桂林地区水南洞14～25万年石笋的碳氧同位素记录和古气候重建

通过对桂林水南洞石笋进行高精度的热电离质谱 (TIMS -U)测年和碳氧同位素分析 ,建立了桂林地区 2 4 5 2 0kaB P 至 14 7 90kaB P 间的古气候变化时间序列 ,确定了石笋记录的时段B与时段C分界的年龄为 2 4 2 5± 6 4kaB P (相当于深海岩芯氧同位素标准曲线时段 7与时段 8分界的年龄 )、时段A与时段B分界的年龄为 192 6± 3 9kaB P (相当于深海岩芯氧同位素标准曲线时段 6与时段 7分界的年龄 )。桂林地区2 4 5 2 0～ 14 7 90kaB P 石笋记录的冷暖事件所反映出的古气候变化 ,大致可分为 3个气候变化阶段 :(1) 2 4 5 2～ 2 4 2 6kaB P ,相当于深海岩芯氧同位素标准曲线阶段 8的末期 ;(2 ) 2 4 2 5～ 192 6kaB P ,相当于深海岩芯氧同位素标准曲线时段 7;(3) 192 6～ 14 7 9kaB P 间的倒数第 2次冰期 ,相当于深海岩芯氧同位素标准曲线时段 6的早中期。石笋的TIMS -U测年和碳氧同位素记录揭示 ,桂林地区 2 4 5 2～ 14 7 9kaB P 的古气候演变历史与深海岩芯时段 8末期、时段 7和时段 6的氧同位素 ,深海岩芯中记录的孢子花粉组合、CaCO3 含量、海平面的升降变化以及与中国北方黄土、古土壤中记录的孢子花粉组合、成壤程度、全铁富集程度、磁化率变化、原生碎屑CaCO3 含量和淋溶强度等所揭示的古气候?

62 kaBP以来湖光岩玛珥湖沉积物有机碳同位素记录及古气候环境意义

湖光岩玛珥湖HUG B孔岩心记录了62kaBP以来的古气候、古环境变化信息。全岩有机碳同位素组成(δ13CTOC)分析表明,62kaBP以来δ13CTOC值变化比较明显,其变化范围为-28.5‰～-15.5‰。结合孢粉和有机地球化学指标进行综合分析,湖光岩玛珥湖δ13CTOC变化曲线可划分为6个演化阶段:62～58和48～40.5kaBP两个时段的δ13CTOC值偏负,沉积物中有机质主要来源于热带—亚热带地区的陆生C3森林植被,反映了温暖潮湿的气候环境;58～48和40.5～17.2kaBP期间δ13CTOC值明显偏正,沉积物中有机质主要源自C4草本植物,反映了湖光岩地区有效降水量减少、干旱程度增加导致湖光岩玛珥湖湖面下降,大量C4草本植物生长在暴露的湖滨岸;17.2～4kaBP时段内δ13CTOC值尽管存在更加频繁的波动,但总体呈现逐渐偏负的趋势,反映了暖湿和冷干气候多次交替但总体上逐渐变暖、变湿的气候环境;4kaBP以来δ13CTOC值存在逐渐偏正的趋势,虽然不排除人类活动的影响,但很可能反映了干旱程度的再次增加。综合分析表明,有效降水量(降水量-蒸发量)是控制湖光岩玛珥湖地区C3/C4植物相对生物量变化的主导因素。湖光岩玛珥湖有机碳同位素的研究结果支持区域气候环境而不是大气CO2浓度变化是末期冰期以来热带低纬度地区C3/C4植被相对生物量变化的主要原因。

西沙珊瑚礁中青藏高原隆升的锶同位素记录

南海珊瑚礁（尤其是西沙珊瑚礁）记录了青藏高原隆升、古季风、南海板块构造运动、火山喷发作用等方面的信息，是独特的古环境记录类型。本文着重探讨了上新世以来青藏高原隆升与西沙珊瑚礁海水锶同位素演化的关系，并建议大洋钻探计划在西沙珊瑚礁上钻探，系统识别和提取珊瑚礁中高分辨率的古环境记录。如能实现在西沙珊瑚礁设立大洋钻探计划航次，就可望为揭示青藏高原隆升、南海构造演化以及全球环境变迁的机理做出突破性的贡献。

