广东南雄盆地白垩系-第三系界线剖面恐龙蛋壳稳定同位素记录:地层及古环境意义

研究了南雄盆地两个白晋垩－第三系（Ｋ／Ｔ）剖面恐龙蛋壳的碳、氧稳定同位素组成．结果显示,在 Ｋ／Ｔ交界过渡的大约 １５０ ｋａ期间内, δ~（１８）Ｏ出现了多次向正值偏移,说明当时曾出现过至少 ３次年平均气温在 ２７℃以上的相当严重的干燥气候．蛋壳δ~（１３）Ｃ值在－８．３７‰。～１１．６０‰之间,再加上因新陈代谢作用富集了１６‰,表明由这些蛋壳所代表的恐龙可能以δ~（１３）Ｃ为～２４．３‰～２７．６０‰的Ｃ_３型植物作为主要食物来源．然而,在Ｋ／Ｔ交界过渡期间蛋壳δ~（１３）Ｃ相对亏损（约１．３‰）可能间接说明当时曾有过较长时间大气ＣＯ_２浓度的持续升高．     

大别山榴辉岩氢氧同位素组成及其地球动力学意义

对大别山东部超高压榴辉岩氧同位素研究表明,这些榴辉岩的δ~(18)O值分布表现出显著不均一性,从低达一2.6‰变化至十7.0‰.榴辉岩中各矿物之间的氧同位素分馏达到并保持了平衡,表明岩石在遭受超高压变质作用之前与亏损~(18)O的流体进行过相互作用.含羟基矿物的δD值为一 5l‰～一83‰,指示参与的流体是古大气降水,它与榴辉岩原岩(某种玄武质岩石)发生过显著的氧同位素交换.超高压变质榴辉岩中大气降水同位素信息的保存表明,这种榴辉告的原岩曾经出露于大陆地壳表面,并且当包含榴辉岩原岩的板块俯冲至地幔深度时,地壳与地幔之间的物质交换非常有限,因此滞留时间非常短暂(<20 Ma).不同矿物对的氧同位素平衡温度基本一致,反映出这种超高压变质榴辉告在地幔深度下形成之后,经历了一个快速的冷却和上升过程.     

中国大别山双河超高压变质大理岩的氧、碳同位素

中国大别山双河超高压变质岩板中发育了一系列大理岩层和透镜体 ,其δ18O值介于 1 1 1‰～ 2 0 5‰ (SMOW)间 ,δ13 C值介于 1 .0‰～ 5 .7‰ (PDB)间 .详细调查表明 ,大理岩的氧、碳同位素值在厘米尺度上表现出均一化 ,但在大于1m的范围内则不均一 .与已经同地幔中的碳发生均一化的挪威榴辉岩相大理岩不同 ,双河超高压大理岩的碳同位素则保留了沉积碳酸盐岩的特征 ,而且表现出白云石含量与δ13 C间的负相关关系 .与原岩相比 ,双河大理岩18O有所亏损 .这种亏损来自 3种可能的地质过程 :( 1 )在超高压变质作用前曾与亏损18O的水发生过氧同位素交换 ;( 2 )在超高压变质过程中发生过脱碳酸盐作用 ;( 3)在退变质过程中与围岩片麻岩在接触部位发生过有限的氧同位素交换 .氧、碳同位素研究表明 ,超高压变质岩的俯冲和折返过程历时较短 ,且在该过程中 ,流体的活动性极为有限 .     

