柴达木盆地大浪滩地区表层芒硝的形成时代及环境意义

通过对柴达木盆地大浪滩地区的两次实地勘查,发现小梁山多处可见芒硝—碳酸盐粘土互层的露头,选取了完整沉积的D26剖面进行研究。比较盐湖学的研究表明,芒硝是典型的冷相盐类矿物;而碳酸盐粘土和石膏则反映了相对温凉和盐湖淡化的环境。本文通过对芒硝—碳酸盐粘土互层的矿物鉴定,石膏的铀系不平衡法定年,以及结合碳酸盐粘土的碳氧同位素分析,首次揭示大浪滩地区在倒数第二次冰期(MIS6阶段)前后经历了温凉半干燥期(>195.1kaBP)→寒冷干燥期(195.1～169.9kaBP)→温凉半干燥期(169.9kaBP)→温凉—寒冷交替时期(169.9～118kaBP)→温凉半干燥期(118kaBP)的气候演变序列。经与黄土剖面,深海氧同位素和区域研究资料的对比表明,自中晚更新世以来,大浪滩地区不仅受到区域地质活动的影响,也与全球的气候变化同步响应。

西藏扎布耶湖晚更新世沉积物^(230)Th/^(238)U年代学研究

本文应用全溶样品的等时线模式,较成功地测定了藏北高原西南部扎布耶盐湖SZK01孔岩芯中含不等量碳酸盐粘土的230Th/238U年龄,建立了青藏高原腹地海拔4000m以上湖泊120ka以来连续的同位素年龄标尺,从而为扎布耶盐湖及其周缘地区古环境古气候演化研究奠定了时间坐标。根据230Th/238U年龄数据,SZK01孔的平均沉积速率约为68cm/ka。然而不同层段的沉积速率差异较大,变化在20.8～128.8cm/ka,其快慢变化反映了该湖从短命深湖、动荡浅湖、滨湖到盐湖的环境变化,与高分辨率SZK02孔的研究结果相一致。讨论了测年模式的适应性、样品的U封闭性和应用的优越性,提出开展湖区及周边各类型水体的U、Th同位素化学行为研究和检验沉积物中多源Th对定年的影响将是今后年代学研究的重要内容。

西藏台错沉积记录与更新世晚期-全新世气候变化

西藏西部台错湖T1阶地的两个剖面沉积中,除下部10余厘米含炭化植物和50～70cm处为暗色碳酸盐粘土及粘土外,中、上部全系粘土碳酸盐层,含丰富的介形类和轮藻类。据碳酸盐、介形类、轮藻类的碳、氧稳定同位素值与微体古生物群落生态特征等提供的环境气候变化指标,指示该区距今41.4～4.5 ka BP间气候变化为:在41.4～26.2kaBP气候较湿润;26.2～25.5 ka BP偏暖稍干;25.5～22.5 ka BP气候暖湿;22.5～21.0 ka BP气候偏冷湿;20.5～17.5 ka BP气候骤冷、偏湿,反映本区处于末次冰期盛冰期;17.5～16.0kaBP偏冷偏干;16.0～11.8kaBP气候偏暖湿,为全球间歇性暖事件的响应;11.8～10.4 ka BP气候较冷干,大致相当于新仙女木期,10.4 ka BP气温开始回升;10.4～9.4 ka BP气候偏暖湿;9.4～8.5kaBP气候呈现短暂暖湿颤动;8.5～7.9 ka BP气候偏干冷,为冰后期强烈降温偏干事件;7.8～6.3kaBP气候偏暖湿;6.3～4.5 kaB P气候趋向冷干,4.5 ka BP记录了晚更新世晚期以来最大的干燥期。

GasBenchⅡ顶空瓶内空气背景对<100μg碳酸盐中碳氧同位素在线测定的影响及校正方法初探

较为系统地研究了在特定排空时间下GasBenchⅡ顶空瓶内背景CO2的量和同位素组成变化,并检查了该空白CO2组分对碳酸盐C、O同位素在线测定的影响。结果发现,由于排空时间较短所导致的顶空瓶内剩余的空气CO2或由于排空方法不当所导致的外部空气少量回流都会对小样品量（〈100μg）碳酸盐C、O同位素测定结果产生显著影响。其影响程度取决于空白CO2的量和空白CO2与碳酸盐样品之间C、O同位素的差别大小。由此,对小样品量碳酸盐C、O同位素的测定结果进行了空白校正。当碳酸盐样品质量在20－100μg,校正后δ^13C和δ^18O值的标准偏差分别小于0.12‰和0.13‰,这证明了该空白校正方法的可行性。由于顶空瓶中空白CO2的量很小,所以对痕量CO2的量、δ^13C和δ^18O测定值的测定会存在一定波动,这对碳酸盐δ^13C和δ^18O校正值产生小于0.2‰的不确定度。采用准确测定的实验室空气CO2的δ^13C和δ^18O值则会大大减少该不确定度的影响。

