Iron isotopic systematics of UHP eclogites respond to oxidizing fluid during exhumation

The iron stable isotope compositions (δ⁵⁶Fe) and iron valence states of ultrahigh‐pressure eclogites from Bixiling in the Dabie orogen belt, China, were measured to trace the changes of geochemical conditions during vertical transportation of earth materials, for example, oxygen fugacity. The bulk Fe³⁺/ΣFe ratios of retrograde eclogites, determined by Mössbauer spectroscopy, are consistently higher than those of fresh eclogites, suggesting oxidation during retrograde metamorphism and fluid infiltration. The studied eclogites (five samples) display limited mid‐ocean ridge basalts (MORB)‐like (~0.10‰) δ⁵⁶Fe values, which are indistinguishable from their protoliths, that is, gabbro cumulates formed through differentiation of mantle‐derived basaltic magma. This suggests that Fe isotope fractionation during continental subduction is limited. Garnet separates display limited δ⁵⁶Fe variation ranging from ?0.08 ± 0.07 ‰ to 0.02 ± 0.07‰, whereas coexisting omphacite displays a large variation of δ⁵⁶Fe values from 0.15 ± 0.07‰ to 0.47 ± 0.07‰. Omphacite also has highly variable Fe³⁺/ΣFe ratios from 0.367 ± 0.025 to 0.598 ± 0.024, indicating modification after peak metamorphism. Omphacite from retrograde eclogites has elevated Fe³⁺/ΣFe ratios (0.54–0.60) compared to that from fresh eclogites (~0.37), whereas garnet displays a narrow range of ferric iron content with Fe³⁺/ΣFe ratios from 0.039 ± 0.013 to 0.065 ± 0.022. The homogenous δ⁵⁶Fe values and Fe³⁺/ΣFe ratios of garnet suggest that it survived the retrograde metamorphism and preserved its Fe‐isotopic features and ferric contents of peak metamorphism. Because of similar diffusion rates of Fe and Mg in garnet and omphacite, and constant Δ²⁶Mg_{omphacite‐garnet} values (1.14 ± 0.04‰), equilibrium iron isotope fractionation between garnet and omphacite was probably achieved during peak metamorphism. Elevated Fe³⁺/ΣFe ratios of omphacite from retrograde eclogites and variant Δ⁵⁶Fe_{omphacite‐garnet} values of the studied eclogites (0.13 ± 0.10‰ to 0.48 ± 0.10‰) indicate that oxidized geofluid infiltration resulted in the elevation of δ⁵⁶Fe values of omphacite during retrograde metamorphism.     

白云母、高岭石矿物中羟基的o同位素分析方法研究

羟基矿物内部存在两种位于不同结构位置上的氧原子硅氧四面体氧和羟基氧,二者之间的Ｏ同位素分馏可能比任何共生矿物对都大,是一种潜在的单矿物同位素地质温度计。单矿物同位素地质温度计较矿物对同位素地质温度计有很多优点。准确测量矿物中羟基的Ｏ同位素组成是建立单矿物同位素地质温度计的关键。本文介绍了一种精确测量白云母、高岭石矿物中羟基的Ｏ同位素组成的新方法火焰加热真空脱水氟化法。δ１８ＯＯＨ的分析精度达到０３‰,羟基氧的提取率达到９９％～１００％。实验证明羟基矿物在高温真空脱水过程中不存在Ｏ同位素动力学分馏,羟基水     

氨氮急性攻毒对水产经济动物棘胸蛙(Paa spinosa)蝌蚪死亡率、排氨率、耗氧率及窒息点的影响

以体长(1.932±0.204)cm、体质量(1.386±0.055)g的棘胸蛙蝌蚪为实验动物,在水温(24±0.2)℃、DO(7.30±0.01)mg/L、pH 7.30±0.01条件下,采用静水停食法开展了氨氮对蝌蚪的急性攻毒实验,并以此为基础,测定了不同氨氮质量浓度胁迫下棘胸蛙蝌蚪的排氨率、耗氧率、氧氮比及窒息点。结果表明:(1)蝌蚪对氨氮急性攻毒具明显的运动避毒行为,濒死个体的背部皮肤和肝脏均具明显的色变症状;(2)氨氮对蝌蚪的急性致死率具明显的剂量—时间效应,24h、48h、72h、96h LC50依次为177.5、151.7、148.6和146.8mg/L,毒性时段蓄积程度系数呈持续下降趋势,24—48h、48—72h、72—96h的时段MAC值分别为84.04%、10.1%和5.86%;(3)蝌蚪夜均、昼均、日均及时段排氨率随氨氮质量浓度增加均呈阶梯式下降趋势,其中时段排氨率与对照组均无显著差异的为9.80mg/L实验组,夜均、昼均、日均及时段排氨率与对照组均无显著差异的仅为2.45mg/L实验组(P0.05);(4)氨氮对蝌蚪呼吸耗氧具低毒兴奋效应,其夜均、昼均和日均耗氧率随氨氮质量浓度增加均呈先升后降趋势,峰值氨氮质量浓度范围均为4.90—7.35mg/L(P0.05),与对照组均无显著差异的仅为14.70mg/L实验组(P0.05),窒息点含氧量随氨氮质量浓度增加呈先降后升趋势,谷底出现于4.90mg/L实验组(P0.05),与对照组无显著差异的仅为9.80mg/L实验组(P0.05);(5)实验期间,蝌蚪氧氮比(O:N)波动于18.87—25.34之间,昼均和日均氧氮比(O:N)随氨氮质量浓度增加均依次呈"上升—稳定—下降—再稳定"之趋势,两者的峰值氨氮质量浓度范围分别为4.90—14.70mg/L和4.90—9.80mg/L,夜均氧氮比(O:N)呈先升后降趋势,峰值出现于7.35mg/L实验组(P0.05)。     

