科尔沁沙地樟子松水分来源贡献率的稳定同位素模型估计(英文)

利用稳定同位素技术测定降水、土壤水、植物茎干水的同位素组成,结合多元线性混合模型(IsoSource)确定科尔沁沙地东南部樟子松人工林内樟子松的根系吸水范围以及各水源的水分贡献率。通过连续观测强降水事件前后樟子松水分来源的变化,探究降水对樟子松水分利用的影响。结果表明樟子松茎干水与20cm以下土层的土壤水同位素组成最为接近,樟子松的水分吸收主要集中在这一层(最大取样深度80cm)。IsoSource模拟结果与观测结果一致,土壤水分条件较好时,大约60%以上的水分来自于20-80cm土层;当这一深度土壤含水量降低时,樟子松将会更多地依赖更深层的土壤水分。樟子松根系分布的最大深度远小于地下水位,因此很难利用到地下水。2009年7月13日14.4mm的降水前后,樟子松茎干水同位素组成的变化表明,降水结束后36小时樟子松可以感应到降水对表层20cm土壤水分的补充,这一土层的水分贡献率在接下来的24小时内迅速降低。不同水分条件下水分来源的多样性表明樟子松能较好地适应沙地生境。     

华北克拉通南缘豫西下汤地区2.3 Ga岩浆作用和1.94 Ga变质作用

本文报道了华北克拉通南缘豫西鲁山下汤地区古元古代片麻状花岗岩和黑云角闪斜长片麻岩的全岩地球化学和锆石SHRIMP U-Pb年龄和Hf同位素组成。岩石呈包体形式存在于中元古代花岗岩中。片麻状花岗岩具深熔特征,岩浆锆石年龄为2.30Ga;岩石高SiO2和K2O,低ΣFeO、MgO和CaO,具稀土总量较高(ΣREE=165.8×10-6)、轻重稀土分离较强[(La/Yb)n=37.8]及弱负铕异常(Eu/Eu*=0.76)的稀土模式;εNd(t)(t=2.30Ga)=-0.75;tDM(Nd)=2.66Ga。黑云角闪斜长片麻岩变质原岩为辉长闪长岩,捕获锆石年龄为2.25Ga;岩石低SiO2和MgO,高Al2O3和P2O5,具稀土总量高(ΣREE=373.4×10-6)、轻重稀土分离不强[(La/Yb)n=9.4]及较强负铕异常(Eu/Eu*=0.44)的稀土模式;εNd(t)(t=2.25Ga)=-1.21;tDM(Nd)=2.75Ga。片麻状花岗岩和黑云角闪斜长片麻岩都记录了1.94Ga变质锆石年龄。片麻状花岗岩的岩浆锆石组成域的εHf(t)(t=2.30Ga)=-6.71～0.38,tDM1(Hf)=2627～2910Ma,tDM2(CC)(Hf)=2823～3255Ma。黑云角闪斜长片麻岩的捕获锆石组成域的εHf(t)(t=2.25Ga)=-19.58～-1.73,tDM1(Hf)=2664～3360Ma,tDM2(CC)(Hf)=2968～4011Ma。结合前人资料,得出如下结论:华北克拉通南缘豫陕晋结合部地区存在一规模较大的约2.3Ga地质体分布区;华北克拉通南缘很可能存在规模巨大的>2.7Ga基底;中部造山带与孔兹岩带具有类似的古元古代晚期构造热事件演化历史。     

青藏高原腹地植物碳同位素组成对环境条件的响应

现代植物碳同位素组成是特定环境影响的结果,通过对植物碳同位素组成的研究可以揭示植物生长期环境信息。针对青藏高原腹地高寒草甸~高寒草原过渡区植被碳同位素组成进行研究;该区高山嵩草样δ13C值在-25.63‰~-27.95‰间,平均值-26.63‰;高寒草原区混合样δ13C值于-26.29‰~-27.73‰间,平均值-27.04‰。高山嵩草样δ13C值总体呈现由南东往北西方向正偏趋势,研究区北部高寒草原区混合植物样也呈现出由南向北富重碳同位素趋势。这些变化规律被认为是主要受降水环境影响的结果,而区域内降水条件的展布规律则是受高原夏季风运移方式的控制。对植物δ13C值与地理位置的回归分析表明,该区植被碳同位素组成与地理位置相关,高山嵩草样(r=0.44603,n=29,p<0.05)和混合样(r=0.8112,n=5,p<0.1)均表现出对区域降水环境条件的良好响应。据此,以该区植物δ13C值为背景,进行合理推算,拟定了研究区内干旱区和湿润区界限的位置。     

