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西藏纳木错沉积物中单水方解石的发现及成因分析 总被引：1，自引：0，他引：1
单水方解石(CaCO3·H2O)是一种少见的含水碳酸盐矿物,具有重要的环境意义,由于不稳定而很少出现.X射线研究发现,纳木错湖底0～258 cm沉积物中存在单水方解石.单水方解石属三方晶系,六方晶胞,a=0.6080 nm,c=0.7536 nm,z=3.单水方解石的形成经过化学沉积过程,Ca2 先与HCO3-相结合,然后再与OH-结合而成Ca- CO3·H2O,反应进行的条件是生成自由能△G<0.根据相关公式计算,蚋木错表层湖水全年都可以形成单水方解石,纳木错湖水pH=9.4,较高的Mg/Ca摩尔比值(10.03～15.03),成水(矿化度为1.7 g/L)、细菌、绿藻、蓝藻、硅藻和介形类等生物的介入成为通过化学沉积形成单水方解石的直接原因,而碱性环境和低温则是该矿物保存的必要条件.单水方解石出现的时间约为AMS 14C 2.06 cal.ka BP,说明此时纳木错湖水盐度增加,湖水开始咸化. 相似文献
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在4℃的低温条件下,通过模拟纳木错湖水中主要离子种类,控制反应体系中的Mg/Ca摩尔比,探究纳木错单水方解石(MHC)的无机成因,并利用X-射线衍射(XRD)、傅里叶变换红外光谱(FTIR)和电感耦合等离子体发射光谱(ICP-OES)对实验沉淀产物进行了分析。结果表明,单水方解石是通过无定形碳酸钙(ACC)转化而来的,且单水方解石的形成和稳定受溶液中的Mg2+调控。当反应溶液中Mg/Ca 2时,生成方解石和镁方解石;当反应溶液中Mg/Ca 2时,单水方解石生成,并且在溶液中的存在时间随着Mg/Ca摩尔比的增加而增加。Mg/Ca=2时,单水方解石在溶液中仅存在48 h,随后转化为文石和少量镁方解石。单水方解石形成过程中Mg2+的作用主要是抑制方解石成核和生长,使单水方解石能够在溶液中形成并稳定存在。此结果为纳木错单水方解石无机成因提供一定的研究基础。 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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选择青藏高原14个代表性现代湖泊的表层沉积物为研究对象,它们是冷湖、大苏干湖、小苏干湖、大柴旦湖、小柴旦湖、托素湖、尕海、茶卡湖、唐古拉-1、错鄂、乃日平错、纳木错、空姆错和普莫雍错,探讨这些湖泊碳酸盐矿物组成及相应氧稳定同位素组成的影响因素。XRD结果显示这些湖泊的碳酸盐矿物多以方解石为主,并含白云石。其中冷湖以白云石为主,尕海还含有一定量的文石。碳酸盐氧同位素分析结果显示总碳酸盐δ18O在-15.9‰到2.6‰范围变化,方解石δ18O变化范围为-16.2‰～3.9‰,白云石δ18O变化在-15.3‰～-5.4‰范围内。通过氧同位素与湖区环境因素的相关性分析,认为总碳酸盐δ18O受湖水δ18O组成、温度、降水量/蒸发量、盐度、海拔和纬度多种因素影响;方解石δ18O主要受湖水δ18O、温度、盐度、海拔和纬度的影响;白云石δ18O受降水量/蒸发量和盐度的影响。总碳酸盐δ18O对湖水δ18O、温度、海拔和纬度的响应是以方解石为载体而体现的;总碳酸盐δ18O对降水量/蒸发量的响应则归因于白云石δ18O对其的响应结果;另外总碳酸盐δ18O通过方解石和白云石δ18O的叠加作用响应于盐度。该研究初步建立了总碳酸盐、方解石和白云石氧同位素与环境各个指标之间的响应关系,对于揭示过去青藏高原地区环境变化有重要意义。 相似文献
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Mg/Ca比对微生物成因的碳酸盐矿物种类和形态的影响 总被引：2，自引：0，他引：2
