内蒙古伊克昭盟盐湖晚第四纪氧碳同位素记录及古气候研究

根据内蒙古伊克昭盟５个盐湖中６个钻孔岩心的３４０件氧碳稳定同位素样品测试数据，分析了该区的古气候变化特征。氧碳同位素记录的研究表明，盐湖水体的δ＾１３Ｃ值的湖动主要受湖泊水体中ＴＤＩＣ变化以及湖泊水体与大气间碳交换的制约。盐湖的水体环境在过去２３ｋａ之中经历了１７次明显的波动变化，提示了晚更新世冷湿－早全新世暖湿－中晚全新世暖干的晚第四纪气候变化规律及３个重要的气候事件，并预测未来全球长周期气候演     

石笋氧碳同位素古气候代用指标研究进展

洞穴石笋以其独立的绝对年龄和稳定的古气候代用指标而成为很好的陆地古气候研究材料。应用U 系定年,可以获得独立精确的日历年时间序列,结合年纹层统计,可以获得年际甚至是季节性变化古气候记录。作为古气候代用指标,石笋氧同位素具有全球可对比性,现已建立了氧同位素的全球气候变化曲线,显示了比深海氧同位素及极地冰芯氧同位素记录更多的优势。石笋δ18O 的影响因素很多,在东亚季风控制区和其它季风控制区,石笋的δ18O 反映了夏季风的强度或者是季风降雨的变化。这些全球可对比的具有高精度绝对定年的石笋δ18O 记录,突破了早期的单一温度控制机理,不仅为古气候学家提供了坚实的古气候变化时间序列,而且使古气候研究能从机理上探讨其变化规律。δ13C不如δ18O 具有全球可对比性,在同位素平衡的开放体系,石笋δ13C 主要反映了洞穴上覆土壤CO2 的同位素特征。因此,一般认为石笋δ13C可直接反映当地植被的特征,包括植被类型C3/C4 比率的变化及植被的茂盛与衰退,在一些地区也可作为大气降水和温度变化的指标。石笋δ13C 很易受到蒸发作用、滴水的快速去气、动力分馏、碳酸盐的先期沉积等影响而使得其数值偏正,应该予以重视。通过介绍石笋氧碳同位素的研究现状,使得读者对石笋的稳定同位素指标有一个初步认识。同时,对今后的研究方向给与一定的探讨。     

湖北清江石笋的碳氧同位素组成及其古气候意义

测定经铀系法和1 4 C法精确定年的石笋 (Z 2 )的碳氧同位素组成 ,探讨它们对古气候的指示意义。研究结果表明 ,研究区石笋碳酸盐氧同位素主要组成反映了地表水的氧同位素组成 ,受气候的两要素———气温和湿度控制 ;碳同位素组成则反映当地的植被面貌 ,即C3和C4植物的比例 ,间接指示古湿度。洞穴石笋稳定同位素的定量解译尚需进一步研究。     

岷江叠溪古堰塞湖沉积物碳酸盐碳氧同位素记录所揭示的古气候演化特征

距今近2万a来的古气候恢复越来越受到人们的重视，研究的方法途径也越来越丰富，利用沉积物碳酸盐碳氧同位素δ^18O、δ^13C值来反演古气候就是其中之一。文章利用古堰塞湖沉积物碳酸盐碳氧同位素记录对岷江上游叠溪古气候演化特征的初步研究表明，在距今约22000－9000年（约22KaBP-9KaBP)间该区古气候可分为7个阶段。各个阶段的古气候特征分别为：①约22kaBP-20kaBP，气候为冷干；②约20kaBP-17kaBP，气候为冷湿；③约17kaBP-14kaBP，气候为热干；④约14kaBP-13kaBP，气候为冷湿；⑤约13kaBP-11kaBP，气候为热偏干；⑥约11kaBP-10kaBP，气候为热干；⑦约10kaBP-9kaBP，气候为冷湿。     

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加下：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δ＾１８Ｏ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（     

