14kaB.P.以来巴里坤湖区有机碳同位素记录及古气候变化研究

通过有机碳同位素(δ~(13)C_(crg)),磁化率和粒度的测定和分析,结合光释光年龄标定,对新疆巴里坤湖区滨湖相沉积物14ka B.P.以来δ~(13)C_(crg)值变化的影响因素及其反映的气候特征进行了研究。结果表明:在巴里坤湖区植被类型主要以C_3植被为主,干湿变化是导致δ~(13)C_(crg)值波动的主要因素,在末次冰消期至早全新世阶段(14.0~8.4ka B.P.),巴里坤湖区周围冰川尚未融化,剖面δ~(13)C_(crg)值最为偏正,在-22‰到-21‰之间变化,暗示剖面处在干-旱的气候条件下;进入全新世后,随着巴里坤山冰川的融化,湖区湿度增加,同位素值持续偏负,达到23.5‰,同时中值粒径和磁化率同步降低;在中全新世阶段(7.2~5.0ka B.P.)出现高湖面,同位素值达到-24‰左右,为剖面同位素值最低阶段;中晚全新世阶段(5.0~1.5ka B.P.)δ~(13)C_(crg)值开始逐渐偏正,表明气候开始变干;1.5ka B.P.至今的δ~(13)C_(crg)值则是在-24‰~-23‰间频繁波动,反映了该时段气候的不稳定性。     

中新世以来我国季风-干旱环境演化与青藏高原的生长*

根据中国北方地质、生物和构造记录与南海及全球记录的对比研究, 讨论了中国中新世以来季风-干旱环境与青藏高原阶段性生长耦合演化的关系。研究认为, 在研究季风环境的同时, 应加强我国季风-干旱环境整体系统变迁及其动力学的研究。     

陆地植物有机分子化合物氢同位素组成及其古环境意义

近年来，随着高温裂解－色谱－同位素质谱技术的发展，使有机分子化合物氢同位素的生物地球化学研究成为可能，并已被应用到湖泊沉积物、泥炭等地质记录的古环境研究中。然而，由于目前对陆地植物有机分子化合物氢同位素组成变化与气候变化之间关系很好的认识，造成了地质纪录中的有机分子化合物氢同位素组成变化解释的不确定性。笔者利用 GC/TE/IRMS 方法初步测定了中国西北地区干旱－半干旱地区现代植物和黄土/古土壤序列中正构烷烃组分（主要来自植物叶蜡）的氢同位素组成。来自34个现代植物（包括21个C3 植物和 13个 C4 植物）的δD值变化为 C27 为－10‰～－200‰、C29 为－115‰～－205‰、C31为－113‰～－226‰。结果表明：与目前人们的认识不同，植物叶蜡的氢同位素组成与植物光和作用方式（C3 或 C4 植物）相关性较弱，而与植物的类型（木本和草本）相关；尽管降雨、温度、光合作用方式等因素可能影响植物氢同位素分馏效应，但植物氢同位素组成更大程度的受控于植物生长来源水中的氢同位素组成。黄土高原西峰黄土/古土壤剖面过云130 kyr正构烷烃组分的平均氢同位素组成变化为－140‰～－190‰。偏正δD峰值对应于相对干旱的黄土沉积阶段（海洋氧同位素阶段2和4），而偏负的 δD 峰值对应于相对湿润的古土壤发育阶段（海洋氧同位素阶段 1、3 和 5）。笔者认为黄土/古土壤序列的有机分子化合物的氢同位素组成记录了东亚季风气候控制下中国北方干旱、半干旱地区植被的演化及相应的气候干/湿变化。     

