大洋缺氧事件的碳稳定同位素响应

从碳稳定同位素组成及其分馏机理出发 ,系统探讨了大洋缺氧事件与海相碳酸盐和有机碳稳定同位素分馏之间的关系。缺氧事件期间 ,由于生物大批死亡和快速埋藏 ,其分解消耗海水中大量的溶解氧 ,引起大洋水体缺氧 ,富含 1 2 C的有机质从而得以大量保存 ;相应地大气和海水中富 1 3 C,同期海相碳酸盐岩碳同位素 δ值 (δ1 3C)正偏。在世界各地缺氧事件层内 ,无一例外地碳酸盐岩碳稳定同位素出现了不同程度的正偏 ,Cenomanian- Turonian 界线偏幅达～2‰。海相碳酸盐与有机质碳稳定同位素变化不仅可以提供地质历史中有机碳埋藏量的记录。研究全球碳循环变化 ,还可能追溯有机碳风化和埋藏速率的变化 ,定性地恢复大气 p CO2 变化。     

宁夏青龙山地区芙蓉统—中奥陶统碳氧同位素地层学

为了进一步了解早古生代鄂尔多斯地区的沉积环境,尤其是西南缘的沉积环境,利用Finnigan MAT252型稳定同位素质谱仪对宁夏青龙山地区芙蓉统—中奥陶统剖面全岩样品的碳、氧同位素进行了分析。研究后认为,青龙山地区芙蓉统—中奥陶统碳氧同位素组成与全球奥陶系的碳氧同位素组成基本一致。垂向上,δ13C值由芙蓉世至中奥陶世逐渐正向偏移,在芙蓉世顶部附近明显正偏,在中奥陶世早期震荡变化,在三道坎与桌子山沉积期界限附近明显正偏后逐渐正向偏移。青龙山地区中奥陶世时期海平面不断上升,海水不断加深,而沉积环境的盐度和温度变化不大。青龙山地区中奥陶世时期以来,生产力和有机碳埋藏量不断增加,使克里摩里组成为比较重要的烃源岩。     

塔里木盆地奥陶系碳酸盐岩碳氧稳定同位素地球化学特征

中-下奥陶统碳酸盐岩储层是塔里木盆地塔中地区的主要油气产层.利用碳氧稳定同位素的分布特征和变化规律,可分析影响碳酸盐岩沉积环境和成岩作用的因素.中-下奥陶统的碳酸盐岩可在垂向上把δ13C和δ18O值的变化趋势划分为三段,二者的变化趋势是一致的.中-上奥陶统岩层碳氧稳定同位素比值明显下降,证明中-下奥陶统经历过一次短暂的抬升暴露和随后的大面积海水加深淹没事件.海水淹没时期,大量C转到海水之中,海水中沉淀出的碳酸盐岩的δ13C值相对较低.     

中国西部地区水-热综合环境因素对植物碳同位素组成的影响

通过对中国西部地区新疆、柴达木盆地、甘肃、西藏等地148种植物叶片稳定碳同位素组成分析,讨论了其与环境因子之间的关系.结果表明中国西部地区优势建群种δ13C为10.5‰～32.6‰,主要以C3植物为主,少量C4植物.C3植物的δ13C为22.8‰～32.6‰,平均为26.9‰;C4植物的δ13C为10.5‰～15.8‰,平均为13.1‰.在生长季节,C3植物的δ13C受降水量、湿度的影响较大,随降水量减少,δ13C逐渐偏重,随相对湿度增加,δ13C逐渐偏轻.温度对植物碳同位素组成的影响较为复杂,年均温度在0～4 C时植物碳同位素组成最轻,而随温度从4 C升高、从0 C降低时,植物碳同位素组成均呈现偏重的趋势.中国西部地区植物碳同位素组成受多种因素同时作用,植物生长期降水量和温度对植物碳同位素组成影响较大.     

四川华蓥二叠-三叠系界线剖面稳定碳同位素变化特征及其生物地球化学循环成因

对四川华蓥楼房湾剖面稳定碳同位素进行的研究表明,该地区二叠-三叠系界线附近碳同位素变化趋势与全球变化基本一致。早三叠世早期ΔB平均值高于晚二叠世晚期,指示海水中磷酸盐浓度的增大和初级生产力的繁盛。从晚二叠世末期开始δ13Ccarb的缓慢降低是由大规模火山作用以及陆地风化作用加强造成的;早三叠世最早期δ13Ccarb和δ13Corg的快速同步降低所代表的全球碳循环变化主要受控于生物集群绝灭的主幕及海平面上升引起的底部缺氧水上涌。总之,二叠-三叠纪之交碳同位素变化是火山作用、海平面变化、海洋和陆地生物集群绝灭以及缺氧水上涌等因素综合作用的结果。     

