柴达木察尔汗贝壳堤剖面Sr同位素及其环境意义

根据对柴达木盆地察尔汗古湖贝壳堤剖面酸不溶组分和酸溶组分的提取及其87Sr/86Sr的测定,结合沉积物中Rb/Sr的变化,指出Sr同位素组成特征可有效指示源区化学风化和沉积区古环境变化;依据酸溶组分中盐度指标Sr/Ca, Sr/Ba值与Sr同位素组成曲线的对比分析,揭示酸溶组分Sr同位素可以较好的指示水体形成时的盐度。通过分析贝壳堤剖面化学风化和部分盐度变化过程,探讨了研究区晚更新世39.6~ 17.1 ka BP(未经校正的AMS 14C测年结果,全文同)湖泊高湖面的演化历史。     

柴达木贝壳堤剖面元素地球化学与环境演变

通过对柴达木盆地察尔汗古湖贝壳堤沉积物中酸溶与残留(酸不溶)组分中常、微量元素及其元素对的分析,并结合酸溶与残留组分中常、微量元素相关性对比,讨论了贝壳堤剖面元素地球化学指标和沉积环境之间的关系,指出酸溶组分中的常量、微量元素及其元素对可以作为湖泊和古气候演化良好的代用指标;残留组分中的元素及元素对与原岩及其风化程度紧密相关,因此,酸溶组分与残留组分中的常量和微量元素在对于环境响应模式存在一定差异,应该将二者分开研究以避免对元素所携带环境信号解译的偏差。根据元素地球化学指标重建了43.5～22.4cal.kaB.P.(39.7～17.5kaB.P.14C年代)柴达木盆地察尔汗古湖高湖面期间古气候与环境演变过程:43.5～31.7kaB.P.期间酸溶组分中元素含量总体较低,残留组分中元素含量相对较高,且湿润度值((Fe2O3+Al2O3)/(MgO+CaO),或H)处于高值段,而Ca/Mg,Fe/Mn和Rb/Sr则处于低值段,指示了温暖湿润的气候环境,古湖泊水体增加;其中37.8～31.7kaB.P.期间酸溶组分中元素含量多出现最低值,残留组分中元素含量富集,H值较高,而Ca/Mg,Fe/Mn和Rb/Sr此段均值最小,表明此时为环境的最适宜期,此期间降雨充沛,湖泊处于高湖面;在31.7～22.4kaB.P.期间酸溶组分中元素含量普遍较高,残留组分中元素含量相对富集,且Ca/Mg,Fe/Mn和Rb/Sr处于高值段波动,H值处在低值段,指示气候环境恶化,降水逐渐减少,古湖泊水体萎缩;在约22.4kaB.P.气候快速恶化,形成石盐结晶,高湖面历史结束。柴达木盆地该期高湖面及其演化过程可与腾格里沙漠和额济纳盆地-巴丹吉林沙漠高湖面记录进行对比,揭示了大范围气候变化的历史。     

六盘山朝那湫湖泊沉积物Rb/Sr比值及其古气候意义

湖泊沉积物Rb/Sr比值通常被视为流域化学风化强度的代用指标, 然而不同湖泊沉积物Rb/Sr比值的古气候意义有时也存在一定差异。本研究以六盘山朝那湫湖泊73cm长度(1743~2012A.D.的沉积序列)岩芯沉积物Rb/Sr比值为分析对象, 结合同一岩芯其他主要元素以及古气候代用指标(TOC、C/N比值、δ¹³C_org等)指示的环境变化信息, 对朝那湫湖泊沉积物Rb/Sr比值在十年/数十年尺度上的古气候意义进行综合判别。研究结果显示: 朝那湫湖泊沉积物中的Rb、Sr元素主要以残渣态赋存, Rb/Sr比值与其他陆源组分元素有较好的相关性, Rb/Sr比值变化主要受控于陆源碎屑物质输入。Rb/Sr比值与同一岩芯TOC、C/N比值、δ¹³C_org等降水代用指标以及邻近区域树轮等古气候记录的对比结果表明: 在十年/数十年尺度上, 气候偏干期, 陆源碎屑物质输入较多, 沉积物Rb/Sr比值减小; 气候偏湿期, 陆源碎屑物质输入较少, 沉积物Rb/Sr比值增大。这主要是由朝那湫流域降水特点和植被覆盖共同决定的, 同时也暗示朝那湫流域物理风化和化学风化强度可能呈反向变化。因此, 在将Rb/Sr比值作为流域化学风化强度的代用指标之前, 有必要对湖泊沉积物的Rb、Sr元素的赋存形态进行辨别, 并结合湖泊自身沉积环境以及其他古气候指标进行综合分析, 方可获得更加全面准确的流域物理侵蚀搬运或化学风化信息。

