正构烷烃及单体碳同位素的古植被与古气候意义

与古植被、古气候变化密切相关的正构烷烃分子化石及其单体碳同位素的研究是近年来最为引人注目和关切的环境科学问题之一，这一研究在国际上已取得了一定的成果。在详细综述国际上正构烷烃及其单体碳同位素在古植被与古气候方面研究进展的同时，着重叙述了他们在生物输入源的识别，古植被、古温度的重建以及古大气飘尘源区气候变化的响应等方面的研究动态，分析并讨论了目前存在的问题及其发展趋势。指出随着测试分析技术的发展，正构烷烃分子化石及其单体碳同位素将成为重现古环境变迁和现代环境信息变化的一个强有力的工具。     

海底热液喷口区类脂物生物标志化合物研究进展

类脂物生物标志化合物(简称类脂物生标)记录了原始生物母质的分子组成信息,是研究极微生物群落、探索生命起源与演化的重要载体。综述了海底热液喷口区类脂物生标的主要研究进展,重点探讨烷烃、脂肪酸、醚类生标的应用及科学意义。类脂物生标研究表明,海底热液喷口区具有独特而又丰富的生物群落,喷口区动物群落与其他深海环境相似物种在饮食结构上有明显差别,它们主要捕食化能自养细菌或古细菌,且不同物种所捕食的微生物种类也具有选择性。为应对喷口区的极端物化环境,热液细菌和古菌形成了独特细胞分子组构。类脂物生标及单体同位素组成显示,喷口区存在嗜热型氨氧化和甲烷缺氧氧化古菌活动,在热液流体富H2的情况下硫酸盐还原菌与产甲烷古菌能够共存,碳限制条件下能产生富13 C(-11.8‰~+3.6‰PDB)的类脂物生标。类脂物生标对于揭示热液微生物种群与营养关系、指示热液环境条件、反映热液区甲烷代谢作用以及探索生命起源与进化过程具有重要的研究意义,今后还需加强其应用范围及相关指示性机理等方面的研究。     

甘油二醚膜类脂化合物的生物地球化学研究进展

甘油二醚膜类脂化合物相对其他类脂生物标志物而言,通常具有较特定的微生物来源及环境指示意义,目前国内外还未有相关的综述性报道。综述了该类型化合物的测试方法,古菌和细菌二醚的组成特征,重点评述了如产甲烷菌、甲烷氧化菌、嗜盐菌等古菌,以及硫酸盐还原菌、Aquificales及一些嗜热细菌,在极端环境(如冷泉、热泉、热液系统)研究中甘油二醚膜类脂化合物应用的进展和可能经历的生物地球化学过程。简要介绍了环境对甘油二醚膜类脂分布的影响,并对其及其他类脂生物标志物的应用前景和发展趋势进行了展望。     

大洋钻探计划(ODP)与海洋有机地球化学研究

本利用长链不饱和酮分子及分子同位素δ＾１３Ｃ来恢复古气候、古溶解ＣＯ２浓度和古盐度；说明有机地球化学在全球变化研究中的应用前景。     

冰心中的气候环境记录与全球变化研究

冰心是高分辨地记录全球变化的主要信息载体之一。本文总结了冰心中提取古气候和古环境信息的系列记录，包括同位素、微量气体、阴阳离子、微粒、生物和有机质等。着重讨论了由这些记录提取的古气候和古环境变化方面的研究进展，并提出了今后的研究重点。     