南海北部滨珊瑚硼同位素气候环境指示意义再研究

珊瑚碳酸盐硼同位素（δ¹¹B）是古海洋中非常重要、具有特殊环境指示意义的地球化学指标。利用δ¹¹B重建古海水pH值,极大地推动了对海洋酸化历史以及海洋生物适应酸化潜力的认识。然而最近的研究表明,自然环境下生长的珊瑚具有非常强的调控钙化流体pH的能力,甚至有可能超过外部海水pH的影响,为δ¹¹B-pH指标研究带来了极大的挑战。因此,需要对珊瑚钙化流体δ¹¹B-pH气候环境指示意义重新进行分析、挖掘和再解释。本文利用前人测量的南海北部滨珊瑚（Porites）长时间尺度的钙化流体δ¹¹B-pH记录,根据大气二氧化碳、海水温度、海水溶解无机碳含量和总碱度记录对δ¹¹B-pH进行了重构。结果显示冬季风能够影响珊瑚礁海水pH值和珊瑚内部钙化环境,是控制南海北部珊瑚钙化流体pH值变化的主导因素。对于珊瑚礁周围的海水,冬季风通过影响珊瑚礁生态系统的钙化作用、光合作用以及水体交换来控制海水pH值;对珊瑚内部钙化流体,冬季风通过影响温度,从而影响珊瑚呼吸作用来调控钙化流体溶解无机碳含量,最终影响流体pH值。虽然目前利用珊瑚δ¹¹B-pH精确地定量重建外部海水pH存在着挑战和不确定性,但是在南海北部这个冬季风敏感海区,珊瑚δ¹¹B-pH可以作为冬季风强度变化的潜在新指标。

     

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。     

泥盆纪海水的碳、氧同位素变化——来自腕足化石的同位素记录

生物壳体中的碳、氧同位素一直被用来反演地质历史时期海水同位素组成。具有较强抵抗成岩后生作用(低镁方解石)的腕足化石,分布广泛,被认为是反演古生代海水同位素的理想样品之一。本文通过对四川龙门山泥盆纪保存完好的腕足化石碳、氧同位素的提取,建立该时期海水同位素变化曲线,并对其控制因素进行探讨。研究显示：碳同位素组成在~2‰~+2‰(PDB下同)之间变化。其间经历3个旋回,其相对高值分别对应龙门山地区其中3个成礁期。同时因海平面变化不同,碳同位素表现出正偏幅度的不同。表明生物生长以及海平面变化共同控制着海水碳同位素组成,且生物生长对其影响较大。氧同位素组成在4‰~ -10‰之间变化。在埃姆斯阶对应的甘溪组、谢家湾组以及二台子组时期,氧同位素从-10‰逐渐升高到-6‰。但相对于世界其他地区该时期氧同位素偏低-2‰~ -4‰。可能原因是早期处于封闭海洋环境的平驿铺群时期,淡水注入造成海水氧同位素严重偏负。埃姆斯阶全球海平面上升,广海海水同化作用,氧同位素不断上升。从养马坝至小岭坡组时段内,氧同位素在-4‰~ -6‰之间变化,同世界其他地区相当。其幅度变化表明：温度可能是其控制因素。     

南中国海8KL岩芯氧同位素第6期以来的氧、碳稳定同位素记录与堆积速率研究

通过对南中国海重力活塞岩芯８ＫＬ的４个浮游有孔虫种和２个底栖有孔虫的δ１８Ｏ和δ１３Ｃ则定，发现浮游和底栖有孔虫种的氧同位素记录可清晰地划分出１８６Ｋａ以来的氧同位素的１-６期。浮游有孔虫的碳同位素记录了氧同位素１／２和５／６期界限处两个明显变轻的事件。反映了由冰期向间冰期过渡时存在着显著的中层水和底层水上涌现象。根据浮游有孔虫种的氧同位素组成判断，各浮游有孔虫种的生存深度由浅至深依次为，Ｇｌｏｂｉｄｅｒｉｎｏｉｄｅｓｒｕｂｅｒ（ｐｉｎｋ），Ｇ·ｒｕｂｅｒ和Ｇ．ｓａｃｃｕｌｉｆｅｒ。氧同位素地层学研究表明，南中国海冰期时的沉积速率和沉积通量要明显大于间冰期。     

