贵州阿哈湖物质循环过程中的铁同位素地球化学及其指示意义

使用AGMP-1氯化物型阴离子交换树脂(100--200目)对夏季贵州阿哈湖流域水体悬浮颗粒物等样品进行了化学分离,并在多接收电感耦合等离子体质谱仪(MC-ICP-MS)上进行了铁同位素分析.分析结果表明,夏季阿哈湖湖水分层期间湖水悬浮颗粒物及各端员环境样品的铁同位素组成变化较大:湖水悬浮颗粒物的δ56Fe为负值,分布范围为-1.36‰～-0.10‰之间;各支流河水悬浮颗粒物的铁同位素组成在-0.88‰～-0.16‰之间;大气颗粒物的平均铁同位素组成为 0.06‰±0.02‰;而未经化学清洗的浮游藻类的铁同位素组成为 0.08‰.对比研究表明,湖水悬浮颗粒物的铁同位素组成不仅受各输入端员的影响,湖泊内部复杂的生物地球化学过程也对颗粒物的铁同位素组成产生了重要影响.陆源输入的颗粒有机结合态铁使得湖泊表层悬浮颗粒物的铁同位素组成偏低,而大气沉降颗粒物和湖泊表层的浮游藻类整体上对铁同位素组成的影响并不显著."ferrous wheel"铁循环对于氧化还原界面附近水层中铁同位素的重分配起到了主要的控制和影响作用.δ56Fe值与Fe/A1呈现良好的负相关关系,也显示出活性铁的循环迁移是造成氧化还原界面附近水层中悬浮颗粒物的铁同位素组成变化的重要原因,表明铁同位素与Fe/A1可能可以作为表征水体生物地球化学环境的良好指标.     

植硅体稳定同位素生物地球化学研究进展

植硅体形态鉴定与组合分析广泛应用于古环境重建和农作物起源分析等.鉴于植硅体的抗腐蚀、抗降解,易保存,锢囚的碳不易污染,且保存了植物的原始信息等特性,其有机地球化学研究日益被重视.植硅体稳定同位素分析表明植硅体是植物通过吸收单硅酸,以蒸腾作用为主要动力,在植物的不同部位发生同位素分馏淀积形成,其稳定同位素组成具有丰富的植物生理和环境信息.植物不同部位植硅体稳定同位素组成具有差异,其含量和硅、氧同位素值沿蒸腾流通常有增加的趋势.沉积物植硅体碳同位素分析不仅可以用于恢复草本的C3、C4植物生物量的比例,并且有可能重建古大气的碳同位素构成,是三者中最具有潜力的考古学、古环境研究的指标.植硅体有机化学组成分析,特别是类脂物分析,有利于认识植硅体碳同位素值相对于总有机碳偏负,C3、C4草本植硅体同位素差值范围缩小的原因.     

有机污染物稳定同位素在线测试技术研究

为了识别环境中有机污染物的来源和迁移转化,在线的单体稳定同位素分析(CSIA)是必不可少的关键技术,但是在实际应用中还存在问题.本文评价了目前已经开发的6种在线测定单体稳定同位素仪器的发展动态,包括气相色谱-同位素比值质谱计(GC-IRMS)、液相色谱-同位素比值质谱计(LC-IRMS)、直接引进-气相色谱-同位素比值质谱计(DI-GC-IRMS)、气相色谱-四极杆质谱计(GC-qMS)、气相色谱-多接收器电感耦合等离子体质谱计(GC-MC-ICPMS)、气相色谱-光强衰荡光谱仪(GC-CRDS).提出了在线测试中的5个值得注意的问题:①样品的预富集;②气相色谱(GC)和液相色谱(LC)分离;③多种仪器和多种方法选择使用;④有机化合物稳定同位素标准物质的开发;⑤安全保障.提出了三点建议:一是大力发展直接注入而不经过燃烧的有机污染物同位素测试技术,例如GC-qMS和GC-CRDS技术;二是继续开发研究GC-MC-ICPMS测定有机氯和有机溴同位素技术;三是快速研制有机化合物稳定同位素的国际标准物质.本文认为,在进行单体化合物同位素研究时应作多元素的同位素分析,而其最优的选择是采用直接样品注入而不经过燃烧的测试技术.     