云南寻甸中全新世降温事件的石笋同位素记录

通过对寻甸仙人洞X1石笋进行高精度的TIMS-U系测年和碳、氧同位素分析,建立了寻甸地区8000aB.P.以来高分辨率的古气候变化时间序列。研究结果表明,寻甸地区8000aB.P.以来石笋记录的古气候环境变化,大致可分为3个气候期:中全新世8000—5560aB.P.为气候适宜期,显示印度季风由强盛逐渐减弱的趋势,气候温暖湿润期,与太阳辐射增强引起的北半球季风环流加强有关;中全新世中晚期5560—4400aB.P.为季风转变期,显示印度季风减弱并快速退出、萎缩,东亚冬季风加强并快速推进,太阳辐射强度减弱,气候为干冷期;中全新世晚期4400—2000aB.P.,显示东亚冬季风逐渐减弱,东亚夏季风有所增加,气温有所回升,但气候变化的波动大。研究还表明,全新世以来石笋记录的气候变化非常不稳定,在千年尺度上表现为台阶状,在短尺度———百年尺度上呈锯齿状波动。石笋记录的突发性气候波动事件,与冰芯记录极为相似,反映低纬度地区石笋记录的季风气候与高纬度及北极地区的气候具有极好的相关性,这对于认识现代气候系统变化以及对未来十年、百年尺度的气候预测具有重要的科学意义。

新疆玛纳斯湖沉积物氧同位素记录的古气候信息探讨──与青海湖和色林错比较

内陆封闭湖泊自生碳酸盐氧同位素组成与大气降水同位素组成、空气相对湿度和地面气温这三个参数相关。我国季风带的青海湖与色林错的δ^(18)O曲线非常相似，说明古气候变化受相同因素驱动。在10500～9500aB．P．的末次冰期向全新世的过渡期，这两个湖泊的δ^(18)O值大幅度下降，这是夏季风雨水的低δ^(18)O值的缘故。属于西风带的玛纳斯湖和季风带的青海湖的δ^(18)O曲线基本上是对称的。大约9500～4000aB．P，图形由对称转变为相似，据此推论当时夏季风的影响范围可能达到新疆北部。

华南Pc-C过渡期深水相剖面的碳、氧同位素记录

本文对湘西三岔、杆子坪与贵州织金3个震旦纪—早寒武世深水相剖面进行了系统的碳氧同位素研究，研究表明，这3个剖面下寒武统底部都出现明显的δ^13C负漂移。其δ^13C在剖面上的变化规律与全球浅海相碳酸盐剖面相似。这可能是下寒武统海洋生物产率的降低而导致沉积碳酸盐的δ^13C负漂移。

5kaB.P.鄱阳湖地区古气候演化的有机碳稳定同位素记录

根据鄱阳湖沉积岩芯ZK01有机碳同位素以及沉积特征等环境指标的综合分析,并同鄱阳湖湖口地区孢粉组合特征相结合,重建鄱阳湖地区5kaB.P.以来的古气候演变.结果表明:5.0～4.2kaB.P.,气候以暖湿为主;4.2～3.9kaB.P.以冷湿为主;3.9～3.2kaB.P.,气候转温和,以温偏干气候为主;3.2～3.0kaB.P.,气候凉偏干;3.0～2.8kaB.P.,暖偏干气候为主;2.8～2.2kaB.P.,以凉偏湿为主;2.2～1.2kaB.P.,较长时期的温暖湿润气候;1.2～0.2kaB.P.,对应的冷湿气候特征;0.2kaB.P.到现在,气候又开始变得越来越温暖,可能是人类活动的影响所致.

北京大学未名湖沉积物中公元1747年以来气候变化的氧碳同位素记录

对北京大学未名湖底泥层做了2 10 Pb计年法和137Cs时标法定年以及氧碳同位素分析。结果表明厚度约 50cm的底泥层形成于公元 174 7— 1997年之间 ,湖泥中碳酸盐的氧碳同位素组成和有机物含量记录了北京地区公元 174 7年以来的气候变化 :186 6年以前冬季风盛行 ,气候比较寒冷干燥 ;1887年以后夏季风盛行 ,气候比较温暖湿润 ,其中 190 7— 192 6年是近 2 50年以来气候最为温暖湿润的时期 ;介于两者之间的 186 7— 1886年是气候急剧转型的时期 ,也是自然灾害频繁出现的时期。

