话说南极地质

地球科学家告诉我们,行星地球的结构就像一个鸡蛋,但比鸡蛋更圆些。我们脚下的岩石属于地壳,平均厚度30～40千米,而大洋底的地壳仅仅厚10千米。地壳下面是地幔,地幔的上层部分是固态的,与地壳一起统称为岩石圈。岩石圈大约厚100多千米,但与地球半径     

贺兰山地区震旦系碳酸盐岩碳氧同位素分析

对宁夏贺兰山地区出露的震旦系碳酸盐岩进行了详细的野外地质调查和碳氧同位素分析测试, 发现该地区震旦系正目观组碳酸盐岩碳同位素表现出一定的变化规律： 由北到南的几条典型剖面中δ¹³C值自下向上均逐渐减小, 变化范围都集中在?4.51‰~0.11‰, 最大负偏值达到了?6.88‰. 兔儿坑组中发现的宏体生物化石在华南灯影组中部出现, 从而将正目观组和兔儿坑组的形成时代限定在震旦纪. 冰川的发育导致了极端寒冷的气候, 海洋中有机质大幅降低, δ¹³C值出现普遍的负偏. 兔儿坑组代表了冰期的结束, 生物的复苏, 海洋中有机物含量增加. 通过与全球其他地区同期地层碳氧同位素分布的投图对比, 发现正目观组冰期沉积的形成时间可能晚于Gaskiers冰期, 研究其为探讨埃迪卡拉纪华北板块的古海洋、古地理环境和生物演化起了重要作用, 为全球同期地层碳氧同位素数据库提供了新的补充.     

南极地质大发现

<正>提起南极洲,大家的脑海中总会想起白茫茫的冰雪、刺骨的寒风以及那些可爱笨拙的企鹅。那里是地球上最寒冷的地方,也是最荒凉孤寂的大陆,人称冰雪高原或白色沙漠。南极洲有超过98%的地域都被冰川覆盖着,冰层最厚处超过4000米。可是在这厚厚的冰层之下,到底隐藏着怎样的秘密?我们究竟该如何探究南极的地质情况呢?     

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。     

南极冰盖雪冰氢、氧稳定同位素气候学：现状与展望

南极雪冰稳定同位素作为良好的气候代用指标为过去全球变化研究做出了巨大贡献. 本文系统总结了南极冰盖雪冰δD、δ¹⁸O、过量氘和过量¹⁷O空间分布规律及影响因素, 着重阐述了雪冰稳定同位素代用指标重建过去气候变化的可靠性与适用性. 在此基础上, 综述了南极深冰芯稳定同位素气候记录研究取得的最新进展, 并结合现有南极雪冰同位素研究中存在的问题对下一步的研究进行了展望.     

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.     

扬子克拉通北缘显生宙碎屑沉积岩Mo同位素初步研究及其地质意义

通过对扬子克拉通北缘西乡-碑坝小区寒武纪-侏罗纪碎屑沉积岩的Mo、Nd同位素进行测定, 结合微量元素数据分析, 结果表明, 该区寒武纪-侏罗纪碎屑沉积岩的d 98Mo变化范围在-0.65‰ ~ +1.87‰之间, eNd(t)变化范围在-1.46 ~ -10.90之间. 茅口组晚期一个样品(4820)具有相对偏正的δ⁹⁸Mo和ε_Nd(t)(0.97‰, -1.46), 有可能与二叠纪晚期峨眉山地幔柱的喷发过程中, 扬子克拉通北缘古海水中富集的大量硫化氢有关, 此时海水中的MoO₄^2-转变为MoS₄^2-, 并具有偏正的Mo同位素组成. 晚二叠世长兴期样品(4814)也具有明显偏正的δ⁹⁸Mo(1.87‰), 但eNd(t)相对偏负(-10.90), 并具有相对较高的总有机碳(TOC)含量和总硫含量(TS) (分别为1.52%, 2.02%), 暗示该时期具有较高的初级生产力和有机碳埋藏量, 似乎表明脱硫酸还原作用产生的大量HS^-, H₂S与同期海相沉积岩明显偏正的δ⁹⁸Mo有一定的耦合性. 研究显示, 古大陆边缘碎屑沉积岩的Mo同位素变化, 与区域构造活动及产生的环境效应存在一定的相关性, 可以作为指示区域古环境演化的有效示踪剂.     

钙钛矿的氧同位素分馏

钙钛矿(CaTiO_3)是金伯利岩中的特征副矿物,偶尔可以成为主要组成矿物.它也常以副矿物形式存在于许多碱性岩和某些变质岩中.具有钙钛矿结构的硅酸盐是下地幔的重要组成矿物.因此,理解钙钛矿的氧同位素分馏性质不仅对于含这种矿物的地壳地幔岩石的地质测温和热历史探索,而且对于地幔的化学结构研究具有重要意义.然而,至今尚未有人对钙钛矿的氧同位素分馏进行深入系统的研究.仅加拿大的Gautason等对方解石-钙钛矿之间的氧同位素分馏做了初步实验测定.本文根据作者建立的增量方法,从理论上计算了钙钛矿的氧同位素分馏.     

