长江下游悬浮物Sr-Nd 同位素组成的季节性变化与物源示踪

对长江悬浮物的物源进行示踪研究是认识长江演化、亚洲季风演化和青藏高原隆升的途径之一. 通过对长江下游南京段悬浮物的季节性采样, 系统地分析了悬浮物的Sr-Nd同位素组成. 结果显示, 长江下游悬浮物中酸不溶物的⁸⁷Sr/⁸⁶Sr值在0.725352~0.738128 间变化,ε_Nd(0)值的范围为-10.55~-12.29, Sr-Nd 同位素组成呈现出明显的季节性变化, 夏季洪水期相对于非洪水季节有较低的⁸⁷Sr/⁸⁶Sr值和较高的ε_Nd^N(0)值. 研究表明长江下游悬浮物Sr-Nd 同位素组成的季节性变化主要受物源变化控制. 在季风气候影响下, 长江上游地区物理剥蚀强度的变化是造成下游悬浮物Sr-Nd 同位素组成季节性变化的主要原因. 这一发现,为进一步应用Sr-Nd 同位素方法来研究地质历史时期长江沉积记录提供了重要的参考. 同时, 计算得出长江悬浮物酸不溶物Sr 和Nd 同位素组成的入海特征值为⁸⁷Sr/⁸⁶Sr= 0.728254,ε_Nd(0)= -11.26.     

中国干旱-半干旱区风尘物质的Sr, Nd同位素地球化学: 对黄土来源和季风演变的指示

不同的岩石和矿物有不同的⁸⁷Sr/⁸⁶Sr和¹⁴³Nd/¹⁴⁴Nd比值, 在大气迁移或沉积过程中这些比值比元素组分更难被改变, 因而Sr和Nd同位素作为物质来源和迁移的示踪剂具有很大的潜能. 在地表过程中, 沉积物Sr同位素比值受母岩特征、粒度变化和化学风化的制约. 一般地, 母岩Sr同位素比值高, 和/或细颗粒组分多, 和/或化学风化作用强, 沉积物Sr同位素比值就高; 反之, 则低. Nd同位素比值不受粒度和化学风化的控制, 而仅与母岩同位素特征相关. 关于黄土高原物质来源, 利用Sr-Nd同位素示踪方法, 不同的学者获得不一致甚至相反的结论. 综合已有的Nd同位素资料, 我们认为塔里木盆地、内蒙古中西部沙漠、青藏高原是黄土高原的主要源区, 而这些源区以及黄土高原又是远东地区风尘的生产地. 黄土高原风尘物质组成均一, 其Sr同位素比值仅受风力分选作用和风化成壤作用的制约. 风力分选作用与东亚冬季风有关, 而风化成壤作用主要与夏季风相关联. 黄土-古土壤序列中Sr同位素的研究表明, 酸溶物⁸⁷Sr/⁸⁶Sr比值是黄土高原化学风化程度的指标, 可指示东亚夏季风的变化; 酸不溶物⁸⁷Sr/⁸⁶Sr比值的变化明显受粒度的制约, 可作为反映东亚冬季风强弱变化的替代指标, 并表明自第四纪以来东亚冬季风逐渐加强, 这与第四纪大冰期以来气候逐渐变冷的观点一致.     

河北阳原幔源包体的Sr-Nd同位素特征指示华北克拉通中部存在EMI型古老富集地幔

位于太行山重力梯度带西侧的河北阳原第三纪碱性玄武岩中产有大量幔源包体, 包括二辉橄榄岩、方辉橄榄岩和辉石岩. 在橄榄石含量-橄榄石成分图解上, 阳原橄榄岩偏离大洋趋势线, 多数落在太古宙和元古宙地幔范围; 部分富集LREE的样品具有EMI型的Sr-Nd同位素特征(ε_Nd = -6.9 ~ -10.6, ⁸⁷Sr/⁸⁶Sr = 0.7044~0.7047), 而另一些富集LREE的样品的ε_Nd值(+5.7)与亏损LREE的样品相类似. 这说明阳原上地幔经历了多期地幔交代作用. 由于EM1型同位素组成常见于典型古老克拉通下岩石圈地幔, 因此阳原包体为华北西部存在古老岩石圈地幔提供了新的证据.     

