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海洋有孔虫的硼同位素能够反映海水酸碱度值的变化,为研究大气CO2浓度在长时间尺度上的变化提供了一种新的手段,甚至可能超出冰芯所能企及的范围.天然样品中硼同位素的测定方法最为常用的是热电离质谱法,分为正热电离质谱法与负热电离质谱法.目前海洋有孔虫硼同位素分析主要应用负热电离质谱法,该方法最大的优点是所需要的样品量比较小(<1ng B),实验精度却相对比较高(0.6‰～2.0‰;2s.d.).近年来,基于常规负热电离质谱法发展的全蒸发负热电离质谱法通过分析完所有样品而有效降低分析过程中所发生的分馏效应所带来的影响,并使样品的信号最大化,该方法精度能够达到0.7‰(2s.d.).本文详细介绍了常规负热电离质谱法和全蒸发负热电离质谱法的各个分析步骤,包括样品前处理、涂样、质谱分析、同质异位素干扰以及实验分析精度等方面.随着实验分析技术的进展,海洋有孔虫硼同位索已被用来重建长时间尺度(百万年和千万年)和短时间尺度(冰期-间冰期)的大气CO2浓度变化.现有的研究证实利用海洋浮游有孔虫硼同位素重建的大气CO2浓度变化与Vostok冰芯记录的大气CO2浓度变化吻合地很好. 相似文献
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海洋浮游有孔虫中的硼同位素能够反映海水酸碱度的变化,从而为重建大气二氧化碳浓度的变化提供了一种新的手段,有望提供目前极地冰心记录所无法企及的百万年甚至千万年时间尺度上的大气二氧化碳浓度的变化。最近,海洋浮游有孔虫硼同位素的研究在实验分析技术(负热电离质谱法)、实验室偏差、同位素分馏系数、海水硼同位素长期变化以及各种次要因素等方面都取得了长足的进步,尤其是全蒸发负热电离质谱法的建立使硼同位素分析的样品需求量降到纳克级以下。不过,尽管海洋浮游有孔虫中的硼同位素作为大气二氧化碳浓度的替代指标很具有潜力,但还需要进行更加深入地研究。 相似文献
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测定了新疆罗布泊地区湖相沉积物CK-2钻孔样品的总有机碳含量（TOC）及其同位素组成、碳酸盐含量和C/N比值等环境代用指标,以及石膏矿物的质谱-铀系年龄。测试结果表明,20～9kaB.P.期间沉积物δ13Corg.在-23.4‰～-16.1‰之间波动且阶段性明显,与TOC呈现良好的相关关系,整体变化趋势同南极Dome C冰芯中记录的全球大气CO2浓度一致;C/N比值表明有机碳来源主要是陆生高等植物。因此大气CO2浓度变化是影响20～9kaB.P.期间罗布泊湖相沉积物δ13Corg.值变化的主导因素,周围山体上C3/C4植物相对生物量的变化则是另一重要因素。依据δ13Corg.的变化序列将此时间段湖区古环境的演化分成6个阶段:20.0～14.1kaB.P.期间受到末次盛冰期的影响,气温偏低,湖水丰沛;14.1～13.3kaB.P.是一个气候不稳定期,冷暖波动较频繁,但以暖为趋势;13.3～12.8kaB.P.期间经历了一段冷期,于12.8kaB.P.结束了末次冰期,随后气候开始转暖至11.8kaB.P.;其后气温再次变冷并维持到10kaB.P.;最后从10kaB.P.进入全新世暖期。δ13Corg.序列明显向偏负方向变化,表明该地区变暖的趋势相当明显。罗布泊地区日益干旱化是全球气候变化的结果,尤其是受到全球CO2浓度的不断升高所制约。 相似文献
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以往黄土-古土壤碳同位素的研究主要集中在东亚季风控制的干旱-半干旱黄土高原中北部地区,而对于秦岭南部暖温带季风性半湿润气候区黄土-古土壤序列有机碳同位素的研究鲜有报道。对比两种气候条件下的黄土有机质碳同位素组成可更广泛和深入地认识黄土碳同位素所指示的生态环境变化。为此,本研究选取了位于秦岭南麓的洛南上白川、刘湾两剖面,剖面厚度分别为74m和10m,以20cm间距采集上白川剖面38个样品,刘湾剖面51个样品。采用高温灼烧氧化法对全部样品有机质碳同位素组成进行测定,并将结果与黄土高原中部洛川和西峰剖面有机质碳同位素进行了对比。结果表明： 上白川剖面有机碳同位素( δ13Corg.)的变化范围为-24.43‰～-21.30‰,刘湾剖面的变化范围为-24.70‰～-20.52‰,洛川剖面的变化范围为-23.37‰～-18.72‰, 西峰剖面的变化范围为-23.68‰～-19.47‰。末次间冰期位于半湿润地区的上白川和刘湾剖面有机碳同位素峰值较半干旱地区洛川、西峰剖面偏负1‰～2‰,即上白川和刘湾剖面有机碳同位素峰值分别较洛川剖面的峰值偏负1.8‰和1.9‰,较西峰剖面的峰值偏负1.3‰和1.4‰。因此,该区的植被覆盖应是以C3植物为主的C3和C4混合草原植被类型; 从整体上来看,洛南剖面古土壤层碳同位素较相邻黄土层的碳同位素偏正,因此,古土壤形成时期C4植被相对比例增加。末次间冰期洛南上白川和刘湾剖面有机碳同位素峰值较洛川、西峰剖面的峰值偏负1‰多,表明受东亚季风控制的半干旱-半湿润的黄土区,暖季节降水对C4/C3植被相对比例增加的趋势和幅度均具有明显的影响,主要表现在暖季节降水的增加有利于C4植被相对比例的增高,同时降水的季节性分布和/或降水量的增多影响土壤有机碳同位素所记录的C4植被相对比例及其增加幅度。 相似文献
