河口水体中溶解CO_2及其稳定同位素在线同时测定的技术研究——吹扫-EA-IRMS联用法

稳定碳同位素比值(13 C/12 C)是指示碳生物地球化学行为的有效指标。本研究研制并优化了CO2及其稳定同位素测定的吹扫预处理系统,将该系统与EA-IRMS联用实现了溶解CO2、其它形式DIC及二者碳同位素比值的在线同时测定,测得河口水样中易逃逸CO2及其它形式DIC的相对标准偏差分别为3.7%和3.0%;二者的δ13 C值的标准偏差分别为0.30‰和0.15‰。运用此法对九龙江9个站位表层水中不同形态DIC的碳同位素进行测定,得出易逃逸CO2的δ13 C平均值为-12.90‰,其他形式DIC的δ13 C平均值为-5.63‰。该法为水体中无机碳及其稳定碳同位素的测定研究提供了新途径。     

云南金顶铅锌矿碳、氧、硫同位素地球化学特征及其地质意义

本文对金顶铅锌多金属矿床矿石中硫化物硫同位素及碳酸盐胶结物中碳、氧同位素进行了研究分析,结果表明:成矿流体中的CO2与沉积有机物和海相碳酸盐岩有关,源自碳酸盐岩热解作用和去碳作用以及沉积有机物的氧化作用和脱羧基作用。矿床的矿石矿物组成反映了成矿环境为高氧逸度环境。硫同位素特征研究表明:矿床中石膏矿体中的硫可能来自三叠系古大洋硫酸盐矿物。而金属硫化物矿物中的硫具有多源性,其主要来源为生物或细菌还原地层中膏盐(石膏、硬石膏、有机质等)的还原硫、壳源硫和有机硫。同位素研究表明金顶铅锌多金属矿的成矿物质应源自地壳。     

海洋微藻光合作用对CO_2加富的响应特征

采用实验生态学的方法,研究了中肋骨条藻、赤潮异弯藻和小球藻的叶绿素a含量、光合速率、光合固碳速率和碳酸酐酶活性对CO2加富的响应变化。结果表明:3种海洋微藻的叶绿素a含量对CO2加富处理都没有作出明显的响应变化(P0.05)。相反,3种海洋微藻的光合速率、光合固碳速率和碳酸酐酶活性对CO2加富都作出了明显的响应变化,与对照组相比显著提高(P0.05)。说明CO2加富处理刺激了3种海洋微藻的碳酸酐酶活性,从而提高了它们的光合速率和光合固碳速率。3种海洋微藻相比,赤潮异弯藻的响应最明显,其次是中肋骨条藻,小球藻的响应相对最不明显。     

封管法制备有机碳稳定同位素样品存在的问题和改进

有机碳稳定同位素的高精度测定是利用地质样品有机碳同位素研究气候和植被变化等的基础。通过实验发现低有机碳含量样品同位素测定误差相对较大,其中样品收集过程是主要的影响因素之一。本文针对这个问题,主要从杂质气体干扰入手,在一步冷冻分离CO_2和H_2O,或分步冷冻分离CO2和H2O的收集方法,以及改变收样管体积三方面进行条件实验研究,讨论了封管法制备有机碳稳定同位素样品气体收集过程对有机碳稳定同位素组成的影响。结果表明:(1)CO_2气体的纯化收集是封管法制备有机碳稳定同位素样品的一个重要步骤,收集时杂质气体含量越高,对样品有机碳稳定同位素组成的影响越大;(2)在相同的杂质气体背景条件下,与一步冷冻分离CO_2和H_2O的方法相比,分步冷冻CO2和H2O的方法能够显著减小杂质气体对有机碳稳定同位素测定的影响;(3)小体积收样管能够显著提高有机碳稳定同位素样品的离子流强度,进而提高低有机碳含量样品的稳定碳同位素测定精度。     