红海及亚丁湾间之海水交换

分析表观耗氧量、滴定碱度及总二氧化碳量等资料来研判红海及亚丁湾间之海水交换。结果显示,红海深层水的方解石及霰石饱和度均比亚丁湾和阿拉伯海深层水的饱和度高。红海全水柱之方解石和霰石都处於过饱和状态,亚丁湾和阿拉伯海中各深度之方解石亦呈过饱和状态,但霰石的饱和探度则大约在500m左右。分析深层水之生物体无机碳与有机碳的分解比值,可以发现此地区深层水中,大约有25％的总二氧化碳增加量是由无机碳酸钙溶解而来。     

白云鄂博碳酸岩墙碳氧同位素地球化学

对内蒙古白云鄂博 REE- Fe- Nb矿床周围碳酸岩墙中共存的方解石和白云石进行了 C和 O同位素分析。结果表明，方解石和白云石的δ 13C值变化范围一致，均为－ 3.5‰～－ 7.3‰，落在正常地幔δ 13C值范围 (－ 5‰± 2‰ )内；而它们的δ 18O值可分为两组，第Ⅰ 组为 9.5‰～ 18.0‰，第Ⅱ 组为 20.6‰～ 22.6‰，均远大于正常地幔δ 18O值范围 (5.7‰± 1.0‰ )。第Ⅰ 组低δ 18O值样品中共存白云石与方解石之间的 C和 O同位素分馏均为负值，因此处于热力学不平衡状态，指示它们自形成后受到过后期热液蚀变，与先前的岩石学观察一致。相反，第Ⅱ 组高δ 18O值样品中白云石与方解石之间的 C和 O同位素分馏均为正值，处于热力学平衡状态，指示它们自形成后未受到后期热液蚀变，因此可能沉淀于晚期低温高δ 18O值流体。第Ⅰ 组碳酸岩墙中白云石的 C和 O同位素组成不呈线性分布，指示碳酸岩浆并非由幔源碳酸盐与沉积碳酸盐混合形成。应用水-岩交换模型计算得到，第Ⅰ 组碳酸岩在侵位后经历了碳酸岩浆期后热液的不均一蚀变，蚀变温度约在 220～ 800℃之间，蚀变流体的 CO2/H2O比值较小 (1/500)，但水 /岩比值变化较大 (10～ 400)。由于低温下方解石与热液之间的碳氧同位素交换速率大于白云石，导致这部分碳酸     

Paleoecology of two marine oxygen isotope stage 7 sites correlated by the Sheep Creek tephra, northwestern North America

Pollen analysis at two sites, correlated by the presence of the 190,000 yr-old Sheep Creek tephra, documents fluctuations in vegetation and climate consistent with this date and indicates that the records span marine oxygen isotope stage 7 and the stage 6/7 transition. Dawson Cut, near Fairbanks, Alaska, provides a 5.2-m-long pollen record of interglacial boreal forest succeeded by shrub tundra and then forest/tundra. Ash Bend, Stewart River, central Yukon, provides a 9.5-m-long record of interglacial boreal forest succeeded by forest/tundra, shrub tundra, and herbaceous tundra. The replacement of forest at both sites by more open or tundra vegetation indicates warm interglacial conditions giving way to cold and arid climate. It is not clear whether stage 7 was warmer than the present. The warm-cool-warm climate oscillation evident at both sites may correlate to Lake Baikal substages 7a, 7b, and 7c. Sheep Creek tephra fell on forest/tundra vegetation.     

