渤海湾老狼坨子海岸带^(14)C、^(137)Cs、^(210)Pb测年与现代沉积速率的加速趋势

通过对渤海湾西岸L剖面中同一关键层的碳酸钙和原生腹足类壳体的14C测年对比研究,确定了晚全新世约2800calBP的层位及沉积速率0.045cm/a;8个样柱的137Cs和210Pbexc强度、蓄积量揭示了距今约120年来堤后盐沼的平均沉积速率约为0.35cm/a,而面向开放海湾的潮坪上部则达到约2～3cm/a。研究区近1个世纪以来沉积速率的加速趋势,是渤海湾西岸泥质海岸带的特征之一。

东北四海龙湾玛珥湖沉积物纹层计年与^(137)Cs、^(210)Pb测年

对东北四海龙湾玛珥湖SHL F6孔纹层沉积物的137Cs放射性测量表明:137Cs比活度的最大值出现在 5 5cm处,对应于 1963年世界原子弹试爆高峰期。纹层计年表明 0~6cm共有 35个纹层层偶。从 7 5cm到 6 5cm, 137Cs比活度从 2 56±0 09dpm/g急剧增加到 18 68±0 17dpm/g,可能 6 5cm对应于 1954年。通过测量 226Ra子核214Pb和214Bi(能量为 295keV, 352keV和 609keV)放射的光子数获得226Ra比活度数据,然后求得过剩210Pb比活度(210Pbuns)。210Pbuns比活度随深度增加而呈指数衰减,其异常波动可能与人类活动以及沉积速率变化有关,例如5 5cm处210Pb比活度较高,与137Cs的峰值对应,这可能与 1963年前后人工核实验的高峰有关,因为核试验不仅产生137Cs,而且可以产生208Pb和210Pb; 4 5cm处210Pb比活度较低,而226Ra较高,可能与人类活动加剧,导致沉积速率增加有关。根据210PbunsCRS模式, SHL F6孔 0~19cm的平均沉积速率为 20mg/cm2·a,或约为 0 11cm/a。210Pb测年数据与137Cs时标及纹层计年均有很好的一致性。四海龙湾玛珥湖发育的纹层为年纹层,可以建立高分辨率时间序列。

苏干湖沉积物纹层计年和^(210)Pb，^(137)Cs测年对比

通过对西北干旱区苏干湖表层沉积物的年纹层计数定年和^(210)Pb,^(137)Cs测年结果对比发现:^(137)Cs测年结果在8.5 cm出现最高蓄积峰,对应1963年世界核爆高峰期,但在同一层位^(210)Pb测年结果则是1972年,存在较大的偏差.年纹层沉积速率达0.31 cm/a,而根据CRS模式建立的^(210)Pb沉积速率为0.30 cm/a.年纹层反映的沉积速率和^(210)Pb测年结果基本一致,互相验证了两者测年的可靠性.^(137)Cs测年则存在蓄积峰向上迁移的现象,在西北干旱区湖泊使用^(137)Cs测年过程中需引起注意.

吉林省西部月亮湖沉积物的^(210)Pb和^(137)Cs测年及沉积速率

在吉林省西部月亮湖沉积柱中137 Cs和210Pb比活度测定的基础上,进行了沉积柱137 Cs和210Pb测年和现代沉积速率研究。月亮湖沉积柱在18cm和32cm处存在2个明显的137 Cs峰值,所对应的时标分别为1986年和1963年,据此时标计算的1963 2006年月亮湖的平均沉积速率为0.74cm/a,19862006年平均沉积速率为0.90cm/a。对比了CIC、CRS和CFCS模式的210Pb计年结果,其中:CIC模式的计年结果明显偏离137 Cs时标;64cm以浅沉积物的CRS、CFCS模式计年结果接近,并与137 Cs时标基本一致;但当沉积物的深度大于64cm时,CRS、CFCS模式计年结果具一定差别,鉴于此深度以下CFCS模式计年的指数方程的相关系数较低,其计年结果的代表性较差,因此,此深度以下采用CRS模式计年。根据CRS模式计年结果计算的月亮湖沉积速率为:1835 1898年平均为0.33cm/a,1898 1920年平均为1.09cm/a,1920 1961年平均为2.21cm/a,1961 2006年平均为0.94cm/a。沉积速率的年际变化反映了月亮湖及其流域内自然环境变化和人类活动的影响程度。

