闽西赖源溶洞群小流域河流δD、δ^(18)O时空特征及其水文学意义

基于2021年1月—2022年6月对闽西赖源溶洞群小流域河流的氢、氧稳定同位素比值开展连续观测的数据,本研究探讨了赖源溶洞群小流域地表河和地下河的补给关系,结果表明:(1)郑地溪上村段小流域内地表河和地下河的δ^(18)O表现出不同的时空变化特征,地下河δ^(18)O值较为稳定,时空变化幅度较小,平均值接近于大气降水氧同位素的加权平均值,而地表河时空变化较大,在地下河汇入点的上下河段存在明显差异,上段河道δ^(18)O响应降水δ^(18)O变化,但相较降水加权平均值显著偏正,下段受地下河δ^(18)O混合效应明显。(2)流域地表河和地下河δ^(18)O在不同程度上受蒸发作用的影响,但总体上较为微弱。地下河δ^(18)O与降水年加权平均值变化趋势一致,地下水δ^(18)O低于地表水表明研究区内地下水单向补给地表水。(3)在地下河汇入点的下游河段的δ^(18)O表现为上游河水与地下河混合的结果,可以利用δ^(18)O的二元混合模型估算地下河流量的贡献。

兴安落叶松过伐林水汽浓度与δ^(18)O变化特征及其对气象因子的响应

本研究揭示了兴安落叶松(Larix gmelinii)过伐林不同垂直高度水汽浓度及其氧同位素比值(δ^(18)O)生长季变化特征以及水汽浓度对气象因子的响应特征,为深入探讨兴安落叶松过伐林水交换过程及其机理提供了理论依据。通过使用氢氧稳定同位素技术廓线系统对兴安落叶松过伐林4个垂直高度水汽浓度及其氧同位素进行高频原位观测,同步观测空气温度、相对湿度、太阳辐射、风速、降水量、土壤温度、土壤含水率、饱和蒸汽压差等主要气象因子,采用通径分析法分析气象因子对水汽浓度的影响。结果表明:(1)在不同生长季中,水汽浓度和δ^(18)O都呈单峰型变化趋势。二者最高日均峰值都出现在6—7月,最低日均峰值都出现在10月,二者之间呈极显著正相关关系(P<0.001)。(2)水汽浓度的变化受土壤温度、空气温度、相对湿度、太阳辐射、风速、土壤含水率等气象因子的影响。5 cm土壤温度是控制不同高度水汽浓度变化的主要因子(0.910<PC<0.917)。空气温度对不同高度水汽浓度整体表现为促进作用,风速对不同高度水浓度整体表现为抑制作用。

雷州半岛造礁珊瑚Porites lutea月分辨率的δ^(18)O温度计研究

对雷州半岛西南部珊瑚岸礁区1995～1997年生长的造礁珊瑚Poriteslutea的骨骼密度、生长速度和δ18O分析表明：1）造礁珊瑚骨骼的密度、生长速度和δ18O与其生存环境的表层海水温度之间存在很好的相关性，高密度、低生长速率和高δ18O值对应于冬季；2）δ18O具有明显的年际和季节性变化。根据δ18O估计的表层海水温度变化范围与实测基本一致，进一步揭示了珊瑚骨骼δ18O可作为定量研究高分辨率表层海水温度变化的温度计。

