安徽蚌埠荆山晚侏罗世花岗岩岩体成因——来自地球化学和锆石Hf同位素的制约

本文对蚌埠隆起晚侏罗世荆山花岗岩和晚期花岗质脉体进行了主要元素、痕量元素、Sr-Nd-Pb 同位素和锆石 Hf 同位素的研究。结果表明,它们之间具有相似的地球化学特征,SiO_2介于72.82%～75.07%之间,K_2O/Na_2O 比值介于0.75～0.98之间,A/CNK 值介于0.96～1.06之间。主体岩石中轻稀土元素(LREE)相对富集(LREE/HREE 比值介于1.33～11.57之间,(La/Yb)_N 介于0.71～10.17之间),具有明显铕的正异常(Eu/Eu~*介于1.23～2.54之间);微量元素富集 Rb、Ba、U、Sr,亏损 Th、Nd、Sm;具高的 I_(Sr)值(0.7082～0.7090)和低的ε_(Nd)(t)值(-15.30～-16.20);Pb 同位素组成相对均一(~(206)Pb/~(204)Pb介于17.030～17.095之间、~(207)Pb/~(204)Pb 介于15.404～15.443之间、~(208)Pb/~(204)Pb 介于37.399～37.535之间);继承锆石和岩浆锆石显示低的ε_(H)(t)值(-0.71～-7.33、-15.05～-18.39)。以上特征表明,荆山花岗岩为弱过铝质系列,具有"Ⅰ"型花岗岩的成因特征。岩浆源区为扬子克拉通下地壳物质。蚌埠隆起区深部地壳中扬子克拉通基底物质的存在暗示扬子克拉通可能沿着郯庐断裂带于北西方向俯冲于华北克拉通之下。     

鲁西早白垩世岩石圈地幔的属性:大昆仑辉长岩和辉绿岩年代学、岩石地球化学和Sr-Nd-Pb-Hf同位素制约

大昆仑辉长岩和辉绿岩锆石LA-ICP-MS U-Pb年代学、锆石Hf同位素和全岩地球化学及全岩Sr-Nd-Pb同位素的研究为探讨鲁西地区早白垩世岩石圈地幔的属性提供了制约。结果表明,大昆仑辉长岩中少量锆石和辉绿岩中锆石发育条痕状吸收,具有相对高的Th/U比值(0.11~3.12),暗示它们均为岩浆成因,辉长岩中多数为岩浆成因的捕获锆石。辉长岩和辉绿岩中岩浆锆石的~(206)Pb/~(238)U加权平均年龄分别为132±3Ma和112±1Ma;辉长岩中捕获锆石的谐和年龄主要介于2469~1752Ma之间,暗示古老地壳物质的存在。辉长岩和辉绿岩整体具有低Si O_2(49.08%~52.61%)、高MgO(4.52%~9.67%)、Na_2O含量(2.58%~3.49%)以及高Mg~#值(45~65)特征;富集轻稀土元素和大离子亲石元素(Rb、Ba、Th)、贫重稀土元素和高场强元素(Nb、Ta、Zr和Hf),其(La/Yb)_N=8.98~10.2,Eu负异常不明显(δEu=0.83~0.93)。辉长岩的初始~(87)Sr/~(86)Sr比值变化于0.7046~0.7060之间,ε_(Nd)(t)值介于-16.71~-15.54之间,~(206)Pb/~(204)Pb、~(207)Pb/~(204)Pb和~(208)Pb/~(204)Pb初始比值分别为16.596~16.776、15.255~15.290和36.328~36.648。辉绿岩中岩浆锆石的ε_(Hf)(t)值介于-12.0~-2.5之间。上述结果表明,大昆仑辉长岩和辉绿岩形成于早白垩世,与华北克拉通东部早白垩世岩石圈减薄的峰期时间一致;起源于受华北克拉通古老下地壳物质改造的富集岩石圈地幔的部分熔融,形成于岩石圈减薄的伸展构造背景。     

