370 ka以来灵台黄土剖面元素碳记录及其对气候环境变化的响应

通过测定灵台黄土剖面370 ka来黄土-古土壤样的元素碳含量, 结合相关孢粉资料及古气候替代性指标, 讨论了该地区天然火的历史及其与气候、植被的关系. 灵台剖面元素碳含量谷值和峰值出现时的气候状况及变化特征, 表明气候不稳定的过渡时期, 特别是湿润转向干旱的时期容易发生大火. 各层黄土-古土壤元素碳含量变化规律为: 冰期低、间冰期高, 反映区域(或全球)生物量变化. 元素碳含量在130 kaBP前后呈阶段性增加趋势, 表明植被类型、气候格局发生了变化, CO₂浓度阶段性增加可能是其中原因之一. 元素碳含量总体上随时间呈上升的趋势, 可能反映了干旱化趋势的加剧. 全新世元素碳含量出现最大峰值, 反映了距今约六千年的气候突变事件, 以及人类活动导致火灾更为频繁的发生.     

杭州市大气PM2.5中有机碳元素碳的同位素组成

为了探讨杭州市区大气细颗粒物(PM2.5)中有机碳(OC)和元素碳(EC)的来源, 以离线分步加热法氧化提取了PM2.5中的OC和EC, 用质谱仪测量了两者的碳同位素组成. 分析结果显示, 春、夏、秋、冬4个季节的δ¹³C_OC平均值分别是-52.8‰, -48.1‰, -50.0‰, -52.5‰, 总平均值为-50.9‰ (-85.0‰ ~ -35.6‰). δ¹³C_EC在相应季节的平均值分别是-26.4‰, -26.9‰, -26.7‰, -25.9‰, 总平均值为-26.5‰ (-30.5‰ ~ -23.8‰). 表明杭州市区大气PM2.5中OC和EC的碳同位素组成有很大的差别. d 13COC值普遍偏轻, 变化幅度大. 春、冬两季δ¹³C_OC值最轻, 秋季次之, 夏季相对最重. δ¹³C_EC值普遍偏重, 变化幅度小, 4个季节的平均值基本一致.     

周口店北京猿人用火的可能性

<正>自20世纪20年代以来,周口店北京猿人(北京直立人)被认为是会控制用火的直立人.1929年裴文中等人开始在遗址中注意石器和用火遗迹的收集.1930年德日进等人对上一年发现的部分疑为用火遗迹的标本进行分析,发现其中含有游离碳.基于德日进等人的分析结果,1931年步达生改变了自身此前对北京猿人用火证据的怀疑观点,认为在周口店主堆积中烧过的鹿角和骨骼标本是用火活动的证     

21 ka以来渭南黄土剖面的元素碳记录

以陕西渭南黄土剖面21ka以来的黄土样品为研究对象,获得了元素碳浓度及063613C值随深度（时间）分布曲线,元素碳浓度在20．16,17．76,11．97和4．49ka时期呈现峰值,这几个时段均属气候快速变化时期,其中,11．97和20．16ka时期的峰值较大,时间跨度约为几十年至几百年,可能代表短期的强度较大的古火灾事件,元素碳的δ13C值变化范围为－11．71‰－21．34‰,主要反映C4植物的同 位素组成特征,表明当时黄土高原植被类型以草原为主。     

北京猿人第一个头盖骨及其遗址堆积层年代的电子自旋共振测年研究

1929年裴文中教授发现了北京猿人第一个完整的头盖骨,从而揭开了认识人类发展史上重要的一页。在70年代末进行的“北京猿人遗址的综合研究”中,铀系法测定了第3—4层、第6—7层、第8—9层和第12层;热释光法测定了第4层和第10层;裂变径迹法测定了第10层;氨基酸法测定了第3—4层和第11层;古地磁法测定了北京猿人洞从上至下各     

用裂变径迹法测定北京猿人年代

利用矿物中裂变径迹的退火特性,我们用裂变径迹法对北京猿人年代进行了测定。使用的样品是北京猿人用火遗留的灰烬,从灰烬中分选出榍石(粒度0.05—0.3毫米),用榍石中的~(238)U自发裂变径迹测定年代。首先,选取曾被北京猿人充分退火的榍石,测量榍石内表面(抛光面)~(238)U自发裂变径迹数,然后,用白云母片覆盖在榍石抛光面上,放入原子核反应堆活性区用热中子进行照射,用榍石(自探测器法)或     

湖北渔塘坝硒矿床中最大硒同位素分馏的发现及其指示意义

对渔塘坝硒矿床中高硒的碳质硅质岩和碳质页岩样品进行了硒同位素测定. 测定结果显示, 其δ^82/76Se_NIST范围从-12.77‰ ~ 4.93‰, 总变化为17.7‰. 这是迄今所发现的自然界中最大的同位素分馏, 同时样品Ytb-5(高硒碳质页岩)的d 82/76SeNIST为-12.77‰, 也是目前所发现的自然界中最富硒轻同位素的样品. 根据硒同位素的分布特征, 结合其他地质证据和地球化学指标, 认为“氧化-还原模式”是对矿床中自然硒大量出现的合理解释. 同时, 硒同位素在自然界中较大的分馏效应也证明其作为一种新的地球化学示踪剂有其独特的应用潜力.     

