河蚬壳体不同断面碳、氧同位素研究

生物壳体碳酸盐的稳定氧、碳同位素已经被广泛地应用在古气候、古环境研究中,在生物壳体就位分析中,壳体不同断面上同位素的差异将影响对壳体同位素所指示的环境意义的判断,从而对利用其提取气候环境信息造成不利影响。本文对河蚬壳体不同断面碳氧同位素进行了研究,结果表明:河蚬壳体碳同位素变化序列在不同断面上不存在显著差异,因此在做碳同位素时间序列研究时可以不考虑不同断面差异的问题,在取样过程中可以通过延长取样的长度来获得足够量的样品进行碳同位素的测定;而氧同位素变化序列在不同断面上存在差异,因此在进行壳体就位分析研究时,选取不同断面上氧同位素变化序列对研究结果影响较大,存在壳体断面选择的问题,而在取样过程中取样的长度应控制在一定范围内,避免同一生长环上距离较远位置粉末的混合。文中最后根据壳体不同断面同位素差异确定了在壳体就位分析中如何选取研究断面。     

新元古代“雪球”事件对海水碳、硫同位素组成的影响

在新元古代晚期地球上曾发生过全球性的冰川作用，一些学者称之为“雪球”事件。在新元古代“雪球”事件前后，古海水的C、S同位素组成都出现了非常大的变化，在“雪球”之前海水中的碳酸盐非常富集^13C，在“雪球”期间和紧随其之后贫^13C，然后δ^13C值出现了高达10‰的正漂移；在“雪球”开始之前古海水硫酸盐的δ^34S值呈逐渐降低的变化特征，紧随“雪球”之后古海水硫酸盐的δ^34S值出现了超过20‰的正漂移，达到地质史上的最高值，同期形成的硫化物具有异常高的δ^34S值。“雪球”事件前后古海水C、S同位素组成的大幅度变化，是由“雪球”前后全球环境的剧烈变化引起的。“雪球”前后海水C、S同位素的大幅度变化是与“雪球”有关的特殊环境条件作用的结果，也是“雪球”事件存在的有力证据。     

有机质碳同位素热力学分馏与天然气碳同位素组成

干酪根中不同结构和官能团具有不同的碳同位素组成,这种差异可以用有机质碳同位素热力学同位素因子（β因子）进行预测。煤岩模拟实验产物中,δ13CCO2相对烃类气体而言明显偏重,这与干酪根中羧基的β13C较大有关。含水实验产物的δ13CCO2轻于无水实验产物的δ13CCO2是由于含水实验中所增加CO2的碳同位素组成相对较轻造成的,含水实验增加的CO2产率是由β13C相对较小的部分亚甲基碳通过断裂、氢转移、以及与水反应转变而来。模拟实验低温阶段（≤300℃）,甲氧基中的甲基断裂可能的甲烷形成的主要方式。而甲氧基的β13C大于甲基,所以低温阶段出现了甲烷碳同位素组成先较重后变轻的现象。     

利用稳定同位素技术研究广西桂江流域水体中碳的来源

本文对岩溶区不同类型样品中的有机碳同位素样品前处理的分离提纯技术进行了研究,并对广西桂江流域水体进行了稳定有机碳同位素分析.结果表明,C3植物对桂江水体可溶性有机碳(DOC)有很大比例的贡献,而水生生物对水体有机碳影响较小.抚河流域比漓江流域有较高的(DOC)含量,可能与非岩溶区土壤微生物活动强,土壤活性有机碳含量高有...     

Tree-Ring Carbon Isotopic Constraints on Carbon-Water Exchanges between Atmosphere and Biosphere in Drought Regions in Northwestern China

The comparison between the carbon isotope and the index of ring width of a pine disc from the Tuomuer Peak region in Xinjiang shows that the effects of climate changes on the tree-ring growth and carbon iso-topic fractionation varies with time. The reason is probably relative to the characters of climate changes and adaptability of the tree-ring growth to climate changes. The relationships between the atmospheric CO2 level and the revised δ13Cair by the tree-ring carbon isotope indicate that the carbon cycle is not in a steady state, but under a stage-change condition in this area. It also can be concluded that the ratio of CO2 from the terrestrial eco-system has increased, and the flux of CO2 exchange between the atmosphere and the biosphere was gradually increasing over the past century. In addition, the results also confirm the validity and superiority of the carbon isotope to the research of the water-use efficiency.     

