固体地球科学与全球变化研究

固体地球科学要积极参与全球变化的研究。全球增暖的温室气体ＣＯ２增率与大气升温呈正相关性。第四纪的最末１．５Ｍａ间有１７次冰期，其成因可能与米兰科维奇周期律有关。除现今估算的人类每年燃料排放的ＣＯ２量外，地球内部由火山和地震等的大地构造原因释放的ＣＯ２量需定量估算，甚至可能是大气ＣＯ２增率的主要来源。我国文化历史悠久，对历史中的盛世与气候变迁关系应深入研究。我国的自然条件复杂而独特，应研究其变化特色     

大气中CO2浓度的全球监测现状

较系统地介绍了大气中ＣＯ＿２浓度（主要是ＣＯ＿２大气背景浓度）的全球监测进展现状。重点阐述了ＣＯ＿２浓度的全球监测网、监测方法、ＣＯ＿２同位素监测、监测质量控制以及ＣＯ＿２监测资料管理等问题的进展状况，分析讨论了当前ＣＯ＿２浓度全球监测中存在的问题和发展前景。     

地质学家重视研究深部（变质）CO_2对古气候的影响

地质学家重视研究深部（变质）ＣＯ２对古气候的影响贾跃明（中国地质矿产信息研究院，北京，１０００３７）近几年来，随着过去全球变化研究的兴起，地质学家越来越重视地质历史时期影响大气ＣＯ２浓度的因素的调查。不少人认为，变质作用和火山活动可能是过去大气中ＣＯ...     

大气N2O的稳定氮同位素质量平衡探讨

地表释放源释放的Ｎ２Ｏ均比对流层大气Ｎ２Ｏ贫＾１５Ｎ,对流层Ｎ２Ｏ的氮同位素质量由平流层回流的富＾１５Ｎ的Ｎ２Ｏ来平衡,若全球Ｎ２Ｏ源汇质量估算结果是平衡的,则地表释放源对对流层Ｎ２Ｏ的氮同位素质量的贡献量应与平流层回流的贡献量相等。     

IGCP 379“岩溶作用与碳循环”在中国的研究进展

ＩＧＣＰ３７９项“岩溶作用与碳循环”是中国建议并组织实施的,于１９９５～１９９９年执行。作者对１９９５年以来项目的实施情况及其研究进展作了总结,并对每一科学的研究进展作了综述：（１）表夺溶系统碳循环与大气ＣＯ２源汇的主要进展有３方面：扩展了研究地区;揭示了秀层岩溶系统碳循环的运动机制;对表层岩溶作用回收大气ＣＯ２量进行了估算;（２）深部ＣＯ２释放问题的主要进展有;发现了更多的深部ＣＯ２释放带;揭示     

现代岩溶学和全球变化研究

广泛的全球岩溶对比和地球系统科学理论的引入以及研究方法的解决，推动了现代岩溶学的发展，从而显示其在全球变化研究中的重要性。现代岩溶学的新发展在全球变化研究中具有两方面意义：一是岩溶作用在大气温室气体ＣＯ２源汇关系中的效应，初步估算全球岩溶作用每年可由大气回收６．０２×１０８ｔ碳；二是由岩溶记录提取高分辨率的环境变化信息。我国大陆岩溶不但面积辽阔，而且碳酸盐岩古老坚硬，新生代以来大幅度抬升以及未受末次冰期大陆冰盖的刨蚀破坏，因而保留第四纪环境变化的信息量很大。我国季风区水热配套，岩溶作用的季节和地区反差明显，极有利于进行岩溶作用与大气ＣＯ２源汇关系研究。我们应该充分发挥这种地域优势，为全球变化研究作出应有贡献     

古全球变化与非等时韵律沉积及前寒武纪条带状铁矿建造形成的终止

前寒武纪各种地质记录表明了太古代－元古代早期古全球天南环境具有显著的陆少洋多和大气富ＣＯ２，盆Ｏ２的特征。ＢＩＦｓ大气－海洋系统中Ｆｅ＾２＋的氧化是铁质发生沉淀的一个重要过程，在前寒武纪早期缺Ｏ２的环境，生物－无氧氧化和日光－紫外线为主的宇宙射线光致氧化作用产生的直接非生物－无氧氧化过程，在前寒武幻早期缺Ｏ２环境对Ｆｅ＾２＋的氧化可能起着重要和主导的作用。     

