中国东部大气降水氢、氧同位素组成

对中国东部从广西板八(北纬21.70°)至黑龙江五大莲池(北纬48.80°)之间采集的42个大气降水样品进行了H、O同位素组成研究,并讨论了其纬度效应和高度效应等。     

树轮氢、氧同位素研究进展

总结了树轮氢氧同位素的分馏原理及其时间序列和空间变化与气候变迁之间的关系。研究表明,树轮氢氧同位素组成的变异反映了源水同位素组成、温度、相对湿度和降水量的变化。同时,对今后树轮同位素的发展方向作了展望。     

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如下：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δ１８Ｏ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（Ｑ１～Ｑ４）地下水δＤ＝－７０‰的等值线变化，认为第四纪以来，渤海海岸线逐渐由东向西移动。     

HT-IRMS测定有机物氧同位素过程的影响因素及方法改进

高温裂解元素分析仪与气体同位素质谱仪联用系统（HT-IRMS）是测定有机物氧同位素的重要方法,优化HT-IRMS的参数、提高其可靠性和稳定性一直是各实验室努力的方向。本研究基于国际标准物质IAEA-601和IAEA-C3的多次测量,对HT-IRMS测定结果的稳定性进行了检验。结果显示,手动进样模式下,测定值比较稳定（标准偏差分别为0.16‰和0.25‰）,而自动进样模式的测定结果波动变化显著且呈现偏负漂移趋势,IAEA-601和IAEA-C3最大波动程度分别达到3.00‰和4.26‰。通过对比分析测定结果,本文推断自动进样模式下氧同位素的漂移可能源于空气中的水汽的污染。通过在自动进样盘位置加装隔离罩装置,将自动进样盘与实验室空气进行隔离之后,自动进样模式下再次重复测定结果较为稳定（标准偏差分别为0.35‰和0.25‰）,有机物氧同位素负漂移趋势基本消除,表明使用隔离罩装置可以有效减少实验室空气中水汽对样品的干扰,降低实验室环境参数变化对同位素测定结果的影响,提高HT-IRMS系统测定有机物氧同位素的稳定性。

     

河北张家口金矿床氢、氧同位素组成与矿床成因

河北张家口一带含金石英脉分布广泛。本文在许多地质工作者多年工作的基础上,选择了小营盘和张全庄两矿区,系统采集了有代表性的标本,测定了氢、氧稳定同位素的组成,并据此对该区金矿床的成因进行探讨。一、矿床地质概况张家口金矿位于华北地台崇礼-赤城大断裂南侧(图1)。断裂带北侧为地蒙地轴,出露     

南极纳拉海峡固定冰生长、结构、盐度和氧同位素组成

采用第19次中国南极科考采集的冰芯样品、数据,基于海冰的"冻结日"记录,使用海冰一维热力学模型来计算纳拉海峡固定冰的生长厚度.考虑气象条件以及冰情观测结果,将该模型的计算海冰厚度和实测厚度进行比较发现,在纳拉海峡存在着多年生长的海冰.对采集于南极洲中山站附近纳拉海峡的固定冰冰芯样品进行结构、盐度和稳定氧同位素(δ18O)分析,获取了海冰的结构和盐度剖面特征、冰芯雪冰、附加冰的含量、雪冰中的雪以及全部冰芯中雪所占的百分比.结果表明:样品冰芯具有典型的海冰特征结构,如柱状冰水平方向的C轴以及上部粒状冰层和下部柱状冰层结构特征,部分柱状冰中间存在着粒状冰夹层;盐度和δ18O剖面也显示了多年冰生长的证据.海冰的结构和氧同位素特征表明,纳拉海峡固定冰的生长主要受热力学过程控制,其结果和2000年1月至2003年2月人工冰情观测结果一致,观测中没有发现冰脊、叠置等动力过程.附加冰在冰芯中所占的比例平均为5.01%.使用不同的同位素标准来区分雪冰层,估计研究区域平均有多达16.4%～37.9%的雪冰,海冰粒状层中雪的部分约占全部冰厚度的0.8%～23.5%.     

