~(129)I的海洋放射年代学及其他应用研究进展

应用129I的海洋学研究可分为3个方面:(1)人工129I的年代学,利用人工放射性在沉积物岩心中的记录,包括以核试验全球最大沉降年1963年为参考时间和利用切尔诺贝利核电站事故发生的1986年作为参考时间的年代测定.(2)利用宇生129I的年代学,测年体系主要有地热流体、天然气水合物和石油地质体系.(3)利用核燃料后处理厂排放的129I进行的海洋环流与混合研究.核试验和核事故释放的129I测定的是现代沉积物年代,测年时间尺度为50a.人们提出人类利用原子能之前地球表层初始129I丰度为1.5×10-12,并以该值作为利用宇生129I估算年代的初始丰度值.半衰期和丰度探测下限水平允许宇生129I可测年的时间尺度为80Ma.本文综述了以上几方面的研究进展.海洋多金属结核和结壳的生长速率为毫米每兆年量级,一块1～10cm大小的多金属结核和结壳所能涵盖的时间尺度约为10～100Ma,刚好是129I测年的时间尺度,所以本文提出了多金属结核和结壳可能是合适的129I测年介质的观点.     

南海铁锰结核(壳)的稀土元素地球化学

于1987年5—6月间,中、西德在南海进行地球科学调查,获得5个铁锰结壳、6个铁锰结核样品。本文在利用X荧光法测定15个稀土元素的基础上,对南海铁锰结核(壳)的稀土丰度、配分模式与伴生元素的关系以及稀土的来源作了较为详细的探讨。研究表明,南海铁锰结核(壳)的平均丰度为1625×10~(-6),铁锰结核为2167×10~(-6),分别要比太平洋结核高1—2倍,比太平洋北部沉积物高3—4倍,比南海沉积物高10—20倍;结核和结壳的稀土经球粒陨石标准化后的配分模式基本相同,Ce正异常,Eu亏损不明显;与伴生元素、沉积物及岩石稀土对比研究表明,结核(壳)中稀土主要来自南海中酸性岩类风化、淋漓后缓慢沉积。     

大洋铁锰结壳测年的几种常用的同位素方法:成果与问题

同位素法测年是大洋铁锰结壳测年的主要方法。根据20多年来铁锰结壳同位素测年的实践,特别是近几年最新的一些实验、研究结果,对^10Be、U系以及^87Sr同位素等测年方法的应用情况以及存在的问题进行了总结分析。一般说来,^10Be和^230Th两种方法尽管也存在一定问题,但用于结壳测年还是比较成功;而^234U以及^87Sr两种方法不能用于结壳测年,原因是铁锰结壳中的这两种元素与海水中的元素存在交换,是一种开放系统。     

铁锰结壳年代学方法及其应用

铁锰结壳记录了丰富的古海洋和古气候信息,要分析这些信息,必须先确定各壳层的生长年龄。目前主要使用的定年方法有:Be同位素定年、U系同位素定年、Os同位素定年、经验公式法、古地磁地层学方法和古生物地层学方法等。每种定年方法均各有利弊,其中10Be是年龄小于10 Ma结壳的最佳定年方法; U系同位素定年精度高,但定年范围小于0.5 Ma; Os同位素定年时间尺度长,且可以判断沉积间断,但需要有区域的海水Os同位素演化曲线; Co经验公式因为简单易行,是结壳估算年龄最为常用的方法,但该法无法判断沉积间断,在使用时需特别谨慎,应确保经验公式适用于所研究的样品;如果结壳厚度大、生长速率较快且不存在沉积间断,古地磁地层学方法可以快速地进行定年;此外,如果结壳中古生物化石较多,可考虑采用古生物地层学方法。在分析铁锰结壳年代学方法利弊基础上,本文利用U系定年法、古地磁地层学法和经验公式计算法分别对南海铁锰结壳进行定年,通过比较,认为目前铁锰结壳较优的定年方法为古地磁地层学方法。     

