东海泥质沉积区8千年来的有孔虫Mg/Ca和δ~(18)O记录及其古环境意义

对东海陆架泥质沉积区MD06-3040柱状样有孔虫进行了地球化学分析,获得了底栖有孔虫(Rotalinoides gaimardii)Mg/Ca和δ18O及浮游有孔虫(Globigerina bulloides)δ18O等的高分辨率记录。通过与微体化石群、沉积物粒度等古环境替代性指标对比分析,认为研究区有孔虫Mg/Ca和δ18O的变化主要受浙闽沿岸流和台湾暖流及其相关的东亚季风所控制,并推测了研究区近8千年来的古环境演变过程:8.0~4.1 cal.kaBP时期,夏季风盛行,台湾暖流和黑潮发育强盛,底层和表层海水都具有较高的温度、盐度和δ18O值,其中底层海水温度在5.7~5.2和4.6~4.1 cal.kaBP两个时期最高;4.1~0.4 cal.kaBP时期,冬季风盛行,台湾暖流和黑潮影响减弱,浙闽沿岸流发育增强,使海水温度和盐度及δ18O显著下降;0.4 cal.kaBP以来夏季风再次变强,台湾暖流和黑潮的影响随之增强,海水温度又明显上升。     

根据底栖有孔虫方解石的Mg/Ca推测新生代深海温度和全球冰体积

通过深海底栖有孔虫方解石的Ｍｇ／Ｃａ比值已经获得５０Ｍａ以来的深海温度记录。该记录在形式上与相应的底栖氧同位素比值（δ１８Ｏ）记录非常相似 ,并且显示了深海温度的４个主要变冷时期 ,总体下降约１２℃。底栖δ１８Ｏ记录和Ｍｇ 温度记录的一起应用表明 ,南极冰首次快速地堆积于早渐新世（３４ＭａＢＰ） ,但未伴随有深海温度的降底。一般认为 ,在过去的１００Ｍａ中 ,即从所谓的白垩纪中期的“温室”到晚新生代的“冰库” ,地球的气候经历了巨大的变化。这一时期的长期寒冷被认为是由地球表面热量及其分布的影响因素共同引起。大…     

Testing coral paleothermometers (B/Ca,Mg/Ca,Sr/Ca,U/Ca andδ18O) under impacts of large riverine runoff

Sea surface temperature (SST) proxies including B/Ca, Mg/Ca, Sr/Ca, U/Ca andδ18O were analyzed in the skeleton of aPorites coral collected from the Zhujiang River (Pearl River) Estuary (ZRE). These geo...     

基于浮游有孔虫Mg/Ca温度重建的末次盛冰期以来北欧海次表层温度的变化

对我国第五次北极科考在北欧海所采集的两根岩芯样品进行了冰筏碎屑(Ice-Rafted Debris,IRD)丰度、AMS 14C测年、有孔虫丰度统计、浮游有孔虫Neogloboquadrina pachyderma(sin.)(Nps)稳定氧碳同位素及其Mg/Ca重建的次表层海水古温度等指标分析,建立了20ka以来的年代框架。结果表明,在末次盛冰期(20.0~17.5kaBP),次表层温度整体较低(~3℃),钙质生产力下降,冰筏碎屑输入增加;在冰消期(17.5~11.7kaBP)的Heinrich Stadial 1(HS1)事件中较轻的δ^18O和δ^13C指示大量淡水输入,水体分层加剧,向北输送的北大西洋水聚集在次表层,导致次表层水温逐渐升高。从B?lling-Aller?d(B/A)事件开始,次表层水温度达到4.5℃,表明北大西洋水流入增强。早全新世(11.7~8.2kaBP)早期次表层温度达到6.5℃,钙质生产力升高,冰筏碎屑输入降低;在中全新世(8.2~4.2kaBP)早期(8.2~5.6kaBP),钙质生产力逐渐升高反映通风作用增强,导致营养盐供应增加;6.6~5.6kaBP,明显降低的次表层温度(~4℃)反映夏季太阳辐射量降低以及大西洋水流入减弱;5.6~4.2kaBP期间次表层水变暖导致δ^18O偏轻,而δ^13C轻值反映生产力降低。晚全新世(4.2~0.8kaBP)的新冰期(4.2~3.0kaBP),次表层温度逐渐降低,Nps-δ^13C偏轻反映生产力下降,Nps-δ^18O偏轻以及IRD增加反映冰融水排放。3.0kaBP以来,生产力上升,次表层水体温度不断上升,可能是向北输送的北大西洋水增强。     

