湖泊沉积物记录的藏中地区2.8Ma以来的环境演变历史

对青藏高原中部错鄂钻孔岩芯湖泊沉积物δ13C、总有机碳(TOC)、总氮(TN)、C/N和Rb/Sr比值等进行了分析,并结合岩性、孢粉组合特征等,建立了2.8Ma以来藏中地区的环境演化序列、区域构造活动和湖盆演化过程.研究显示,大约在2.8Ma,错鄂构造成盆,2.6Ma的构造运动之后,湖泊扩张,夏季风降水增加,湖泊沉积物以青灰色泥为主,藏中地区总体上处于温湿或凉湿的环境下;约0.78Ma后,沉积岩性明显变粗,湖盆快速充填,反映了强烈的构造隆升运动,并使高原中部整体隆升到4000m以上,δ13C和TOC反映藏中地区环境具明显的高寒特点;高原剧烈隆升时期,化学风化较弱,而在高原相对稳定的剥蚀夷平阶段,化学风化较强,说明藏中地区的化学风化在受气候强烈影响的同时,又受高原阶段性的构造隆升所控制.     

早全新世降温事件的湖泊沉积证据

我国华北干旱－半干旱区封闭湖泊流域化学风化历史记录了全新世以来次级的气候环境波动过程。高精度的沉积物地球化学、物理及生物参数变化表明，在全新世早－中期过渡阶段存在一次强降温气候事件，具体表现为流域化学风化减弱（高Rb/Sr比）、湖泊产生力减弱（低有机碳）以及湖泊水位下降。虽然该事件的寒冷程度比Younger Dryas弱，但是其与来自湖沼（包括北极、非洲、北美、西欧、青藏高原、祁连山等）、海洋（比北大西洋、地中海、加勒比海等）、欧－美大陆生物组合、极地冰芯等在内的环境记录的冷事件发生时间基本一致，集中发生于8.0-8.5ka B.P.之间。     

8.2ka BP冷气候事件确实在中国发生过吗？

综合迄今中国境内湖泊沉积、冰心、泥炭、石笋、古土壤和洪积物获得的全新世数据及序列表明,早全新世气候变化是不稳定的,至少存在一次明显的降温事件,且表现为区域差异,其根本原因是受不同气候系统、复杂地形（特别是高原）的制约。但是,将不同地区、存在于9.0～7.6ka BP期间、500a至200a不等的气候突变或波动和记录与环北大西洋的8.2ka BP气候突变事件相对应,并归因于Laurentide冰盖的崩塌冰融水注入北大西洋造成的降温显然是草率的。中国主要地处季风气候区,加上目前我们所得序列的不同年代、样品精度、不同材料以及缺乏对气候事件前后精确的年代数据的控制,对于中国是否存在相同的或相似的气候降温事件是值得商榷的。如果真的存在,其时间跨度、降温幅度以及诱发机制又是什么,均需进一步认真研究。     

地震滑坡在活跃造山带侵蚀和风化中的作用:进展与展望

以地震为代表的构造运动在地球地貌演化中起着根本性的作用,其过程包括同震抬升或沉降和地震滑坡侵蚀.地震诱发的滑坡向河流输送大量的松散物质,可造成流域物质输移通量成倍增加,且持续时间可达几十年或更久.在暴露新鲜岩石的同时,地震滑坡还剥蚀植被和土壤,这些作用都极大地影响着区域的碳输移.越来越多的研究尝试量化地震对地表过程影响...     

太湖沉积物重金属及营养盐污染研究

通过太湖MS沉积岩芯元素地球化学指标的分析,对太湖沉积物污染历史进行了系统的讨论。根据化学元素的聚类分析结果、变化趋势,并与太湖流域经济发展进程对比,认为太湖沉积物铅、锌、锰、镍污染开始于20世纪70年代末期,砷、汞污染分别开始于30年代和40年代,随着底泥重金属污染程度的加重,沉积物表层磁化率明显升高;总磷自40年代以来含量不断增加,总氮、总有机碳含量增加开始于70年代末期,表明湖泊富营养化程度不断加重。太湖沉积物重金属及营养盐污染历史与该区经济发展阶段相吻合。     