黄龙洞年轻石笋的^210Pb测年研究

利用210Pb测年法对来自亚洲季风系统相互作用的青藏高原边缘区、高海拔的黄龙洞两根年轻石笋进行了测年研究,数据分析结果显示黄龙洞石笋顶部的210Pb放射性活度随距离呈指数衰变,衰变的趋势逐渐减缓,表明所研究的石笋中含有过剩的210Pb,样品顶部年龄小于100a。对黄龙洞石笋过剩210Pb数据进行非线性拟合,计算出两根石笋的平均沉积速率分别为0.104mm/a和0.143mm/a,与利用230Th测年法得到的沉积速率在定年误差范围之内一致,表明黄龙洞的210Pb测年数据是可靠的,通过计算石笋的沉积速率,可以建立近百年的石笋记录。研究表明,利用210Pb测年方法可以判断石笋(或石笋顶部)是否为100a内沉积的年轻石笋,弥补230Th法测定年轻石笋年龄的不足,有利于建立更加精确的石笋年代标尺,对探讨洞穴现代沉积记录和现代气象数据之间的相关性,明确洞穴石笋δ18O值所指示的气候环境含义具有重要意义。

贵州省西南部麦岗水库沉积物的^(137)Cs和^(210)Pb测年与沉积速率研究

对贵州省西南部麦岗水库沉积物柱芯MG4-2,采用210Pb和137Cs法进行了测年与现代沉积速率研究。结果表明,该柱芯中存在这3个明显的137Cs蓄积峰,对应1964,1975,1986年3个计年时标。运用210Pb的恒定补给速率(CRS)模式计算得到的年代,总体上与137Cs法的结果吻合较好,但存在一定的偏差,特别是与1964年的计年时标的偏差较大,这可能是因为沉积物柱芯受到了一些人为扰动所致。两种核素测定的平均沉积速率在数值上有一定的偏差,但都反映了麦岗水库沉积物近几十年以来经历了从慢到快再到慢的沉积过程,初步推测,沉积速率的这种变化与人类活动有一定的关系。两种计年方法结合,相互印证,使计年和沉积速率的研究更为准确。

基于^(210)Pb测年法的楚科奇海陆架北缘有机碳沉积通量研究

有机碳沉积作用在一定时间尺度上形成海洋碳汇作用的最终净效应,北冰洋陆架的有机碳沉积作用在全球碳循环中有着尤为重要的地位。为了测定楚科奇海陆架的有机碳沉积通量,应用210Pb测年法对中国第3次北极考察R17站位的沉积物样品的年龄及沉积速率进行了分析测定,并结合表层沉积物中有机碳的含量计算得到了楚科奇海陆架北缘的有机碳沉积通量。结果显示,该站位的沉积速率为0.6 mm.a-1,表观沉积质量通量为0.72 kg.m-2.a-1,有机碳沉积通量为517 mmol C.m-2.a-1。经估算,真光层输出的有机碳中约有29%被长期封存在沉积物中,远高于中低纬度的正常值(～10%),说明楚科奇海陆架区具有高效的碳汇作用。

东平湖沉积物^(210)Pb、^(137)Cs垂直分布及年代学意义

对东平湖沉积物柱状岩芯放射性年代学研究表明:12cm处的 ^(137)Cs比活度峰值对应于1963年人工核试验高峰,9cm和6cm处的 ^(137)Cs比活度蓄积峰可能分别与1974年的全球核素散落和1986年前苏联切尔诺贝利核电站核泄漏有关;^(210)Pb比活度随深度呈指数衰减,利用 ^(137)Cs核素1963年对应的蓄积峰进行校正,采用 ^(210)Pb计年的CRS模式建立了1889年以来东平湖现代沉积年代序列。根据 ^(210)Pb年代序列,计算了东平湖现代沉积速率,发现近百年来东平湖地区沉积速率有明显变化:1889～1945年,沉积速率较高,平均达0.297g/cm^2·a;1945～1963年,沉积速率整体处于下降趋势;1963～2000年,沉积速率比较稳定,平均约0.141 g/cm^2·a;约2000年以来,沉积速率有增高趋势。通过分析认为,1945年以前东平湖较高的沉积速率可能与东平湖作为黄河水的自然滞洪区有关;1950年代国家对东平湖的治理改造,控制了黄河水的自然倒灌,导致了东平湖沉积速率的迅速下降;1963年以后,由于黄河上中游大型水利工程设施的修建,抑制了东平湖调洪功能的发挥,导致东平湖沉积速率低而稳定;近年来,东平湖沉积速率有增大趋势,这可能与湖区人民发展围网养殖带入较多的沉积物有关。