南极纳拉海峡固定冰生长、 结构、 盐度和氧同位素组成

采用第19次中国南极科考采集的冰芯样品、 数据, 基于海冰的"冻结日"记录, 使用海冰一维热力学模型来计算纳拉海峡固定冰的生长厚度. 考虑气象条件以及冰情观测结果, 将该模型的计算海冰厚度和实测厚度进行比较发现, 在纳拉海峡存在着多年生长的海冰. 对采集于南极洲中山站附近纳拉海峡的固定冰冰芯样品进行结构、 盐度和稳定氧同位素(δ~(18)O)分析, 获取了海冰的结构和盐度剖面特征、 冰芯雪冰、 附加冰的含量、 雪冰中的雪以及全部冰芯中雪所占的百分比. 结果表明: 样品冰芯具有典型的海冰特征结构, 如柱状冰水平方向的C轴以及上部粒状冰层和下部柱状冰层结构特征, 部分柱状冰中间存在着粒状冰夹层; 盐度和δ~(18)O剖面也显示了多年冰生长的证据. 海冰的结构和氧同位素特征表明, 纳拉海峡固定冰的生长主要受热力学过程控制, 其结果和2000年1月至2003年2月人工冰情观测结果一致, 观测中没有发现冰脊、 叠置等动力过程. 附加冰在冰芯中所占的比例平均为5.01%. 使用不同的同位素标准来区分雪冰层, 估计研究区域平均有多达16.4%～37.9%的雪冰, 海冰粒状层中雪的部分约占全部冰厚度的0.8%～23.5%.     

达里诺尔湖水体稳定氢、氧同位素组成变化对结冰过程的响应

利用自然界中广泛分布的环境同位素进行湖泊水体演化过程分析已经成为现代湖泊科学的重要研究方向.通过采集内蒙古达里诺尔湖(简称"达里湖") 2013年1月份的湖冰、湖水, 2012年夏季湖水与湖区大气降水等, 共分析了77个样品中稳定氢(H)、氧(O)同位素值的变化情况, 在此基础上对达里湖水体稳定H、O同位素组成变化及其对结冰过程的响应进行了详细分析, 结果显示: (1)伴随结冰过程的完成, 各站点深层冰体(厚度~65 cm)中δD、δ18O值比表层冰体(厚度~15 cm)中的值出现不同幅度的偏重.而冰下水体中δD、δ18O平均值则比冰体中的平均值分别偏轻约13.85‰、2.23‰.在冰层形成的快速与稳定阶段, δD、δ18O值的变化幅度也存在差异.同时, 冬季外源水体的输入对各站点间同位素值差异的影响比夏季更明显; (2)夏季湖水、冬季湖水与湖冰的同位素值均落在全球大气降水线与湖区大气降水线之外, 显示湖泊冰封之前, 蒸发对湖泊水体同位素偏移存在一定程度的影响; 而冬季湖水与湖冰的同位素值基本位于同一斜率区间, 且全部落在夏季湖水同位素值的右侧, 显示两者之间并不存在明显的蒸发分馏作用, 造成上述现象的因素只能归结于结冰过程.      

西藏羊八井地热水的氢、氧稳定同位素组成及氚含量

Isotopic data on drill hole water and surface water samples from the Yengbajain geothermal area as well as an ice sample from the glacial amphitheater in the Mt. Nyainqintanglha to the northwest of the Yangbajain basin are presented in this paper. In consideration of isotopic fractionation during steam separation, the hydrogen and oxygen isotopic ratios for thermal waters collected at the mouths of drill holes have been calibrated. The D/H ratio of thermal waters is similar to that of local precipitation, indicating their meteoric origin. The δ D and δ^18O values of the thermal waters of --150--160 and -17-20‰, respectively are the lowest among those well-known geothermal fields in the world.The recharge area of the geothermal system is at elevation of about 4,800--5,000 m. Drill holes along the axis of a tongueshaped zone where loose Quaternary sediments have been cemented by siliceous material show greater δ D and δ^18O values and discharge tritiumfree thermal waters. It is suggested that the thermal waters may be derived from superhcated water and steam which find their way upwards along the tectonic fractures within the granitic base overlain by Quaternary sediments. The classification of drill hole geothermal waters have been made in accordance with their δ D and δ^18O values and chloride contents. The “oxygen shift” of the thermal waters seems to be 2‰, due to isotopic exchange reactions between geothermal waters and reservoir rocks     