影响C4草本植物C/N比值变化的因素与土壤有机C积累的关系

文章对采自贵州从低海拔的东部到高海拔的西部且大致平行的石灰岩和砂岩两地带均生长的3种C₄草本植物,即巴茅(Miscanthusfloridulus)、白茅(Imperatacylindrica)和类芦(Neyraudiareynaudiana),以及相对应的土壤表层样品,进行了营养元素和C同位素组成分析;研究营养元素含量随着海拔的不同而出现的变化趋势,以及这些元素之间的相互协变作用,尤其是Ca和N之间的相互协变作用对植物的N含量、C/N比值和^δ13C值的影响,以了解植物的C/N比值(指示植物残留物质量的一种标志)与土壤有机C积累的关系。研究结果表明,植物的N含量和^δ13C值具有随海拔的上升而显著增大趋势,而植物的C/N比值在砂岩地区虽有减小的趋势,在石灰岩地带则没有。对所研究的C4草本植物来说,在土壤pH值为5.8的中性条件下显示出Ca的最大吸收,因此,Ca与其他营养元素之间的协变模式在两种土壤类型中表现出相反的倾向,并存在土壤交换性Ca的边界浓度:当土壤可交换性Ca的含量为2.24mg/g,相应土壤的pH值在5.8以下时,随着土壤可交换性Ca浓度的增大,植物的N含量上升,而植物的C/N比值会显著降低;当Ca在边界浓度以上时,随着土壤可交换性Ca浓度的增大,植物的N含量下降,而植物的C/N比值有增加的趋势。由此可见,植物残留物的N含量和C/N比值受Ca元素含量的相     

陕北地区动物骨骼的脂肪酸单体碳同位素分析

基于动物油脂的脂肪酸单体碳同位素模型开展古代样品的脂肪酸单体碳同位素分析可细化脂肪来源, 有助于探究动物资源的加工利用、相关载体的使用功能及先民饮食策略, 从而为古代人类的生活方式和古代社会的经济形态提供重要信息。目前该模型已得到国外诸多地区现代动物样品的验证, 但其在中国的适用性尚不明晰。文章对陕北地区石峁遗址和高家洼遗址出土的动物骨骼开展了脂肪酸分析, 并对其中1例缺乏形态鉴定特征的碎骨样本进行ZooMS(基于质谱的动物考古学)分析。结果显示, 该碎骨样本的一系列特征肽段与鹿和绵羊的部分肽段相匹配, 表明其为鹿或绵羊。家养动物(猪、普通牛、羊亚科)中, 除2例绵羊显现出较强的C4饮食信号, 应源于粟类作物副产品或人工采集的藜科植物消费; 其余动物均表现为C3/C4类混合特征, 意味着存在野生C3植物的摄入。相比其他遗址, 石峁遗址采取了相对粗放的家猪管理模式; 而牛、羊饲养模式的多样化可能是先民在当地自然条件下对新兴家畜品种开展探索性饲养活动的反映。野生动物(梅花鹿、马鹿)中, 2例鹿具有较高的δ13C16:0和δ13C18:0值, 应有C4植物的摄入, 表明龙山时代陕北地区先民与鹿存在互动关系。古代陕北地区C4植物对饮食的贡献使得该地区的动物脂肪酸单体碳同位素数据相对于前人建立的"δ13C18:0-δ13C16:0"分布模型存在正向偏移, 但仍可通过计算Δ13C值来区分该地区的动物脂肪来源(Δ13C>0‰为非反刍动物体脂, -3.3‰ <Δ13C <0‰为反刍动物体脂)。     

应用显微激光拉曼光谱分析单个流体包裹体同位素

单个流体包裹体同位素是研究特定成岩成矿（藏）阶段古流体成因和来源最有效的方法之一,在矿床、油气、地质流体和大地构造演化动力学等多个领域具有十分重要的用途。但是,目前还没有成熟的分析单个流体包裹体同位素的方法。文中在对目前国内外流体包裹体分析技术总结分析基础上,认为激光拉曼光谱是一项可以分析单个流体包裹体同位素的最有效方法,国外在该领域已经开展了许多创新性的研究工作,并取得了一些重要进展。对激光拉曼光谱分析单个流体包裹体同位素的原理和可行性进行了分析论证,提出通过对已知比值的同位素标准物质拉曼光谱测试和研究,在确定稳定同位素分子的拉曼参数和实验条件等基础上,可以建立起单个流体包裹体稳定同位素激光拉曼测试方法,从而改变目前只能依靠分析群体包裹体同位素来示踪古流体成因和来源的局限性和不确定性。     