环境空气中非甲烷烃类化合物的碳同位素组成

报道了太原市和兰州市夏季环境空气中和燃煤烟气、机动车尾气、油类挥发和餐饮油烟气中部分NMHCs化合物的碳同位素组成特征,并利用同位素组成初步探讨了环境空气中NMHCs的来源.吸附管采样-热解析-色谱-同位素质谱联用仪测试结果表明:兰州市环境样品的δ13C值为-34.6‰～-26.6‰,太原市为-33.8‰～-18.1‰.几种污染源的碳同位素组成为:汽车尾气-31.8‰～-26.7‰、燃煤烟气-25.0‰～-23.1‰、油类挥发-32.5‰～-27.4‰和餐饮油烟气-31.6‰～-24.5‰.环境空气样品与油类挥发、汽车尾气和餐饮油烟排放产生的NMHCs化合物的碳同位素值较接近,说明油类挥发、汽车尾气和餐饮油烟可能为夏季环境空气中NMHCs的主要来源.     

陇西黄土高原末次冰期有机碳同位素变化及其意义

利用陇西黄土高原西南部高分辨率(100年间隔)的塬堡黄土剖面, 讨论了末次冰期有机碳同位素变化的控制因素. 结果发现, 该区域末次冰期以来有机碳同位素变化于&#8722;22.6‰ ~ &#8722;27.5‰之间. 与黄土高原东部地区不同, 研究区末次间冰段有机碳显著偏负于早晚末次冰期, 偏负达4‰. 末次冰期有机碳同位素指示了纯C₃植物对温度、降水和大气CO2浓度变化的耦合响应. 从末次冰期间冰段到盛冰期, 降温和大气CO₂浓度减少导致有机碳同位素偏正1.5‰ ~ 2.0‰, 塬堡剖面末次冰期有机碳同位素变化主要记录了季风降水的大幅度变化, 可以用来重建古降水, 估算出间冰段降水比盛冰期偏多250~310 mm, 比早末次冰期高出100 mm. 我们的研究还发现, 塬堡黄土剖面末次冰期有机碳同位素的波动可能记录了千年尺度季风降水的快速变化. 同时, 黄土高原有机碳同位素变化相当复杂, 不能简单将有机碳同位素变化归结成C₃/C₄丰度变化而用来指示夏季风强弱.     

南海北部HY4-901孔氧同位素与古气候研究

近20多年来,随着古海洋学研究的深入和氧同位素分馏机理方面的探讨,人们对海洋沉积岩芯中浮游有孔虫样品δ~(18)O变化的控制因素,有比较清楚的认识,其变化主要取决于当时海水的δ~(18)O和表层水温的变化.HY4-901柱状样位于南海北部陆坡18°49′N113°28′E,水深1120m..l 沉积特征该柱状剖面沉积连续,粒度均匀,颜色也较均一.以粉砂质粘土为主,少量粘土质粉砂,未见非正常沉积,富含浮游有孔虫、钙质超微化,硅藻、放射虫也较丰富,为典型的上陆坡沉积.2 分析方法及稳定同位素特征本柱状样长250cm,其中0～100cm段,按1cm连续取样;10～250cm段,按2cm取样,共取175个样品作碳、氧稳定同位素分析.样品先用0.063mm孔径的筛进行冲洗之后进行有孔虫鉴定,并挑选其中个体大小接近的袋拟抱球虫作稳定同位素测定.样品在甲醇中用超声波清洗后,放在小玻璃舟内压碎,放入350℃炉内烘烤去除有机质,在0,5Pa的真空条件下与无水磷酸反应生成二氧化碳,去水后,通入质谱进行测定.     