     

距今7Ma以来甘肃灵台剖面 Nd和 Sr同位素特征

测定了 7 Ma B.P.以来灵台剖面红粘土和黄土-古土壤序列的酸不溶物 Sr和 Nd同位素组成.样品酸不溶物 87Sr/86Sr变化可明显分为两个阶段.第一个阶段,从 7 Ma B.P.到 2.5 Ma B.P.,为红粘土层,酸不溶物 87Sr/86Sr稳定位于高值,反映了东亚冬季风处于相对平稳的弱势.第二个阶段,从 2.5 Ma B.P.到现在,酸不溶物 87Sr/86Sr呈下降趋势,波动加强,反映了东亚冬季风不断增强,并且冬季风和夏季风交替变化加强. 7 Ma B.P.以来灵台剖面红粘土和上覆的黄土-古土壤的 Nd同位素组成一致,并揭示 7 Ma B.P.以来,北太平洋中部沉积物与黄土高原黄土都来自相同的物源区.     

生物壳体Sr／Ca、Mg／Ca、^87Sr／^86Sr比值在恢复古气候、古环境中的应用—以小渡口剖面为例

生物壳体的Sr/Ca、Mg/Ca比值能反映其沉积水体的Sr/Ca、Mg/Ca比值，在一定条件下反映水体的盐度、温度，并分别与宿生水体的盐度、温度呈正比关系。生物壳体的^87Sr/^86Sr比值是恢复盆地古水文条件的一种重要手段。本文以著名的泥河湾盆地小渡口剖面的第28层为实例，力图通过对有孔虫、介形虫、腹足类生物壳体Sr/Ca、Mg/Ca比值与^87Sr/^86Sr比值的对比研究，并结合前人所作的中更新世古地理特征研究，来恢复生物壳体沉积时泥河古湖水的温度、盐度，进而进行古气候、古环境的恢复。研究结果表明：在0.97-0.94Ma间，古泥河湾湖为一陆相湖泊，湖水的温度、盐度变化趋势相吻合，均呈低－高－低的演化特征，可能对应着盆地水体的扩展－退缩－扩展变化。其中，在0.96-0.95Ma间，古泥河湾湖具有较高的温度、盐度特征。     

近800a来内蒙古岱海湖水的盐度定量及其气候意义

在干旱半干旱地区 ,封闭湖泊的湖水盐度对气候变化反应敏感。首先通过现生介形类 (Lim nocytherecf.inopinata)壳体与湖水Sr/Ca比值的测定确定了Sr/Ca的分配系数 ;然后测试现代岱海湖水盐度与湖水Sr/Ca比值 ,建立湖水盐度与湖水Sr/Ca比值的函数关系 ;最后利用湖泊沉积剖面中介形类壳体的Sr/Ca比值定量恢复了岱海湖水近 80 0a来的盐度。通过分析岱海湖水盐度变化过程 ,揭示了研究区小冰期前期降水增加的冷湿气候 ,这明显不同于东部其它地区的冷干气候 ;研究区在小冰期中后期以偏干旱气候为主 ,这与东部其它地区干冷气候相一致 ;推测了 2 1世纪初 10～ 2 0a ,岱海地区降水将有所增加 ,干旱趋于缓和。     

