放射性核素210Pb、137Cs测定巴丹吉林沙漠湖泊岩芯的年代及沉积速率

巴丹吉林沙漠发育了世界上独一无二的丘间湖泊群,100多个永久性的丘间湖泊分布于沙漠的东南部。沙漠湖泊岩芯是干旱地区重要的气候、环境档案,然而受沙漠湖泊发育极端环境的影响,岩芯测年面临很大挑战。本文选择巴丹吉林的沙漠南缘的阿尔吉林和敦德吉林进行钻探,获取无扰动岩芯,利用核素（210Pb、137Cs）进行测年,并计算其沉积速率。结果表明：（1）核素（210Pb和137Cs）测年能够获取巴丹吉林沙漠丘间现代湖泊岩芯的可靠年代。（2）岩芯Ar-1的CRS测年结果为102±8a,沉积速率分布范围为0.13 ~ 0.33cma-1,岩芯Dd-1的CRS测年结果为123±2a,沉积速率分布范围为0.18 ~ 0.70cma-1。（3）沙漠岩心沉积速率空间分布具有自沙漠腹地向边缘递增的趋势,210Pbuns-CRS平均沉积速率分布范围为 0.16 ~ 0.57cma-1 ,137Cs沉积速率分布范围为0.05 ~ 0.6 cm a-1。未来对于沉积速率空间变化的可能影响因素,如高大沙山的围限阻挡效应、137Cs的分子扩散效应以及古地震等,应进行更深入研究。     

内蒙古乌梁素海~(210)Pb和~(137)Cs测年与现代沉积速率

对乌梁素海沉积物柱心样品进行210Pb、137Cs测年分析表明,柱心剖面上有明显的1963年蓄积峰,这个蓄积峰对乌梁素海的现代沉积有明显的时标意义。根据210Pb的CRS模式,可以计算出每个样品深度所对应的年代,在该沉积柱心中与137Cs时标吻合较好。乌梁素海的沉积速率并不稳定,变化比较大,表明乌梁素海近113 a来沉积环境不稳定。210Pb、137Cs两种计年方法的结合有助于认识沉积速率变化较大的沼泽的沉积状况,也有助于对核素计年方法的理解。     

松花湖沉积物~(137)Cs和~(210)Pb分布及沉积速率

松花湖沉积物柱心中存在3个明显的137Cs蓄积峰,分别是37 cm处的1964年蓄积峰、27 cm处的1971年蓄积峰和23 cm处的1975年蓄积峰.利用137Cs核素1964年和1975年对应蓄积峰计算的沉积速率分别为0.86 cm/a和0.71 cm/a.采用210Pb计年的常量初始浓度模式(CIC)计算的平均沉积速率为0.71 cm/a,两者估算的沉积速率吻合.松花湖1964-1975年间的沉积速率明显高于1975-2006年间的沉积速率.137Cs和210Pb计年方法的结合有助于提高沉积速率估算的准确性.     

新疆博斯腾湖沉积岩心的~(210)Pb、~(228)Th、~(239,240)Pu和~3H的分布及意义

作者测定了博斯腾湖沉积岩心~(210)Pb、~(228)Th和核试验释放核素~(239,240)Pu、~3H的分布,并据~(210)Pb、~(228)Th、~(239,240)Pu的结果估算湖泊的沉积速率,分别为0.31cm/a,0.26cm/a和0.33cm/a。它表明该湖泊近百年来沉积环境十分稳定。沉积物岩心极好地保存了人类大气核试验的历史记录。~(239,240)Pu分布在1963±2出现峰值,与60年代核试验高峰期相当吻合。沉积物孔隙水~3H分布的峰值出现在1969年,与湖水的混合过程有关。     