大别山超高压变质作用期前和期后水-岩相互作用的氢氧同位素证据

对大别山东部超高压变质岩单矿物进行了氢氧同位素分析 ,得到榴辉岩的全岩δ18O值变化较大 ( -5‰～ 9‰ ) ,而其中云母的δD值变化较小 ( -85‰～-70‰ ) .在石英与其它矿物之间存在氧同位素平衡和不平衡两种现象 ,并且部分榴辉岩中出现绿辉石与石榴石之间的氧同位素分馏“倒转” .然而 ,较低的榴辉岩δ18O值 ( -5‰～ 1‰ )反映了其原岩的氧同位素特征 ,是由于超高压变质作用之前与大气降水发生相互作用的结果 .大别 苏鲁造山带榴辉岩氧同位素不均一性的保存指示 ,引发前进变质作用的古板块俯冲是快速的 ,因而所伴随的变质流体流动为隧道式而不是弥散式 .退变质作用导致部分矿物之间出现氢氧同位素不平衡 ,但引起退变质反应的流体在稳定同位素组成上是内部缓冲的 ,其氢氧同位素组成取决于寄主岩石的化学性质 .     

大布苏湖沉积剖面有机碳同位素特征与古环境

１９９４年９月,在吉林省大布苏湖湖盆东部,获取了总厚度为８．１０ｍ沉积剖面样品。以１０ｃｍ间隔采样,对样品中有机质成分及稳定碳同位素研究表明,沉积物中有机质主要来源于陆源高等植物,沉积物中有机物的δ＾１３Ｃ值指示了源生物的特征。在暖干时期,沉积物中有机质具有较高的δ＾１３Ｃ值;反之,冷湿时期,沉积物中有机质的δ＾１３Ｃ值降低,结合剖面碳酸盐含量及＾１４Ｃ年代分析表明,湖区１５０００年来经历了多期冷     

13kaBP以来滇池地区古环境演

根据ＤＣ９３－１孔孢粉组合、总有机碳（ＴＯＣ）、总氮（ＴＮ）、碳氮比（Ｃ／Ｎ）、有机碳同位素δ＾１３Ｃｒｏｇ、磁化率（ｘ）、频率磁化率（ｘｆｄ）等资料,结合＾１４Ｃ、＾２１０Ｐｂ和＾１３７Ｃｓ测年,汗池地区１３ｋａ以来的古环境演化历史经历了以下几个阶段：１３－１０．２ｋａＢＰ,气候偏凉湿,湖水深度不大;１０．２－７．５ｋａＢＰ,气候向暖湿过渡,湖水渐深：７．５－４．０ｋａＢＰ,气候暖湿,水热条件达     

东海近3.5万年来古海洋环境变化的分子生物标志物记录

结合ＡＭＳ~（１４）Ｃ测年及浮游有孔虫δ~（１８）Ｏ和δ~（１３）Ｃ资料，分别利用Ｕ_（３７）~Ｋ，∑Ｃ_（２１）~－／∑Ｃ_（２２）～＋和Ｐｒ／Ｐｎ恢复了近３．５万年来冲绳海槽的古海洋环境变化．结果表明，近３．５万年来，冲绳海槽经历了７次较强的气候变冷事件（Ｃ１～Ｃ７）和９次陆源物质减少事件（ｅ１～ｅ９），其中的Ｇ１相当于全新世中晚期冷事件，Ｃ２～Ｃ４和Ｃ７分别相当于Ｈ１～Ｈ４事件，ｅ１，对应于海水表层温度ＳＳＴ的降低．Ｈ事件发生时，陆源物质供应显示增加的趋势．气候变冷导致河流输运陆源物质的能力减小，冬季风输运陆源物质的能力增强，Ｈ事件与东亚冬季风密切相关末次盛冰期（２５．８～１５．５ｋａＢＰ）还原环境发生剧烈波动，强还原事件（Ｒ１～Ｒ３）对应于ＳＳＴ的降低和陆源营养物质的增加，而弱还原事件（Ｏ）对应于陆源营养物质的减少．还原环境的变化与表层生产力密切相关．     