南太行山平顺辉长岩体锆石SHRIMP U-Pb年龄、地球化学特征及构造意义

南太行山平顺辉长岩体主要造岩矿物为斜长石、单斜辉石、普通角闪石和橄榄石等。锆石SHRIMP U-Pb同位素定年结果表明,辉长岩体形成于(123.4±1.7)Ma,为早白垩世华北板块内岩浆活动的产物。平顺辉长岩w(SiO_2)为42.82%~49.74%,w(Al_2O_3)为11.91%~16.54%,w(MgO)为6.79%~14.57%,w(TiO_2)为0.36%~1.53%,w(Fe_2O_3T)为4.02%~15.03%,w(CaO)为7.45%~18.70%,w(K_2O+Na_2O)为2.42%~3.81%,Mg#为56.53~81.68,LREE富集,HREE亏损,略显微弱的正Eu异常,以富集LILE、LREE元素和亏损Nb-Ta等高场强元素为特征。辉长岩~(206)Pb/~(204)Pb为17.062~18.295,~(207)Pb/~(204)Pb为15.354~15.422,~(208)Pb/~(204)Pb为37.185~37.298,ISr为0.7046~0.7051,εNd(125 Ma)为-14.03~-13.00,表明平顺辉长岩起源于EMⅠ富集地幔,并受到少量地壳物质的混染,可能是早白垩世华北克拉通破坏事件在太行山地区的岩浆活动产物。     

冀北东猴顶A型花岗岩成因：岩石地球化学、锆石 U Pb年代学及Sr—Nd—Pb—Hf同位素制约

本文对河北丰宁地区前人所定的东猴顶正长斑岩和石英正长斑岩进行了岩石学、锆石U Pb年代学、元素地球化学以及Sr—Nd—Pb—Hf同位素分析。LA MC ICP MS锆石U Pb测年和岩石学显示东猴顶岩体为早白垩世（~129Ma）钾长花岗斑岩,而非前人认为的侏罗纪—白垩纪正长斑岩和石英正长斑岩。东猴顶岩体具有高硅（6907%~7300%）、富碱（Na2O+K2O：900%~1056%）和FeO（全铁）/MgO比值大的特征,属高钾钙碱性系列;岩石富集轻稀土,负铕异常明显（δEu：025~041）,相对富集K、Rb等大离子亲石元素和Zr、Hf、Th、U、Y等高场强元素,亏损Ca、Ba、Sr、P、Ti、Cr、Ni、Co等元素,Ga/Al比值高,具A型花岗岩特征,可能形成于伸展环境构造体制。岩体n（87Sr)/n(86Sr）i=070815~071197,εNd（t）值为-132~-168,对应的二阶段模式年龄（T2DM）为20~23Ga;全岩n(206Pb)/n(204Pb)i=16745~16765,n(207Pb)/n(204Pb)i=15372~15394,n(208Pb)/n(204Pb)i=37706~37794;锆石Hf同位素组成为εHf（t）值=-207 ~ -92,二阶段模式年龄（TDMC）为19~26 Ga。同位素特征表明岩体源岩可能主要来自壳源物质。考虑到华北克拉通东部地壳生长的主要时期为新太古代,因此,东猴顶岩体的岩浆来源于太古代地壳物质和部分亏损地幔物质的混合源区,是华北克拉通北缘中生代岩石圈强烈减薄、地壳伸展作用的结果。     

辽东宽甸东北沟钼矿二长花岗岩年代学、地球化学及Hf同位素特征

东北沟钼矿是辽宁宽甸地区近些年发现的大型隐爆角砾岩型钼矿床。文章首次对东北沟钼矿床赋矿围岩二长花岗岩进行LA-MC-ICP-MS锆石U-Pb定年,主量元素、微量元素和Hf同位素地球化学研究,锆石U-Pb定年结果表明,二长花岗岩形成年龄为(129.4±0.3)Ma(MSWD=0.83),为燕山期构造岩浆活动产物。地球化学成分上,岩石具有富硅(SiO_2=62.21%~83.21%)、高钾(K_2O/Na_2O=3.35~20.27)和富碱(K_2O+Na_2O=5.82%~12.23%)的特点,属于钾玄岩系列。岩石富集轻稀土元素(LREE/HREE=10.26~24.21),亏损重稀土元素,具有弱负铕异常(δEu=0.63~1.07),富集大离子亲石元素(如K、Rb、Pb)和不相容元素(如Th、U)的特征,相对亏损高场强元素(如Nb、Ta、P、Ti)。锆石Hf同位素分析结果表明,东北沟钼矿二长花岗岩的ε_(Hf)(t)值为介于-12.4~-8.5,二阶段模式年龄(t_(DM2))介于442~1610 Ma,反映岩浆源区可能来源于中元古界古老地壳的再熔融。结合区域构造演化,成岩成矿构造背景为早白垩世古太平洋板块向欧亚之下俯冲,岩石圈减薄的构造环境。     