山东金刚石碳同位素组成的二次离子质谱显微分析

华北克拉通山东金刚石晶体生长的多阶段性及碳同位素组成已被人们关注,但很少有人对不同阶段金刚石及其内部的碳同位素组成变化进行分析。本文利用二次离子质谱(SIMS)微区分析技术对山东金刚石晶体内部不同阶段生长的δ13C进行了原位测试分析,得出山东金刚石δ13C的变化范围在-5.6‰～-2.01‰,平均值为-3.63‰,与前人对华北克拉通金刚石碳同位素组成测试值(δ13C在-14.71‰～-0.46‰,主要集中在-9‰～-4‰之间)大致相同,位于全球橄榄岩型金刚石及幔源碳同位素组成主要范围(-8‰～-2‰)内。结合金刚石生长环带阴极发光图像,认为金刚石自核心部位至边缘,在同一期生长环带内,其δ13C值呈变重趋势;在多期复杂生长环带之间,δ13C值因结晶时的地质环境不同而存在差异。δ13C值的这种变化揭示了该地区金刚石复杂的生长环境,为解析华北克拉通地幔碳循环提供了定量数据。     

水合物生成过程中碳同位素组成变化的实验研究

天然气水合物是一种新型的洁净能源。甲烷天然气水合物是储量最丰富的一种类型,常出现在深海中或极地大陆上,其生成的过程中会发生同位素的分馏效应。通过实验室模拟水合物生成的过程,利用天然海水与甲烷或二氧化碳气体反应,以及更接近实际生成环境的甲烷-海水-沉积物动态聚散实验,对甲烷水合物和二氧化碳水合物生成前后δ13C值进行测定,研究水合物生成过程中δ13C的变化情况。实验证明,水合物反应中碳同位素分馏是存在的,其变化程度明显小于氧同位素和氢同位素。甲烷水合物碳同位素的分馏系数αC的值为1000 3~1000 9。二氧化碳水合物生成反应后气相的碳、氧同位素变轻,重同位素趋向于进入水合物中,二氧化碳水合物碳同位素的分馏系数αC的值为1000 7~1001 2。海水中溶解的CO2气体在甲烷水合物形成过程中会被水合物捕获,从而使得δ13CDIC值变小,重的碳同位素趋于进入水合物中,而较轻的碳同位素留在海水中。但由于海水中含有的溶解CO2气体有限,经过多轮水合物动态聚散后δ13CDIC值的变化幅度会越来越小。     

Characteristics of Hydrogen-rich Coals in Southern China: Implications from Organic Geochemistry and Carbon Isotopic Compositions

The organic geochemical characteristics of hydrogen-rich coal in southern China were investigated synthetically through organic geochemistry and carbon isotope analyses.The results showed that the hydrogen contents of the test samples were more than 5.0% and the H/C atomic ratios were between 0.76-1.06.Samples were found to be composed mostly of Type Ⅱ-Ⅲ℃ kerogen,consistent with good hydrocarbon-generation potential.The R_o(0.54-1.10%)and T_max(430-453℃)values imply that the hydrogen-rich coals were in low maturity to mature stages.Stable carbon isotopic ratios(δ¹³C_org)of the samples used varied from ?24.5‰ to ?23.4‰,the barkinite content ranging from 13.9% to 83.3%,indicating a predominantly terrestrial origin with marine influence during coal formation.Some organic geochemical parameters showed corresponding changes as the hydrogen content increased from 5.0% to 7.0%,however,the source inputs changed significantly when hydrogen content was greater than 6.0%.Terrestrial higher plants gradually become predominant within the coal-forming materials,whereas this dominant position is not apparent at lower hydrogen contents,which is attributable to the strong seawater effect during the hydrogen-rich coal formation process.     

