非传统稳定同位素锶(δ~(88/86)Sr)的地球化学研究进展

锶有4个稳定同位素:84Sr、86Sr、87Sr和88Sr。但其中的非传统稳定同位素(δ88/86Sr)成为近年来国际同位素地球化学领域的研究热点。本文根据国际众多学者的研究,阐述了大多数实验室新近采用双稀释剂和TIMS方法来获得高精度δ88/86Sr数据的原理,并综述自然界δ88/86Sr变化,列出一些影响锶同位素分馏的因素。综合讨论其在地质方面的应用:(1)根据冷水珊瑚稳定锶同位素重建古海洋温度;(2)联立87Sr/86Sr和δ88/86Sr来研究海洋中锶的地球化学循环;(3)利用骨骼中的锶稳定同位素研究古营养学。     

利用Rb/Sr值、有机碳氮同位素及14C重建贵州喀斯特地区古环境变化

本文利用碳酸盐岩风化剖面土壤中Rb/Sr值、有机碳氮的稳定同位素值(δ~(13)C_(org)和δ~(15)N_(org))并结合~(14)C定年结果,讨论了贵州黔西南喀斯特地区晚更新世以来的植被和气候变化情况。结果表明:(1)晚更新世以来,研究区气候在千年尺度上经历了多个冷热、干湿循环过程,植被以C4植物为主;(2)研究区在14 750 a BP时期可能发生过较为极端的气候事件;(3)Rb/Sr值和δ~(13)C_(org)值可以用来指示古环境变化情况,高Rb/Sr值和高δ~(13)C_(org)值指示湿热气候,低Rb/Sr值和低δ~(13)C_(org)值指示干冷气候。     

磷、磷块岩与前寒武纪-寒武纪交界时期生物骨骼的演化

<正> 前寒武纪-寒武纪交界时期发生的从软体动物到介壳动物的变化,是地质记录中最引人注目、最重要而又了解最少的事件之一。关于这一事件(通常被称为寒武纪生物激增或寒武纪辐射(radiation)事件)的起因,一直是众多推测的对象。可能的解释包括:大气氧含量达到临界水平或大气中二氧化碳浓度降低;由于世界范围的海侵形成了新的浅海生态环境;由     

云南保山中晚志留世碳酸盐岩的锶同位素组成及海平面变化

本文以云南保山地区中上志留统栗柴坝组海相碳酸盐岩作为研究载体,运用锶同位素比值方法,结合岩石学、古生物学等,对该区志留系中晚期的海平面变化情况及其影响因素进行了研究。其中锶同位素比值数据为该区首次获得,其所反映的海平面变化趋势与同时期美国中西部的海平面演化曲线具有良好的耦合性。研究结果表明;剖面第一段至第二段,~(87)Sr/~(86)Sr值逐渐减小,表明此时海平面相对逐渐升高;第二段~(87)Sr/~(86)Sr值整体处于相对低的水平,总体呈现出逐渐减小趋势,且在21号样品处达到最低值(0.710 5),说明此阶段海侵作用明显;第三段,在较短的地质时期内,~(87)Sr/~(86)Sr值表现出相对强烈的正偏移,达到极值0.728 49,说明海平面相对下降明显。总之,志留系中晚期海平面表现为先升后降的过程。锶同位素的强烈偏移以及岩石内较高的~(87)Sr/~(86)Sr值,正是同时期造山运动和海平面下降事件的反映。     

典型排放源黑碳的稳定碳同位素组成研究

采集了我国主要的黑碳排放源(生物质燃烧、民用燃煤和机动车尾气)的烟尘样品,分析烟尘中黑碳(BC)和总碳(TC)与原始燃料的稳定碳同位素组成(δ13C),对比各种δ13C值之间的关联性,评估运用δ13C技术进行BC源解析的潜力.结果表明:①3种典型排放源烟尘样品的δ13CBC与燃料有较好的一致性,且不同排放源的δ13CBC变化范围之间有比较明显的差别:生物质燃料除玉米秸(C4植物,δ13CBC为-13.62‰)显著不同外,C3植物的δ13CBC平均值为-26.49‰±1.17‰;烟煤的平均值为-23.46‰±0.37‰;机动车尾气(包括柴油车和汽油车)的平均值为-25.17‰±0.40‰.②各种排放源的BC形成过程存在程度各异的碳同位素分馏,C4植物(玉米秸)燃烧过程分馏作用较明显(BC的δ13C相对燃料负偏1.62‰),而C3植物和民用煤燃烧过程的分馏较小(分别正偏0.63‰和0.52‰).③BC的纯化手段(CTO-375方法)对生物质烟尘的δ13C有一定的影响(BC和TC的δ13C相差约为0.50‰),对化石燃料烟尘没有影响.上述典型排放源的δ13C数据库可为BC源解析提供依据.     