有机碳和有机分子碳同位素的地球化学意义

有机碳和有机分子碳同位素组成的研究不仅在沉积地层对比，油－油，油－源对比研究方向发挥了独特作用，而且在古气候，古环境研究方面更具有广阔的应用剪影。开展对全球气候变化及全球碳循环有重要意义的有机碳碳同位素组成及分布研究和对生物演化，恢复古生态，古环境有重要意义的化石及沉积物中有机分子的碳同位素成及分布研究已势在必行。     

稳定同位素动力学及其地质意义

稳定同位素平衡分馏资料已广泛应用于地质研究中,对探讨成矿物质、成矿流体来源、矿床成因及成矿机理等起了重要作用。然而其应用的前提必须假设:(1)地质体系中共生矿物间及与介质流体间已达到同位素平衡;(2)矿物的形成温度作为终止同位素交换的封闭温度。但大量的资料表明,许多地质体中共生矿物间并非都达到了同位素平衡,矿物的形成温度并非就是同位素交换的封闭温度,这正是目前一些同位素资料互相矛盾,不能得到合理介释的原因所在。例如,同位素地温计与相平衡证据不符,共生矿物之间没有统一的同位素平衡关系,由共生矿物对计算的同位素温度不一致;同一矿物或共生矿物的氧、氧同位素组成之间及硫酸盐矿物中硫、氧同位素组成之间的不一致等等。这些都反映出仅用平衡分馏原理不能全面、合理地解释地质问题。地质过程是一个漫长而复杂的演化发展过程,许多矿     

硼同位素地球化学及其示踪意义

由于硼在自然界中分布较集中，平均丰度底，而且１１Ｂ和１０Ｂ之间质量差大，分馏效应显著，故硼同位素组成可以作为判定硼来源的效示踪剂和指相标志。硼同位素的分馏方式主要有吸附作用，蒸发（沸腾）作用和风化，淋滤作用。温度和ｐＨ是控制硼同位素分馏的重要条件。地壳中的硼为主要有碎屑，陆相蒸发岩和海相蒸发岩，次之为中酸性火山岩（硼丰度很低）。慢源岩和陨石中的硼含量极低。这些岩石中的硼丰度和δγγＢ值标志为我们判     

稳定同位素地球化学的现状与展望

稳定同位素地球化学作为一门新兴的学科在国内外地学界受到广泛的重视。近年来,这门学科在实验方法、理论基础和地质应用方面又取得了许多新的进步并还在不断地向前发展:一、稳定同位素实验方法的现状近年来,稳定同位素比值测量方法有较大进展。表现在仪器的精度、灵敏度、自动化程度及专用性有较大提高;测量对象不断扩大;国内外同位素标样的建立与完善和样品制备过程的自动化趋势。     

地幔流体的稳定同位素地球化学综述

总结了２０年来国内外学者对地幔流体研究的成果和认识。主要包括地幔流体的性质和组成;地幔流体中同位素的含量、组成和赋存形式;同位素分馏和地幔脱气等作用对地幔组分的影响等。在不同地区和不同构造环境条件的地幔流体中,各种组分含量和同位素组成变化可经很大,从一个侧面指示地幔组分的不均一性,反映了不同地幔物质的形式历程不同或来自不同的地幔源区。此外,还讨论了目前存在的几个疑点。     