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对采自浙江西天目山地区的3株柳杉树盘,交叉定年后,测定了3株树轮δ13C的年序列,分析了3株树轮δ13C序列中所含的共同环境变化信息。用二项式拟合法去除气候因素引起的3个δ13C序列的高频变化,得到3个低频变化序列。分析了theLowDome冰芯记录的大气CO2浓度与树轮δ13C序列低频变化趋势的关系,建立了相应的转移函数,重建了天目山地区1685年以来大气CO2浓度变化。结果表明:用3株树轮δ13C序列重建的结果有较好的一致性,并与南极冰芯的记录及前人研究结果有很好的吻合。这一结果表明用同一地区不同树木个体的树轮δ13C序列的低频变化序列可以重建出基本一致的大气CO2浓度变化历史。 相似文献
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沉积岩中无机CO2热模拟实验研究 总被引：4，自引：0，他引：4
结合三水盆地的地质特点，分析了无机CO2热模拟实验研究的可能性，进行了不同条件下的模拟试验和相关的分析测试，提出了无机CO2生成量和转化率的概念和计算方法。从实验结果来看：含有一定量碳酸盐矿物的沉积岩，在一定温度下可转化形成相当数量的无机CO2，无机CO2转化率越高，岩石中碳酸盐矿物越容易转化生成无机CO2；相同热成熟度条件下，Ⅱ型干酪根生成有机CO2的量较Ⅲ型的少；CO2中碳同位素与CO2的成因密切相关，随有机质热成熟度的增加，同种类型有机质生成的有机CO2相对富集13C；无机CO2较有机CO2的碳同位素明显富集13C，随水介质的pH值降低，无机CO2气含量、模拟温度及时间的增加，无机CO2相对富集13C。实验研究结果为CO2成因研究及其资源评价提供了实验依据。 相似文献
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云贵高原湖泊CO2的地球化学变化及其大气CO2源汇效应 总被引：3，自引：0，他引：3
湖泊是大气CO2的源还是汇,长期以来一直都存有争议。云贵高原地区的湖泊由于受流域碳酸盐岩风化作用的影响,使这一问题就显得更特殊,也更复杂。本次研究通过化学平衡计算和气相色谱测定两种方法得到了比较一致的湖水CO2浓度结果。研究发现,在夏季强烈的光合作用消耗了湖水CO2,致使湖水中CO2浓度降低。在贵州草海、百花湖以及云南的泸沽湖、杞麓湖,表层湖水CO2分压(为便于与大气CO2比较,文中湖水CO2用分压单位表示)小于200μatm,远低于大气CO2分压,湖泊正不断地从大气中吸收CO2,从而构成大气CO2的汇。 相似文献
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利用气相色谱(GC)和气相色谱/同位素比值质谱(GC/IRMS)对东海近岸泥质区、济州岛西南泥质区和冲绳海槽北部表层沉积物中正构烷烃的单体碳同位素组成及分布进行了分析。结果显示东海不同泥质区典型海洋藻类源正构烷烃C19同位素组成基本相似,在-27.4 ‰ ~-28.0 ‰ 之间,平均为-27.7 ‰ 。典型海洋水生植物源C23同位素组成在-28.5 ‰ ~-31.6 ‰ 之间,平均为-30.5 ‰ ,碳同位素组成从近岸泥质区到冲绳海槽北部逐渐变重,表明海槽区与陆架区海洋水生植物种类有所不同。陆架区长链正构烷烃(C25~C31)部分随着碳数的增加,其同位素组成逐渐变轻,但海槽区这一变化不大,显示陆架区的陆源高等植物蜡具有相似的物源,而冲绳海槽北部由于黑潮主干区和黑潮分支(对马暖流)对陆架沉积物进入深海的控制性阻隔作用,其物源与陆架区区别较大。现代输入东海的陆源植物以C3植物为显著优势,C3植物对近岸泥质区北部、近岸泥质区南部、远端济州岛西南泥质区和冲绳海槽北部陆源植物的贡献分别为83 % ,95 ％,75 % 和70 % 。 相似文献
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卫星遥感探测大气CO2浓度研究最新进展 总被引：4，自引：0，他引：4
大气CO2是一种重要的长寿命温室气体,卫星遥感探测大气CO2浓度,可以连续地获得其全球时空分布变化情况,进而提高对大气CO2源汇分布及区域和全球碳循环的认识,进一步增强对全球气候变化的研究和预测。卫星遥感探测大气CO2浓度已经开始成为一个新的研究领域,文章综合论述了利用卫星平台遥感探测大气CO2浓度分布的最新研究状况。首先简单地叙述了现阶段对大气CO2浓度时空分布和变化情况的直接仪器观测结果,在此基础上比较全面地综述了卫星遥感测量大气CO2浓度的主要方法及获得的结果,包括利用近红外反射太阳光谱或地气热红外发射辐射光谱及两者的组合进行得模拟和卫星实测反演研究,最后简单地进行了总结和展望。 相似文献