甘肃北山小西弓金矿区石英正长斑岩LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄和地球化学特征

通过高精度的LA-ICP-MS锆石U-Pb测年,获得北山南带小西弓金矿区石英正长斑岩的形成年龄为247.5±2.2Ma,属中三叠世。地球化学分析表明,该岩体为准铝质、钾玄岩系列,主量元素高硅(Si O_2=65.8%~66.2%)、富碱(Na_2O+K_2O=8.99%~9.41%)、低钙(Ca O=1.72%~2.19%)、贫镁(Mg O=0.63%~0.70%);轻稀土元素富集,重稀土元素亏损,弱负Eu异常。大离子亲石元素Rb、Th、U、K和Pb富集,同时Ba、Sr、P、Ti和Eu亏损,并具高104*Ga/Al值和高Zr+Nb+Ce+Y含量,表现出A型花岗岩的特征。北山南带三叠纪岩浆活动强烈,高分异I型-A型花岗岩大量发育,暗示区域内三叠纪处于造山后伸展环境。     

扬子板块西缘石棉安顺场新元古代钾长花岗岩地球化学特征及其地质意义

扬子板块西缘新元古代岩浆活动强烈,其成因研究对探讨Rodinia超大陆的演化有着重要意义。本文对石棉安顺场钾长花岗岩形成年龄及其地球化学特征研究,结果表明锆石~(206)Pb/~(238)U年龄加权平均值为777.3±4.8 Ma(MSWD=0.23,2σ),代表花岗岩的结晶年龄。岩石SiO_2含量高(72.64%~76.27%),铝饱和指数A/CNK大于1(1.06~1.24),K_2O/Na_2O在1.40~2.22之间,里特曼指数σ小于3.3(2.08~2.74)。岩石轻稀土元素(LREE)富集,Nb、Ta轻微亏损,Eu负异常明显(δEu=018~0.23)。岩石的ε_(Nd)(t)为0.5~3.3(平均值为2.1),T_(DM)在1.19~1.61Ga之间,反映其源区以古老地壳物质为主。铅的初始同位素比值分别为[n(~(206)Pb)/n(~(204)Pb)]i=15.4103~17.2707,[n(~(207)Pb)/n(~(204)Pb)]i=15.4265~15.5479,[n(~(208)Pb)/n(~(204)Pb)]i=33.3518~35.8641。此外,岩石具有高的Rb/Sr比值和低的Ca O/Na2O比值、较低的Al_2O_3/TiO_2比值和低的Rb/Ba比值,表明其起源于泥质岩石的部分熔融。综合地球化学、同位素特征和区域地质资料,我们认为石棉安顺场钾长花岗岩为过铝质高钾钙碱性S型花岗岩,它是地壳泥质源岩部分熔融的产物,形成于挤压的构造环境中。     