微生物降解有机物的碳氢同位素分馏研究进展

微生物降解使有机化合物的稳定碳、氢同位素发生不同程度分馏的研究在有机污染物来源和微生物环境修复等领域取得了长足进展,并对原油和天然气微生物降解研究有借鉴意义。微生物作用下的同位素分馏为动力同位素分馏,导致重同位素在残余物中富集。影响微生物降解有机物同位素分馏的主要因素有微生物的降解代谢途径、辅酶作用、降解类型与程度、同位素质量差异和有机物碳数等。不同的微生物代谢途径代表不同的生物化学反应,造成了同位素分馏的显著差异;辅酶对反应的催化作用使微生物作用造成的同位素分馏更加复杂。低碳数正构烷烃遭受微生物降解程度越高,碳、氢同位素的分馏也越大,同位素变重与降解程度之间有明显的相关性。但对于复杂化合物,由于降解的多级反应,同位素分馏与降解程度间的相关性并不明显。在同样降解程度下,氢同位素分馏大于碳同位素分馏,低碳数正构烷烃的同位素分馏大于高碳数正构烷烃的同位素分馏。     

峡东地区埃迪卡拉系陡山沱组碳同位素特征研究进展与国内外对比

本文重点通过研究峡东地区埃迪卡拉系陡山沱组碳同位素的变化规律,来探讨其全球地层对比意义.峡东地区埃迪卡拉系陡山沱组经历了三次比较显著的碳同位素负漂移(EN1~EN3)和两次正漂移(EP1、EP2).第一次碳同位素负漂移(ENI)发生在南沱冰期之后陡山沱组底部"盖帽碳酸盐岩"层位及其上部的白云岩,与世界其他地区Marinoan冰期之后"盖帽碳酸盐岩"的碳同位素负漂移可进行对比;第二次碳同位素负漂移(EN2)发生在陡山沱组中部;第三次负漂移(EN3)发生在陡山沱组顶部,是该地质历史时期持续时间最长的一期碳同位素负漂移,同澳大利亚、阿曼、纳米比亚、加里福尼亚、西伯利亚、苏格兰等地碳同位素异常均可进行对比.两次正漂移(EP1、EP2)分别位于第二段中部和第三段的下部,分别与陡山沱组所含的两个疑源类组合具有很好的对应关系;而EN3则与陡山沱组上部所含的宏体化石组合(庙河生物群)相对应;表明碳同位素的变化与生物演化具有一定的对应关系.研究表明,利用碳同位素变化特征进行埃迪卡拉纪地层洲际对比是行之有效的手段之一.     

A Carbon Isotopic Stratigraphic Pattern of the Late Palaeozoic Coals in the North China Platform and Its Palaeoclimatic Implications

This paper gives the stable carbon isotopic data in coals from the Late Namurian to Kazanian stages inthe Serteng Mt., Xishan and Huainan coalfields of the North China Platform. Its stratigraphic pattern shows that sev-eral isotopic shifts are apparent, and the large δ~(13)C negative shifts (approximately 2.5 to 3.0‰) occurred during theStephanian, Artinskian and Kazanian are observed in three Permo-Carboniferous coalfields. Those negative shifts areneither related to the coal rank and coal macerals, nor caused by the variety of peat-forming plants. The general de-crease in the δ~(13)C values of the Stephanian, Artinskian and Kazanian coals is consistent with an overall decrease inthe δ~(13)C values of ambient atmospheric CO_2 and/or a relative increase in atmospheric P_(CO2) during the coal-forming pe-riods. Therefore the authors postulate that the oxidation of peat, and the δ~(13)C-depleted CO_2 flux into the atmosphereduring the above stages may have contributed to coeval palaeoclimatic warming by way of the greenhouse effect.     