淡水径流影响下珊瑚温度计(B/Ca、Mg/Ca、Sr/Ca、U/Ca和δ18O)的稳定性测试

对南海北部珠江口采集的滨珊瑚骨骼地球化学温度计指标B/Ca、Mg/Ca、Sr/Ca、U/Ca和δ¹⁸O进行了分析,目的在于测试这些地化指标在径流冲淡水影响下的稳定性.测试方法是将各个地化指标与水温对比并进行相关性分析.结果表明,Sr/Ca比值与当地水温有最好的相关性(r²=0.59),说明Sr/Ca是最稳定的温度计指标.而δ¹⁸O(r²=0.46)、B/Ca(r²=0.43)和U/Ca(r²=0.41)与水温的相关系数相对较低,说明这些指标除受到水温控制以外还受到其他环境因素的影响.在这些指标中,相关性最低的是Mg/Ca(r²=0.27),说明Mg/Ca受到除水温以外的因素影响最为显著,这就限制了Mg/Ca作为有效的温度计指标应用于古气候重建的研究.     

气体平衡法测定水的δD、δ~(18)O及其在冬季北海近岸水体示踪中的应用

在配备双路进样系统的稳定同位素质谱仪(Isotope Ratio Mass Spectrometry:IRMS)上采用气体平衡法测定微量水样的高精度氢氧稳定同位素组成,同时采用国际及国家水稳定同位素标样及实验室工作标准进行多次测试及校正,获得δD的外部精度为1.0‰-2.0‰,δ18O的外部精度好于0.1‰.利用该方法对2007年冬季北海附近表层海水、河口水等水体的δD、δ18O进行测定,结果显示,δD、δ18O组成可以区分不同的水体,δD与δ18O存在显著正相关关系,但其δD-δ18O相关关系与邻近地区大气降水有明显差异;同时δD、δ18O与盐度也存在很好的正相关关系.这些结果意味着δD-δ18O关系主要反映海水与河水的混合过程.结合现场观测的水文资料,发现δ18O与表面水温有中等相关性,意味着蒸发作用对水体的氧同位素组成也有一定的影响.这些关系可应用于海水对近岸水域影响的研究,以及利用δ18O-盐度方程重建古盐度.     

若尔盖盆地RM孔自生碳酸盐δ~(18)Ο、δ~(13)C记录所揭示的环境演化特征

利用湖泊自生碳酸盐δ１８Ο、δ１３Ｃ指标，研究了青藏高原东部边缘若尔盖盆地９０万年来的环境演化特征，划分了２３个气候阶段，并与黄土记录及深海记录进行了比较。结果显示，各记录９０万年来气候演化阶段及变化趋势具有较好的可比性，但环境特点也存在较大的差异。表明９０万年来若尔盖地区气候变化具有全球一致性的同时也存在有明显的区域特征。ＲＭ孔记录显示在２３、１７、１２等阶段暖而不湿，而１８、１６等阶段冷而不干，钻孔记录揭示的６阶段环境特征也是不同于其它任何记录。另外，在７００—４８０ｋａＢ．Ｐ．时段气候以冷湿暖干为主，明显不同于此时段前后各期的气候特征，也与黄土高原黄土—古土壤系列所揭示的冷干暖湿型气候格局形成鲜明的对照，显示了明显的区域特征。     