山东塔山黑松树轮稳定碳同位素与气候要素的响应

在山东塔山东坡采集黑松(Pinus thunbergii Parl)树芯样本,建立树轮稳定碳同位素年表,发现在数十年尺度上与工业革命以来大气稳定碳同位素比率降低的事实相吻合,但1976年之后树轮稳定碳同位素比率(δ13C)有逐渐上升的趋势,其原因可能是大气中CO2的积累效应导致了大气与海洋之间CO2交换的不稳定性.通过对样本δ13C序列校正提取高频序列后与气象站气象资料进行相关分析,发现树轮δ13C序列与温度呈正相关,与降水量和日照时数呈负相关,温度和降水以及日照时数对树轮δ13C的影响均存在一定的滞后效应,该地区树木生长的限制性气候因子比较复杂,可能受到多种气候因子的共同影响,在气候重建研究中应当慎重选择.     

塔里木盆地东部上寒武统SPICE事件检出及其油气地球化学意义

国内外研究发现上寒武统沉积地层中普遍记录了一次碳酸盐岩碳同位素正向漂移,即SPICE(Steptoean Positive Carbon Isotope Excursion)事件,在全球区域等时沉积地层中残余有机质(干酪根)也同时富集重的稳定碳同位素,通过分析这种协同关系以期探讨塔里木盆地台盆区已发现的部分异常富集~(13)C油气藏的成因.前期研究发现塔里木盆地东部地区上寒武统底部存在可全球性对比的SPICE事件且具有有机/无机碳同位素组成协同正向漂移的特征.综合分析塔里木盆地台盆区烃源岩发育特征、有机质热演化程度以及生物发育特征等因素,初步研究结果认为目前发现的台盆区塔东2井寒武系、塔中62井志留系等原油富集~(13)C同位素的成因可能是由于局部发育以冷生物物种(如蓝细菌等)为主要生物母质的富集重碳同位素的上寒武统烃源岩排烃、聚集、成藏的结果 .     

贵州拉也剖面下Kellwasser事件生物地层及化学地层特征研究

为研究下Kellwasser事件的生物地层及化学地层特征, 对贵州拉也剖面进行细致的牙形石生物地层学和高分辨率化学地层学研究。结果表明, 剖面底部无机碳同位素及有机碳同位素有显著正向偏移, 样品LY-8代表的层位为下Kellwasser事件的界线。Kellwasser事件碳同位素变化的主要原因是有机碳埋藏量的增加, 可能是由初级生产力增加和缺氧环境共同造成的。     

四川华蓥二叠-三叠系界线剖面稳定碳同位素变化特征及其生物地球化学循环成因

对四川华蓥楼房湾剖面稳定碳同位素进行的研究表明,该地区二叠-三叠系界线附近碳同位素变化趋势与全球变化基本一致。早三叠世早期Δ_B平均值高于晚二叠世晚期,指示海水中磷酸盐浓度的增大和初级生产力的繁盛。从晚二叠世末期开始δ¹³C_carb的缓慢降低是由大规模火山作用以及陆地风化作用加强造成的;早三叠世最早期δ¹³C_carb和δ¹³C_org的快速同步降低所代表的全球碳循环变化主要受控于生物集群绝灭的主幕及海平面上升引起的底部缺氧水上涌。总之,二叠-三叠纪之交碳同位素变化是火山作用、海平面变化、海洋和陆地生物集群绝灭以及缺氧水上涌等因素综合作用的结果。     

塔里木盆地胡杨两种形态叶片碳同位素特征研究

以自然生长在塔里木盆地的胡杨为研究材料,利用稳定碳同位素技术探讨不同种群胡杨的披针形叶和宽卵形叶两种叶片的稳定碳同位素特征及其水分利用效率的差异.研究结果显示:胡杨叶片的δ13C值为-29.81‰～-25.33‰,说明胡杨属于C3代谢途径;胡杨宽卵形叶片和披针形叶片的δ13C值差异显著,宽卵形叶片的δ13C值要比披针形叶片的明显偏正,平均偏正2.08‰,说明胡杨宽卵圆形叶片的水分利用效率要高于披针形叶的.     