末次冰期东亚季风气候的变迁:贵州都匀七星洞石笋的δ^(18)O记录

通过对贵州都匀七星洞4根石笋系统的31件TIMSU系及543件稳定同位素分析,揭示出其气候变化记录时限范围为1.1～8.5万a,相当于海洋同位素阶段的MIS2,MIS3,MIS4及MIS5a。根据δ18O的变化可以准确确定它们之间的界线,其年龄值为:MIS1/MIS211.3kaB.P.,MIS2/MIS328.7kaB.P.,MIS3/MIS459.6kaB.P.,MIS4/MIS5a78.5kaB.P.。研究表明,末次冰期相当于格陵兰冰芯记录、北大西洋沉积记录的YD、Heinrich事件等的气候跃变事件,几根石笋取得了非常一致的准确定位及定年。其中YD事件发生于12.76～11.52kaB.P.,Heinrich事件的H1～H6分别为15～17kaB.P.,24.6kaB.P.,30.5kaB.P.,39.3kaB.P.,46.8～47.8kaB.P.以及60.4kaB.P.。在MIS4阶段,石笋记录于66.4kaB.P.及73.8kaB.P.揭示了两次冷事件,也可于格陵兰冰芯记录中找到相对应的冷谷。通过与GISP2的对比研究,表明东亚季风气候的百年至千年尺度的气候演变,与北大西洋及格陵兰高纬度地区的气候变化具有非常协调的对应关系。它对研究季风气候的动力机制及其与全球变化的响应关系具有特别重要的意义。

青藏高原西部降水中δ^(18)O变化特征

根据青藏高原西部阿里地区狮泉河气象站和改则气象站取得的降水水样和降水气象资料,分析了该区域降水中δ18O的变化特征.结果表明:在长时间尺度上,狮泉河和改则两站点历次降水中δ18O和气温之间都有较好的正相关,尤其是降水中月平均δ18O与月平均降水温度之间相关性更加显著,降水中δ18O主要受"温度效应"的影响.而在其中的某一年,这种相关性不是很明显,而且在降水中δ18O和降水时温度之间的相关性很好的年份,在7月底或8月份初短期内降水中δ18O几乎都有一个突然降低的事件,这可能与印度季风水汽输送有关.与狮泉河站相比,在改则降水中δ18O和气温二者之间这种相关性相对较弱,这与改则当地内陆水循环特别是强烈蒸发引起的降水有关.

我国降水中δ^(18)O的分布特点

根据实测资料计算，我国东南部地区以及西北地区的大气降水中δ１８Ｏ较高，东北和青藏高原南部的δ１８Ｏ则较低。在我国，温度效应主要出现在中高纬度大陆内部，降水量效应则主要分布在东南沿海、云贵高原和青藏高原。这些地区明显受季风气候的影响。不同地区的大气水线存在一定的差异，它们与水汽在源地的蒸发以及水汽凝结致雨两个过程的稳定同位素分馏密切相关。

中国南方灯影峡期海洋碳酸盐岩原始δ^(13)C和δ^(18)O组成及海水温度

中国南方灯影峡期(晚前寒武纪)是白云岩广泛发育的海洋碳酸盐沉积时期,在灯影组中部发育从海水直接沉积、沉淀的原生白云岩,目前仍保留其原始组构特征。从40个原生白云石(岩)中测得:泥晶白云石的C值为3.64‰,O值为-1.17‰(n=6);藻白云岩的C值为3.52‰,O值为-1.86‰(n=15);海水纤状白云石胶结物C值为2.90‰,O值为-2.65‰(n=8);海水刃状白云石胶结物的C值为2.96‰,O值为-2.41‰(n=8);泥晶纹层和海水纤状白云石胶结物的C值为2.79‰,O值为-3.13‰。40个岩样的C平均值为3.25‰±0.44‰,O平均值为-2.12‰±0.98‰(均以PDB标准)。对于灯影峡期海相白云岩的原始C和O值,不采用所有样品的平均值,而是采用原生白云石沉积物与海水白云石胶结物C值和O值两个图示分布区重叠部分的最重同位素值,即:C值为4.43‰(PDB标准),O值为-0.62‰(PDB标准),将其作为灯影峡期海洋碳酸盐岩的原始同位素组成。对海水原生白云石胶结物包裹体盐度进行了测定,海水O计算值为2.90‰(SMOW标准),用原始O值计算的原生白云石形成时的海水温度为40.8℃。这说明中国南方灯影峡期的海洋为炎热的较高的海水温度环境。