大洋多金属结核的生长历史研究

本文通过古生物地层法和^10Be法测年。确定了多金属结核三个生长世代的年龄。并联系当时发生的重要古海洋事件，探讨了大洋多金属结核的生长历史．     

"海洋四号"富钴结壳资源调查航次启程

20 0 2年 5月 1 0日 ,广州海洋地质调查局“海洋四号”科学考察船从广州黄埔启航 ,赴太平洋进行富钴结壳资源的勘察和多金属结核资源合同区的调查。这一航次是中国大洋勘察开发活动由单一的多金属结核资源拓展为面向国际海底多种资源战略调整的重要航次。“海洋四号”船预计行程 1 90天 ,肩负着 3项重要的科学考察任务 :一是在国际海底区域太平洋的麦哲伦海山区和中太平洋海山区进行富钴结壳新区和预选区的加密调查 ,为基本圈定满足商业开发规模所需资源量要求的富钴结壳区域打下基础 ;二是在多金属结核合同区实施示范区的详细调查 ,为结核…     

稻城冰帽库照日冰碛垄的宇生核素10Be年代测定

沙鲁里山南端的稻城冰帽在第四纪曾发生过大规模的冰川作用,然而,关于冰川作用的年代数据相对较少。选择稻城冰帽南缘库照日附近的3套冰碛垄进行宇生核素10Be的暴露年代测定,研究结果表明:(1)库照日最老冰碛垄(E)的暴露年代为(714±8.0)～(529±8.0)kaBP,D垄的暴露年代为(121±2.9)～(114±2.9)kaBP,DC垄的暴露年代为(47±1.3)～(43±1.3)kaBP。由于宇生核素暴露年代所反映的是冰川消退时的年代,因此,我们结合深海氧同位素的气候特征以及其他测年数据推断,E垄、D垄、DC垄可能是MIS16、MIS6以及MIS3b阶段冰川作用的产物;(2)冰川退却是一种逐步退却的模式。样品E的两次测验结果比较吻合,表明宇生核素10 Be暴露测年方法对冰碛垄形成年代的测定是可靠的,该方法在地貌学和第四纪年代学研究中有着巨大的潜力。     

太平洋结核结壳中的锶铅同位素关系研究

依据多金属结核、铁锰结壳的记录 ,研究了太平洋海水结核结壳中锶、铅同位素的关系 ,结果表明 ,太平洋海水中锶同位素与铅同位素无明显的相关性。作者认为这是由于太平洋海水中锶、铅的滞留时间相差很大 ,达 4个数量级 ,锶同位素记录了 10 0 0 0 0 a至百万年时间尺度上全球性大洋范围内海水物质来源的变化 ,而铅同位素能在较小的时间尺度上反映局部的大洋海水物质来源的信号 ,是高分辨率的物源示踪剂     

中、西太平洋多金属结壳生长速率变化与制约因素

多金属结壳在不同生长区域、层位存在生长速率的差异,这在一定程度上反映了其生长条件的优劣,说明其受到了诸多海洋要素的制约。本研究在总结生长速率变化与结壳生长区域、年代和结构构造的关系的同时,分析生长间断发生与生长速率变化的关系,并尝试对多金属结壳生长环境条件的转变进行探讨。多金属结壳的生长速率随采样海山区位置由东向西(莱恩海山区—麦哲伦等海山区)、结构构造由致密到疏松再到较致密和生长期由老到新由高至低变化。最低含氧带之下合适的深度、较强的氧化性、较丰富的陆源物质供给和海洋中较高的碳酸钙溶解率有利于结壳的生长,使其具有较大的生长速率。多金属结壳生长间断的发生对应3种生长速率变化情形:①在生长速率由低升高前,主要对应65～60 Ma的间断期,此时水动力条件不佳,结壳因生长环境过差而间断,由差转好时复生长;②生长速率由高转低时,主要对应51～42 Ma和40～35 Ma的两次间断期,此时气候回暖同时陆源风尘供应水平较低,结壳在生长环境变差时间断,稍好时复生长;③生长速率持续偏低时,对应28～18 Ma的间断期,此时大洋CaCO_3溶解率持续偏低,结壳在长时间较差的生长环境中断续生长。     

