基于大样本14 C测年资料的 华北平原沉积速率研究*

华北平原是我国研究程度较高的地区,历年来积累了大量的¹⁴ C测年资料。从这些资料中尽可能地提取沉积速率的信息,并进而研究华北平原沉积速率的变化及其与流域自然和人文环境变化之间的关系,是一个有重要意义的问题。利用华北平原456个地点的¹⁴ C年龄与样品埋深资料,计算出了各个样品所在层位沉积以来的平均沉积速率(R_T),以此来近似反映各地点的平原沉积速率,并据此建立了R_T随时间的变化关系。从古至今, R_T有明显的增大趋势。以点群的上包线反映各时代的平原最大沉积速率,该指标可以反映华北平原的主体即黄河下游冲积平原的沉积速率。发现了最大平均沉积速率随时间变化过程中的4个突变点,分别为10000aB.P. , 5000aB.P. , 3000aB.P. 和1400aB.P. 。4个突变点将上包线分成5条折线,由此可以将近4万年以来的变化分成5个阶段。从古至今,5条折线的斜率增大,反映了平原沉积的加速过程; 并对4个突变点的成因进行了解释。阶段1,阶段2和阶段3沉积速率的加速是由自然原因造成的; 阶段4和阶段5沉积速率的加速则是由自然和人为原因共同造成的。从456个地点的¹⁴ C年龄与样品埋深资料中提取了距今4万年以来华北平原的平均沉积速率的信息,计算出平均沉积速率为0.9mm/a。按此求出,近4万年以来华北平原的沉积总厚度为36m。     

岱海14 C测年的现代碳库效应研究*

碳库效应的复杂性是影响建立湖泊沉积物高精度年代序列的一大障碍。本项研究通过我国内蒙古半干旱区封闭湖泊表层沉积物、湖水、现生沉水植物狐尾藻、现生鲤鱼鱼骨和湖岸表层土壤等一系列样品的¹⁴ C年代测定,表明现代岱海确实存在碳库效应。碳库效应年龄因湖水盐度在湖区的不均而有所变化,岱海西部湖区弓坝河径流补给量大,湖水盐度较东部稍低,碳库效应年龄也略小于东部湖区。表层沉积物中有机质包含浮游生物和沉水植物的混合信息,因而其碳库效应年龄较沉水植物年龄轻,岱海湖心表层沉积物碳库效应年龄在2000a左右。这一碳库效应年龄较通过沉积钻孔¹⁴ C年龄线性回归获得的年龄偏大,可能的原因是在时间序列上碳库效应并非恒定。     

博斯腾湖湖泊沉积物光释光年代测量*

使用光释光年代学的单片再生法测量了博斯腾湖沉积剖面中碳酸盐泥及粉砂质泥底部的浅湖相灰色粉细砂和风成沙的年龄,对剖面上部碳酸盐层中陆生植物残体进行了AMS ¹⁴ C测年。通过不同测片的等效剂量(D_e)值的分布状况评价了样品的晒褪程度,选择不随灵敏度校正后的自然释光信号变化的相对集中的等效剂量(D_e)值计算了样品的埋藏年龄。通过这些年龄结果的对比,发现石英矿物的OSL年龄和AMS ¹⁴ C年龄在地层上是一致的,表明尽管在浅湖相细砂中存在不完全晒褪,但根据相对较小而集中的D_e值计算得到的年龄结果是可靠的。这些年龄结果和地层资料揭示末次冰消期以来至早全新世,博斯腾湖处于无水干盆地向深水湖泊转化的浅水湖泊状态,现代深水博斯腾湖大约形成于距今8ka前后。     

湖泊沉积物的14 C和光释光测年* ——以固城湖为例

富含有机质的湖泊沉积物被认为是¹⁴ C测年建立古环境记录年代标尺的理想材料,光释光测年方法近年开始应用于水成沉积物的定年。应用¹⁴ C和光释光两种方法对江苏固城湖湖心钻孔岩芯进行了年龄测定,结果表明全样有机质的¹⁴ C年龄与石英的光释光年龄存在系统差异,后者较前者年轻约2000年。系统光释光测年研究排除了光释光年龄低估的可能性,所以,二者的差异可能是湖泊沉积物碳库效应的反映。     