南极中山站紫外辐射的初步研究

南极春季臭氧减少,使到达地面的紫外辐射明显增加,对极区生物圈环境与全球生态系统都有重要影响.1993年起,我们在中国南极中山站(69°22′S,76°22′E)分别建立了辐射和臭氧观测系统,获得了紫外辐射和臭氧的连续观测资料.本文主要分析1993年2月～1994年12月紫外辐射和总辐射的变化特征,初步讨论南极春季臭氧减少与紫外辐射和总辐射的关系.1 观测仪器观测用的采样系统是RYJ-2全自动辐射记录仪,瞬时值分辨率为1W/m~2,时累值为0.01MJ/m~2,采样速率为1min,精度为0.6%.观测项目有紫外辐射、总辐射和反射辐射.紫外辐射和天空辐射表均系美国EPPLEY公司生产的适用于低温环境下的传感器,紫外辐射波长为290～385nm,灵敏度为160μV/W·m~(-2),仪器运往南极观测前在中国气象局计量中心进行了标定.同期进行的紫外辐射B波段(波长为285～325nm)和臭氧观测仪器在文献[1]中已作说明.2 紫外辐射的变化特征     

南极戴维斯站地区海相与冰碛相石英砂表面结构特征的初步研究

南极特定的自然环境造成独特的地貌景观与沉积物,即大规模的冰盖消长与海面升降为该区的主要塑造营力,相应的形成了独特的冰碛石英砂及海相石英砂,且不同于我国同种成因类型的石英砂。本文仅例举晚更新世时期的海相与冰碛相石英砂的研究结果。     

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。     

中国同位素地质年表

在1980—1985年间,我们系统地研究了我国各时代地层的界限年龄和重大地质事件年龄。根据我们这次工作成果并引用了国内已有的少数基点资料,共计78个基点,108个界限年龄数据,提出了用我国基点编制的,以纪和重大地质事件为时间单位的中国同位素地质年表     

扬子克拉通黄陵地区崆岭杂岩Sm-Nd同位素地质年代学研究

系统的地质 及Ｓｍ－Ｎｄ同位素年代学研究表明,扬子克拉通黄陵地区崆岭杂岩中斜长角闪岩和ＴＴＧ片麻岩的成岩年龄分别为２７４２和２７２８Ｍａ。ＴＴＧ片麻岩具较老的ＴＤＭ值和负的εＮｄ（Ｔ）值,暗示在其形成之前。扬子克拉通可能已存在更古老的地壳物质。     

改进的有机氧同位素分析法

自然档案(树轮、泥炭、湖泊沉积和古土壤等)的有机氧同位素组成,可以作为气候和环境变化的定量或半定量化代用指标,但有机氧同位素分析法的难度制约了这一领域的发展。Edwards等在前人基础上,发明了可重新密封的镍管裂解法,可以视为一次革命性突破。这一方法具有高的数据再生率(变化范围仅为±0.1‰～±0.55‰)、高的系统稳定性、操作上的方便和降低的分析费用等优点。我们根据Edwards等提供的资料,对原系统作了部分改进,首次在我国建立了有机氧同位素分析法。除了保留原方法的优点外,我们的方法还使操作费用和操作难度进一步降低。     

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     

荣城榴辉岩的氧同位素组成

荣城3类经历过超高压变质的榴辉岩具有明显不同的氧同位素组成. 产于区域片麻岩和超镁铁岩中的榴辉岩具有通常榴辉岩的氧同位素组成, 而产于大理岩中的榴辉岩特别富集¹⁸O. 各类榴辉岩的石英-石榴石氧同位素温度大体指示榴辉岩的形成温度, 由此估计榴辉岩的峰期变质温度平均略高于800℃, 与其他地质温度计估计的温度基本一致. 荣城杨官屯大理岩中榴辉岩包体的δ¹⁸O值远比大别山和苏鲁地体其他地区的榴辉岩(包括大理岩中的榴辉岩包体)都高. 矿物的氧同位素分析结果表明荣城的榴辉岩形成温度总体上高于大别山和苏鲁西南部地区, 而不同矿物对估计的同位素温度数据分散反映该地区超高压榴辉岩抬升期间普遍遭受过叠加变质作用.     

南极乔治王岛第三纪火山岩Sr,Nd和Pb同位素研究

1 地质背景乔治工岛是南极南设得兰群岛中最大的岛屿,面积约1200km~2,大部分地区长年被冰雪覆盖.全岛广泛分布第三纪火山岩,也零星出露相应侵入岩及晚中生代和第四纪火山岩.南设得兰群岛是一发育于硅铝质基底之上的、时代为侏罗纪-第三纪的陆缘火岩弧,其岩浆活动受太平洋板块向南极大陆板块的俯冲所制约;它曾是南极大陆西部濒太平洋边缘的一部分,直到约2Ma前,在俯冲作用停止和边缘盆地布兰斯菲尔德海峡张开后才从南极半岛西北部分离出来(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     

柴达木盆地盐湖氯同位素组成的初步研究

柴达木盆地海拔高,气候干燥,分布着诸多盐湖,有着丰富的盐类及卤水资源,为氯同位素地球化学的研究提供了良好的场所.本文对柴达木盆地盐湖卤水、盐类矿物、咸水湖水及部分补给水的氯同位素组成进行了初步研究.文中采用海水为标准,用以计算δ~(37)Cl(‰)的值,对海水的~(37)Cl/~(35)Cl比值测定精度为0.022%(SD).     

辽东前寒武系同位素地质年代学研究

辽东是我国前寒武系地层出露较好的地区之一。本区太古界变质岩系属于高级区岩系,清原群、鞍山群古陆核由云英片麻岩、长英片麻岩。含辉石的斜长角闪岩、磁铁紫苏麻粒岩、二辉麻粒岩、斜长角闪片麻岩等组成,夹条带状含铁建造。除云英、长英片麻岩等外,多数岩石可恢复为基性-超基性镁铁质喷发岩。从早元古代开始,骤然扩大了水圈,辽河群下部还有一些酸性火山岩(下辽河亚群或宽甸群),从辽河群中上部开始,沉积建造占优势,在区域变质作用