东海DGKS96—03岩心中微体化石的古海洋学特点、δ^(18)O曲线与AMS^(14)C测年

运用微体化石的研究结果辨识岩心不同的沉积阶段的沉积特征及古海洋学特点 ,并辅以δ18O曲线及AMS14 C测年去探讨岩心的沉积时代。该岩心是 1996年 5月中国、法国、韩国科学家一起利用法国L’ATALANTE号海洋调查船在东海陆架获取的 17个岩心中的一个 ,分别做了粒度、矿物、CaCO3、微体化石、δ18O、AMS14 C测年等分析 ,初步分析认为 :依据微体化石的冷、暖水种的丰度变化 ,可以辨识出该岩心气候的 7个冷期 (C1、C2 、C3、C4 -1、C4 -2 、C5、C6、C7) ,然后结合岩心中的矿物成份、CaCO3 含量、粒度变化、AMS14 C的测年数据把岩心划分为 4个沉积阶段 ,1.晚更新世早玉木冰期沉积。 2 .玉木亚间冰期沉积。 3 .晚更新世玉木冰期沉积。 4.全新世冰后期沉积。另外 ,利用浮游有孔虫壳体对不同的沉积阶段所做的AMS14 C测年结果分别为 96 90aBP、12 980aBP ,2 6 35 0aBP ,2 796 0aBP ,37410aBP ,412 6 0aBP .

重要海-气-天文事件与新德里季风降水中δ^(18)O的关系

通过分析西南季风区印度新德里站夏季降水资料发现,降水中δ18O变化趋势大致与太阳黑子变化趋势一致,是温度效应的具体体现.温度和降水的耦合导致温度和降水量的比值(T/P)与δ18O具有显著的正相关关系;ENSO与δ18O的遥相关关系是热带印度洋和太平洋海气耦合作用的结果,是降水量效应的反映.在500hPa高度,云滴的蒸发以及与下层向上层传输的季风水汽之间发生稳定同位素交换,可能是导致500hPa高度风的速率与δ18O正相关的主要原因,温度效应及降水量效应对这一关系的形成起促进作用.

U_(37)~K,δ^(18)O沉积地层记录:南海北部末次盛冰期以来SST和海面变化

应用UK37和δ18O重建末次盛冰期以来海水古温度和海平面变化,UK37 -SST沉积记录表现了冰期/间冰期模式.UK37 -SST在冰后期23 3~26 9℃;末次盛冰期22 2~23 8℃.末次盛冰期时古温度比目前平均低4 7℃,南海北部季节性温差冰后期在4 5 ~7 0℃;末次盛冰期在7 0 ~9 0℃,远远超过同一纬度太平洋季节温差.末次冰期以来在气候降温的同时,伴有海平面下降,气候的冷暖交替对海平面变化具有决定性的控制意义.

金堆城超大型钼矿床水-岩δD-δ^(18)O同位素交换体系理论模型及成矿流体来源

基于水-岩δD-δ18O同位素交换体系理论模型的建立和计算，对金堆城超大型斑岩钼矿四个不同成矿期中成矿流体的演化和来源进行了研究，发现在成矿前期和早期，成矿流体为岩浆水与围岩在较低水／岩比值（0．1W／R＞0．001）和中、高温（t=250～500℃）条件下反应后的残余流体，而主成矿期和成矿晚期的成矿流作为大气降水在相对较高水／岩比值（0．5＞W／R0．1）和中、低温（t＝150～310℃）条件下与围岩反应后的残留流体。大气降水在金堆城钼矿成矿过程中起了重要作用。在主成矿期水／岩比值达到最高。

南沙群岛潟湖沉积δ^(18)O记录1670a来的温度变化

概述了全球和中国近2ka以来的气候变化研究的概况,赞成努力建立2ka以来区域的高分辨率的气候变化系列的主张。通过测试了采自南沙群岛永暑礁湖中的南永3井岩芯的高精度TIMS铀系年龄,分析了样品中底栖有孔虫茸刺距轮虫(Calcarinahispida)δ18O,计算了历史时期表层海水温度和气温,结果自330AD以来可划分为4个凉和4个热的气候期,还细分出37个气候凉热波动亚期。气候波动的周期性很明显。首次提出了1条南沙群岛地区1670a以来的量化的高分辨历史气候温度变化曲线。