淮河中下游沉积物PAHs的稳定碳同位素源解析

对淮河中下游水相、悬浮物、沉积物中的PAHs(多环芳烃)进行定量分析,在探讨其分布特征的基础上,利用单体烃稳定碳同位素技术揭示研究区沉积物中PAHs的来源. 结果表明:水相中正阳关的ρ(PAHs)最高,达5.01 ng/mL;悬浮物和沉积物中以蚌埠闸的w(PAHs)最高,分别为9.85和1 175.02 ng/g. 沉积物中PAHs的δ13C在-39.4‰~-17.6‰之间.正阳关、平圩、洛河和蚌埠闸等采样点的高环PAHs的δ13C比低环PAHs的小,表明高环PAHs富集12C（轻碳同位素）,显示燃煤源为主要污染源;但这4个采样点PAHs的δ13C与燃煤烟尘相比存在一定差异,表明除燃煤源外可能还存在着少量其他污染源. 双沟镇高环PAHs的δ13C比低环PAHs的大,表明高环PAHs富集13C（重碳同位素),可能是微生物作用所致.      

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。     

岩浆对围岩的同化作用对岩浆岩~(18)O/~(16)O和~(87)Sr/~(86)Sr系统的影响

<正> 最近几年许多工作者发现火成岩全岩样品中δ~(18)O与~(87)Sr/~(86)Sr初始值之间存在正相关关系。其中有些关系已综合于图1中。这些关系的重要性在于,地球上这两个同位素系统中的变化是由完全不同的机理所造成的。岩石变得富~(87)Sr是由于加入了由~(87)Rb衰变产生的放射成因锶;主要富集~(87)Sr的储藏库是古老的大陆岩石或由此衍生的沉积物。大陆或洋壳的沉积岩富含     

人类活动影响下异龙湖浮游植物碳氮稳定同位素变化特征

于2020年9月～2022年6月在异龙湖开展了20个点位、8个季节的水体水质、浮游植物碳氮同位素信号等内容的系统调查与对比分析.结果表明,浮游植物δ¹³C信号分布范围为-28.98‰～-22.32‰,呈现了丰水年份(-26.89‰±1.34‰)低于枯水年份(-25.30‰±0.97‰)、9月高于其他月份等变化模式,同时出现了西部湖区高于中部、东部湖区的空间分布特征.浮游植物δ¹⁵N信号分布范围为-0.28‰～10.25‰,且丰水年份(6.28‰±1.07‰)高于枯水年份(2.78‰±1.55‰),施肥季节(6、12月)低于其他季节,以及在雨季(9月)和旱季初期(12月)西部湖区高于中部、东部湖区的空间分布特征.统计分析表明,随着异龙湖水量的上升,具有较低δ¹³C信号的流域无机碳输入增加、水体富营养化程度降低,可能改变了浮游植物利用的无机碳源及其生长速率,从而造成了浮游植物δ¹³C信号的显著下降,反映了调水补水措施等人类活动影响下浮游植物δ¹³C信号的快速响应.同时,浮游植物较低...     

