基于210Pb与137Cs分布的近代沉积物定年方法——以巢湖、太白湖为例

对巢湖、太白湖沉积岩心中210Pb、137Cs活度进行了测试分析。结果表明,137Cs活度均低于20 Bq/kg,但具有明显的1963年蓄积峰;210Pbex活度随深度增加呈指数降低,指示了较为稳定的沉积特征。采用CIC、CRS模式计算得到的沉积岩心210Pb年代结果均偏离137Cs时标,反映了源自大气沉降的210Pb的流域输入以及湖泊水体中210Pb河流输出的共同影响。根据137Cs的1963年时标深度,把沉积岩心分为上下两段,依据210Pbex活度变化,分别采用不同公式进行沉积岩心年代计算。由此得到的巢湖与太白湖近百年来的沉积速率具有相似的变化规律,反映了长江中下游地区自然环境及人类活动对湖泊沉积记录影响的一致性。其中20世纪60年代初期,巢湖与太白湖主要入湖河流上游地区水库的建成投入使用,对入湖泥沙起到调蓄作用,使得沉积速率降低;20世纪70年代末期、80年代中期以来,巢湖与太白湖呈现较高的沉积速率,主要反映了流域农业发展等人类活动的影响;1991年与1999年洪水事件在沉积物中也有明显的表现。     

江苏固城湖近代沉积210Pb、137Cs计年及其环境意义

对江苏固城湖沉积柱状岩心进行了210Pb、137Cs测定,以研究湖泊沉积过程和人类活动的关系。137Cs剖面显示的蓄积峰和1986年前苏联切尔诺贝利核电站核泄漏相对应,由此获得的沉积速率为0.066 cm/a;同时,利用210Pb计年的CRS模式计算了固城湖20世纪初以来不同时段的沉积速率,结果表明,在上世纪60年代初沉积物堆积速率最高,达到0.187 g/(cm2.a),80年代后沉积速率趋于稳定,约0.067 cm/a,与137Cs结果相一致。对比洪湖沉积钻孔210Pb、137Cs分布后发现,洪湖137Cs分布和固城湖相似。其人类围垦最强烈的时期正好是其137Cs峰值减弱或消失的时间段,同时也是沉积速率最高的时期。可见人类活动的影响会导致放射性核素在垂直剖面分布的不同。     

楚科奇海、白令海表层沉积物210 Pb和137 Cs分布

通过分析第十次北极考察楚科奇海、白令海考察区表层沉积物样品中放射性核素210 Pb和137 Cs,获得表层沉积物(0～8 cm)中210 Pb和137 Cs在不同断面和不同层的比活度范围和分布.楚科奇海陆架区R断面表层沉积物(0～2 cm层)210Pb比活度范围为44.80～117.45 Bq·kg-1;137Cs检出...     

东海沿岸海底沉积物中的^137Cs,^210Pb分布及其沉积环境解释

通过对东海沿岸不同海区８个沉积柱样的１３７Ｃｓ或２１０Ｐｂ剖面的观测,运用１３７Ｃｓ时标法和２１０Ｐｂ过剩法估算了近几十年来的平均沉积速率。并对１３７Ｃｓ的区域分布与蓄积程度及其环境意义进行了初步探讨     

独流减河盐沼210Pbexc和137Cs剖面记录的现代洪水事件沉积

在独流减河入海口附近河道之间的盐沼采用人工探坑侧壁连续取样,获得2个站位的沉积物样品。通过²¹⁰Pb和¹³⁷Cs定年法建立年代框架,结合粒度分析、有孔虫鉴定和水文数据,探讨了该区的现代洪水事件沉积。结果表明,该区沉积物的²¹⁰Pb_exc比活度-深度剖面中存在2处明显的低值沉积层,分别在3~6 cm和10~14 cm深度,这2个沉积层分别对应¹³⁷Cs曲线的次峰和主峰。这两层与上下相邻层位相比呈现粒径较粗、分选较差,有孔虫丰度较低、破损百分比较高的特征。²¹⁰Pb测年结果显示,¹³⁷Cs曲线下部的主峰对应的年龄为1963年,与全球性的最大峰值形成时间相对应,而上部的次峰对应的并非1986年切尔诺贝利核泄漏事故形成的次峰。区内水文数据显示,在1963和1996年分别发生了2次较大的洪水事件。因此,推断S4和S5站位剖面中2个特殊的沉积层是由洪水事件造成的。本研究说明高分辨率沉积特征的多指标研究可以较为准确地揭示洪水等灾害性事件发生的年代和频率,这有利于系统地揭露海陆过渡带地区地质历史时期灾害和气候事件的频率和强度,为灾害预防和未来规划提供科学依据。     

太湖ZS孔沉积记录的近50年来营养盐沉积通量变化

通过对太湖北部竺山湾沉积物(ZS孔)钻探,测试ZS孔沉积物~(210)Pb、~(137)Cs、总有机碳(TOC)、总氮(TN)、总磷(TP)和粒度,研究近代太湖湖泊沉积物营养盐沉积通量变化。结果表明,ZS孔中~(137)Cs比活度较低(<15 Bq/kg),利用ZS孔~(137)Cs 1963年时标得到平均沉积速率为0.32 cm/a,与应用~(210)Pb的CRS模式获得的近50年来平均沉积速率一致,利用~(210)Pb的CRS模式计算出近50年来沉积通量为0.13～0.75 g·cm~(-2)·a~(-1)),结合沉积物中的TOC、TN和TP浓度,获取了营养盐沉积通量在垂向上的变化,结果显示,自20世纪80年代初以来,营养盐沉积通量明显增加,谊变化趋势与20世纪60年代以来的观测资料相符,有机磷的影响和人类活动被认为是造成近20年来TP沉积通量增加的原因。     