多元地球化学指标指示的32～9 ka B.P.罗布泊地区环境及其对全球变化的响应

对位于新疆罗布泊地区罗北洼地的CK-2钻孔柱样,自距顶0.94 m到10.35 m部分,以5 cm间距采样,6个样的质谱,铀系法年龄为32～9 ka B.P.,用仪器-化学分析法得到了样品中Na、K、Ca、Mg、Fe、cu、Hg、Zn、Mn、Sr、As、Pb、P、Cl和TOC共15种元素的含量.通过对元素含量变化和主成分序列分析,探讨了罗布泊地区在32～9 ka B.P.期间,经历的从末次盛冰期(阶段Ⅰ)、暖干期(阶段Ⅱ)、末次冰期晚期(阶段Ⅲ),到全新世早期(阶段Ⅳ)的不同程度冷湿与暖干的变化阶段.与格陵兰冰芯(GISP2)和深海沉积物氧同位素序列对比结果表明,罗布泊地区经历了MIS3晚期、MIS2和早M1S1早期.在罗布泊环境演化序列中也出现了发生在北大西洋冰漂碎屑的Heinrich事件(H3、H2和H1)和新仙女木(YD)事件,以及快速回暖的D/O事件(IS4、IS3、IS2和IS1).这表明高纬度的大气环流影响到中纬度西风带的强度、相位和位移,制约了我国西北干旱化地区气候环境变化的格局.为此,罗布泊地区的湖相沉积环境不仅记录了受到西风带、青藏高原隆升以及远离东亚和南亚季风影响所具有区域性的冷湿与暖干的水热配置特点,并且还具有全球变化的印迹.     

新疆罗北洼地湖相沉积物有机碳同位素的变化序列及其古环境意义

测定了新疆罗布泊地区湖相沉积物CK-2钻孔样品的总有机碳含量（TOC）及其同位素组成、碳酸盐含量和C/N比值等环境代用指标,以及石膏矿物的质谱-铀系年龄。测试结果表明,20～9kaB.P.期间沉积物δ¹³C_org.在-23.4‰～-16.1‰之间波动且阶段性明显,与TOC呈现良好的相关关系,整体变化趋势同南极Dome C冰芯中记录的全球大气CO₂浓度一致;C/N比值表明有机碳来源主要是陆生高等植物。因此大气CO₂浓度变化是影响20～9kaB.P.期间罗布泊湖相沉积物δ¹³C_org.值变化的主导因素,周围山体上C₃/C₄植物相对生物量的变化则是另一重要因素。依据δ¹³C_org.的变化序列将此时间段湖区古环境的演化分成6个阶段:20.0～14.1kaB.P.期间受到末次盛冰期的影响,气温偏低,湖水丰沛;14.1～13.3kaB.P.是一个气候不稳定期,冷暖波动较频繁,但以暖为趋势;13.3～12.8kaB.P.期间经历了一段冷期,于12.8kaB.P.结束了末次冰期,随后气候开始转暖至11.8kaB.P.;其后气温再次变冷并维持到10kaB.P.;最后从10kaB.P.进入全新世暖期。δ¹³C_org.序列明显向偏负方向变化,表明该地区变暖的趋势相当明显。罗布泊地区日益干旱化是全球气候变化的结果,尤其是受到全球CO₂浓度的不断升高所制约。     

地理信息系统支持下的知识获取及其在遥感影像植被分类中的应用研究

本文根据植被类型分布与地理环境因子的关系,在地理信息系统和遥感技术支持下,通过ＧＩＳ叠加、统计分析操作,建立植被分布与年积温、降水量、海拔高度、土壤类型等环境因子的定量化知识向量表。综合应用所得到的地学知识向量表和植被光谱特征值进行分类试验,得到研究区的植被分布图。文章以贺兰山地区为例,详细介绍该方法的应用。     