长江河口区水体的锶同位素地球化学--对水与沉积物相互作用过程的反映

为了解长江河口区的水体混合过程和水与沉积物或颗粒物的相互作用过程,对长江河口水的87Sr/86Sr及Sr元素浓度进行了测定,结果显示:与世界河流平均值(Sr为78μg/L,87Sr/86Sr为0.7119)相比,长江水具有明显的高Sr(130μg/L)低87Sr/86Sr比值(0.7105)的特点。在长江口水体混合过程中,锶同位素没有象其它河口那样显示简单的两端员理想混合模式,而是在距河口约30～40km的地点出现87Sr/86Sr的突然升高,水体悬浮颗粒物(SPM)浓度也在同一区域出现升高现象。这可能是该区水体和沉积物相互作用比较强烈而引起沉积物与上覆水体发生物质交换。     

库车前陆盆地流体化学、成因与流动

库车前陆盆地寒武系 -第三系流体分析显示 :寒武系 -奥陶系和侏罗系油田水与白垩系 -第三系有所差异 ,前者总矿化度相对较低 ,为 90g/L～ 1 1 0g/L ;相对富Ca2 + 和HCO-3 ;后者总矿化度介于 73g/L～ 3 1 0g/L,主要为 1 3 0g/L～ 2 90g/L,相对富K+ +Na+ 和Cl-;而大宛齐第三系油田水则相对富Ca。影响水化学演化的因素包括 :膏盐类、沸石类矿物溶解以及白云化作用和富镁绿泥石形成等。白垩系油田水δ18O、δD关系显示为淡水蒸发成因 ,且在轮台断隆带油田水87Sr/86Sr向西降低 ,指示了富87Sr的流体来自东部的碎屑泥岩 ,这与本区煤成油运移方向是一致的。而 2个寒武系 -奥陶系油田水87Sr/86Sr高达0 .71 71 6,并富Li、B、Sr元素和δ18O ,被认为来自结晶基岩 ,与氮气、氦气及部分甲烷的来源一致。     

贵州新元古代冰期(Varanger)后环境演变与藻类的复苏

新元古代冰期引起生物大量绝灭 ,大绝灭后环境如何重建、生物怎样复苏是演化古生物学研究的重要课题。对贵州铜仁坝黄、瓮安北斗山剖面和台江五河剖面南沱冰碛岩之上连续沉积的陡山沱组底部的“碳酸盐岩帽”中藻类化石进行系统研究 ,并结合古海洋环境地球化学研究结果 ,认为冰期后生态环境恢复很快 ,藻类快速复苏 ,但藻类分异度低。“碳酸盐岩帽”沉积结束 ,藻类进入衰退期 ,到了陡山沱中晚期 ,藻类又进入顶盛期。而藻类的复苏、衰退与古海洋环境的δ13C ,δCe,δEu异常有着密切关系     

华南二叠纪末缺氧海水中的有毒气体与生物集群绝灭

对华南P/T界线地层有机碳同位素和碳酸盐岩碳氧同位素和沉积特征进行研究表明 :二叠纪末海洋中发生了大规模海水缺氧事件 ,持续时间约 6～ 10万年 ;海洋底层存在大量的CO、CO2 、H2 S和CH4等水溶性有毒气体 ,在剧烈的火山爆发事件及相伴的温室效应影响下 ,这些气水化合物由海底及陆架沉积中快速分离释放 ,导致生物集群绝灭 ,最终造成灰岩的δ13 C值发生强烈的负漂移     

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”。     

前寒武纪基性岩墙群的地球化学特征与岩石成因讨论

基性岩墙群广泛出现在全世界前寒武纪地盾中 ,它的发育往往与区域性伸展构造环境有关 ,并可能与地幔柱有密切联系。前寒武纪出现的基性岩墙群以拉斑玄武质占绝对优势 (>80 % ) ,但在新太古代—古元古代高Mg的苏长质组分和苦橄质岩石也占重要位置 ,碱性岩类则相当稀少 ;而在新元古代碱性岩墙则变得很重要。基性岩墙群总体以富集LREE和大离子亲石元素为特征 ,其中在苏长岩中更为富集。基性岩墙群的岩浆有多种来源 ,其中苏长质岩浆主要来源于太古宙的陆下岩石圈 ,而拉斑玄武质岩浆多来源于主要由主体地幔组分 (PREMA)构成的地幔柱。地壳混染总体说来不是造成基性岩墙同位素及地球化学特征的主要机制。     

Geochronology and geochemistry of eclogites from the Mariánské Lázne Complex, Czech Republic: Implications for Variscan orogenesis