14 ka以来苦海沉积物地球化学记录及其古环境意义

对青藏高原东北部封闭咸水湖泊苦海水深最深处KH17钻孔进行沉积物粒度、烧失量和X射线荧光光谱（XRF）测试及XRF测试结果的主成分分析（PCA）,以揭示14 ka以来苦海沉积物特征及其所反映的搬运与沉积过程变化,反演湖泊流域古环境。研究结果表明:第一主成分（PC1）主要包括Ti、Fe、K等元素,指示径流输入强弱;第二主成分（PC2）中载荷值较大的Ca和Sr与碳酸盐含量相关,指示湖泊蒸发强弱;Zr（第三主成分中载荷值最大）与砂组分、Rb与黏土组分含量相关,分别指示风力输入粗颗粒物质和径流输入细颗粒物质情况,其比值可反映化学风化弱强;Fe/Mn、Sr/Ca也能较好地指示沉积物氧化还原环境、湖水盐度和水位情况。基于上述记录所建立的古环境演变重建结果显示:13.6~13.0 ka B.P.苦海水位较低,径流输入相对强;13.0~11.5 ka B.P.受新仙女木事件影响,环境干旱且温度极低,风力作用强,输入物质多;早全新世升温显著,蒸发作用强,内生碳酸盐沉积增多,湖泊水位增加缓慢,中全新世期间达到最高水位;5.3 ka B.P.以后,湖泊经历干旱时期,盐度与碳酸盐沉积增加;2.7 ka B.P.以来水分供给波动,湖泊水位显著振荡。     

大兴安岭阿尔山天池湖泊沉积物记录的全新世气候突变

阿尔山天池是大兴安岭中部一个封闭的火山口湖,地处东亚夏季风尾闾区,是研究区域气候快速变化的良好载体。通过对阿尔山天池岩芯（深度243~100 cm,年代10.0~1.3 cal.ka B.P.）开展连续、高分辨率的XRF元素扫描和粒度分析,选取岩芯中12种含量较高且环境指示意义明确的地球化学元素开展相关分析及因子分析发现：全新世时段阿尔山天池湖泊沉积物中Sr、Rb、Zr、Fe、Ca、K、Ti、Si、S、Mn、Cl等元素变化一致且均与Cr元素变化趋势相反,其中Sr、Rb、Zr、Fe、Ca、K、Ti、Si等8个迁移积累型元素之间相关性较高,且为湖泊元素变化的主控因子,说明阿尔山天池湖泊沉积物中元素来源主要受外源碎屑物质的影响,湖泊沉积物元素变化主要决定于区域气候的干湿状况。基于精确的年代框架,通过阿尔山天池沉积物Ca/Ti,Cr/Ti,Fe/Mn,Rb/Sr和Fe/Ti元素比值、粒度数据,与同一地区的月亮湖TOC和乔木花粉百分比记录对比分析表明：大兴安岭中部地区全新世以来气候-环境和湖泊水位经历了温暖偏干-低湖水位期（10.0~7.3 cal.ka B.P.）、温凉湿润-高湖水位期（7.3~6.1 cal.ka B.P.）、温暖湿润-低湖水位期（6.1~4.3 cal.ka B.P.）、温凉湿润-高湖水位期（4.3~3.0 cal.ka B.P.）、温暖湿润-较高湖水位期（3.0~1.4 cal.ka B.P.）等5个阶段的演变;元素记录15次显著快速干旱气候事件,其中发生在7.8cal.ka B.P.、7.3cal.ka B.P.、6.9cal.ka B.P.、6.5cal.ka B.P.、6.3cal.ka B.P.、6.1cal.ka B.P.、5.5 cal.ka B.P.、4.2 cal.ka B.P.、3.8 cal.ka B.P.、3.6 cal.ka B.P.、3.0 cal.ka B.P.、2.6 cal.ka B.P.及1.8 cal.ka B.P.的13次干旱事件与已有大兴安岭地区其他钻孔记录均有较好的对应。此外,阿尔山天池湖泊记录中Fe/Ti元素比值与粉砂和粘土含量变化趋势基本一致,表明在东北封闭湖泊中Fe/Ti可作为湖泊细颗粒组分的良好代用指标。本研究表明湖泊沉积物高分辨率的XRF元素扫描分析在气候快速变化研究方面具有很大的潜力。

     