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根据南海西部越南岸外MD05-2901岩芯成对的有孔虫壳体氧同位素和U3k7′-SST计算出过去450ka以来南海西部表层海水氧同位素～δ18Owater和盐度Swater变化记录,二者的变化范围在冰期分别为0.2‰～0.6‰和34.2‰～35.1‰,间冰期分别为-0.6‰～0和32.4‰～33.7‰,表现为冰期高、间冰期低的特征。相反扣除冰盖影响后的剩余氧同位素～δ18Oresid和剩余盐度Sresid,呈现冰期低、间冰期高的特征,在冰期分别平均为-0.5‰和32.7‰,间冰期分别平均为-0.3‰和33.1‰。研究认为该现象主要与赤道太平洋海域冰期纵向的ITCZ平均位置偏南导致的降雨增加有关,同时冰期温度低蒸发弱,间冰期温度高蒸发强以及冰期海平面下降,南海地理格局的改变、河流输入增多等因素也有一定影响。 相似文献
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古海水pH值代用指标——海洋碳酸盐硼同位素研究进展 总被引：1，自引：0，他引：1
仪器测量的海水pH记录太短，无法评估海水pH自然变化的频率和幅度,并预测未来大气CO2急剧增加后海水酸度的响应。海相碳酸盐的硼同位素是目前恢复古海洋pH的有效途径，倍受古气候—环境学家的重视。评述了近年来海洋碳酸盐的硼同位素的最新研究成果和研究现状，重点探讨了海相碳酸盐的硼同位素的测定方法、硼同位素—pH模型和古海水pH恢复等前沿内容，旨在提供一个系统的海洋碳酸盐硼同位素—pH系统的基本概念及研究思路，以利于气候学、地质学界了解这一交叉领域的发展动态。 相似文献
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大气二氧化碳浓度(pCO2)的变化在全球气候演化中起着重要的调节作用,重建古大气pCO2的变化历史,有助于预测和研究未来的全球气候变化。大洋有孔虫中的硼同位素比值能够反映海水酸碱度的变化,从而为重建大气二氧化碳浓度的变化历史提供了一种新的手段。文中首先简要回顾硼同位素的研究现状,利用硼同位素重建大气二氧化碳浓度变化的原理依据,在此基础上,测试分析了西赤道太平洋806孔全新世和末次冰期最盛期Globigerinoides ruber样品中的硼同位素,得到该地区全新世和末次冰期最盛期大气二氧化碳体积分数分别为(276.7±24)×10-6(2s.d.)和(178.4±16)×10-6(2s.d.),与极地冰心记录吻合得很好。大洋有孔虫中的硼同位素是一个非常有潜力的古海水酸碱度替代指标。 相似文献
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珊瑚的B同位素组成是海水pH值记录的良好替代指标。对传统的高精度的B同位素组成分析的方法正离子热电离质谱（PTIMS）和负离子热电离质谱（NTIMS）方法进行了对比研究。结果显示,NTIMS分析方法具有极高的灵敏度,可以分析微小样品量,但由于其分馏较明显,并且我们的实验结果表明前人建议的使用O同位素进行分馏校正的方法仅在某些特定情况下适用,而对大多数的测定缺乏有效分馏校正,同时有机质或者激发剂带来的CNO-干扰难以完全排除,因此NTIMS的结果重现性稍差,δ11B外部精度约为±1．0‰（2σ）左右。PTIMS则分馏不明显,Cs2CNO^＋干扰可以有效监控并排除,可以获得很好的结果：δ11B内部精度和外部精度均优于±0．2‰（2σ）,可以满足高精度pH值重建的要求。然而PTIMS方法的灵敏度低,难以对微小样品量进行分析。因此PTIMS和NTIMS方法是相互补充的,相互无法完全取代。 相似文献
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硼具有两种稳定同位素10B和11B,其在自然界的丰度分别是19.90%和80.10%。自然界硼同位素组成变化很大, δ11B变化可达90‰以上(－30‰～＋60‰)。硼同位素的分析精度优于0.2‰,因此被广泛应用于多种地质过程的示踪研究。近年来,硼元素的提取、分离纯化和仪器测定技术均取得了可喜的进展,分析精度不断提高,为硼同位素地球化学研究奠定了良好的基础。本文从样品分解、化学分离和仪器测定等方面对硼同位素分析测试方法进行了归纳总结。 相似文献
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Martin Rosner Michael Wiedenbeck Thomas Ludwig 《Geostandards and Geoanalytical Research》2008,32(1):27-38
