氧的非质量同位素分馏及其地学应用

氧的非质量同位素分馏（mass—independent isotope fractionation）为全球变化研究提供了新方法。在介绍非质量同位素分馏的基础上,评述了氧同位素异常[△（^17O）3的表示方法以及氧的非质量同位素分馏的产生机制,重点综述了氧的非质量同位素分馏在地球科学中的应用。基于△（^17O）评估的生物圈生产力是全球总的生物生产力,打破了以往只能孤立地评估陆地或海洋生物生产力的瓶颈,奠定了在更广时空尺度上评估生物生产力的基础;△（^17O）能量化形成气溶胶硫酸盐和硝酸盐的气相与液相氧化反应路径的相对比例,为研究气溶胶和气候的互馈作用提供了新途径;冰芯中S同位素和△（^17O）的联合运用,不仅解决了冰芯中硫酸盐、硝酸盐的来源和运移问题,而且还为其形成的氧化过程提供了细节信息;而干旱区硫酸盐、硝酸盐矿物中△（^17O）的发现在解决一些长期有争议的沉积物成因和来源问题中起关键作用。氧的非质量同位素分馏还将在（古）大气臭氧活性、火山喷发柱化学和O、S、N生物地球化学循环等研究中发挥更大作用。     

富钴结壳中有机碳同位素组成特征及其古海洋意义

富钴结壳组成与生长环境之间的关系研究对这种未来资源的准确评价和合理利用有重要意义 .研究了中太平洋海山区富钴结壳中有机碳同位素组成 ,探讨了它们的来源和古海洋的指示意义 .研究结果表明 ,δ13 Corg值位于 - 2 1.86× 10 -3 ～- 2 3.99× 10 -3 之间 ,表明它们来源于海洋表层浮游生物 .富钴结壳中有机物质的碳同位素组成的波动响应海洋环境和全球气候的变化 ,可以指示古海洋 .     

2001-2010年生物地球化学研究进展与展望

阐述了21世纪第一个十年生物地球化学领域的重要研究进展和未来可能的重点发展方向。在近代陆-海系统碳循环的库和通量上已经取得了重要进展,并发现了一些参与氮、硫循环新的微生物功能群。阐述了显生宙生物大灭绝期间碳循环异常的特点及其可能的原因,但对氮、硫循环的了解比较薄弱。地球早期的碳、硫循环与生命起源、大气和海洋水化学条件的关系已经取得重要认识。生物地球化学过程可以通过生态毒理,以及大气成分和海洋水化学条件的改变影响生命系统。微生物地球化学功能的微区、原位、痕量示踪等技术得到快速发展。未来将加强地质历史时期碳、氮、硫循环的定量分析以及空间变化的研究,各种元素循环之间的相互关系及其界面过程、极端环境的生物地球化学过程将进一步受到重视。生命科学领域重要技术的引入将提升生物地球化学过程的研究。     

地质样品中硫化物形式铁的分离和测定

提出一个利用次氯酸钠氧化铁硫化物碱性磺基水杨酸提取并直接测定碳酸盐相中铁硫化物的方法。结果表明,30%的NaClO溶液浸泡样品40h以上,可以完全释放铁硫化物并形成氢氧化铁胶体。0.1g/mL的碱性磺基水杨酸溶液则较容易地溶解新生成的氢氧化铁胶体,形成黄色的铁-磺基水杨酸络合物,可被分光光度法定量测定。该方法集选择性分离、富集和测定于一体,分析流程简单,结果可靠,适合地质样品中硫化物形式铁的测定。     

云南中甸纳帕海湖泊记录指示的57ka环境演化

根据沉积环境，总有机碳，氢指数，有机碳同位素，磁化率和粒度等替代性指标以及和陆地，深海气候记录的对比，重建了纳帕海57kaBP以来的湖面变化和主要气候演化阶段，57-32kaBP主要为低湖面和频繁的湖面波动，与气候的暖偏干/凉偏湿交替有关。32-15kaBP湖面大幅度上升，出现相对高湖面，气温下降，有效湿度增加，全新世湖盆的萎缩与持续的暖偏干气候有关，这种冷湿-暖干气候与滇西北特殊的地形地貌造成大气环流的独特性有关。     

湖北清江和尚洞石笋古环境研究的回顾和展望

从1997年开始对湖北清江和尚洞开展了系统的现代过程监测和地质记录的综合研究,以了解气候和生物信息的传输、转化和记录过程,并由此重建长江中游末次冰期以来的气候和生态环境。通过对和尚洞的大气、植被、土壤、围岩、滴水和沉积碳酸盐开展年代学、水文学、地球化学、地球物理学、地球生物学等多学科的调查,已经积累了许多现代过程的基础资料,为进一步进行石笋记录的研究奠定了很好的基础。同时,研究发现该洞穴石笋具有年代准确、环境和生态信息丰富、分辨率高、记录时间长等众多优点,是重建过去气候和生态变化历史的优质载体。下一步研究应该充分利用这些特点,力争在季风的年际和年代际变化以及不同气候态下环境与生物的相互作用两个方向取得进展。     

石笋包裹体重建古温度的研究进展

洞穴石笋是全球气候变化研究的重要载体,石笋包裹体因其捕获了当时环境条件下的水溶液或气体而封存了古气候的原始信息,因此可以重建古温度。围绕当前石笋包裹体研究的现状,阐述了包裹体的形成机制及其在石笋中的分布特征,讨论了包裹体测温(包括稳定同位素测温法、惰性气体测温法、均一温度测温法)原理、方法和技术,分析了石笋包裹体气候学存在的问题及其发展前景。     

长江中游石笋年层厚度作为东亚夏季风强度代用指标的研究

利用Olympus偏光显微镜,直接在光学薄片上对长江中游和尚洞HS4石笋进行微层计数,并测量微层厚度。微层计数结果与其对应的UTh定年结果相吻合,证明该支石笋微层为年层;统计分析说明,该石笋的年层厚度变化响应近百年来东亚夏季风强度变化,两者呈负相关,说明长江中游石笋生长受东亚夏季风制约。因而,长江中游石笋年层厚度可以作为高分辨率的东亚夏季风强度代用指标。     

石笋氧同位素指示东亚季风大尺度环流特征

利用湖北清江和尚洞的两支具有精确年代的年层石笋,建立了20世纪逐年的石笋氧同位素序列,讨论东亚季风石笋氧同位素的气候指示意义。与现代气象观测资料对比,发现近100年来和尚洞石笋 δ18O 与当地年总降水量和年均温度的相关性并不显著,但与指示东亚季风环流特征的西太平洋副热带高压指数(WPSH)以及相对应的太平洋年代际振荡指数(PDO)相关性好。在年际和年代际尺度上,当太平洋年代际振荡处于正(负)相位时,副热带高压加强(减弱),石笋的 δ18O 相对偏正(负)。因而,石笋 δ18O 反映了东亚季风大尺度环流特征。