泥炭样品的AMS 14 C年龄测定: 全样、植物残体和孢粉浓缩物*

沉积物¹⁴ C的年龄测定一直是第四纪年代学研究的热点。文章对中国干旱、半干旱地区的内蒙古库伦泥炭剖面的泥炭全样、植物残体和孢粉浓缩物进行了AMS ¹⁴ C测年比较研究。从泥炭沉积物中提取用于AMS ¹⁴ C测年的孢粉浓缩物的关键步骤包括:过筛(125μm,63μm和10μm),重液浮选(比重1.9)及在180倍的体视显微镜下进行手工挑选。测年结果表明:孢粉浓缩物的测年值比同一层位的泥炭沉积物全样或植物残体的测年值老225~340年; 植物残体与孢粉浓缩物的测年结果较为接近。但是,距地表24~27cm处孢粉浓缩物给出了610~780A.D.的年龄值,远老于其下样点的年龄,而泥炭全样为现代样品,二者相差1255年,这可能与该样品孢粉纯度较低、掺杂有一些老碳物质燃烧后形成的微粒杂质有关。因此,提高孢粉纯度对孢粉浓缩物¹⁴ C测年至关重要。     

神农架大九湖15.753kaB.P.以来的孢粉记录和环境演变*

根据对大九湖297cm厚的泥炭地层10个AMS ¹⁴ C年龄的测定以及148块孢粉样品的分析,发现每块样品的孢粉(浓度)含量都很高,植物种类繁多,分属于137(科)属,可划分为6个孢粉组合带,植被类型演替大体为:含少量常绿树种的针阔叶混交林—含常绿阔叶树种的落叶阔叶林—常绿落叶阔叶林—含常绿阔叶树种的落叶阔叶林—含少量常绿树种的针阔叶混交林。孢粉带Ⅰ(15.753~11.280kaB.P.)记录了该区域晚冰期及其向全新世过渡时期冷暖波动频繁的气候条件,其中亚带Ⅰ -1(15.753~15.549kaB.P.),Ⅰ -3(14.936~14.505kaB.P.)和Ⅰ -5(12.655~11.280kaB.P.)可能分别对应最老仙女木期、老仙女木和新仙女木冷期,而亚带Ⅰ -2(15.549~14.936kaB.P.)和Ⅰ -4(14.505~12.655kaB.P.)分别对应博令和阿勒罗德暖期。孢粉带Ⅱ(11.280~9.218kaB.P.)代表了由晚冰期冷湿气候向全新世温暖气候转换的早全新世缓慢升温的过渡时期。孢粉带Ⅲ(9.218~7.530kaB.P.)代表中全新世前期的气温波动上升期,7.7kaB.P.前后达到最高温。孢粉带Ⅳ(7.530~4.051kaB.P.)代表中全新世适宜期,水热配置条件最佳。孢粉带Ⅴ(4.051~0.911kaB.P.)体现晚全新世温干的气候。孢粉带Ⅵ(0.911~0kaB.P)反映了大九湖温凉稍湿的气候。     

胶州湾沉积物中氮的地球化学特征及其环境意义*

通过分级浸取的方法获得了胶州湾沉积物中不同形态的氮,将可转化态氮分为离子交换态(IEF-N)、弱酸浸取态 (WAEF-N)、强碱浸取态(SAEF-N)和强氧化剂浸取态(SOEF-N),讨论了其地球化学特征和控制因素,并结合²¹⁰ Pb测年计算了不同年代氮的埋藏通量。在此基础上,分析了胶州湾沉积物中氮给出的环境信息。结果表明,强氧化剂浸取态氮是胶州湾沉积物中可转化态氮主要赋存形态,NO₃-N是胶州湾沉积物中氮的优势形态,氮的含量及埋藏通量的分布受到pH、盐度、温度、生物扰动、沉积物粒度、沉积速率等多种因素的影响。受人为活动的影响,目前每年排入胶州湾的固体垃圾和污水中的悬浮颗粒物的量已超过河流来沙,成为胶州湾主要的沉积物来源。在20世纪初由于污染情况较轻,并且受人为活动的影响较小,胶州湾沉积物各形态氮的埋藏通量较低,但自从20世纪80年代开始,环胶州湾地区的工农业迅猛发展,氮的埋藏通量急剧增加,胶州湾地区的环境一度恶化,但由于近年来采取的较为得力的治污与排放措施,胶州湾的环境状况已有明显改观。     

