贵州中西部洞穴水系与碳酸钙沉积物的Mg/Sr比值和地球化学特征

对贵州中西部郑家洞、石将军洞和织金洞三个洞穴中水样和碳酸钙沉积物样品地球化学特征的分析,得出洞穴水Mg /Sr 比平均值分别为1 278± 411、1 155± 207、14. 0± 2. 7。安顺洞穴的水样富Mg 贫Sr,与织金洞的相反,一方面可能与围岩组成的差别有关,另一方面可能与洞穴地表的植被和土壤覆盖有关。碳酸钙样品中的微量元素比值反映了洞穴水的比值,而后者受围岩和地表条件的影响。因此,以Mg /Sr或Mg /Ca 比值来反映温度的变化,必须详细了解各种影响因素的影响作用。通过织金洞洞穴水和现代碳酸钙沉积物中Sr /Ca比值,计算出K Sr值为0. 04～ 0. 134,平均值为0. 073± 0. 035; KMg平均值为0. 021± 0. 010。这些结果可为今后利用石笋Mg /Sr 比值作为古气候代用指标的研究提供基础数据。      

洞穴水系氢氧同位素监测对重建古气候样品选择的指示意义

在贵州省中西部地区采集了地表水、织金洞和石将军洞不同年份和季节的洞穴水样进行氢氧同位素分析。结果显示该地区地表水的δDV- SMOW 和δ18OV- SMOW平均值分别为- 56. 15± 2. 46‰和- 7. 96± 0. 33‰ ,而织金洞1月、4月、9月的水样δDV- SMOW和δ18OV- SMOW平均值分别是- 53. 25‰和- 7. 96‰ , - 59.25‰和- 8. 24‰ , - 56. 89‰和- 8. 21‰ ,无论是旱季还是雨季织金洞大部分洞穴滴水的δD和δ18O值都比较接近地表降水的同位素年平均值,这说明大气降水在不同季节进入洞穴时已经受到充分混合,它们代表的是年均大气降水同位素加权平均值;而另一些滴水点(如寿星宫) ,由于其地表汇水面积小,洞厅顶部的包气带很薄,降雨能很快渗入而使其滴水能敏感地反映出季节性降雨的同位素组成。由此认为,在重建古气候时对石笋的选用切忌盲目,选择前必须进行仔细的洞穴水系稳定同位素组成调查。      

洞穴碳酸钙沉积的古气候记录研究

洞穴碳酸钙是陆地环境中一种极好的古气候信息库。本文比较论述了中外科学家在该领域的研究历史与最新进展，指出该项研究需要通过高精度地质年代学、同位素地球化学和洞穴沉积学密切配合；并结合作者自己的工作，提出洞穴碳酸钙的稳定同位素和年轮记录是我国东部季风区古季风强弱、干湿变化、干旱事件及强降水事件的极好的高分辨档案     

南京汤山洞穴石笋稳定同位素指示的气候与环境意义

对南京汤山葫芦洞南壁钙板上一支长８２ｍｍ石笋进行了高精度热电离质谱（ＴＩＭＳ）定年及氧碳同位素分析。结果表明,该支短石笋生长时段长达３００ｋａ左或（距今４６３～１５９ｋａ）,其底部年龄进一步证实南京直立人生存时代早于４５０ｋａＢＰ。δ＾１３Ｃ值在ＭＩＳ６／７界线上的显著漂移揭示了一次土壤侵蚀事件,结束了洞穴文化层的堆积历史。     

洞穴沉积物氧同位素计温及古气候记录研究

在人类的生存与发展中，气候变化因素的影响尤其重要，为了预测未来气候状况，就必须了解过去气候的变化历史，研究各种尺度的气候变化规律。本项工作是在桂林盘龙洞大型石笋详细沉积学研究的基础上，对其现今滴水与相应的沉积碳酸盐及洞穴环境条件进行两年以上的观测，为检验同位素平衡沉积及＾１４Ｃ的充分交换程度提出依据，与此同时，还沿石笋轴心进行系统的ＡＭＳ－＾１４Ｃ，Ｕ系及稳定同位素综合研究，提出了桂林地区３．６万     

