北京石花洞石笋500年来的δ￣（13）C记录与古气候变化及大气CO2浓度变化的关系

通过对采自北京石花洞石笋近５００年来分辨率为３～５年的δ１３Ｃ记录的研究,我们发现水动力条件的改变和近代大气ＣＯ２浓度的改变均对石笋的δ１３Ｃ值有影响,当气候湿润,降雨量增加时,洞穴包气带水的下渗速度加快,在石灰岩裂隙中滞留的时间缩短,ＣａＣＯ３的溶解量减少,造成渗出δ１３Ｃ水的值变轻。包气带水的补给速度增加,也可能使得溶液的ＣＯ２分压降低,造成石灰岩ＣａＣＯ３溶解减少。另外,洞内滴水和渗出水中ＣＯ２的逸出量与供水速度呈反比。滴水速度加快,ＣＯ２逸出量相对降低,沉淀出来的ＣａＣＯ３的δ１３Ｃ值偏轻。通过与δ１８Ｏ记录的对比,δ１３Ｃ记录也反映３０～４０年降雨量变化的周期,为这一地区夏风变化的规律提供佐证。近５０年来的δ１３Ｃ记录,反映了人类活动造成大气ＣＯ２浓度升高的现象。从１９４０年到现今,石笋的δ１３Ｃ值从－６．７‰降低到－８．１‰,降低速率每年为－０．０２８‰,直接反映了这一时期大气ＣＯ２的δ１３Ｃ值的变化。这一结果与其它研究相吻合。利用精细的、分辨率高达几年的δ１３Ｃ记录可以为岩溶作用与碳循环的研究提供有效手段。      

贵州纳朵洞洞穴滴水、现代沉积物δ18O特征及其环境意义

为了研究洞穴滴水及其对应的现代沉积物氧同位素的变化特征和对外界气候环境的指示意义,文章对贵州纳朵洞洞外大气降水、洞穴池水、6处滴水点及其对应的现代沉积物氧同位素进行了近2年的监测。结果显示纳朵洞外大气降水和洞穴池水δ18O值均呈现旱季偏重,雨季偏轻的季节特征,基本能反映洞穴所在区域的气候变化。而滴水沉积物δ18O值和滴水δ18O值自身存在协调同步的季节特征,但二者δ18O值与大气降水δ18 O值却呈现反向的季节变化,这可能是区域地形、岩溶表层带的调节和大气环流共同作用的结果。      

洞穴现代沉积物δ13C值的生物量效应及机理探讨:以贵州4个洞穴为例

在贵州选择一组植被退化系列的4个洞穴系统(荔波凉风洞、都匀七星洞、镇宁犀牛洞和安顺将军洞)为具体研究对象,对其地表植被生物量、植被和洞穴现代沉积物的δ13C值进行了对比分析.结果显示洞穴现代沉积物的δ13C值与生物量有着很强的负相关关系,说明洞穴沉积物的δ13C值在空间上可能存在生物量效应,与洞穴石笋所揭示的时间序列上的生物量效应相对应.根据已有的数据和认识,推断这种生物量效应主要由地表植被δ13C值及土壤CO2δ13C值的微生物作用共同控制:在地表植被生物量较大变化情况下,沉积物δ13C值的生物量效应主要受植被δ13C值变化主导;而在地表植被生物量较小变化的情况下,沉积物δ13C值的生物量效应主要受微生物作用主导,而植被δ13C值变化的影响相对较弱.     

