东海Shim孔中始新世、上新世与早更新世底栖有孔虫氧同位素测温研究

前人的研究已证明,有孔虫壳体的氧同位素组成取决于它们生命活动时的海水温度、生活的水体的同位素以及可能存在的生物体内的生物分馏作用。我们研究了采自我国东海海域一个钻孔中的始新世、上新世及第四纪底栖有孔虫的氧、碳稳定同位素组成。所用属种都为     

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     

奥陶纪棘皮动物骨骼地球化学特征指示古海水Mg/Ca比的可靠性分析

显生宙棘皮动物骨骼均由高镁方解石组成,其骨骼的Mg/Ca比受海水Mg/Ca比、古海水温度、成岩作用等因素的影响.研究以华南扬子区下奥陶统棘皮动物海百合化石为主要测试对象,通过能谱仪及波谱仪等微区原位分析方法,获得其骨骼可靠的Mg/Ca比.化石骨骼显微构造和化学成分特征表明,扬子区下奥陶统海百合茎化石骨骼受到成岩作用的影响较弱,依旧保存有与壳体原始矿物有关的Mg含量特征.测试结果显示,根据棘皮动物骨骼的Mg/Ca比与海水Mg/Ca比的线性及指数关系,早奥陶世海水的Mg/Ca比分别在0.16~0.7或0.07~1.17之间变动.经过对其变化趋势的讨论,研究认为扬子区下奥陶统棘皮动物骨骼Mg/Ca比的逐渐增高主要受控于海水Mg/Ca比,而受温度的影响相对较小.研究表明,保存良好的棘皮动物化石可更广泛地应用于古代海洋Mg/Ca比的重建.     

沉积岩汞同位素的古环境指示意义

环境与生命的协同演化是地球科学的核心问题之一,而古环境的精确重建对于认识生命演化规律、机制以及预测地球宜居性的未来发展方向具有至关重要的意义.近年来,沉积岩中的汞及其同位素组成在重建地球古环境演化方面展现出巨大的潜力,获得了广泛的关注和应用,已发展成一个新的研究方向.其主要原因是汞及其同位素组成在记录古代火山活动和海洋氧化还原状态方面具有不可替代的优势,能为研究上述过程与重大环境和生命演化事件的关系提供新的证据.本文系统分析了古代沉积岩的汞同位素数据及其意义,总结了大型火山活动和海洋氧化还原状态改变引起汞同位素变化的特征与机制,深入探讨了火山类型及释放汞的方式、大气和海洋汞循环过程、沉积环境、岩性、成岩作用、汞赋存形态等因素对沉积岩汞同位素组成的影响,并对该领域当前存在的问题和发展前景作出了评述和展望.总体而言,这一研究领域仍处于起步阶段,对古环境演化事件中汞同位素组成的变化规律和分馏机理还缺乏系统和定量的认识,亟须深入研究.未来需要揭示古环境汞循环过程中的同位素分馏机理,进一步明确汞同位素指示古环境演化的原理和影响因素,拓展其在环境和生命协同演化领域的应用.     

北京周口店地区洞穴内第四纪石笋的同位素古温度研究

自七十年代以来,对海底沉积层中有孔虫的氧同位素测定进行了大量的工作,获得了比较完整的第四纪时期海水温度的变化曲线,为大陆地区第四纪古温度的研究提供了极重要的参考数据。大陆地区,由于水的氧同位素组成不如海水稳定,这种方法的应用受到了限制。但是,近年来利用石灰岩洞穴内生长的石笋样品进行氧同位素测定,得出石笋生长时期的温度变化曲线。这种方法的研究成功可望对大陆地区第四纪古温度的研究提供较可靠的依据。     

最古老化石预示火星存在生命

一项新的研究称,从澳大利亚发现的微型化石可以看出,在34亿多年前的无氧世界里,细菌曾在地球上大量存在,这一发现让人们对火星上有生命存在抱有更大希望。西澳洲大学和牛津大学的研究人员说,古老水成岩里含有的微生物化石引起了将近10年的争议,现在这些化石被确定为地球上发现的最古老的化石。     

大别山-苏北榴辉岩带氧同位素特征及其地质意义

从80年代中后期开始,涉及同位素的资料多限于对榴辉岩形成年代的测定,谢窦克仅报道了安徽境内岳西地区榴辉岩中矿物的氧同位素组成,而研究整个榴辉岩带同位素地球化学特征的报道至今都还没有出现过.本文将根据13个样品的氧同位素分析数据简要报道大别山-苏北榴辉岩带的氧同位素组成和温度特征,并初步讨论全岩δ~(18)O值变化的原因及其在大地构造学上的某些意义.     

