泥河湾组有孔虫化石群的锶同位素研究

学术界对于我国东部不少新生代陆相盆地中存在的含有孔虫化石群层的沉积环境问题,一直存在着海相和陆相沉积之争.近年来的研究成果表明,难以用壳体形态或属种组成有效地区别现代盐湖与弱海相性(如潮上带、泻湖)有孔虫群.鉴于河、湖水和海水之间存在着较大的化学和同位素成分的差别,壳体地球化学方法则可能是解决问题的一条出路.为此,我们对赋存于泥河湾盆地小渡口剖面厚达二十余米,含Nonian shansiensis(即Evolutononionshansiensis N.Wang)单种有孔虫化石群的27层上部和28层地层进行连续取样.因分析所需有孔虫量的关系,本次工作仅选择有孔虫密度大于每公斤样300枚的样品(25cm×25cm×20cm)进行锶同位素分析工作(图1).     

中国盐湖中硼同位素的初步研究

硼同位素地球化学是80年代中期随着硼同位素测定精度的提高而迅速发展起来的一个新课题。它的研究已初步涉及到盐状硫化物矿床、熔岩、海水与海底洋壳、海相和非海相蒸发岩硼酸盐、温泉水和现代盐湖等领域,这些研究得出的几点结论是明确的:1.海洋来源与大陆来源物质中的硼同位素组成存在明显的差别;2.海水与海洋沉积物的硼同位素存     

松辽盆地晚白垩世有孔虫的发现:来自松科1井湖海沟通的证据

松辽盆地是我国最大的陆相含油气盆地.由于缺乏充分的证据,对松辽盆地是否发生海水侵入长期以来存在争论.首次在松科1井嫩江组一、二段发现较多的有孔虫化石,经鉴定有底栖钙质壳有孔虫Gavlinella sp.,Anomalinoides sp.,Pullenia sp.,底栖胶结壳有孔虫Haplophrag-moides sp.,Karrorulina hokkaidoana,Clavulinoides sp.,以及浮游有孔虫Archaeoglobigerina blowi,Archaeoglobigerina cretacea,Hedbergella flandrini.这些有孔虫均是晚白垩世海相地层中广泛分布的类型.浮游有孔虫确定化石产出地层时代限于Coniacian晚期至Santonian期.更为重要的是,这些有孔虫化石为松辽湖盆嫩江组一、二段沉积期湖海沟通事件的发生提供了直接证据.     

渤海湾盆地早第三纪非海相钙质超微化石的锶同位素证据

渤海湾盆地早第三纪沙河街组在沉积过程中有无“海侵”,一直是地学界争论的问题之一.争论的原因是在这套地层中既存在典型的陆相化石(如介形虫、腹足类及轮藻等)又有一些所谓“海相性”化石(如有孔虫、鱼类、钙质超微化石等).其中尤以钙质超微化石最为引人瞩目,因为尽管该类生物现代有一个属(Hymenomonas)生活在淡水中,但其不具钙质骨骼而无法保存为化石,故一般认为钙质超微化石为典型的海相化石.本文无意再从这些化石的属种组成、形态特征及生态分布对上述问题进行深究,而利用近年来发展迅速的锶同位素分析方法,以沙河街组钙质超微化石为材料,从地球化学的角度来探讨该类化石生活的环境.1 材料与方法样品取自山东济阳拗陷6个钻孔的沙河街组(图1).通过分析发现钙质超微化石主要分布在沙河街组一段和四段,其数量丰富,但属种单调,主要为Reticulofenestra bohaiensis(图2).产钙质超微化石的岩性主要有钙质页岩、灰色泥灰岩及灰褐色泥岩,其中以其“黑”、“白”相间韵律纹层的钙质页岩中最为丰富,灰白色的钙质薄层几乎全部为钙质超微化石(图2),而暗色的泥岩层则为沟鞭藻及其他有机质,不含超微化石.首先对每个样品在偏光显微镜和扫描电子显微镜下进行观察,然后挑选了10个超微化石最丰富、成岩作用影响最     

单颗有孔虫化石Sr同位素测定及定年

有孔虫化石Sr同位素在地层年代学和沉积地球化学等方面有着重要的作用. 但取得未受后期作用改变的、满足高精度同位素比值测试所需的有孔虫化石样品量是比较困难的. 结合超低Sr本底流程, 实现了单颗有孔虫化石⁸⁷Sr/⁸⁶Sr比值高精度测定, 对今后的有孔虫Sr同位素研究与应用具有重要意义. 所测试的有孔虫化石取自西太平洋海山富钴结壳碳酸盐基岩, 壳径为250~400 μm, 平均87Sr/86Sr比值为0.709150 ± 0.000013, 测量内部精度为0.0004~0.0008 μg/g, 全流程Sr本底14 pg. 海山富钴结壳碳酸盐基岩中有孔虫化石定年具有重要的意义, 却颇具困难性. 利用获得的有孔虫化石⁸⁷Sr/⁸⁶Sr比值确定富钴结壳碳酸盐基岩中有孔虫化石年龄为(0.91 +0.33/-0.39) Ma.     