研究Mg/Ca比对生物成因的碳酸盐矿物种类和形态的影响是研究各种含镁方解石形成机理的关键。本文在Mg/Ca摩尔比分别为1、2、4、6和8的条件下进行了为期55d的硫酸盐还原细菌诱导碳酸盐矿物形成的实验,利用X射线衍射仪和扫描电子显微镜研究了Mg/Ca比对碳酸盐矿物种类和形态的影响。实验结果表明:①Mg/Ca比与矿物的种类之间存在密切的关系。在Mg/Ca摩尔比较低(1和2)时仅形成高镁方解石,在Mg/Ca摩尔比为4时,形成的矿物组合为含镁方解石+高镁方解石,在Mg/Ca摩尔比为6和8时,矿物组合为高镁方解石+单水碳钙石+钙白云石;②Mg/Ca比影响矿物的生长速率。Mg/Ca比越高,晶体生长速率越快;③Mg/Ca比明显影响矿物的形态。随着Mg/Ca比的增大,矿物的形态有如下发展规律:哑铃形→花菜状→光球状→刺球状。这些研究结果将有助于探讨制约含镁碳酸盐矿物种类和形态的机制。 相似文献
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柴达木贝壳堤剖面元素地球化学与环境演变 总被引：12，自引：7，他引：5
通过对柴达木盆地察尔汗古湖贝壳堤沉积物中酸溶与残留(酸不溶)组分中常、微量元素及其元素对的分析,并结合酸溶与残留组分中常、微量元素相关性对比,讨论了贝壳堤剖面元素地球化学指标和沉积环境之间的关系,指出酸溶组分中的常量、微量元素及其元素对可以作为湖泊和古气候演化良好的代用指标;残留组分中的元素及元素对与原岩及其风化程度紧密相关,因此,酸溶组分与残留组分中的常量和微量元素在对于环境响应模式存在一定差异,应该将二者分开研究以避免对元素所携带环境信号解译的偏差。根据元素地球化学指标重建了43.5～22.4cal.kaB.P.(39.7～17.5kaB.P.14C年代)柴达木盆地察尔汗古湖高湖面期间古气候与环境演变过程:43.5～31.7kaB.P.期间酸溶组分中元素含量总体较低,残留组分中元素含量相对较高,且湿润度值((Fe2O3+Al2O3)/(MgO+CaO),或H)处于高值段,而Ca/Mg,Fe/Mn和Rb/Sr则处于低值段,指示了温暖湿润的气候环境,古湖泊水体增加;其中37.8～31.7kaB.P.期间酸溶组分中元素含量多出现最低值,残留组分中元素含量富集,H值较高,而Ca/Mg,Fe/Mn和Rb/Sr此段均值最小,表明此时为环境的最适宜期,此期间降雨充沛,湖泊处于高湖面;在31.7～22.4kaB.P.期间酸溶组分中元素含量普遍较高,残留组分中元素含量相对富集,且Ca/Mg,Fe/Mn和Rb/Sr处于高值段波动,H值处在低值段,指示气候环境恶化,降水逐渐减少,古湖泊水体萎缩;在约22.4kaB.P.气候快速恶化,形成石盐结晶,高湖面历史结束。柴达木盆地该期高湖面及其演化过程可与腾格里沙漠和额济纳盆地-巴丹吉林沙漠高湖面记录进行对比,揭示了大范围气候变化的历史。 相似文献
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【研究目的】 了解长江中下游平原地区地下水流系统并深入分析其地下水水化学特征及其演化机制。【研究方法】 综合马鞍山市当涂地区的水文地质条件、水动力场等,基于研究区水化学基本特征,运用多元统计分析、水化学图件、离子比值和反向水文地球化学模拟等方法对该地区浅层地下水水化学演化进行分析。【研究结果】 结果表明：（1）研究区地下水主要为低矿化度偏碱性水,地下水组分中阳离子以Ca2+和Mg2+为主,阴离子以HCO3-和SO42-为主。（2）研究区地下水水化学类型主要可分为7类,其中松散岩类孔隙含水岩组和碎屑岩类孔隙裂隙含水岩组的水化学类型主要为HCO3-Ca型、HCO3-Ca·Na型、HCO3·Cl-Ca·Na型以及HCO3-Ca·Mg型;基岩类裂隙含水岩组的化学类型主要为HCO3·SO4-Ca·Mg型和SO4·HCO3-Ca·Mg型。