An analytical artefact is reported here related to differences in instrumental mass fractionation between NIST SRM glasses and natural geological glasses during SIMS boron isotope determinations. The data presented demonstrated an average 3.4‰ difference between the NIST glasses and natural basaltic to rhyolitic glasses mainly in terms of their sputtering-induced fractionation of boron isotopes. As no matrix effect was found among basaltic to rhyolitic glasses, instrumental mass fractionation of most natural glass samples can be corrected by using appropriate glass reference materials. In order to confirm the existence of the compositionally induced variations in boron SIMS instrumental mass bias, the observed offset in SIMS instrumental mass bias has been independently reproduced in two laboratories and the phenomenon has been found to be stable over a period of more than one year. This study highlights the need for a close match between the chemical composition of the reference material and the samples being investigated. 相似文献
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大气二氧化碳浓度(pCO2)的变化在全球气候演化中起着重要的调节作用,重建古大气pCO2的变化历史,有助于预测和研究未来的全球气候变化。大洋有孔虫中的硼同位素比值能够反映海水酸碱度的变化,从而为重建大气二氧化碳浓度的变化历史提供了一种新的手段。文中首先简要回顾硼同位素的研究现状,利用硼同位素重建大气二氧化碳浓度变化的原理依据,在此基础上,测试分析了西赤道太平洋806孔全新世和末次冰期最盛期Globigerinoides ruber样品中的硼同位素,得到该地区全新世和末次冰期最盛期大气二氧化碳体积分数分别为(276.7±24)×10-6(2s.d.)和(178.4±16)×10-6(2s.d.),与极地冰心记录吻合得很好。大洋有孔虫中的硼同位素是一个非常有潜力的古海水酸碱度替代指标。 相似文献
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《Comptes Rendus Geoscience》2015,347(1):43-51
Past ocean pH and pCO2 are critical parameters for establishing relationships between Earth's climate and the carbon cycle. Previous pCO2 estimates are associated with large uncertainties and are debated. In this study, laboratory cultures of the foraminiferan genus Amphistegina were performed in order to examine the possible factors that control the Li isotope composition (δ7Li) of their shells. δ7Li is insensitive to temperature and pH variations but correlates positively with the Dissolved Inorganic Carbon (DIC) of seawater. Li/Ca ratio in the shells shows negative