纹层计年与^(137)Cs、^(210)Pb法对比研究东北二龙湾玛珥湖现代沉积速率

通过对东北二龙湾玛珥湖顶部无扰动岩心显微研究,证明此岩心发育有良好的年纹层。据精确统计,0~5.5cm间为36个年纹层,纹层计年的误差为4%~7%,年纹层厚度为1.1~2mm不等,平均沉积速率为1.53mm/a,5.5cm处对应于1965年。而二龙湾沉积物(从6.5cm到5.5cm)岩心的137Cs比活度值急剧增加,从(4.67±0.29)dpm/g增加到(12.06±0.47)dpm/g,在5.5cm处有一个较为明显的蓄积峰值,这一峰值被确认对应为1963年全球137Cs散落的高峰期。另外据210Pbex比活度CIC模式,5.5cm处约为1962年,这和137Cs比活度曲线的1963年时标相一致。印证了纹层计年的精确性,完全可以建立高分辨率时间序列。

南极长城站附近企鹅栖息地粪土沉积地层放射性核素^(210)Pb定年

用γ谱方法测定了南极长城站附近特有生物群落栖息地沉积物中放射性核素含量,地表沉积物中40K,137Cs,210Pb,226Ra,228Ra,228Th.和238U平均比活度,分别为143,7.56,24.1,3.65,5.36,4.15和6.5 Bq/kg.同时测试了阿德雷岛企鹅栖息地粪土沉积地层中放射性核素含量,利用其中的210Pb比活度,210Pbex垂向变化特征,推演沉积物的沉积速率和地质历史年代:其中AD1-a柱样时间跨度约为74 a(1928~2002年),据此计算了沉积速率为0.063 mm/a(r=0.794),并讨论了在南极特定条件下,放射性核素示踪对定年影响以及与区域现代气候环境变化的内在联系.

珠江口沉积物^210Pb分布特征及环境意义

根据珠江口及其邻近海域中的14个沉积柱样的210Pb随深度分布的测量数据以及210Pb过剩衰减法的原理,建立了基于傅立叶级数的变沉积速率模型,对珠江河口近50年来河口沉积物的沉积序列进行了分析。分别对各柱样的210Pb数据使用变沉积速率模型进行计算,获得了柱样更切实的沉积速率变化过程并分析沉积速率、年代计算结果与同时期内沉积环境之间的关系,结果表明:珠江口不同站位的沉积速率差异很大,几个站位的整体平均沉积速率分别是,7.25cm/a,5.36cm/a,3.26cm/a,3.03cm/a,1.58cm/a;沉积速率的变化与同时期发生在区域内的洪水、风暴潮、人类活动、河口演变等一系列综合因素有较好的对应关系,这说明使用基于傅立叶级数的变沉积速率模型得到的210Pb沉积速率变化的垂直分布能够解释其对应时段内的沉积环境,此模型亦可为其它河口区域的210Pb沉积速率计算提供借鉴。

^(210)Pb同位素在人类世沉积物定年中的应用

人类世作为一个新近被确定的地质年代单位,对其开展相关研究要求较高的时间分辨率,因此需要寻找合适的定年方法。目前主要的定年方法有^(137)Cs、^(210)Pb和^(239,240)Pu定年,相比其他两种方法,^(210)Pb定年适用范围广,在环境中的地球化学行为和分布相对稳定,测年可靠性相对更高,可用于人类世河口、湖泊和海洋等多种沉积环境的定年和沉积速率的估算。总结了^(210)Pb定年方法及其定年原理与模式,分别阐述了^(210)Pb定年法在河口、湖泊和海洋等不同沉积环境中建立人类世年代标尺与沉积速率获取时的应用,并讨论了其影响因素,指出了^(210)Pb定年法的误差来源,如沉积速率的变化等,需要深入研究这些误差来源。未来研究可以考虑将^(210)Pb定年与其他定年方法相结合,从而得到更全面和准确的人类世年代框架。总之,^(210)Pb定年法在人类世的研究中将继续发挥重要作用,帮助我们更好地了解人类活动与地球环境演变的关系。