青藏高原Pb同位素地球化学及其意义

根据青藏高原不同构造单元基底片麻岩、花岗岩类和火山岩等不同类型岩石的486套Pb同位素数据的整理和分析,发现青藏高原岩石圈存在3种主要类型,即亏损Pb同位素的特提斯洋地幔域端元、富集Pb同位素的喜马拉雅成熟大陆地壳端元和青藏高原北部的过渡型Pb同位素的地幔端元。这3类地球化学端元与前人通过Sr-Nd同位素研究获得的3类端元一致。拉萨地块内部不同类型岩石的Pb同位素地球化学特征指示出两类岩浆作用,一类是特提斯洋岩石圈俯冲消减再循环和亏损地幔物质注入导致的亲特提斯洋型岩浆作用,另一类是与类似于喜马拉雅大陆地壳物质加入导致的富集地幔源区有关的超钾质岩浆作用。岩浆作用的Pb同位素地球化学记录了特提斯洋俯冲消减作用和随后发生的印度大陆向北拼合、碰撞和俯冲过程,也记录了大规模的壳幔相互作用对高原岩石圈演化与隆升的贡献。     

石家庄地区地下水中溶解性有机碳同位素特征及其环境指示意义

溶解性有机碳(DOC)是地下水中微生物代谢活动的主要能量来源,δ13CDOC值是指示DOC来源及生物代谢活动的重要参数.通过对石家庄地区浅层地下水中DOC浓度及δ13CDOC特征进行分析,结合相应的水化学检测,探讨了δ13CDOC值对地下水环境演化的指示作用.结果表明:DOC浓度及其同位素特征均受到天然及人为两方面影响,表现出一定的空间特征.在垂向上,除石家庄西北部地区以外,研究区地下水中DOC浓度随地下水埋深的增大有降低趋势,δ13CDOC随地下水埋深的增大而增大;石家庄西北部地区具有一定特殊性,地下水埋深较浅,交替强烈,TOC含量较高,而DOC浓度较低,δ13CDOC值偏负.在水平方向上,滹沱河沿岸地区,沿地下水流向,DOC浓度逐渐降低,δ13CDOC值逐渐偏正.石家庄南部地区受污灌影响,DOC浓度较高,δ13CDOC值偏负.研究区地下水埋藏深度、补给条件、径流特征以及人为作用均对地下水中DOC浓度及其同位素特征产生显著影响.δ13CDOC值与SO42-、NO3-浓度的相关关系指示出研究区地下水中反硝化作用和硫酸盐还原作用的发生,从吴家营、宋营一带开始逐渐由硝酸盐还原环境向硫酸盐还原环境过渡;沿地下水流向,地下水环境还原程度增强.     

稳定溴同位素(~(81)Br)测试新技术与其在水文地质中的应用前景

尽管氯与溴有着十分相似的化学性质,但溴与海水蒸发、氧化以及被有机体代谢方面有着独特的性质,这决定了溴同位素的测试和应用方面与氯同位素显著不同。在回顾稳定溴同位素(81Br)研究历程的基础上,重点介绍了2种测定新技术,即CF-IRMS法和GC/MC-ICP-MS法。这两种技术的优点在于:①用样量少,分别为1μmol的Br-(CF-IRMS法)和0.3 nmol的Br(GC/MC-ICP-MS法);②精度高,CF-IRMS法的内部精度优于±0.1‰,外部精度优于±0.06‰;③样品分析时间短;(4)测定对象由溴代无机物拓展到有机物。稳定溴同位素(81Br)在解决地下水的起源及演化历程、示踪地下水中有机和无机溴的污染源及降解过程、更有效地示踪海水、探讨咸水成因、为CO2地质储存提供有效依据方面的水文地质问题时有着广阔的应用前景。     

树轮稳定碳同位素研究的应用现状与发展趋势

获取历史时期环境气候变迁资料是研究环境气候变迁的基础，在各种获取资料的方法中，树轮同位素方法是较为新颖，准确，定量的一种高分辨率方法。本文较为系统，深入地评述了树轮稳定碳同位素方法的原理及其在环境气候变迁研究的应用现状，并简要归纳了研究工作中的发展趋势。     

矿床地球化学应用

稳定同位素方法已成为现代地球科学研究的重要手段之一，稳定同位素体系的理论模式及其地球化学应用是国际上地球化学研究的前沿方向之一。本文概括了热液体系内成矿地球化学过程引起稳定同位素组成变化的定量理论模式，包括热液矿物之间的同位素平衡的判断、热液去气和矿物沉淀的储库效应、二元混合与矿床成因等。这些模型对于确定成矿温度、鉴定成矿流体源区和推测成矿地球化学机理提供了更为合理的同位素数据定量解释基础。     

