黄土中钙结核的碳氧同位素研究(一)氧同位素及其古环境意义

稳定同位素分析已日益广泛用于对古环境的研究,成为一种十分重要的手段。本文从洛川离石黄土古土壤中钙结核的氧同位素组分分析结果,探讨了将钙结核δ18o值转化为古土壤形成时古温度的途径。指出此方法有良好的应用前景,但需要积累大量资料,用统计的方法才能获得可靠的结果。洛川离石黄土中各种古土壤形成时的地表年平均温度都比当地现在的温度要高。发育最好的S,形成时高出约5℃。用氧同位素组分推算的古温度与其他方法得出的结果可互相比较,但也略有差异。     

黄土中钙结核的碳氧同位素研究（二）碳同位素及其古环境意义

从洛川黄土剖面离石黄土各层古土壤中钙结核的碳同位素分析结果，探讨了钙结核碳同位素变化所反映的古土壤形成时的植被状况，还借助于“干燥度”，结合由钙结核氧同位素变化所获得的古温度资料，估算了各层古土壤形成时长时段的年平均降水量。所得结果表明，各层古土壤形成时温度和湿度状况有更复杂的变化。大部分古土壤形成时的年平均降水量与现代相差不多（增幅在５０ｍｍ左右），但发育最好的Ｓ５形成时，年平均降水量超过现在约２００ｍｍ。古土壤的碳氧同位素能很好指示古环境，但研究工作还有待深入。     

黄土中钙结核的碳氧同位素研究(二)碳同位素及其古环境意义

从洛川黄土剖面离石黄土各层古土壤中钙结核的碳同位素分析结果,探讨了钙结核碳同位素变化所反映的古土壤形成时的植被状况,还借助于“干燥度”,结合由钙结核氧同位素变化所获得的古温度资料,估算了各层古土壤形成时长时段的年平均降水量。所得结果表明,各层古土壤形成时温度和湿度状况有更复杂的变化。大部分古土壤形成时的年平均降水量与现代相差不多（增幅在50mm左右）,但发育最好的S5形成时,年平均降水量超过现在约200mm.古土壤的碳氧同位素能很好指示古环境,但研究工作还有待深入。     

不同粒级黄土-古土壤中碳酸盐碳氧稳定同位素组成及其古环境意义

从黄土高原中部洛川和环县两个剖面选取若干黄土和古土壤样品，分为三种粒级（＞45μm、2－45μm、＜2μm），挑出＞45μm粒级中的根状结核与蜗牛壳化石碎片，分别测定δ^13C和δ^18O值。结果显示，两个剖面不同粒级组分的δ^13C和δ^18O值表现出相似的分布规律。洛川剖面的根状结核和蜗牛壳与分粒级样品中的＜2μm粒级中碳酸盐的δ^13C和δ^18O值最为接近，处于相同的区域内；而＞45μm粒级中的δ^13C和δ^18O值与其他样品有明显的差别。因此，可以认为黄土－古土壤中＜2μm粒级中所含的碳酸盐可代表成镶碳酸盐，其蕴涵的地球化学信息可用以重建成壤时的古气候和古环境条件。     

云南白水台钙华景区的水化学和碳氧同位素特征及其在古环境重建研究中的意义

采用水化学仪器自动记录、现场滴定和样品碳氧稳定同位素测试相结合等方法,对云南中甸白水台钙华景区的水化学和碳氧稳定同位素特征进行了综合分析。主要结论是:形成白水台钙华的泉水具有很高的钙和重碳酸根离子浓度,相应地,泉水的CO2分压显著高于土壤生物成因所能产生的CO2分压。结合泉水出露的地质条件及其碳稳定同位素特征(δ13C=-1.23‰)的分析,进一步发现,高CO2分压主要与深部地热成因的CO2有关,而非原来普遍认为的“是温暖湿润气候的产物”。可见,白水台钙华属于热成因类钙华。由此,根据白水台不同时代钙华氧稳定同位素组成的差异,对钙华形成时的水温进行了计算。结果发现自白水台钙华形成以来,水温变化高达11℃,即从最老(2)的干扰及由深源CO2和CO2自水中逸出导致的钙华13C富集,后者在利用类似热成因碳酸盐沉积的δ13C进行古植被重建时也是必须考虑的问题。     