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     

洞穴石笋古温度研究的同位素地球化学方法

应用同位素地球化学方法，并以现代溶岩水的δ￣１８Ｏ＿ｗ代替石笋生长时期原生包体水的δ￣１８Ｏ＿ｗ，根据Ｏ’Ｎｅｉｌ方程，计算了福建宁化天鹅洞内第四纪碳酸盐堆积物的古温度。结果表明，温度计算偏差在±０．５℃左右。在与全球深海氧同位素曲线对比后，指出该地区大约在２１０～１８ｋａＢＰ，武木亚间冰期的起始时间（氧同位素期３／４阶界限）估计在６５ｋａＢＰ。结果表明，福建宁化地区晚第四纪古气候环境没有形成冰川的条件，但明显受到全球气温变化的控制。     

晚更新世东亚季风气候不稳定性的洞穴石笋同位素证据

据南京汤山葫芦洞石笋的23个热电离质谱测年结果和分辨率达100-200a的氧、碳稳定同位素测试数据，讨论了75-35kaBP期间东亚季风气候的高频振荡特征。石笋氧同位素值的波动范围介于-9.165‰～5.456‰之间，相邻峰谷的变幅可达2‰～3‰，由其构成的16个气候不稳定性事件与格陵兰冰心δ^18o记录中IS8-IS20和北大西洋冰漂碎屑事件H4-H6有良好的对比关系，揭示了东亚季风气候变化与高纬极地大气温度变化存在着动力机制上的联系。石笋碳同位素记录呈现类似于δ^18O记录的高频振荡形式，反映了洞穴了覆植被类型对存在着动力机制上的联系。石笋碳同位素记录呈现类似于δ^18O记录的高频振荡形式，反映了洞穴上覆植被类型对气候变化的快速响应。石笋稳定同位素曲线上72ka BP左右的快速降温事件与印度尼西亚Toba火山喷发事件基本一致。有可能说明是更新世全球气候事件的发生并非单一源于北大西洋深层水体的变化。     

湖北清江石笋的碳氧同位素组成及其古气候意义

测定经铀系法和1 4 C法精确定年的石笋 (Z 2 )的碳氧同位素组成 ,探讨它们对古气候的指示意义。研究结果表明 ,研究区石笋碳酸盐氧同位素主要组成反映了地表水的氧同位素组成 ,受气候的两要素———气温和湿度控制 ;碳同位素组成则反映当地的植被面貌 ,即C3和C4植物的比例 ,间接指示古湿度。洞穴石笋稳定同位素的定量解译尚需进一步研究。     

河北平原地下水氢,氧,碳,氯同位素组成的环境意义

地下水是古气候信息的载体，它的化学成分和同位素组成可以反映古气候的演变。应用＾３Ｈ、＾１４Ｃ和＾３６Ｃｌ资料计算的河北平原地下水的年龄加下：第１含水组（Ｑ４）０－３ｋａ，第２含水组（Ｑ３）３－１００ｋａ，第３含水组（Ｑ２）１００－３００ｋａ，第４含水组（Ｑ１）３００－７００ｋａ，根据δ＾１８Ｏ和δＤ计算的地下水补给期的地面平均气温表明，第四纪以来河北平原气候环境是逐渐变暖的。根据第４至第１含水组（     

辽西北票中晚侏罗世髫髻山组木化石的古气候、古环境和古生态意义

木化石在陆地生态系统古气候、古环境和古生态研究方面具有重要的意义。辽西北票地区中晚侏罗世髫髻山组保存有数量丰富、类型多样且解剖构造保存完好的木化石。基于北票木化石树木年轮、树桩直径等数据计算了木材早材与晚材的比率(E/L),并推算了松柏类树木古树高。通过已有测量的树木年轮直径,应用Niklas(1994)和Mosbrugger(1994)两种方法恢复了化石森林中松柏类树木的古树高约为25m。推断中晚侏罗世的裸子植物森林树木生长的环境为以火山岩和湖相沉积为主,降水丰富。推断髫髻山组属于温暖、湿润、季节性明显的亚热带到暖温带气候,有利于植物的生长与发育。木化石木材组织中呈现的特殊解剖构造包括假轮、创伤树脂道、年轮扭曲、虫孔等,也能够揭示辽西北票中晚侏罗世植物生长过程中的古气候与古环境状况。表明辽西北票地区中晚侏罗世古气候虽然有利于植物生长,但生长期间受到了火山喷发、虫害、大风、降温等多种不利气候变化的影响与干扰。     