海生贝类壳体生长层的高分辨率同位素记录研究——以南海北部典型贝类为例

对南海北部贝壳生长层高分辨率分析表明,贝壳生长率、成分和同位素组成存在着显著的季节性变化和趋势变化,季节性变化主要是气候变化所致,而趋势变化主要反映贝类的生理趋势.由于大多数贝类成年后的生长比较缓慢,所以在整个生长序列中都存在生理趋势,分离生理趋势后可获得环境的季节性变化.与环境变量对比分析表明,贝壳氧同位素组成季节性变化主要受海温影响,并与之有较好的相关性,因而是高分辨率研究海洋环境的替代性指标.在本研究的贝类中,鳞砗磲与海蜗牛氧和碳同位素的变化基本是同步的,并且与温度的季节性变化有较好的相关性,指示着在温度控制下它们的氧碳同位素发生了平衡分馏,而褐带鹑螺则相反,意味着其碳同位素还可能受代谢作用的影响.

川东北石笋120～103kaB.P.稳定碳同位素记录与控制机制

石笋δ^13C的影响因素比较复杂，不同的洞穴甚至同一洞穴的石笋δ^13C值其变化趋势也存在很大差异。石笋中C可能的来源包括大气CO2，土壤生物来源的CO2（主要来自植物根系的呼吸作用和微生物活动对土壤有机质的分解），以及碳酸盐岩（石灰岩或白云岩）围岩。

青藏高原东部兴措湖壳体同位素记录的气候环境信息

通过对青藏高原东部兴措湖 Gyraulus sibirica壳体同位素的分析 ,并将其与器测气象资料进行相关研究 ,建立了兴措湖同位素记录与对应的降水和气温间的函数关系。结果表明 ,青藏高原东部兴措湖地区腹足类生物在夏半年形成壳体 ,它所记录的是夏半年而不是全年的气候环境信息 ;Gyraulus sibirica壳体 δ1 8O指标与夏半年温度滑动平均为明显的正相关关系 ,相关系数为 0 .89,平均变率为 1.6 4‰ /°C,均值比为 0 .2 8‰ /°C;δ1 3 C指标与夏半年的降水量呈正相关关系 ,相关系数 0 .71,平均变率为 0 .0 2 7‰ / m

生物手性起源和碳同位素记录

生物手性起源是很多因素联合作用的结果．其中主要是：β电子和手性分子的非弹性散射导致的左右不对称性，化学反应动力学的手性放大效应和聚合过程中的手性放大效应．如果原始生命并非发生于极低的温度环境，必须考虑非纯手性的可能性，手性的纯化和生命的进化相平行．这一假设可从沉积岩的碳同位素记录中得到验证．

北极盆地始新世古海洋演化的鱼化石碎片Nd—Sr同位素记录

对罗蒙诺索夫环形山脊（IODP北极岩心考察302次）地区保存完好的早-中始新世鱼化石（鱼化石碎片）中的Nd—Sr放射性同位素的分析结果证实北极盆地与周围海洋之间的连接，仅可能局限于55～45Ma。清洗前的鱼化石的Nd变化范围为-5．7--7．8，表明流经西伯利亚地台的北极河流向北极盆地输入了大量的稀土元素（REE）。北极盆地与邻近海洋（如北太平洋、特提斯洋、北大西洋）之间的海水交换并不能解释鱼化石中的Nd同位素和稀土元素特征，

新仙女木及全新世早中期气候突变事件:贵州茂兰石笋氧同位素记录

在贵州荔波董歌洞D4石笋上部45-193.6 cm处,通过系统的TIMS—U系测年及碳、氧稳定同位素分析,取得了平均分辨率达90a的同位素记录,其时限范围为3.9～15.7 kaBP.研究表明,末次冰期最后一次冷事件——YD(新仙女木)事件,在D4记录得到明显的揭示,其开始的时间为12.80 kaBP,结束于11.58 kaBP,降温幅度较大.末次冰期的结束相当于海洋同位素记录的终止点Ⅰ,其时限为11.3 kaBP.早、中全新世最明显的3次冷事件分别发生于10.91,8.27以及4.75 kaBP,降温幅度可达2-5℃.石笋δ18O记录的这些千年百年尺度气候突变事件,在发生的时间及其延续年代范围上,都可以与格陵兰GISP2冰芯进行对比.8.27及4.75 kaBP冷事件,也可以和爱尔兰CC3石笋记录进行对比,说明中国季风区与西欧以及极地的短尺度气候变化可能源于同样的驱动因子,它们可能具有全球意义.另外,一些时间段记录曲线的走向表现出明显的不同,则可能是反映季风气候区与极地环境的差异所致.