蓟县元古界碳酸盐岩的碳同位素变化

天津蓟县元古界剖面长城系碳酸盐岩的δ~(13)C值基本为负值,蓟县系大体在(0±1)‰的范围内,进入青白口系井儿峪组一般在(2±2)‰的正值.从串岭沟组到大红峪组(约1700～1600 Ma)碳酸盐岩的δ~(13)C值大约由-3‰变化到0‰,但大红峪组δ~(13)C值大幅度振荡.蓟县系地层碳同位素组成发生两次较大的变化,分别在杨庄组和雾迷山第三亚组之后.相当完整和连续的碳同位素记录反映了约 1700～800 Ma全球海水的δ~(13)C值长期变化趋势.发生在约1700～1600 Ma和<约 1300 Ma海水的δ~(13)C值升高及大幅度振荡可能是两次全球性构造事件的响应.     

黔中碳酸盐岩和非碳酸盐岩上覆土壤CO_2 来源的对比研究

利用含量和碳稳定同位素组成相结合的分析方法, 分别对黔中灰岩、白云岩和粘土岩上覆土层中CO2的来源进行对比研究. 结果显示: 不同基岩上覆土壤CO2浓度相比, 灰岩＞白云岩＞粘土岩; 土层20 cm深度以下, 灰岩上覆土壤CO2的δ13C值介于－12.811‰ ～13.492 ‰ (PDB)、白云岩上覆土壤CO2的δ13C值介于－13.212‰～－14.271‰ (PDB), 粘土岩土壤剖面CO2的δ13C值介于－20.234 ‰ ～－21.485‰ (PDB). 以土壤有机碳和碳酸盐岩的δ13C值为两个同位素端元, 计算CO2来自于碳酸盐岩溶蚀产生的比例, 灰岩上覆土壤为21%～25%, 白云岩上覆土壤为19%～21%, 粘土岩上覆土壤基本上没有碳酸盐岩溶解产生的CO2混入．     

贵州草海湖泊系统碳循环简单模式

本文分析了贵州草海湖泊系统中的主要含碳物质－湖水DIC、表层沉积物有机质、水生植物的稳定碳同位素组成,其δ^13C值分别为：－3．70‰至－10．60‰,－20．90‰至－21．60％,－16．10‰至－17．40,通过质量平衡计算,建立了草海区域碳循环的简单模式,结果表明：对于草海这样一个水生植物茂盛的浅水富氧湖而言,光合一呼吸作用和有机质的降解对整个湖泊体系的稳定碳同位素组成具有决定性的作用。     

华南埃迪卡拉纪-寒武纪过渡期的有机碳同位素梯度和海洋分层

埃迪卡拉纪-早寒武世是地球历史上碳循环的重大波动期,但有关其成因和古环境意义仍存在很大分歧.为阐明这一问题,本文对华南晚埃迪卡拉纪-早寒武世两条剖面进行了高分辨的碳同位素研究.在浅水相区九龙湾-季家坡剖面,晚埃迪卡拉纪灯影组大部分δ13Corg值在δ29‰~δ24‰变化;而在深水相区龙鼻嘴剖面,大部分δ13Corg值在δ35‰~δ32‰.这些新的研究结果与华南埃迪卡拉纪δ早寒武世其他剖面发表的δ13Corg数据对比表明,δ13Corg在时间和空间上均存在着巨大变化,并受岩相的明显约束.在以碳酸盐岩为主的地层中,δ13Corg相对较高,通常大于δ30‰;而在黑色页岩和暗色硅质岩为主的地层中,δ13Corg相对较低,一般小于δ32‰.这种有机碳同位素组成的显著差异很难以存在巨大的溶解有机碳库(DOC)解释,我们认为不同微生物类群的贡献可能是导致这种差异的主要因素.浅水相样品中较高的δ13Corg值(δ30‰)与显生宙同位素变化相近,可能反映了光合作用为主的同位素分馏;而深水样品较低的δ13Corg值(δ32‰)可能反映了缺氧环境条件下化能自养或甲烷氧化微生物对有机质的重要贡献.这意味着在埃迪卡拉纪-早寒武世之交扬子地台的海洋仍处于强烈分层状态,且氧化还原界面波动频繁.     