西沙珊瑚礁锶同位素特征及其古环境意义

深海钻探计划(DSDP)的执行在全球范围内推动了“锶同位素地层学”的研究.赵焕庭等和于津生等报道了南沙群岛“南永一井”的34个样品的锶同位素数据,并对珊瑚礁的锶同位素地球化学作了开拓性的研究工作,本义将研究西沙群岛“西琛一井”(16°27′N,111°42′E)第四纪珊瑚礁地层的锶同位素组成特征,并探讨其古环境意义.     

青海湖硼同位素地球化学初步研究

硼同位素地球化学是80年代中后期才开始兴起的一个新的研究领域。它的研究涉及了许多方面,如:海水与海底洋壳、海相和非海相蒸发硼酸盐、熔岩、硫化物矿床和地热水系,以及现代盐湖等。我们所从事的现代盐湖硼同位素地球化学研究,也基本上是在此同一时期开始的。然而,对青海湖这种一般湖泊硼同位素地球化学研究在国内外仍是首次。青海湖位于青藏高原东北部祁连山南侧的一个山间断陷盆地中。它是一个典型的大陆微咸水湖,其盐度为14.23％,属硫酸钠亚型。本文主要根据1989年对青海湖现场考察所采集的样品及其湖水天然蒸发实验过程中所获得的样品硼同位素的测定结果进行讨论。     

南海南部近百万年来钙质超微化石氧、碳同位素记录

对南海南部ODP1143站近百万年来钙质超微化石进行了氧，碳同位素分析，结果表明，超微化石δ^18O比值与浮游有孔虫和底栖有孔虫δ^18O比值呈同步变化，但超微化石δ18^18O值较浮游有孔虫δ^18O值平均高1.869‰，比底栖有孔虫δ^18O值平均低3.855‰，超微化石δ^13C值与浮游有孔虫和底栖有孔虫δ^13C值之间相关性不明显，三者存在系统差异，超微化石δ^13 C值要比底栖有孔虫δ^13C值平均高0.76‰，比浮游有孔虫δ^13C值低0.460‰。在氧同位素14-8期之间，超微化石δ^13C值有一明显的高值段，另外，本次研究还发现超微化石δ^13C值变化与Florisphaera profunda百分含量有很好的对应关系，指示超微化石δ^13C值可以作为表层海水古生产力变化的标志。     

上海志丹苑遗址元代水闸的再现及古河道演变

通过对上海志丹苑遗址剖面地层中盘星藻、双星藻、环纹藻、硅藻、介形虫、有孔虫等微体化石的研究, 推测了石闸建造后的古河道水体变化. 河道水体早期就受到海水交汇影响, 中期从海生硅藻及有孔虫的增多, 反映海水上溯能力增强, 到后期, 剖面上部海生藻类、有孔虫数量减少, 反映志丹苑所在河道与海水的连通性逐渐降低.     

北冰洋马克洛夫海盆现代浮游有孔虫深度分布及其生态与氧碳同位素特征

北极地区对气候变化极为敏感,并通过海冰覆盖程度体现非常明显的放大效应.过去几十年的观察证明,北冰洋海冰正在加速后退和变薄,对全球气候的反馈和影响已成为当前气候变化研究的重大课题.浮游有孔虫钙质壳作为远洋沉积物的主要组成成分,也是古海洋重建的重要工具,但北冰洋海区因材料所限研究程度很低.本次工作通过对中国第4次北极考察在北冰洋马克洛夫海盆(Makarov Basin)浮游拖网取得的现代有孔虫样品的分析,解释现代浮游有孔虫组合及其稳定同位素组成所传达的生态信息,并建立主要属种分布与环境之间的相关关系.获得如下认识:(1)马克洛夫海盆150μm的浮游有孔虫组合以极地种Neogloboquadrina pachyderma(sinistral coiling)占绝对优势;(2)浮游有孔虫主要生活在水深50~100 m的上部盐跃层中,其次是100~200 m水层;(3)盐跃层中温度的变化会影响到浮游有孔虫的绝对丰度和在水柱中的分布,盐跃层更暖的环境更有利于浮游有孔虫的发育;(4)在100~200 m水深间隔,N.pachyderma(sin.)壳体较轻的?18O值(2.11‰)应与海冰冻结时析出的轻同位素卤水有关,而水深50~100 m处较重的?18O值(1.68‰~2.68‰,平均2.27‰)可能是受表层海冰融化形成的含较重氧同位素的低盐水影响.     