秋茄和榕树叶片中正构烷烃分布和单体化合物δ13C值及其光合作用

对深圳福田、阳江、海南新竹红树林秋茄Kandelia candel及海口榕树Ficusm icrocarpa叶中类脂物进行萃取,分离出正构烷烃,通过气相色谱(GC)及色谱-质谱(GC MS)分析,测出了正构烷烃的碳数分布和相对含量.气相色谱-稳定同位素比质谱仪(GC-IRMS)测定了正构烷烃单体化合物的稳定同位素组成δ13C.秋茄叶和榕树叶正构烷烃的碳数分布均为C17C33,主要集中在C23-C31(＞90%).化合物含量最高为C27的有深圳福田秋茄、海南新竹秋茄、海口榕树,而阳江秋茄为C25.单体化合物的稳定同位素δ13C深圳福田秋茄为-31.42‰-34.48‰,阳江秋茄为-31.69‰-33.62‰,海南新竹秋茄为-30.30‰-33.04‰,海口榕树为-29.92‰33.56‰;平均值分别为-32.95‰、32.67‰、31.67‰、-31.74‰.结果表明,秋茄和陆地植物榕树的光合作用都是通过C3途径,是典型C3植物.     

长江三角洲冰后期沉积物的有机碳氮和有机碳同位素组成与古环境指示

长江三角洲的CM和HM孔揭示了冰后期以来的河床相、河漫滩—河口湾相、浅海相和三角洲相的沉积环境。钻孔的有机碳、总氮和有机碳同位素δ13C以及碳酸盐组成在不同沉积相中变化规律不一致,基本上落在现代长江主要支流和干流的沉积有机质组成范围内,而偏离河口地区的表层沉积有机质组成,反映长江流域的高等植被是三角洲冰后期沉积有机质的主要来源,而水生生物有机质的贡献较少。冰后期早期河床相和晚期三角洲相的沉积有机质组成变化要大于中间的河漫滩、河口湾到浅海相沉积。冰后期沉积有机质和碳酸盐组成基本上可以反映冰后期长江流域的古气候变化特征,主要的古气候波动变化与孢粉研究结果相似;但全新世大暖期和古洪水等气候变化事件在沉积有机质组成上的反映不显著。显然,河口三角洲地区由于陆海相互作用强烈,沉积地层不连续,且沉积有机质来源比较复杂和沉积环境变化大,运用全岩有机元素和有机碳同位素以及CaCO3组成指示古环境有相当的难度和多解性,需要寻找更敏感与可靠的古气候与古环境的替代指标。     

硼同位素地球化学应用研究进展

硼的2个稳定同位素(10 B和11B)间较大的同位素相对质量差导致自然界明显的硼同位素分馏,加上硼易溶于水和活泼的化学性质,使其在不同的地质环境下具有不同的同位素组成.现已查明自然界硼同位素组成(δ11 B)的变化范围为-70‰～+75‰.较负的δ11B值见于非海相蒸发硼酸盐矿物和某些电气石,而较正的δ11 B值见于盐湖卤水和蒸发海水.20世纪80年代以来,随着硼同位素测量方法的建立和改进,硼同位素地球化学研究领域不断拓宽.目前,硼同位素已成功地应用于判别沉积环境、示踪地下水污染、研究矿床成因、示踪海水入侵、重建古海洋与古气候条件和研究大陆化学风化等方面.综合概述了硼同位素的分馏机理、硼同位素在自然界的分布及其硼同位素在地球化学领域研究中取得的成果、最新进展以及研究中存在的问题,以促进硼同位素地球化学研究在我国的进一步发展.     

水产养殖环境中稳定同位素方法应用进展

稳定同位素方法在渔业生态系统中应用较为广泛,但多是使用于天然水域的稳定同位素特征,在养殖环境中使用较少。随着水产养殖业作为一种可持续的渔业发展形式,越来越得到重视,稳定同位素方法也在其中得到初步应用。稳定同位素方法在生物摄食方面,养殖环境以及养殖生态系统方面中有一定的应用。在摄食方面可以探究生物的摄食来源,养殖环境方面能够发现养殖生物与外界环境的关系,对于整个系统中则可以了解养殖系统的食物网和营养级情况。本文总结不同养殖环境模式下养殖动物的稳定同位素组成情况以及摄食情况,对于人工养殖环境下实现资源可持续的生产有着重要的意义。     

