青海湖沉积碳酸盐矿物之间氧同位素分馏的评估及其环境意义

青海湖沉积岩芯的矿物学和稳定同位素研究结果显示自生碳酸盐矿物以单种或多种矿物形式保存在沉积物中;不同碳酸盐样品的δ18O值的变化范围为5.47‰至-1.04‰,差值最高达6.5‰;δ18O值与总碳酸盐含量呈正相关关系,与碳酸盐矿物种类的改变则无明显关联.结果表明,造成δ18O显著变化的主导因素是湖水氧同位素组成,自然条件下生成的不同碳酸盐之间的氧同位素分馏不明显.说明δ18O是指示闭流湖泊降水蒸发水量平衡变化的敏感指标之一.     

地幔矿物中硫化物熔体包裹体的成因

中国东部新生代碱性玄武岩中产出的巨晶、辉石岩和橄榄岩等地幔捕虏体内硫化物熔体包裹体的矿物组成不尽相同,反映了它们成因上的差异巨晶中除有磁黄铁矿相的硫化物熔体包裹体外还有一些磁黄铁矿士黄铜矿上镍黄铁矿共生的硫化物熔体包裹体这反映它们是在成分接近于上地幔硫化物平均组成的硫化物液滴逐步冷却过程中形成,即首先在1000℃以上的高温晶出单硫化物固溶体（MSS）,然后在大约850℃晶出黄铜矿（固溶体）,最后在610-300℃下由MSS中溶离出镍黄铁矿辉石岩中硫化物熔体包裹体有磁黄铁矿和镍黄铁矿,而橄榄岩中主要为镍黄铁矿这表明地慢部分熔融造成残余的橄榄岩中硫化物包裹体富Ni,生成镍黄铁矿;而在部分熔融期间作为堆晶产出的辉石岩变得相对贫Ni,可以生成磁黄铁矿．另外,Ni在橄榄石和辉石矿物中分配系数的不同也许是另一个原因河北汉诺坝、福建明溪和闽清的二辉橄榄岩中出现的硫化物都是镍黄铁矿,也表明它们经历过地幔部分熔融.     

新疆二台北花岗岩矿物-水氧同位素交换反应动力学

新疆北部二台北花岗岩共生矿物表现出显著的~(18)O/~(16)O不平衡关系,尤其是石英、长石具有倒转△~(18)O_(石英-长石)关系(△~(18)O_(石英-长石)<0).上述关系表明在花岗岩-水之间发生了~(18)O/~(16)O交换反应.根据质量平衡约束关系对岩石与外来流体的初始δ~(18)O值作了估计.定量模拟表明:二台北岩体流体流动速率约为3×10~(-14)mol/s,水-岩反应时限为0.8～3Ma,水/岩比介于0.79～3.08.以流体δ~(18)O值为变量对流体路径及其不均一性作了估计.     

橄榄石微页理结构的矿物化学及其地幔流变意义

橄榄石地幔流变同时包含物理和化学变化,但由于橄榄石位错的宽度通常＜0.1μm,较难发现适合电子探针微区分析的样品(＞1μm),因此研究较少,并且对其成因机制存在重大分歧,有固溶体出溶、柯氏气团和蚀变反应等多种假说.在东北大兴安岭第四纪火山岩携带的地幔橄榄岩捕虏体中,发现具有地幔流变特征的橄榄石,其中2个样品具有微页理结...     

山东幔源岩浆岩的碳-氧和锶-钕同位素地球化学研究

系统研究了鲁西早白垩世碳酸岩、方城玄武岩、胶东白垩世煌斑岩、蒙阴古生代金伯利岩的碳-氧和锶-钕同位素组成特征. 古生代金伯利岩的碳氧同位素组成集中, δ¹³C和δ¹⁸O分别在&#8722;4.8‰~&#8722;7.6‰和+9.9‰~+13.2‰之间, 属正常情况, 而白垩纪3类岩浆岩的碳氧同位素则变化较大, 并暗示当时的地幔源区可能局部受到过含有机碳的地壳物质的混染. 白垩纪3类岩浆岩的锶钕同位素一致显示了EMII型富集地幔的源区特征, 暗示了再循环地壳物质对地幔源区的改造. 碳-氧和锶-钕同位素特征的系统对比显示, 华北东部克拉通下岩石圈地幔在早古生代、早白垩世、第三纪时期的特征互不相同, 表明该陆下岩石圈地幔自古生代以来至少经历了两次改造过程. 目前的资料暗示, 第1次改造过程可能主要发生在三叠纪-侏罗纪, 带有缓慢渐变的特征, 第2次改造过程主要发生在白垩纪, 显示为快速突变. 种种迹象表明, 华北东部早白垩世(尤其是120~130 Ma)可能是华北东部中生代动力学体制转折的关键时段.     