罗布泊中更新世以来盐湖碳酸盐碳氧同位素组成及其古环境意义

罗布泊是欧亚大陆腹地塔里木盆地东端的典型内陆干盐湖,中更新世以来在其北部尤其罗北凹地发育了巨厚的蒸发岩沉积是对全球变冷和青藏高原隆升的积极响应。通过对罗北凹地第一口深钻LDK01孔蒸发岩系中203个样品的自生碳酸盐含量、碳氧同位素测试与分析,讨论了罗布泊中更新世以来的古环境演化特征。研究表明:(1)δ~(18) O和δ13 C协同正向演化,但在蒸发作用强烈的干旱封闭湖泊中,流域降蒸比(P/E)的变化对湖泊水体δ~(18) O影响最为显著;(2)δ~(18) O和δ13 C周期性波动震荡特征,反映干湿交替的环境以及周缘水体对罗北凹地的补给;(3)罗布泊湖盆干旱加剧演化可能并非只受全球变化单一因素驱动,而是全球气候变化和高原隆升共同作用的结果。     

桂中合山组碳酸盐岩的氧,碳稳定同位素组成及古盐度和古温度

本文探讨了桂中晚二叠世合山组碳酸盐岩氧、碳稳定同位素的“年代效应”校正及古盐度与古温度计算问题,结果表明合山组煤系的碳酸盐岩形成于海相环境,校正后的δ~13C在0.07～4.75‰之间,z值>120,且Z值的梯度变化与沉积环境基本一致。用校正后的δ~18O计算出碳酸盐岩形成时介质古温度为12～37℃,且大多在19—29℃,说明晚二叠世该区属温暖或炎热的热带气候。     

土壤次生碳酸盐碳氧稳定同位素古环境意义及应用

土壤次生碳酸盐碳氧稳定同位素特征是反映古气候与古环境的重要代用指标,其碳氧稳定同位素组成分别受土壤CO2中C同位素组成和大气水的O同位素控制。在一定深度的土壤中,土壤次生碳酸盐δ^13C就主要受当地植物类型(C3植物和C4植物等)控制。土壤次生碳酸盐样预处理中剔除土壤中原生碳酸盐以及有机物污染尤为重要。土壤中次生碳酸盐C、O稳定同位素地球化学在土壤发生学、古气候恢复、古生态重建以及全球变化研究中应用日益广泛,但解译时可能受应用年代范围、成岩作用、原生和次生碳酸盐混杂、土壤碳酸盐多元发生等因素影响,其应用机理和范围还需进一步探讨。     

陕西岐山蓟县系碳氧同位素特征及其古环境意义

陕西岐山二郎沟蓟县系剖面位于华北克拉通南缘,发育一套浅海相碳酸盐岩,自下而上出露龙家园组和巡检司组。两个岩组共采集、测试了碳、氧同位素样品184件,结果显示δ13 C值落在-1.747‰～1.144‰之间,总体上较稳定,平均值为-0.523‰;δ~(18)O值整体在-8.662‰～-2.540‰之间,大部分落在-5.5‰至-3‰,平均值为-4.469‰,低幅高频振荡。碳同位素旋回性较明显,可以进一步划分出4个旋回。碳、氧同位素曲线与燕山地区蓟县系已有研究结果相似性较高,其中,巡检司组近顶部出现的约为2‰的负偏事件,可大致对应于蓟县剖面雾迷山组顶部至洪水庄组的负偏事件。碳同位素的升降趋势及藻类数量(叠层石)丰度变化表明当时海平面在不断变化。此外,二郎沟剖面研究结果还与俄罗斯南乌拉尔阿孜瓦尔组以及加拿大霍恩比湾群的碳、氧同位素曲线也颇为相近,符合全球中元古代碳同位素组成特别稳定的特征,是对全球统一的古海洋背景的响应。     

塔里木盆地第四系沉积物碳氧同位素特征及其古环境意义

根据塔里木盆地中部塔中KT2号钻孔剖面的碳氧同位素记录分析表明,3.4Ma来,塔里木盆地地区明显经历了5个气候变化旋回,从上新世以来气候由温暖较湿逐渐变得寒冷干旱。在百万年尺度上,本区的气候变化与全球的趋势基本一致,但在大趋势相同的背景下,在较小的尺度上,又有较大的差别,反映了气候变化的区域特点。     