Cascadia边缘与天然气水合物共生沉积物中有机质碳、氮同位素组成及意义

Hydrate Ridge南高点ODP204航次5个站位54个沉积物样品中有机碳C, N同位素组成及C/N比值表明沉积物中的有机质主要来自海洋. 对1245B孔的系统分析表明天然气水合物的发育改变了沉积物中有机碳和氮同位素的成岩演化轨迹, 水合物发育处δ¹⁵N值和C/N比值同时变低, 且δ¹³C值相对较重; 在水合物稳定带内δ¹⁵N值的亏损将近2‰. 水合物发育处沉积物中氮含量的增加和δ¹⁵N值的亏损, 推断可能与天然气水合物发育处沉积物中细菌(包括古细菌)的固氮作用有关. 沉积物中有机质中碳、氮同位素的分布与沉积环境的变化同步响应, 同时亦反映流体活动的变化.     

乌梁素海悬浮颗粒物和沉积物有机碳同位素特征及来源

悬浮颗粒物和沉积物是湖泊有机污染物的主要承载物质,其稳定同位素研究对有效识别有机质污染导致的湖泊富营养化具有重要意义.本研究选取乌梁素海为研究区,于2019年4月（融冰期）、7月（夏灌期）和10月（秋灌期）对湖区及入湖渠道的表层沉积物和悬浮颗粒物中有机碳的δ¹³C、C/N比及总有机碳（TOC、POC）和总氮（TON、PON）含量进行测定分析,联合采用δ¹³C、C/N及同位素多元混合模型研究湖泊有机碳来源及其贡献率.结果表明,乌梁素海悬浮颗粒物有机碳δ¹³C_POC的变化范围为-23.29‰~-29.75‰,呈现10月>4月>7月、入湖渠道>湖区的趋势,悬浮颗粒物POC/PON比变化范围为4.10~21.35,呈现出4月<7月<10月的时间变化,悬浮颗粒有机质主要来源于浮游植物（51.59%）、入湖渠道泥沙（34.60%）和大型水生植物（13.76%）.沉积物有机碳δ¹³C_TOC变化范围为-27.58‰~-22.68‰,呈现4月<10月<7月的变化,沉积物TOC/TON比变化范围为3.06~23.77,时空变化明显,沉积物有机质则主要源于入湖渠道挟带的泥沙,贡献达72.79%以上,而浮游植物与大型水生植物的贡献率相差较小,分别为11.85%和15.36%.本研究可以初步判定受入湖渠道影响的富营养化湖泊中悬浮颗粒物和沉积物有机碳来源,为改善湖泊有机污染和研究有机碳来源提供更多理解.     

湖泊沉积物有机质δ13C所揭示的环境气候信息

根据我国不同纬度和高海拔地区青藏高原东部地区湖泊沉积物有机质δ＾１３Ｃ组成特征的分析,就其揭示的环境气候意义作了探讨。研究表明,湖泊沉积物有机质δ＾１３Ｃ波动间接地反映气候冷暖的波动,但高原与平原地区湖泊沉积物有机质δ＾１３Ｃ值变化具有不同的环境气候意义。这与陆生植物Ｃ３及Ｃ４植物的分布密切相关,据此初步划分为三种有机质δ＾１３Ｃ古气候类型。     