碳酸岩是大陆岩石圈构造背景和地幔交代作用的指示岩石

根据已知碳酸岩的地质产状、岩石学特征、Nd-Sr-Pb同位素及痕量元素地球化学特征,结合高温高压实验岩石学资料,论述了其地幔源区的物质成分、交代过程、软流圈地幔部分熔融机制和碳酸岩岩浆的演化模型碳酸岩既可以产生于裂谷环境,由起源于软流圈地幔的霞石质超基性-基性岩浆经液态不混溶作用而形成,与硅酸不饱和过碱性杂岩构成环状碳酸岩-碱性杂岩;也能够产生于碰撞造山过程中派生的引张岩石圈断裂带,直接导源于岩石圈地幔的低程度部分熔融作用,形成单一的透镜状、条带状和似层状碳酸岩体     

太阳辐射驱动气候变化的泥炭氧同位素证据

已证明太阳辐射水平变化的历史可从树轮14 C含量变化的历史来认识 .所报道的 5 0 0 0a高分辨的泥炭植物纤维素氧同位素 (δ18O)气候代用记录所指示的气候变化对太阳辐射变化的响应关系 .结果表明 ,过去 5 0 0 0a中 34次急速的气候冷暖变化 ,以及气候变化的 86 ,1 0 1 ,1 1 0 ,1 2 7,1 32 ,1 40 ,1 5 5 ,2 0 7,2 45 ,31 1 ,82 0和 1 0 5 0a等周期 ,都与太阳辐射变化和太阳辐射变化的周期有比较好的一对一的响应 .因此 ,结果为数十年至百年尺度的太阳辐射变化驱动气候变化的假说提供了新的证据     

草海地区过去500年来古温度重建:来自沉积物纤维素结合碳酸盐氧同位素的证据

利用连续流同位素质谱仪测定了草海沉积物柱芯碳酸盐和纤维素氧同位素比值.依据纤维素和湖水氧同位素之间稳定的分馏值定量恢复了历史时期草海湖水氧同位素组成,在此基础上结合碳酸盐氧同位素组成,运用Craig方程恢复了草海地区过去500年来古温度变化历史.结果表明恢复的1950年以来的温度变化与草海地区获得的气温记录(年平均)具有很好的一致性;草海地区在过去500年存在四个明显的冷期:1540～1570 AD,1670～1715 AD,1780～1870 AD及1900～1930 AD,其中前三个冷期发生在传统意义上的现代小冰期时段.重建的四个冷期与邻近地区泥炭、冰芯、树轮、历史文献及湖泊沉积记录的冷期基本一致,特别是与西南地区红原泥炭纤维素氧同位素记录的温度变化曲线相吻合;恢复的草海地区过去500年古温度变化曲线与印度夏季风变化及太阳活动强度有较好的一致性,其中1670～1715 AD和1780～1870 AD冷期分别对应于Maunder和Dalton太阳活动极小期.这些结果表明纤维素氧同位素结合碳酸盐氧同位素是一种有效的古温度指示剂,同时也为现代小冰期在中国西南地区的存在提供了直接证据.     

“第三届全国同位素地球化学学术讨论会”在宜昌召开

由中国矿物岩石地球化学学会主办的“第三届全国同位素地球化学学术讨论会”于1986年10月20日至25日在湖北省宜昌市召开。来自全国各地的同位素地球化学专家、学者和科技工作者,共计290余人参加了会议。提交论文350余篇,涉及到同位素地球化学各主要领域     

大布苏湖沉积剖面碳酸盐含量氧同位素特征的古气候意义

对大布苏湖沉积剖面碳酸盐含量和氧同位素特征研究表明，湖区15000年以来经历了多期冷湿与暖干气候旋回，大约距今6700年左右，气候变干并进入稳定的温暖时期，湖水逐渐高度浓缩，形成了现今的盐碱湖。     