草海ZHJ柱样沉积物有机质的δ13C记录及其古气候信息

提供了三万年以来草海沉积物有机质的δ＾１３Ｃ记录。研究结果表明,草海沉积物有机质含量主要由岩性控制。一般粘土的有机质含量仅５％左右,而纯泥炭的有机质含量在９０％以上。泥炭的δ＾１３Ｃ和Ｃ４两种碳固定途径有关。Ｃ３类植物的δ＾１３Ｃ值为－２６％左右,而Ｃ４类植物大约为－１３％。Ｃ３类植物在低温、潮湿的地区占有优势,而Ｃ４类植物适应既干旱又高温的气候条件。气候的变化改变Ｃ４和Ｃ３植物比例,从而改变沉积     

西沙更新世礁灰岩大气淡水成岩的地球化学证据

重点探讨了西琛一井更新世礁灰岩的氧碳同位素和微量元素地球化学特征及其与大气淡水成岩的关系。西琛一井全新统（０～１６．９１ｍ）基本上未成岩,矿物组分以文石和高镁方解石为主;晚更新统（１６．９１～３０．６０ｍ）出现明显方解石化,矿物组分以低镁方解石为主（平均８６％）,少量文石（平均１４％）;中—早更新统（３０．６０～１７９ｍ）几乎完全方解石化;１７９ｍ以下部分—全部白云岩化。在１６．９１～１６５ｍ,δ１８Ｏ值相对均一,而δ１３Ｃ值的变化范围很大,且两者比全新统的δ１８Ｏ和δ１３Ｃ值显著降低;在一些层位上出现δ１３Ｃ值的负偏移,向下δ１３Ｃ逐渐增大;Ｓｒ和Ｍｇ的含量亦明显降低。这一地球化学特征是大气淡水成岩的典型标志,出现δ１３Ｃ负偏移的层位代表了礁体的水上暴露面。结合岩石学特征,初步识别出１４个暴露面。１６５～１７９ｍ的δ１８Ｏ、δ１３Ｃ和Ｍｇ向下同步增加,是淡水—海水混合带的成岩产物。     

重庆芙蓉洞洞穴沉积物δ13C、δ18O特征及意义

利用重庆芙蓉洞内各种新老沉积物的δ13C、δ18O以及对洞穴内的滴水、池水和洞外泉水的长期观测结果,发现芙蓉洞内的次生沉积物中氧同位素变化整体一致,处于稳定温度下(16℃)的平衡分馏状态。而且洞内滴水和池水的氧同位素也相当一致,反映了外界大气降水中氧同位素的年平均状态。芙蓉洞内各种沉积物中碳同位素变化范围很大,从0‰~-11‰均有分布。由于芙蓉洞内各种滴水以及池水中溶解无机碳(DIC)的δ13C变化约在-8‰~-11‰,显著偏轻于部分洞穴沉积物中的δ13C。通过研究从洞穴滴水到形成次生化学沉积物这个过程中的可能影响洞穴沉积物中碳同位素变化的因素,例如：洞穴温度、滴水高度和速率、CO2脱气、生物作用、矿物同质异相转换等,同时参考芙蓉洞内连续生长达37 ka的FR5石笋的碳同位素记录,发现以上可能的影响因素都不能完全解释芙蓉洞内次生沉积物中碳同位素的异常偏重现象。虽然芙蓉洞内广泛存在文石与方解石共存的次生沉积物,但是综合分析表明这些沉积物的氧同位素处于平衡分馏状态,可以用来进行古气候研究。不过在利用石笋碳同位素解释古环境变化时需要慎重,特别是在讨论由文石或文石—方解石混合构成的次生沉积物时。     

浙江煤山长兴阶有机碳δ^13C层序分布特征及古气候意义

本文通过对浙江长兴煤山Ｄ剖面长兴阶５６个样品的沉积有机碳碳同位素（δ＾１３Ｃｏｒｇ）分析,讨论了和只有机碳δ＾１３Ｃｏｒｇ在地层层序分布上的特征,及其与海水进退和碳酸盐岩δ＾１３Ｃｃａｒｂ及δ＾１８Ｏｃａｒｂ之间的关系。浙江煤山Ｄ剖面长兴阶δ＾１３Ｃｏｒｇ在地层层序上的分布总体呈现自下而上由重变轻的趋势,同时,δ＾１３Ｃｏｒｇ层序分布与生物演化及δ＾１３Ｃｃａｒｂ和δ＾１８Ｏｃａｒｂ层序分布之间具     

