冲绳海槽有孔虫壳体的微量元素Sr,Nd同位素地球化学

钙质生物壳的微量元素组合和Sr,Nd同位素组成是识别海底混合源沉积物中生物源物质相对贡献的重要参数 .冲绳海槽有孔虫壳体强烈富集Sr,P ,Mn和Ba,富集Li,U ,Th ,Sc,Co ,Pb ,Zn ,Cr,Rb ,Y ,Sb和轻稀土元素 ,弱富集V ,Ga ,Zr,Nb ,Cd和中稀土元素 ,相对贫Ge ,Mo ,In ,Sn ,Cs ,Hf,Ta,W ,Tl,Bi和重稀土元素 ,海水中微量元素的背景含量和生物活动对微量元素的选择性吸收是有孔虫壳体中微量元素发生富集和贫化的主要机制 ,冲绳海槽有孔虫壳体的稀土元素配分模式与海水和太平洋有孔虫的有明显差异 ,表现出中稀土元素相对富集 ,并具有微弱的负Ce异常 .有孔虫壳体的Sr ,Nd同位素比值也与大洋海水不同 ,分别为 0 70 976 9和 0 5 1 2 1 6 2 ,前者略高于大洋海水 ,后者略低于大洋海水 。

浮游有孔虫壳体Mg/Ca值——SST的替代性指标

通过对东北印度洋区MD77181和MD81349两支岩心中Globigerinoidessacculifer壳体极为精细的清洗和溶样后 ,由ICP -MS测试获得了近 2 6 0ka以来Mg/Ca值 .结果表明Mg/Ca值与δ18O值变化趋势较为吻合 ,随温度的增加而升高 ,浮游有孔虫G .sacculifer壳体Mg/Ca值是海洋表层水温 (SST)良好的替代性指标 .运用函数式Mg/Ca =0 .4 717exp(0 .0 82 5 SST)计算表明 ,包括印度洋在内的中、低纬地区 ,LGM时期的SST与全新世的温差大于最初CLIMAP推测的2℃ ,很可能达到 4℃ .

浮游有孔虫壳体氧同位素的古水温及古盐度意义——以东北印度洋260ka以来沉积记录为例

以东北印度洋的两支岩心为研究对象,由稳定同位素质谱仪获得浮游有孔虫壳体Globigerinoidesruber的δ18O。研究表明,利用壳体δ18O计算表层海水温度必须充分考虑盐度效应的影响,在近岸的边缘海,盐度影响甚至大于温度的影响。通过分析SSTMg/Ca与SSTδ18O的关系以及海水背景值δ18OW与盐度的关系,计算出了东北印度洋260ka以来各时期较准确的海水盐度值。结果表明,冰期盐度高而间冰期盐度低,且冰期时南北盐度梯度明显小于间冰期是该区显著的盐度分布和变化特征,这是特定的地理位置受南亚季风带来的蒸发—降水—淡水输入等诸多因素控制的结果。

东海陆架HY126EA1孔有孔虫壳体的氧、碳同位素记录

东海陆架HY1 2 6EA1孔有孔虫壳体氧同位素组成具有明显的阶段性变化 .通过与深海氧同位素组成曲线对比 ,可将氧同位素组成变化分为 5期 ,分别对应着冰消期、末次冰期极盛期、末次冰期间冰段、末次冰期初期和末次间冰期 .碳同位素组成的变化与氧同位素组成的变化基本一致 .δ18O和δ13 C的相关性在不同气候期存在明显差异 ,主要受陆源水和海水交换复杂程度的控制 .

有孔虫壳体δ^(44)Ca的古海洋学意义

钙同位素是近些年被人们注意的海洋中阳离子同位素,为研究古海洋中钙同位素与海洋环境的变化状况,以东北印度洋MD 81349岩芯为研究对象,由多接受杯电感耦合等离子体质谱仪(ISOPROBE)获得了浮游有孔虫G lobigerinoid es saccu lif er壳体92个样品的钙同位素组成4δ4Ca值。研究表明:海水中4δ4Ca变化记录在有孔虫的钙质壳体中,海洋生物的发育状况,冰期的高生产力和间冰期的低生产力极有可能是控制海水及有孔虫壳体4δ4Ca值波动的主要原因。高生产力阶段Ca同位素分馏作用强,较多的轻质40Ca优先进入生物体内而使海水中44Ca升高,记录在有孔虫壳体中的4δ4Ca值呈高值;相反,低生产力阶段Ca同位素分馏作用弱,海水中44Ca相对降低,记录在有孔虫壳体中的4δ4Ca值呈低值。