内蒙古准格尔旗红粘土序列的成因、年代及其古气候意义

文章对内蒙古准格尔旗红粘土沉积进行了粒度和磁性地层研究。粒度分析表明,该红粘土序列的粒度分布特征与灵台、泾川剖面的第四纪古土壤、新近纪红粘土十分类似,结合野外观察基本可以确认其风成成因。磁性地层和碳同位素地层研究表明,准格尔旗剖面古地磁极性序列可与标准极性柱C3n.1r～C3 An.2n极性段相对应,根据沉积速率外推,其沉积时代为4.13～6.61Ma。该剖面是迄今为止有年龄报道的纬度最高的红粘土沉积,表明黄土高原主体地区红粘土的北界至少在现代毛乌素沙漠以北,其分布北界比黄土更靠北。空间粒度对比表明,红粘土的空间粒度分异远远小于第四纪黄土-古土壤序列,表明新近纪粉尘沉积区至源区的距离远大于第四纪时期。

微生物碳酸盐岩的显微结构基本特征

以前的微生物岩识别和分类只根据裸眼可见的中观结构,而对显微镜下的微观结构未予使用。微生物的显微结构有什么基本特征,是否可以用于微生物岩的识别和分类是本文关注的焦点。作者从微生物岩形成机制和实际材料的观察来探讨这个问题。在诱导钙化实验中观察到,蓝藻鞘丝藻Lyngbya的胶鞘表面有碳酸盐矿物形成:先是在胶鞘表面形成点状碳酸盐颗粒,后来碳酸盐几乎包裹整个丝体,形成一个矿物壳。微生物岩形成的模式推演表明,微生物岩一般都有微生物留下的孔(模孔)和包围模孔的矿物壳2种基本单元。对3个地点的现代微生物碳酸盐岩和1个地点的古代(寒武纪)微生物岩的观察,发现在显微尺度上都具有模孔,此外还可能有矿物壳或胶结物。模孔的形状、大小、排列方式是微生物碳酸盐岩显微结构研究的核心内容,在今后的研究中可以用于微生物岩的识别和分类,以及作为分析形成机制和形成环境的基础。

不纯碳酸盐U-Th等时线定年及同位素分馏对年龄的影响

应用U-系L/R等时线模式测定了用天然碎屑沉积物与已知年龄的纯CaCO3按不同比例混合而成的不纯碳酸盐样品的年龄。实验分两个序列进行:其一研究碎屑沉积物化学前处理过程中U、Th同位素的萃取行为及其分馏效应。另一序列用不同浓度的溶剂对均匀混合的不纯碳酸盐样品进行溶解,确定稀酸淋滤碳酸盐的效率。各组分的238U、234U、230Th和232Th含量分析数据表明,稀酸溶解碎屑沉积物样品将U和Th同位素等比例的提取出来,不会发生U和Th同位素分馏现象。对于不纯碳酸盐样品,所有数据点落在一条直线上,良好的线性关系反映真实年龄含意。3个不纯碳酸盐样品的等时线年龄与纯碳酸盐年龄一致表明实验技术是可信的。同时,也证明对于碎屑含量较高的不纯碳酸盐U-Th定年,L/R等时线技术是适应的。

中印度洋脊Edmond热液区热液硫化物的元素富集与年代学特征

上世纪80年代末,德国科学家在中印度洋脊南段区域发现了热液成因的铁锰结壳,预示着该地区存在热液活动的迹象(Herzig and Plueger,1988)。2001年4月美国科学家在"Knorr"号KN162-13航次中通过近底水柱异常调查在中印度洋脊第三洋脊段中央裂谷东侧发现了Edmond热液区(Van Dover et al.,2001),并通过"Jason"

地外有机物种类与分布及其天体生物学启示

回顾了地外有机物的探测历程和地外样品中有机物的研究进展,探讨了星际介质和地外天体与地外样品中有机物的种类、结构、化学成分、同位素组成等特征,旨在梳理地外有机物的成因及其相关的科学问题,并探究其天体生物学的启示.星际介质普遍存在有机分子,指示宇宙空间中的有机物具有普遍性,并非地球或太阳系独有.碳质球粒陨石中发现羧酸、氨基酸、醇醛酮等有机物种类.随着深空探测技术的发展,火星大气中检测到甲烷的波动,土卫六表面广泛覆盖的液态碳氢化合物,彗星上探测到甘氨酸,小行星返回样品中发现存在氨基酸,这些研究指示太阳系可能广泛分布着有机物,为探寻地外生命和揭示生命起源提供了重要线索.

