Preliminary attempt to distinguish the domesticated pigs from wild boars by the methods of carbon and nitrogen stable isotope analysis

Despite great achievements in the origins of domestic pigs made by the methods of zooarchaeology and molecular biology, how to scientifically distinguish the domesticated pigs from wild boars during the early stage of pig domestication is still poorly understood. Compared to wild boar’s diets which come from the natural environment, the diets of domestic pigs are more easily influenced by human feeding activities. Therefore, in principle, exploration of the dietary differences among pigs and under-standing the impact on pig diets fed by humans can have great potential to differentiate between wild boars and domesticated pigs. To reveal dietary differences among pigs and distinguish the domesticated pigs from wild boars based on comparison with the diets of humans and other animals, we analyzed the carbon and nitrogen stable isotopes of human bones from Xiaojingshan Site and animal bones from Yuezhuang Site, both of which belong to Houli Culture in Shandong Province and date to about 8500-7500 years ago. The mean δ¹³C value ((−17.8 ± 0.3)‰) and δ¹⁵N value ((9.0±0.6)‰) in human collagen indicate that although millet agriculture began it was not the main subsistence strategy as millets are typical of C₄ plants and that humans made a living mainly by gathering, hunting or raising some domesticated animals. The δ¹³C value (−16.1‰) and δ¹⁵N value (6.9‰) in the bovine suggest that C₃ plants were dominant in its diet with some C₄ plants complemented. The fish has lower δ¹³C value (−24.9‰) and higher δ¹⁵N value (8.8‰) than the bovine, which is the characteristic of the isotopic values from Eurasian freshwater fish. Based on the differences in carbon and nitrogen isotope values, the pigs can be divided into three groups. A group, composed of two pigs, has low δ¹³C values (−18.1‰, −20.0‰) and low δ¹⁵N values (4.7‰, 6.0‰). B group, only one pig, has the highest δ¹³C value (−10.6‰) and mediate δ¹⁵N value (6.4‰). As for the C group, also only one pig, low δ¹³C value (−19.0‰) and the highest δ¹⁵N value (9.1‰) are observed. Previous studies on the stable isotopes from modern or ancient wild boars’ bones have suggested that C₃ plants are predominated in their diets and that their δ¹⁵N values are close to those in herbivores and far from those in carnivores. Based on the comparison with the isotope values from humans, the wild boars and the domestic pigs from Xipo Site in Henan 6000-5500 years ago and Kangjia Site in Shaanxi 4500-4000 years ago, we conclude that A pig group belongs to wild boars while B and C groups can be attributed to domesticated pigs. Supported by Max-Planck Society and Chinese Academy of Sciences, Knowledge Innovation Program of the Chinese Academy of Sciences (Grant No. KJCX3.SYW.N12), National Natural Science Foundation of China (Grant No. 40702003) and President Funding of Graduate University of Chinese Academy of Sciences     

塔里木盆地寒武系层状硅质岩与硅化岩的元素、δ~(30)Si、δ~(18)O地球化学研究

塔里木盆地寒武系发育层状硅质岩和硅化岩,层状硅质岩主要发育于塔东下寒武统深水沉积相区;硅化岩发育于塔东上寒武统斜坡沉积区与西部台地区寒武系白云岩中。根据显微结构特征,可将硅化岩分为放射状硅化岩与交代残余结构硅化岩两种。分析结果表明,层状硅质岩在Al—Fe-Mn三元图中位于正常海水沉积硅质岩区内,在微量元素平均地壳标准化图解上显示平缓右倾的特征;层状硅质岩Si同位素组成护。δ30Si为0．99‰～1．4‰,O同位素组成δ18O为21．4‰～24．4‰,与沉积型硅质岩相吻合,指示了正常海水沉积成因。硅化岩区别于层状硅质岩的典型特征是具有高U异常的特征;罗西斜坡放射状硅化岩具有较高的微量元素和稀土元素含量（∑REE为18．8～96．9μg／g）与较低的Si、O同位素值（δ18O和δ30Si值分别为15．8‰和1．7‰）;西部台地区交代残余结构硅化岩具有较低微量元素和稀土元素含量（∑REE为0．58～2．61μg／g）与较高的δ30Si（1．0‰～3．8‰）、δ18O（21．6‰～27．0‰）值特征。盆地东西部硅化岩的地球化学差异可能与硅化流体的温度差异有关,罗西斜坡放射状硅化岩硅化温度相对更高;另一方面,硅化过程对h430SiO4选择性较高,因而形成的交代石英具有较高的铲勘值。根据古城4井硅化岩包裹体均一温度与交代石英的O同位素值计算得到交代流体的δ18O值为9．1‰,该值与酸性岩浆水的δ18O值相似,指示了硅化流体可能来自于岩浆或变质水;以δ18O值（9．1‰）作为西部台地区硅化流体的O同位素值,计算得到西部台地区硅化岩硅化流体温度为101．3～158．5℃。根据石英O同位素温度计计算的硅化流体温度呈东高西低的趋势,指示了硅化流体可能来自台地东部。     