长江水氢、氧同位素组成的时空变化及其环境意义

在2003～2007年间,在长江干流的25个水文站及主要支流的13个水文站系统采样,进行了氢氧同位素研究。观测到的D变化范围为-30‰～-112‰,变化范围为-3.8‰～-15.4‰。从长江源头到河口,不同时期的样品均显示相同的氢氧同位素沿程变化特征。从源头到攀枝花,长江干流的D与逐步下降;而由攀枝花到入海口,D与值逐渐升高。 研究发现,控制长江水的氢氧同位素组成的主要因素是大气降水。长江干流D与值所展现的从攀枝花至河口逐渐升高的趋势就是对流域大气降水的D与变化趋势的响应。长江各支流在氢氧同位素组成上的差别及其对干流的影响也反映大气降水对长江水的制约。 蒸发作用对长江水的氢氧同位素组成也有重要影响。长江源头地处青藏高原,高原湖泊和沼泽星罗棋布。由于气候干燥、日照强烈,湖沼水经过长期的蒸发,盐度逐渐加大,D和18O值也逐渐升高。这些湖水的加入对长江水的氢氧同位素组成也造成一定影响。蒸发作用在枯水期也使洞庭湖与鄱阳湖的D和18O值升高,进而提高长江相关河段的D和18O值。 冰雪融化是影响长江水的氢氧同位素组成的另一重要因素。在长江源头和所有左岸支流的源头,冰川融雪都是重要的水源之一。由于冰川水在氢氧同位素组成上的特殊性,其对河水贡献的大小将影响河水的氢氧同位素组成。 三峡大坝对于长江的水动力体系影响巨大,三峡水库对长江水资源的调控作用有待长期观测研究。从本次的研究资料来看,三峡大坝在丰水期对相应河段的氢氧同位素变化趋势影响不大。但在枯水季节,三峡水库蓄水使下游的宜昌和沙市的水源发生明显变化,导致D和18O值的显著降低。 长江水资源状况及其演变趋势是受到各方面高度关注的重要研究课题。为深入探讨这一问题,需要了解长江水资源的变化与各种气象与水文要素之间的关系,查明大气降水、地下水、冰川水、湖水与河水之间的交互作用。而氢氧同位素示踪技术在这方面可以发挥关键性的作用。由于现有资料有限,目前还无法利用氢氧同位素组成来追溯其气候条件的详细演化过程。但若能在进行系统水文测量的同时,适当开展氢氧同位素测定,将对研究长江水资源状况及其演变趋势大有脾益。     

黄河水氢、氧同位素组成的空间变化特征及其环境意义

2005年7月从黄河源头到渤海人海口沿黄河干流系统采集了24个水样,对水的氢氧同位素组成进行了分析.黄河水δD和δ18O值的变化范围分别为-91‰～-44‰和-12.4‰～-4.2‰,并且二者都表现出从上游到下游整体逐渐上升的趋势,但青海玛多样品除外.黄河水δ18O和δD的线性关系方程为δD=5.69×δ18O-15....     

内蒙天皮山伟晶岩的碳、氢、氧稳定同位素组成及成因分析

本文着重对天皮山伟晶岩的氧、氢、碳同位素的组成和成因进行了研究。经测定,伟晶岩中石英的氧同位素值域为12—14.4‰;平均值为13.8‰;白云母的氧同位素值域为11.5—12.2‰,平均值为11.9‰。这些数值与其围岩的氧同位素值一致,表明伟晶岩导源于周围的变质岩。白云母的氢同位素值域为-30.3——59.4‰,平均值为-48.9‰;石英中流体包裹体中水的氢同位素值域为-32——73.4‰,平均值为-59.1‰。δ~(13)O_(H_2O)和δD_(H_2O)值域表明本区伟晶岩中的水主要来自岩浆水,少部分来自地表水。石英包裹体中的碳同位素值有-5.5‰和-19.6‰两组,重碳可能来自地壳深部的原生碳,轻碳可能来自围岩中的有机碳。     

上芒岗金矿床氢、氧同位素地球化学

上芒岗金矿床位于三江褶皱系怒江大断裂西南段,龙陵一瑞丽大断裂(F1)南东盘,上芒岗次级断裂(F4)之中。赋矿地层为下二叠统沙子坡组(P1s)和中侏罗统勐嘎组(J2m)。矿床以强烈的粘土岩化为特征,热液蚀变过程即是金矿化过程。根据热液蚀变的矿物共生组合及其序次,可将金矿化过程分为五个阶段：石英．黄铁矿阶段(Ⅰ);白云石．镁钡得石阶段(Ⅱ);石英 辉锑矿阶段(Ⅲ);     