晚第三纪红黏土成因和沉积环境的生物学证据: 蜗牛化石记录

黄土高原晚第三纪红黏土地层的成因和沉积环境在相当长的时期里是存有争议的科学问题, 由于它涉及到红黏土地层能否提取正确的古环境信息等最基础的问题, 近年来越来越受到学术界关注. 通过对甘肃西峰赵家川晚第三纪红黏土蜗牛化石组合的组成以及保存方式的系统分析, 认为红黏土中的陆生蜗牛化石为原生的生物群落, 反映了原始的沉积环境; 红黏土中大多数属种为第四纪黄土地层的常见类型, 表明红黏土与黄土的形成环境背景是相同的, 蜗牛化石的组成提供了该区红黏土陆相风尘沉积成因的生物证据. 西峰红黏土蜗牛化石组合记录了6.2~2.4 MaBP 时期4次大的环境变化, 6.2~5.4 MaBP为干冷的气候环境, 自5.4 MaBP之后, 气候从暖湿逐步变得冷干, 呈明显的阶段性的变化. 陆生蜗牛化石记录的气候环境演变历史与北极冰盖的起源、演化和青藏高原隆升在大的时段上具有很好的一致性, 表明陆生蜗牛是指示晚第三纪环境变化敏感的环境指标.     

南海西部45万年来的表层水温变化

应用分子化石长链烯酮的不饱和度, 在南海西部取得了45万年以来表层水温的变化记录, 分辨率约1 ka, 是南海迄今为止时间最长的高分辨率温度剖面. 结果表明U3k′7-SST与有孔虫氧同位素一样显示出冰期旋回的特征, 冰期、间冰期表层水温的变化范围分别为23~25.5℃和25~28℃, 最高温为MIS5.5时期的28.4℃, 最低温为MIS2时期的22.6℃. 5次冰期旋回转换期中温度变化都超前于有孔虫氧同位素, 与南北半球温度变化记录对比显示南海的温度变化模式与南半球相似. 频谱分析中强烈的岁差及半岁差周期显示了明显的热带区域特征.     

中太平洋富钴结壳剖面的锇同位素组成

对中太平洋莱恩海山富钴结壳MP5D17的各壳层样品进行了系统的锇同位素组成测定. 研究表明, 结壳中¹⁸⁷Os/¹⁸⁸Os比值变化较大, 变化范围在0.4262~1.0155之间. 从底部到顶部, 结壳剖面中锇同位素组成呈有规律的变化趋势, 并与结壳的垂直剖面结构构造的变化相关联. 对比研究表明, 结壳MP5D17剖面的锇同位素组成曲线, 具有与80 Ma以来海水锇同位素演化曲线相似的演化趋势. 初步推测富钴结壳MP5D17的生长起始时间为72 Ma, 该结壳的生长过程中存在三次生长间断, 其时间分别为64, 53和37 Ma.     

河蚬壳体δ~(13)C:由水体溶解无机碳重建过去环境变化的代用指标

溶解无机碳(DIC)是陆地生态系统水体重要的组成物质.其含量、组成以及碳的来源决定于汇水区域环境条件和流域水体碳循环特征.如果能够反演水体DIC的地球化学特征,则可以为重建过去环境变化提供一条新途径.河蚬是陆地生态系统水体中广泛分布的底栖双壳类动物,其壳体由碳酸盐矿物构成,是软体在生长过程中依次分泌的结果,因而具有DIC代用指标的潜质.通过对中国西江流域河蚬壳体及其环境水体DIC的分析,发现了二者碳同位素组成之间显著的相关关系(P0.01,r=0.63),表明河蚬壳体碳同位素组成的变化记录环境水体DIC的相应变化,其时间分辨率很容易达到季节变化的水平.新陈代谢作用虽然使壳体的碳同位素组成平均低于水体DIC同位素组成1.4‰,但整体上并未改变壳体与水体DIC同位素组成变化的相关性.分水岭地区小溪流DIC同位素组成在时间上变化较大,因而对壳体样品选取的空间分辨率要求较高,不宜作为代用指标的首选.该结果为利用湖泊滨岸和/或河流阶地沉积物中河蚬化石的分析重建流域过去环境变化和碳循环提供了科学基础和技术途径.     

早期成岩过程中自生海绿石的演变史

在对北部湾东北部X_1钻孔岩芯的矿物组合分析基础上,发现在岩芯中含自生海绿石的层位甚多.根据对此岩芯的沉积环境研究,说明厚度大于30m的上新世沉积层(孔深59m以下)为浅海相沉积,含有丰富的有孔虫等海相化石,是一个温暖而水深较大的浅海相沉积区,其中广泛发育着自生海绿石.本文将系统地阐明这些自生海绿石在早期成岩过程中,在形态上与化学组成上的演化特征.     