鄂西长阳锰矿稳定同位素特征及其地质意义

长阳锰矿位于扬子陆块北缘,赋存于南华系大塘坡组含锰黑色岩系中,含锰矿物主要是菱锰矿.通过对含锰岩系C、O同位素及黄铁矿单矿物S同位素的分析表明:δ13C、δ18O值分布范围和平均值分别为﹣6.2‰~﹣2.1‰、﹣2.9‰和﹣7.9‰~﹣5.3‰、﹣6.8‰,δ34S介于38.41‰~66.85‰,平均值为60.95‰.研究认为:长阳锰矿炭质主要来源于无机碳,在沉积过程中有有机质碳的加入.通过O同位素反演的古温度一般在39.4℃~58.2℃,均值为48.9℃,古温度偏高说明其沉积时水体较深.研究区古盐度Z值大部分大于120,为古盐度较高的海相沉积环境,有部分降水和陆源淡水进入沉积区.长阳锰矿含锰层位中黄铁矿具有异常高的δ34S值,δ34S介于38.41‰~66.85‰,平均值为60.95‰,沉积盆地的封闭性和冰川事件使海水浓度降低并富集重硫同位素,随着海水硫酸盐和硫化物之间的硫同位素分馏的减小,使黄铁矿的δ34S达到异常高值.     

Stable Carbon Isotope Variations in Cave Percolation Waters and their Implications in Four Caves of Guizhou, China

Monitoring and sampling of main plants,soil CO2,soil water,bedrock,spring water,drip water and its corresponding speleothem were performed at four cave systems of Guizhou,Southwest China,from April 2003 to May 2004,in order to understand stable carbon isotope ratios variations of dissolved inorganic Carbon(DIC) in cave percolation waters(δ13CDIC) and their implications for paleoclimate.Stable carbon isotopic compositions and ions(Ca,Mg,Sr,SO4,Cl etc.) were measured for all samples.The results indicate that there are significant differences among the δ13CDIC values from inter-cave,even inter-drip of intra-cave in the four caves.The δ13CDIC values from the Liangfeng Cave(LFC) is lightest among the four caves,where vegetation type overlying the cave is primary forest dominated by tall trees with lighter average δ13C value(–29.9‰).And there are remarkable differences in δ13CDIC values of different drip waters in the Qixing Cave(QXC) and Jiangjun Cave(JJC),up to 6.9‰ and 7.8‰,respectively.Further analyses show that the δ13CDIC values in cave drip waters are not only controlled by vegetation biomass overlying the cave,but also hydro-geochemical processes.Therefore,accurate interpreting of δ13C recorded in speleothems cannot be guaranteed if these effects of the above mentioned factors are not taken into consideration.     

Formation and Evolution of a Paleosol across the Lower Silurian-Lower Permian Boundary in Zunyi District, Northern Guizhou, China and Its Paleoenvironment and Paleoclimate Implications

This paper presents a set of bulk geochemical and mineralogical data from a paleoweathering profile located in Zunyi District, Northern Guizhou, China. It was formed at the top of the Hanjiadian Formation of the Lower Silurian. A truncated, argillic, gleyed, kryptic paleospodosol is recognized in the paleoweathering profile. Ratios of immobile elements (Ti/Zr, Ti/Al) and their binary (e.g., Nb vs. Zr/TiO2 and Th/Sc vs. Zr/Sc), triangular diagrams (La-Th-Sc, Th-Sc-Zr/10, Zr-Cr-Ga) reflect that the Gaojiayan paleosol is the product of in-situ weathering of gray-green silty mudstone of the underlying Hanjiadian Formation. Mass balance calculations indicate K enrichment and Na enrichment in the upper and lower portions of paleosol, respectively. These findings both are the results of transgression, which brings substantial concentrations of such elements as K, Na, and Sr. In particular, K enrichment is achieved by the illitization of kaolinite. The biological processes of terrestrial vascular plants also enhance K concentration, especially at the top of the paleosol. Na enrichment is a consequence of albitization and/or adsorption by clay minerals through cation exchange. The mass distributions and relative mass changes of rare earth elements (REEs) in the studied profile display characteristics of vertical zonation. Three peaks in total REEs content are observed, indicating two paleoclimatic or paleoenvironmental changes. Mineralogical characteristics indicate that the paleoclimate changed first from warm and humid to cold and dry and later, to dry and lightly warmer. The corresponding soil environment varies from weakly acidic to strongly alkaline and later, to weakly acidic. Mass translocation characteristics of REEs and several transition metals suggest that the Gaojiayan paleosol may have undergone top erosion.     