南极半岛西部海域沉积粘土的氢、氧同位素组成及其物质来源探讨

在沉积作用地球化学研究中,利用氢、氧同位素资料探讨沉积物的形成环境和物质来源,已成为一种行之有效的手段。本文是对南极半岛西部海域中9个站位所采集的海底表层沉积物,分离出粘土组分做了氢、氧同位素分析,并根据这些分析结果和粘土矿物成分资料,通过统计图解判别了该海区的粘土组分主要为陆源碎屑物质,即由南极半岛陆源区岩石在大气降水参与作用下地表风化或浅成蚀变形成的产物。但其中至少有一部分蒙脱石是由海底喷发火山物质或陆源火山碎屑在海水参与作用下形成的海相自生矿物。上述统计判别结果与粘土矿物学研究所得出的看法是一致的。     

海水硝酸盐氮、氧同位素组成研究进展

海洋中氮的生物地球化学循环影响着海洋生态系统的结构和功能,并和全球气候变化有着密切的联系,一直是海洋科学研究的重点和热点。海水硝酸盐的15N/14N和18O/16O比值可以反映海洋中氮循环的主要过程,因而成为研究海洋氮循环的一个重要手段。综述海水硝酸盐氮、氧同位素组成的测定方法,同化吸收作用、硝化作用、反硝化作用、生物固氮作用等氮循环过程所导致的氮、氧同位素分馏及其在海洋学研究中的应用。海洋生态系中硝酸盐氮、氧同位素的分布可以提供支持生物生产力的氮来源信息,以及氮在不同储库迁移转化的路径与机制。未来的研究需要发展适用于低含量硝酸盐的同位素测量方法,构筑海洋氮的收支平衡,掌握影响上层海洋硝酸盐氮、氧同位素变化的过程,获取全球海域有关硝酸盐氮、氧同位素组成的更多数据。     

南海北部地区海洋沉积物中孔隙水的氢、氧同位素组成特征

海洋沉积物中孔隙水的H、O同位素地球化学研究可以有效示踪天然气水合物的存在,中国南海地区由于地处三大板块交会处,地质构造特殊,沉积地层厚,沉积速率高,有机质丰富,并有指示天然气水合物存在的地球物理证据BSR存在,符合天然气水合物的赋存条件.本文对南海北部地区部分海域浅层沉积物中孔隙水样品进行了H、O同位素分析,试图探讨与天然气水合物赋存有关的地球化学异常.通过研究认为,①南海处于三大板块的交界处,具有特殊的地球物理场和构造沉积特征以及较适合天然气水合物赋存的温压条件,特别是南海北部地区有利于天然气水合物的生成;②南海北部地区部分海域的浅表层沉积物的H、O同位素测试中可以看出,总体上与海水的正常值一致,可能来自海水,但是在其中A14站位8个样品表现出了与天然气水合物有关的重同位素随深度增加的趋势.也许指示该区有天然气水合物存在的可能性.     

细菌反硝化法同时分析天然水中硝酸盐氮、氧同位素组成研究

细菌反硝化法是目前同时分析天然水中硝酸盐氮、氧同位素组成的最新方法。该方法包括反硝化菌的选取与培养,利用反硝化菌将硝酸根完全转化成N2O气体以及N2O气体的提取、纯化和同位素测定。该方法采用硝酸盐标准,对测试结果需进行试剂本底、同位素分馏、同位素交换校正。与传统方法相比,细菌反硝化法可同时分析低浓度微量水中硝酸盐的氮、氧同位素组成,且速度更快捷,结果更可靠。     

四川黄龙降水氢、氧同位素对气候变化的指示意义

与全球大气降水线相比,黄龙大气降水线的斜率和常数项均较小,这与水滴在未饱和大气中降落时重同位素的蒸发富集作用有关,且反映了近几十年以来黄龙的气候有向暖干变化的趋势。降水稳定同位素的显著降水量效应说明黄龙降水的水汽主要来源于低纬度海洋。过剩氘的季节变化及降水氢、氧同位素的降水量效应反映了黄龙地区旱季受大陆性气团的影响,空气干燥,降水量小,因此蒸发强,重同位素的富集作用强,从而降水中稳定同位素比率高;在雨季,受来自海洋水汽的影响,空气湿润,降水量大,因此蒸发弱,重同位素的富集作用轻,从而降水中稳定同位素比率低。据此推测,降水量效应可能是不同水汽来源对降水稳定同位素影响的结果。黄龙的降水温度效应不显著,季风气候抑制和掩盖了温度效应。      

氢、氧同位素在矿床研究中的应用

<正>氢、氧是自然界中最主要的元素之一,分布很广。在水圈中,基本上由氢和氧两个元素组成。在岩石圈中,氧占整个体积的90%左右。目前对各种水以及各类岩石的氢、氧同位素组成进行了大量的研究,积累了丰富的资料,并在实际应用方面取得了显著的成效。