冀北沽源铀矿田粗面岩的年代学、地球化学特征及岩石成因

沽源铀矿田位于开源-赤峰断裂带以南的华北古板块北缘,燕辽Mo-U-Ag-Pb-Zn多金属成矿带西段和沽源-红山子铀成矿带西南段,铀矿赋存在粗面岩-流纹岩组合中。2个粗面岩样品(样号分别为GY101和GY108)的锆石均具有明显的环带结构,Th/U比值高,属典型的岩浆成因锆石。SHRIMP锆石U-Pb测年结果表明:GY101粗面岩13个分析点的206Pb/238U年龄范围为142~136 Ma,加权平均值为(138.4±1.3)Ma,MSWD=0.47;GY108粗面岩12个分析点的~(206)Pb/~(238)U年龄范围为143~137 Ma,加权平均值为(139.5±1.3)Ma,MSWD=0.49,指示地质时代属早白垩世早期。粗面岩具有较高的SiO_2、K_2O+Na_2O含量和K_2O/Na_2O、Fe_2O_3/FeO比值,在SiO_2-(K_2O+Na_2O)图解中落在碱性系列粗面岩或粗面英安岩范围,在SiO_2-K_2O图解中落在橄榄玄粗岩系列范围,结合标准矿物Q含量小于20%,属典型的高钾碱性粗面岩。稀土元素含量高,富集轻稀土,Eu负异常不明显,稀土分布模式为右倾轻稀土富集型,具高压型粗面岩的稀土元素特征;富集大离子亲石元素K、Rb、Ba、Pb和高场强元素Zr、Y,亏损Nb、Ta、Sr、Ti元素,具高Sr-Ba英安岩-流纹岩的微量元素特征。较低的Ti/Zr、Nb/Ta比值和较高的Rb/Sr比值,具有壳源火山岩的特征;具有较高的(~(87)Sr/~(86)Sr)_i(0.707781~0.708156)、εNd(t)(–5.31~–5.83)和δ~(18)OVSMOW(7.08‰~8.05‰),较小的tDM2(1361~1376 Ma),较低的(~(206)Pb/~(204)Pb)_i(16.97~17.00)、(~(207)Pb/~(204)Pb)_i(15.06~15.62)和(~(208)Pb/~(204)Pb)_i(36.73~36.80),在ε_(Nd)(t)-(~(87)Sr/~(86)Sr)_i图解中落在EMⅠ富集地幔与亏损地幔的联线附近,在(~(208)Pb/~(204)Pb)t-(~(206)Pb/~(204)Pb)_t图解中落在靠近EMⅠ富集地幔的下地壳和地幔之间,在(~(87)Sr/~(86)Sr)_i-(~(206)Pb/~(204)Pb)_t和(~(143)Nd/~(144)Nd)_i-(~(206)Pb/~(204)Pb)_t图解中均落在EMⅠ富集地幔端元附近,在Zr/Al_2O_3-TiO_2/Al_2O_3和Y-Zr判别图解中都落在板内构造环境内。可见,沽源铀矿田粗面岩的成因可用两阶段模式进行解释:中元古代源于EMⅠ富集地幔和亏损地幔的岩浆混合并在底侵于下地壳的过程中受到少量古老下地壳物质混染后形成年轻下地壳;中侏罗世晚期-晚侏罗世发生的挤压构造事件导致地壳加厚,早白垩世早期在拉张构造环境下加厚地壳的年轻下地壳发生部分熔融形成的粗面质岩浆喷出地表形成粗面岩。     

安徽姚家岭锌金多金属矿区花岗闪长斑岩锆石U-Pb年龄和Hf同位素特征及其地质意义

姚家岭锌金多金属矿床位于铜陵矿集区东部,其形成与小青塘花岗闪长斑岩密切相关.然而,前人对该岩体的研究仍较少,为了深入认识姚家岭矿区的成矿作用,利用岩石地球化学的方法,对花岗闪长斑岩及锆石特征进行研究,结果表明:花岗闪长斑岩具有较高的SiO2,K2O/Na2O比值为0.68~1.02,为I型花岗岩,属于高钾钙碱性系列;锆石具有明显的环带结构,Th/U比值为0.34~1.20,为典型的岩浆锆石;锆石的206Pb/238 U加权平均年龄为141.0±1.7 Ma,说明花岗闪长斑岩形成于早白垩世;锆石的εHf(t)为-22.5~-9.2,Hf同位素两阶段模式年龄为1 639~2 620Ma,表明形成花岗闪长斑岩的岩浆是古元古代地壳岩石部分熔融的产物.此外,研究还表明,花岗闪长斑岩的结晶温度为558~739℃,成岩压力为50~250MPa.     