总硫总有机碳比（TS/TOC）对长江三角洲南部平原沉积环境的指示意义*

根据长江三角洲南部平原12个柱状样（各柱样长2.5m）沉积物中总硫（TS）、总有机碳（TOC）含量、Cl^-浓度及pH值,计算湖沼平原、三角洲平原和现代潮滩3个沉积地貌区TS/TOC散点回归线的斜率,并分析长江口硫元素分布的主要影响因素,检验TS/TOC在研究区识别咸水、淡水沉积环境的可行性。研究结果显示,三角洲平原的 7个剖面（H2～H8）TS/TOC平均值0.026～0.044,TS与 TOC具有良好的相关性,回归线斜率0.027;湖沼平原区的3个剖面（H10～H12）TS/TOC平均值为0.029～0.032,TS与TOC回归线斜率为0.037。而位于杭州湾现代潮滩的H9剖面TS/TOC呈现显著高值,平均值为0.130,回归线斜率达到最大值0.117;崇明岛现代潮滩的H1剖面TS/TOC平均值为0.055,回归线斜率为0.054,明显高于前述淡水环境,反映了海水对TS的影响,也显示了TS/TOC指标可能是该区比较有效的咸淡水环境判别工具。另外,长江口的TS/TOC比值和TS-TOC散点回归斜率明显低于世界其他半咸水海岸带沉积,指示了大河口淡水径流作用强烈的区域性特征。     

云南早泥盆世植物稳定碳同位素特征及其古气候意义*

受到植物化石材料局限性与时代久远性的限制,目前用古生代植物化石δ¹³C值来反演古环境的研究程度较低。文中通过对云南省曲靖市下泥盆统徐家冲组和文山州下泥盆统坡松冲组的部分植物化石进行稳定碳同位素测试,分析了早泥盆世植物的光合作用途径以及古环境。结果表明: 徐家冲组镰蕨属(Drepanophycus)δ¹³C值为-29.0‰~-22.8‰,平均值为-24.5‰,其中镰蕨属茎轴的δ¹³C值高于叶片0.1‰~0.3‰;坡松冲组工蕨属(Zosterophyllum)和始叶蕨属(Eophyllophyton)δ¹³C值分别为-24.8‰~-22.1‰和-23.0‰~-22.6‰,平均值分别为-23.2‰和-22.7‰;三者的δ¹³C值分布范围都与现代C3植物一致。自徐家冲组第57至第79沉积旋回,δ¹³C值总体呈上升趋势,达到2‰左右,推测可能与早泥盆世大气CO₂浓度下降和气候变冷相关。镰蕨属和工蕨属的C_i/C_a值较为稳定,说明这2种植物可能对大气CO₂浓度变化较为敏感,曲靖市古气候可能为当今的热带疏林草原气候或热带季风气候。     

日本大沼湖沉积物碳氮比值、有机碳同位素特征及其近400年的古气候环境意义

通过对日本大沼湖沉积物样品总有机碳含量(TOC)及其稳定同位素、总氮含量(TN)和C/N 值的测定, 结合沉积岩芯火山灰和 14C 年代, 分析了大沼湖沉积物中有机质的来源, 探讨了沉积物有机碳同位素的主要影响因素。结果表明: 大沼湖沉积物中有机质主要来源于自生藻类, 受陆源输入的影响较小; 沉积物δ13C 值指示了夏季温度的变化。过去400年来, 大沼湖地区存在1660~1730年和1780~1860年两个明显的冷期, 与邻近地区冰芯、树轮和湖泊沉积物记录的冷期基本一致, 分别对应于Maunder和Dalton太阳黑子极小期。     

桂江河流碳的生物地球化学循环: 14 C和13 C示踪

基于一个水文年度的月周期性采样分析,用河流悬浮颗粒物的有机碳(POC)和溶解无机碳(DIC)的同位素信号探讨了桂江径流中碳的生物地球化学循环。桂江悬浮颗粒物中POC含量多介于1.70 % ~14.27 % 之间,平均为(4.54±2.94) %; 河流POC的Δ 14 C值介于-235.8 ‰ ~-26.7 ‰ 之间,平均为(-135.38±57.27) ‰,没有检出"核爆 14 C"信号,揭示了较为强烈的流域地表扰动和土壤侵蚀状况。桂江POC的稳定同位素组成(δ 13 C)变化于-29.92 ‰ ~-24.71 ‰ 之间,平均为(-26.86±1.29) ‰,这与以C3植物为主的流域生态系统的碳同位素组成一致。桂江颗粒有机质的C/N比多介于5.54~11.53之间,平均为7.97,低于全球河流的平均状况。一方面,土壤有机碳、岩石来源的地质碳及藻类生物量的混合比例决定了桂江河流颗粒有机质的C/N比和Δ 14 C值; 另一方面,微生物群落对水体有机质的代谢分解作用也在一定程度上改变了有机质的元素和同位素比值。桂江河流DIC的δ 13 C值变化于-17.22 ‰ ~-10.65 ‰ 之间,平均为(-12.95±1.94) ‰ 。冬半年河流DIC(δ 13 C值平均为-11.47 ‰ )几乎全部来自碳酸盐矿物的化学风化,夏半年土壤硅酸盐矿物的化学风化对DIC(δ 13 C值平均为-14.73 ‰ )的贡献达28 % 。