类脂化合物单体碳稳定同位素在古气候环境研究中的意义

类脂化合物极大地扩展了全球变化研究的深度，尤其是单体碳稳定同位素技术在古气候、古环境重建上有着重要作用。基于近些年来国内外的最新研究成果，就类脂化合物单体碳同位素在古气候环境方面的应用研究进行了较为全面的评述。已有研究表明利用类脂化合物单体碳同位素组成可以追溯到海洋和湖泊环境中陆源有机质的物源，其母源区历史时期 C3、C4植被的变迁以及区域性的古气候、古环境重建。     

中更新世气候转型时期南海生态环境的南北差异

中更新世气候转型在南海浮游有孔虫、氧同位素和其它生物记录上主要反映在900 ka BP前后发生高频率变化,特别是指示表层水骤然降温。北部冬季表层水温从24~25℃降至17~28℃,而南部也从26~27℃降至23~24℃。总的降温趋势与开放西太平洋一致,直接反映了西太平洋暖池在900 ka BP之后MIS22期间有明显的减弱。表层水大幅度降温还发生在后继的MIS 20、18、16几大冰期,说明主要冰期旋回周期由41 ka转变为100 ka经历了长达400 ka的过渡时期,并且冬季风增强也在过渡时期的后半段最明显。南海南北生物组合和δ18O值的差异,突出了中更新世气候转型期边缘海区南北气候梯度反差和冬季风在冰期增强的讯号。结论是：生态环境系统反应总体表现与冰期旋回一致的同时,还包含了独特的地区性系统演变特征。但是,南海—西太平洋地区在0.9 Ma BP前后表层海水盐度因东亚冬季风和海平面下降的定量变化,以及这些变化对气候转型时期海—气耦合过程和生态环境系统的影响,尚缺乏足够的资料和证据。     

近4万年渤海西岸海侵时古海面的现代标高对比研究*

近4万年以来,相应于两次高太阳辐射暖湿期渤海西岸曾经两次海水泛陆事件,即40~28kaB.P.与10~4kaB.P.海侵事件。文章基于众多钻孔海相层中有孔虫、介形类等海相微体生物化石的组合特征恢复海水深度,重建了海侵最大时的古海面的现代标高。结果显示: 40~28kaB.P.海侵,海面的现代标高最高可达-11~-5m;10~4kaB.P.海侵则为2~3m。后者同众多研究所认为的中全新世存在高海面,海面高度为2~3m的结论大致吻合,前者则与全球气候尚处在间冰阶,冰川部分消融,世界洋面处在-50m的大背景不协调。而辽东与山东半岛沿海众多钻孔揭示,40~28kaB.P.渤海地区并没有高于-50~-20m海面存在的证据。通过区域环境的综合分析,认为40~28kaB.P.渤海西岸的海侵,是早玉木冰期持续4~5万年之久的冰期低海面环境,这种特殊的环境使现代渤海西岸的大部分区域远离沉积环境,成为冲刷侵蚀区,这种效应叠加在冰期边缘海式构造下沉与弧后盆地性质的构造下沉背景之上造成区域性异常地面低洼;渤海西岸异常地面低洼在间冰阶全球趋暖,冰川型海侵的过程中形成的区域性强烈"视"海侵(指示当时海侵时海水深度很大,而不是海水的陆泛范围大)。     

东昆仑驼路沟钴(金)矿床千枚岩碎屑锆石年代学、Lu-Hf同位素特征及其地质意义

青海驼路沟钴(金)矿床内发育一套浅变质海相火山-沉积岩系,该套火山-沉积岩系形成时代及构造属性存在争议。本文对该套地层中的绿泥绢云千枚岩样品进行了锆石LA-ICP-MS测年、Lu-Hf同位素和岩石地球化学研究,对其原岩沉积时代、沉积物源及基底构造亲缘性进行了探讨。年代学结果表明,该套浅变质海相火山-沉积岩系碎屑锆石最年轻的年龄组为433～412 Ma,加权平均年龄为(422.8±6.8)Ma,结合区域构造岩浆事件资料认为其原岩沉积时代上限为晚志留世。433～412 Ma年龄组的ε_Hf(t)值为-2.02～5.47,平均为1.80,表明该组锆石的母岩主要为新生的地壳物质;其一阶段年龄为1 124～829 Ma,说明这些锆石的母岩浆来自Grenvillian期Rodinia超大陆汇聚时的壳幔相互作用。岩石地球化学结果显示,驼路沟千枚岩的原岩可能为一套泥砂质沉积岩,沉积环境为稳定的被动大陆边缘环境,其沉积环境与区域构造演化研究一致,即昆中洋于430 Ma左右俯冲结束,东昆仑地区开始进入板内伸展环境,而昆南地块南部地区于晚志留世进入被动大陆边缘环境。碎屑锆石U-Pb年龄谱...     