中国湖相碳酸盐岩碳氧同位素时空特征及其古湖泊学意义

湖相碳酸盐岩是一种分布极其广泛的陆相碳酸盐岩。中国湖相碳酸盐岩沉积始于二叠纪—三叠纪,经侏罗纪—白垩纪发展,鼎盛于古近纪,具有沉积时间跨度长、分布面积广的特征。碳酸盐岩发育方式多样,常以多个单层、薄夹层状、互层状、韵律沉积为主,也见以结核状或钙质微体化石等薄层赋存于泥岩、页岩等细粒碎屑岩中。湖相碳酸盐岩δ¹³C值介于-10.0×10^-3~+10.0×10^-3之间,多数为-5.0×10^-3~+5.0×10^-3,正负值均有。二叠系—三叠系δ¹³C发生负偏,侏罗系—白垩系先正向漂移随后负偏,古近系—新近系再次正偏,达最大值约+5.0×10^-3。氧同位素δ¹⁸O值介于-20.0×10^-3~+2.0×10^-3之间,多数为-15.0×10^-3~-0.0×10^-3,几乎全部为负值。二叠系—三叠系、侏罗系—白垩系碳酸盐岩δ¹⁸O值在-15.0×10^-3~-3.0×10^-3之间变化,古近系—新近系δ¹⁸O值明显正偏移,多数位于-10.0×10^-3~0.0×10^-3。中国湖相碳酸盐岩碳氧同位素相关性分析表明,δ¹³C与δ¹⁸O密切相关,且δ¹³C值多正值或轻微负值,指示湖泊为封闭型咸水—半咸水环境;δ¹³C和δ¹⁸O不相关,δ¹³C值为负值,指示湖泊为开放型淡水环境。     

四川盆地东部下寒武统龙王庙组碳、氧同位素组成及古环境意义

在野外沉积特征研究、室内薄片观察的基础上,对四川盆地东部龙王庙组22个碳酸盐岩样品的碳、氧同位素进行测试,在充分论证样品的有效性后,分析研究区龙王庙组碳、氧同位素特征,进而探讨龙王庙组沉积期的古气候及古海洋环境。样品实验数据显示δ13C值分布在-1.533‰~2.619‰,平均为0.046‰;δ18O值分布在-9.916‰~-3.580‰,平均为-7.746‰;碳、氧同位素整体变化趋势与扬子地台其他区域基本相同。古海洋环境恢复表明,龙王庙组沉积期四川盆地东部整体处于海相环境,海水盐度呈先降低、后增高、复又降低的多段式变化;海水温度主要分布在20~30℃,属于温暖或炎热的亚热带气候;在海平面缓慢波动性下降、陆架暴露、生物灭绝的沉积环境影响下,龙王庙组δ13C值具有负漂移的演化趋势。龙王庙组沉积中期的水体深度最浅,古盐度最高,是白云岩最为有利的发育阶段。     

牙形刺氧同位素古温度计:研究进展与展望

牙形刺是寒武系至三叠系海相地层里常见的磷酸盐质古生物化石,具有分布较广、易于保存等优势,其氧同位素可用于重建同时期海水温度,受到广泛关注和重视.从牙形刺基本特征、氧同位素古温度计原理、氧同位素分析测试方法等方面,对牙形刺氧同位素古温度计的基本特点和原理进行了回顾.在此基础上,进一步讨论了牙形动物生物习性、成岩作用改造、...     

中国东部海岸带现代有孔虫碳同位素及其古环境意义

在第四纪海陆过渡相环境研究中,有没有能够确定古盐度的定量标志?本文作者针对中国东部第四纪海陆过渡相地层中常见的两种有孔虫Ammonia beccarii(Linne)vars.和Protelphidium glabrum(Ho, Hu et K. Wang)进行现代样品的碳同位素分析。在现代样品研究的基础上,确定了碳同位素与盐度存在线性关系,运用这一结果于第四纪几个钻孔样,并综合有孔虫化石群其他特征,推导古环境特点。     

青藏高原北部新生代湖相碳酸盐岩碳氧同位素特征及古环境意义

对青藏高原北部地区新生代陆相地层中湖相碳酸盐岩进行了系统采样分析，以碳氧同位素作为古环境和古气候变化的替代指标,试图从古湖泊演化的角度，阐明高原新生代早期环境演变历史和过程。研究结果表明，该区所有分析样品中生物碎屑灰岩类样品的δ¹⁸O和δ¹³C显示最低值，反映它们沉积在一个水体滞留时间短的开放性淡水湖泊系统中。泥晶灰岩类样品的δ¹⁸O和δ¹³C之间具有正相关关系，表明它们发育在蒸发作用明显的封闭性咸水湖泊体系中，而叠层石灰岩类明显富集13C可能与微生物活动有关。从始新世到渐新世至中新世，湖相碳酸盐岩δ¹⁸O值具有逐渐增大的趋势，δ¹³C则由古近纪的负值变为新近纪的正值，反映该区古湖泊系统经历了一个由开放到封闭的过程，预示古近纪到新近纪之交高原古气候格局发生了重大变革。     