晚新生代北太平洋西部深水洋流演化:来自铁锰结壳Nd同位素的证据

尽管深水环流在调节全球气候方面起了重要作用,但对于北太平洋西部的深水循环在过去的变化目前仍知之甚少.铁锰结壳的Nd同位素已经被证明是一个很好的记录古海洋环流变化的指标.通过研究位于马里亚纳岛弧附近不同水深的两块结壳(MKD13,1530m;MDD53,2700m)的Nd同位素组成演化,并结合对已发表资料的综合分析,获得了对该区中新世以来古洋流演化的初步认识:在中新世,结壳MDD53的Nd同位素组成保持稳定(εNd:ε4.0～ε5.0),且比北太平洋同时期类似水深的结壳贫放射成因Nd,反映了该时间段北太平洋西部深水主要受控于来自南太平洋的贫放射成因Nd的深部西边界流;而浅水结壳MKD13的εNd值在中新世持续升高,是由于印尼海道陆续关闭,贫放射成因Nd的印度洋水体通过该海道流入太平洋浅部的水量陆续减少所致.在上新世,结壳MKD13的εNd值保持不变,说明该时间段岛弧来源Nd的量没有发生变化,并且在早上新世时印尼海道对印度洋-太平洋间浅层海水的流通已经关闭;所以结壳MDD53的εNd值迅速升高,不是由于水体从浅层到深层的垂直输入的变化造成的,而是由于贫放射成因Nd的南大洋深水流入研究区深度范围(～2700m)的流通量从早上新世开始减弱的结果.     

南黄海悬浮体和沉积物的物质来源和运移:来自碳稳定同位素组成的证据

利用1998年5月航次中所采集的南黄海海域7个断面、67个站位、5个层次的284个悬浮体样品和64个底质沉积物样品, 分析测定了样品的悬浮体浓度和悬浮体与底质沉积物中的有机碳稳定同位素组成, 以研究悬浮体和沉积物的物质来源和运移过程. 由悬浮体浓度和颗粒有机碳δ ¹³C值的分布特征分析得出了南黄海沉积物搬运的主要格局. 由此格局可以认定, 在陆源物质向南黄海中部深水区的输送过程中底层起着比表层更为重要的作用. 黄海环流是决定南黄海沉积物搬运格局的一个重要控制因素. 由沉积有机质的碳同位素信号证实, 山东水下三角洲高沉积速率沉积物的主要物质来源是现代黄河物质. 在南黄海深水区的陆源沉积物主要来自废黄河物质和现代黄河物质, 现代长江物质所占比例相对较少. 来自朝鲜半岛的陆源物质其数量和影响范围都是有限的. 由悬浮体和碳稳定同位素得出的结论得到了另一个独立的物源指示剂——多环芳烃的进一步证明.     

四川石棉蛇绿岩套的Sm-Nd年龄及Nd-Sr同位素特征

对石棉蛇绿岩套Sm-Nd和Rb-Sr同位素组成的测定结果为:由方辉橄榄岩和辉长岩确定的全岩Sm-Nd等时线年龄为938±30Ma（2σ）,εNd值为7.6±0.8（2σ）,表明该蛇绿岩套形成于新元古代早期.蛇绿岩的ISr值变化明显（0.70209～0.70708）,是由雨水热液蚀变作用引起.高的εNd值反映原始岩浆来源于强烈亏损的地慢源区,推测在新元古代早期该区可能处于弧后盆地环境.     

鲁西富钾火山岩和煌斑岩的40Ar-39Ar定年及源区示踪

高精度的^40Ar-^39Ar定年结果表明，鲁西富钾火山岩的形成年龄为124．3－114．7Ma，煌斑岩的形成年龄为119．6Ma，富钾火山岩的^87Sr-^86Sr值较高（0．708715－0．711418），εNd值显著偏低（－11．47－－17．54），并富放射成因铅（^206Pb/^204Pb=17．341－17．622，^207Pb/^204Pb＝15．525－15．538，^208Pb/^204Pb＝37．563－37．684），与富钾火山岩一样，煌斑岩也具有显著低偏的εNd值（－11．57－－19．64），根据富钾火山岩全岩与从全岩中分离出来的单斜辉石单矿物具有一致的Sr,Nd和Pb同位素组成，结合区域范围内岩石产出构造背景的分析，以及同时代相关岩Sr和Nd同位素组成的广泛对比，表明它们最可能起源于俯冲陆壳在地幔源区发生混杂和交代作用时所形成的富集型地幔的部分熔融体。     

