海相碳酸盐碳同位素组成及其意义

本文刊举了不同地质时代地层碳酸盐联同位素分析结果，从而推测了古海水中碳同位素特征，并指出根据现有的沉积碳酸盐δ13℃资料，可以发现某些地质历史时期古海水碳同位素组成的变化。     

奥尔洛夫黄铁矿-多金屑矿床热液碳酸盐中的同位素组成

<正> 本文研究了奥尔洛夫地区石灰岩和矿床碳酸盐中的碳、氧同位素组成。查明,成矿期的碳酸盐相对于成矿前的碳酸盐富含轻的碳同位素和重的氧同位素。矿床的矿石相对于母岩富含有机碳。本文根据所得资     

内华达州莫哈韦沙漠东部土壤的稳定碳同位素化学与气候和植被的关系

沿着莫哈韦沙漠东部的一条现代气候剖面,实验测定了土壤环境的稳定碳同位素组成与现代气候和植被的关系。即使所有海拔上的植物组合都具有类似的同位素组成,土壤CO_2和土壤碳酸盐的δ~(13)C值也要随着海拔的增高和植物密度的加大而降低。一些因素(包括成土方解石与石灰岩方解石之比率的差异、过去植被的差异)被认为可以解释这一趋势。然而,在植物稀少的莫哈韦沙漠,成土碳酸盐的δ~(13)C值受植物密度和生物活动的差异的控制。这一关系可能为评价过去的植物密度(只要这些植物的同位素组成是均一的)提供了一种方法。     

洞穴滴水-CaCO_3体系氧碳同位素组成的气候意义研究现状和问题

近年来,通过对洞穴滴水-CaCO3体系各项指标的长期监测,以了解现代碳酸钙沉积的形成机制成为了石笋古气候研究的重点。尤其是对滴水-CaCO3体系氧同位素组成(δ18 O)的研究取得了显著的进展。人们在对滴水和CaCO3的δ18 O与古温度关系的研究中,不断地修改普遍使用的关系式,甚至提出了适合自身研究区石笋δ18 O与温度的关系式。无疑这将增加利用石笋氧同位素组成重建本地区古温度的可信度。在对碳同位素组成(δ13 C)的研究中,学者们更加细致地研究了各种影响滴水δ13 C值的因素(如先期碳酸盐沉积PCP、通风条件等),为更好地利用石笋δ13 C重建古气候环境提供了科学支撑。由于洞穴监测条件的限制,至今大多数洞穴都未能建立起完善的自上而下的监测体系,所以对一些δ18 O、δ13 C变化的解译仍然存在多解性和不确定性,有待未来的研究继续加强。     

运用硼同位素进行古气候重建的研究进展

海水中硼的同位素组成受海水pH控制,海洋生物碳酸盐形成过程中海水的硼主要以B(OH)4-形式进入碳酸盐晶格,该过程不产生同位素分馏,因此海洋生物碳酸盐的硼同位素组成能够反映海水中B(OH)4-的硼同位素组成,进而指示当时海水的pH值,再根据海水与大气间CO2溶解平衡关系可以间接获得当时大气CO2分压。最近十多年来成功地运用生物碳酸盐硼同位素研究了过去20 Ma以来不同时间段古海水pH演化历史以及大气CO2分压的变化历史,使得硼同位素成为研究古气候的新方法。由于大气CO2分压对海水pH变化的响应非常灵敏,必须对各参数的取值进行严格的论证,而且模型本身的合理性及精确性也要进一步讨论。本文详细地介绍了硼同位素-pH方法的理论模型以及近年来运用该方法研究古气候取得的主要成果,同时对模型本身的研究进展也进行了阐述。     

吉林西部浅层地下水中Pco2的分布和成因研究

本文以乾安地区为例，对吉林西部浅层地下水中的二氧化碳分压Pco2分布进行了研究。从环境地质条件、碳酸盐溶解、有机物含量和同位素等方面探讨了二氧化碳的形成原因。这为地下水化学组成、演变和地下水环境研究奠定了基础。对同类研究具有理论和实际意义。     