陆生蜗牛壳体碳氧同位素在古环境中的应用综述

陆生蜗牛壳体碳、氧稳定同位素组成分别受蜗牛生长时期植被中碳同位素组成和大气水中氧同位素组成的控制,已成为古气候和古环境重建的重要代用指标.本文详细介绍了蜗牛壳体碳酸盐碳、氧同位素古气候重建的指示机理、样品预处理方法及其在14C测年、古气候和古植被研究中的应用现状.在此基础上讨论了蜗牛壳体碳酸盐碳、氧同位素古气候解释中存在的问题,介绍了该领域未来的研究方向与趋势.     

贵州中西部地区煤层气成藏特征

基于贵州地区煤层气富集成藏条件,结合统计资料和实验测试数据成果．从含气性、储层物性及成藏规律三个方面探讨了贵州中、西部地区煤层气藏特征。结果表明：贵州中、西部地区2000m以浅煤层气资源量约31511亿m^3,资源丰度高,一般〉2亿m^3／km^2,最高可达7．15亿m^3／km^2,主要集中分布在六盘水煤田、织纳煤田及黔北煤田煤,且以富甲烷（〉8m^3／t）为主,500m以深范围内煤层气CH4含量〉80％;不同地区不同煤层的孔裂隙发育、渗透性、吸附能力、解析能力、储层压力及储层压力系数等差别较大,地域、层域差异明显,煤储层原地应力较高,原地应力梯度普遍〉1．5MPa／100m;区内煤系地层“广覆式”生烃．沉积构造史控制着气田的分布,并以大型向斜或复向斜为煤层气富集主要场所。     

北极沿岸地区水体中氢氧稳定同位素组成及水分转化过程研究

2010年7月参加第三届北京中学生北极科学考察活动,收集了北极沿岸地区的挪威斯瓦尔巴德群岛(Svalbard)、冰岛、格陵兰沿岸地区的海水、沿岸海水、海冰表面冰样、地表径流等水体样品,对样品进行了氢氧稳定同位素成分测定,分析了北极沿岸地区水体的水循环过程.结果表明,该地区不同水体中的稳定同位素具有不同特征.沿岸海水中δ...     

东亚水循环中水稳定同位素的GCM模拟和相互比较

利用引入稳定同位素循环的ECHAM4、GISS E和HadCM3模式的模拟,对东亚降水中年平均δD和过量氘d的空间分布以及大气水线（MWL）进行了分析.根据模拟的空间分布,降水同位素在很大程度上反映不同气团的地理背景以及它们之间的相互作用,模拟结果很好地再现了由GNIP实测资料得到的降水稳定同位素的纬度效应、大陆效应和...     

基于水化学及稳定同位素的西藏察雅地下热水成因研究

西藏察雅分布有两处地下热水,其中娘曲热水流量达23 356 m ³/d,温度达36 ℃,掌握其成因以及地下水循环模式对铁路隧道的规划建设具有重要意义。为查明地下热水水化学特征及其成因模式,采用同位素水文地球化学方法进行研究。结果表明:两处地下热水主要阳离子为Ca ²⁺和Mg ²⁺,主要阴离子为SO₄^2-和HCO₃^-,溶解性总固体含量为1 255~2 051 mg/L,水化学类型分别为SO₄·HCO₃-Ca·Mg型和SO₄-Ca·Mg型。氢氧同位素分析结果表明,地下热水补给来源主要为大气降水,并具有 ¹⁸O漂移现象,反映了热水与围岩的氧同位素交换效应。地下热水的补给高程为4 146~4 185 m,热储温度为53.1~61.0 ℃,循环深度为1 409~2 020 m。其成因模式为:地下水在东北部高山区接收大气降水入渗补给,沿岩溶裂隙管道径流,经深循环获得大地热流加热,受构造及岩层阻水影响沿断层上升,在上升过程中与份额达0.79~0.91的浅层地下水混合,于沟谷等地势切割处出露成泉。综合水文地质条件与隧道位置分析,隧道穿越的两处岩溶富水条带,东部岩溶富水区对隧道突涌水威胁较小;西部岩溶富水区对隧道存在构造岩溶水高压突涌水风险,后期应注意防范。     

古气候古环境研究中类脂化合物单体同位素分析

高精度准确测定类脂化合物单体同位素比值对重建古气候古环境具有重要意义。论述了古气候、古环境研究中适合单体同位素分析的类脂化合物提取、分离富集方法,介绍了单体化合物碳、氢同位素的仪器分析方法。