湖泊碳循环及碳通量的估算方法

湖泊由于其特殊的地理位置,较高的生产力,在碳循环中具有重要作用。作为湖泊营养元素的碳在湖泊水体中的赋存形态主要包括:碳酸盐系统(CO2,CO32-,HCO3-,H2CO3)、溶解态有机碳、生物死亡残体颗粒碳及生物体有机碳等。研究表明包括有机碳和溶解态无机碳在内的全世界湖泊总碳汇为0.077Gt/a,其中对大气的汇达到0.0532Gt/a。湖泊除从地表径流、地下水获得碳以外,还可从空气物质中获得碳。估算及测定水气界面CO2通量的方法主要有:①赖利估算法;②单侧扩散法;③同位素估算法;④涡度相关法;⑤静态箱式法。     

四川黄龙沟天然水中的深源CO_2与大规模的钙华沉积

在有大规模钙华沉积的四川黄龙沟中,使用化学成分数据以及碳氧稳定同位素组成对其水文地球化学特征进行了分析研究。研究区钙华沉积的地表溪流水质基本上受到两种水混合的制约,即断层泉水和山区的融雪(冰)水。泉水中含有高浓度的经由断层提供的CO2,结果高浓度的溶解CO2使得其溶解的碳酸盐岩比普通的岩溶泉溶解的碳酸盐岩高得多,同时也导致硅酸盐岩的溶解。黄龙沟中上游的泉水相对于方解石接近于平衡。溶解无机碳(DIC)的浓度和它们的δ13C值是大约由c=0.02mol·L1δ13C=-3‰的CO2(aq)与含有δ13C=+3‰的碳酸盐岩在封闭系统条件下反应的结果。估计这些CO2中约有70%来自上地幔。所有泉水的水化学数据均落在高岭石稳定域内,但对Na长石和Ca长石具有侵蚀性。由于这些长石矿物的溶解速率太慢,所以水中的化学成分远离长石稳定域。地表溪流的DIC种类之间达到同位素平衡,在不同观测点发现的δ13CDIC变化主要是由于从水中释放出的CO2的程度不同引起的。水样的δ18O值与其采集点的海拔高度之间存在线性关系;研究区的地表溪流的氧同位素组成受到蒸发的制约。在流经钙华沉积物的地表溪流中白天和夜晚的水化学及pH的日变化表明生物作用促进了碳酸盐的沉积,尽管作用不显著。据估计研究区碳酸钙的日沉积速率是4778kg·km2,即约1mm·a1。     

滇东主要断裂带温泉CO_2成因浅析

通过对滇东主要断裂带上典型温泉的地质背景、环境条件、水化学及碳、氦稳定同位素分析,探讨这些温泉CO2释放的一般规律。分析表明滇东主要断裂带温泉具有特殊的碳来源,其CO2释放与沿小江断裂混杂第三纪煤层(褐煤)有关。     

碳同位素比技术定量估算城市大气CO2的来源

要有效地减少城市碳排放和正确地判断城市现有减排措施的有效性就必须准确地确定城市大气CO2的来源.由于碳同位素比从污染源到受体的传输过程中同位素分馏现象不明显,本研究建立了一套基于碳同位素比技术定量估算城市大气CO2来源的方法,并用该方法初步定量分析了上海市嘉定区大气CO2中来自燃煤、机动车尾气和生物质贡献的时空分布.上海市嘉定区大气CO2的上述3种来源中,生物质的贡献最大.燃煤的贡献在夜间(00:00、04:00和20:00)多于白天(08:00、12:00和16:00),且随高度的升高而增大;机动车尾气的贡献则随高度的升高而降低.大气CO2浓度时空分布特征体现了上海市郊嘉定区大气CO2的排放特征和各来源的传输特性.     

淤泥沉积物中有机碳的环境意义

该文讨论了广泛存在的沉积物"淤泥"中有机碳形态特征、环境指示功能和几种主要的环境效应。有机碳形态主要分为游离态和有机矿质结合态,根据不同的方法可细分为轻组、重组有机碳和颗粒有机碳等。天然沉积的淤泥中,总有机碳(TOC)、碳氮比(C/N)和有机碳同位素(δ13Corg)组成能够反映古气候、原始生产力水平与区域生物量变化等环境信息。不同地表水体和海洋淤泥沉积物中的有机碳因水动力条件和O2浓度的变化导致的分解矿化会引发水体富营养化和重金属等污染物释放等环境问题。最后,从淤泥沉积埋藏的角度提出在淤泥演化为黏土弱透水层的过程中有机碳参与的复杂水岩相互作用和沉积物颗粒团聚作用对地下水环境可能产生的影响,提供新的研究思路。     