内蒙古巴丹吉林沙漠400年来大气沉降 Hg的湖泊沉积记录

Hg污染具有全球性,人类活动较少地区的湖泊沉积物对长距离输入的大气沉降Hg变化敏感。巴丹吉林沙漠中发育了约142个沙漠丘间湖泊,是研究大气沉降Hg记 录的理想材料。选择巴丹吉林沙漠东南部的宝日陶勒盖湖泊进行湖泊钻探,结合²¹⁰Pb_uns和¹³⁷Cs核素测年及THg沉积通量计算,重建了400年来巴丹吉林沙漠湖泊的THg沉积记录,并探讨了影响沙漠湖泊THg沉积的影响因素,评估了自然背景和人类活动的影响。结果表明：(1)沉积物中THg含量分布范围为1.5~17.5 ng/g,富集系数和沉积通量的分布范围分别为0.3~4.5和2.9~38.9 μg/(cm²·a)。 THg含量、富集系数和沉积通量均表现为在岩心上部近几十年富集。(2)近400年来,湖泊沉积物中背景THg(THg_岩石风化)通量变化相对稳定,主要受控于附近物源供给和区域风沙活动。大气沉降THg(THg _大气)通量自20世纪30年代以来呈逐渐增加的趋势,很大程度上反映了近几十年来人为源大气沉降THg的增加。但20世纪30年代以来岩心局部的大气沉降THg通量的峰值可能还受全球变暖和湖泊生产力增加 的影响,而20世纪30年代之前出现的峰值可能与“小冰期”冷期强烈的区域风沙活动有关。巴丹吉林沙漠湖泊400年来的THg_大气沉积通量变化与全球Hg产量和冰心中的大气Hg含量变化记录一致,是沙漠 地区大气沉降THg的可信纪录。     

吉林省西部月亮湖沉积物的210Pb和137Cs测年及沉积速率

在吉林省西部月亮湖沉积柱中137 Cs和210Pb比活度测定的基础上,进行了沉积柱137 Cs和210Pb测年和现代沉积速率研究。月亮湖沉积柱在18cm和32cm处存在2个明显的137 Cs峰值,所对应的时标分别为1986年和1963年,据此时标计算的1963 2006年月亮湖的平均沉积速率为0.74cm/a,19862006年平均沉积速率为0.90cm/a。对比了CIC、CRS和CFCS模式的210Pb计年结果,其中:CIC模式的计年结果明显偏离137 Cs时标;64cm以浅沉积物的CRS、CFCS模式计年结果接近,并与137 Cs时标基本一致;但当沉积物的深度大于64cm时,CRS、CFCS模式计年结果具一定差别,鉴于此深度以下CFCS模式计年的指数方程的相关系数较低,其计年结果的代表性较差,因此,此深度以下采用CRS模式计年。根据CRS模式计年结果计算的月亮湖沉积速率为:1835 1898年平均为0.33cm/a,1898 1920年平均为1.09cm/a,1920 1961年平均为2.21cm/a,1961 2006年平均为0.94cm/a。沉积速率的年际变化反映了月亮湖及其流域内自然环境变化和人类活动的影响程度。     

渤海湾海岸带地区~(137)Cs参考剖面——意义、方法及初步结果

海岸带地区近百年来的现代地质过程重建必须以精确的年代学研究为基础,~(137)Cs时标法和~(210)Pb_(exc)测年法是目前广泛应用的方法。由于易受到河流沉积物供给变化、潮位状况、极端天气事件等的影响,海岸带现代过程的定量研究一直是高分辨率研究的瓶颈。区域性参考剖面可以提升现代沉积物测年方法在海岸带应用中的可靠性。因此,建立区域性的~(210)Pb_(exc)和~(137)Cs比活度-深度参考剖面,将改善对海岸带及邻近海区实测数据的解释。以渤海湾海岸带为研究区,选取沉积环境相对稳定、水平搬运作用较小的地区,采用人工探坑、Eijkelkamp槽型取样器获取了2个柱状岩心,通过γ能谱仪对样品进行~(210)Pb、~(226)Ra及~(137)Cs比活度测试,绘制剖面图,结合研究区已有数据,总结出6类海岸带常见的~(210)Pb_(exc)和~(137)Cs比活度-深度剖面类型,并重建了渤海湾海岸带~(137)Cs区域性参考剖面。结果显示,~(137)Cs在渤海湾地区的最大峰值指示1963年,可以作为区域性主要参考时标。但是,最大峰值上部的次峰在不同区域指示不同的时标,S4和S5两个站位该峰值指示的并非1986年时标。     

