腕足化石壳体氧、碳同位素生命效应问题研究

利用产于四川龙门山地区中泥盆统吉维特阶的腕足化石,在保证测试分析精度相同的条件下,对原始生活环境相同、保存程度相同的化石进行了科、属、种3个级别上氧、碳同位素组成的对比,所研究的化石都没有显示出可检测的同位素生命效应.已有的腕足化石具有氧、碳同位素生命效应的认识很可能源于原始生活环境不尽相同和(或)保存程度不同的腕足化石的对比研究.因此腕足化石壳体是研究碳酸盐岩原始氧、碳同位素组成的较为理想的样品.     

重庆北碚嘉陵江组第三—第四段碳酸盐岩碳同位素组成对古海水代表性

早三叠世海水的碳同位素组成是近年来地学研究的热点之一,但全球早三叠世碳同位素组成并没有获得统一的认识。上扬子地区早三叠世晚期普遍发育蒸发岩,地表剖面则因表生成岩作用而形成一套夹盐溶角砾岩及次生灰岩的碳酸盐地层,其地球化学信息不同程度地偏离海水,因而样品成岩蚀变性对古海水碳同位素组成的代表性的评估显得十分重要。本文以中、下三叠统界线清楚的重庆北碚剖面为对象,研究了下三叠统嘉陵江组第三、第四段和中三叠统雷口坡组底部样品的元素组成,碳、氧同位素组成及彼此之间的相互关系,选择Mn含量和氧同位素作为条件评价碳酸盐岩的成岩蚀变性及其对海水碳同位素组成的代表性,在此基础上建立了早三叠世晚期海水的碳同位素演化曲线。研究表明:(1)北碚剖面嘉陵江组第三、第四段(嘉三、嘉四段)及雷口坡组底部碳酸盐岩的Mn、Fe含量与碳同位素组成之间具有良好的负相关性,氧同位素组成和碳同位素组成之间则具有良好的正相关性,大量样品具有低δ18 O值、低δ13 C值以及较高Mn、Fe含量的特征,说明其碳同位素组成偏离海水。(2)以δ18 O-7.5‰、方解石的Mn质量分数100×10-6、白云石的Mn质量分数120×10-6为评价条件,北碚剖面嘉三、嘉四段(含雷口坡组底部)的73个样品中有38个需要在建立海水碳同位素曲线时剔除,占全部样品的52%。其中嘉四段需要剔除的样品占嘉四段样品的78%,而嘉三段的该数值为11%,说明作为原始沉积的灰岩段对海水地球化学信息保存较好,而分布盐溶角砾岩及次生灰岩的层位对海水地球化学信息保存很差。(3)氧同位素作为成岩蚀变评价标准比Mn含量更为苛刻,并可基本覆盖Mn含量评价条件,说明对于嘉三—嘉四段这样的石灰岩—白云岩—蒸发岩地层的地表剖面的样品来说,选择氧同位素作为评价条件可较好地对碳同位素的原生性进行控制。(4)白云岩对海水地球化学信息总体上保存较好,与相邻石灰岩相比,白云岩具有更高的δ18 O和δ13 C值,但其原因仍然需要进一步研究,可能与同位素分馏系数的差别以及白云岩形成于盐度更高的流体有关,因而白云岩所代表的海水地球化学信息可能不完全与伴生石灰岩相同。(5)除绿豆岩附近出现了短时间的变化超过4‰的大幅度波动以外,早三叠世晚期海水的碳同位素演化相对平稳,大致在-0.3‰~-1.8‰的范围内波动,呈现一个低幅的"V"字形,显示早三叠世晚期地球生态的恢复与碳循环系统的重建。     

碳酸盐岩碳、氧同位素分析激光微取样技术

碳酸盐岩碳、氧同位素分析激光微取样技术是利用高能聚焦激光束与碳酸盐岩样品作用,热分解产生CO₂气体,经真空提纯净化后送质谱仪分析测定其C、O同位素值。其空间分辨率优于20μm,能有效地对碳酸盐岩各细微组分结构分别取样,以满足同位素地质学研究的需要。经标样测定,δ¹³C和δ¹⁸O的最好分析精度可达±0.22‰(σ),与常规磷酸分解法分析精度相;δ¹³C无明显分馏现象,δ¹⁸O分馏明显,但对同种矿物是一个常量(方解石偏负1.72‰;白云石偏负1.59‰)易于校正。激光微取样主要应用于碳酸盐储集岩样品碳、氧同位素分析,能较好地解释油气储层孔隙演化和成岩过程。     