环境同位素在水循环研究中的应用

环境同位素广泛存在于自然界水体中,在降水、地表水、地下水、土壤水和植物体内相互转化的水循环过程中,同位素的分馏效应导致不同水体具有不同的同位素含量。利用不同水体同位素含量之间的差异,可研究它们之间的相互转化方式及转化量。介绍了环境同位素在大气降水和降水-地表水-地下水“三水”之间转化中的研究进展,并阐述了其在水循环应用中存在的问题及应用前景。     

内蒙古金厂沟梁金矿床成矿流体特征及稳定同位素研究

对金厂沟梁金矿床含金石英脉中流体包裹体进行了岩相学、显微测温、单个包裹体的激光拉曼测试以及O和S同位素组成等方面研究。结果表明,成矿流体气相成分主要为H2 O,属H2 O-NaCl体系,包裹体均一温度为148.7℃～352℃,盐度[ w （ NaCl ）/％]为1.05％～5.99％。δ18 O值为-1.1‰～3.0‰,说明成矿流体继承了变质流体的特征,仍以岩浆水和后期大气降水为主;δ34 SV-CDT组成为0.6‰～4.3‰,平均值0.817‰,极差为3.1‰,表明成矿流体中的硫主要来自于幔源,其次为围岩。综合分析认为,金厂沟梁金矿床是在燕山晚期太平洋板块俯冲导致岩石圈的快速减薄、拆沉的拉张环境下形成的浅成造山型金矿。     

川西义敦岛弧稻城花岗岩体和海子山花岗岩体锆石U-Pb年代学、Hf同位素特征及地质意义

义敦岛弧形成于晚三叠世大规模俯冲造山作用过程中,位于松潘-甘孜褶皱带和羌塘地体之间。稻城岩体和海子山岩体分别为义敦岛弧上出露的晚三叠世和白垩纪花岗质岩体。结合野外考察,本文对上述岩体进行岩相学、锆石U-Pb年代学和Hf同位素的研究,结果表明,1稻城岩体和海子山岩体主要矿物为斜长石、钾长石、石英和黑云母,副矿物为锆石、榍石、磁铁矿和磷灰石等;钠质斜长石颗粒,以及钾长石和石英不连续出现,表明二者均属于低熔线花岗岩,是含水条件下,在与造山事件有关的环境中形成。2稻城岩体的侵位年龄为217.4Ma,属晚三叠世花岗岩侵入体,εHf(t)为-7.1~-0.1,二阶段模式年龄(tDM2)为1.26~1.7Ga,表明在中元古代与扬子克拉通经历了共同的地壳演化历史;海子山岩体的形成时代为98.3 Ma,为白垩纪时期产物,εHf(t)变化于-12.1~+2.5,二阶段模式年龄(tDM2)变化于1.0~1.93Ga。3结合前人研究成果,本文认为稻城岩体源岩可能是与扬子克拉通有关的中元古代的下地壳物质,在甘孜-理塘洋俯冲闭合后的同碰撞造山阶段,因地幔岩浆底侵作用而发生了部分熔融,同时伴有少量的亏损地幔成分加入,之后上升侵位于中—上地壳,并且侵位后经历了快速的冷却过程。海子山岩体是与俯冲有关的造山后伸展环境下形成的A2型花岗岩,源岩主要为中元古代地壳物质,同样有少量地幔物质加入,在白垩纪时侵位于地壳较浅部位,之后亦同样经历了快速的冷却过程。     

二元同位素测温技术及其在白云岩储层成因研究中的应用——以塔里木盆地中下寒武统为例

作为近年来新兴的实验技术,二元同位素(D47)测温技术已被应用于碳酸盐岩成岩环境的研究中。简要介绍了二元同位素测温技术的原理及应用方法,并以塔里木盆地中下寒武统白云岩为例,优选11块样品,测试其D47值和白云石的碳氧同位素,并计算出样品的成岩温度和古流体的δ~(18)O值。综合分析认为:样品中,颗粒白云岩形成于低温准同生—浅埋藏环境,成岩流体为海水;细晶白云岩为深埋藏成岩环境中原岩受到了高温重结晶作用的改造,成岩流体为地下热卤水;孔缝中的白云石胶结物是深埋藏成岩环境富镁热卤水沉淀作用的产物。研究证明二元同位素测温技术可以较好地恢复白云岩的成岩温度,减少储层成因的多解性,它为今后储层成因研究提供了一种新的手段和依据。     