Temporal variations of heavy metals in coral Porites lutea from Guangdong Province, China： Influences from industrial pollution, climate and economic factors

1 IntroductionCorals are an important proxy for reconstructingpaleo-environment and revealing global changes in thepast. Variations of heavy metals in the growth bands ofcorals can provide important information about the oce-anic environment.Bastidas and …     

海南岛南部侏罗系的发现——来自碎屑锆石U-Pb年龄及Hf同位素的证据

海南岛一直被认为缺失侏罗纪沉积记录,指示了海南岛与大陆内部不一样的中生代演化特征。对海南岛南部三亚地区尖岭剖面和海螺岭剖面紫红色碎屑岩,以及早白垩世鹿母湾组进行了详细的野外地质调查和碎屑锆石U-Pb同位素分析。结果表明,尖岭剖面和海螺岭剖面的紫红色碎屑岩具有高度一致的碎屑锆石年龄谱,限定的最大沉积年龄为172～174Ma,完全不同于下伏晚奥陶世榆红组和海南岛早白垩世鹿母湾组沉积岩的碎屑锆石年龄谱。综合区域构造-岩浆活动和中—新生代碎屑锆石年代学分析结果及尖岭剖面紫红色碎屑岩中锆石Hf同位素特征,认为海南岛三亚地区尖岭和海螺岭紫红色碎屑岩应沉积于172～158Ma之间,属于中—晚侏罗世沉积岩。其沉积物源和构造背景与广东东部和福建沿海同时代沉积岩相似,指示华南东南沿海地区在中—晚侏罗世具有统一的大地构造背景。     

Late Quaternary barrier and fringing reef development of Bora Bora (Society Islands,south Pacific): First subsurface data from the Darwin‐type barrier‐reef system

The universally known subsidence theory of Darwin, based on Bora Bora as a model, was developed without information from the subsurface. To evaluate the influence of environmental factors on reef development, two traverses with three cores, each on the barrier and the fringing reefs of Bora Bora, were drilled and 34 uranium‐series dates obtained and subsequently analysed. Sea‐level rise and, to a lesser degree, subsidence were crucial for Holocene reef development in that they have created accommodation space and controlled reef architecture. Antecedent topography played a role as well, because the Holocene barrier reef is located on a Pleistocene barrier reef forming a topographic high. The pedestal of the fringing reef was Pleistocene soil and basalt. Barrier and fringing reefs developed contemporaneously during the Holocene. The occurrence of five coralgal assemblages indicates an upcore increase in wave energy. Age–depth plots suggest that barrier and fringing reefs have prograded during the Holocene. The Holocene fringing reef is up to 20 m thick and comprises coralgal and microbial reef sections and abundant unconsolidated sediment. Fringing reef growth started 8780 ± 50 yr bp ; accretion rates average 5·65 m kyr^?1. The barrier reef consists of >30 m thick Holocene coralgal and microbial successions. Holocene barrier‐reef growth began 10 030 ± 50 yr bp and accretion rates average 6·15 m kyr^?1. The underlying Pleistocene reef formed 116 900 ± 1100 yr bp , i.e. during marine isotope stage 5e. Based on Pleistocene age, depth and coralgal palaeobathymetry, the subsidence rate of Bora Bora was estimated to be 0·05 to 0·14 m kyr^?1. In addition to subsidence, reef development on shorter timescales like in the late Pleistocene and Holocene has been driven by glacioeustatic sea‐level changes causing alternations of periods of flooding and subaerial exposure. Comparisons with other oceanic barrier‐reef systems in Tahiti and Mayotte exhibit more differences than similarities.     