广西桂林凉风洞秋冬季滴水和沉积物氧同位素对极端降水的记录研究

近年来,全球环境变化导致的极端气候事件的发生频率剧增,引起了国内外学者的广泛关注。由于器测记录时间较短,因此需要通过精确连续记录古气候变化的石笋来解译极端气候事件的规律。本文针对桂林凉风洞2015年9月至2016年1月的大气降水、洞穴滴水和现代沉积物的氧同位素组成进行了高分辨率的监测。监测结果揭示了由于秋冬水汽源的改变,导致桂林地区大气降水δD、δ~(18)O同位素值显示逐渐偏正的季节性变化,并且建立了该区域大气降水线为:δD=8.8δ~(18)O+16.38。由于大气降水作为凉风洞水源补给唯一来源,使得洞穴滴水的δ~(18)O继承大气降水的δ~(18)O所蕴含的环境信息,进而记录在洞穴现代沉积物中。但是受到洞穴顶部岩溶表层带的平滑或者均一化的作用,使得洞穴滴水的δ~(18)O同位素值要偏正于大气降水的δ~(18)O同位素值。在极端降水信号输入岩溶表层带后由于存在不同的水文地球化学过程,从而导致洞穴沉积物对其极端降水事件的响应时间存在不同,并且在δ~(18)O同位素值也存在明显差异。因此,系统监测洞穴滴水、沉积物δ~(18)O同位素对外界环境信息的响应过程,能为量化或精确解译石笋δ~(18)O同位素记录所指代的古气候环境信息提供基础。     

云南兰坪三山—白身坪铜银多金属成矿富集区的碳氧同位素地球化学

研究区的碳氧同位素组成表明,矿化灰岩和细晶灰岩的δ＾１３Ｃ为正值,其δ＾１８Ｏ值变化于－６．４‰～－２１‰之间;而绝大多数矿石中碳酸盐矿物的δ＾１３Ｃ为负值,只有少数为正值,与其对应的δ＾１８Ｏ值为－１２．３‰～－１２．５‰。根据δ＾１３Ｃ－δ＾１８Ｏ图解分析,区分出了３种不同类型的碳同位素：（１）三叠纪海洋生物碳;（２）海相碳酸盐的碳与热卤水中碳的过渡类型;（３）深部热卤水中ＣＯ２的碳。研究发现     

贵州纳朵洞洞穴水化学性质和δ~(13)C_(DIC)特征及其影响因素研究

文章对2013年4月至2014年5月期间贵州关岭纳朵洞四处滴水(D3、D4、D10、D11)和一处池水(DC)进行了动态监测,逐月采集洞穴水样品,分别测定样品的稳定碳同位素组成和水文地球化学参数,探讨了纳朵洞洞穴水化学性质、δ~(13)C_(DIC)值变化特征及其之间的相关性。结果表明:(1)洞穴水在监测期间相对方解石为过饱和水,且正在沉积碳酸盐,而在雨季洞穴水SIc降低,PCO_2升高;(2)洞穴水的溶解无机碳同位素值(δ~(13)C_(DIC))呈现显著的季节变化规律,夏季值偏轻,冬季偏重,可以较好的响应外界环境变化;(3)5个监测点洞穴水同期的δ~(13)C_(DIC)值存在较大差异,洞穴水δ~(13)C_(DIC)值分别与其相应的Ca~(2+)、Mg~(2+)、HCO~-_3、EC和SIc等水文地球化学指标之间存在较好的相关关系,受到不同程度土壤淋溶、基岩溶解以及前期方解石沉淀(PCP)的共同作用。因此,结合水文地球化学过程分析洞穴次生沉积物中碳同位素携带的环境信号,将提高对δ~(13)C解译的准确性。     