洛南黄土有机碳同位素组成及其与洛川、西峰黄土对比

以往黄土-古土壤碳同位素的研究主要集中在东亚季风控制的干旱-半干旱黄土高原中北部地区,而对于秦岭南部暖温带季风性半湿润气候区黄土-古土壤序列有机碳同位素的研究鲜有报道。对比两种气候条件下的黄土有机质碳同位素组成可更广泛和深入地认识黄土碳同位素所指示的生态环境变化。为此,本研究选取了位于秦岭南麓的洛南上白川、刘湾两剖面,剖面厚度分别为74m和10m,以20cm间距采集上白川剖面38个样品,刘湾剖面51个样品。采用高温灼烧氧化法对全部样品有机质碳同位素组成进行测定,并将结果与黄土高原中部洛川和西峰剖面有机质碳同位素进行了对比。结果表明：  上白川剖面有机碳同位素( δ¹³C_org.)的变化范围为-24.43‰～-21.30‰,刘湾剖面的变化范围为-24.70‰～-20.52‰,洛川剖面的变化范围为-23.37‰～-18.72‰, 西峰剖面的变化范围为-23.68‰～-19.47‰。末次间冰期位于半湿润地区的上白川和刘湾剖面有机碳同位素峰值较半干旱地区洛川、西峰剖面偏负1‰～2‰,即上白川和刘湾剖面有机碳同位素峰值分别较洛川剖面的峰值偏负1.8‰和1.9‰,较西峰剖面的峰值偏负1.3‰和1.4‰。因此,该区的植被覆盖应是以C₃植物为主的C₃和C₄混合草原植被类型;   从整体上来看,洛南剖面古土壤层碳同位素较相邻黄土层的碳同位素偏正,因此,古土壤形成时期C₄植被相对比例增加。末次间冰期洛南上白川和刘湾剖面有机碳同位素峰值较洛川、西峰剖面的峰值偏负1‰多,表明受东亚季风控制的半干旱-半湿润的黄土区,暖季节降水对C₄/C₃植被相对比例增加的趋势和幅度均具有明显的影响,主要表现在暖季节降水的增加有利于C₄植被相对比例的增高,同时降水的季节性分布和/或降水量的增多影响土壤有机碳同位素所记录的C₄植被相对比例及其增加幅度。     

GOCE重力场模型的精度评估

从累积大地水准面误差、几何水准面与重力水准面之差、不同频段重力场模型的组合3个方面,评估了欧空局发布的时域法、空域法、直接法3个模型的精度。频谱分析和北美实测GPS/水准结果表明,第4代直接法模型精度达到“空间分辨率100 km情况下,大地水准面精度±1 cm”的设计要求|直接法模型精度高于时域法模型和空域法模型|GOCE数据能有效地提高重力场中频、甚至高频信号的精度。     

不同季节的北京市GPS可降水量与PM_(2.5)/PM_(10)的比较研究

通过北京市2013年的PM2.5/PM10资料与GPS可降水量资料比较发现,在秋冬春季节,PM2.5/PM10与GPS可降水量呈明显的正相关性,相关系数大于0.5,在个别时段达到了0.89,而这一相关性在降水较多的夏季并不明显;水汽含量的上升是秋冬春季节雾霾天气过程发生的重要因素。     

土壤发生性碳酸盐碳稳定性同位素模型及其应用

干旱、半干旱地区土壤无机碳库比有机碳库大2~5倍,无机碳库及其周转在该地区土壤碳平衡中具有重要意义。土壤发生性碳酸盐是土壤发育过程的产物,与岩生性碳酸盐溶解/沉积平衡、土壤有机碳分解CO2的再转化密切相关。发生性碳酸盐碳稳定性同位素主要由土壤CO2的碳同位素组成决定,可以用描述不饱和层气体质量传递的扩散—生成模型模拟。在土壤碳酸盐体系（土壤CO2(g)、碳酸盐和土壤溶液）处于同位素平衡状态时,根据生物过程产生的分子扩散以及碳酸盐化学平衡反应的分馏模型,发生性碳酸盐δ13C值比有机质δ13C值大14‰~16‰。扩散—生成模型和/或分馏模型可以用于鉴定和定量化分散态发生性碳酸盐组分、区分土壤碳酸盐悬膜上发生性碳酸盐的比例,并可用于定量评价土地利用管理措施对碳酸盐溶解/沉积平衡的影响,这在全球碳循环研究中具有重要意义。     

石臼湖近代环境演化历史

以2007年在石臼湖采集的浅岩芯钻孔(SJH07-C1)研究近代石臼湖湖泊环境演化历史以及人类活动的影响。运用核素²¹⁰Pb和 ¹³⁷Cs进行定年,²¹⁰Pb 的CRS模式定年结果与¹³⁷Cs方法获得的年代具有较好的可比性。同时分析了岩芯沉积物的理化指标,包括烧失量、总磷、金属元素和磁化率。分析表明：  1955年以前地球化学指标表明石臼湖湖泊沉积物中人类活动信息较弱,但总磷和有机质（烧失量）开始出现增加,湖泊营养水平开始升高。1955～1969年,湖泊沉积物磁化率较高,重金属（包括铜、铅、锌和汞）含量快速增加,可能与该期开始大量使用化肥、农药有关,导致入湖污染物增加。1969～1997年期间,1969～1979年时段湖泊沉积物磁化率最高,重金属含量比较稳定,在石臼湖进行了大规模的围垦;   1979～1997年,湖泊沉积物磁化率较高但呈减少趋势,重金属含量再次快速增加,总磷增加较快,说明该阶段入湖污染物增加,湖泊营养水平也在增加。1997～2007年,磁化率较低,重金属含量保持在高水平,总磷快速增加,显示该阶段湖泊营养水平较高,但入湖物质通量在减少。     

佛塔剖面10.84kaB.P.以来的环境变迁

新疆楼兰佛塔剖面（40°30.980′N,89°54.849′E）深度6m,以5cm间距采样,共采121个样,进行了粒度、总碳、无机碳、有机碳、氮含量分析,根据光释光年龄结果内插得出剖面时间跨度为10.84～4.69kaB.P.,剖面气候环境可划分为3个阶段: 10.84～10.13kaB.P. 为高湖面湿润时期; 10.13～7.45kaB.P.沉积间断,气候干旱;7.45～4.69kaB.P.罗布泊气候相对湿润,其间湖泊存在多次的收缩与扩张,湖面扩张是短时间快速完成的,湖面衰退是逐渐变化的。楼兰佛塔剖面顶部年龄为469kaB.P.,此区发现的石器基本为地表采集,年代不会早于4.69kaB.P.。

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