DISCUSSION ON APPLYING 137Cs AND 210Pbex FOR LAKE SEDIMENT DATING IN CHINA

137Cs和210Pbex是湖泊沉积物断代常用的两种核素,沉积物中核素的深度分布,不但随核素的大气沉降量变化,也与流域环境变化和沉积后核素的再分布有关.我国环境复杂,人类活动强烈,137Cs和210Pbex深度分布的非理想曲线常见于我国一些湖泊的沉积物.本文简要介绍了湖泊沉积物137Cs和210Pbex深度分布理想曲线和断代基本原理,在参阅大量有关中国湖泊沉积物137Cs和210Pbex断代文献的基础上,讨论了137Cs和210Pbex非理想深度分布曲线的解泽和沉积物断代的几个常见问题.主要观点如下:1)我国湖泊沉积物不存在所谓的1974年和1986年蓄积峰;2)一些湖泊沉积出现的非单峰型137Cs深度分布曲线,可能与人类活动或湖流扰动湖泊底泥、流域侵蚀产沙环境变化和137Cs主要来源于冰川融水补给等因素有关;3)沉积物中的核素垂向运移,不改变剖面中1963年137Cs蓄积峰的位置,不影响其断代标志意义;4)流域环境突发事件引起的沉积剖面中的137Cs和210Pbex明显异常,是断代的可靠标志等.最后介绍了根据沉积剖面137Cs和210Pbex总量与本底值对比,求算沉积速率的核素质量平衡法.     

河口港湾沉积物中的(137)Cs剖面及其沉积学意义

本文通过对采自海南岛洋浦港?福建厦门外港?浙江象山港三个河口港湾的六个沉积柱样的137Cs分析,分别用137Cs剖面的最大峰值层及137Cs剖面的起始值层位估算了该六个站位的现代沉积速率,结果表明:在河口港湾沉积环境条件下,用137Cs剖面来估算沉积物的平均沉积速率是可行的,由137Cs最大值法,这六个站位的平均沉积速率分别为1.14cm/a?1.56cm/a?0.82cm/a?0.75cm/a?1.26cm/a?1.66cm/a,由137Cs最大值法得出的平均沉积速率其精确度与可信度要好于137Cs起始值得出的平均沉积速率?与210Pb法所得的结果符合的很好?137Cs起始值层位与预期值偏离的大小可以为我们提供有关该站位沉积环境?扰动作用强弱的信息?在应用137Cs剖面估算沉积速率时,还要注意沉积结构变化的影响?     

新安江水库不同区域沉积物年代学特征

为了研究新安江水库过去环境变化和预测区域环境质量,选取了水库的3个代表性区域采集沉积物柱心,运用放射性核素计年技术、结合粒度变化特征,计算了水库建库以来的分段沉积速率,分析了沉积环境演化。研究发现,湖心区沉积柱在32 cm处存在明显的~(137)Cs识别峰,该峰时标为1964年。基于~(210)Pb CRS计年模型获得库区过去60年的沉积年代,32 cm处时标为1963年,与~(137)Cs计年结果一致;两者1964~2015年平均沉积速率均为0.23 g/(cm~2·a)。放射性核素计年与沉积事件研究表明,利用沉积物粒度变化指示的沉积事件能够为近代沉积计年提供可靠的依据;结合各点分段沉积速率,说明建库事件相较于大范围泄洪对沉积速率的影响更大。     

137Cs测年的东北兴凯湖现代沉积速率研究

对兴凯湖我国水域沉积物137Cs比活度及通量空间分布进行了研究,利用137Cs测年法建立年代框架,估算了兴凯湖的沉积速率,结合粒度C-M图分析了湖泊现代沉积环境。兴凯湖我国水域西岸白棱河河口区域137Cs剖面形态区别于典型的137Cs全球大气沉降模式,且137Cs沉积通量高、平均137Cs活度高,中部和东部区域137Cs沉积通量低、平均137Cs活度低;137Cs沉积通量的空间分布主要受流域输入、水动力条件以及沉积物粒径的影响。兴凯湖沉积环境多表现为静水沉积,受特殊的风浪条件和泄洪闸等人类活动的影响,1963—2019年平均沉积速率空间分布上呈现西部高,中、东部低的特点,XKH-1、XKH-2和XKH-3柱样1963—2019年的平均沉积速率分别为0.143 cm/a、0.080 cm/a和0.036 cm/a。     