（3）研究区浅层地下水水样超标率为46%,总体水质较差,超标率较高的组分依次为Mn、高锰酸盐指数（CODMn）、硝酸盐（以N计）、Fe、As、氨氮（以N计）等。（4）研究区地下水的化学组分主要受到岩石风化作用的控制;此外,还存在Na-Ca的正向阳离子交替吸附作用。反向水文地球化学模拟结果进一步定量论证了水岩相互作用对本区浅层地下水组分的形成和演化起着主导作用。【结论】 研究区地下水主要为低矿化度偏碱性,主要可分为松散岩类孔隙水、碎屑岩类孔隙裂隙水和基岩类裂隙水。主要离子比例和反向水文地球化学模拟揭示了本区浅层地下水化学组分主要是地下水溶滤方解石、白云石等碳酸盐矿物、石英、长石等硅酸盐矿物,高岭土等黏土矿物以及岩盐、石膏等达到过饱和之后形成的。 相似文献
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通过对内蒙古西部额济纳古湖小狐山剖面沉积物中总有机碳（TOC）、总氮（TN）和碳酸盐（CaCO3）含量的测定,分析了沉积物中有机碳来源和无机碳酸盐成因,结果表明在额济纳古湖相沉积物中TOC与TN含量呈同步变化规律TOC/TN(9.91～10.16)较稳定,其有机质为湖泊自生藻类和外源维管束植物共同提供。沉积物中有机质含量受温度、降雨量变化控制,当气候暖湿时,沉积物中有机碳含量高,气候冷干则有机碳含量低,因此,有机碳含量是所研究剖面气候温湿与干旱（冷）的有效环境指标。湖泊自生碳酸盐含量则由湖区有效湿度和生物量的共同控制,其稳定碳同位素指示有效湿度的大小。粒度,特别是小于2μm组分含量与水动力和搬运介质相关,其组分含量大于5％时为湖相沉积且随其含量增加指示水深加大。根据沉积物中有机碳、碳酸盐、无机碳同位素和粒度,并结合剖面岩相特征,探讨了研究区该时段（按剖面深度划分）气候变化和湖泊演化历史： ？～38.15 14C kaB.P.(1039～949cm)湖区气候为冷干环境特征,风沙盛行; 38.15～31.73 14C kaB.P.(949～780cm)气候环境逐步改善,降水量增加,湖泊开始发育并到达湖泊高水位阶段; 31.73～22.79 14C kaB.P.(780～482cm)湖泊水位有所下降,气候有明显的波动,但仍维持在较高的水位上,湖区环境仍为暖湿气候; 22.79～17.37 14C kaB.P.(482～304cm)气候开始变冷变干,湖区有效适度持续减小,湖泊退缩; 17.37～14.00 14C kaB.P.(304～178cm)湖泊退出研究点,区域有效湿度小,风沙盛行,存在短暂气候事件,造成暂时性流水; 14～4 14C kaB.P.(178～0cm)湖泊开始再度扩张、水位上升,湖水变淡,到该阶段的后期气候又一次发生转变,湖区再度成为干旱环境,有效湿度减小,湖泊开始萎缩、直至消失。 相似文献
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洞穴次生碳酸盐沉积的Mg/Ca与Sr/Ca比值研究进展——兼论洞穴次生沉积物Mg/Ca与Sr/Ca的影响机制 总被引：2，自引：2，他引：0
微量元素是岩溶洞穴沉积中非常重要的一类古气候环境替代指标,为近20年来国内外的一个研究热点。总结前人的研究,主要取得了以下一些重要认识:（1）洞穴上覆土壤 和围岩是洞穴次生碳酸盐沉积Mg、Sr的主要来源;（2）Mg/Ca与Sr/Ca能够指示气候环境变化,但需结合其它指标综合考虑。（3）洞穴次生碳酸盐沉积Mg/Ca与Sr/Ca受多种气候环境因素（包括土壤和围岩的组成和性质、水-岩相互作用、先期碳酸盐沉积、分配系数等）影响,其古气候环境指示意义具有多解性;（4）矿物结晶作用对Mg/Ca与Sr/Ca有一定的影响,特别是文石在向方解石转变的过程中容易丢失Mg、Sr,此外,杂质的混入也将抑制Mg、Sr进入方解石,从而引起洞穴次生碳酸盐沉积Mg/Ca与Sr/Ca比值的变化。今后应进一步加强对石笋中这些微量元素的影响机制研究,尤其是对一些影响因素与微量元素含量变化之间的定量关系进行探讨。 相似文献