碳酸盐晶格硫研究进展

碳酸盐晶格硫(CAS)是古环境恢复的重要手段之一,它系指在碳酸盐成岩过程中微量的硫酸盐离子取代碳酸盐离子并保存在晶格中的硫酸盐。CAS对矿物沉淀发生时的海水硫酸根的氧、硫同位素组成、硫酸盐浓度和当时古环境的氧化还原状态都有很好的保存和记录作用,因此引发了对其持续关注,并开展了一系列卓有成效的研究。本文综述了CAS当前的研究进展,主要从前处理方法、影响因素、同位素组成和古环境恢复等重点问题来探讨CAS的成因和CAS对不同沉积环境的恢复应用,并展望了需要进一步研究的几点研究方向,希望借此能引起广大研究者的兴趣和重视。     

海洋锶物质来源及其同位素组成研究的进展及应用

自1948年瑞典地质学家Wickman提出锶同位素地层学开始,海洋碳酸盐岩的锶同位素在探索地质历史过程中的古海平面、古气候变化和全球性构造运动方面,具有非常重要的应用价值。本文简述了目前海洋锶同位素的应用,并回顾了海洋锶物质来源及其同位素组成的研究历史,综述了近十年来的研究进展。自上世纪70年代以来,海洋锶物质来源研究一直是海洋地质学研究的热点之一。早期以陆源锶研究为主,获得了大陆众多主要河流的锶同位素组成数据,并估算了全球河流锶通量和组成特征。90年代以后,在大洋钻探计划和深海钻探计划的带动下,幔源锶研究得到了很大的发展,集中探讨了洋中脊高温热液与洋壳玄武岩的作用机制和向海洋输入的锶通量,初步认为海水与洋壳玄武岩主要发生同位素交换,同位素交换率随深度而降低,但玄武岩锶含量基本不变。与此同时,洋中脊侧翼和与弧相关环境洋壳的低温热液系统锶同位素组成的研究也取得了一定的成果。     

黄河悬浮颗粒物中类脂生物标志物的组成和稳定碳同位素分布特征及来源研究

类脂生物标志物是古环境、古气候研究中一类常用的生物标志物,其稳定碳同位素性质能反映母源先质的来源以及温度、湿度等信息。在中国,类脂生物标志物分子稳定碳同位素对母源体的指示意义的研究大多局限于现代表层土壤中且存在区域限制性,河流中的研究工作较少。本研究以黄河为例,自2011年6月~2013年7月期间采集了黄河下游东营站12个表层悬浮颗粒物样品,利用13 C同位素确证了不同类脂生物标志物来源的指示意义。其中长链正构烷烃的δ13 C值在两年调查研究中均呈现冬、春季相对偏正,夏、秋季偏负的季节性变化趋势,且与长链正构烷烃CPI25~33值呈显著的线性负相关,显示了正构烷烃受到偏正的烃源沉积岩贡献。长链脂肪酸(n-C28、n-C30)的δ13 C值无明显的季节性变化,且CPIΣ24~32较低,范围分别为-31.4‰~-32.1‰和-31.1‰~-32.2‰,表明黄河悬浮颗粒物中脂肪酸主要来源于中国北部以C3植被覆盖为主的黄土土壤有机质的贡献,受季节更替新鲜植被源贡献较少。短链n-C17烷烃的δ13 C值季节变化明显,在夏、秋季显示出了明显的偏负的水生藻类源信号,而短链n-C16、n-C18脂肪酸在很大程度上受到δ13 C偏正的水体异养微生物的贡献。     

海水Os同位素组成演化及其古环境意义

从大洋沉积中识别和提取海水水化学的演变历史从而揭示全球古环境变化的信息,已成为古海洋学研究相当活跃的一个领域,同时也是近年来大洋钻探计划(ODP)的重要内容之一。海水Cs同位素组成演化曲线及锶同位素地层学的建立[1]即是这方面工作取得的重要成果。近年来,对海水中其他化学信号演变的研究也有很大进展,Os同位素即是一例。本文介绍海水Os同位素组成演化及其古环境意义,并与海水Sr同位素组成的演化进行对比。1　海水中的Os及其同位素组成Os是海水中的痕量元素,浓度极低,直到1996年Koide等才首次用共振离子质谱技术(RIMS)进行了测…     