The Mariánské Lázn complex (MLC) is located in the Bohemian Massif along the north-western margin of the Teplá-Barrandian microplate and consists of metagabbro, amphibolite and eclogite, with subordinate amounts of serpentinite, felsic gneiss and calcsilicate rocks. The MLC is interpreted as a metaophiolite complex that marks the suture zone between the Saxothuringian rocks to the north-west and the Teplá-Barrandian microplate to the south-east. Sm-Nd geochronology of garnet-omphacite pairs from two eclogite samples yields ages of 377±7, and 367±4 Ma. Samples of eclogite and amphibolite do not define a whole rock Sm-Nd isochron, even though there is a large range in Sm/Nd ratio, implying that the suite of samples may not be cogenetic. Eclogites do not have correlated _Nd values and initial ⁸⁷Sr/⁸⁶Sr ratios. Five of the eight eclogite samples have high _Nd values (+10.2 to +7.1) consistent with derivation from a MORB-like source, but variable ⁸⁷Sr/⁸⁶Sr ratios (0.7033 to 0.7059) which probably reflect hydrothermal seawater alteration. Three other eclogite samples have lower _Nd values (+ 5.4 to –0.8) and widely variable ⁸⁷Sr/⁸⁶Sr ratios (0.7033 to 0.7096). Such low _Nd values are inconsistent with derivation from a MORB, source and may reflect a subduction or oceanic island basalt component in their source. The MLC is an important petrotectonic element in the Bohemian Massif, providing evidence for Cambro-Ordovician formation of oceanic crust and interaction with seawater, Late Devonian (Frasnian-Famennian) high- and medium-pressure metamorphism related to closure of a Saxothuringian ocean basin, Early Carboniferous (Viséan) thrusting of the Teplá terrane over Saxothuringian rocks and Late Viséan extension.     

The change from rifting to thrusting in the Northern Calcareous Alps as recorded in Jurassic sediments

Facies analysis, fossil dating, and the study of the metamorphism in the Late Triassic to Early Cretaceous sedimentary successions in the central part of the Northern Calcareous Alps allow to reconstruct the tectonic evolution in the area between the South Penninic Ocean in the northwest and the Tethys Ocean with the Hallstatt Zone in the southeast. The Triassic as well as the Early and Middle Jurassic sediments were deposited in a rifted, transtensive continental margin setting. Around the Middle/Late Jurassic boundary two trenches in front of advancing nappes formed in sequence in the central part of the Northern Calcareous Alps. The southern trench (Late Callovian to Early Oxfordian) accumulated a thick succession of gravitatively redeposited sediments derived from the sedimentary sequences of the accreted Triassic–Liassic Hallstatt Zone deposited on the outer shelf and the margin of the Late Triassic carbonate platform. During a previous stage these sediments derived from sequences deposited on the more distal shelf (Salzberg facies zone of Hallstatt unit, Meliaticum), and in a later stage from more proximal parts (Zlambach facies zone of Hallstatt unit, Late Triassic reef belt). Low temperature–high pressure metamorphism of some Hallstatt limestones before redeposition is explained by the closure of parts of the Tethys Ocean in Middle to Late Jurassic times and associated subduction. In the northern trench (Late Oxfordian to Kimmeridgian) several hundred meters of sediment accumulated including redeposited material from a nearby topographic rise. This rise is interpreted as an advancing nappe front as a result of the subduction process. The sedimentary sealing by Tithonian sediments, documented by uniform deep-water sedimentation (Oberalm Formation), gives an upper time constraint for the tectonic events. In contrast to current models, which propose an extensional regime for the central and eastern Northern Calcareous Alps in the Late Jurassic, we propose a geodynamic model with a compressional regime related to the Kimmerian orogeny.     

湘西南震旦地层的微量元素地球化学特征及其地质含义

湘西南震旦系是在“江口裂谷”作用下形成的一套特殊地层。长安组 (长安冰期 )、富禄组 (富禄间冰期 )和洪江组 (洪江冰期 )具有相同或相似的元素组合 (Cu、Pb、Zn、Co、Ni、V、Ti等元素组合正相关 )。他们的微量元素含量和主要组合特征对基底岩石 (高涧群 )具有继承性。从晚震旦世至早寒武世 ,元素Ag、As的相关模式基本相同 ,并且与元素Ba的相关模式曲线相似。还反映了大离子半径元素的热沉积的信息。V/Ni比值升高 ,Au、Ag趋向富集。说明晚震旦世晚期至早寒武世沉积盆地水体较深