许家窑泥河湾沉积物的环境磁学特征

许家窑泥河湾河-湖相沉积物磁化率(k)、天然剩磁(NRM)、饱和等温剩磁(SIRM_4T)、非磁滞剩磁(ARM)及S比率(IRM_-0.3T/IRM_4T)等磁学参数与深海氧同位素的对比分析结果显示:1)许家窑泥河湾层从布容/松山界线到氧同位素阶段5(0.13MaB.P.)基本上是连续沉积,沉积速率保持在约2.45cm/103a左右;2)与同期形成的黄土高原黄土-古土壤序列类似,许家窑河-湖相层也很好地记录了当时中国北方的第四纪气候和环境特征,其典型特征为冰期时高矫顽力赤铁矿含量的显著增加,而间冰期则以低矫顽力的磁铁矿及磁赤铁矿为主要载磁矿物;3)由尝试建立的S比率时间标尺所确定的许家窑古人类遗址处的地层年代约0.5MaB.P.,与先前报道的化石的UTh绝对年龄(0.1MaB.P.)不一致;4)与k相比,S比率与SIRM更适合作为河-湖相沉积物的古气候替代性指标;5)以2.45cm/10³a的沉积速率来推算,沉积物的主要物质来源为正常的河-湖相沉积,而直接接受的类似于黄土状的粉尘并不占主导地位     

塔东地区古城4井上寒武统—中、上奥陶统流体地球化学示踪

通过对塔东地区古城4井上寒武统和中、上奥陶统碳酸盐岩围岩及充填物的碳、氧、锶同位素地球化学和流体包裹体成分的对比研究表明,充填于中、上奥陶统和上寒武统的流体分属于2个不同来源的流体体系。充填于中、上奥陶统灰岩裂缝中方解石脉的w(87Sr)/w(86Sr)介于0.7084~0.7088,它与早奥陶世海水的w(87Sr)/w(86Sr)相近;流体体系为CH4-H2O体系;充填物与围岩间具有明显的碳、氧同位素差异,表明上部流体体系中的流体来自于奥陶系地层本身。上寒武统白云岩裂缝中方解石脉的w(87Sr)/w(86Sr)为0.7138,明显地高于同时代海水的锶同位素值;流体体系为CO2-H2O体系;下部流体体系中的流体为外来富锶流体。上、下流体体系间互不连通暗示着上寒武统地层具有相对较好的保存条件。     

杭州地区石笋稳定同位素古气候探索

用１４Ｃ测年技术和稳定同位素地球化学古温度方法，对浙江省临安瑞晶洞穴的石笋进行了１４Ｃ的测年和碳、氢、氧同位素测试，获得５～１万年间杭州地区古气候演化记录、该记录表明，在５～１万年间有三次较明显的周期性古温度变化，最高温度为１４．９℃，最低温度为６．６℃，最大温差为８℃左右，平均温差３～５℃。这段时期正处在大理冰期后期，但大理冰期并不是一个持续的低温阶段，它至少有３次温度波动。与我们获得的石笋同位素古温度相一致。另外，我们将５～１万年间杭州地区古气候变化与同期东南沿海的海平面变化进行了对比，在时间上也较为吻合，也就是温度上升、海平面也上升，温度下降、海平面也随之下降     

天山天池水体季节性分层特征

于2014年6-10月,对高山深水湖泊天山天池水温、电导率、溶解氧、p H值、叶绿素a浓度和蓝绿藻细胞密度进行垂直剖面的连续监测,通过对其季节动态和垂直分层结构的分析,探讨天池水体季节性分层特征.天池出现明显水温分层的时间短(6-9月),夏季温跃层变化范围为2~18 m,而秋季温跃层不断下移,10月在18 m水深以下;受水温分层影响,天池水体溶解氧浓度、电导率、p H值、叶绿素a浓度和蓝绿藻细胞密度在垂直剖面表现出明显的季节性分层,尤其是夏季水温分层影响溶解氧浓度、叶绿素a浓度和蓝绿藻细胞密度在水体中的分布,对天池水质变化产生重要影响.天池浅水层(水深小于10 m)溶解氧浓度较高(大于8 mg/L),而深水层(水深超过18 m)溶解氧浓度9月接近4 mg/L,季节性缺氧导致底泥营养盐向上扩散,对水体水质产生不利影响.所以,应在夏、秋季节加强水质监测,以防止天池水华发生;天池叶绿素a浓度与蓝绿藻细胞密度的垂直剖面变化趋势相似,均随水深增加呈先增加后减小的趋势,但叶绿素a浓度在2~12 m水深处较高,蓝绿藻细胞密度在5~15 m水深处较高,表明5~15 m深度适合藻类生长,同时,电导率、p H值的垂直变化也说明藻类的生长情况,这为监测天池水体富营养化取样和分析提供依据.