热带印度-太平洋浮游有孔虫Pulleniatina obliquiloculata的B/Ca和Cd/Ca指标：次表层海水碳化学参数计算的应用

Pulleniatina obliquiloculata shells from 16 core-top samples from the tropical Indo-Pacific Oceans are analyzed for the ratios of boron and cadmium to calcium(B/Ca and Cd/Ca). The B/Ca ratios show a very weak positive relationship with [B(OH)_4~-] and the dissolved carbonate species at the apparent calcification depth of P.obliquiloculata. The boron partition coefficients(K_D) between P. obliquiloculata B/Ca and seawater[B(OH)_4~-]/[HCO_3~-] distribute around 1.1×10~(-3)-1.3×10~(-3) with a mean value of(1.19±0.12)×10~(-3),and are significantly related to the nutrient concentration, especially phosphate. The lack of any clear correlation between the P. obliquiloculata B/Ca and seawater carbonate chemical parameters suggests that the physiochemical controls on boron incorporation are masked by the complexity of natural seawater condition. But the significant dependence of Ku on nutrient may likely be explained by a nutrient related growth-rate effect. Cd/Ca of P.obliquiloculata shows significant correlation with seawater phosphate concentration, and its partition coefficients(D_(cd)) are significantly related to temperature. A first-principle methodology of P. obliquiloculata B/Ca is applied;with the aid of Cd/Ca as a phosphate proxy and a constraint on K_D, to estimating sea water carbonate chemistry(e.g., pH). The results are fairly promising and allow us to propose the possibility to apply the combination of B/Ca and Cd/Ca proxies(and also Mg/Ca and δ~(18)O for estimating temperature and salinity) for the paleoreconstruction of seawater carbonate chemistry.     

南海北部表层沉积物碳酸盐含量和δ18O及δ13C的空间与粒径分布特征及其控制因素

为深入研究南海北部表层沉积物中碳酸盐的来源及其控制因素,采用湿筛法,对南海北部珠江口、陆架、陆坡及海盆表层沉积物中碳酸盐的含量、δ18O和δ13C及其粒度分布特征进行了研究。结果表明,南海北部表层沉积物中的碳酸盐可能主要以海洋自生碳酸盐为主,其含量在空间上以陆坡显著高于海盆、陆架及珠江口为特征。粒度上,陆架(水深80 m)和浅陆坡(水深550 m)处碳酸盐的粒度分布相对平均,但在珠江口及730 m以深,76.9%~84.5%的碳酸盐分布于小于32 μm的粒级中。另外,珠江口和陆架与陆坡和海盆碳酸盐δ18O和δ13C的空间及粒度分布特征显著不同。珠江口陆架区,在空间上从珠江口向陆架,全样碳酸盐的δ18O和δ13C由轻变重。粒度上,碳酸盐的δ18O和δ13C随着粒径的增大而变重,并且δ18O和δ13C之间正相关,主要受珠江淡水的δ18O及其δ13C_DIC控制。陆坡海盆区,空间上,从陆坡向海盆,δ18O略有变轻,δ13C基本不变。粒度上,碳酸盐的δ18O和δ13C随着粒度的增大没有明显的变化趋势,并且δ18O与δ13C之间不相关或负相关。其δ18O可能主要受表层海水的温度控制,其δ13C可能主要受海水δ13C_DIC控制。     

青岛湾潮间带活体底栖有孔虫Ammonia aomoriensis (Asano,1951)壳体δ18O值的季节变化

近岸浅水底栖有孔虫是陆架海区古环境重建的重要手段,但是至今对其活体的研究非常缺乏。2014年6月至2015年5月对青岛湾潮间带活体底栖有孔虫Ammonia aomoriensis进行了连续12个月的采样,用虎红染色以确认活体。对壳径范围在200~550μm的活体壳体,以每增加50μm壳径为一组,进行δ18O测试。结果显示,A.aomoriensis壳体δ18O的月平均值的季节变化趋势与温度和盐度一致,与温度反相关,与盐度正相关,即青岛湾A.aomoriensis壳体δ18O值受温度和海水δ18O的影响,其壳体δ18O值表现出了很好的季节性波动。但是A.aomoriensis壳体δ18O的变化滞后于所测温度和盐度约2个月,其记录的是虫体在生长周期内在真实钙化温度下分馏所得的δ18O值。     