中国东部沿海第四纪古环境的探讨——Ⅱ.关于中国东部沿海晚更新世晚期古气候环境的讨论

本文依据古植被类型与现代气候-植被带的相关性,恢复了晚更新世晚期中国东部沿海区域的古气候环境。     

孟加拉湾晚第四纪冰期和间冰期古生产力演变研究

近赤道低纬度地区孟加拉湾属于大陆边缘深海环境,该区的古生产力研究对于了解低纬度地区古气候演变及其对全球气候变化的响应具有重要意义。通过对研究区４个活塞岩心δ１３Ｃ值、高生产力指示种的含量变化、浮游有孔虫与底栖有孔虫丰度、Ｕ＋Ｂ指数等方面的研究发现,研究区受冰川－气候旋回作用影响明显,古生产力波动强烈。冰期时,陆源营养物质供应充分导致生物生产力增大,因而末次冰期最盛期氧同位素第２期时生产力最高,间冰期氧同位素第１、５期时生产力较低。该区氧同位素第３期也出现高生产力的情况,可能与当时研究区气候不稳定有关。氧同位素第３期强烈的西南季风活动使研究区淡水输入增强,进一步增加了冷、暖期生物生产力的差异。     

南海南部末次冰期以来的古环境变化:YSJD-86GC柱样的证据

采自南海南部的YSJD-86GC柱样(113°02.5860′E,10°18.1740′N,水深2 651m,柱长1.68m)提供了该区近27ka以来的古海洋学记录。沉积物岩性特征、浮游有孔虫分布特征、全岩样品AMS14C测年、氧稳定同位素等分析结果表明,南海南部末次冰期以来一直处于稳定的陆坡—半深海沉积环境;氧同位素Ⅱ期以来表层海水古温度逐渐增高;温跃层在氧同位素Ⅱ期相对较浅,之后逐渐变深,全新世中期以来又再次变浅。11—9.5ka BP期间有一次古气候回返事件,与"新仙女木"事件相对应;6—5ka BP期间古气候波动较大,是全新世中期气候波动剧烈阶段的记录。     

轮纤维素中δ18O:古温度计?

从树轮纤维素中氧的来源、植物体内氧的分馏、最近的研究成果等三个方面评述树轮纤维素氧同位素组成的温度计意义.结果表明,树轮纤维素氧同位素组成的变化是温度变化的良好载体,但在定量恢复古温度变化时遇到了不少限制,有待于进一步完善分馏模型.     

氧同位素古高程计研究新进展

通过解读大气降水的氧同位素组成和现代温度与海拔之间的关系,可以揭示山脉水系及湖相碳酸盐沉积中的稳定氧同位素与海拔高度存在一定的经验关系。氧同位素古高程计对理解山脉演化提供了关键的高度信息。这种方法可用于定量估算山脉古海拔,为反演山脉隆升历史提供了新的研究思路。总结了前人对青藏高原隆升高度的估计,并对比其他方法与此方法的差异,发现此方法在具体应用方面还存在一定的局限性。由于受采样点选取、曲线拟合模式等多方面因素的制约,在应用过程中应给予充分考虑。     

树轮纤维素中δ^18O：古温度计？

从树轮纤维素中氧的来源、植物体内氧的分馏、最近的研究成果等三个方面评述树轮纤维素氧同位素组成的温度计意义。结果表明，树轮纤维素氧同位素组成的变化是温度变化的良好载体，但在定量恢复古温度变化时遇到了不少限制，有待于进一步完善分馏模型。     

氧同位素在高分辨率古气候研究中的应用

高分辨率古气候研究成为近年来全球变化研究的热点,随着稳定同位素理论的不断完善和分析测试技术的迅速提高,沉积物中δ^18O日益成为一项重要的环境替代指标,引起了国内外学者的关注。论述了氧同位素在冰岩心、黄土-古土壤以及洞穴沉积物中的应用,并指出了其影响因素和在应用中存在的问题及发展方向。