辽河口海岸带沉积物中137Cs的分布特征及来源

选取辽河口海岸带沉积物作为研究对象,通过测定沉积物中~(137)Cs比活度,来分析沉积物中~(137)Cs比活度、蓄积总量的分布特征及影响因素,并基于~(137)Cs的测年原理估算该区域的沉积速率。结果表明:辽河口海岸带表层沉积物中~(137)Cs比活度的变化范围为(1.03±1.01)～(15.68±1.13)Bq/kg,平均值为5.09±0.34Bq/kg(n=17),变化幅度较大;在空间上呈现出由陆地向潮滩、由西向东逐渐降低的趋势。该区域沉积物柱样中~(137)Cs比活度的垂直分布主要呈现出单峰型、双峰型和不规则曲线的分布态势。采用~(137)Cs起始层位法与最大峰值法计算辽河口海岸带沉积物的沉积速率,均发现辽河口海岸带沉积物的沉积速率呈现出从北到南(从陆地到海洋)逐渐增大的趋势。沉积物中~(137)Cs蓄积总量范围为(980±46)～(6094±92)Bq/m2,平均值为2278±42Bq/m2,高于研究区~(137)Cs的全球大气沉降通量值1310Bq/m2(衰变校正到2015年);全球大气沉降的~(137)Cs约占该区域~(137)Cs蓄积总量约57.5%,表明该区域沉积物中~(137)Cs的主要来源是全球大气直接沉降。     

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。     

南海,南黄海,渤海^210Pb垂直分布模式

利用~(210)Pb同位素地质学技术测定了我国南海,南黄海和渤海26个岩心现代沉积速率和沉积通量。发现采样点岩心中~(210)Pb的放射性强度随深度衰减呈现出五种垂直分布模式,利用其分布模式,分析研究了采样点海区沉积作用强度、物质来源和沉积环境。~(210)Pb资料表明我国陆架浅海采样点、尤其象黄河三角洲高速沉积区近百年来的沉积速率和沉积格局有显著的差异和独特的沉积特征。     

137Cs示踪法研究太湖流域土壤侵蚀分布与总量

利用137Cs示踪法研究了太湖流域不同地貌和土地利用类型的土壤侵蚀速率分布,初步估算了太湖流域的土壤侵蚀总量。结果表明,土地利用类型相同时,丘陵山坡中点的土壤侵蚀速率与整个坡面的平均值相近;太湖流域山坡中上部以自然坡地为主,土壤侵蚀速率仅为186.6t/km2.a;山坡下部以茶园种植为主,土壤侵蚀速率为3898.5t/km2.a。平原区水田的侵蚀速率与其到山脚的距离正相关,随距离的增大由堆积转变为侵蚀并逐渐增大,山脚水田堆积量和湖岸水田侵蚀量分别为2585.9和6325.7t/km2.a,平均侵蚀速率约为1869.9t/km2.a。太湖流域土壤侵蚀总量约为3446.7×104t,流域土壤侵蚀导致的输入太湖的泥沙量年均约为34.5×104t,与实际监测结果基本一致,说明土壤侵蚀是太湖泥沙输入的主要来源。本研究结果初步证明了利用137Cs示踪法研究太湖流域土壤侵蚀与湖泊沉积通量定量关系的可行性。     

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。     

台湾地区湖泊水库沉积速率初步探讨

对1989－1991年期间，在台湾地区采集的5个湖泊的沉积物岩芯和22个湖泊水库的表层沉积物，进行了沉积物超量210Pb活性的分析，以探讨其沉积速率。其中，小鬼湖沉积物岩芯取部分样品进行14C定年，以与210Pb所得结果比较。结果表明，数千年来，台湾高山湖泊、次高山湖泊的沉积速率相当稳定，除万里池外，大多介于0．06－0．16cm／a之间。火山湖的210Pb活性较一般湖泊高，这是由于火山湖当地安山岩及地下水释出较多的210Pb所致，但这并不意味其沉积速率慢。所以应用210Pb对火山湖沉积物定年时，须作特别修正。平地湖泊目前沉积速率，除了大埔水库高达6．42cm／a外，大多介于0．5—3、2cm／a之间，比高山湖泊的沉积速率高约10－20倍。另外，由水库淤沙资料显示1），历年平均沉积速率都比目前的沉积速率快数倍，其中以石门、白河、乌山头、阿公店4个水库的平均沉积速率较快。     

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。     

大亚湾不同介质中137Cs和90Sr的含量及行为特征

分别用ＨＰＧｅγ谱方法和放化分离β计数方法测量了大亚湾海水、沉积物和海洋生物样品的人工放射性核素＾１３７Ｃｓ和＾９０Ｓｒ。计算了海洋生物对＾１３７Ｃｓ和＾９０Ｓｒ的浓集因子及其在沉积物和海水中的分配系数,对＾１３７Ｃｓ和＾９０Ｓｒ的含量水平,＾１３７Ｃｓ和＾９０Ｓｒ及其与样品中天然放射性核素含量相关性,海洋生物对＾１３７Ｃｓ和＾９０Ｓｒ的浓集,以及＾１３７Ｃｓ和＾９０Ｓｒ的地球化学进行了讨论。