有孔虫壳体的Mg/Ca比值在古环境研究中的应用

有孔虫壳体的Mg/Ca比值测定是目前估算海水古温度最受重视的方法,适用于低纬和高纬、表层和深层海水古温度的测定。该方法理论误差仅为±1.1℃,考虑到盐度以及海水pH值的影响,其误差为±1.3℃。运用此法推算出的热带海区表层海水温度领先于全球冰盖的变化,是热带过程调控冰期旋回最强有力的证据之一;与氧同位素相结合,还成功地运用于全球冰量的估算,是目前古环境研究中较常用的古温度测试手段。

有孔虫壳体Sr/Ca对冰川旋回中海平面变化的响应

通过对东北印度洋MD 77181和MD 81349岩芯近260Ka以来浮游有孔虫Globigeri-noides saccu lifer壳体Sr/Ca值的波动分析,讨论了冰川旋回中古气候和环境的变化对海水中Sr/Ca值的影响。结果表明,冰期内海平面下降带来的诸多因素是促进东北印度洋区域的海水中Sr/Ca值升高的原因。有孔虫壳体Sr/Ca值的变化能够作为指示冰期川旋回,尤其是海平面变化的替代性指标。

胶结壳有孔虫对长石的选择性利用

文章采用扫描电镜、红外光谱、拉曼光谱、粒度分析等方法对浙江台州大港湾滨海沉积物中的胶结壳有孔虫亚洲波斯基砂虫(Polskiammina asiatica)和抱球砂抱球虫(Ammoglobigerina globigeriniformis)的壳壁进行了分析。结果表明,两种有孔虫壳壁具有相似的物质组成,主要包括矿物颗粒、有机外膜、有机内壁衬层、覆盖矿物的有机膜和连接矿物的丝状有机质。构筑壳壁的矿物主要有石英、长石和高岭石,有机物主要为酸性糖蛋白和脂肪。两种有孔虫倾向于选取沉积物中粒径较小的矿物,矿物粒径分布范围较小。壳壁中长石集中分布于有孔虫中心和外壁,很少出现于房室之间的隔板中。分析认为,壳壁曲率和矿物成分制约了长石的特异性分布,而长石的特异性分布有利于提高壳壁稳定性和有孔虫对能量及营养元素的获取。

利用有孔虫壳体B/Ca比值再造古海水pH值及[CO_3^(2-)]的潜力

有孔虫壳体B/Ca比值是一个极具潜力并且受到广泛关注的古海洋学方法,适用于恢复古海水pH值及[CO23-]。对于表层水,在一定条件下可以再造大气CO2浓度;对于深层水,可以指示洋流变化及水团变迁。且与硼同位素方法相比较,B/Ca比值分析更简易、稳定性更好,受溶解及沉积埋藏作用影响小,因而更适合于高分辨率的古海洋学分析。但是,由于该分析方法较新,与之相关的有孔虫吸收B元素的生物过程不是很清楚,采用B/Ca比值恢复pH值及[CO32-]的机制也不是很了解,方法的建立主要基于经验公式基础之上,因而为该方法寻找理论基础是今后研究的一个重要方向。

大型有孔虫壳体对砂岩储集空间及物性的影响——以琼东南盆地松南凹陷三亚组一段为例

通过岩石薄片、扫描电镜和统计方法研究了琼东南盆地松南凹陷三亚组一段2 565.00～2 576.23m细—中砂岩所含的大型有孔虫化石对岩石储集空间和物性的影响。分析表明,该层段细—中砂岩具有中—低孔、低渗—特低渗的物性特征。大型有孔虫壳体对砂岩储集空间及物性有特殊影响,其抗压实性可减少压实作用对体腔孔隙及壳体格架间孔隙的破坏,使砂岩中的生物体腔孔保有1%～4%的面孔率。但由于有孔虫壳体较大、硬度较小,压实作用可使壳体周边多个碎屑颗粒嵌入有孔虫壳壁,壳体可封堵周边的碎屑粒间孔隙并影响其渗透性;碳酸盐胶结物的碳氧同位素测试发现,δ13C值介于-2.050‰～0.243‰之间,δ18 O值介于-9.700‰～-7.624‰之间;古盐度Z值介于118.93～123.67之间,平均值为121.42;碳酸盐形成温度在56.5～64.8℃之间,平均值为62.2℃。测试结果表明,该层砂岩中的碳酸盐胶结物具有海相成岩环境、早成岩阶段的特点。结合薄片有孔虫含量与碳酸盐胶结物含量的正相关关系,以及有孔虫壳体附近碳酸盐胶结物分布较多的现象判断,大型有孔虫壳体为碳酸盐胶结物的形成提供了丰富的物质来源,由此导致的强烈胶结作用是砂岩物性变差的重要原因。