陡山沱期古海水的硫和碳同位素变化

利用从碳酸盐岩中提取微量硫酸盐的方法, 实现了扬子地区陡山沱组海相碳酸盐岩地层连续的硫和碳同位素组成测定. 未受成岩作用改造的同一样品的硫和碳同位素分析结果能够同时给出扬子地区陡山沱期古海水的硫和碳同位素组成. 获得的高分辨率陡山沱期硫酸盐的硫同位素年代曲线可能反映了“雪球地球”事件之后全球古海洋的硫同位素变化趋势, 它与同时期的碳同位素年代曲线变化相似. 陡山沱期早期古海水的δ³⁴S值出现超过20‰的正漂移, 同期δ¹³C值也出现高达10‰的正漂移, 使古海水的δ³⁴S值和δ¹³C值分别达到+46.4‰和+6.9‰的高值. 在陡山沱期中期古海水的δ³⁴S值的变化幅度相对较小, 对应于较高的δ¹³C值. 随后, 古海水的δ³⁴S值呈现较强烈的振荡, δ¹³C值也有类似表现. 在陡山沱期末期海水的硫和碳同位素都出现了大幅度的负漂移, δ值分别降到-10.1‰和-5.7‰. 扬子地区陡山沱期古海水的硫和碳同位素组成与变化意味着南沱冰期之后的海洋环境发生了急剧变化, 环境十分有利于生物繁衍与活动, 那时的生物产率和有机碳埋藏速率曾达到很高的水平. 不过, “雪球地球”之后的环境并不稳定, 全球的气候与环境可能都曾发生过波动与反复. 发生在陡山沱末期海水的硫和碳同位素的负漂移是一次全球性事件, 可能与深部海水氧化有关.     

墨西哥湾北陆坡区冷泉碳酸盐岩脂肪酸及碳同位素特征

对墨西哥湾北部水深约540m的上陆坡GC185区(GC-F样品)和水深约2200m的下陆坡AC645区(AC-E样品)冷泉碳酸盐岩中的脂肪酸及其单体化合物的δ13C进行了分析.在AC-E和GC-F冷泉碳酸盐岩样品中检测到了30多种脂肪酸化合物,均以主峰碳为C16的低碳数(C20)脂肪酸为主,具偶碳优势,主要包括正构脂肪酸、异构(i-)/反异构(ai-)脂肪酸以及带支链的(iso/anteiso)奇碳数脂肪酸.其中n-C12:0,n-C13:0,i-C14:0和n-C14:0具有明显偏低的δ13C值(-39.99‰~-32.36‰),可能来源于冷泉生物.n-C18:2和C18:1△9具有相同的碳同位素值,可能来源于冷泉渗漏区贝氏硫细菌属/辫硫菌属.支链奇碳数脂肪酸(iso/anteiso-C13~C17)具有特别负的δ13C值(-63.95‰~-44.17‰),明显不同于其他类别脂肪酸的碳同位素值,推断这类化合物是海底渗漏区甲烷厌氧氧化过程中的硫酸盐还原细菌生命活动的产物.     

中元古代雾迷山组碳酸盐岩碳和氧同位素组成及海平面变化

北京十三陵地区雾迷山组(1310～1207 Ma)白云岩的δ13C数值范围从-1.5‰～1.5‰ (PDB),δ18O数值范围一般为-4‰～-5‰ (PDB).它们碳同位素组成具有旋回性变化的特征.δ13C从地层层序的边界发生正偏移,至1.5‰(PDB),然后发生负偏移至-1.5‰(PDB).有时,在δ13C为负值的层段δ18O数值较高,约为-4.0‰(PDB).碳、氧同位素组成的这种特征可能与海平面变化相关.     

周口店第1地点用火的磁化率和色度证据

针对周口店北京猿人遗址是否存在原地用火证据的争议,对遗址第1地点第4堆积层(据贾兰坡1959划分方案)中新发现的疑似用火遗迹进行系统野外采样以及磁化率和色度测量.结果显示,部分疑似用火区沉积物的磁化率、红度均显著异常,磁化率值较周围沉积物高出22倍,红度高出近3倍.高磁化率值和高红度值分别由高温作用过程中新生成的细粒磁铁矿和赤铁矿颗粒引起.漫反射光谱分析表明,疑似用火区沉积物的赤铁矿-针铁矿组成与平面其他部位及第2,3地点自然样品显著不同.磁化率随温度变化特征进一步揭示出疑似用火区沉积物很可能经历了700℃以上的加热,而自然火一般无法达到如此高的温度.这些磁性、色度异常的沉积物很可能受到人类控制用火的作用,但其为原地用火区堆积还是曾经历再搬运,还需要进一步研究.     