correlation with δ7Li, consistent with published data for planktonic foraminifera from core tops and from short periods during the Cenozoic. We propose that the sensitivity of δ7Li and Li/Ca ratio to DIC is a biological phenomenon and is related to biomineralization mechanisms in foraminifera. We used the published foraminiferal δ7Li records, and our experimental results, to determine the paleo-ocean DIC and pH for the last glacial–interglacial cycle. The results are consistent with published estimates of pH and pCO2 based on boron isotopes and ice cores. We suggest Li and its isotopes may serve as a new complementary proxy for the paleo-ocean carbonate chemistry. 相似文献
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利用正热电离质谱高精度测定了南海化石珊瑚样品的δ11B 比值,定量地重建了中晚全新世以来南海海表水的pH值。结果显示南海海表水pH值并不像预先设想的那样稳定。其中古海水pH值最低为6100aB.P.前的7.91; 最高为4300aB.P.前和1200aB.P.前的8.29。南海海表水pH值从全新世大暖期开始,整体上呈缓慢增加趋势,而到现代以后明显下降。珊瑚δ11B记录表明南海海表水在中晚全新世有两个高酸性的时期,一个发生在全新世大暖期,一个为现代。全新世大暖期时南海出现的高海平面、偏强的东亚夏季风和偏弱的冬季风可能是导致其海表水出现高酸性的原因。现代南海海表水pH值显著偏低,背离了中晚全新世以来南海海表水pH值逐渐增加的趋势,这很可能说明人类大量排放的CO2确实改变了南海海表水自然变化的规律,南海在变酸。 相似文献
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利用稳定同位素大气水平衡模式(i AWBM)模拟了季风区长沙站大气水汽和降水中δ18O的时间变化,并与实际监测结果进行比较,其目的在于检验i AWBM在模拟季风区大气中水稳定同位素循环方面的能力,揭示影响水稳定同位素变化的主要原因,改善对季风区水循环中稳定同位素效应的理解和认识.模拟结果很好地再现了长沙降水中δ18O的季节变化,季风区降水中稳定同位素雨季被贫化旱季被富集的基本特点以及存在的显著降水量效应均被模拟出.在2010年1月-2012年12月,模拟的冬季风盛行期间的加权平均δ18O为-6.58‰,与该时段的实际监测值相当;模拟的夏季风盛行期间的加权平均δ18O为-9.58‰,低于该时段的实际监测值.i AWBM主要利用大气的可降水量、水汽通量、蒸发量和降水量4个驱动变量来模拟水稳定同位素的循环.其中,可降水量对水稳定同位素变化的贡献被包含在其他3个驱动变量中.水汽通量对水汽同位素变化的贡献具有富集和贫化的双重作用,蒸发量和降水量对水汽同位素变化的贡献分别具有富集和贫化的作用.在对水汽同位素起富集作用的两个因子中,水汽通量的平均同位素贡献为1.66‰,贡献率为63.97%;蒸发量的平均同位素贡献为0.91‰,贡献率为36.03%,水汽通量的同位素贡献起主要作用.在对水汽同位素起贫化作用的两个因子中,水汽通量的平均同位素贡献为-1.40‰,贡献率为53.47%;降水量的平均同位素贡献为-1.09‰,贡献率为46.53%,水汽通量和降水量的同位素贡献大致相当. 相似文献
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为了查明青藏高原乌丽冻土区天然气的组分与成因,对采集自乌丽水合物试验孔ZK1井及其周边钻孔的岩心顶空气、岩心解析气以及湖水气进行了组分和碳同位素测试分析,同时对ZK1井及其周边钻孔岩心中的碳酸盐岩碳同位素进行了测试分析。测试结果显示:该区天然气主要成分为二氧化碳,其含量在98%以上,烃类气体(主要为甲烷)含量很少;二氧化碳碳同位素主频在-4‰～-6‰(VPDB)之间,少量富烃样品的甲烷碳同位素主频介于-3238‰～-2782‰（VPDB）之间,碳酸盐岩的碳同位素平均值为-387‰（VPDB）。综合分析认为,研究区二氧化碳主要为幔源成因,可能与该区强烈的构造运动和岩浆活动有关。 相似文献