OIPC和RCWIP降水氢氧稳定同位素数据在新疆天山地区的适用性

降水中氢氧稳定同位素的空间分布是同位素水文学和同位素生态学研究的基础资料, 近年来高空间分辨率的氢氧稳定同位素分布数据产品获得了越来越多的重视。利用新疆天山地区实测降水同位素数据, 评估两套常用的全球降水同位素分布模拟数据（OIPC和RCWIP）的适用性。结果表明： 从时间尺度来看, 两套产品在夏半年（4 - 10月）的模拟效果明显优于冬半年（11月 - 次年3月）; 在各自然区中, 准噶尔盆地荒漠自然区的模拟效果相对较好, 而吐鲁番盆地-哈密（戈壁）荒漠自然区模拟效果相对较差。通过均方根误差、 线性判定系数、 平均偏置误差、 平均绝对误差等指标的比较, 在本研究区内RCWIP数据产品对降水同位素值的模拟效果比OIPC的效果好。结合乌鲁木齐多年降水氢氧稳定同位素数据, 发现降水同位素年际变化差异并未明显影响到代表性, 在缺乏长期监测的情况下这两套数据仍有重要的使用价值。     

Plutonism in the Variscan Odenwald (Germany): from subduction to collision

 Latest Devonian to early Carboniferous plutonic rocks from the Odenwald accretionary complex reflect the transition from a subduction to a collisional setting. For ∼362 Ma old gabbroic rocks from the northern tectonometamorphic unit I, initial isotopic compositions (ε_Nd=+3.4 to +3.8;⁸⁷Sr/⁸⁶Sr =0.7035–0.7053;δ¹⁸O=6.8–8.0‰) and chemical signatures (e.g., low Nb/Th, Nb/U, Ce/Pb, Th/U, Rb/Cs) indicate a subduction-related origin by partial melting of a shallow depleted mantle source metasomatized by water-rich, large ion lithophile element-loaded fluids. In the central (unit II) and southern (unit III) Odenwald, syncollisional mafic to felsic granitoids were emplaced in a transtensional setting at approximately 340–335 Ma B.P. Unit II comprises a mafic and a felsic suite that are genetically unrelated. Both suites are intermediate between the medium-K and high-K series and have similar initial Nd and Sr signatures (ε_Nd=0.0 to –2.5;⁸⁷Sr/⁸⁶Sr=0.7044–0.7056) but different oxygen isotopic compositions (δ¹⁸O=7.3–8.7‰ in mafic vs 9.3–9.5‰ in felsic rocks). These characteristics, in conjunction with the chemical signatures, suggest an enriched mantle source for the mafic magmas and a shallow metaluminous crustal source for the felsic magmas. Younger intrusives of unit II have higher Sr/Y, Zr/Y, and Tb/Yb ratios suggesting magma segregation at greater depths. Mafic high-K to shoshonitic intrusives of the southern unit III have initial isotopic compositions (ε_Nd=–1.1 to –1.8;⁸⁷Sr/⁸⁶Sr =0.7054–0.7062;δ¹⁸O=7.2–7.6‰) and chemical characteristics (e.g., high Sr/Y, Zr/Y, Tb/Yb) that are strongly indicative of a deep-seated enriched mantle source. Spatially associated felsic high-K to shoshonitic rocks of unit III may be derived by dehydration melting of garnet-rich metaluminous crustal source rocks or may represent hybrid magmas. Received: 7 December 1998 / Accepted: 27 April 1999     

华北克拉通大青山-集宁地区古元古代变质沉积岩的锆石氧同位素组成:SHRIMP微区原位分析

在已获得锆石U-Pb年龄基础上,我们首次对孔兹岩带典型出露区大青山和集宁土贵乌拉地区古元古代变质沉积岩进行了锆石SHRIMP氧同位素研究。锆石具有复杂的内部结构和年龄分布。大青山地区古元古代早期变质沉积岩4个样品碎屑锆石的δ18O为5.52‰~7.11‰,部分重结晶锆石的δ18O为7.22‰~7.90‰,变质新生锆石的δ18O为6.37‰~8.31‰。大青山地区古元古代晚期变质沉积岩2个样品的锆石O同位素组成特征与古元古代早期的类似,另外2个样品的锆石O同位素组成与之不同,碎屑锆石、部分重结晶锆石和变质新生锆石的δ18O分别为6.26‰~10.80‰、9.00‰~11.20‰和9.66‰~11.90‰。集宁土贵乌拉地区古元古代晚期超高温变质沉积岩4个样品不存在碎屑锆石,变质锆石的δ18O变化范围为11.41‰~13.57‰。主要认识如下:1)大青山地区碎屑沉积物主要来自新太古代晚期-古元古代早期成熟度不高的TTG花岗质岩石物源区,与之相比,集宁土贵乌拉地区古元古代晚期超高温岩石的变质原岩成熟度更高;2)不同类型变质沉积岩变质新生锆石的δ18O和变质新生锆石与碎屑锆石的Δ18O存在明显区别,主要反映了岩石体系和变质流体的O同位素组成不同;3)大青山地区高角闪岩相-麻粒岩相变质沉积岩,重结晶锆石的O同位素完全重置,但U-Th-Pb体系未完全重置,集宁土贵乌拉地区超高温变质沉积岩的重结晶锆石O和U-Th-Pb同位素体系都完全重置。变质作用强度不同是主要原因。     