极高温度下17O(p,α)14N与17O(p,γ)18F两反应道分支比的计算

本文计算在极高温度 (非共振能量情况 )下 1 7O(p,α) 1 4N与 1 7O(p,γ) 1 8F两反应道分支比。在 (2～ 3)× 10 7K温度范围内其分支比 R约为 5 .4× 10 - 8。这表明在 CN O循环中 ,核反应 1 7O(p,α) 1 4N可以忽略     

最近千年来山东半岛西部气候环境变化的石笋δ18O、δ13C记录(Ⅰ)

Ky1石笋采自山东半岛西部的开元洞,沿生长轴方向长度75 mm。在高精度U-230Th测年基础上,通过年纹层连续计数和平均沉积速率内插/外推相结合的定年方法,确定Ky1石笋生长于892-1894AD的1 000年间。在沿石笋生长轴采集的583个样品中,选择303个进行了δ18O、δ13C测试,平均分辨率约为3年。结果显示,最近1 000年来Ky1石笋的δ18O比值变化呈现明显阶段性,显示与小冰期(LIA)和中世纪暖期(MWP)对应的数百年尺度波动。根据δ18O记录,山东半岛在1482AD前后发生与MWP/LIA转换对应的气候突变,1 482 AD前相当于夏季风强烈、降水较多的中世纪暖期,1482AD后则为夏季风微弱、降水较少的小冰期,以1609AD夏季风最弱。Ky1石笋的δ13C比值变化,也由与MWP、LIA相当的两个阶段构成,其间也存在突变关系。比较而言,δ13C变化要比δ18O显著平缓,而且LIA后期以来二者变化明显不同步。最近1 000年来,与MWP/LIA对应的气候突变相当于明朝中期;就各个朝代内部的气候变化趋势而言,不同朝代之间不尽相同;不同朝代之间的更替期均大致与MWP、LIA内部的次级气候突变时期对应。因此,中世纪暖期和小冰期内部的次级气候波动对中国社会发展的影响,可能比千年尺度上最剧烈的MWP/LIA突变本身更显著。另一方面,洞穴所在山地的土地利用程度不断提高,其与气候变化共同影响着洞穴所在山地的植被的C3/C4植物构成及土壤性质,从而影响到石笋δ13C比值。从892-1318AD,土地利用对山地植被构成、土壤特征的影响程度尚不及气候变化;1318-1479AD,已达到或超过小幅度的气候变化;1483-1779AD,达到或超过大幅度的气候变化;1779-1894AD,土地利用程度趋于稳定,气候变化对环境的影响程度则又相对凸显。     

印度洋马约特（Mayotte）礁过去34ka以来的海平面变化和δ^18O记录

印度洋马约特（Ｍａｙｏｔｔｅ）礁过去３４ｋａ以来的海平面变化和δ￣（１８）Ｏ记录ＭｉｃｈｅｌＣｏｌｏｎｎａ等很少有资料证明以冰期后时期珊瑚礁为依据的海平面曲线，只有一条过去１７０００多年的参考曲线取自巴巴多斯近海处区域上受晚第四纪隆起影响的化石礁。考...     

采用孔隙水的氧同位数分馏和δ^18O异常估算天然气水合物含量

大西洋西部布莱克海岭ODP164航次994，997钻孔沉积物孔隙水δ^18O值在上部200mbsf为0.3--0.5‰（SMOW），随深度增加而出现下降趋势；然后在含水合物带（200-450mbsf)出现明显的正异常波动，△=0.2-0.5‰，最后随深度从-0.4‰增加到700mbsf时的-0.2‰。含流水作业事物带δ^18OIW的正偏移可能是沉积物岩心中水合物分解造成的，天然气水合物样品富δ^18O,δ^18O值为2.7-3.5‰，水合物和其周围孔隙水的δ^18O值算得，在12-16℃，31MPa(海平面下3km)条件下的其分馏系数为1.0034-1.0040。根据该分馏系数和布莱克海岭水合物带同位数异常推算，该沉积物孔隙中水合物的饱和度为6-12%。     

