污染物、有机地球化学和温室气体等6个方面对4a来我国在海洋生物地球化学研究领域的主要成果和最新进展进行了概括和评述。     

太平洋铁锰结壳的锶同位素地球化学研究

本文研究中太平洋的翰斯顿岛卡林海山铁锰结壳ＲＤ４－２和东太平洋海盆铁锰结壳５４０５的锶同位素组成特征，并利用铁锰结壳的锶同位素组成与大洋海水锶同位素演化标准曲线对比，推断出结壳生长起始年龄、接三元混合模式，计算玄武质组分和硅铝质组分对锶同位素的贡献。     

古纬度对原油稳定碳同位素组分的作用

稳定同位素过去很少成功地应用于对原油地质年代以及各自源岩的沉积环境进行限定。几种与主要时间界限（例如寒武纪—奥陶纪、三叠纪—侏罗纪、老第三纪—新第三纪）相应的原油的δ１３Ｃ的长期幕式变化似乎反映了生物化学过程对有机碳和无机碳保存的影响。通常 ,地质年龄越小 ,原油越趋向于富集１３Ｃ。这些变化似乎与原油的源岩类型无关 ,表明根据原油的δ１３Ｃ有可能限定它们的地质年龄。然而每个地质时间段的原油的δ１３Ｃ值都具有一定的范围 ,并且地质年龄越小 ,这些值的范围越大。因此 ,必须对空间因素如何影响时间上同位素变化进行…     

DSDP/ODP 504B孔上洋壳Nd和Pb同位素变化

低 8 6Sr/ 87Sr和高 14 3 Nd/ 14 4 Nd比值作为洋中脊玄武岩 ( MORB)的特征 ,表明偏离原先亏损的不相容元素的源区。同其它火山环境中的岩浆岩相比较 ,MORB具有相当均一的成分 ,然而在区域和局部范围内同位素和微量元素地球化学的变化较小但很明显。在许多地方 ,区域地球化学变化明显与地幔羽的影响有关。接近洋脊的海山和沿扩张脊的局部地球化学变化表明MORB幔源在较小区域也是不均匀的 ,洋脊表层取样只提供了局部地球化学变化的有限信息。因此 ,我们研究科斯塔里卡断裂南侧DSDP/ ODP50 4B孔新鲜玄武岩剖面是为了阐明太平洋洋壳…