正εNd(T)值的准铝-过铝花岗岩:新疆也布山岩体

新疆东准噶尔也布山花岗岩体属于准铝 过铝花岗岩 ,Rb Sr全岩等时线法确定的时代为 2 6 8± 4Ma ,是晚古生代后造山阶段的产物 .也布山岩体的87Sr/ 86 Sr初始比值为 0 .70 4 3± 0 .0 0 0 7,εNd(T) = 5.51～ 5.85,表明岩浆起源于亏损地幔 .推测亏损地幔经过交代作用后再发生部分熔融 ,所产生的基性岩浆发生强烈的分异演化 ,除分离结晶作用外 ,还受到很少量年轻地壳物质混染 ,使得εNd(T)值有所降低、TDM 值变大 .Sr Nd同位素特征表明 ,也布山岩体和乌伦古河碱性花岗岩都是导致显生宙陆壳生长的新生地壳物质 .     

中国东部中生代花岗岩长石铅同位素组成与铅同位素省划分

最近二十多年间,中、新生代岩浆岩的Pb,Sr,Nd同位素组成随区域而变化的研究结果,引起了人们的强烈兴趣.许多学者已对美国西部以及北美洲中、新生代岩浆岩进行了Pb,Sr,O,Nd同位素填图,并提出北美洲大致存在三个基底岩石省;日本学者对日本列岛中、新生代岩浆岩Pb,Sr同位素研究后圈出了等值线变化趋势;有人根据氧同位素组成变异,把南美洲安第斯山脉划分出五个火山岩带.在我国,已有许多学者对中、新生代岩浆岩的O,Pb,     

皖苏地区幔源物质的氧同位素组成

氧同位素组成对于了解岩石成因、地幔不均一性和壳-幔相互作用等具有重要意义。国外对幔源物质的δ~(18)O作了大量测定,揭示了地幔δ~(18)O的不均一性,玄武岩的高、低δ~(18)O的地幔源区,以及扩δ~(18)O和Nd,Sr,Pb同位素组成的协变性等。国内研究报道甚少,与Sr,Nd,Pb同位素和REE等痕量元素地球化学研究相比较,存在明显差异。本文报道皖苏地区新生代大陆玄武岩、幔源橄榄岩包体、单斜辉石和歪长石巨晶捕虏体的δ~(18)O,并讨论其地球化学意义。     

太湖沉积物再悬浮观测

为了揭示大型浅水湖泊沉积物的再悬浮强度, 利用高精度分层同步采样技术, 进行了太湖的悬浮物垂向分布的原位观测. 结果表明, 在无风浪状态下, 用表层悬浮物浓度计算整个水柱的悬浮物总量时, 其结果常常为实际值的80% ~ 85%; 而在风浪状态, 底层水体悬浮物浓度与表层有数量级的差异, 用表层悬浮物浓度计算整个水柱的悬浮物总量时, 误差更大, 其结果多为实际值的50%. 一般条件下, 风浪扰动沉积物再悬浮的厚度较小, 为毫米量级.     

珠江水体悬浮物的表观年龄与流域侵蚀

以1998, 2000, 2005年所取的珠江水体悬浮物为研究对象, 对其碳同位素组成(¹⁴C, ¹³C)及表观年龄(下文简称年龄)进行了测算和研究. 结果表明, 珠江水体悬浮物颗粒有机碳(POC)是以现代碳为主并含有少量“老碳”的混合体; 其年龄介于540~2050 a BP之间, 其中西江、北江悬浮物POC年龄相对较老, 东江悬浮物POC年龄构成较为离散——既有较年轻的样品, 又有较年老的样品, 但以年轻的为主. 悬浮物POCδ¹³C和Δ¹⁴C间呈类似正相关关系, 这一关系实质上反映了流域土壤和母岩有机质在悬浮物中的构成, 是流域内15~30 cm以下剖面土壤有机碳同位素组成在河流悬浮物中的体现, 反映了河流有机质的土壤来源深度; 而流域内表层的土壤有机质因处于不稳定状态, 进入河流后很快就被分解掉, 难以表现出来. 珠江流域中, 土壤侵蚀以西江流域较重, 东江流域较轻.     