南京汤山石笋高分辨率氧-碳同位素记录对气候事件的快速响应

根据南京汤山石笋高分辨率氧－碳同位素分析结果，讨论了 ５０～４０ ｋａＢＰ期间 ４个 Ｄａｎｓｇａａｒｄ－Ｏｅｓｃｈｇｅｒ冷暖旋回的洞穴温度和地表植被的快速响应过程．研究发现，Ｄ－Ｏ暖事件时Ｃ３型植被丰度降低，指示了大气有效降水量的减少．石笋氧同位素曲线与格陵兰冰芯对比表明，东亚季风气候在数十年至百年尺度上与高纬极地气候变化基本一致，但石笋对冰漂碎屑事件Ｈ５标定的年龄比格陵兰冰芯提前 ２０ ｋａ，由于定年方法不同，目前尚难确定两者气候事件的相位问题．

氢氧同位素记录揭示的巽他陆架末次冰期以来古降水量变化

巽他陆架因其独特的地理位置,在冰期循环中发生的变化和发挥的作用一直受到科学界的关注。目前对区域内的古温度变化已有一致认识,但对古降水重建的结果却一直存在争议。在巽他陆架区域现有末次冰期以来氢、氧同位素记录的基础上,结合其他资料,将区域内的降水记录大致分为南、北两区。北区冰期时降水量变化不大,气候仍然湿润;而南区降水量下降,气候变干。冰期时巽他陆架南、北区的降水同位素差异可能与区域内的大尺度环流,及南、北降水同位素的主要控制因素不同有关。受目前数据记录的局限,区域内古降水变化的这一划分和降水同位素的差异机制还需要更多工作的补充和完善。

2ka来苏干湖沉积碳酸盐稳定同位素记录的气候变化

选择位于柴达木盆地北缘的苏干湖作为研究对象. 利用210Pb, AMS 14C以及常规14C等测年手段, 建立了苏干湖沉积岩芯2 ka以来的时间序列. 对湖泊沉积细颗粒中的碳酸盐进行碳、氧同位素分析. 结合流域地表水δ18O值的变化以及气温观测资料, 认为碳酸盐δ18O值指示了流域有效湿度的变化; δ13C值的变化与湖泊年内冰封湖面时期的长短有关, 间接指示了区域冬半年气温的变化. 在此基础上, 建立了2 ka来苏干湖地区气候变化序列, 其气候变化过程经历了5个阶段: 0～190 AD, 暖干; 190～580 AD, 冷干; 580～1200 AD(MWP), 暖干; 1200～1880 AD(LIA), 冷湿; 1880～1950 AD期间为冷干气候, 20世纪50年代以来, 气候变暖. 碳同位素反映的2 ka以来冬半年气温的变化与历史文献记录以及其他地质记录有很好的一致性, 表明苏干湖同位素记录的2 ka来气候变化具有普遍意义.

中国石笋氧同位素记录揭示过去64万年亚洲季风气候变化历史

在国家自然科学基金（项目批准号：41230524，41572156，41561144003）等资助下，西安交通大学程海教授及其合作者基于我国洞穴石笋氧同位素记录在亚洲季风气候变化历史研究方面取得新突破。研究成果于2016年6月10日以“The Asian monsoon over the past 640，000 years and ice age terminations”（过去64万年的亚洲季风记录和冰期终止）为题在Nature发表。

中国石笋氧同位素记录揭示过去64万年亚洲季风气候变化历史

西安交通大学程海教授及其合作者基于我国洞穴石笋氧同位素记录在亚洲季风气候变化历史研究成果发表于《自然》杂志。研究团队利用高精度铀（u）-钍（Th）定年和稳定同位素测试分析，将亚洲季风的洞穴石笋氧同位素记录延伸至过去64万年，即U—Th测年方法的年龄上限。该项研究给出了一份迄今最为详细和准确的64万年以来亚洲季风强度变化的历史记录。