淡水磷酸盐氧同位素前处理方法的优化

磷是地表水体中的关键性营养盐,在水生生态系统的物质循环与能量流动方面发挥着重要作用,研究水体中磷的来源、转化与归趋对于了解水环境的演变过程与科学保护具有重要意义.近年来,磷酸盐氧同位素(δ18 O P)技术已逐渐应用于淡水环境中磷的来源示踪与生物地球化学循环研究,其样品前处理主要沿用海水方法体系.相比而言,淡水样品中PO 3-4浓度通常较低,有机质和干扰离子含量却较高,复杂的样品前处理过程极大地制约了δ18 O P分析在淡水环境体系的广泛应用.为此,本研究针对现有海水样品δ18 O P前处理方法在地表淡水环境的适用性加以检验,并进行了三点优化改进:①将MAGIC沉淀步骤使用的MgCl 2替换为Mg(NO 3)2,避免了Cl-的干扰,减少AgCl杂质的生成;②调节生成Ag3PO4溶液pH值为8.0,保证Ag3PO4沉淀快速完全;③对Ag3PO4沉淀过程采用避光处理,降低了AgNO 3及Ag3PO4可能的光解影响,提高了Ag3PO4的纯度,使δ18 O P的测试结果更为准确.本改进方法为后续利用δ18 O P技术深入探究淡水环境中磷的生物地球化学循环与生态环境效应提供了有益的方法借鉴.     

延边小西南岔富金铜矿床的成矿机理研究: 矿物流体包裹体的稀有气体同位素地球化学证据

小西南岔富金铜矿床是中国东部陆缘重要金铜矿床之一. 该矿床由北山和南山两个矿段组成, 北山矿段由细脉浸染状硫化物蚀变岩和数条胶黄铁矿为主的硫化物石英细脉组成, 南山矿段由磁黄铁矿为主的硫化物石英脉及纯硫化物脉构成; 它们矿石矿物的流体包裹体稀有气体的同位素实验得出: ³He/⁴He, ²⁰Ne/²²Ne和⁴⁰Ar/³⁶Ar比值变化分别在0.08~4.45 Ra, 8.8~10.2和306~430之间, 且南山矿段矿物流体包裹体具有较高的³He/⁴He, ²⁰Ne/²²Ne比值, 北山矿段的矿物流体包裹体持有较低³He/⁴He比值. 从其成矿流体起源与演化以及与矿化阶段的对应关系、成矿时代角度分析, 该矿床的初始热流体应是来自有地幔柱型地幔/软流圈流体参与的洋壳部分熔融产生的熔体, 并与伊泽奈崎(Izanagi ocaneic plate)板块向古亚洲大陆俯冲的大陆边缘环境相对应(123~102 Ma); 北山矿段细脉浸染型矿体是高温含矿流体上升、沸腾的前缘流体与年轻地壳流体发生强烈混合作用后的混合流体交代、结晶作用形成, 胶黄铁矿为主的硫化物石英脉是随后的高温含矿流体充填作用形成; 南山矿段磁黄铁矿为主的硫化物石英脉是中温含矿流体以充填方式为主沉淀结晶形成, 纯硫化物脉是再度上升的中温含矿流体沸腾后的富矿流体充填、沉淀结晶作用形成. 其成矿的动力学过程初步概括为: (1) 伊泽奈崎板块俯冲去气、脱水或部分熔融作用形成含流体、矿质的埃达克质岩浆; (2) 熔体与流体分离形成埃达克质岩浆和含矿热流体; (3) 含矿流体先后上升、并经二次沸腾作用最终形成细脉浸染状与脉状共生的富金铜矿床.     

若尔盖盆地200 ka以来氧同位素记录的古温度定量研究

利用湖泊水体氧同位素的演化特征 ,建立了求解古温度的物理模型 ,并在若尔盖古湖研究中进行了具体应用 ,获得了近 2 0 0ka来的温度序列 .结果表明 ,相当于 7阶段 ,最高温度比现代高 2 .7℃ ;6阶段比今低 4.3℃ ;5阶段峰值温度比今高约5 .2℃ ;4阶段平均比现今低 2～ 3℃ ,而 3阶段曲线上表现为双峰一谷特征 ,内部温差在 4℃以上 .另外 ,通过比较模拟古温度值与碳酸盐氧同位素值两者间的关系 ,发现若尔盖地区 6阶段环境有其特殊性 ,并且是暖干冷湿型环境转向暖湿冷干型环境特征的过渡阶段 .     

南沙ODP1143站有孔虫同位素变化对地球轨道驱动的响应

1143站5 Ma有孔虫稳定氧、碳同位素记录揭示了南海南部上新世至更新世气候变化在斜率和岁差周期上对地球轨道驱动的线性响应. 赤道太平洋地区频繁爆发的厄尔尼诺现象可能与氧、碳同位素相对于地球轨道驱动呈相反相位相关. 北极冰盖在3.3 Ma的扩张可能影响了气候变化100 ka周期的发展, 它的进一步扩张可能导致该周期成为晚更新世冰期旋回的主要周期. “中更新世转型”事件对南沙海区同位素变化的影响具有局限性. 1143站有孔虫的碳同位素在长偏心率周期上与地球轨道驱动高度相关, 且在短偏心率周期上领先于氧同位素的变化, 这进一步突显了碳循环在全球气候变化中的重要地位.     