黄旗海湖泊沉积物醋酸淋溶液的元素组成及其环境意义

黄旗海HJC剖面是氧同位素三阶段晚期(MIS3a)与现代间冰期的堆积,包括深湖相、浅湖相、冲洪积相与风成沉积。为研究各沉积相湖泊碳酸盐沉积中元素地球化学特点,对沉积物用醋酸溶液进行了选择性化学淋溶,并分析了淋溶液的元素组成。结果显示:淋溶实验较好地揭示了各沉积相的环境特点,对早、中全新世环境变化有敏感的响应;湖泊自生碳酸盐过程存在自身的元素组合特点,但在一定程度上也继承了外源组分的特点。     

太古代碳储库及其与金矿床流体来源的关系

一般认为,蚀变火山岩中的海水来源碳是太古代绿岩带中唯一主要的变质前的碳酸盐碳储库。因此,太古代金矿床中的碳酸盐由于稳定同位素比值太低(平均δ~(13)C=-3‰,不可能由这种C(通常认为其δ~(13)C近于0‰)生成,故被解释成是由某种局部的长英质岩浆源衍生出来的。但是,Barley和Groves(1987)在西澳大利亚的诺斯曼-威卢纳绿岩带中,识别出金矿化和区域变质前的两种碳酸盐蚀变类型,其证据归纳如下。这就是海底蚀变和受断裂控制的区域蚀变,如下所述,它们具有完全不同的碳同位素组成。后者(平均δ~(13)C=-4.8‰)意味着,在绿岩带演化期间,主要是来自地幔的岩浆碳(CO_2)流,因此其本身具有根本的重要性。然而,这里我们证明了只存在两种碳酸盐碳储库,以及在同一地区不同金矿床之间碳酸盐的碳同位素比值发生变化的原因,从而否定了某些通常用来支持岩浆流体模式的基本假设。     

石笋有机质碳同位素组成研究的进展与挑战

洞穴石笋因其精准的定年和蕴含的多种代用指标,已成为古气候和古环境变化研究的重要载体之一。在石笋研究的多种代用指标中,碳酸盐碳同位素由于受到多重因素的影响,应用其重建过去环境变化历史一直局限在少数几个研究地点。洞穴上覆土壤有机质是洞穴石笋中有机质的重要来源,除此之外,洞穴原位产生的微生物及基岩中的有机质也有贡献。由于主要继承了地表植被和土壤有机质的同位素组成,石笋有机质碳同位素组成的时间序列能够很好地指示地表植被的演变及土壤过程的变化。本文对石笋有机质碳同位素组成的研究现状进行了综述,介绍了最新建立的石笋有机质碳同位素组成分析方法,并指出应用这一指标研究环境变化需要解决的关键问题和未来面临的挑战。     

湖泊沉积物中有机碳同位素特征及其古气候环境意义

湖泊沉积物中有机碳同位素受到湖水化学性质(pH值、硬度等)、湖区气温和降水、光照条件、大气压力、CO2分压、盐分及营养元素、有机质的来源、有机质的保存、后期改造及成岩作用等诸多因素的影响，其中有机质的来源、温度和大气压力是影响有机质δ^13C值的主导因素。有机质碳同位素与气候条件存在着一定联系。^13C值高，一般对应于气候的暖期；^13C值低则对应冷期。但实际中比较复杂，两者之间不存在固定的模式，因而，湖泊沉积物有机质^13C在指示古气候变化上存在多解性、复杂性和混乱性。本文利用国内外的一些研究成果，对湖泊沉积物有机质^13C的组成特征及其古气候环境意义的研究现状进行了详细论述。     

东营凹陷沙河街组沉积岩碳氧同位素组成的古环境记录

分析了东营凹陷沙河街组沉积碳酸盐的碳氧同位素组成,结果显示,东营凹陷沙河街组沉积碳酸盐δ13CPDB值介于-2.45‰～+6.44‰之间,平均值为+2.43‰;δ18OPDB值介于-13.98‰～-5.68‰之间,平均值为-9.47‰。δ13CPDB、δ18OPDB之间具有良好的正相关性,指示沙河街组沉积时期,东营凹陷为相对封闭的湖泊环境。在纵向上,沙三段沉积碳酸盐碳氧同位素发生了负漂移,具有最低的δ18OPDB和δ13CPDB,而沙二段沉积碳酸盐具有最高的δ18OPDB和δ13CPDB。东营凹陷古近系湖泊沉积碳酸盐碳氧同位素组成的变化是沉积环境综合作用的结果,指示了区域古气候条件由沙四期的干旱气候,向沙三期的湿润气候转变,至沙二期,气候又经历了短暂的干热阶段。东营凹陷沙河街期的沉积环境特征直接控制了各阶段发育的泥质岩类型及其沉积有机质特征。     