不纯碳酸盐碳氧同位素组成的在线分析

利用 GV IsoPrime(R)Ⅱ型稳定同位素质谱仪测量不纯碳酸盐样品的碳氧同位素组成,这些样品是用国家碳酸盐碳氧同位素一级标准物质 GBW04406与去除了碳酸盐的沉积物混合配制而成的, CaCO3含量在 2%～ 90%之间.结果显示 ,δ 13C内部精度为 0.002‰～ 0.005‰ (1σ ),δ 18O内部精度为 0.003‰～ 0.009‰ (1σ ),与测量所得的纯 CaCO3国际国内标准物质结果的内部精度范围一致,且外部精度达到仪器的指标要求,同时 ,不同 CaCO3含量样品的δ 13C和δ 18O的测量值 (测量平均值:δ 13C =-10.932‰± 0.021‰,δ 18O=-12.483‰± 0.054‰; 1σ )也在误差允许范围之内与 GBW04406推荐值 (δ 13C=-10.85‰± 0.05‰, δ 18O =-12.40‰± 0.15‰ ; 1σ )一致.可见碳酸盐的含量并不影响其碳氧同位素组成的分析结果,所以在线分析不纯碳酸盐的碳氧同位素组成是可行的,在线分析不纯碳酸盐样品的碳氧同位素组成之前应先对样品中碳酸盐含量进行大致估计,根据碳酸盐含量高低来确定样品用量以达到最佳分析效果.     

方解石811N:一种可能的微区碳氧锶同位素分析标准

同位素标准物质是同位素分析的基准物质和数据比较的重要依据。方解石811作为碳酸盐碳氧同位素的实验室标准物质,具有良好的适用性,但由于制备时间久远,存量日益减少,且性状信息缺乏,影响了该标准在微区微量分析中的运用。本次研究选用未制备的811方解石(811N)作为研究对象,结合多种分析技术从不同尺度对其矿物组成、元素含量分布、碳氧同位素组成进行分析,揭示其相关信息及规律,并探讨了其Sr同位素组成,从而为下一步811N的制备和使用提供参考信息,有助于该样在不同碳酸盐分析和研究,特别是微区微量元素和同位素中的运用。实验结果表明,方解石811N较为纯净,主要为方解石,只含有微量的白云石、针铁矿、黏土矿物;除主要化学成分(CaCO₃)外,含有微量的Mg、Mn、Sr、Si、REE、U、Th等元素,Mg、Mn、Sr含量在整体分布上存在一定的变化,但在局部相对均匀。碳氧同位素组成整体差异程度相对较小,且其差异程度和元素均匀性呈对应关系,主要区域碳氧同位素组成均匀。Sr同位素组成在不同区域中无明显差异。本次研究认为811N是合适的碳酸盐碳氧同位素分析标准物质,该样制备后能够满足碳氧同位素分析和研究的需要,同时该样具备适用于微区微量C、O、Sr同位素分析和研究的潜力。     

Shoreline tufa and tufaglomerate from Pleistocene Lake Bonneville,Utah, USA: stable isotopic and mineralogical records of lake conditions,processes, and climate