2014年春季华北两次降水过程的人工增雨催化数值模拟研究

在WRF中尺度模式中耦合了中国气象科学研究院发展的CAMS（Chinese Academy of Meteorological Sciences）云微物理方案,并在CAMS方案中增加了直接播撒冰晶（S1方案）和播撒碘化银催化剂（S2方案）两种云催化方案。利用此模式,对2014年我国华北干旱期间开展飞机增雨作业的两次降水过程（个例1:5月9～10日;个例2:5月10～11日）进行了云催化数值模拟研究,分析了催化对降水和云物理量场影响,对比了S1和S2方案催化效果的异同。结果表明,在云层适当部位播撒催化剂,两种催化方案均会达到增雨效果,催化会引起云中各水凝物的明显变化,并导致催化区域温度、垂直速度的变化。个例1中,S2方案的催化影响范围要大于S1方案,在播撒区下游地区,S2方案催化效果要强于S1方案;而个例2中两方案催化效果没有表现出显著差异。S1和S2方案的催化效果在不同个例中表现不同,其重要原因在于两种催化方案的催化机制差异以及云系动力条件、水汽条件的不同。通过采用适当的催化剂量,在其他催化设置条件相同的情况下,S1和S2方案可以取得相似的催化效果,但需注意由于二者催化机制的差异,在一些具体云系条件下,二者的催化效果会有一定差异。当实际人工增雨作业采用碘化银催化剂时,相应的催化模拟研究使用S2方案更为适合。     

放射性元素含量关系在川北砂岩型铀矿勘查中的作用

本文论述用高灵敏度、高稳定性微机化伽玛能谱仪,在现场快速测定岩石中的铀、钍、钾含量及其比值。利用含量及其比值关系,结合地球化学观点,确定铀富集的有利与不利条件,划分矿化的有利层位或岩段,分析地下水对铀成矿的叠加作用,说明铀矿床的后生改造成因。     

水生植物烷基脂类含量和分布特征及其单体氢同位素组成

水生植物是湖泊沉积物中内源有机质的主要来源,但目前研究者对水生植物正构烷烃和脂肪酸分布特征的研究有限,极大地限制了湖泊沉积物同位素地球化学在环境变化研究中的应用.文章总结了全球湖泊已报道水生植物脂类结果,结合在中国主要湖泊新获得的脂类数据,系统讨论了湖泊水生植物脂类分布特征.我们发现水生植物基本以中等链长脂类(C_(23)～C_(25)正构烷烃和C_(22)～C_(24)脂肪酸)为主峰碳,与陆生植物存在差别(以长链脂类为主峰碳),但一些水生植物样品的长链正构烷烃(如C_(27)和C_(29))和长链脂肪酸(如C_(26)和C_(28))也具有较高丰度.沉水植物具有较高含量的长链正构烷烃(平均47μg g~(-1))和长链脂肪酸(平均170μg g~(-1)),与陆生植物脂类含量接近,表明当湖泊中沉水植物大量生长时,其可能对沉积物的长链脂类存在较大贡献.但藻类长链正构烷烃和长链脂肪酸的含量较低(平均含量分别为2和9μg g~(-1)),表明其对沉积物长链脂类的影响可能较小.通过对水生植物和陆生植物脂类分子指标进行比较,我们发现ACL_(14-32)和ATR_(14-18)值能有效将藻类和其他植物来源的脂肪酸区分开,Paq′值能很好地将沉水植物和陆生植物来源的正构烷烃区分开.每个水生植物样品不同奇碳数正构烷烃(C_(21)～C_(31))和不同偶碳数脂肪酸(C_(20)～C_(30))分子间δD值无明显差别,表明湖泊沉积物脂类分子间δD值的差异可能具有区分其输入来源,以及反映湖泊水文条件的潜力.     

柴达木盆地盐湖卤水硼、氯同位素的水化学特性探讨

通过对柴达木盆地盐湖硼、氯同位素组成和相应的水化学参数关系的讨论,揭示了盐湖卤水中硼、氯同位素组成变化与盐湖卤水演化之间的关系。盐湖卤水的硼同位素组成主要是与盐湖补给水的硼同位素组成和 Ｃａ 离子含量有关,氯同位素组成是受卤水的蒸发程度所控制。硼、氯同位素之间存在负相关关系。