华南 Pc－C 过渡期深水相剖面的碳、氧同位素记录

本文对湘西三岔、杆子坪与贵州织金3个震旦纪－早寒武世深水相剖面进行了系统的碳氧同位素研究，研究表明，这3个剖面下寒武统底部都出现明显的δ13C负漂移。其δ13C在剖面上的变化规律与全球浅海相碳酸盐部面相似。这可能是下寒武统海洋生物产率的降代而导致沉积碳酸盐的δ13C负漂移。     

内蒙古大井矿床碳氧同位素组成及其成因意义

利用碳氧同位素组成可以很好地判别其形成的沉积环境.以内蒙古大井矿床为例,对该矿床16个菱铁矿样品进行碳、氧同位素分析,δ13CPDB变化范围为-1.8‰～-6.6‰,δ18OVPDB变化范围为-23.1‰～-17.3‰.根据矿物δ13C与δ18O值投影到δ13C-δ18O图解中,样品数据在图中的投点落入热水沉积区,说明其形成过程中具有热水沉积作用的发生.古温度可以通过T=16.998-4.52(δ18cO-δ18wO)+0.03(δ18cO-δ18wO)2计算,其形成时的温度平均值为117℃,比海底和湖底的温度要高得多,主要原因在于热水流体参与成矿.碳酸盐的成矿环境可以通过公式Z=2.048(δ13C+50)+0.498(δ18O+50)计算:Z值大于120,表示成矿环境为海水;如果Z值小于120,表示成矿环境为淡水或湖水.内蒙古大井矿床菱铁矿的Z值为100～114,结合区域地质背景,大井矿床形成的古环境为深水湖泊环境.通过对碳氧同位素的分析,结合成矿地质背景、矿床地质特征以及微量元素组成,认为在大井矿床成矿的早期阶段曾经发生过热液沉积作用,本次研究不仅有利于全面理解和认识大井矿床成矿过程的全貌,而且有益于对古湖相环境热液事件的探索.     

Stable Carbon Isotopic Composition of Black Carbon in Surface Soil as a Proxy for Reconstructing Vegetation on the Northern Slope of the Qinling Mountains

Because of the unique geographical location and important ecological effect of the Qinling Mountains,reconstruction of its vegetation and climate needs comprehensive research.We need to consider a multiple-proxy approach to gain more information on recovering the paleovegetation and climate in the Qinling Mountains.Black carbon(BC)is produced by the incomplete combustion of vegetation and fossil fuels,and is a good proxy,recording paleoenvironmental information.However,in the Qinling Mountains,what are the characteristics of the BC,and whether BC stable carbon isotope(δ~(13)C_(BC))can be used as a new proxy to study ancient vegetation,still need further study.In order to establish a sound basis for studying paleoenvironmental by BC proxy in the Qinling Mountains,we carried out systematic and detailed study on modern process of BC on the northern slope of the mountains.We analyzed stable carbon isotopes and carbon concentration of organic carbon(%SOC,δ~(13)C_(SOC))and BC(%BC,δ~(13)C_(BC)),and identified the pollen assemblages from systematically sampled surface soil.The results show that the calculated ratio of C_4 plants in the vegetation(%C_4)based on theδ~(13)C_(SOC)data reflects a similar distribution of C_4 plants in the surface vegetation and the pollen assemblage.Theδ~(13)C_(BC)values have a strong positive correlation withδ~(13)C_(SOC)values,and their difference(△~(13)C_(SOC-BC))is in the low range.These data indicate thatδ~(13)C_(BC)andδ~(13)C_(SOC)have very similar characteristics.Surface soilδ~(13)C_(BC)values can indicate surface vegetation as effectively asδ~(13)C_(SOC)values,and theδ~(13)C_(BC)proxy can be used effectively in paleovegetational research in the northern slope of Qinling Mountains.     

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。     

晚震旦世至早寒武世扬子地台北缘碳同位素研究

震旦-寒武交变期是地史上一个重大转折期,亦是一个具有特殊意义的过渡时期.运用碳同位素地球化学方法,探讨扬子地台北缘四川南江地区晚震旦世-早寒武世交变期,碳同位素地球化学异常与环境变化和生物演化的相互联系.南江剖面沉积岩有机碳同位素组成在-35.8‰~-30.1‰间变化;碳酸盐碳同位素组成从-3.5‰~+0.5‰.在灯影组顶部、牛蹄塘组下部和上部,变化的碳、硫同位素组成和不同的黄铁矿与有机碳含量反映了有机碳埋藏量和环境的变化.下寒武统富有机碳和黄铁矿的黑色页岩沉积,暗示了早寒武世早期缺氧环境的存在.     