北祁连山西段志留纪高硅埃达克岩:洋壳减压熔融的证据

北祁连山西段熬油沟地区奥长花岗岩具有与高硅埃达克岩相似的地球化学特征:高SiO2,富Na2O(高Na/K),高Sr/Y,高(La/Yb)N,Sr正异常,相对富集大离子亲石元素(LILE)和轻稀土(LREE),亏损Nb,Ta和Ti.锆石SHRIMP定年结果为438±3Ma,表明其形成与北祁连古洋壳的俯冲有关,但其形成时间明显晚于北祁连山榴辉岩的变质时间(460～490Ma).Sr-Nd同位素结果显示其ISr和εNd(t)值分别为0.7044～0.7047和+3.0～+4.1,暗示其来源于新生的洋壳物质.结合北祁连造山带的构造演化背景,熬油沟奥长花岗岩可能是俯冲板片变质成榴辉岩后,在折返过程中发生近等温或升温减压熔融,在大约60km深度熔融形成.     

中北太平洋深海Nd同位素的分布与传输途径

以往一直笼统地认为, 中北太平洋深水(约1500~4000 m)富放射成因Nd来自太平洋岛弧的输入, 但对于其输入的路径与方式缺乏进一步的认识. 通过取自于中北太平洋20°N 附近海山17 个不同深度铁锰结壳, 测定了该区结壳表层样的Nd 同位素组成. 结合已发表的海水Nd 同位素数据, 获得了如下新的认识: 北太平洋中层水(NPIW, 300~800 m)在西太平洋边缘所携带的Nd 通过平流带入整个中北太平洋, 是中北太平洋深水获得富放射成因Nd 的重要来源, 而浅表层海洋Nd 对中北太平洋深海的影响则不明显. 这凸显了大陆边缘洋流垂向混合输入对中北太平洋深水Nd 同位素平衡的作用, 为深入认识海洋Nd 循环提供了启示. 此外, 从铁锰结壳表层样获得的中北太平洋深水ε_Nd 值较为均一, 平均值约为-3.4, 高于已报道的本区现代海水实测的ε_Nd 均值(约为-3.9), 说明中北太平洋深水Nd 同位素在较短时间尺度上的演化并不是稳定不变的.     

南海北部造礁珊瑚氧同位素的年际和年代际趋势变化及其影响因素

从海南岛东岸采集了Porites lutea和P.lobata两种滨珊瑚个体，沿其生长轴线以每年25～28个样品的分辨率取样并进行氧同位素分析，目的是研究滨珊瑚骨骼氧同位素组成在季节、年际和年代际3个时间尺度上的变化与季风气候的联系．分析结果表明，滨珊瑚的δ^18O值季节和年际变化在冬季风盛行的季节里主要受表层海温（SST）控制，而在夏季δ^18O值与表层海水盐度（SSS）显示较好的相关性．海水的盐度和同位素分析结果显示，它们都与夏季风降水的大小相关，指示着夏季风降水对海水和珊瑚氧同位素组成年际变化决定性作用．冬、夏季风从时间上独立地对珊瑚氧同位素的控制，使我们可能通过同一序列的记录来重建冬、夏季风的变化．在年代际尺度的趋势变化上珊瑚万δ^18O值与大区域的盐度变化相一致，并且与当地降水关系不大，可能说明了珊瑚万δ^18O值年代际变化受大区域海洋环流和水文气候影响，是大区域季风降水、蒸发及其与太平洋海水交换等因素综合作用的结果．     