二叠纪末生物礁生态系绝灭的方式

二叠纪末生物礁生态系的绝灭是怎样发生的? 一蹴而就, 还是分几步发生的? 对贵州紫云长兴期生物礁顶二个二叠纪-三叠纪界线地层(PTB)剖面的研究表明: 礁生态系的绝灭是分二幕进行的. 第一幕是钙质海绵、蜓等狭适性生物的完全绝灭, 发生在Clarkina yini带内. 此后的生物群是由小腹足类、一些介形虫以及某些小型钻孔生物组成的简单生物群, 或仅由藻席组成. 在Hindeodus parvus带开始的时候, 生物礁顶部变成缺氧环境. 原来以小腹足类或藻席为主的简单生物群发生绝灭(此为第二个绝灭幕), 代之以小球状的疑源类微生物为主的特化生物群. 以后在环境变成有氧时, 这个特化生物群又被微小腹足类为主的简单生物群取代, 代表海洋生态系的初步复苏. 此后随着海洋环境的进一步改善, 这个生物群被正常大小的菊石、双壳类、腹足类组成的较为多样性的生物群取代, 代表海洋生态系的进一步恢复. 谈陆寨剖面是目前所知的唯一的生物礁发育到二叠纪最晚期并遭受大绝灭事件影响的剖面. 与煤山金钉子剖面和意大利Dolomites的Tesero剖面的对比表明, 非礁生态系有一个和礁生态系相同的第一幕绝灭事件. 发生缺氧事件的非礁生态系, 有一个和礁生态系相似的第二幕绝灭事件.     

南海ODP 1143站第四纪高分辨率的蛋白石记录及其古生产力意义

南海南部ODP 1143站位第四纪以来的蛋白石含量及其堆积速率与底栖有孔虫氧同位素记录的对比显示, 900 ka以来蛋白石含量及其堆积速率在间冰期明显增加, 而冰期降低, 反映了间冰期高的表层生产力, 可能是由于间冰期夏季风的加强, 从而导致了上升流的增强和营养提供的增加. 底栖有孔虫氧同位素记录与蛋白石含量及其堆积速率的时间序列频谱分析结果表明, 900 ka以来南海南部表层生产力变化主要受地球轨道周期的驱动.     

对长江三角洲和宁绍平原一万年来高海面问题的新认识

长江三角洲新石器时代遗址时空分布和海相有孔虫鉴定特征表明: 该区缺少全新世初至7 kaBP的新石器时代遗址, 7~4 kaBP是该区新石器时代遗址连续出现、逐渐增多、史前文明大发展时期. 在该区各遗址地层中, 海相有孔虫均出现在马家浜文化层之下的地层中, 除上海马桥岗身以东地区外, 在该区7 kaBP以来的地层中未能发现海相有孔虫的存在, 这一现象表明, 该区全新世最大海侵应发生在10~7 kaBP之间. 从河姆渡遗址文化层和出土器物年代、钻孔剖面有孔虫和孢粉证据可知, 河姆渡文化正是在全新世气候最适宜期出现和发展的, 过去地学界关于长江三角洲和宁绍平原在7~5 kaBP为高海面的假说或理论难以成立. 考古地层学能够证明: 宁绍平原全新世以来7 kaBP以前应为高海面、7~5 kaBP为低海面、5~3.9 kaBP为洪水频发期.     

离石丰义剖面2.50 MaB.P.前后稳定同位素组成的变化及其意义

2.50MaB.P.是地球历史上一个重要的界线,在此前后,全球环境发生了明显的变化.最近我们在离石丰义剖面上,在该界线上下,发现黄土和红粘土中碳酸盐的氧碳同位素组成有明显的变化,这可以做为研究古气候变化的主要标志.1 研究剖面和样品采集研究剖面位于山西省离石县丰义镇.该剖面总厚123m,由第四纪黄土和上新世红粘土组     

湘西北南华系渫水河组寒冷气候成因的新证据

杨家坪剖面位于湖南省石门县壶瓶山镇. 自从1980年以来, 该剖面得到了深入的研究. 然而, 关于渫水河组形成的古气候环境一直存在争议. 通过对渫水河组沉积的碎屑岩的化学成分分析, 表明渫水河组与其上覆的古城组(又称东山峰组)和南沱组的冰成岩石具有相似的CIA(化学蚀变指数)和CIW(化学风化指数)值. 这意味着渫水河组和南沱组、古城组的沉积岩在沉积前具有相近的低等化学风化程度. 因此, 渫水河组也可能是在寒冷气候环境下形成的, 属于冰期记录的一部分.