无机-有机杂化策略制备二维纳米碳材料及其电容性能研究

通过无机-有机杂化的方式,将葡萄糖插层到六水合氯化高铁层板间,采用一步碳化和酸刻蚀技术制备得到二维结构纳米碳材料。利用扫描电镜、透射电镜、热重分析仪、X射线衍射、拉曼光谱等表征方法对样品的微观结构和组成进行了分析。以6 mol/L KOH为电解液,采用三电极体系对所得的二维纳米碳材料进行电化学测试。结果表明,在0. 5 A/g电流密度下,所制备的二维碳材料质量比电容可以到达236 F/g,当电流密度上升到10 A/g,比电容依然能维持在201 F/g,比电容保持率为85. 2%,具有良好的倍率性能;同时该电极还具有优异的循环稳定性,经过1 000次充放电循环过程,比容量几乎无衰减。     

巢湖地区早三叠世晚斯密斯亚期含鱼化石碳酸盐岩结核的地球化学特征及其地质意义

以安徽省巢湖地区下三叠统和龙山组顶部的黑色泥页岩段及其产出的含鱼化石碳酸盐岩结核为研究对象, 综合岩相学、地球化学(主微量元素和碳、氧同位素)和环境矿物学等分析手段, 探讨富有机质页岩中含鱼化石碳酸盐岩结核的形成机制及可能的地质环境指示意义。结核中心三维保存的鱼化石和较高的碳酸盐含量(80%)表明结核形成于早期成岩阶段, 结核内部呈同心环状结构, 从中心至边缘, 碳酸盐矿物含量降低, 硅质碎屑矿物增多并逐渐出现纹层, Fe和S含量升高、δ¹³C值增高、δ¹⁸O值降低和TOC含量逐渐增多等特征均表明结核为同心生长模式。对围岩中草莓状黄铁矿的粒径分析结果表明, 结核形成于硫化还原环境。结核出现在斯密斯亚阶与斯帕斯亚阶界线(SSB)之下1 m处, 与界线层有机碳埋藏增加、碳同位素组成快速正漂移(δ¹³C = -1.3‰~1.9‰)和水体硫化还原事件吻合, 有潜力作为华南地区SSB的辅助识别标志。     

铁瓦殿剖面奥陶系碳氧同位素地层学研究

对铁瓦殿剖面奥陶系碳酸盐岩进行了系统的碳氧同位素样品采集和分析，建立了一条较完整的奥陶系碳氧同位素剖面，研究结果表明，碳氧同位素在对奥陶系划分与对比中，特别是对大区域的年代地层学对比，是一种有用的工具。     

塔里木盆地基性岩“球粒”特征及成因研究

通过塔里木盆地野外采样的玄武岩典型杏仁体和钻井取芯的基性岩“球粒”的岩相学和碳、氧同位素地球化学对比分析,对塔里木盆地基性岩“球粒”特征及成因进行了研究.综合分析表明,“球粒”和杏仁体虽然宏观特征相近,但在微观特征和碳、氧同位素组成上具有明显的差异:“球粒”不具环带结构,边部重结晶作用明显,同一样品不同“球粒”的δ13C和δ18O相差较大；杏仁体普遍具环带结构,结晶颗粒较大,同一样品不同杏仁体的δ13C和δ18O较为接近.岩相学特征和碳、氧同位素地球化学特征均表明基性岩中的“球粒”是岩浆捕掳沉积碳酸盐岩围岩碎块而成的,与典型杏仁体的次生矿物充填气孔成因明显不同,因而推测钻遇的基性岩为侵入岩,相关层系并非一定发生过火山活动.     

塔里木盆地基性岩“球粒”特征及成因研究

通过塔里木盆地野外采样的玄武岩典型杏仁体和钻井取芯的基性岩"球粒"的岩相学和碳、氧同位素地球化学对比分析,对塔里木盆地基性岩"球粒"特征及成因进行了研究。综合分析表明,"球粒"和杏仁体虽然宏观特征相近,但在微观特征和碳、氧同位素组成上具有明显的差异:"球粒"不具环带结构,边部重结晶作用明显,同一样品不同"球粒"的δ13C和δ18O相差较大;杏仁体普遍具环带结构,结晶颗粒较大,同一样品不同杏仁体的δ13C和δ18O较为接近。岩相学特征和碳、氧同位素地球化学特征均表明基性岩中的"球粒"是岩浆捕掳沉积碳酸盐岩围岩碎块而成的,与典型杏仁体的次生矿物充填气孔成因明显不同,因而推测钻遇的基性岩为侵入岩,相关层系并非一定发生过火山活动。     