海洋碳循环研究的关键生物地球化学过程

主要阐述了海洋碳循环生物地球化学过程研究的主要进展,包括海—气界面CO2通量过程、溶解一颗粒碳的海洋转化过程、生物固碳与生物泵过程以及河口碳的生物地球化学过程。海—气界面CO2通量随着海—气界面的扰动程度的变化而变化,而海—气界面的扰动程度主要由风速决定,各海域的CO2通量各不相同;溶解一颗粒碳的海洋转化过程则是由海域的初级生产力所决定,是温度的函数,所以受时间和季节更替的影响很大;河口地带由于处在海水和淡水交界面,又有大量河流带来的陆源输入,所以总体碳循环的生物地球化学过程与大洋主体水域不同,碳通量主要由河流带人;生物在海洋碳循环中的作用不可忽视,浮游植物通过光合作用固碳,而浮游动物在垂直分布过程中通过取食呼吸和排泄作用使碳进行垂直迁移。     

二叠-三叠纪生物绝灭事件的地球化学研究新进展

二叠-三叠纪生物绝灭事件在地史发展中有着重要作用,灭绝加速了物种的进化和更替。本文简要总结了近几年来全球地球化学、地质和古生物等学者关于P-T生物绝灭事件的研究,包括事件的测年研究进展和事件原因的种种学说,其中详细阐述了地外碰撞(小行星或彗星)、火山学说、缺氧学说以及海洋酸性化假设的研究进展,并对该绝灭事件研究意义进行了简单的分析和探讨。     

巢湖地区早三叠世碳氧同位素地层对比及其古生态环境意义

二叠纪—三叠纪之交的环境恶化事件不但导致了生物大绝灭,而且造成了自然界正常的碳循环崩溃。为了研究三叠纪早期生物复苏过程中的环境特征、碳氧同位素演化上的地层学意义,对巢湖平顶山西坡剖面下三叠统碳酸盐岩取样分析。研究结果表明,巢湖平顶山西坡剖面早三叠世碳氧同位素地层曲线与已知的平顶山北坡剖面碳氧同位素地层曲线相似。δ13C值在Induan阶、Olenekian阶底部首先表现为大幅度负漂,随后呈上升趋势。δ18O值除了表现出1Ma的周期性波动之外,与δ13C低值区对应处也具负偏趋势。δ13C、δ18O值的演化趋势反映了早三叠世海洋环境恶化、生物复苏十分缓慢。     

安图红松树轮稳定δ~(13)C、δ~(18)O序列记录的气候变化信息

测定了安图红松树轮稳定碳、氧同位素组成。选取与安图县毗邻的敦化市气象记录 ,分析了气象记录与树轮稳定碳、氧同位素的相关关系 ,发现红松树轮碳、氧同位素对气候变化均有显著的响应。合成了复合温湿指标 (TH) ,相关分析表明树轮碳、氧同位素对复合温湿指标的响应更加灵敏 ,而且碳同位素和氧同位素均对 5～ 8月的平均复合温湿指标有显著的响应。建立了碳、氧同位素对气候因子的响应函数 ,重建了安图地区近 2 0 0年来的气候变化。功率谱分析发现碳、氧同位素组成在 95 %的置信水平上存有准 2 0 0年、准 11年、准 4年和准 2年的变化周期。前两个周期变化基本上与太阳活动周期变化一致 ,后两个周期分别对应于“厄尔尼诺现象”和东亚夏季风的“准 2年振荡”。     