德国南部地区上侏罗统麻姆组碳酸盐岩碳,氧稳定同位素研究

对德国南部地区上侏罗统麻姆组碳酸盐岩系列Ｃ、Ｏ稳定同位素进行了测定与研究。结果表明,Ｃ、Ｏ同位素与非碳酸盐岩组分质量分数及层厚之间存在一定的关系。石灰岩的δ１８Ｏ值略低于泥灰岩,泥灰岩的δ１３Ｃ值则比石灰岩的约低０．６‰,随着不溶残余物质量分数的增加,δ１３Ｃ值减少。通常情况下,厚层石灰岩的δ１３Ｃ值比泥灰岩的大,其原因与沉积环境和成岩作用有关     

高分辨率洞穴石笋中稳定同位素应用——北京元大都建立后对森林资源 …

对采自北京西山石花洞内的石笋进行了δ＾１８Ｏ,δ＾１３Ｃ和Ｍｇ／Ｓｒ分析,获得分辨率为２５ａ的北京地区３０００ａ认来的古气候和古环境信息,以δ＾１８Ｏ和Ｄｍｇ／Ｃａ作为气候变化信息,证实石笋δ＾Ｃ反映了古气候变化对植被的影响,当石笋δ＾１３Ｃ植增大时,表示Ｃ３／Ｃ４植物比值降低,气候变干热,当石笋δ＾１３Ｃ值减小时,表示Ｃ３／Ｃ４植物比值升高,气候变湿冷,同时,笔者也发现了北京元大都建立以来对森林     

青海湖浅层沉积物中介形虫及湖底泉华C、O同位素组成及其古环境意义

根据青海湖近代沉积物短岩芯中介形虫壳体和湖底（２１ｍ水深）泉华碳酸盐的δ~１８Ｏ、δ~１３Ｃ分析，阐述了湖区近８００ａ来的古气候环境的演变和湖底泉华形成时的某些古水文条件。     

碳氧同位素演化与碳酸盐岩层序地层学关系研究

结合碳酸盐岩层序地层分析，首次系统测定了马平组碳、氧同位素值，并对其演化规律与层序地层的关系进行了探讨．研究结果表明：马平组内δ１３Ｃ、δ１８Ｏ值变化范围分别是－２．５６‰～＋３．８９‰和－８．１６‰～－６．０２‰（ＰＤＢ）．准层序中δ１３Ｃ值向上逐渐减小，海进体系域（ＴＳＴ）和高水位体系域（ＨＳＴ）内δ１３Ｃ值则分别呈增加和减小的趋势，层序界面处δ１３Ｃ、δ１８Ｏ值均表现为负异常．控制层序地层内δ１３Ｃ值规律性分布和演化的主要机制是冰川型全球海平面周期性变化     

大别山北麓侏罗系大理岩砾石的碳—氧同位素组成及地质意义

在大别山北麓、合肥盆地南缘侏罗系三尖铺组和凤凰台组地层中含有大理岩砾石, 属山麓冲积扇环境沉积。它们的δ１３ Ｃ数值范围为－ １．７‰～１．３‰, 大多数近于零值, 它们的δ１８Ｏ数值从６．５‰～２３．０‰。大别地块佛子岭群大理岩的δ１３Ｃ数值为－ ２．０‰～－ ２．５‰, δ１８Ｏ数值范围从６．３‰～１３．１‰。大别地块高压和超高压变质岩带的大理岩的δ１３ Ｃ数值为１‰～６‰,δ１８Ｏ数值为５‰～２３‰。碳同位素组成的明显差别表明现今大别地块佛子岭群和高压、超高压变质岩不是合肥盆地南缘侏罗系大理岩砾石的来源区。由于δ１３Ｃ的数值不随δ１８Ｏ值的降低而变化, 且分布在一个狭窄的范围, 合肥盆地南缘侏罗系大理岩砾石的碳同位素组成代表了它的原岩在沉积时海水的同位素记录。     