长江、黄河流域泛滥平原细粒沉积物87Sr/86Sr空间变异的制约因素及其物源示踪意义

黄河和长江流域泛滥平原细粒沉积物的Sr同位素组成存在较大差异.前者的87Sr/86Sr变化范围较小,为0.712868～0.718860,平均值为0.715474;后者变化范围较大,为0.71305～0.736502,平均值为0.721438.黄河流域中、上游细粒沉积物的87Sr/86Sr低于下游;而长江流域细粒沉积物的87Sr/86Sr中游高于上、下游,且南侧高于北侧.由Nw向SE,SE,87Sr/86Sr逐渐增加.87Sr/86Sr这种空间变化规律明显受各汇水盆地内地壳岩石平均组成、年龄和化学风化作用强度的制约:岩石的Rb/Sr比值越大、年代越老、化学风化作用越强,87Sr/86Sr比值就越大.87Sr/86Sr比值是识别中国边缘海黄河、长江输运物质的有效参数,其端员值分别为0.719269和0.724312.     

碳酸盐岩上覆红色风化壳中风化组分确定的一种新模式

确定化学风化剖面的风化组分来源是一个重要而又困难的问题,通过对贵州省平坝白云岩风化剖面中Sr同位素组成的研究,揭示了典型就位白云岩风化剖面的Sr同位素特征,验证87Sr/86Sr与Nb/Sr比率的图解模式对碳酸盐岩风化剖面的适用性,提出了87Sr/86Sr与Nd/Sr比率的图解新模式.研究认为,该模式不仅对白云岩的化学风化具有明显的指示意义,也更好地补充和限定了87Sr/86Sr与Nb/Sr比率的图解所反映出的矿物组分和风化过程.这一研究结果将为风化剖面中Sr同位素的定量研究提供重要的区分指标.     

埋藏后生作用对生物壳体87Sr/86Sr的影响研究

根据小渡口剖面２８层有孔虫、介形虫、腹足类生物壳体的微观观察、微量元素及其比值、＾８７Ｓｒ／＾８６Ｓｒ与微量元素特征对比经及水－岩反应＾８７Ｓｒ／＾８６Ｓｒ的混合模式,显示生物壳体遭受了埋藏后生作用,但对生物壳体原始的＾８７Ｓｒ／＾８６Ｓｒ比值基本没有改变或影响甚微,推测参与埋藏后生作用的流体与生物壳体具有相近的Ｓｒ同位素组成或较悬殊的Ｓｒ含量。同时,实际研究表明评价和判别埋藏后生作用对生物壳体原     

内陆湖泊流域的化学风化及气候变化—以内蒙古岱海为例

利用湖泊沉积物中Rb/Sr值来反映受古气候制约的流域陆地化学风化率的变化，并恢复了岱海近400a以来以小冰期为特征的、具有100a准周期（经谱分析）的气候波动历史。通过磁化率、粘土矿物含量和种类的综合分析，确证了湖泊沉积物Rb/Sr值的变化可以用来重建流域内化学风化率与其相应的古气候演化过程，是湖泊沉积记录中具有比磁化率更明显气候意义的有效代用指标。     

洞穴次生碳酸盐沉积的Sr同位素组成研究：历史与前景

对洞穴次生碳酸盐沉积87Sr/86Sr比值的研究进行了回顾,对其潜在的应用前景作了展望。87Sr/86Sr是进行沉积物来源示踪的重要地球化学指标之一。在以往的研究中,根据洞穴次生碳酸盐沉积87Sr/86Sr的变化对一些可能的Sr来源的相对贡献进行了研究,并进一步对其蕴涵的气候环境演化意义进行了探讨。在未来的研究中,示踪物源仍然将是洞穴沉积87Sr/86Sr研究的主要功能。这一指标可能在对地表土壤的化学风化强度及其变化、东亚地区的大气粉尘活动和冬季风演化、岩溶地下水古水文演化研究等方面发挥重要作用。     

Strontium and hydrogen isotope geochemistry of fresh and metabasalt dredged from the Mid-Atlantic Ridge