碳氮稳定同位素示踪鄱阳湖流域蚌湖丰水期的氮污染

鄱阳湖边缘深水区是鄱阳湖水位上涨时扩散而成的低洼湖区,通过对其一典型边缘湖泊——蚌湖丰水期的氮浓度和同位素特征值的检测,分析这类洪泛湖泊在水位最高时期水体颗粒有机质及无机氮的氮同位素变化特征,并识别氮污染来源及转化途径.结果表明:6月悬浮颗粒有机质碳氮同位素值(δ~(13)C:-26.7‰~-23.7‰,δ~(15)N:2.6‰~6.2‰)介于土壤有机质(δ~(13)C:-25.21‰±0.52‰,δ~(15)N:3.79‰±0.37‰)和水生植物的碳氮同位素值(δ~(13)C:-28.8‰~-24.9‰,δ~(15)N:5.3‰~8.2‰)之间.7月相比于6月,降低的δ~(13)C(-27.6‰~-23.2‰)和升高的δ~(15)N(4.3‰~7.7‰)表明暴雨冲刷带来更多的周边陆地碎屑输入.无机氮在6月以铵态氮(NH_4~+-N)为主要形态,7月以硝态氮(NO_3~--N)为主要形态.6月δ~(15)NH_4~+较负的特征值(-18.6‰±5.2‰)表明铵态氮主要来源于雨水,硝态氮(δ~(15)NO_3~-:1.4‰±3.0‰)主要来源于农业化肥和雨水.7月相比于6月,铵态氮和硝态氮的浓度和同位素值都大幅升高(分别升高了0.3和2倍,6‰和3‰),是暴雨冲刷陆地使农业化肥、城镇生活废水和畜禽养殖废水输入的结果.水生植物的δ~(15)N在7月(8.8‰±1.1‰)相比于6月(6.6‰±1.1‰)也升高了较多,是由于水生植物吸收了更高δ~(15)N废水无机氮的结果.通过颗粒有机质和无机氮的δ~(15)N分析可知,湖区水体氮的矿化作用和硝化作用较强,藻类对湖泊的内源氮贡献较弱,沿河湖的畜禽养殖在暴雨时对水域污染的威胁较大.本研究提供了洪泛湖泊氮污染治理的科学依据.     

塔里木盆地典型海相原油沥青质中1，2，3，4-四甲基苯的碳同位素组成——母源形成于强还原环境的证据

尽管已经有塔里木盆地塔北地区海相原油沥青质中以及原油中1,2,3,4-四甲基苯与1-烷基-2,3,6．三甲基苯系列化合物检出的报道,但其来源仍然未得到证实．分别利用瞬间热解-气相色谱-质谱（PY—GC-MS）与气相色谱．同位素比值质谱联用技术（GC-C-IRMS）研究了塔里木盆地塔北与塔中地区典型海相原油沥青质的热解产物组成与热解产物中单个化合物的碳同位素组成．结果表明,原油沥青质的热解产物中普遍检出了高含量的1,2,3,4-四甲基苯．热解产物中1,2,3,4-四甲基苯的δ^13C值在-19．6‰—～24．0‰之间,正构烷烃的δ^13C范围在-33．2‰—35．1‰之间．1,2,3,4一四甲基苯相对于正构烷烃以及原油沥青质显著富集^13C（分别达10．8‰～15．2‰与8．4‰～13．4‰,证明塔里木盆地海相原油沥青质热解产物中检出的丰富的1,2,3,4-四甲基苯来源于营光合作用的绿硫细菌（Chlorobiaceae）．由此可推测塔里木盆地多数海相原油沥青质的母源应形成于静水条件下H2s充溢的强还原环境．     

地热CO2-水-碳酸盐岩系统的地球化学特征及其CO2来源--以四川黄龙沟、康定和云南中甸下给为例

以四川黄龙沟、康定和云南中甸下给为例分析了地热ＣＯ_２－水－碳酸盐岩系统的水文地球化学、碳稳定同位素特征及ＣＯ_２来源,发现该类系统的水文地球化学和碳稳定同位素特征与受生物圈强烈影响的表层ＣＯ_２－水－碳酸盐岩系统明显不同,前者具有较高的ＣＯ_２分压,并富集重碳稳定同位素．此外,该类系统与出露在火成岩地层中的地热系统也不同,后者水中缺少Ｃａ~（２＋）,因而地表很少钙华沉积,且相对富集轻碳稳定同位素．进一步分析发现,该类系统ＣＯ_２来源于碳酸盐岩地层变质ＣＯ_２与幔源ＣＯ_２的混合．     