天津三河岛潮间带137Cs与210Pb的分布及现代沉积过程

位于永定新河、潮白新河与蓟运河汇流处的三河岛是天津市列入国家海岛名录的唯一岛屿,其独特的地理位置记录了现代海、陆交互作用的变化过程。取自该岛南、北两侧泥质潮间带的2组现代沉积物样柱,揭示137Cs和210Pbexc的最大检出深度分别达到90～123cm和140～210cm,属于渤海湾西岸泥质海岸带现代沉积最为活跃的“面向开放海湾亚带”。

西藏纳木错现代沉积速率的空间分布特征及近60年来的变化研究

利用^(210)Pb和^(137)Cs方法对采自青藏高原纳木错不同位置的8支岩芯进行了现代沉积速率的研究,其中6支岩芯的^(210)Pb_(ex)比活度变化具有较好的记录,而只有位于湖泊开阔深水区的NMCS08-1岩芯显示了^(137)Cs比活度的蓄积峰。结果显示不同位置岩芯的平均沉积速率具有明显的空间差异,自约1950A.D.以来纳木错不同岩芯的平均沉积速率为0.043～0.098 cm/a,深水区的岩芯显示了较高的沉积速率,但高含水量和低干密度的沉积物特征导致其质量累积速率较低;水深和水下地形以及入湖河流的分布是影响沉积速率的重要因素。近60年来不同岩芯的平均质量累积速率为29.6～61.9mg/cm^2·a,其中3支岩芯的质量累积速率变化显示了较为一致的总体上增加的趋势,且位于开阔深水区的岩芯自1970年以来的变化与湖区降水量记录具有较好的一致性,但显示了一定的时间滞后。

年轻石笋平均沉积速率的确定——多方法探讨

石笋凭借其准确的年代学和对洞穴外界环境的敏感响应,已经成为第四纪研究的重要力量。亚洲季风区轨道-千年尺度石笋δ18O指示亚洲季风强弱的变化,但是在更短的时间尺度上,石笋δ18O则可能受到其他因素的影响,因此近现代、能与器测记录进行对比的石笋记录研究是衔接现代气候与古气候的关键环节。而这关键环节中的关键问题就是确定石笋的沉积年代。寻找一种适合于无生长纹层、低U含量石笋样品的年代方法对于解决石笋沉积年代有着重要的推动作用。本研究选择广西桂林茅茅头大岩一正在生长的年轻石笋。由于低U含量、高232 Th含量,U系-230 Th定年不成功。利用210Pb定年计算出平均沉积速率为1.96±0.23mm/a,但由于多层晶间孔隙的存在,计算结果偏小。由于石笋中14 C基本为核爆产生,AMS 14 C测试结果计算石笋平均沉积速率为2.10mm/a,但由于未测量到核爆前14 C数据,其值可能仍偏小。由于前人研究指出桂林地区石笋记录能记录夏季风降水,结合桂林多年降水数据,综合计算出该石笋平均沉积速率为2.44mm/a,生长时限为2009—1968年。平均沉积速率和沉积时代的确定,为后续的石笋现代气候研究,进而与古气候衔接提供了重要的研究基础。