Fresh basalt and metabasalt dredged from the Mid-Atlantic Ridge were studied for Na, K, Rb, Sr, and H₂O(+) contents, and strontium and hydrogen isotope ratios. Na, K, Rb, and Sr contents of these samples are within the range of those of oceanic tholeiite. H₂O(+) content, strontium, and hydrogen isotope ratios vary widely. The variation in water content of metabasalt is apparently related to the chlorite content. The metamorphic temperature was about 550 °C based on the estimated δD value of chlorite. There is positive linear relationship between water content and strontium isotope ratio. Based on this relationship, the variation of strontium isotope ratio of the metabasalt was interpreted as follows: complete exchange occurred between strontium in the chlorite portion of the metabasalt and strontium in sea water (⁸⁷Sr/⁸⁶Sr ratio=0.7090), while the original strontium (⁸⁷Sr/⁸⁶Sr∼0.7023) was retained in the non-altered portion of the basalts.     

The Medieval Warm Period and Little Ice Age in the Daihai Area, North China

Rb/Sr ratio, CaCO3 content, organic carbon (Corg) concentration, magnetic suscep-tibility and clay mineralogy of 4.0 m sediments samples recovered from Daihai Lake, northern China, are presented in the paper. Weathering and paleoclimatic change history during the last 2300 years is reconstructed in terms of the variations of Rb/Sr ratios in the sediment sequence, including the Little Ice Age and Medieval Warm Period. Our results suggest that the evolution processes of weathering and paleoclimate can be rebuilt in terms of the variations of Rb/Sr ratios in the lake sediment sequence, in combination with magnetic susceptibility, Corg, CaCO3 contents and clay mineralogy.     

湖光岩玛珥湖非残渣态Rb/Sr比值研究及其古气候意义

湖泊沉积物Rb/Sr比值变化主要受控于Sr含量的变化,而真正反映流域化学风化强度的主要是迁移至集水盆地(湖泊)的溶解态Sr2+,在沉积物中主要以碳酸盐结合态和铁锰氧化物结合态等形式存在.通过对不同赋存状态的Rb/Sr比值与相应的Sr含量之间相关关系的对比分析发现,沉积物非残渣态Rb/Sr比值更好地反映了流域化学风化.根...     

龙门山泥盆纪腕足化石锶同位素组成特征及其古环境意义

生物成因的海相碳酸盐岩中Sr同位素组成与演化是目前研究古海平面变化、造山运动以及古气候变化的主要工具,在海相地层定年及全球等时对比研究中发挥着重要作用。对四川龙门山泥盆纪剖面腕足化石Sr同位素组成进行了研究。保存鉴定结果显示：腕足化石壳体结构保存完整;阴极射线照射下壳体不发光或部分壳体呈微弱橙黄色;大多数壳体微量元素Mn〈250μg／g、Sr〉400μg／g。表明腕足化石保存完好,后期成岩作用影响微弱。锶同位素结果显示：龙门山泥盆纪sr同位素演化同全球泥盆纪Sr同位素演化基本一致,表明龙门山泥盆纪Sr同位素演化受全球性变化影响。早泥盆世较高Sr同位素比值（甘溪组0．708437）可能是受加里东造山运动的影响,大量古陆的出露,风化作用的加强所致。其后的缓慢下降可能受海平面上升古陆面积缩小的影响。中泥盆世Sr同位素组成低值平台显示着幔源Sr和陆源Sr（风化作用较弱）输入量之间的平衡。随后的Sr同位素组成的上升可能是受中泥盆世开始温度上升的影响,致使风化作用的加强所致。     

黄土高原南部全新世黄土-古土壤 序列若干元素分布特征及意义*

选择黄土高原南部的XJN,XMC和JYC全新世剖面为研究对象。通过对地层中Ca,Ba,Rb和Sr元素分布的研究,发现Ba/Sr和Rb/Sr比值在不同地层中含量差异十分明显,并与成土作用强度显著正相关,可作为良好的气候替代指标;表生环境中Rb和Ba较稳定,Sr和Ca元素十分活跃,易于迁移,其中Ca的迁移能力高于Sr元素;从XJN→XMC→JYC剖面,Rb和Ba元素含量增加,而Sr和Ca元素含量降低,这与区域环境差异有关;全新世中期暖湿的亚热带气候主要出现关中盆地地区,六盘山以西则是暖温带气候。