热带西太平洋250ka来浮游有孔虫G.sacculifer壳体质量变化特征及控制机理

作为新兴的海水CO2-3替代性指标,浮游有孔虫壳体质量对于海洋碳循环研究具有重要意义。测定了热带西太平洋WP7孔250ka以来表层浮游有孔虫G.sacculifer壳体质量。除了在MIS1和MIS4期外,壳体质量显示冰期重、间冰期轻的旋回特征,响应大气pCO2变化,表明大气pCO2变化是该海域浮游有孔虫壳体质量变化的主控因素。研究结果表明MIS4期间壳体质量异常低值可能是该时期加强的上升流和CaCO3溶解事件共同导致。温度与营养盐浓度并不是壳体质量异常的主要原因,共生体则可能是影响因素。G.sacculifer壳体质量与大气pCO2整体上良好的反相关关系表明其可以作为可靠的表层海水CO2-3替代性指标。

渤海湾北岸表层沉积中的有孔虫群及其生态环境

我们对渤海湾北岸177个表层沉积物样品进行了有孔虫分析。经鉴定,未发现浮游有孔虫,底栖有孔虫共计82种,其中包括一新种Jadammina planata He et Li sp.nov.根据不同的环境中沉积物内有孔虫群属种组合不同,大体可归纳为二种组合:一是河口、海滩、泻湖、滨海平原等滨海边缘环境组合,在南堡以东该组合称为厚壁转轮虫——显孔鼓室希望虫组合,南堡以西称为厚壁转轮虫——多变假小九字虫组合,二是分布在水深10米以内的近岸浅海环境组合,称为厚壁转轮虫——缝裂希望虫组合。在不同环境中,有孔虫壳体数量的变化是有规律的,一般在泻湖中有孔虫含量最多,滨岸沙坝处最少,沙坝脊部有时为零,向海方向至近岸浅海共含量又有逐渐增多的趋势。

钙质成岩作用对有孔虫氧同位素的影响

通过对南海北部ODP184航次1148站井深477m之下深海相渐新世浮游有孔虫Globoquadrina baromoenensis压扁壳、次生方解石和充填壳的氧同位素对比,定量分析了钙质成岩作用对壳体氧同位素的影响,结果发现,受成岩作用影响,1148站浮游有孔虫氧同位素显著变轻,这种变化趋势与低纬度开放性大洋明显不同。其原因可能与南海海盆扩张早期,大量陆源物质从较窄陆架可以直接沉积到海底,由于陆源物质氧同位素相对偏负,当与海洋沉积物混合后,引起本区沉积物孔隙水氧离子浓度变轻。而扩张初始,高的沉积速率可能使钙质壳体被快速封存在一个相对孤立的系统中,造成孔隙水离子成为影响壳体氧同位素变化的主要因素。当氧同位素相对较18重的有孔虫壳体溶解和重结晶并与孔隙水离子发生交换时,引起壳体δ18O负向偏移。

有孔虫初房特征变化在珠江三角洲晚全新世东亚夏季风降雨研究中的应用

研究中国降雨格局变化对理解东亚夏季风演化意义重大。本文分析了珠江三角洲柱状样ZJK03-Z中浅水底栖有孔虫常见种Rotalidium annectens的平均初房大小、微球型/显球型比值和壳体δ18O值,以及底栖有孔虫组合中瓷质壳的百分含量,探讨它们对由夏季风降雨引起的河口水体盐度变化的响应,得到了珠江三角洲3114—1260a BP季风降雨的强度变化,识别出了这期间14次季风降雨减少的偏干期。与南美洲Cariaco海盆的钛含量记录对比,二者一致的结果表明,珠江三角洲晚全新世的东亚夏季风降雨与热带辐合带(ITCZ)的南北移动密切相关:夏季风降雨减少,对应于ITCZ纬度位置的南移。