金矿床的热液流体特征研究

通过对中国东部金成矿区域地质特征的分析,根据氢氧同位素及流体包裹体数据特征,表明中国东部金矿床成矿流体主要来自大气降水,其次为变质作用过程释放的水和岩浆分异水;成矿金属组分主要来自太古宙变质岩系。     

罗非鱼4个选育群体遗传结构SSR分析

采用SSR分子标记分析了吉富品系罗非鱼的两个家系(GF1和GF2)以及奥利亚罗非鱼(Fo)和奥本尼罗罗非鱼(Fn)群体的遗传结构。结果显示,扩增后等位基因数为3～8个,随引物不同而异,14对引物共扩增60个等位基因,扩增片断大小在102～267 bp之间。微卫星分析表明,奥本尼罗罗非鱼(Fn)的平均观测杂合度(0.764 3)和平均期望杂合度(0.519 6)均最高,吉富尼罗罗非鱼(GF1)平均多态信息含量(0.419 5)最高;吉富尼罗罗非鱼(GF2)平均观测杂合度(0.614 2),奥利亚罗非鱼(Fo)的平均期望观测度(0.446 6)、平均多态信息含量(0.359 2)最低;因此,吉富鱼(GF1)的遗传多样性最高,奥利亚的遗传多样性最低。Hardy-Weinberg平衡遗传偏离指数(D)奥利亚(Fo)和尼罗(Fn)(0.463 4和0.478 9)明显高于吉富的两家系(0.234 1和0.250 0)。Fo与GF2间遗传距离(0.477 0)最大;而GF1和GF2间的遗传距离(0.302 7)最小,遗传相似系数(0.607 3)最大,可推断新一代吉富罗非鱼与本地选育群体有相对较远的亲缘关系,更具杂种优势。     

花岗岩研究的反思

花岗岩是地壳生长、发展以及再循环的地质见证,是地质科学中壳–幔相互作用研究的一个重要课题,同时也是流体与固体地球化学相互作用领域的研究前沿。近二百年来,有关花岗岩的研究经久不衰,大致可分为4个阶段。（1）混合花岗岩派与岩浆花岗岩派的论争,代表花岗岩成因研究开始进入理性认识阶段。一派以变质作用条件下地壳重熔的地质观察为基础,另一派以简单的玄武岩浆分异为依据,而展开论争。（2）地壳重熔实验阶段。以地壳岩石为源岩的热力学实验的开展,是花岗岩热力学研究的开始。（3）随着重熔实验的全面开展,包括了微量元素及同位素的研究,促使热力学熔融体系在花岗岩成因研究上进入全面应用阶段,使地质上的共生组合法则得以与热力学接轨。同时由于微量元素应用于花岗岩,它的多元机理（multiple stage mechanism）进一步确立,为动态研究的开展打下了一定的基础。（4）花岗岩成因与大地构造结合阶段,属于近代花岗岩研究的范畴,代表着花岗岩体系与动态地质演化过程的接轨,并开始建立一个地质实际的观察模式,为进一步向动力理论发展做好准备。为此,对花岗岩研究发展过程中出现的几个问题,如平衡热力学的应用,流体在花岗岩中的重要性,花岗岩成因与大地构造的结合以及热在长期的演化过程中的变化等问题进行了讨论。     

贵州百花湖分层晚期有机质降解过程与溶解N2O循环

百花湖是一个具有季节性分层的富营养小型湖泊,在秋季湖水倒转期经常发生水质恶化事件,碳氮循环出现异常。文章研究特选择在秋初,湖泊分层开始消失时,测定了湖水中不同深度的N₂O,CH₄,CO₂,有机和无机碳同位素以及其他化学参数变化。结果发现:采样时百花湖在约6m和16m深度附近出现了两个温度不连续层(SDL和PDL),并影响到有机颗粒的沉降和分解。相对而言,有较多的有机质在这两个层内发生降解,但降解的途径有所不同,上部主要是有氧降解,下部则主要是无氧降解过程。N₂O的产生和消耗与有机质的降解过程完全对应:PDL层以上,ΔN₂O与AOU的线性关系反映了N₂O主要形成于硝化作用;PDL层以下反硝化作用导致N₂O严重不饱和;PDL内位于硝化作用和反硝化作用过渡带的N₂O峰,显然是硝化与反硝化联合作用的结果。PDL层内较大的CH₄浓度变化梯度,说明嗜甲烷细菌可能通过氧化NH+4贡献了部分N₂O。百花湖秋、冬季表层湖水N₂O都是过饱和的,都是大气N₂O的源,依据分子扩散模型计算湖泊N₂O的释放通量在12～14μmol/m·day之间,秋、冬季没有明显的差别。秋季底层湖水的反硝化作用是湖泊N₂O的汇,其消耗通量与表层的释放通量基本相当。     