大别山榴辉岩中石英脉的氧同位素研究

对大别造山带榴辉岩中石英脉矿物及其围岩全岩进行了氧同位素分析．结合脉与围岩之间的构造和岩石学关系，从时间顺序上可将这些石英脉划分为如下三种类型：（１）榴辉岩相同变质脉，不仅脉石英与围岩榴辉岩的氧同位素组成接近，而且脉中矿物对氧同位素温度与榴辉岩相峰变质温度接近，因此成脉流体来源于榴辉岩；（２）脉形成于退变质作用早期，但成脉流体来源与高压／超高压变质矿物组合有关；（３）脉形成于退变质作用期间，成脉流体与榴辉岩无关．同变质石英脉形成于板块折返过程中榴辉岩相重结晶之前的压力降低阶段，裂隙式局部流体对流迁移是成脉的主要机制．尽管脉中的氧同位素均一化尺度比榴辉岩中的氧同位素均一化尺度大得多，但总的流体流量是非常有限的．     

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 .     

无机碳酸盐沉积的硼同位素分馏——B（OH）3掺入碳酸盐的证据

进行了高pH（8．96～9．34）海水的无机碳酸盐沉积实验,测定了沉积碳酸盐的硼同位素分馏．结果表明,碳酸盐和海水B（OH）3间的硼同位素分馏系数（αcarb-3）变化范围是0．937—0．965,平均值为0．953．这些结果与Sanyal等报道的结果都表明碳酸盐与溶液B（OH）3间的硼同位素分馏系数磁αcarb-3不是恒定的,而是与溶液pH呈现负相关关系．测定的碳酸盐沉积的硼同位素组成（δ^11Bcarb）并未都落在最佳的理论δ^11B4-pH曲线上,并且与任何已知δ^11B4-pH理论曲线不平行．因此有理由断定,随海水pH的变化,将有变化分数的B（OH）3掺入进碳酸盐中,但仍以B（OH）4^-掺入为主．因此在采用海洋生物碳酸盐硼同位素重建古海水pH时,应用B（OH）4-和B（OH）3间理论的硼同位素分馏系数（α4-3）是不适当的,同时有必要建立一种经验方程．     

无机碳酸盐沉积的硼同位素分馏——B(OH)_3掺入碳酸盐的证据

进行了高pH(8.96~9.34)海水的无机碳酸盐沉积实验,测定了沉积碳酸盐的硼同位素分馏.结果表明,碳酸盐和海水B(OH)3间的硼同位素分馏系数(αcarb-3)变化范围是0.937~0.965,平均值为0.953.这些结果与Sanyal等报道的结果都表明碳酸盐与溶液B(OH)3间的硼同位素分馏系数αcarb-3不是恒定的,而是与溶液pH呈现负相关关系.测定的碳酸盐沉积的硼同位素组成(δ11Bcarb)并未都落在最佳的理论δ11B4-pH曲线上,并且与任何已知δ11B4-pH理论曲线不平行.因此有理由断定,随海水pH的变化,将有变化分数的B(OH)3掺入进碳酸盐中,但仍以B(OH)4?掺入为主.因此在采用海洋生物碳酸盐硼同位素重建古海水pH时,应用B(OH)4?和B(OH)3间理论的硼同位素分馏系数(α4-3)是不适当的,同时有必要建立一种经验方程.     

近148年塞舌尔珊瑚氧同位素记录的热带印度洋海盆模态

在厄尔尼诺-南方涛动(ENSO)事件的后期,热带印度洋海表温度(SST)会呈现海盆尺度一致增暖或冷却的分布,被称为印度洋海盆模态(IOBM).近几年的研究表明,IOBM是热带印度洋SST年际变化最主要的模态,影响了从印度洋到西太平洋及周边区域的气候.对西印度洋塞舌尔群岛(Seychelles)近148年的珊瑚氧同位素(δ18O)资料的再研究表明,该珊瑚δ18O能非常好地指示西印度洋局地SST的季节变化和长期变化,且能够表征热带印度洋海盆尺度SST的年际变化.进一步的研究显示δ18O所表征的IOBM具有3~7年的年际变化周期,并受年代际变化的调制.通过与全球海温资料的相关分析发现,该珊瑚δ18O信号滞后热带太平洋SST变化约5个月,在ENSO盛期次年春季相关达到最大.其空间分布显示塞舌尔群岛位于IOBM模态的关键海区,能够用来表征IOBM以及ENSO对印度洋的大气遥相关效应.这表明塞舌尔群岛的珊瑚氧同位素序列可以作为IOBM代用指数,用以研究印度洋气候的长期变化.