藏南冰前湖枪勇错近百年沉积速率变化及冰川进退反演

青藏高原上分布着大量的大陆性冰川,其对区域及全球气候变化响应极其敏感.工业革命以来,随着全球升温速率加快(特别是北半球),青藏高原部分地区的冰川在近百年显著退缩.冰前湖沉积物是最直接的冰川变化记录载体之一,但其沉积速率如何响应冰川及气候变化,能否反演冰川进退过程却知之甚少.本文依据^(210)Pb和^(137)Cs限定藏南冰前湖枪勇错QY5沉积岩芯的年龄,计算出不同深度沉积物的沉积速率,且与前人(QY-3)的沉积速率进行对比,揭示了近百年来枪勇错流域冰川变化历史及其与气温之间的关系.结果表明,枪勇错QY5近百年来的平均沉积速率为0.21 cm/a,比湖心(QY-3)快2倍左右,但两者的变化基本同步,高沉积速率对应温度上升期,是冰川退缩的直接响应:(1)1900-1960年,枪勇错沉积速率整体增加且变幅较大,与1890-1950年之间西藏温度波动式升高相对应,反映枪勇冰川总体处于退缩状态;(2)1960-1985年,沉积速率低且变幅较小,同期气温下降,枪勇冰川退缩程度相对较低且保持平稳;(3)1985年以来,枪勇错沉积速率呈上升趋势,是全球增暖下冰川显著退缩的直接响应.在短时间尺度内冰前湖沉积速率所揭示的枪勇冰川变化主要受控于温度,降水量对冰川变化的影响较小,但冰川对温度变化的响应滞后5~10 a.由于全球变暖和冰川对温度响应的滞后,在未来几十年高原冰川的融化速率可能会加快,亚洲水塔将面临着新的挑战.

青岛市大气气溶胶中^210Pb活度浓度变化特征及辐射剂量估算

目的了解青岛市大气气溶胶中^210Pb的变化特征，评估吸入^210Pb对人体辐射的影响。方法利用高纯错（HPGe）1能谱仪测量采集的气溶胶样品来监测2015年4月至2016年3月青岛市大气气溶胶中^210Pb的活度浓度。结果监测期间大气气溶胶中^210Pb活度浓度的变化范围为0．06～1．61mBq／m^3，平均值为（0．70-0．50）mBq／m^3。大气气溶胶中放射性核素^210Pb的活度浓度2015年12月至2016年2月较高，8月至11月较低。气溶胶中^210Pb对成年人年待积有效剂量贡献为6．35×10^-6Sv。大气气溶胶中^210Pb活度浓度平均值稍高于联合国原子辐射影响科学委员会（UNSCEAR）1988年报告书给出的全球近地面大气^210Ph平均活度浓度推荐值（0．50mBq／m^3）。青岛市大气气溶胶中^210Pb活度浓度月变化与厦门市具有相似规律。结论青岛市大气气溶胶中^210Pb变化特征与大气环境污染状况具有一致性。气溶胶中^210Pb对成年人年待积有效剂量贡献比较低。但对于长期处于较高^210Ph活度浓度空气环境中的人群，^210Pb沉积在肺部的长期辐射影响应引起重视。

东海内陆架泥质区沉积速率

对东海内陆架泥质区7个重力柱状样进行了210Pb活度分析测试,计算所得沉积速率为0.79～3.66cm/a,平均值为1.97cm/a,最高值出现在研究区最北端的CJ12-11号孔,属于东海高沉积强度区,其他6个柱状样沉积速率较低,属于次高沉积强度区。表层210Pb活度值分布与沉积物类型密切相关,可能主要受控于黏土矿物含量的高低;而表层210Pb活度值与悬浮体浓度则呈现出明显的正相关关系。另外,沉积速率与粒度参数综合分析,揭示了近百年来东海内陆架泥质区沉积作用稳定、泥质区呈向北扩张的趋势。

临洪河口现代沉积环境及重金属元素的分布特征

对江苏北部临洪河口不同区域的表层与柱状沉积物进行了粒度分析、石英颗粒表面微细结构和沉积物的测年分析以及沉积物中的重金属含量分析,将河口划分为不同的沉积环境区,探讨了不同沉积环境中沉积物的粒度分布、石英颗粒表面微细结构、沉积速率以及重金属元素分布差异的原因。结果显示,临洪河口可以划分为低潮滩上的波浪与潮流强烈混合作用区、高潮滩上的弱潮流作用区、口门附近的潮流与河流强烈混合作用区和河道内河流与潮流弱混合作用区。重金属的含量在柱样的30～40cm深度呈现向表层递增的趋势,Hg的污染比较严重,其他元素基本无污染,整个河口区域的生态危害性严重;沉积物粒度分布不是该区域重金属分布的主要影响因素,城市污水排放量增加、氧化还原层位、沉降方式和不同沉积区的水动力环境是影响本区域重金属元素分布和累积的主要原因。