研究了地下水中HCO^—3来源的稳定碳同位素法

自然界中ＣＯ２主要来自有机质、大气和碳酸盐岩石，因同位素分馏作用，其稳定碳同位素组成在这三种物质中的分配不尽相同。本文根据地下水实测ＨＣＯ＾－３的δ＾１３Ｃ＾②值，利用热力学及同位素平衡计算与之相平衡的ＣＯ２气体的δ＾１３Ｃ值，确定了ＣＯ２气体来源，进而确定了ＨＣＯ＾－３的有机来源。     

碳氧同位素演化与碳酸盐岩层序地层学关系研究——…

结合碳酸盐岩层序地层分析，首次系统测定了马平组碳，氧同位素值，并对其演化规律与层序地层的关系进行了探讨，研究结果表明：马平组内δ＾１３Ｃ，δ＾１８Ｏ值变化范围分别是－２．５６‰～＋３．８９‰和－８．１６‰～－６．０２‰（ＰＤＢ）准层序为δ＾１３Ｃ值向上逐渐减小，海进体系域（ＴＳＴ）和高水位体系域（ＨＳＴ）内δ＾１３Ｃ值分别呈增加和减小的趋，层序界面处δ＾１３Ｃ，δ＾１８Ｏ值均表现为负异常，控制层序     

研究地下水中HCO_3~－来源的稳定碳同位素法

自然界中ＣＯ＿２主要来自有机质、大气和碳酸盐岩石，因同位素分馏作用，其稳定碳同位素组成在这三种物质中的分配不尽相同。本文根据地下水实测ＨＣ，的δ￣（１３）Ｃ￣２值，利用热力学及同位素平衡计算与之相平衡的ＣＯ＿２气体的δ￣（１３）Ｃ值，确定了ＣＯ＿２气体来源，进而确定了的有机来源。     

新生碳酸钙沉积矿物形态的影响因素分析

石笋是古气候重建的重要地质载体,文石与方解石是石笋碳酸钙晶体的常见矿物形态。根据现代洞穴监测数据分析洞穴新生碳酸钙沉积物 (Active Speleothem: AS)的矿物形态的研究较少。本文在重庆武隆芙蓉洞三个滴水点 (MP2、MP5、MP9)下放置玻璃片,收集新生碳酸钙沉积物和滴水样品,监测新生碳酸钙沉积物矿物形态、滴水的Mg/Ca比值、pH、滴率和洞穴环境等指标,分析玻璃片正面和反面新生碳酸钙沉积物的δ18O、δ13C和Mg/Ca比值。研究发现:(1) MP2滴水点下的玻璃片正反面新生碳酸钙沉积物的矿物形态均为方解石;MP5和MP9滴水点的正面沉积方解石和文石-方解石混合两种情况,反面沉积文石-方解石,且反面文石多于正面。 (2) MP2滴水Mg/Ca比值小于MP5和MP9,说明滴水Mg/Ca比值是影响新生碳酸钙沉积物矿物形态的重要因素;而滴水pH值对AS矿物形态的影响在不同滴水点有差异。(3) 不论是玻璃片正面还是反面,文石-方解石混合的新生碳酸钙沉积物δ18O和δ13C比以方解石为主的沉积物偏正,说明AS矿物形态的变化会导致δ18O和δ13C发生变化。通过在芙蓉洞的系统监测和分析,发现新生碳酸钙沉积物的矿物形态与地表环境、洞穴上部岩溶水文地质条件密切相关,并验证了洞穴新生碳酸钙沉积物的矿物形态对石笋δ18O和δ13C具有重要影响。      

江西九江地区晚更新世生态变迁的土壤有机质碳同位素证据

根据我国江西九江地区４个土壤剖面的土壤有机质及其δ１３Ｃ值的分析结果,认为末次冰期旋回内生态转型是由于季风效应和ＣＯ２共同作用的表现;北大西洋末次冰期内的Ｈｅｉｎｒｉｃｈ事件对中国东部的气候也产生剧烈的影响,其分布直接控制着Ｃ３和（或）Ｃ４植物的转型及其沉积物的类型．ＣＯ２及其温室气体可能是Ｈｅｉｎｒｉｃｈ事件的重要驱动因素之一．