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本文阐述了巴丹吉林沙漠丘间地湖泊及其周围浅层地下水的水化学特征。在研究地区湖泊中的TDS变化范围较大,介于1.2g/L和398.2g/L之间。微咸湖泊属于Na(Ca)(Mg)Cl(SO4)(HCO3)类型,而含盐量高的湖泊则属于Na(K)Cl(CO3)(SO4)类型。文章根据同位素分析结果,提出了浅层地下水年龄都较年轻的观点。结合对古湖岸地貌与沉积的研究,文章还指出巴丹吉林沙漠地区湖泊在全新世发生过明显变化,湖水矿化度的增高和水域面积的快速萎缩是由于全新世中期以来出现的干旱化所造成的。 相似文献
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柴达木盆地察尔汗古湖贝壳堤剖面碳酸盐和 瓣鳃化石碳氧稳定同位素* 总被引：1，自引：10，他引：1
通过对柴达木盆地察尔汗古湖贝壳堤剖面沉积物、生物壳体碳酸盐同位素及沉积物碳酸盐含量等多项指标的分析,探讨了贝壳堤剖面记录39.6~17.1kaB.P.(未校正14 C测年,下同)期间碳酸盐和贝壳化石碳氧稳定同位素的特征和相关关系,指出壳体化石及沉积物碳酸盐的碳氧同位素是湖泊水体温度和盐度的反映,其中δ18 O对温度的指示意义更敏感,是湖泊和古气候演化很好的代用指标。根据这些指标重建的古气候与环境变化显示,在39.6~35.5kaB.P.期间,柴达木盆地处于温暖湿润期,周围山地降水增加,盆地内湖泊发育;自35.5kaB.P.开始,气候较前期更加湿润,是湖泊发育的最佳期;22.1kaB.P.以后,气候逐步转入较温暖的干燥期,湖泊开始萎缩、退化;末期17.1kaB.P.气候环境急剧恶化,形成石盐结晶,湖泊高湖面演化史结束。 相似文献
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结合含水量、TOC含量和TOC/TN比值变化曲线,18·5kaB·P·以来的四海龙湾玛珥湖沉积物全岩有机碳同位素组成（δ13CTOC）记录可划分为3个阶段:1)末次冰期晚期（18·5～14·7kaB·P·）,δ13CTOC值偏正,变化范围为-29·50‰～-26·18‰,平均值约为-28·10‰;2)末次冰消期（14·7～11·7kaB·P·）,δ13CTOC值显著偏负,变化范围为-33·92‰～-28·40‰,平均值约为-31·75‰,在δ13CTOC值变化曲线上表现为一个低谷,但在类似YoungerDryas的冷干事件期间（12·7～11·7kaB·P·）,δ13CTOC值再次显著偏正,最高可达-28·4‰;3)全新世以来（11·7kaB·P.至今）,δ13CTOC值变化幅度不大（-30·85‰～-27·37‰）,基本上都在平均值-29·1‰左右。研究表明,大气CO2浓度变化是影响18·5kaB·P·以来四海龙湾玛珥湖δ13CTOC值变化的主导因素。 相似文献
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猪野泽记录的季风边缘区全新世中期 气候环境演化历史* 总被引：4，自引：16，他引：4
通过季风边缘区石羊河古终端湖猪野泽QTL剖面年代学及沉积物粒度、碳酸盐、有机碳、碳氮比和有机质稳定同位素等多项气候代用指标的综合分析,建立了季风边缘区9~3cal.kaB.P. 的古气候演化序列。结果表明,9cal.kaB.P. 到7.8cal.kaB.P. 期间,流域的水分条件和温度逐渐上升,植被状况好转,此时气候逐渐转暖湿;而在7.8~7.5cal.kaB.P. 出现了显著的百年尺度的干旱事件,沉积物主要以砂质沉积为主,此时湖泊生产力显著下降;全新世期间最为暖湿的气候适宜期出现在7.5~5.0cal.kaB.P.;约5.0cal.kaB.P. 以来,该区域出现了较为明显的干旱化趋势。另外,对猪野泽地区的白碱湖的湖泊地貌学和年代学研究表明该区域在7.5~5.0cal.kaB.P. 出现了3次高湖面,并且湖岸堤时序变化指示了全新世后半期湖泊逐渐退缩的过程进而指示该区域出现了显著的干旱化趋势。 相似文献