峨口铁矿中硫化物的特征与成因研究

硫是铁矿中的有害元素。峨口铁矿中硫主要以磁黄铁矿和黄铁矿两种形式存在。本区硫化物有三个形成期次。第五期为变质作用形成的星点状硫化物；第二期为变质后热液阶段形成的脉状硫化物；第三期为后期热液阶段形成的裂隙充填式硫化物。     

高峰100号矿体硫、铅同位素特征

10 0号矿体的成矿物理化学环境为 :成矿温度 30 0± 30℃ ;成矿压力为 84.2× 10 5Pa ;LogfO2 =- 30 .4～- 35 .6 ,LogfCO2 =- 2 .5 5～ +0 .36 ,LogfS2 =- 8.3～ - 11.0 ,pH =4.2～ 4.9。同位素的分析结果 :硫化物的硫同位素为 6 4‰～ 12 .3‰ ,δ3 4 SΣS 值为 6 6～ 13 8;2 0 6Pb 2 0 4Pb值为 17 4 91～ 18 96 0 ,2 0 7Pb 2 0 4Pb值为 15 5 39～15 940 ,2 0 8Pb 2 0 4Pb值为 37 95 7～ 39 4 90。表明 10 0号矿体的硫源是混合硫 ,铅源是两种异常铅混合的结果。     

内蒙古敖包吐萤石矿床地质和地球化学特征

笔者总结了敖包吐萤石矿床的地质特征,并通过萤石的稀土元素的地球化学和Nd同位素研究,探讨了该矿床的成矿作用和成矿物质来源.敖包吐萤石矿床产出于下二叠统大石寨组火山-沉积岩与燕山中期花岗岩的接触带,为单一萤石矿床.萤石矿石的稀土元素的含量(∑REE)变化范围为(8.04~30.04)×10-6,平均为19.42×10-6;轻重稀土LREE/HREE值0.24~0.65,平均0.52;LaN/YbN为0.07~0.62,平均0.26;δEu为0.42~0.90,平均0.60,具Eu负异常和明显重稀土富集的特征.岩矿石的Nd同位素研究表明,萤石矿石的εNd(t)都表现为很大的负值,以成矿主期年龄138 Ma计算的εNd(138 Ma)为-7.30~-30.55,具有古陆壳的演化特征,暗示其成矿的物质来源主要是壳源物质.在Moller的Tb/La-Tb/Ca成因判别图解中,敖包吐矿床的萤石的结晶作用表现为重新活化的趋势,反映流体具有混源的特征,既有热液成因,又有沉积成因.二叠世的海相火山活动通过海底喷气和喷流的作用形成了初始矿源层,而燕山中期花岗岩浆的侵位与结晶分异,又对初始矿源层的活化和富集提供了流体和热能的来源.成矿流体在经历了长期的演化后在大石寨组的构造薄弱破碎的的部位沉淀析出,形成敖包吐萤石矿床.     

新疆库鲁克塔格地区古生代花岗质侵入岩全岩Sr-Nd和锆石Hf同位素地球化学特征及其意义

白海子南岩体是库鲁克塔格地区典型的古生代花岗质侵入岩。深入了解该岩体岩石成因及物质来源,对研究库鲁克塔格地区构造背景及古生代地壳演化过程具有重要意义。笔者对白海子南岩体进行了系统的全岩Sr-Nd和锆石Hf同位素及锆石微量元素研究。结果表明,该岩体具有中等ISr（0.710 01~0.712 87）比值,富集的εNd（t）值（-21.01~-18.07）和εHf（t）值（-26.55~-17.28）,对应的Nd二阶段模式年龄（TDM2）和Hf模式年龄（TDMC）分别为2.60~2.84 Ga和2.43~3.00 Ga,表明其是古元古代早期—新太古代地壳物质再循环的产物。锆石微量元素分析表明,该岩体锆石为壳源岩浆锆石,TZr均值为745℃,TTi均值为692℃,属于“冷”岩浆,岩体形成于主动大陆边缘,是南天山洋向南俯冲到塔里木克拉通之下后期阶段的产物,俯冲过程中幔源岩浆底侵产生的余热为该岩体熔融提供热源。在库鲁克塔格地区发现多期次古生代花岗质侵入岩,这些岩体的εNd（t）值和锆石εHf（t）值随年龄的减小呈现先上升后下降的趋势,结合前人已有资料,推测在南天山洋向塔里木克拉通俯冲过程中,库鲁克塔格地区奥陶纪—早石炭世地壳演化经历了先减薄再加厚的演化过程。