Comparison on Spatial Distribution of Hydrogen and Oxygen Stable Isotope GCM Simulation in Global Precipitation

The general circulation models are used to simulate hydrogen and oxygen stable isotope in precipitation, which can enhance our understanding of the migratory processes of water stable isotope in water cycle and remedy disadvantages of measured data in spatial and temporal discontinuity. We used ten GCM (General Circulation Models) simulated data including stable isotope water cycle, and analyzed the spatial distribution characteristics of oxygen stable isotope effect in global precipitation. Meanwhile, we compared different simulated results as well as simulated results and the GNIP (Global Network of Isotopes in Precipitation) actual monitoring results. Our main purposes were to evaluate the simulative validity of stable isotope atmospheric circulation and improve our understanding and cognition for stable isotopic effect in water cycle. The results indicated that isoGSM, ECHAM4, LMDZ4 and HadAM3 showed good performances in simulating δ¹⁸O. Expect HadAM3, other simulated conclusion of models had good performances in the aspect of simulate seasonal difference of δ¹⁸O in spatial distribution. The simulated results of isoGSM, GISS E-F, ECHAM4, GISS E-N and LMDZ4 matched monitoring results more in the aspect of simulating relationship between δ¹⁸O and air temperature in spatial distribution. LMDZ4, isoGSM, GISS E-F, ECHAM4 and MUGCM had stronger capacity in the aspect of simulating relationship between δ¹⁸O and precipitation in spatial distribution. GISS E-F, isoGSM and GISS E-N had more advantage of simulate global meteoric water line.     

Understanding the Biogeochemical Process and Mechanism of Ecosystem Carbon Cycle from the Perspective of the Earth's Critical Zone

Previous research rarely considers the biogeochemistry process of the whole rock weathering layer-soil profile. The aim of Critical Zone science is re-understanding the structure and function of ecosystems from the canopy to bedrock, which emphasizes the relationship of material and energy between atmosphere and plant, between plant and soil, between soil and river in small watershed on the watershed scale. Carbon fixation and allocation are the key starting processes. Decomposition and transformation of soil carbon are the key turnover processes. Carbon migration and balance in small watershed are the key transfer processes. Further research is needed in the process, mechanism and ecology function of ecosystem carbon cycle from the canopy to bedrock based on the watershed scale. Carbon isotope technology has the function of indication, tracing and integration. Based on the ¹³C natural tracing and artificial labelling methods, we can further understand the process and mechnism of carbon biogeochemistry.     

中更新世以来哈尔滨黄土有机碳同位素组成及其古气候意义

研究黄土-古土壤序列有机碳同位素组成与古植被和古气候的关系,对于重建第四纪环境变化过程有重要意义.然而,东北地区黄土有机碳同位素组成的研究尚未展开.本文对哈尔滨荒山岩芯开展了黄土-古土壤序列的有机碳同位素组成和磁化率分析.结果表明,中更新世以来有机碳同位素组成在古土壤层和黄土层的均值分别为–24.8‰和–25.1‰,整体上古土壤层有机碳同位素组成较黄土层偏正,而S0和S2古土壤层相对偏负.利用端元法恢复过去C3/C4植物的相对丰度,揭示出中更新世以来研究区C3植物占绝对优势地位.通过与海面温度和深海氧同位素以及东北地区赤峰黄土的有机碳同位素进行耦合对比,发现荒山岩芯的有机碳同位素组成变化与温度呈正相关,表明温度是植物碳同位素组成变化的主控因素.然而在某些间冰期时期,比如S0、S2层以及S3古土壤层中部,降水可能成为主要因素.上述研究表明东北地区植物生长对气候响应具有复杂性.这些认识对于理解哈尔滨地区C3植物的生长因子具有重要的借鉴意义.     