渤海中部水域表层沉积物中硫酸盐还原菌的丰度分布

硫酸盐还原菌(SRB)的丰度是金属在海水和海洋沉积物中腐蚀速度的一个重要指标。2006年12月10-13日对渤中海域表层沉积物中SRB的丰度分布进行了调查。检测结果表明,各站表层沉积物SRB的丰度按大小排序为BZ28-2S-CEP-BH2站>BZ28-2S-SPM站>BZ28-2S-CEP-BH1站,SRB的平均丰度为1.02×102个.g-1(湿样)。     

Anthropogenic 129I in seawaters along the north-central part of the English Channel: Levels and tracer applications

The English Channel (the Channel) represents a major sink and transport pathway of anthropogenic radioactive 129I. Despite this important role, data concerning the distribution of 129I in seawater of the Channel are scarce, and most of existing data are restricted to the eastern part of the Channel. The advection and dispersion of 129I from the French coast toward the central and further the English coast, especially in the Channel west of Cap de La Hague, are not fully investigated. We present results of iodine isotopes (127I and 129I) analyses of surface water samples collected along the central English Channel in October, 2010. The data show high 129I concentrations between Dover Strait and La Hague, followed by a dramatic drop towards the Celtic Sea and reveal the dispersal of 129I towards central and northern part of the Channel. Our observation also implies that the entire British coast is contaminated by 129I. 129I levels in the westernmost English Channel, close to the English coast, may reflect combined influences from La Hague and Sellafield. Evolution of 129I between 2005 and 2010 suggests a strong link to temporal marine discharges from La Hague plant. The discharges from the nuclear reprocessing facility have continued since 2010 and thus an ecological evaluation of 129I radioactive hazards in the environment of the Channel may be needed.     

Measurement of 129I in ferromanganese crust with AMS

In the present study,the analytical method for 129iodine(129I) in ferromanganese crusts is developed and129iodine/127iodine(129I/127I) ratio in ferromanganese crusts is measured by the accelerator mass spectrometry(AMS).The developed method is applied to analyze 129I/127 I ratio in two ferromanganese crusts MP5D44 and CXD08-1 collected from the Mid-Pacific Ocean.The results show that 129I/127 I ratio in MP5D44 and CXD08-1crusts varies from 7×10–14 to 1.27×10–12,with the lowest value falling on the detection limit level of AMS reported by previous literatures.For the depth distribution of 129I/127 I,it is found that both MP5D44 and CXD08-1 crusts have two growth generations,and the 129I/127 I profiles in two generations all displayed an approximate exponential decay.According to the 129I/127 I ratio,the generate age of bottom layer of MP5D44 and CXD08-1 was estimated to be 54.77 and 69.69 Ma,respectively.     

AMS测量海水129I的气载分离制样

本研究建立了AMS(Accelerator mass spectrum,加速器质谱)测定海水中129 I的气载分离制样方法:对加入载体的海水样品进行氧化还原处理,在加热的条件下将生成的单质碘吹出,并使用吸收装置吸收,后经阴离子交换树脂富集纯化,最后生成用于AMS分析的AgI沉淀,本方法全程回收率50%~70%,在相对密闭的体系中进行,减少了碘的损失,相对于萃取-反萃取的制样方法具有可操作性强,避免有机试剂使用等优点,可用于固态、液态和气态样品中129 I的AMS分析制样。     

切尔诺贝利核事故泄漏137Cs在苏皖地区湖泊沉积物中的蓄积及时标意义

通过对１９９１年５月－１９９２年１０月间采自江苏固城湖和安徽女山湖的３个沉积孔柱中人工放射性核素１３７Ｃｓ比度垂直分布的分析研究，发现在该地区切尔诺贝利核事故泄漏１３７Ｃｓ有明显的蓄积，其峰值与核武器试验导致的１９６３年１３７Ｃｓ时最大蓄积峰值相当，具有同样的时标意义。因此，在苏皖地区这－１３７Ｃｓ蓄积峰值对研究现代湖泊沉积、水土流失和区域环境变化等都有重要价值。     