白垩纪陆相红层及其古温度的氧同位素重建方法探讨

介绍了白垩纪陆相红层研究的现状及前景,特别是其在白垩纪陆相古气候恢复方面所具有的重要意义,并介绍了氧同位素测温方法的一般原理.在白垩系陆相红层古温度恢复过程中可能普遍使用两种载体：碳酸盐岩及三价铁氧化物.陆相红层古温度重建对于理解陆相古气候、陆相红层的形成机制、重大地质事件以及“温室气候"具有十分重要的科学意义.     

中国东部海岸带现代有孔虫碳同位素及其古环境意义

在第四纪海陆过渡相环境研究中,有没有能够确定古盐度的定量标志?本文作者针对中国东部第四纪海陆过渡相地层中常见的两种有孔虫Ammonia beccarii(Linne)vars.和Protelphidium glabrum(Ho, Hu et K. Wang)进行现代样品的碳同位素分析。在现代样品研究的基础上,确定了碳同位素与盐度存在线性关系,运用这一结果于第四纪几个钻孔样,并综合有孔虫化石群其他特征,推导古环境特点。     

祁连山新生代古海拔变化的碳氧同位素记录

祁连山构成青藏高原的北东边界,是研究青藏高原的隆升与向内陆扩展的关键区域,利用新生代湖相沉积的碳氧同位素组成估算祁连山古海拔对认识青藏高原的隆升有重要意义。在中祁连陆块不同地点出露的始新统、渐新统、中新统和中晚更新统分别取样并进行碳氧同位素分析,估算相应地质时期的古年均温和古海拔高度。结果表明,祁连山地区古近纪的海拔约为2711 m,中新世早期的海拔为2848 m左右,中新世中晚期祁连山海拔达到约3586 m,中晚更新世祁连山的古海拔约为3790~3890 m。古近纪祁连山的海拔较低,但已经构成了青藏高原的东北边界;中新世中晚期祁连山强烈隆升,形成了盆-山构造地貌格局;第四纪祁连山地壳重新活跃并呈阶段性快速隆升,河流堆积和侵蚀交替进行。根据碳氧同位素估算的祁连山古海拔高度变化为认识青藏高原隆升的过程提供参考。     

浙江江山寒武系碳酸盐岩碳氧同位素特征及其古环境意义探讨

对浙江江山碓边下寒武统上部—下奥陶统下部碳酸盐岩进行了碳氧同位素测定。δ1 3C、δ1 8O值变化范围和均值分别为 - 1.9‰～ 3.7‰、- 13.0‰～ - 1.3‰和 0 .86‰、- 9.76‰。碳氧同位素地层曲线与 Veizer et al.(1986 )的同位素年代演化曲线形状相似 ,在寒武纪—奥陶纪界线附近没有明显的δ1 3C、δ1 8O漂移现象。δ1 3C地层曲线具旋回性变化特征 ,大陈岭组、杨柳岗组各形成一个完整的演化旋回 ,与根据露头层序地层研究推测的海平面变化曲线吻合性较好 ,表现出δ1 3C值的高值区是海盆水体变深的反映。一个明显的碳同位素正漂移发生于晚寒武世早期 (华严寺组下部 ) ,与 Matthew etal.(2 0 0 0 )报道的在美国内华达州中东部、哈萨克斯坦 Malyi Karatau地区、澳大利亚昆士兰州西北部和湘西桃源瓦儿岗等地发现的 δ1 3C正漂移记录 (SPICE— The Steptoean Positive CarbonIsotope Excursion)和 Veizer et al.(1986 )碳同位素年代演化曲线中的正漂移波峰一致 ,为晚寒武世全球性碳同位素正漂移提供了一个佐证。     

新生代古海洋Nd同位素演化及其古环境意义

本文对当前在新生代古海洋Nd同位素演化及其古环境意义研究方面的最新成果进行了简明的阐述，说明在巴拿马海峡于5－3Ma关闭前后，太平洋和大西洋洋流的变化与其海水Nd同位素的变化相对应。但同期的印度洋Nd同位素没有明显变化，其原因需要进一步研究。