倒数第二次冰消期西太平洋边缘海地区δ^(13)C值快速负偏事件及其成因

南海地区NS93- 5柱样在倒数第二次冰消期出现浮游有孔虫壳体δ13C值快速负偏 (幅度达 1 .7‰ ) ,来自世界各大洋的深海记录和来自北美洲、欧洲、中国等地的陆相记录均指示当时存在大体同步的δ13C值变化表明 :倒数第二次冰消期时存在一次全球尺度的δ13C值快速负偏事件 ,δ13C值在约 0 .1 31MaB .P .达到负偏极值 ,其负偏幅度多在 0 .5‰～ 1‰ ,局部地区负偏幅度 >2‰。当时δ 1 3C值的变化呈突然快速负偏、而后指数曲线状缓慢回返 ,而且δ 1 3C值的突然快速负偏对应大气甲烷浓度快速增加、全球快速升温及冰盖开始快速消融等特点 ,表明大洋环流格局的变化引起海底天然气水合物突然失稳分解并释放大量甲烷可能是其直接成因 ,释放地点推测是在西太平洋边缘海地区。

撞击事件对古环境的影响——来自ODP1144站A孔样品的证据

本文通过对ODP114 4站A孔B M界线附近样品中微玻璃陨石的挑选和研究 ,确定在中更新世曾发生过地外物体撞击地球的灾变事件。样品中浮游有孔虫壳体碳氧同位素的对比研究表明 ,在微玻璃陨石事件发生的后期 ,曾发生了浮游有孔虫壳体碳氧同位素组成的变化 ,表现为δ13 C值的降低和δ18O值的增加。文中还探讨了其形成的原因。

冰川旋回中的Ca循环与C循环初探

钙同位素是近20a来才被人们关注的海洋中阳离子同位素,通过对东北印度洋近30万a来冰川旋回中浮游有孔虫Globigerinoides sacculifer壳体δ44Ca的研究,并与δ18O和δ13C的对比分析给出了冰川旋回中水圈、气圈、生物圈的Ca循环和C循环的一般模式:当大洋生产力升高时,由于海洋生物构建硬体的需要取走大量CaCO3,生物固定Ca2+和CO2的"泵"功能增强,海水中δ44Ca值升高,引起大气CO2浓度降低,促进了全球气候变冷;当大洋生产力降低、生物总量减少时,生物对Ca同位素分馏的弱化和对CO2需求的减少,必然导致大洋海水中δ44Ca值降低和CO2浓度的升高,大量CO2逸出海面,作为全球CO2的"源"促使大气中CO2浓度升高。

南海北部17924站位氧同位素3期古海洋学变化

文章选用采自南海东北部冬季风上升流区的17924-2沉积柱状样(19°24.7′N,118°50.8′E;水深3440m),对浮游有孔虫绝对丰度和碎壳率进行分析,并与南海西部越南岸外夏季风上升流区的17954站位(14°47.8′N,111°31.5′E;水深1515m)进行对比。由于这两个站位具有不同的碳酸盐旋回类型,它们对东亚冬、夏季风也有着不同的反馈。东亚冬季风主要由高纬过程驱动,位于溶跃面之下的17924站位的浮游有孔虫绝对丰度和碎壳率呈反相变化,其碳酸盐旋回主要受溶解作用的影响,且浮游有孔虫绝对丰度对北半球的高纬信号Heinrich事件有着很好的响应;而位于溶跃面之上的17954站位碳酸盐旋回主要受表层生产力和稀释作用的影响,其浮游有孔虫绝对丰度对夏季风带来的降水和陆源输入的影响有明显的反馈。

东海陆架浙闽沿岸泥质区不同属种底栖有孔虫对^14C测年的影响及其原因初探

底栖有孔虫是浅海陆架区钻孔岩芯^14C测年的良好材料,但由于其个体细小,为了获得足够的样品量,常常采用不区分属种和大小的混合壳体样品,不利于高分辨率的古环境研究.本研究选择东海陆架浙闽沿岸泥质区的两个钻孔沉积物样品,对其中不同的底栖有孔虫属种壳体化石分别进行^14C测年,结果显示同一沉积物样品中不同的底栖有孔虫属种壳体化石^14C年龄值存在差异,以Quinqueloculina spp.壳体14C年龄最老,其次是Ammoniacomperessiuscula壳体,最年轻的分别为Elphidium spp.壳体和Bolivina cochei壳体.从底栖有孔虫的生态习性和壳体的结构特征等方面分析推测,同层位不同底栖有孔虫属种壳体年龄差异,不能简单地用它们生活时壳体和所处的微生境水体同位素交换来解释;不同属种有孔虫壳壁构造不同可能是产生壳体化石^14C年龄差异的原因.建议为地质钻孔建立高分辨率年代地层挑取底栖有孔虫AMS 14C测年样品时,尽量选择相同的属种,或微生境相同、个体大小相近、壳壁厚度和壁孔大小密度近一致的类别,以降低属种不同对测年结果产生的影响,为海岸带高分辨率的古环境研究提供高精度的测年数据.