元古宙—寒武纪疑源类的辐射演化、绝灭作用与海洋地球化学演变——兼论扬子区元古宙—奥陶纪疑源类的演化

通过对目前全世界元古宙———寒武纪地层中的浮游植物 (疑源类 )的统计 ,发现在新元古代晚期和早、中寒武世相对较短的时间间隔内发生了一系列的微体植物 (疑源类 )辐射和绝灭事件。而这些辐射和绝灭事件又与早期后生生物的辐射、绝灭都有密切的镜像关系。通过对古海洋的δ13 C、87Sr/ 86Sr研究 ,发现元古宙—寒武纪浮游植物 (疑源类 )的辐射演化、绝灭作用与古海洋环境变化有着密切的关系 ,即生物辐射时期 ,δ13 C、　87Sr/ 86Sr呈现高异常 ;生物绝灭时期 ,δ13 C、87Sr/ 86Sr呈现低异常 ;冰期δ13 C呈现明显的负异常。     

Provenancing of archeological pumice finds from North Sinai

Seven pumice samples from excavations in North Sinai have been investigated with respect to their geochemical composition. This type of volcanic rock has been used as an abrasive and thus has been an object of trade since antiquity. With the help of Instrumental Neutron Activation Analysis, six of these Bronze Age samples could be correlated to their volcanic sources on the islands of Santorini, Nisyros and Giali (Greece) using the typical element concentrations (“chemical fingerprint”). The source of one pumice sample remains unidentified excluding, however, the Santorini eruption as a possible source. The concluding section of this article discusses the possible contribution, however indirect, of the pumice from Sinai and elsewhere in the Eastern Mediterranean to the controversial issue of the accurate date of the “Minoan” eruption of Santorini.     

新疆诺尔特地区石炭纪火山岩的成岩机制

诺尔特地区位于阿尔泰北部山区 ,西伯利亚板块西南缘。诺尔特地区石炭纪火山岩赋存于下石炭统红山嘴组中 ,火山岩属钙碱性系列 ,主要是酸性陆相火山岩。火山岩岩浆起源于诺尔特地区中地壳位置 ,成岩物质来源于地壳。痕量元素协变关系、皮尔斯元素比值、元素丰度关系及氧同位素特征的研究表明 ,石炭纪火山岩具有明显的部分熔融成岩机制的特点 ,而结晶分异作用特点不明显 ,无混合作用特点的显示。石炭纪火山岩为部分熔融作用的产物。     

新疆伊宁盆地尼勒克地区二叠纪地层划分与对比

在尼勒克地区二叠纪地层分布面积最广，地层出露齐全，接触关系清楚，全部五个组的层型剖面均在该区内，是西天山研究二叠纪地层的经典地区。作者对五条层型剖面全部进行了重测，系统采集样品，取得了一批成果。主要体现在火山喷发旋回研究、生物化石及岩相分析研究，从而进行较详细的地层划分，为西天山二叠纪地层划分与对比提供了可靠依据。     

云南建水荒田-虾洞火山岩型银多金属矿带的硫、铅同位素特征及其地质意义

火山岩型银多金属矿床是滇东南地区的重要矿床类型，矿床中疏的δ34S值分布于-6．9‰～+7．3％之间，并且呈波浪式分布；铅同位素组成以正常铅为主，并受异常铅的混染。硫、铅同位素具有相似的变化趋势。这些硫、铅同位素特征表明，该矿床成矿物质可能具有多种来源，除了直接来自玄武岩外，还有来自古海水硫酸盐和地层的贡献；该矿床的成因与玄武岩海底中心式喷发有密切的关系。     

浙东中生代火山岩岩石系列及大地构造环境判别

应用Q—型聚类分析、对应因子分析及某些微量元素图解等方法,判别出本区火山岩属高钾钙碱性系列,它与东太平洋沿岸火山岩及花岗岩相似,而与日本、台湾等岛弧火山岩相差较大,可能属于活动大陆边缘构造环境的产物。     

喀喇昆仑-西昆仑地区基性-超基性岩初步考察

本文报道了考察区若干基性-超基性岩体的初步考祭结果。库地岩体属于传统观念的阿尔卑斯型岩体,但与典型蛇绿岩中的变质橄榄岩有所差异;阿卡兹、一些克沟蚀变火山岩可能发育在大洋环境,而晚古生代火山岩大概是在大陆边缘喷出的。本区在新生代时期陆相火山活动相当频繁,其分布规律和岩石特征表明它们与青藏高原的隆升有密切的关系。文中还讨论了昆仑山南侧新生代火山岩喷发的期次。