新疆乌伦古湖的210Pb、137Cs测年与现代沉积速率

通过对乌伦古湖2个沉积柱样的²¹⁰Pb和¹³⁷Cs剖面的观测,运用²¹⁰Pb过剩法和¹³⁷Cs时标法估算了近几十年来的平均沉积速率。研究结果表明：²¹⁰Pb过剩法的CRS模式测定的沉积速率的变化范围为0.018～0.071 g/(cm²·a),137Cs时标法测定沉积速率的变化范围为0.034～0060 g/(cm²·a),两者具有较高的一致性。20世纪60年代以前,人类活动对本区影响相对较小,湖泊的沉积速率主要受自然因素的影响;20世纪60年代以后,随着乌伦古河中、下游农业的发展和调水工程的实现,人类活动逐渐成为主导湖泊演化的因素,从而影响乌伦古湖沉积速率。     

放射性同位素定年技术在崇明岛潮滩沉积速率上的应用研究

选取崇明岛北侧由东至西4个潮滩沉积柱,分析137Cs、226Ra和210Pb放射性比活度,应用210Pb和137Cs放射性同位素定年方法计算崇明岛潮滩沉积物沉积速率。对于东西两端,210Pb方法测得速率分别为3.08cm/a和2.34 cm/a,而137Cs测得速率分别为6.19 cm/a和2.06 cm/a。结果表明,137Cs定年方法计算出的潮滩沉积速率普遍大于210Pb方法结果;但两者反映了相同的速率规律。崇明岛主力生长方向为东和东北,西侧沉积作用相对较弱,表现出"东快西慢"的特点。沉积纵向上,1954年以来,自下而上沉积速率逐渐减缓。     

东平湖沉积物 210Pb、137Cs 垂直分布及年代学意义

对东平湖沉积物柱状岩芯放射性年代学研究表明： 12cm处的 ¹³⁷Cs比活度峰值对应于1963年人工核试验高峰,9cm和6cm处的 ¹³⁷Cs比活度蓄积峰可能分别与1974年的全球核素散落和1986年前苏联切尔诺贝利核电站核泄漏有关; ²¹⁰Pb比活度随深度呈指数衰减,利用 ¹³⁷Cs核素1963年对应的蓄积峰进行校正,采用 ²¹⁰Pb计年的CRS模式建立了1889年以来东平湖现代沉积年代序列。根据 ²¹⁰Pb年代序列,计算了东平湖现代沉积速率,发现近百年来东平湖地区沉积速率有明显变化： 1889～1945年,沉积速率较高,平均达0.297g/cm2•a; 1945～1963年,沉积速率整体处于下降趋势; 1963～2000年,沉积速率比较稳定,平均约0.141g/cm2•a; 约2000年以来,沉积速率有增高趋势。通过分析认为,1945年以前东平湖较高的沉积速率可能与东平湖作为黄河水的自然滞洪区有关; 1950年代国家对东平湖的治理改造,控制了黄河水的自然倒灌,导致了东平湖沉积速率的迅速下降; 1963年以后,由于黄河上中游大型水利工程设施的修建,抑制了东平湖调洪功能的发挥,导致东平湖沉积速率低而稳定; 近年来,东平湖沉积速率有增大趋势,这可能与湖区人民发展围网养殖带入较多的沉积物有关。     

广西平果龙何屯岩溶洼地剖面土壤~(137)Cs和~(210)Pb比活度分布的影响因素研究

~(137)Cs和~(210)Pb技术广泛应用于土壤侵蚀研究,但由于岩溶区的特殊性,如地表地下双层结构的存在,土壤形成慢,土层薄且不连续,易被侵蚀等特点,一定程度上限制了~(137)Cs和~(210)Pb技术在岩溶区的应用。文章选取广西平果果化石漠化综合治理示范区龙何屯洼地剖面,沿剖面采集土壤样品,进行~(137)Cs和~(210)Pb放射性比活度研究,得到以下认识:(1)土壤表层及整个土壤剖面~(137)Cs和~(210)Pb放射性比活度正相关,主要是人类活动及土壤迁移引起的土壤再分配导致的;(2)石穴地的137Cs和~(210)Pb放射性比活度均为最大,除受到邻近裸岩影响还与石穴地良好的集水集土条件有关;(3)洼地底部及沟底~(137)Cs和~(210)Pb放射性比活度相对偏小,主要是坡面长期受到地表径流侵蚀影响,土壤和泥沙在此沉积导致的;(4)退耕还林之后土壤得到很好的保护,并能拦截一定量上游带来的土壤,但由于岩溶环境的特殊性,地下漏失无法避免。     