137Cs测年在海岸盐沼中的应用

海岸盐沼广泛分布在海岸和河口环境,滩面有盐生植被覆盖,并且被潮水沟分割成片。研究海岸盐沼沉积过程和沉积速率,对于深入认识人类活动与海岸系统之间的相互作用具有非常重要的意义1。37Cs测年技术是近20年用来测定现代沉积速率的一个有效方法,人工核试验产生的137Cs被释放到大气中,再经气-水、水-沉积物界面的交换和吸附而沉淀在地层里,通过几次出现的峰值年代来计算不同时段的沉积速率;该方法在计算湖泊沉积速率方面取得了成功,在陆架、海湾、潮滩等区域也取得了较好的成果。但由于该方法对研究区域地层记录的稳定性有较高的要求,沉积物黏土含量、分选程度均对137Cs含量有显著影响;海岸盐沼由于植被生长茂盛,根系伸入地层深处,对沉积地层有较大扰动,因此,很难分辨出特征峰值,需要借助其他手段来综合判断特征沉降峰值。     

海南岛三亚港现代沉积速率的研究

对１９８８年所采集的海南岛三亚港６个沉积柱样作了沉积结构及＾２１０Ｐｂ放射性分析。结果表明，三亚港潮汐通道及航道上，沉积物主要为细颗粒的粉砂、粘土，沉积速率为０．９１－１．２４ｃｍ／ａ，近年来砂质物的输入，反映了疏浚等人类活动对该区的影响；外港浅滩砂洲区的沉积速率小于０．４ｃｍ／ａ；潮汐通道中过剩＾２１０Ｐｂ总量亦明显大于港口的其它区域。     

昆明滇池沉积速率的测定

于１９８９年１２月采用＾２１０Ｐｂ法测定昆明滇池（草海和外海）两个柱样的沉积速率，其值分别为０．２９ｃｍ／ａ和０．２８ｃｍ／ａ，平均值约为０．２９ｃｍ／ａ。在沉积柱１２ｃｍ以上，由于人为影响，其沉积速率没有规律，估计约有３０－４０年的历史。在１２ｃｍ以下，＾２１０Ｐｂｅｘ随深度的变化明显地表现出规律性，以０．２９ｃｍ／ａ的速率计算，从１２ｃｍ到４０ｃｍ这一段大约有９０年的沉积历史。     

南极长城站附近企鹅栖息地粪土沉积地层放射性核素210Pb定年

用γ谱方法测定了南极长城站附近特有生物群落栖息地沉积物中放射性核素含量,地表沉积物中40K,137Cs,210Pb,226Ra,228Ra,228Th.和238U平均比活度,分别为143,7.56,24.1,3.65,5.36,4.15和6.5Bq/kg.同时测试了阿德雷岛企鹅栖息地粪土沉积地层中放射性核素含量,利用其中的210Pb比活度,210Pb_ex垂向变化特征,推演沉积物的沉积速率和地质历史年代:其中AD1-a柱样时间跨度约为74a(1928~2002年),据此计算了沉积速率为0.063mm/a(r=0.794),并讨论了在南极特定条件下,放射性核素示踪对定年影响以及与区域现代气候环境变化的内在联系.     

四种~(14)C标记农药在某些海洋动物中的积累和降解

对14C－六六六、14C-毒死蝉、14C-敌百虫和14C-久效磷在几种海洋动物中的积累和降解进行了比较研究。结果表明,4种农药在实验动物中被积累的能力由大至小顺序为：14C－六六六和14C－毒死蝉,14C－敌百虫,14C－久效磷。而实验动物对农药的积累能力由大至小顺序为：小弹涂鱼Periophthalmuscantonensis,实验贝类,褶痕相手蟹Sesarma（Parasearma）plicata。不同动物对毒死蜱的降解能力各不相同：弹涂鱼的降解能力最强,其主要降解产物为三氯代吡啶酚（TCP）;毛蚶Scapharcasuberenata次之,主要降解产物为极性未知物;褶牡蛎AlectryonellaPlicatula和翡翠贻贝Pernaviridis的降解率也在30％以上,降解产物为TCP和极性未知物;波纹巴非蛤Pophia（Paphia）undulata和文蛤Meretrixmereitrix的降解能力较差。对14C－六六六和14C－毒死蜱在生物中的结合态比例有很大的差异。