西太平洋上层海水溶解甲烷浓度及碳同位素特征研究

对西太平洋上层海水溶解甲烷浓度的研究结果表明，该海域海水甲烷相对于大气甲烷是强烈过饱和的。甲烷浓度及碳同位素组成特征表明这部分甲烷为生物成因。该海域海－气交换过程中甲烷通量在０．７～１０．４ｎｍｏｌｍ－２ｓ－１，明显高于其它开放海域。     

Organic Carbon Isotopic Evolution during the Ediacaran-Cambrian Transition Interval in Eastern Guizhou, South China： Paleoenvironmental and Stratigraphic Implications

Secular variations of carbon isotopic composition of organic carbon can be used in the study of global environmental variation, the carbon cycle, stratigraphic delimitation, and biological evolution, etc. Organic carbon isotopic analysis of the Nangao and Zhalagou sections in eastern Guizhou reveals a negative excursion near the Precambrian-Cambrian boundary that correlates with a distinct carbonate carbon isotopic negative excursion at this boundary globally. Our results also demonstrate that several alternating positive and negative shifts occur in the Meishucunian, and an obvious negative anomaly appears at the boundary between the Meishucunian and Qiongzhusian. The isotope values are stable in the middle and lower parts but became more positive in the upper part of the Qiongzhusian. Evolution of organic carbon isotopes from the two sections in the deepwater facies can be well correlated with that of the carbonate carbon isotopes from the section in the shallow water facies. Integrated with other stratigraphic tools, we can precisely establish a lower Cambrian stratigraphic framework from shallow shelf to deep basin of the Yangtze Platform.     

渝东地区寒武系龙王庙组高分辨率碳酸盐岩碳同位素记录及其古海洋学意义

早寒武世中―晚期是生命演化史上的重要节点。渝东地区寒武系龙王庙组海相碳酸盐岩地层记录了当时海水的碳同位素变化。在确保碳同位素组成有效保留海水原始信息基础上,分析发现龙王庙组61个碳酸盐岩样品的δ~(13)CV-PDB值分布在+2.7‰~-4.3‰之间;碳同位素变化曲线大体上呈先降低、后升高的变化趋势;地层中―下部δ~(13)C值波动幅度大,正、负漂移事件频发,出现可全球对比的幅度约为4‰的正漂移与幅度约为5‰的负漂移事件;地层上部δ~(13)C值具小幅波动,总体正偏。龙王庙组碳酸盐岩的碳同位素特征,受控于海平面变化、风暴沉积、生物演化引起的海洋生产力变化。龙王庙组沉积的早―中期,海平面变化频繁,陆源碎屑注入量波动性增大,风暴沉积发育,海洋环境的稳定性较差,生物种属数量逐渐降低,导致海洋原始生产力下降及碳同位素组成的频繁波动与多次负漂移事件。龙王庙组沉积的中―晚期,海平面长期缓慢上升,风暴沉积发育程度低,海洋环境趋于稳定,生物多样性增强,海洋原始生产力增大,使得碳同位素组成分布较为稳定,多表现为正值。渝东地区龙王庙组碳酸盐岩中δ~(13)C的急速负漂移可能归因于较浅水体、较充足陆源碎屑注入背景下的风暴沉积。     

东营凹陷沙河街组湖相碳酸盐岩碳氧同位素组分及其古湖泊学意义

湖相碳酸盐岩的碳、氧稳定同位素分析能提供重要的环境信息。山东东营凹陷沙河街组湖相碳酸盐岩主要分布在沙一段和沙四段。对47个碳酸盐岩样品碳、氧同位素组分的分析表明:沙一段、沙四中和沙四上亚段下部沉积时期东营湖均是程度不同的封闭型湖泊。古盐度和蒸发／降雨:沙四中亚段和沙四上亚段下部沉积时期＞沙一段沉积时期＞沙四上亚段上部沉积时期;古湖水面:沙四上亚段上部沉积时期＞沙一段沉积时期＞沙四中亚段和沙四上亚段下部沉积时期;古生产力:沙一段沉积时期＞沙四上亚段上部沉积时期＞沙四中亚段和沙四上亚段下部沉积时期。