大别-苏鲁造山带超高压变质岩原岩性质:锆石氧同位素和U-Pb年龄证据

对大别-苏鲁造山带榴辉岩和花岗片麻岩中的锆石进行了激光氧同位素分析、单颗粒U-Pb年龄测定以及阴极发光观察, 其中氧同位素分析样品覆盖面积达到大约20000 km². 结果表明, 大多数锆石具有大的岩浆成因核和窄的变质增生边, 岩浆成因核具有新元古代年龄(700 ~ 800 Ma); 氧同位素比值变化较大 (-10.9‰ ~ +8.5‰), 但是大多数具有比地幔锆石低的δ¹⁸O值. 由于锆石的氧同位素组成不受亚固相高温热液蚀变和麻粒岩相变质作用的影响, 因此这些低δ¹⁸O榴辉岩和花岗片麻岩的原岩分别为低δ¹⁸O的基性和酸性岩浆, 对应于扬子板块北缘与新元古代裂谷构造有关的双模式岩浆活动. 这种大面积新元古代低δ¹⁸O岩浆活动与Rodinia超大陆裂解和全球性冰川作用(雪球地球事件)具有准同时性, 因此具有一定的成因联系. 早期基性岩浆沿扬子板块北缘裂谷构造带侵位, 岩浆作为热源引起冰川融化并引起裂谷带内部地表水深循环和热液蚀变, 导致深部地壳酸性围岩和基性岩的氧同位素比值发生显著降低. 而水化岩石由于其熔点降低出现重熔, 结果产生了新元古代时期的扬子板块北缘的大面积双模式低δ¹⁸O岩浆活动, 然后从中结晶出低δ¹⁸O锆石. 因此, 大别-苏鲁造山带超高压变质岩中的大规模氧同位素负异常是从其原岩新元古代低 δ¹⁸O岩浆继承过来的, 其成因与Rodinia超大陆裂解、雪球地球事件和裂谷岩浆活动相耦合的高温大气降水热液蚀变有关.     

腕足化石壳体结构不同,蕴含的氧、碳同位素信息有别

通过对四川龙门山地区中泥盆统吉维持阶无洞贝科化石２种内壳层氧,碳同位素组成的对比研究,发现同一化石２种内壳层由于结构不同,保存程度也稍有不同：纤维层中含有沿纤维晶体长轴方向展布的后期改造显微裂隙充填物,而棱柱层中很少存在。     

秦岭丹凤蛇绿岩带放射虫的发现及其地质意义

秦岭丹凤蛇绿岩带沿商丹缝合带北侧分布,东西延伸400余公里.许多研究人员将此作为秦岭古洋盆存在与闭合的重要地质证据.在岩石学、地球化学、同位素年龄、变形变质等方面已做了大量工作.但一直缺乏放射虫硅质岩和古生物化石的证据.目前丹凤蛇绿岩的同位素年龄数据主要有:(447.8±41.5)Ma(Rb-Sr全岩),(402.6±35)Ma(Sm-Nd),914～1015Ma(Sm-Nd)(据张宗清,1994,未刊).     

蜗牛Achatina fulica壳体δ~(18)O环境指示意义的实验

陆生蜗牛化石氧同位素组成能够记录古降水和古温度信息,但古环境因子影响蜗牛壳体氧同位素组成的机理仍不明确,因此越来越多的研究侧重于对现代蜗牛壳体的环境效应进行探讨,而野外采样研究很难分离出单独环境因素的贡献,研究基于控制变量法的原理设计了两套实验方案,以Achatina fulica蜗牛为实验对象进行实验室培养,结果表明:(1)在相同的温湿度下,不同来源的环境水所饲养的结果均有一定的差异,并且得到分馏值与环境水δ18O值的相关性方程分别为:y=-0.4571x+1.4749,R2=0.9794(生菜叶组),y=-0.2179x+4.1566,R2=0.6821(玉米粉组);(2)在环境水来源单一、温度区间较小的情况下,温度与壳体氧同位素关系的经验方程为103lnα(Aragonite-H.2439×106T-2+48.033(R2=0.5666),这与无机碳酸盐分2O)=-1馏的相关实验结果趋势相反.实验结果表明,温度恒定的条件下,环境水是影响蜗牛壳体氧同位素组成的主导因素;在温度区间较小的条件下,温度对壳体氧同位素分馏的影响并不明显;研究结果还说明外加碳酸盐对壳体文石氧同位素组成几乎没有影响,但食物中所含的水分对蜗牛壳体δ18O值产生了不可忽视的影响.     

吉林陨石雨中氧同位素丰度的研究

陨石中氧同位素研究是了解太阳系形成演化的重要手段。随着岩石矿物中氧同位素分析技术的发展,月岩、陨石中氧同位素的研究也日益深入。1965年Taylor等用氟法分析了各类球粒陨石及其所含矿物中的氧同位素组成,比较了地球物质与陨石的氧同位素分析数据,由此得出陨石起源与历史的一些推论。七十年代初,随着氧同位素地质温度计工作的开展,氧同位素进一步用来作为“宇宙测温计”。对于平衡球粒陨石及碳质球粒陨石的形成温度等进     

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.     