古全球变化与非等时韵律沉积及前寒武纪条带状铁矿建造形成的终止

前寒武纪各种地质记录表明了太古代—元古代早期古全球环境具有显著的陆少洋多和大气富ＣＯ２、贫Ｏ２的特征。ＢＩＦｓ大气－海洋系统中Ｆｅ２＋的氧化是导致铁质发生沉淀的一个重要过程，在前寒武纪早期缺Ｏ２的环境，生物－无氧氧化和日光－紫外线为主的宇宙射线光致氧化作用产生的直接非生物－无氧氧化过程，在前寒武纪早期缺Ｏ２环境对Ｆｅ２＋的氧化可能起着重要的和主导的作用。ＢＩＦｓ条带状矿石的宏、微观ＳｉＯ２或Ｆｅ２Ｏ３／Ｆｅ３Ｏ４单层厚度非等厚性表征了硅、铁供给非等量性与交替淀积非等时性的韵律堆积。文章提出了一种与地球自转速率有关的日长年际变化（古ＥＬＮｉｎｏ事件）－硅铁临界饱和浓度模式，从统一的地球动力学条件和不同类型ＢＩＦｓ的成因联系解析了这种韵律堆积的机制。元古代早—中期大气－海洋系统发生了Ｏ２增多和ＣＯ２减少的古全球变化，导致了２．２～１．８Ｇａ之间大气圈平流层古臭氧层的形成。古臭氧层大幅度消减日光－紫外线对地球表面的强烈辐射，不仅使全球性由日光－紫外线光致氧化作用直接产生的Ｆｅ２＋非生物－缺氧氧化过程消失，而且也保证了生命演化的延续和生物进入多样性繁衍。与其伴随的全球性巨厚碳酸盐建造，导致了上壳岩下伏的地球早期富铁?     

青藏高原五道梁冻土活动层表面二氧化碳和甲烷的排放

通过静态箱取样方法，首次获得青藏高原冻土活动层排放气体。分析测定结果表明，ＣＨ４含量为０．６３～１．５４μｇ／ｇ，平均为１．１９μｇ／ｇ，大多数样品ＣＨ４含量低于当地大气ＣＨ４含量（１．３２μｇ／ｇ）；ＣＯ２含量为０．１５％～０．２７％，平均为０．２１％，明显高于大气ＣＯ２的浓度（０．０６９％）。ＣＨ４、ＣＯ２含量具有一定的日变化特征。ＣＨ４排放率为－０．０３２～０．０４８ｍｇｍ－２ｈ－１，平均为０．００１ｍｇｍ－２ｈ－１；ＣＯ２排放率为－５６．５０３～６１．４２５ｍｇｍ－２ｈ－１，平均为０．０９５ｍｇｍ－２ｈ１。从所获得的冻土排放气体中ＣＨ４和ＣＯ２的浓度来看，这种干燥寒冷的高原冻土活动层表面ＣＨ４排放较少，ＣＯ２的排放较高     

中国典型表层岩溶系统的地球化学动态特征及其环境意义

以中国６个典型表层岩溶系统为例,总结了它们的地球化学动态特征,并对其所反映出的环境意义作了分析。中国典型表层岩溶系统的地球动态特征主要表现为土壤ＣＯ２含量的季节变化和逐年递增趋势,及地下水ＨＣＯ３＾－含量的ＣＯ２效应的稀释效应。前者可能反映了全球气温升高的影响,而后者则反映出表层岩溶系统对大气ＣＯ２具有良好的调节功能。     

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。      

CO2和温度对硅酸盐风化作用的影响：——对气候控制的可能影响

全球碳循环与气候模式中一个关键的不确定性因素就是：有机质活动、温度和大气ＣＯ２对硅酸盐风化作用的综合效应。本文首次指出辉石和钙长石的溶解速率表明，硅酸盐在富有机质溶液中的风化作用并不受土壤ＣＯ２的直接影响，但对温度却很敏感。很明显，ＣＯ２通过增加有机质的活度和产生腐蚀性有机酸而间接地加速了硅酸盐的风化。当将这种风化因素引入稳态碳循环和气候模式中的输出入时，就能加强硅酸盐风化而起到扮演全球恒温箱的作     

