牡蛎壳体的同位素贝壳年轮研究

贝壳年轮学通过研究水生生物骨骼的周期性增长,来解译其生命历史及记录的环境信息。介绍了贝壳年轮研究的对象和方法、回顾了贝壳年轮的发展历程,并以渤海湾地区的现生和埋藏牡蛎壳体为例进行了贝壳年轮与壳体同位素剖面分析研究,首次同时关注牡蛎壳体剖面内的生长层和壳体韧带槽表面的特征层,二者共同指示了准确的生长年轮。结果显示,对应于壳体韧带槽表面凹沟的壳体剖面内灰色半透明生长层,具有一个年生长周期内最重的氧同位素比值,是晚秋至早春季节水温较低、食物来源匮乏时期形成的缓慢致密生长层;对应于壳体韧带槽表面外凸层中部的壳体剖面内灰色半透明生长层,具有较轻的氧同位素比值,是春季牡蛎产卵而形成的缓慢致密生长层;二者均具有良好的季节性指示意义,可以根据这些特征生长层对壳体的生长年龄进行准确的判断。     

渤海湾西北岸埋藏牡蛎礁体中的 壳体形态与沉积环境*

渤海湾西北岸沿岸平原分布的众多埋藏牡蛎礁体中的壳体形态和泥沙沉积物特征是不尽相同的。不同礁体中的壳体形态有明显的区别,有些礁体中的壳体细窄,有些礁体中的壳体较宽厚; 与此相对应,具有不同壳体形态的礁体中的沉积物颗粒和粘土含量也有明显的差别。文章分别对组成大吴庄和岭头两个礁体剖面的牡蛎壳体和泥质沉积物进行测量和分析,结果表明大吴庄礁体中壳体的重量随高度增长的速率大于岭头礁体中的壳体,而两个礁体中壳体的壳重随体积增长的速率大致相同; 组成礁体的壳体形态与礁体的沉积环境有关,沉积物较细、粘土含量高时发育细窄的壳体,沉积物较粗、粘土含量低时发育宽厚的壳体。渤海湾西北岸地区埋藏牡蛎礁体中的壳体本身记录了其生长时的环境信息,可以通过分析礁体中的壳体形态来恢复礁体建礁过程中的沉积环境。     

孟氏螺蛳壳体氧同位素组成记录的季节性温度变化

软体动物壳体的碳酸盐氧同位素组成与周围水体环境密切相关,是重建古气候的重要载体。孟氏螺蛳个体较大,是滇中地区特有的螺蛳属,在滇中地区第四纪湖岸阶地广泛分布,然而其壳体的氧同位素能否用于重建区域季节性气候信号仍不清晰。本研究通过收集杞麓湖的现生孟氏螺蛳壳体,沿着壳体螺旋生长方向连续取样(选取两个壳体,分别采集45个和46个样),测试其壳体的碳酸盐δ¹⁸O值,分析并讨论了壳体δ¹⁸O与湖水温度和湖水δ¹⁸O_w的耦合关系,研究结果表明,1)孟氏螺蛳壳体内部沿生长方向的氧同位素具有显著的季节性的波动特征;2)壳体碳酸盐氧同位素符合平衡沉降条件下的氧同位素分馏特征,其δ¹⁸O值与湖泊温度和湖水δ¹⁸O_w密切相关;3)杞麓湖现代孟氏螺蛳壳体δ¹⁸O值的波动主要受温度的季节性变化控制,在具有湖水δ¹⁸O_w值的情况下,壳体δ¹⁸O值可靠记录了区域季节性湖水温度变化,其中基于夏季湖水δ¹⁸O_w值重建的温度与区域大气温度更为吻合。

     

陆生蜗牛壳体高分辨率的稳定氧同位素记录与季节的干湿变化

季节变化是气候系统的基本特征,然而受研究材料和方法所限,陆相沉积序列中难以获得古气候的季节变化信息。文章选择兰州地区,在旱季和雨季分别采集两个现生条华蜗牛（Cathaica fasciola）,通过沿壳体生长轴高分辨率取样分析,发现兰州地区旱季生长的蜗牛壳体稳定氧同位素组成（δ¹⁸O）整体偏正、雨季生长的壳体显著偏负,单个壳体内部δ¹⁸O的波动幅度捕获了季节干湿变化信号。综合现代观测、黄土高原其他地区记录、通量平衡模式等证据,提出蜗牛壳体δ¹⁸O旱季偏正,主要受蒸发效应和温度影响,蒸发效应可能更为重要;蜗牛壳体δ¹⁸O雨季偏负,主要受降水氧同位素组成和温度影响。蜗牛壳体高分辨率的稳定氧同位素研究在揭示亚洲古季风季节干湿变化方面有巨大应用潜力,系统的现代过程研究是推动该方法进一步发展的关键所在。

     

渤海湾西岸年轻贝壳堤：形态,结构及多成因过程

渤海湾西岸年轻贝壳堤的横截面呈上凸形态,堤的底板向海倾斜。年轻贝壳堤可分为底部－下部（前缘基足）、中部和上部三部分。底部－下部为形成于水不的（潮间带至 下带上部）贝屑质砂坝。中部为障壁岛,岛后为泻湖环境;当岛后泥质充填迅速时,障壁岛可转化为沿岸堤。上部为风成沙丘。水下砂坝→障壁岛→沿岩堤→风成沙丘反映了贝壳堤多成因的、复杂的形成过程。障壁岛－泻湖体系是渤海湾西岸沿海平原形成的重要因素。