鄂尔多斯盆地东南部马家沟组碳酸盐岩碳氧同位素特征及意义

对鄂尔多斯盆地东南部马家沟组白云岩和灰岩的碳氧同位素进行测定。结果显示,样品的碳氧同位素值分布较为离散,二者的相关性仅为0.18,氧同位素平均值为-8.34‰;对锰、锶元素含量进行测定,计算ω(Mn)/ω(Sr)平均值为1.4,表明采集样品大部分受后期成岩蚀变影响小,可较好地代表原始地层的沉积特征。马五段、马六段样品的碳氧同位素值变化差异明显:马五段白云岩δ13C在-1.33‰~1.01‰(PDB),δ18O值在-9.58‰~-6.46‰(PDB),为中低负值;马六段灰岩δ13C在-6.75‰~0.92‰(PDB),δ18O值在-11.36‰~-7.33‰(PDB),马六段的碳氧同位素值较马五段离散,且发生了明显的负漂移。Z值与碳同位素值具有较高的相关性,而与氧同位素值相关性低,仅作为该区古盐度变化的相对参考值。碳氧同位素值与Z值所反映的环境信息表明,鄂尔多斯盆地东南部马家沟组马五期为海退期,海水循环性差,气候干旱炎热,处于蒸发环境,海水盐度较高。马六期形成的灰岩由于长期裸露地表,受到大气淡水淋滤作用的影响,角砾泥晶灰岩发育,其碳氧同位素值较低。     

川东北宋家洞石笋氧碳同位素周期分析

对采自川东北宋家洞的石笋SJ3的氧碳同位素值进行了小波分析和REDFIT分析,得到以下结果:(1)氧同位素值在18.3～17.5 ka有显著的174 a的周期,碳同位素值在16.2～15.4ka、18.3～17.8ka有显著的174 a的周期;(2)氧碳同位素值的周期与太阳活动周期有关。这些表明石笋记录在短时间尺度上与太阳活动存在显著关联。     

Different fossil brachiopod skeletal microstructure of different information on carbon and oxygen isotope contents

Whether there is isotope fractionation caused by metabolism (vital effect) of bra-chiopods in geologic time with their shells' δ18O and δ13C has been studied intensively in the field of carbonate isotope geochemistry in the last decade. The approach to dealing with the problem is by comparing isotopic compositions between different fossil brachiopods with their secondary shells which usually consist of two kinds of layers: prismatic layer composed of prismatic low-Mg calcite crystals, and fibrous layer comprising fibrous ones. The isotopic compositions of the two secondary layers have been investigated by comparison of carbon and oxygen isotopic compositions between five genera of Atrypidae collected from Givetian, Middle Devonian in Longmenshan, Sichuan Province, China. Due to different microstructures of the two secondary layers, their abilities to prevent from being altered by diagenesis are also different, thus in their state of preservation. The fibrous layer is more susceptible to the diagenetic alternation than the prismatic one in the way of microfracture filling between fibrous crystals in the elongated direction. Consequently, the isotopic compositions of the fibrous layer are systematically lower than those of the prismatic layer in their δ18O and δ13C by (0.53 ± 0.08)‰ and (0. 12 ± 0.04)‰, respectively. This suggests that further studies of vital effects with brachiopod in geological times by comparison of isotopic compositions in the secondary shell take into consideration of the different states of preservation between the fibrous and the prismatic layer.     

Shell concentrations of Early Silurian virgianid brachiopods in northern Guizhou: Temporal and spatial distribution and tempestite formation

Shell beds in the uppermost Xiangshuyuan Formation and its coeval Upper Shihniulan Formation (Lower Silurian), northern Guizhou, SW China, are interpreted as tempestites occurring on the Upper Yangtze Platform. The shells are dominated by two endemic and transient virgianid (brachiopod) taxa, Paraconchidium shiqianensis and Virgianella glabera, which vary in relative abundance and deposited as fragments of valves with cemented micrite that differs from the surrounding sediment, demonstrat- ing that the shells were not originally preserved in growth positions. The thicknesses of individual shell layers vary from ten centimeters to more than four meters. Shells had been strongly stirred up by high-energy currents, mainly caused by ocean storm events and probably related to the profile of the geographic shape of the coastline. Fragmentation of shells, in particular, their thinning anterior parts of ventral and dorsal valves are more intensive. The benthic assemblages are from lower BA2 to upper BA3 in depth, assigned to near shoal belt in geographic background. Breakage and stacking density are of the indexes of proximal and distal transportations. Northern Guizhou was located within the lower latitudes of the Southern Hemisphere during the Silurian time, and obviously affected the depth of the virgianid inhabitation. Most of these shells were disturbed repeatedly by surges. It is inferred that on average, several ten thousand years of growth of shells were required for development of shell layers, followed by storm disruption.     