基于华南钻孔碳同位素记录制约埃迪卡拉纪海洋可溶性有机碳储库（英文）

地球历史时期大气氧含量的变化是古气候和古环境研究的关键。在寒武纪之前，地表至少发生了两次氧化事件，其见证了生物的革新和环境的根本变化。然而，在新元古代时期，深海中存在的大量可溶性有机碳(DOC)可能延长了两次氧化事件之间的间隔。为了验证DOC假说，我们对埃迪卡拉系钻孔样品(王集钻孔)进行了详细的微钻碳酸盐碳同位素(δ¹³Ccarb)分析，该钻孔的全岩δ¹³Ccarb和有机碳同位素(δ¹³Corg)记录已被报道。本次研究表明，微钻和全岩的δ¹³Ccarb结果相对一致，这排除了自生碳酸盐大量混入的影响。值得注意的是，王集钻孔中的多次δ¹³Ccarb负偏移可能与海水上涌事件相关，DOC在此过程被大量氧化。通过箱式模型计算，我们认为，在维持数百万年的两次δ¹³Ccarb负偏移中，约有3.6×10¹⁹mol和2.0×10¹⁹mol的DOC被氧化，这规模大约是现代海洋DOC总量的1000倍。我们的研究进一步支持如下结论：在埃...     

长江口外冲淡水区悬浮颗粒物中总有机碳和叶绿素a的碳同位素分布

应用超声提取、固相萃取(SPE)、薄层色谱(TLC)技术,成功提取、分离了海水悬浮颗粒物中的色素类化合物,并对叶绿素a(Chl a)的碳同位素进行了测定,建立了海水悬浮颗粒物中叶绿素组分的TLC分离及稳定碳同位素测定方法.测定了长江口外冲淡水区颗粒有机碳(POC)和Chl a中的碳同位素.发现悬浮颗粒物中Chl a的δ13C介于-28.17‰～-32.29‰之间,平均值-29.75‰;POC的δ13C介于-17.92‰～-23.19‰之间,平均值-20.67‰,Chl a比POC的δ13C偏负9.08‰.表层Chl a的δ13C值由北向南逐渐偏负,由近岸向开阔海域逐渐偏正.     

南海北部陆坡NH-1孔沉积物中碳酸盐碳同位素特征及其地球化学意义

源于深部天然气藏渗漏或天然气水合物分解释放的甲烷,可导致海洋沉积物中生成δ13C明显负偏的碳酸盐矿物.对NH-1孔沉积物样品的碳酸盐含量、全岩碳酸盐及生物碳酸盐δ13C、有机碳含量等参数进行了分析.结果表明:沉积物中碳酸盐含量较高(平均6.90%);全岩碳酸盐δ13C(-6.09‰～-0.48‰)与正常海相碳酸盐相比明显负偏;浮游有孔虫(G.rube)壳体碳酸盐δ13C(-0.834‰～0.004‰)明显低于正常值.结合海域的地质特点,认为这很可能是沉积物中较高甲烷通量背景条件下自生碳酸盐的形成所导致的.有机碳、氮数据与全岩碳酸盐δ13C的相关性分析指示了有机质也可能是全岩碳酸盐δ13C偏低的根源之一.因此,NH-1孔碳酸盐碳同位素特征是较高甲烷通量背景下甲烷缺氧氧化-硫酸盐还原及有机质缺氧氧化-硫酸盐还原等地球化学过程的综合反映.全岩碳酸盐δ13C含量可用于指示沉积物中自生碳酸盐矿物及较高甲烷通量的存在.     

长江口外冲淡水区悬浮颗粒物中总有机碳和叶绿素a的碳同位素分布

应用超声提取、固相萃取（SPE）、薄层色谱（TLC）技术,成功提取、分离了海水悬浮颗粒物中的色素类化合物,并对叶绿素a（Chl a）的碳同位素进行了测定,建立了海水悬浮颗粒物中叶绿素组分的TLC分离及稳定碳同位素测定方法.测定了长江口外冲淡水区颗粒有机碳（POC）和Chl a中的碳同位素.发现悬浮颗粒物中Chl a的δ13C介于-28.17‰～-32.29‰之间,平均值-29.75‰;POC的δ13C介于-17.92‰～-23.19‰之间,平均值-20.67‰,Chl a比POC的δ13C偏负9.08‰.表层Chl a的δ13C值由北向南逐渐偏负,由近岸向开阔海域逐渐偏正.     