南沙海区生物单体脂类碳同位素研究

应用GC-IRMS碳同位素分析技术, 对南沙海区典型生物的单体脂类碳同位素进行了测定. 饱和脂肪酸碳同位素δ ¹³C值分布在-25.6‰~-29.7‰之间, 其平均值在不同类型生物中为-26.4‰~-28.2‰, 差值仅为1.8‰. 不饱和脂肪酸具有较重的碳同位素组成, 与同碳数饱和脂肪酸的δ ¹³C值平均相差2.9‰~6.8‰. 正构烷烃碳同位素组成为-27.5‰~-29.7‰, 不同生物之间平均值极为接近, 为-28.6‰~-28.9‰. 饱和脂肪酸和正构烷烃平均δ ¹³C值只相差1.5‰, 表明它们具有相似的生物合成途径. 不同碳数脂类碳同位素δ ¹³C值差异大都在±2.0‰之间, 反映了它们经过碳链拉长的生物合成特征. 同时, 将这些生物单体脂类碳同位素与该海区沉积脂类的进行对比研究, 建立了生物与沉积脂类的碳同位素成因关系, 为脂类碳同位素应用研究提供了科学依据.     

新疆西天山低温榴辉岩相变质作用

研究表明,新疆西天山榴辉岩相变质岩石具有以下５种类型：（１）块状蓝闪石帘石榴辉岩、蓝闪石钠云母榴辉岩类,（２）片（麻）状白云母榴辉岩类,（３）条带状方解石榴辉岩类,（４）枕状蓝闪石榴辉岩类和（５）石榴石绿辉石石英岩类．其变质过程经历了以下４个阶段演化：（１）峰前硬柱石蓝片岩相阶段（Ｔ＝３５０～４００℃,Ｐ＝０．７～０．９ＧＰａ）;（２）峰期榴辉岩阶段（Ｔ＝（５３０± ２０）℃, Ｐ＝ １．６～１９ ＧＰａ）;（３）退变绿帘蓝片岩相阶段（Ｔ＝ ５００～５３０℃, Ｐ＝ ０．９～１．２ ＧＰａ）和（４）退变蓝闪绿片岩相阶段（Ｔ＝４５０～５５０℃, Ｐ＝０．７～０．８ＧＰａ）．在此基础上,确定了其可能的Ｐ－Ｔ轨迹为顺时针型,具等温降压（ＩＴＤ）的特点,抬升回返过程中经历了两期退变蓝片岩相变质过程．新疆西天山低温榴辉岩相变质岩石代表了塔里木板块和伊犁－中天山板块间俯冲发生低温高压变质作用的结果．     

中国北方黄土区C-3草本植物碳同位素组成研究

对生长在我国北方黄土区的367个C-3草本植物样品进行了碳同位素分析, 结果表明我国北方黄土区C-3草本植物δ ¹³C值分布区间为-21.7‰ ~ -30.0‰, 平均值为-26.7‰; 黄土高原中部半湿润区的C-3草本植物δ ¹³C值分布集中, 在-24.4‰ ~ -28.5‰之间, 平均值为-27.5‰; 而黄土高原西部边缘的半干旱-干旱气候区的C-3植物δ ¹³C值变化范围在-21.7‰ ~ -30.0‰, 平均值为-26.2‰; C-3植物的δ ¹³C值在黄土高原中部的半湿润气候区比黄土高原西部边缘半干旱-干旱气候区显著偏轻. 年降雨量是造成这种显著偏轻的主要原因, C-3植物的碳同位素组成随着年降雨量的减少而变重, 在我国北方黄土区年降雨量每增加100 mm, C-3植被 δ ¹³C平均值将偏负约0.49‰左右.