再探温跃层有孔虫B/Ca与温度和[CO32-]的依赖性及其在24 ka以来热带西太平洋次表层碳酸盐系统重建中的应用

The B/Ca ratio of planktonic foraminifer shells has been used as a proxy for reconstructing past ocean carbonate chemistry. However, recent studies have revealed significant uncertainties associated with this proxy, such as whether seawater temperature or [ CO_3~(2-)] is the dominant control on the partition coefficient(K_D) of planktonic foraminiferal B/Ca. To address these uncertainties and thus improve our understanding of the planktonic foraminiferal B/Ca proxy, we analysed B/Ca ratios in the tests of Neogloboquadrina dutertrei(300–355 μm) and Pulleniatina obliquiloculata(355–400 μm) in surface sediment samples from the tropical western Pacific and South China Sea. The relationship between these B/Ca ratios and bottom water calcite saturation states(Δ[ CO_3~(2-)]) is weak, thus suggesting only a small dissolution effect on the B/Ca of the two species. The correlation coefficients(R~2) between the B/Ca ratios of N. dutertrei and P. obliquiloculata and environmental parameters(e.g., temperature, salinity, phosphate, DIC and ALK) in the tropical western Pacific and South China Sea are not high enough to justify using B/Ca ratios as a palaeoenvironmental proxy in the study areas. The significant correlation between K_D values of N. dutertrei and P. obliquiloculata and carbonate system parameters(e.g.,[ CO_3~(2-)], DIC, ALK, pH and [ HCO_3~-]) in the study area reflect chemical links between the K_D denominator and these variables. Based on our surface sediment calibration, an empirical relationship between the K_D of N.dutertrei and temperature is proposed in the tropical western Pacific. We also generated a record of B/Ca ratios in N. dutertrei(300–355 μm) from Core MD06-3052 in the tropical western Pacific over the past 24 ka to evaluate the application of the revised B/Ca proxy method. Based on the reconstructed empirical relationship for B/Ca and subsurface seawater ALK, we estimated subsurface seawater carbonate system parameters in the tropical western Pacific since 24 ka. In general, the estimated subsurface seawater pH and [ CO_3~(2-)] show an increase with time, and the record of subsurface seawater pCO_2 shows a decrease with time, in the tropical western Pacific over the past 24 ka. The consistent trends in subsurface seawater pCO_2 and opal flux during deglaciation may imply that the reported increase in subsurface water pCO_2 in the study area was promoted by enhanced upwelling in the Southern Ocean.     

极高温度下17O(p,α)14N与17O(p,γ)18F两反应道分支比的计算

本文计算在极高温度(非共振能量情况)下     

南黄海和东海海水18O的组及其意义 O的组成及其意义

对2006年夏季采自南黄海和东海的海水进行了18O同位素组成的分析,结合温度与盐度的分布,探讨了影响研究海域海水δ18O分布的主要因素。结果表明,南黄海和东海海水的δ18O与盐度之间具有良好的线性正相关关系,据此确定出夏季黑潮水和陆地径流水的特征δ18O值分别为0.20‰—0.45‰和9.85‰。依据海水δ18O的分布,探讨了黑潮水、长江冲淡水和黄海冷水团对研究海区δ18O分布的影响,结果显示,夏季黑潮水仅影响到台湾东北部陆架坡折以外的海域,其影响路径可能以气旋式涡旋的形式出现;在长江口附近海域,长江径流水进入东海后,对长江口东北部海域的影响范围较其南部更为宽广,可到达济州岛西南部。在南黄海海域,海水δ18O的分布可清晰指示出南黄海冷水团的位置,黄海冷水团的形成可能与冬季的黄海暖流具有一定的联系。