Re-Os同位素对峨眉山大火成岩省成因制约的探讨

峨眉山大火成岩省（ELIP）主要由玄武岩、玄武质火山碎屑岩及少量的苦橄岩（包括越南的科马提岩）、长英质岩石以及层状岩体和岩墙组成,其物质来源直接关系到其成因是否与地幔柱活动有关。Re-Os同位素体系是地核、地幔和地壳物质的最佳示踪剂。前人对ELIP内的Re-Os同位素研究表明,低Ti玄武岩的Os含量为0．006×10^-9-0．40010^-9,^187Os／^188Os初始值为0．1371～1．403,并提出其与地幔柱活动有关;而高Ti玄武岩的Os含量为0．00410^-9～0．56010^-9,^187Os／^188Os初始值为0．1271～5．19,认为起源于大陆岩石圈地幔或地幔柱上升过程中受到大量岩石圈地幔“混染”（xu JF et al．,2007）;科马提岩的0s含量为1．2410^-9～7．0010^-9,^187Os／^188Os初始值为0．1251～0．1261,苦橄岩的Os含量为0．3210^-9～2．32910^-9,^187Os／^188Os初始值为0．1233～0．1266,指示苦橄岩和科马提岩均来自亏损地幔源区（Hanski et al．,2004;陈雷等,2007）。本文利用Os含量最低、^187Os／^188Os最高的高Ti玄武岩作为地壳端员,用铁质陨石、原始上地幔（PUM）和亏损地幔（DMM）作为地核和各种地幔端员,分别做二元混合计算,结果显示绝大多数玄武岩和所有苦橄岩及科马提岩均落在地壳和DMM混合曲线附近,并且邻区特提斯洋地幔岩与DMM具有相近的Os含量和^187Os／^188Os组成,据此推测峨眉山火成岩的形成与特提斯洋的活动有关,主要受控于地壳和亏损地幔的相互作用。     

赣西北大雾塘钨矿区地质特征及Re-Os同位素年代学研究

通过对大湖塘钨矿田的大雾塘钨矿区辉钼矿Re-Os同位素年代学的研究,测得辉钼矿的w(Re)为0.3368×10~(-6)~8.256×10~(-6),获得的5个模式年龄比较一致,介于(136.6±2.2)Ma~(138.4±2.4)Ma,加权平均年龄为(137.7±2.7)Ma(MSWD=0.07)。将5个模式年龄进行等时线年龄计算,获得一条相关性较好的~(187)Re-~(187)Os等时线,计算得到辉钼矿Re-Os等时线年龄为(137.9±2.0)Ma(MSWD=0.20),与加权平均年龄一致,可代表辉钼矿的形成年龄。结合石门寺和狮尾洞矿区典型矿床地质、地球化学特征和成岩作用时空关系,认为大雾塘矿床的形成是大湖塘钨矿田的第二期次(140 Ma)大规模成矿作用的产物,2期成矿作用可能是大湖塘钨矿田巨量成矿元素堆积的重要原因之一。     

塔里木盆地西南依格孜牙组与卡拉塔尔组灰岩碳、氧同位素特征

对塔里木盆地西南依格孜牙组和卡拉塔尔组灰岩碳、氧同位素特征研究结果表明,上白垩统依格孜牙组δ13C(PDB标准)平均值为3.79‰,δ18O(PDB标准)平均值为-3.49‰;古近系卡拉塔尔组灰岩δ13C(PDB标准)平均值为2.09‰,δ18O(PDB标准)平均值为-4.54‰.与前人和世界其他剖面数据对比认为,碳同位素比较稳定,能够反映其沉积时的特征,而氧同位素变化较大,可能受沉积后作用的影响.依格孜牙组与卡拉塔尔组灰岩碳同位素具较大差异,主要受陆源环境(？)物质的注入,海水盐度、生物作用和古大气CO2含量等因素的影响.     

鄱阳湖网箱养殖区沉积物有机质来源分析

通过对鱼苗时期鄱阳湖网箱养殖区沉积物、饵料及鱼粪等样品总有机碳(TOC)含量、总氮(TN)含量、碳氮比(C/N)、δ^13 C及δ^15 N的测定,分析探讨了鄱阳湖网箱养殖区沉积物有机质来源,量化了网箱养殖废物对养殖区沉积物有机质的贡献.结果表明,网箱养殖区沉积物的δ^13 C和δ^15 N值分别为-27.67‰~-25.65‰和5.19‰~7.27‰,饵料的δ^13 C和δ^15 N值分别为-24.73‰和10.28‰,鱼粪的δ^13 C和δ^15 N值分别为-26.30‰和15.54‰.网箱养殖区沉积物有机质来源主要有残饵、浮游生物及其他来源,其贡献率分别为48.3%±11.4%、25.6%±11.3%及26.0%±5.8%,而鱼粪的贡献几乎可以忽略不计.在水动力平流引起的扩散及沉积物的再悬浮的影响下,网箱养殖源有机质的扩散距离达1500 m.在鱼苗时期,鱼类网箱养殖的残饵是鄱阳湖网箱养殖区沉积物有机质的主要来源.