赣中周潭群变质脉体的微量元素及氧同位素地球化学研究

笔者等对周潭群沉积变质岩及其中脉体的微量元素、氧同位素地球化学进行了研究,结果表明,变质石英脉继承了其围岩的稀土元素及氧同位素地球化学特征,表明形成石英脉的流体来源于围岩;脉体的微量元素对Zr-Hf、U-Th、Nb-Ta和Y-Ho与变质岩有一定的差异,且有一定的分异,指示脉体是流体作用的产物。变质流体通过侧向扩散作用形成了周潭群变沉积岩中的变质脉体。     

苏鲁地体胡家林和梭罗树三叠纪变质超基性岩U-Pb、Lu-Hf和O同位素地球化学研究

胡家林超基性岩单矿物氧同位素组成基本上接近正常地幔值（石榴石4.7‰~5.4‰)。梭罗树超基性岩及其共生榴辉岩具有氧同位素正异常（超基性岩中石榴石9.8‰~10.4‰;榴辉岩中石榴石9.0‰~12.1‰)，指示超基性岩和榴辉岩原岩可能在板块俯冲之前，在浅层或地表环境中经历过蛇绿岩套顶部相似的低温热液蚀变。胡家林超基性岩样品中的变质锆石年龄227.2±2.4 Ma，可能代表俯冲板块经峰期超高压变质后，折返初期从金刚石榴辉岩相降压至柯石英榴辉岩相过程中流体活动和错石结晶的年龄。梭罗树超基性岩样品中变质锆石的一组变质年龄240.4±2.4 Ma代表了板块俯冲至超高压峰期变质之前流体活动过程中锆石的结晶年龄，而另一组变质年龄217.1±3.3 Ma代表了板块折返过程中高压榴辉岩相重结晶条件下的锆石结晶年龄。从变质锆石到重结晶锆石，其Th/U和176Lu/177Hf呈现出相似的变化趋势，可能指示了变质作用对锆石中的U-Th-Pb同位素体系和Lu-Hf同位素体系产生相似的地球化学效应。梭罗树超基性岩可能来源于俯冲地壳内部的“残留地幔”。胡家林超基性岩重结晶锆石中继承的放射成因铅或者来源于俯冲地壳与仰冲盘底部石榴辉石岩相地幔发生的壳幔相互作用而导致碎屑锆石的重结晶；或者来源于超基性岩岩浆在板块俯冲前，通过底侵作用上升侵位与地壳物质发生混染形成岩浆锆石，这种岩浆错石在超高压变质过程中经历了重结晶。     

Isotopic evidence for holocene climatic changes in Bosten Lake, Southern Xinjiang, China

Based on the δ¹³C and δ¹⁸O fluctuation of lacustrine carbonate, CaCO₃ content and sporo-pollen data, a palaeoclimatic history of Bosten Lake during the Holocene has been outlined, several stages of climatic changes are divided, and the following result es are obtained: (1) Palaeoclimatic changes revealed by carbonate isotope around Bosten Lake are basically identical with that revealed by other geological records in Xinjiang. Environmental changes presented apparent Westlies Style model: during cold period, relative humidity increased, δ¹⁸O, δ¹³C and CaCO₃ appeared low; but in warm periods, the dry regime aggravated. (2) The temperature reflected by δ¹⁸O exist evident features being increase in the late period during the Holocene. Together with the δ¹³C, pollen and CaCO₃ analyses, several cold and warm phases which are of broad regional significance can be identified. The warm peaks occurred at about 11.0 ka B.P., 9.4 ka B.P., 7.5 ka B.P., 5.0 ka B.P., 3.0 ka B.P. and 2.0 ka B.P.; the cold peaks at 11.5 ka B.P., 10.5 ka B.P., 8.8 ka B.P., 5.5 ka B.P., 3.3 ka B.P., 2.2 ka B.P. and 1.5 ka B.P.. (3) Several climatic events with the nature of “abrupt climatic changes” are revealed in the periods of 11.0 ka B.P. −10.5 ka B.P., 9.4 ka B.P. −8.8 ka B.P., 5.5 ka B.P. −5.0 ka B.P. and 2.0 ka B.P. −1.5 ka B.P.. (4) The results show that carbonate isotopic record of lacustrine sediment in arid area is very sensitive to climatic changes, and may be play a very important role in understanding the features and mechanism of palaeoclimatic changes.