西伯利亚金伯利岩岩管的碳酸盐中碳和氧同位素组成

<正> 金伯利岩中的碳酸盐物质可分三种:盖层碳酸盐俘体、可能属于深源的碳酸盐胶结物以及岩浆成因的深成碳酸盐碎屑(这种因无样品未测)。盖层碳酸盐俘体常受改造,形成同心的带状结构,外带为浅色。分带俘体中,δ~(13)C从-0.3到-20.4‰,δ~(1 )O从+15.3到+27.9‰。无分带俘体的δ~(13)C从-2.7到-9.5‰,δ~(1 )O从+15.6到+19.9‰。大多数分带俘体外带贫~(13)C,而氧同位素变化不定,周围的金伯利岩物质,其同位素含量范围也很宽:δ~(1 )C从-2.1到-16.9‰,δ~ O从+14.0到+25.4‰。与正常沉积的海洋碳酸盐(δ~(1 )C近于0,δ~(1 )O从+25到30％)相比,俘体的轻同位素~(12)C和~(16)O的含量较     

北京斋堂黄土剖面主要温室气体组分初步研究

全球碳循环研究表明．在北半球中纬度地带可能存在一个陆地生志汇（植被和土壤）。中国黄土分布在北半球中纬度，在CO2未知汇的研究中很可能具有重要作用。通过自制钻机对北京斋堂黄土剖面（L2上部～L1）进行了不同层位（深度）的垂直或水平打钻，利用毛细管负压原理采集到游离气体并进行了主要温室气体CP2、CH4、N2O的浓度和CO2的碳、氧同位素组成分析。此外，还分析了土样的碳酸盐含量及其碳、氧同位素组成。初步研究结果表明，黄土剖面中主要温室气体浓度远比大气中高：CO2浓度为1434．4×10－6～2458．6×10－6，是大气中的3．8～6．5倍；N2O浓度为472．2×10－9～763．9×10－9，是大气中的1．3～2．1倍；CH4浓度在剖面上部与大气中相似，但在下部为13．1×10－6～24．8×10-6，为大气中的5．4～10．2倍。斋堂黄土剖面中的破酸盐含量为1．55％～9．75％，CO2浓度与碳酸盐含量成正比关系。尽管黄土－古土壤序列富含碳酸盐，但需进一步开展黄土中的CO2浓度及碳同位素工作，以便了解黄土中CO2在全球碳循环中的地位和作用。     

植物硅酸体研究在黄土古气候恢复中的应用

地表植被对环境变化的响应最为敏感 ,沉积物中保存的各种植物残余是古环境研究的良好材料 ,植物硅酸体因其特有的物理化学性质 ,成为古气候信息的绝佳载体。在大量现代植物研究基础上 ,科学家们通过对第三纪以来各种沉积物中硅酸体组合的研究 ,较好地恢复了当时的古植被、古气候及其演化特征 ,在缺乏其它化石依据的黄土地层研究中表现更为突出。由于C3、C4 植物具有明显不同的环境适应性和同位素组成 ,地层中C3、C4 植物硅酸体相对含量和稳定同位素的研究也被成功地应用于古气候恢复中。在现代气候—植被类型和土壤植物硅酸体同位素研究基础上 ,利用数理统计方法 ,建立同位素指标与各种气候因子之间的数学关系 ,将为高分辨率黄土古气候定量研究开辟新的途径。     

菱铁矿的同位素组成用作沉积环境的指示剂(摘要)