江汉平原湖区周老镇钻孔磁化率和有机碳稳定同位素特征及其古气候意义

江汉平原地处我国东西、南北自然环境的过渡地带, 该地带距今30ka (大约相当于MIS3阶段) 以来的气候变化是研究过去全球气候变化的重要时段之一, 已越来越引起人们的关注.在精确测年的基础上, 对采自江汉平原湖区周老镇钻孔(ZL01) 沉积物柱样的磁化率和有机碳稳定同位素进行了处理和分析, 其结果表明: (1) 该区磁化率和有机碳稳定同位素值的变化特点具有较好的一致性和可对比性, 它们与古气候的关系为: 磁化率的高值、有机碳稳定同位素的偏正值与偏冷、偏干的气候环境相对应; 反之与偏温暖湿润的气候环境相对应. (2) 根据磁化率和有机碳稳定同位素值的变化特点将本区30 kaB. P.以来的古气候分为3个大的气候演化阶段, 在每一个大的气候演化阶段中又可分为若干次小的气候演变阶段.这3个大的气候演化阶段分别为阶段Ⅰ : 其年龄约为30 000~ 14 100 aB. P., 磁化率和δ13C的平均值分别为655.69 × 10-6 SI和-23.15 × 10-3, 均为本区最高值并且曲线波动较大; 阶段Ⅱ : 相应时段为14 100 ~ 3 540 aB. P., 磁化率平均值为较低值369.38 × 10-6SI和δ13C为偏负值(- 27.29 × 10-3), 相对较稳定; 阶段Ⅲ : 年代相当于3 540 ~ 650 aB. P., 平均磁化率为本区最低值311.0 × 10-6 SI, δ13C平均值为- 24.49 × 10-3, 且曲线波动较大. (3) 磁化率与有机碳稳定同位素值发生突变处可能是突发性温度事件的反映.      

新疆小热泉子铜（锌）矿床同位素地球化学研究及其意义

热泉子铜（锌）矿床位于准噶尔板块与塔里木板块对接带北侧的哈尔力克-大南湖晚古生代陆源岛弧带。通过同位素地球化学研究,石英中δ^18O在6．5‰～10‰之间,校正后石英和闪锌矿中流体的δ^18OH2o为-2．95‰～1．73‰,包裹体中δDH2o为-105‰— -66‰;结合矿区基本地质特征,成矿流体很有可能为次火山热液...     

PMBP-金属络合物极谱波行为研究——Ⅱ.铀-PMBP-甲酸体系极谱行为研究及应用

本文研究了铀与PMBP形成络合物的极谱行为,并建立了痕量铀的极谱测定方法。该方法灵敏度高,用于地质样品分析可获得满意结果。     

Response of First-Order Sequence to the Galactic Year Cycle in the Phanerozoic:An Important Progress and Topic

The sequence which corresponds to the first-order sea-level cycle is called the first-order sequence, and the first-order sequence may have an internal relationship with the galactic year cycle, in other words, the galactic year cycle may control the first-order sequence macroscopically. The superevents in the Phanerozoic, such as the concentration change of atmospheric gas carbon dioxide, the alternation of "calcite sea" and "aragonite sea" in the hydrosphere, and the reversal of magnetic poles, are cyclical. They have obvious correlation in genesis, and they are likely to be controlled by the complicated genetic relationship between galactic annual cycles and various superevents. Over the years, researches have shown that when the solar system moves around the galactic center, the acceleration of gravity (value of G) changes accordingly, and the solar system expands (or shrinks). The Earth, a member of the solar system, forms a change in potential energy and absorbs (or releases) heat. At the same time, the gravitational differentiation changes as a result of the value of G change, which leads to the expansion of the mantle and the contraction of the core; when the energy accumulates to a certain degree, the superplume will be activated, which will affect the plate pattern on the earth. In recent years, the periodic changes of these superevents in Phanerozoic have attracted extensive attention and discussion. Paying attention to these wise understandings and existing problems will provide important thinking process and research clues for in-depth research.