大地震对龙门山构造带剥蚀-风化-碳循环的深远影响

构造运动对地表剥蚀、硅酸盐风化、长尺度碳循环以及气候系统的影响一直存在争论和不确定性。其主要原因在于,已有关于"构造-风化-碳循环-气候变化"耦合的证据主要基于河水化学计算的和海洋沉积物记录的硅酸盐风化以及有机碳输移通量,一直缺乏对构造事件前后剥蚀、风化通量的直接观测和对比研究,更不清楚构造运动对流域侵蚀和风化过程影响的幅度、范围及持续时间。龙门山位于构造活动活跃的青藏高原东缘,是学术界长期关注的热点区域,拥有大量的基础资料与背景数据。发生于龙门山地区的2008年汶川地震和2013年芦山地震引发了近8万个山体滑坡;这些滑坡体快速向河流系统输送大量碎屑物质,极大地影响了地表过程,为评价构造事件对流域剥蚀和风化的影响提供了非常珍贵的机会。文章通过定量评估地震滑坡对流域侵蚀、河流颗粒有机碳（POC）输移和河水溶质的影响及持续时间,结合滑坡体积与地震震级和复发频次关系,提出了地震滑坡对以龙门山为代表的活跃造山带长时间尺度剥蚀速率控制的新机制。结果表明,在2008年汶川地震之后的5年里,龙门山地区主要河流的悬浮物通量较地震前增加了3~7倍,指示了地震滑坡对流域侵蚀的直接贡献;清空单次地震产生的龙门山地区细颗粒滑坡物质需要几十年至数百年、粗颗粒则可能需要数千年,而滑坡密度和高强度径流是控制滑坡物质搬运时间的主要因素。通过模拟建立了龙门山地区地震震级-滑坡体积与复发频次的关系,计算得到该地区理论上的长时间尺度平均地震滑坡剥蚀速率,约为0.5~1.0 mm/a。这一理论值与宇宙成因核素和低温热年代学获得的长尺度剥蚀速率大致相当,并且汶川滑坡的空间分布与测得的长尺度剥蚀速率的空间分布相似,这表明在构造时间尺度上,龙门山构造带的剥蚀通量很可能主要是由地震引发的滑坡碎屑物质持续提供的,为解释构造活跃区的高剥蚀通量提供了一个全新的机制。与地震滑坡剥蚀同步的是河流现代POC和河水溶质的成倍增加。汶川地震造成岷江上游杂谷脑河现代POC供给增加了2~4倍,且只有少部分会被氧化降解;同时,震后岷江河水碱度和硅酸盐风化通量则增加了4倍左右,由此造成的CO2消耗通量和87Sr/86Sr比值分别增加了4.3±0.4倍和0.000644±0.000146。本研究将构造活动与长时间尺度山脉剥蚀、流域风化和碳循环直接地联系到一起,为"构造-风化-碳循环-气候变化"耦合提供了直接有力的观测证据和基于滑坡的全新机制解释。如果其他的地震也有类似汶川地震引发的有机碳埋藏和硅酸盐碳消耗成倍增加的双重碳汇效应,那么地震及其引发的滑坡可能在调节长时间尺度大气CO2和全球气候中的确起着重要的作用。     

离子交换过程中锂同位素分馏对锂同位素测试准确度的影响

锂同位素被广泛应用于地球与行星科学各个领域,准确测定锂同位素比值是示踪各种自然过程的前提,但目前国际实验室报道的锂同位素标准物质测定值存在较大偏差,例如已报道的海水δ7Li测试值相差5‰。针对这一现状,本文基于离子交换理论基础,使用正态分布函数拟合淋出曲线,通过理论计算得到离子交换纯化过程造成的锂同位素分馏的理论值,该数值与MC-ICP-MS检测无关,但对锂同位素测试准确度有直接的影响。在此基础上,定义相对回收率(Rc)用于监测锂同位素分馏。基于本实验室分离纯化流程,通过理论计算得出,当Rc 99. 8%时,可认为离子交换纯化过程中没有引起可观察到的锂同位素分馏,进而不影响MC-ICP-MS检测准确度。目前世界上各实验室主要通过绝对回收率或Rc来判断分离过程中是否发生同位素分馏。由于测试的空间电荷效应,绝对回收率易被高估,而 99%的Rc并未全部达到理论计算得到的Rc,表明各实验室对同种标准物质测试结果的偏差极可能是由于离子交换纯化过程中锂同位素分馏导致的。本文提出,对于每一样品,只需要分别测量离子交换过程中接收区间及其前后一定区间溶液中锂含量,将得到的Rc值与其理论值比较,即可判断分离纯化过程中是否引起可观察到的锂同位素分馏。     

德兴斑岩铜矿田两类伊利石的存在及其在蚀变分带中的意义

德兴斑岩铜矿田内存在两种成因类型的伊利石：一是特征的热液蚀变矿物,它是在热液流体 作用过程中斜长石、云母类矿物通过伊利石化过程形成的,其结晶度(IC)和膨胀层含量受携 带矿质的热液流体量控制;二是浅变质作用自身的产物,其结晶度远较小于前者,具2M1 多型,且不含膨胀层,是原始蒙皂石完全伊利石化形成的。作者发现,在斑岩体和接触带内 ,伊利石结晶度小的部位,蚀变程度强,矿化品位也高。     

绰墩农业遗址中存在中全新世水稻土的新证据*

前人研究认为,在长江下游地区绰墩农业遗址的全新世地层中存在2个古水稻土层,但到目前为止尚缺乏土壤化学和物理学方面的证据。为了寻找土壤学证据,在江苏省昆山市绰墩遗址P-01垂直剖面中连续采集了12个样品,分别测定了全氮(TN)含量、总有机碳 (TOC) 含量、粒度组成、质量磁化率以及粘土矿物组成。结果显示,从剖面底部(200cm)到100cm处和从57cm处到现代土壤表层,TOC,TN,TOC/TN比值、高岭石含量以及高岭石/伊利石(K/I)比值两次出现逐渐升高的趋势,而且它们的曲线形态基本一致。这些特点有可能说明P-01剖面中包含着两次成壤过程:第1次形成了古土壤层(160~100cm),第2次形成了现代水稻土(57cm~现代土壤表层)。但TOC和TN以及水稻植硅石资料不支持在深度57~42cm段存在古土壤的观点。从200cm到130cm处,磁化率和粘粒含量有逐渐降低的趋势,说明此处具有长期淹水的特征。现代水稻土的研究表明,水稻田排水过程中可能使部分粘粒被带走流失。因此,粘粒含量从200cm到130cm处逐渐降低的趋势可能与中全新世的人工排水有关。研究资料与考古学、孢粉学和植硅体资料共同说明,该古土壤层(160~100cm)很可能是古水稻土。古水稻土的确认将为农业考古和古环境变化研究提供有利的条件。     

斑岩型铜矿床成矿过程中铜的迁移与沉淀机制研究新进展

作为主要铜源的斑岩型铜矿床一直是研究、生产部门关注的热点。依据多年研究成果和大量文献资料,并以德兴斑岩铜矿研究新成果为实例,综述了斑岩铜矿矿质迁移沉淀机制研究的新进展,包括铜的迁移形式和演化,流体演化对铜络合物作用,铜在熔体相、流体相和晶体相配分以及铜居留场所和形式等。