青藏高原降水中δ^（18）O时空分布特征初探

青藏高原大气降水中δ１８Ｏ的时空分布表现出不同的变化规律：从时间变化过程看，沱沱河、德令哈、西宁三站的δ１８Ｏ与温度存在一定程度的正相关，且随时间尺度的增加，这种相关关系更加密切；从空间变化过程看，青藏高原的平均δ１８Ｏ自南向北基本上呈上升之势，这与温度的变化正好相反；不同源地的水汽对青藏高原降水中δ１８Ｏ有显著的影响作用．

希夏邦马峰达索普冰川区降雪中δ^(18)O特征及其与水汽来源的关系

１９９７ 年希夏邦马峰达索普冰川冰芯科学考察中发现， 在海拔５ ８００ ｍ 和７ ０００ ｍ 降雪中δ１８ Ｏ 值同时在９ 月９～１９ 日有一个很大的突变， 这主要是由不同的类型降水气团产生的当时海拔７ ０００ ｍ 实地观测和天气图都表明这一时期正好是西南季风和西风环流的转换时期 由西南季风引起的海洋气团因沿途多次降水过程的分馏，使水汽中δ１８ Ｏ 含量已经很低，所以海洋气团在希夏邦马峰凝结后降雪中的δ１８ Ｏ 必然也很低； 而由西风环流带来的降水气团主要为青藏高原内部湖泊、河流水汽蒸发所产生的， 这些湖泊、河流， 特别是湖泊正好是δ１８ Ｏ 富集之处 因此， 从这些水面蒸发所产生的水汽， 携带的δ１８ Ｏ 含量亦很高另外， 样品中的阳离子浓度大小顺序和 Ｃａ２＋ 离子浓度在９ 月９～１９ 日前后降雪中显著的差别。

中全新世十～百年降水波动的江苏宜兴石笋δ^(18)O记录

据江苏宜兴茗岭洞穴ML石笋的Th230测年结果、年层计数以及与树轮14C残差曲线的对比,建立了该石笋记录的中全新世持续561年的氧同位素时间序列(5.13～5.69kaB.P.)。分辨率达3～4年的氧同位素曲线与相应时段树轮14C残差呈显著的正相关(r=0.54),揭示了中全新世东亚季风降水百年尺度上受太阳辐射驱动。从石笋δ18O功率谱中识别出类似树轮14C的28～25a、10a等周期成分,表明该地区十年尺度季风降水也受太阳活动的影响。

古里雅浅孔冰芯所记录的夏季风盛行时δ^(18)O与海温以及与500hPa高度场的关系

青藏高原古里雅冰帽浅孔冰芯中 (δ18O) max代表该区夏季风盛行时的温度状况 ,它与全球海温(SST)、北半球 5 0 0hPa高度之间的相关关系被分析 .对冰芯中 (δ18O) max产生重要影响的海洋相关区均位于海洋的洋流区或洋流汇合区 .它们分别在赤道东太平洋、太平洋西风漂流、东印度洋热池、莫桑比克海流、北大西洋海流、加那利海流和大西洋赤道海流 .其中位于低纬度海洋相关区的SST与冰芯中δ18Omax呈负相关关系 ,即当这些海区的SST升高 (或降低 )时 ,古里雅冰帽浅孔冰芯中 (δ18O) max减小 (或增大 ) .位于中纬度海洋相关区的SST与冰芯中 (δ18O) max呈正相关关系 ,即当这些海区的SST升高 (或降低 )时 ,古里雅冰帽浅孔冰芯中 (δ18O) max增大 (或减小 ) ;对 (δ18O) max产生重要影响的 5 0 0hPa高度上的相关区分别位于中低纬度大洋上的副热带高压区和巴尔喀什湖长波槽区 .这些相关区的高度均与冰芯中 (δ18O) max存在显著的负相关关系 ,即当这些相关区的高度值增加 (或降低 )时 ,冰芯中(δ18O) max减小 (或增大 ) .其影响机制表现为不同水汽来源向古里雅地区输送的差异 .欧洲脊和贝加尔湖脊的强度与 (δ18O) max存在显著的正相关关系 ,即当高压脊加强 (或减弱 )时 ,冰芯中 (δ18O) max增大(或减小 ) .