Shoreline carbonate deposits of Pleistocene Lake Bonneville record the conditions and processes within the lake, including the evaporative balance as well as vertical and lateral chemical and isotopic gradients. Tufas (swash‐zone) and tufaglomerates (cemented, subaqueous colluvium or beachrock) on multiple, well‐developed shorelines near the Silver Island Range, Utah, also present an opportunity to examine physicochemical lake processes through time. Three shorelines are represented by carbonate deposits, including the 23–20 ka Stansbury stage, 15–14.5 ka Bonneville stage, and 14.5–14 ka Provo stage. Mean δ¹⁸O_VSMOW values of all three shorelines are statistically indistinguishable ( ～ 27 ± 1‰), when a few Bonneville samples of unusual composition are neglected. However, differences in primary carbonate mineralogy indicate that the correspondence is an artefact of the different fractionation factors between calcite or aragonite and water. Second, in order to sustain a much smaller, shallower lake during the colder Stansbury stage, the climate must have also been relatively dry. Third, δ¹⁸O values in tufa are higher than tufaglomerate by ～ 0.5‰, consistent with greater evaporative enrichment of lake water in the swash zone. Fourth, mean δ¹³C values for the Provo, Stansbury and Bonneville shorelines (4.4, 5.0 and 5.2‰, respectively) show that carbon species were dominated by atmospheric exchange, with the variations produced by differences in the oxidation of organic matter. Comparisons of shoreline carbonates with deep‐lake marls of the same approximate age indicate that shoreline carbonate was much higher in δ¹³C and δ¹⁸O values (both ～ 2.5‰) during Bonneville time, whereas isotopic differences were minor (both ～ 1‰) in Stansbury time. In particular, the Bonneville stage may have sustained large vertical or lateral isotopic gradients due to evaporative enrichment effects on δ¹⁸O values. In contrast, the lake during the much shallower Stansbury stage may have been well mixed. Differences in the primary mineralogy (Stansbury and Bonneville, aragonite > calcite; Provo, calcite > aragonite) reflect profound differences in lake chemistry in terms of open versus closed‐basin lakes. The establishment of a continuous outlet during Provo time probably reduced the Mg²⁺/Ca²⁺ ratio of lake water. Curiously, regardless of primary mineralogy, tufaglomerate cements are enriched in Na⁺ and Cl^? and depleted in Mg²⁺ relative to capping tufa of the same age. This probably reflects vital or kinetic effects in the swash zone (tufa). We suspect that ‘abiotic’ effects may have been important in the dark pore space of developing tufaglomerate, where the absence of light suppressed photosynthesis. Copyright © 2005 John Wiley & Sons, Ltd.     

贺兰山地区树轮碳氧同位素与夏季风降水的相关性讨论

分析了贺兰山地区油松树轮的稳定碳氧同位素组成对环境因素的响应关系 , 发现树轮碳氧同位素组成均与当年 5～ 9月总降水量具有较好的响应关系 , 碳同位素组成与 5～ 9月总降水量呈负相关关系 ,而氧同位素组成与 5～ 9月总降水量呈正相关关系 ,二者都可较好地反映该地区夏季风降水量的变化.同时 ,碳氧同位素的相关性分析表明二者具有一定程度的负相关性.树轮碳氧同位素的分馏机理十分复杂,其同位素组成不仅与降水量有关,同时还受其他环境因素的影响,单纯利用一种同位素指标来提取相应的气候信息,存在很大的不确定性.在本研究中 ,同时采用两种同位素指标来研究其气候意义 ,使得出的结论更加可靠.因此 ,夏季风降水量是控制该地区树轮稳定碳氧同位素组成的主要因素.     

中国湖相碳酸盐岩时空分布与碳氧同位素特征*

湖相碳酸盐岩产状多样,多以夹层形式分布在碎屑岩剖面中,也见以结核或钙质微体化石等薄层赋存于泥岩、页岩等碎屑岩中,具有层数多、单层薄、呈韵律性变化等特点。受构造背景、物源输入和古环境等因素控制,中国湖相碳酸盐沉积最早出现于二叠纪,主要发育时段为古近纪,具有沉积时间跨度大、分布面积广的特征。湖相碳酸盐岩按成因可分为原生沉积型、成岩改造型和热液喷流型3类。中国湖相碳酸盐岩的碳氧同位素特征可揭示原生和成岩过程中水介质环境的差异性: (1)δ¹³C和 δ¹⁸O 密切相关,且δ¹³C多正偏,指示封闭型咸水、半咸水湖泊环境;(2)δ¹³C和 δ¹⁸O 无相关性,且δ¹³C多负偏,指示开放型湖泊环境;(3)δ¹³C严重正偏,指示成岩作用时发酵带的环境受到古细菌参与的甲烷生成作用的影响。     

辽西下白垩统义县组湖相碳酸盐岩碳氧稳定同位素组成及其沉积环境

通过辽西义县盆地上白垩统义县组湖相碳酸盐岩碳氧稳定同位素组成,分析了赋存热河生物群的义县盆地湖湘沉积环境.该地层序列中碳酸盐岩的δ13C值在-4.825‰～6.870‰之间;δ18O值在-16.190‰～-7.143‰之间,均呈负值,这表明当时水文特征趋于封闭,气候炎热干燥,湖水温度和盐度均较高,火山活动可能是影响义县...