南阳盆地PETM事件的高分辨率碳同位素记录

PETM事件是发生在古新世-始新世界线附近、由大量甲烷注入大气圈引发的全球快速增温事件.生物地层和同位素地层研究表明,南阳盆地玉皇顶剖面的湖相泥灰岩沉积完整地记录了PETM事件,其δ13C值负偏幅度达6.1‰,是迄今为止世界上分辨率最高的PETM记录.记录显示,PETM事件在2cm厚的泥灰岩沉积中触发,其δ13C值由-3.2‰迅速降低到-5.2‰,表明大量甲烷在极短时间内释放出来,其原因很可能同灾难性地质事件有关.全球记录对比表明,PETM事件可以概括为三阶段模式:δ13C值的快速负偏、继续缓慢负偏和逐渐回返,分别对应于甲烷的快速释放、继续缓慢释放和逐渐消耗.

黄土物源碎屑锆石示踪方法与应用

分析单颗粒碎屑锆石组成特征是示踪黄土源区、进而探讨粉尘物质形成和搬运机制的有效手段.本文介绍了利用碎屑锆石内部结构特征、微量元素、锆石U-Pb年龄谱和Hf同位素组成进行物源示踪的原理和方法,并对科尔沁沙地及其外围黄土末次冰期样品进行了碎屑锆石示踪研究.结果显示,科尔沁黄土碎屑锆石U-Pb年龄谱主要为2600～2300,2100～1600和600～100Ma.2600～2300Ma的锆石-Hf(t)值偏正(-3.4～8.7),2100～1600Ma锆石-Hf(t)值偏负(-10.1～6.8),600～100Ma锆石-Hf(t)值范围较宽(-21～15.9).黄土沉积的锆石U-Pb年龄谱和Hf同位素组成与科尔沁沙地相同,但与黄土高原和中西部沙漠有很大差异,说明末次冰期时科尔沁沙地是其外围黄土的主要源区.通过与周围构造单元对比,发现2600～2300,2100～1600,600～100Ma且-Hf(t)为负值的锆石可能来源于华北克拉通东北部,600～100Ma且-Hf(t)为正值的锆石可能来源于中亚造山带东部.半定量估计表明:二源区对科尔沁沙地和外围黄土物质的贡献约各占一半.

近千年气候格局的环流背景:ENSO态的不确定性分析与再重建

全球增温在最近10余年是否停滞这个问题,引起了包括IPCC的广大气候研究科学共同体的关注.一些作者将停滞归因于气候系统内部变动即海气环流的重组,由此对近千年气候变化的环流背景重建提出了更高要求.然而,综观对近千年海洋-大气环流变化的分析及其与区域气候格局关系的结论,各家众说纷纭,以致矛盾重重,给区域乃至全球气候变化认识带来很大的不确定性.另一方面,近10年来高精度U-Th定年的石笋氧同位素比值(δ^(18)O)序列为中晚更新世古气候研究提供了较为精确的年代框架,其间中国作者无一例外将中国石笋δ^(18)O作夏季风指标解释,这种解释反映在气候学家的应用和模型中就成了降水要素.但事实是,所有这些记录在低频趋势变化上具有很大的共同性,而多数序列不能被器测降水记录所校准,这样就更增加了中国区域乃至全球气候研究架构的不确定性.因此,尽早厘清矛盾的由来,并降低研究中的不确定性,是当今气候科学必须做的一件事情.本文在分析证明中国季风区石笋δ^(18)O意义的基础上,尝试提出一个新的环流代用指标:集成中国石笋δ^(18)O序列重建近千年热带太平洋纬向海温梯度即大尺度ENSO态,进而推测现代与中世纪虽然同为暖期,却出现了不同的环流重组,这个推论可以得到更长的末次盛冰期以来记录的支持.换言之,中国石笋δ^(18)O低频趋势大区域一致的归因分析表明,ENSO态从不同时间尺度(从年际到百年以至更长尺度)控制了中国季风区气候变化,而其中重要的环流桥梁是西太副高,即西太副高本身除了年际、年代际变化以外,还具有更长时间尺度的环流模态.比如,我们可以讨论西太副高在整个全新世即半个岁差的变化.这些讨论也许不仅仅对于古气候,而且对于现代气候研究也不无意义.