对不同沉积环境菱铁矿的氧、碳同位素资料的汇总处理表明，海相菱铁矿和陆相菱铁矿具有明显不同的同位素组成，两者之间最显著的差别在于陆相菱探矿一般讲来比海相菱铁矿具有更高的δ13C值。这一差别似乎反映出海相沉积物在一般情况下比产有菱铁矿的陆相沉积物经历了更为广泛的硫酸盐还原作用。在沉积学资料含混不清的情况下通过分析菱铁矿的δ13C值也有助于确定它们的沉积环境。菱铁矿的同位素组成用作沉积环境的指示剂(摘要)     

粤中长坑金银矿床的碳、氧、氢同位素研究

长坑金银矿床方解石的δ13C值为-3．23‰，方解石和石英的δ18O分别为8．64‰～18．61‰和9．60‰～13．0‰，其范围与其它卡林型金矿相似。结合大本（Ohmoto）模式的理论分析，认为成矿热液的总联同位素组成可大致取为-2‰～－17‰，即碳主要来自地层中的沉积碳酸盐，部分来自有机碳。推导出水岩交换过程中流体氢、氧同位素演化的一般性协变方程并进行了理论模拟，认为成矿流体以燕山晚期一第三纪的加热大气降水或建造水为主。     

中国某些地区温泉气体的氦、碳同位素地球化学(摘要)

基于碳、氦一体的思想，利用C－He同位素示踪体系辨识He、CO2气体的来源和碳的地球化学循环。在我国首次将C－He体系应用于流体地球化学的研究。通过对我国东北温泉出露地区的野外地质调查、气体组分和He、C同位素的分析，以及西藏、云南等地区的He、C同位素数据的系统综合分析，详细地讨论了不同地质构造背景中温泉气体的He、C同位素组成、分布特征以及He和CO2气体的来源。本研究的目的在于通过上述研究，认识地质构造和火山岩浆活动与地球内部气体排放之间的相互关系，为深入探讨“地球排气作用诱发构造、地震活动”和“地球的气体…     

中国南方砂(页)岩铜矿床硫同位素地球化学研究

以中国南方著名的滇中和会理盆地砂页岩铜矿床宏观地质特征和硫同位素分析数据为基础，系统地研究了我国南方砂页岩铜矿床硫同位素组成特征。首次用筛分模式、分馏效应对硫同位素总体进行评分，结果表明硫主要有三个来源：有机质分解或还原流酸盐，占11．3％；地下水，占42．5％；热卤水，占46．2％。本研究为该类型矿床的成因、成矿地球化学环境及指导区域找矿勘探等提供了重要依据。     

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。     

青海湖介形虫壳体丰度与氧碳同位素的季节和年际变化及其控制因素——来自沉积物捕获器的研究

介形类对其生活的水体环境极其敏感,其壳体的物质几乎全部来自水体,因此壳体的化学组成常常用来反演古气候环境,然而对于青海湖介形虫壳体不同组成的控制因素存在诸多争议和不确定性。本文以沉积物捕获器在青海湖于2010年7月至2011年10月期间获得的介形虫样品为研究对象,结合CTD同步监测的湖水环境参数,探讨了青海湖现生的两个种属介形虫（意外湖花介和胖真星介）丰度和氧、碳同位素（δ¹⁸O、δ¹³C）的季节和年际变化特征及各自控制因素。结果表明,意外湖花介壳体的丰度比胖真星介的高一个数量级,但青海湖两种介形虫出现和丰度变化均受湖水温度直接控制。意外湖花介和胖真星介壳体的δ¹⁸O和δ¹³C均存在明显的年际和季节性变化及种属差异,而同步沉淀的自生碳酸盐却有较为均一的δ¹⁸O组成;两个种属介形虫壳体δ¹⁸O的年际差异是夏季水温系统差异的直接表现,而δ¹⁸O的季节性变化并不受控于降水和蒸发（P/E）比率,而可能主要与由高温诱发的大量自生碳酸盐沉淀有关;青海湖介形虫壳体δ¹³C的变化并不是单一因素控制的结果,可能也与湖水温度、自生碳酸盐沉淀等因素有关。本研究提出的自生碳酸盐沉淀对介形虫壳体δ¹⁸O和δ¹³C的控制作用,对于我们认识青海湖介形虫的环境意义及沉积物中介形虫壳体化学组成的古环境信息提取具有重要的启示意义。