胶州湾悬浮体特性及其对水动力和排污的响应

2001年8月在胶州湾西南部进行了连续的定点水样采集和一周的潮流流速大小、流向、水位和浊度观测. 发现: (1) 悬浮物中非矿物组分含量平均达87%, 明显高于以矿物颗粒占优势的高浊度海湾. (2) 总体上, 悬浮物的粒径呈表层水样>近底层水样>底质, 趋势同高浊度环境相反. (3) 平静天气下, 悬浮颗粒物浓度具有明显的涨、落潮和大、小潮周期变化; 但强风天气可以打破这种格局. (4) 观测点(20 m水深) 悬浮物浓度的变化在近底层受沉降-再悬浮作用控制, 但在表层受平流作用制约, 后者反映垂向交换不够充分. 结论: 低浊度海湾悬浮颗粒物的成分和粒径组成易受沿岸污染物输入的影响; 悬沙来源少、波浪和流速小、排污控制是维持海湾低浊度的重要机制.     

汉诺坝玄武岩中麻粒岩和辉石岩捕虏体Sr-Nd-Pb同位素五维空间特征及其地质意义

研究了汉诺坝玄武岩中麻粒岩和辉石岩捕虏体在Sr Nd Pb同位素五维空间中的特征 .结合捕虏体的空间分布相对位置 ,认为层离作用可较好地解释不同类型捕虏体同位素之间的相互关系 .     

西天山独库公路花岗片麻岩的锆石U-Pb年龄及其地质意义

采用颗粒级锆石U-Pb定年方法,精确测得西天山独库公路拉尔敦达坂处花岗片麻岩中的结晶锆石年龄为(882±33) Ma,它代表了花岗质岩浆的结晶时代. 其较高的ASI值(1.09)和LILE,LREE含量,明显的负Eu异常(δEu=0.42)和Ba,Sr,P,Ti,Nb的亏损,表明源岩为成熟度很高的陆壳物质. 花岗片麻岩具有较老的Nd模式年龄值(2.65 Ga)和低的εNd(t)值(-14.1)、高的初始Sr比值(0.717 0),表明熔融母岩具有很长的地壳存留时间. 地质解释认为花岗片麻岩是由古老的基底地壳物质重熔形成的.     

中国北方造山带造山后花岗岩的同位素特点与地壳生长意义

近几年来,造山带研究取得显著进展,特别是造山后伸展作用问题引起众多学者的注意.目前的研究表明,横亘于我国北方新疆、内蒙至东北的中国北方造山带,具有与其它造山带明显不同的特点,特别是造山后花岗岩极为发育.然而,对北方造山带中花岗岩的成因及其与地壳增生的关系问题一直缺乏明确的认识.近几年来所进行的同位素地球化学工作揭示出,本区的造山后花岗岩具有十分独特的特点,反映出其与构造发展和地壳增生的特有关系.本文将根据作者所得的最新资料,结合前人的工作,阐述该花岗岩形成的地壳增生意义.1 研究方法本文所引用的资料主要来自近几年在法国雷恩第一大学地球化学与地质年代学实验室所测定的结果,Ph和部分Sr,Nd同位素见文献[2～6]Sr,Nd同位素测定程序参见文献[7].其中~(87)Sr/~(86)Sr比值采用~(86)Sr/~(88)Sr=0.1194进行标准化,最近一次对标准样NBS-987的7次测定结果是~(87)Sr/~(86)Sr=0.710259±6.~(143)Nd/~(144)Nd比值采用~(146)Nd/~(144)Nd=0.7219进行标准化,并按~(143)Nd/~(144)Nd=0.511964进行校正,对标准样Ames的6次测定结果是~(143)Nd/~(144)Nd=0.511958±7.文中涉及的有关符号及其定义如下:     

黄海周边河流的稀土元素地球化学及沉积物物源示踪

黄海周边的中韩主要河流悬浮沉积物中稀土元素组成不同, 韩国河流的稀土元素分异强于中国长江、黄河和鸭绿江, 表现为上陆壳标准化模式上明显的轻稀土相对富集. 不同级别的流域内源岩组成差异是形成这些河流稀土元素组成差异的主要因素. 稀土元素分异参数(La/Yb)_UCC和(Gd/Yb)_UCC, 以及稳定的La/Sc和Th/Sc元素比是识别进入黄海的中韩河流沉积物的可靠指标, 可以用于中国边缘海沉积物物源研究和古环境分析.