361铀矿床热液地球化学特征及成矿物理化学条件

文章研究了３６１矿床热液地球化学特征，并进行了热力学模拟计算，认为矿床热液是大气降水与深源流体混合而成。深源流体是与基性岩脉同源的富含Ｎａ＾＋，Ｃｌ＾－和ＣＯ２等挥发组分的流体，它沿深大断裂上升，对地壳表层的大气降水加热、混合。混合热液运移时把花岗岩中的活化铀浸出，并主要以［ＵＯ２（ＣＯ３）３］＾４－，［ＵＯ２（ＣＯ３）２·２Ｈ２Ｏ］＾２－和ＵＯ＾２＋２等形式迁移至断裂附近的破碎部位富集成矿。     

桂林岩溶洼地生态系统中大气CO2动态及环境意义

对桂林岩溶试验场岩溶洼地生态系统中大气ＣＯ２动态的昼夜观测结果说明,岩溶洼地对大气ＣＯ２具有一定的调蓄作用,并促进岩溶发育;植被的光合呼吸作用是制约大气ＣＯ２日动态直接的因素,而土壤ＣＯ２向大气的排放居次要地位。     

西安灞河流域现代岩溶作用与CO_2吸收量

本文探讨了灞河流域岩溶特征、ＣＯ２估算方法和ＣＯ２吸收量。观测资料表明,灞河流 域河水中ｐＨ值在冬春季高,夏秋季低,而ＨＣＯ３含量通常与ｐＨ相反。河水和黄土地下水中 ｐＨ值、ＨＣＯ３等化学成分含量与北方南部石灰岩区岩溶水基本相同,表明该区现代岩溶作用 明显,黄土地层也在不断吸收ＣＯ２,并对全球碳循环有重要影响。雨水富含ＣＯ２,其中约有 ８２％的ＣＯ２被岩溶过程吸收,１８％左右的随河水流失。根据一个流域ＣＯ２输入量和输出量,可 以计算岩溶过程中 ＣＯ２吸收量。计算表明,灞河流域现代岩溶过程中每年吸收的 ＣＯ２约为５６３２．８ｔ。     

吉林海沟金矿床成矿流体的地球化学特征

海沟金矿床石英中含丰富的三相ＣＯ２－ＮａＣｌ－Ｈ２Ｏ和两相富ＣＯ２包裹体，并与两相的ＮａＣｌ－Ｈ２Ｏ包裹体共生。成矿流体富含ＣＯ２，并有２种类型和来源：高盐度富ＣＯ２的ＮａＣｌ－Ｈ２Ｏ溶液，来源于浆热液；低盐度ＮａＣｌ－Ｈ２Ｏ溶液，来自古大气降水。成矿最佳温度为２２０－３００℃，流体静压力为４－２０ＭＰａ，矿化深度为１－３ｋｍ，流体盐度为２－７ω（ＮａＣｌ）／１０＾－２，总密度为０．６４４ｇ／ｃｍ     

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。     

关于CO_2若干问题的讨论

文章论述了地球内部成因ＣＯ２研究的一些新进展，并立足于地质宏观观察、矿物及元素共生组合、地球化学模拟及稳定同位素等探讨了地质历史时期大气ＣＯ２含量的变化及其与古气候的关系。最后，扼要地讨论了ＣＯ２与成矿作用的关系。     

全球N2O年释放总量及各类源相对贡献率初步分析

根据国际上最近确定的全球Ｎ２Ｏ各释放源及其释放量估算值,推算了全球Ｎ２Ｏ年释放总量及各类源的相对贡献率。得出全球Ｎ２Ｏ年释放总量约１４．７ＴｇＮ２Ｏ－Ｎ,其中自然源和人为源分别占５７％和４３％。     

怀俄明州积雪场CO2,CH4和N20的通量及其对全球预算的指示意义

三种主要的温室气体－ＣＯ２、ＣＨＲ和Ｎ２Ｏ－在大气中日益升高的浓度总共占所预期的全球变暖效应的约７０％，但是对于其中的任何一种气体来说，生产－消耗预算都是不平衡的。积雪可覆盖北半球陆地面积的４４％￣５３％，并且在高山及亚高山区，可以有好几米深的积雪厚度持续半年多。大多数微量气体预算假定：当土壤被积雪覆盖或土壤温度降至约０℃时，微量气体交换便会停止。因此，通常认为高山及亚高山区土壤是大气ＣＯ２的总汇