胶州湾沉积物的放射性核素含量分布与沉积速率

用HPGeγ谱方法测定了胶州湾表层沉积物、沉积物岩心、潮间带沉积物和周围陆地沉积物的放射性核素238U、228Ra、228Th、226Ra、210Pb、40K和137Cs.笔者对胶州湾沉积物、潮间带沉积物和陆地表层沉积物的放射性核素分布进行研究,结果得出,湾东部沉积物和东岸陆地沉积物具有较高的放射性核素含量.对沉积物岩心放射性核素分布的成因进行了分析,并用210Pbex和137cs方法估算了沉积速率,给出的胶州湾的沉积速率为0.64～1.74 cm/a.     

云南省程海现代沉积物中^137Cs,^210Pb的分布及计年研究

程海沉积物柱芯中存在三个峰形完好的^137Cs蓄积峰，94％的^137Cs困计值分配于1985年以前，表明程海沉积物中的^137Cs能较好地保存在沉积年代的相应层节中，该沉积物柱芯中210Pbex的分布特殊，据此将近五十年来程海的沉积过程分为三个稳定沉积阶段和两个快速沉积阶段，两种计年方法的结合有助于认识沉积速率变化情况下湖泊的沉积状况，也有助于加深对核素计年方法的理解。     

长江口沉积物~(210)Pb分布及沉积环境解释

在长江河口潮滩、分流河道和水下三角洲共获得18个柱样,进行沉积学分析和210Pb测定,并对其中6根柱样进行137Cs测定。经研究发现,长江口外在水深25～30m,122°30′N,31°00′E附近存在一个泥质沉积中心,沉积速率达2.0～6.3cm/yr。另外,在潮滩和涨潮槽也获得较高沉积速率,其中南汇和横沙岛潮滩沉积速率(1.03～1.94cm/yr)高于崇明东滩(0.51～0.76cm/yr),涨潮槽沉积速率也达0.86cm/yr。此外,在石洞口、南汇、九段沙潮滩和三角洲前缘有部分柱样未获沉积速率,推测为沉积环境不稳定或沉积速率过快所致。     

福建兴化湾外近海210Pb法沉积速率及校正方法

运用γ谱仪,对采自福建省兴化湾外近海海域的D37和FJ3-12孔进行了 ²¹⁰Pb 、²²⁶Ra和 ¹³⁷Cs 活度的测试,得到这3种核素活度随深度变化特征。分别运用 ²¹⁰Pb 法的CFCS模式(恒定通量恒定沉积模式,Constant Flux and Constant Sedimentation)和CRS模式(恒定供给速率模式,Constant Rate of Supply)以及 ¹³⁷Cs 时标法计算平均沉积速率,发现3种方式的计算结果存在一定差异。在排除粒度变化对核素剖面的影响后,对比不同取样深度的结果发现,指数衰减剖面不完整度(取样深度未达 ²¹⁰Pb 的本底值区)对运用CFCS和CRS模式计算平均沉积速率均有不利影响,其中对CRS模式的影响随剖面不完整性愈强而愈显著。为此提出了相关校正方法作为参考,即先根据CFCS模式估算平均沉积速率和相应的²¹⁰Pb_ex累积量,再通过CRS法建立钻孔年龄框架,由此可计算得出D37和FJ3-12孔的平均沉积速率分别为2.76cm/yr和4.53cm/yr。     

同位素环境地球化学研究进展

海洋、湖泊和冰川的沉积层,既记载了自然的地球化学过程,又留下了工业革命以来人类活动的痕迹。对于提供最近一、两个世纪范围的时间参数,应用~(110)Pb、~(137_Cs等放射性测量技术是很有效的,人们对此越来越感兴趣。 Goldberg用~(210)Pb法测定了格陵兰冰川的堆积速率。在七十年代初,Kiode等人把~(110)Pb法用于湖泊、河流、海湾和大陆架沉积年代和沉积速率的研究。Kiode等(1975)年发现,在北美西海岸沉积物中,~(239 240)Pu含量从五十年代到现在有增加的趋势。翌年,Cochraro等人用自然的(~(210)Pb、~(243)Th、~(238)Th)和从反应堆中废弃物(~(137)Cs、~(134)Cs和