共和盆地更尕海湖泊现代水环境与碳酸盐碳氧同位素组成变化

通过分析更尕海轮藻碳酸盐结壳、软体动物壳体等碳氧同位素的季节变化,结合湖水溶解无机碳(DIC)碳同位素(δ13CDIC)和湖水氧同位素(δ18OLake),探讨其与现代湖泊水体环境的关系.结果表明,5~8月,轮藻植物生长速率约为5~6 cm/月;期间,沉水植物强烈的光合作用和碳酸盐的析出导致湖水pH升高,同时湖水DIC和Ca2+含量显著下降.结合流域水体氧同位素、气温和降水量等观测资料,指出更尕海湖泊水位季节变化是区域降水量与蒸发作用平衡的结果;湖水氧同位素组成主要受入湖水氧同位素组成、湖泊内蒸发过程和降水量等的影响.软体动物壳体氧、碳同位素组成可分别代表δ18OLake与δ13CDIC的年际变化.然而,轮藻结壳氧同位素与δ18OLake之间非平衡分馏效应显著,有待于进一步开展工作.     

鄂尔多斯盆地酸解烃碳同位素组成与气-源对比

在有机质热演化成烃作用的同时,其成烃产物通过岩石吸附、成岩矿物的包裹等作用被记录在沉积岩石中,酸解烃指被成岩碳酸岩、铝硅酸盐等矿物包裹的C_1—C_5,气态烃,在样品粉碎和真空条件下,游离烃已大部分被解析,兼之酸解烃较岩石吸附烃又高出3个量级.其化学组成和同位素组成的变化则应与相应层段生成的天然气地球化学特征相一致,因此可通过源岩酸解气和天然气同位素组成的对比,追索烃源岩,这种气-源对比较前人的工作更直接一些.本文通过鄂尔多斯盆地城川一井酸解烃组成的垂向变化及古生界烃源岩酸解气和天然气碳同位素对比研究,探讨了酸解烃的来源及利用烃源岩酸解气与天然气同位素组成,进行气-     

海绵是最早的动物

科学家最近表示，在阿曼地下发现的化石类固醇显示，海绵是超过6．35亿年前的早期地球上的“霸主”。这些跟今天的自然类固醇（例如雌性激素和雄性激素）相似的远古化合物，是有关动物生命的已知最古老的化石证据。根据沉积岩中的化合物成分，科学家认为成群生长的海绵当时几乎覆盖了地球的海底。     

恐龙蛋壳化石的痕量元素分布特征

全球性生物绝灭、特别是发生在白垩纪末期的恐龙绝灭事件是地学及至是整个科学界的难解之谜.“超新星爆发”和“星体碰撞”造成恐龙绝灭的假说都引起了科学界的极大关注.80年代中期,中德科学家研究了广东南雄盆地的K/T界线及所采集的恐龙蛋化石,分析了其中的微量元素和稳定同位素认为,“严重的干燥气候和微量元素的污染可能是恐龙绝灭的主要因素”.     

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．     

中全新世以来南冲绳海槽古生产力变化的颗石藻化石证据

利用取自南冲绳海槽的MD05-2908岩芯中颗石藻化石碳同位素和颗石藻化石下透光带属种Florisphaera profunda相对百分含量(%Fp)变化,结合17个AMS14C测年数据,重建了该海区6.8kaBP以来高分辨率的表层海水初级生产力变化,并对初级生产力受控机制进行探讨.颗石藻化石碳同位素和%Fp转换函数结果指示该海区6.8kaBP以来初级生产力呈波动降低趋势,主要受东亚夏季风降雨有关的陆源输入减弱影响.约4～2kaBP的PME事件对应的初级生产力相对高值主要是受黑潮流减弱影响;而6.8～4.8kaBP期间的初级生产力高值主要受东亚夏季风强降雨输入更多陆源物质控制,其值也相对高于4～2kaBP.     

华南下寒武统地层的Mo同位素组成特征及其古海洋环境意义

Mo同位素是近10年来发展起来的新的非传统稳定同位素之一, 由于其特殊的同位素分馏机制, 使之成为研究古海洋和大气环境的良好指标. 通过对中国南方典型下寒武统剖面的Mo同位素组成的测定, 推断寒武纪早期海水的δ⁹⁷/⁹⁵Mo值应大于1.4‰, 并且较为稳定, 而剖面上Mo同位素组成的变异与沉积环境的氧化还原变化有关. 结合已有的数据, 整个地史时期海水的Mo同位素演化模型被构建, 其同位素组成变化基本与大气氧的演化一致.