天全龙门下泥盆统的划分及填图单位的确定

天全龙门下泥盆统按岩性特征被分为平驿铺组和甘溪组，从甘溪组中识别出两个腕足化石带：Ｄｉｃｏｅｌｏｓｔｒｏｐｈｉａｐｕｎｃｔａｔａ延限带和Ｅｕｒｙｓｐｉｒｉｆｅｒ－Ｒｏｓｔｒｏｓｐｉｒｉｆｅｒ组合带。文章还将其与北川甘溪下泥盆统进行了对比。     

夹层圆板和夹层扁球壳非线性弯曲的进一步研究

以幂函数为试函数,用配点法计算了夹层圆板和夹层扁球壳的非线性弯曲．夹层板壳采用较精确的刘人怀模型（考虑表板弯曲刚度）,求得了夹层圆板的挠度、内力,首次求出了夹层扁球壳的上、下临界荷载．所得的结果同Reissner模型（不考虑表板弯曲刚度）的结果做了比较．提出并使用了效率较高的抛物线法计算临界荷载．     

旋转薄壁圆柱壳的高节径振动特性以及篦齿结构的影响

本文利用传递矩阵法研究旋转薄壁圆柱壳的静态固有频率和行波特性,特别是其高节径振动特性以及壳体外壁周向篦齿结构（即密封齿）对固有特性的影响．首先基于Love壳体理论,引入科氏力和离心力,建立考虑旋转态的薄壁圆柱壳的动力学控制方程．然后,介绍了进行圆柱壳固有特性分析的传递矩阵法．对比分析分别由传递矩阵法和解析法得到的、三种边界条件（两端简支、两端固支和一端固支一端自由）下的旋转薄壁圆柱壳的高节径模态特性．最后,利用传递矩阵法对带有篦齿结构的旋转薄壁圆柱壳进行了计算,分析了篦齿结构对其高节径振动固有特性的影响．     

Aragonite-calcite transformation in fossil snail shells of loess sequences in Loess Plateau, Central China

The methods of X-ray diffraction (XRD) and ICP-AES are applied to analyzing the mineral composition of modern and fossil snail shells in Luochuan section and Xifeng section. The results show that the mineral phase of calcium carbonate in modern snail shells is aragonite, but for some fossil snail shells in certain layers of loess sequences, a part of aragonite is transformed into calcite. In Luochuan and Xifeng sections, the stratigraphic borderline of aragonite-calcite transformation appearing obviously is between L5 and L6. Under the earth surface condition, the aragonite-calcite transformation is influenced by the factor of temperature only in a long time scale. It seems that the pressure is not the factor influencing the aragonite-calcite transformation. The results also show that existing age of snail shells is possibly the dominant and principal factor for the aragonlte-calcite transformation. To a certain extent, thed egree of aragonite-calcite transformation in snail shell is controlled by the content of trace element, such as Mg^2 . The trace element can improve the stability of snail shell aragonlte and impede the process of aragonite transforming into calcite.     

不同厚度壳体装药在混凝土中爆炸的实验研究

为研究装药壳体厚度对混凝土毁伤效果的影响,设计了不同厚度壳体装药和无边界效应的混凝土靶板,并进行了实验.实验结果表明,在壳体厚度较小时,爆坑体积比裸装药炸药时的爆坑体积大;当壳体厚度增大时,爆坑体积呈下降趋势.随着壳体厚度的增加,壳体破碎性下降.通过空气冲击波超压测试,并结合经验公式计算了形成空气冲击波的能量占炸药爆炸总能量的比例.     

任意变厚度旋转扁薄壳非线性稳定的样条函数解法

为解决计算矢高特大的扁壳的收敛问题，以三次B样条函数为试函数，用配点法计算了任意变厚度的旋转扁薄壳的非线性稳定．给出了均布或多项式分布荷载作用下，等厚度、线性、指数型或多项式型变厚度的圆锥壳、球壳或四次多项式型旋转壳的上、下临界荷载．所得的结果同其他方法包括有限单元法的结果做了比较．在均布荷载作用下，等厚度球壳的矢高为其厚度的6052倍时，对上临界荷载的计算仍取得了收敛的数值结果．用样条配点法编写的程序具有精度高、收敛范围特大、输入的数据和计算时间少的优点．     

龙门山雁门坝地区下、中泥盆统界线的腕足动物序列

本文在龙门山雁门坝泥盆系剖面下中统交界区划分出4个腕足化石带。依据现代终层学原则,将下中统界线确定在甘溪组顶部,以Xenospiriferfongi的首次出现为标志,此界线与国际界线层型相当。文中提出了在无指定化石带地区确定年代地层单位界线的方法。论证该段剖面沉积环境属泥质浅海陆栩。描述4个腕足动物新种。     

傅里叶变换红外光谱法对马氏珠母贝贝壳的研究

本文通过傅里叶变换红外光谱法对不同剖面层次的马氏珠母贝贝壳进行了研究。结果表明,马氏珠母贝贝壳的主要成分均为碳酸钙,并含有少量有机质。