桂林丫吉村表层带岩溶土壤系统中δ~(13)C值的变异

以桂林丫吉村岩溶试验场坡地岩溶土壤系统为对象,定位采集和测定分析了该系统中空气、植物体、土壤和水等系列样品的δ13C值.结果表明,岩溶土壤系统中δ13C值不仅存在土壤固相有机碳、土壤空气CO2和土壤水重碳酸盐等库间的广泛差异,而且有明显的深度变化和季节变化,7月的地面空气、土壤空气和土壤水的δ13C值比4月轻1‰～4‰（PDB）;系统中水、气相活跃迁移碳组分的δ13C值与土壤有机碳和土壤CO2有十分密切的关系.     

大气中碳酸盐的碳同位素分析及其来源指示意义

建立了Kiel碳酸盐装置Ⅲ和MAT 252气体质谱仪联机测量大气中微量碳酸盐样品碳同位素组成的测试方法, 并应用这一方法对2002年3~4月在西安采集的正常和沙尘暴大气样品中碳酸盐碳同位素组成进行了测定. 结果表明, 基于我国西北沙漠-黄土-古土壤体系中碳酸盐δ¹³C的演化原理, 对比两种不同天气下碳酸盐的δ¹³C值可以推知其来源和成因特征, 即沙尘暴大气碳酸盐δ¹³C约为-1.4‰~-4.2‰, 主要与粉尘源区风成砂物质有关; 而正常天气下碳酸盐δ¹³C约为-7.5‰~-9.3‰, 主要与局地表土细粒子释放有关. 对3月20日在西安采集的沙尘暴样品与源区沙漠物质以及下风区气溶胶样品的碳酸盐稳定碳同位素的对比分析表明, 大气碳酸盐δ¹³C在长距离输送中变化不明显, 因此它是一个比碳酸盐含量更好的指示来源物质的指标, 可为确定沙尘暴源区提供一个新的示踪工具.     

珠穆朗玛峰极高海拔地区表层雪化学元素浓度特征

对珠穆朗玛峰极高海拔地区(6500~8844 m)表层雪化学元素浓度及空间分布进行了分析. 结果表明, 表层雪中元素随海拔高度并未表现出明显的规律性变化, 这主要是由于高海拔地区的强风扰动引起表层雪的重新分布所造成; 另外局地裸露基岩的粉尘输入对表层雪中的陆源元素随海拔的分布有较大影响. 对比1975年同海拔样品元素浓度值发现, 2005年样品除少数地点的个别元素外, 均低于1975年. 这表明因采样和测试技术手段的进步, 2005年样品元素浓度测试的准确性更高. 与全球其他地区降水样品相比, 珠峰样品中的稀有元素与南北极及格陵兰地区雪样中的化学元素浓度大致相当, 并且其含量远远低于受人类活动影响强烈的城市地区, 说明珠峰受人类活动影响甚微, 可以作为世界偏远地区大气环境背景的代表.     

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).     

湖北郧西黄龙洞古人类用火证据

2004年发现的湖北郧西黄龙洞更新世晚期人类遗址经过3次发掘出土了7枚古人类牙齿化石、古人类制作使用的工具、大量动物化石及其他古人类活动的遗迹. 在2006年对黄龙洞进行的第3次发掘中, 在人类化石层位发现了大片的黑色物质, 疑为古人类用火证据. 采用微观形态分析、碳元素含量测定及地层高温事件检验3种方法对可疑的燃烧地层样品进行了检验分析, 结果显示: 可疑燃烧样品碳元素含量达到64.59%~73.29%, 明显高于取自附近对比样品的碳元素含量范围5.82%~9.49%; 对可疑燃烧样品的微观形态分析发现有薄壁细胞、纤维细胞、射线、导管等植物结构, 这些特征清楚地表明黑色物质是植物燃烧后留下的炭屑, 燃烧的植物可能是被子植物阔叶树; 高温磁化率测量证实可疑燃烧地层经历过高温事件. 基于这些检验可以确认在黄龙洞发生过燃烧. 根据对遗址自然情况及人类在洞内活动证据的分析, 认为这些燃烧是当时人类进行控制性用火活动所致.     

湖相有机质的氢指数及碳同位素组成——湖面波动评价的指标——以RH孔为例

氢指数(HI)分析已广泛地用于油源岩的特性研究.由于HI分析用样量少、速度快、费用少和时间短等优点,已成为评价湖泊沉积环境的一种指标,并取得了良好的效果.本文根据RH孔沉积有机质的HI,结合本孔中总有机碳(TOC)含量及其δ~(13)C值的组成,讨论了RH孔中HI所指示的环境意义.1 样品与实验RH孔(33°54′N和102°32′E,3400m a.s.l.)位于青藏高原东部若尔盖盆地内,于1992年7月完钻,总进尺120.48m,取芯率在90%以上.RH孔顶部4.1m以上,用附近的天然剖面从层位上进行拼接.天然剖面取样38个,RH孔取样494个.