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文章讨论了末次冰消开始时期青藏高原南部普莫雍错湖芯沉积反映的环境暖湿化以及原因。通过对现代湖泊和周边河流水文状况调查,发现流域内发育众多冰川,冰川融水构成维持湖面稳定的重要来源;湖面以及湖泊沉积环境的变化与冰川融水以及相应的温度改变具有密切的联系。利用湖泊沉积岩芯PM-1孔,通过加速器14 C测年和粒度、元素、碳酸盐含量、总有机碳以及有机碳同位素、总氮、分子标志化合物、孢粉等环境指标的分析,发现在16.4~15.4cal.kaB.P.有大量流水进入湖泊,使湖面扩大,湖水加深;流域地表产生大量有机碎屑,并被流水带入湖泊进行沉积;流域内的喜湿植被得以发展。该时段湖泊扩张、陆源植被发展的原因一方面得益于冰期过后气候向温暖湿润方向转化,另一方面温度上升带来大量冰川融水则可能具有更加重要的影响,对于深入理解当前青藏高原冰川普遍退缩和一些湖泊的水面上涨具有重要的参考价值。 相似文献
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青海湖是我国唯一报道过的现代湖底沉积物中白云石、方解石和文石等多种碳酸盐矿物共存的高原内陆咸水湖泊。以青海湖水和除菌青海湖水作为载体,以CaCl_2和MgCl_2·6 H_2O作为反应原料,在实验室常温条件下采取控制变量法制备出不同浓度Mg~(2+)参与下的钙质沉淀物,探讨Mg~(2+)浓度对沉淀物类型的影响。仅添加CaCl_2时,青海湖水中的沉淀物主要是石膏(Ca SO_4·2 H_2O)和球霰石(CaCO_3);在添加CaCl_2的同时添加MgCl_2·6 H_2O,沉淀物的石膏消失,完全转变成碳酸盐矿物,包括方解石和球霰石;当湖水中Mg~(2+)浓度为0.62 mol/L时,球霰石消失,沉淀物变为方解石和文石;随着Mg~(2+)浓度继续升高,文石含量稳步增加,方解石含量则逐渐减少,当Mg~(2+)浓度达到1.22 mol/L或更高时,方解石全部消失,沉淀物仅剩文石。实验结果表明,青海湖水中较高浓度的SO_4~(2-)对碳酸钙晶体生长有抑制作用,而额外加入的Mg~(2+)可以解除SO_4~(2-)的抑制作用,使得Ca~(2+)与HCO_3~-和CO_3~(2-)结合形成碳酸钙。此外,碳酸钙的同质多像类型也明显受到Mg~(2+)浓度的控制,随着湖水中Mg~(2+)浓度增加,方解石、球霰石不再稳定,而文石逐渐占主导地位,当Mg/Ca值达到6.1时,反应产物中仅有文石稳定存在。 相似文献
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利用原地生成宇宙成因核素确定了藏南错戳龙的高湖面阶地的形成时间为3.4～3.6kaB.P.。在3.4～3.6kaB.P.之前,错戳龙是外泄的;在3.4～3.6kaB.P.期间,错戳龙的湖水维持在较高水平,降水和蒸发在高湖面保持着平衡;之后随着气温下降,季风减弱,湖泊不断退缩,至今湖面已下降了120m。利用J.E.Kutzbach水能联合方程,对错戳龙高湖面时的降水量进行了计算,结果显示错戳龙在3.4～3.6kaB.P.时年降水量约为530±10mm,之后随着印度季风强度的大幅降低,错戳龙的年降水量至今为320mm,下降了200mm/a。这一结果表明随着全球升温,印度季风将会明显增强,印度季风影响区域的降水也将会显著增加。 相似文献