广西横县六景中泥盆统Mg、Ca、Na、Sr、δ^(13)C和δ^(18)O化学地层学特征

广西横县六景中泥盆统的Mg、Ca、Sr、Na、1δ3C和1δ8O化学地层特征清晰地量化了该剖面的岩相及其变化规律,并在生物地层框架内,使该剖面的高精度划分和高精度区域性对比成为可能。化学地层数据与该剖面的沉积相和生物相之间存在良好的对应关系,显示那叫期的中泥盆统段为滩后泻湖与蒸发滩3次交替沉积环境;民塘期至谷闭初期为碳酸盐礁滩后斜坡沉积环境。那叫组白云岩的化学地层数据显示不能简单排除白云岩的化学地层学研究价值,可以对成岩作用较弱的细晶、粉晶白云岩,尤其薄层、纹层白云岩开展适度的化学地层学研究。

造礁珊瑚δ^(18)O记录的过去气候研究进展

造礁珊瑚是研究热带海洋环境变化的极好材料,珊瑚骨骼δ^(18)O分析是提示其所记录的环境信息的重要手段。近年来该领域发展很快,主要表现在:(1)δ^(18)O分析的分辨率和分析精度都大大提高,时间分辨率一般可达李,高者已达到月和周,δ^(18)O的分析精确度一般在0.008％以下.(2)认识到影响骨骼δ^(18)O的因素主要为海水表层温度(SST)、海水δ^(18)O组分、珊瑚生长率和取样技术等,不同生长区域,影响珊瑚骨骼δ^(18)O的主要因素和影响程度不一致。(3)通过对珊瑚δ^(18)O的分析,揭示和重建SST、降雨、El Nino等多种环境信息。关于南海造礁珊瑚δ^(18)O的研究工作正在进行之中。

应用~2H、^(18)O同位素示踪华北平原石家庄包气带土壤水入渗补给及年补给量确定

采集2个不同深度包气带土壤水2 H、18 O同位素剖面ZK1,ZK2,应用天然稳定同位素2 H、18 O示踪的方法,研究了华北山前冲积平原石家庄地区包气带土壤水入渗补给的历史演化特征。结果显示,研究区内,以0.05m为取样间隔,δ2 H、δ18 O值可以明显指示出大气降水及灌溉水入渗补给时间—剖面深度位置的年际对应关系。ZK2的δ2 H、δ18 O值随着埋深的增大出现周期性的波动,具有分层现象的岩性差异并不明显,说明ZK2剖面以活塞流的入渗方式补给地下水。在0~3.90m深度,δ2 H、δ18 O值显示降水和灌溉水的入渗补给时间为2011年10月至2001年11月。18 O峰值位移法计算补给量的结果显示,降水、灌溉水通过包气带补给地下水的垂向运移速度为38.5~65.0cm/a,年均入渗补给量为131.3~185.3mm。同时,对比2003年及2005-2007年降水量数据,说明少雨年份农业灌溉用水量的大小对当地地下水的入渗补给量起着关键性作用。

西昆仑山晚新生代沉积的粒度和δ^(18)O含量特征研究

本文在野外考察的基础上，结合室内粒度和石英氧同位素含量分析，讨论了西昆仑山典型地区晚新生代不同时期沉积的搬运机制、沉积环境和物质来源对粒度参数和石英δ^（１８）值的影响。