石笋碳同位素在古环境研究中的应用

在同位素平衡条件下洞穴上覆不同植被类型对石笋碳同位素组成影响最大,可以用石笋δ~(13)C记录重建C4/C3植被变化。C4较C3植被在暖干气候条件下更具生长优势,而一些研究中石笋δ~(13)C值偏正记录的C4/C3植被高比值与冷干气候条件相对应,似乎有待商榷。石笋δ~(13)C记录会滞后于δ18O记录,并且这种滞后有可能在记录冷事件方面表现更明显。非平衡分馏条件下的非生物因素会和生物因素叠加在一起影响石笋碳同位素组成变化,故在用石笋δ~(13)C记录解释气候变化之前,一定要先准确地识别出非生物因素。未来石笋碳在古环境中的应用还需借助模型定量化评估影响石笋碳同位素组成因素为突破点。     

贵州瓮安陡山沱组碳同位素特征及古海洋意义

通过对贵州瓮安含磷岩系剖面进行碳同位素分析,对震旦纪陡山沱期的成磷事件、生物事件及古海洋环境的变化进行了研究。瓮安大塘剖面陡山沱组碳酸盐岩碳同位素值表现为正偏移的趋势,与其他地区同期碳同位素变化趋势相似。这与大冰期后生物生产率的提高有关,其中的负偏移与环境的波动相关,环境的快速变化刺激了生物的进化。穿岩洞剖面上磷矿段的黑色碳质磷块岩获得的较低的有机碳同位素值与浮游生物吸收12 C有关,体现了生物有机质聚磷作用。该时期的碳酸盐岩碳同位素值的正偏移、磷矿的沉积与生物事件之间有一定的关联性,大洋深部的缺氧事件使底水富磷质;随着古海洋流通性的提高,富磷海水随上升洋流运移到浅海沉积成矿,并为生物圈供应营养物质,进而引发生物竞争及推动进化。     

黄土高原西缘末次盛冰期以来古气候演化的有机碳同位素记录

综合CaCO3含量、碳酸盐碳、氧同位素资料，并结合研究区的区域特征，对兰州红咀寺剖面有机碳同位素气候指示意义进行了研究．结果表明，在黄土高原西缘，有机碳同位素δ^13Corg波动反映C3／C4植物比例改变，指示温度变化．δ^13Corg值偏正时，表明C4植物含量较大，反映温度较高．有机碳同位素和CaCO3含量、碳酸盐碳、氧同位素共同揭示了兰州地区末次盛冰期气候较全新世明显偏低，在11．5kaBP，13．9kaBP存在两次明显的降温；进人全新世以后，兰州气候开始逐渐变暖，但仍存在8．8kaBP、5．0kaBP和3．2kaBP的三次突然升温以及8．0kaBP、6．8kaBP和5．3kaBP的降温事件，说明了兰州地区气候变化的复杂性和不稳定性．     

柳杉树轮δ^13C与气候要素的分析与应用

对采自气候为非限制性因子地区的柳杉树轮稳定碳同位素比δ^13C进行气候响应分析。用排除法消除大气二氧化碳中δ^13C的变化对柳杉树轮δ^13C变化的影响后,建立残差年序列RE,并结合西天目山气象站的气象记录,分析了树轮δ^13C年序列对气候要素的响应,结果表明：西天目山地区树轮δ^13C的高频振荡与11、12月最高气温的平均值,1、2、3月降水总和以及6、7月降水总和显相关,在一定程度上反映了东亚季风对该区的影响大小,可见气候非限制性因子地区树轮稳定碳同位素组成年序列同样可以作为气候变化指针。     

树轮δ~(13)C趋势地区差异的初步研究

比较了新疆昭苏地区、阿勒泰地区和青海祁连地区 3棵树树轮碳同位素组成的长期趋势 .研究发现 ,新疆昭苏和青海祁连序列有较为相似的趋势 ,而均与新疆阿勒泰序列有明显的不同 .分析表明 ,树轮δ13 C序列趋势之间的地区差异主要与树轮δ13 C的“林冠效应”有关 .说明在利用树轮碳同位素序列来重建大气 CO2 中的δ13 C变化历史时应选择森林郁闭度低或树冠伸出了整个林冠的树木样品 .     

树木稳定碳同位素比率的方位差异及其机理初步研究

测定了祁连山一棵千年圆柏不同方位上树木稳定碳同位素比率 (δ13 C值 )和光合作用色素 .结果显示 ,树木中 δ13 C值具有明显的方位差异 :北面的 δ13 C值相对较高 ,西面的 δ13 C值相对较低 .树叶中叶绿素含量、类胡萝卜素含量和类黄酮含量的方位变化趋势与δ13 C值类似 .分析表明 ,后者的方位变化是树木对局部环境的光辐射差异长期适应的结果 ,而树木中δ13 C值的方位差异可归咎于光同时引起光合作用和呼吸作用变化的缘故