余江盆地铁镁质火山岩地球化学特征及其地质意义

余江盆地位于赣杭铀成矿带中段的西端,盆地内出露的铁镁质火山岩主要为玄武岩和玄武质安山岩,全岩SiO_2含量为47.6%~52.1%(平均49.1%),全碱(Na_2O+K_2O)含量较低,变化范围为3.16%~4.11%(平均3.64%),K_2O/Na_2O比值高,变化于0.70~0.94之间(平均0.78),在TAS图解上落入亚碱性系列范围;TFeO含量为9.26%~11.2%(平均10.5%),且Fe_2O_3/FeO比值为0.30~0.59(平均0.43),MgO含量为6.39%~8.03%(平均7.34%),在AFM图解主要落入钙碱性系列范围。CaO含量为7.45%~8.89%(平均8.28%),Al2O3含量为14.3%~15.3%(平均15.0%)。稀土总量较低,变化范围为149~160μg/g(平均154μg/g),轻稀土富集明显,(La/Yb)N值变化范围为6.77~9.12(平均7.65),Eu和Ce异常不明显(δEu=0.86~1.09;δCe=0.89~1.00),富集大离子亲石元素Ba、K、Rb、Sr等,亏损高场强元素Nb、Ta、Zr、Ti、Y等。(87Sr/86Sr)_i值介于0.704634~0.705000之间(平均0.704741),(143Nd/144Nd)_i值介于0.512650~0.512674之间(平均0.512659),εNd(t)值变化范围是2.60~3.07,显示出亏损地幔源的特征;全岩δ18O值较高(6.99‰~9.90‰,平均8.21‰),可能与部分地壳物质的混入有关;(~(206)Pb/~(204)Pb)_i值介于17.659~17.875之间(平均17.768),(~(207)Pb/~(204)Pb)_i值介于15.255~15.292之间(平均15.272),(~(208)Pb/~(204)Pb)_i值介于37.854~37.994之间(平均37.933)。在(~(87)Sr/~(86)Sr)_i-(~(206)Pb/~(204)Pb)_i、(~(143)Nd/~(144)Nd)_i-(~(206)Pb/~(204)Pb)_i和(~(143)Nd/~(144)Nd)_i-(~(87)Sr/~(86)Sr)_i图解中位于亏损地幔端元和EMⅡ富集地幔端元之间,且更偏向于亏损地幔端元,表明源区可能有亏损地幔和EMⅡ富集地幔的贡献,且亏损地幔端元所占比例更高,暗示铀成矿作用与亏损地幔的关系比较密切,并且多类型的铁镁质岩浆活动可能有利于铀成矿作用。结合构造环境判别图分析,余江盆地铁镁质火山岩形成于板内伸展环境,由于岩石圈伸展减薄导致软流圈上涌所产生的结果,同时铀成矿作用可能与伸展构造环境有关。     

基于矿物学方法评价浙江省土壤中Pb污染状况

利用土壤重金属元素环境质量矿物学评价方法,对淅江省全境土壤中不同土壤类型(或亚类)表层、不同母质表层和剖面中的Pb进行环境质量评价的结果表明,土壤中Pb的实测量和土壤对Pb的固持量决定了土壤中Pb的环境质量,浙江省土壤中Pb的污染度有正负值,说明土壤中的Pb对有些地区产生了污染,而对有些地区则没有产生污染.研究结果揭示,土壤矿物对Pb具有一定的固定与容纳能力,超过其固定与容纳能力,土壤中的Pb会对环境造成污染.这一旨在揭示土壤中重金属元素与各种矿物之间环境平衡关系的方法,可为评价土壤环境质量提供科学依据和技术支撑.     

湖南洞庭湖地区土壤-作物系统铅含量及其影响因素

以湖南洞庭湖地区为研究区域,探讨了土壤有机质、pH值、P、N对Pb在土壤-作物系统中迁移的影响,研究了Pb、Cd复合污染对水稻Pb、Cd富集的作用。相关分析结果表明:随土壤有机质含量的增加,离子交换态Pb含量减少,但通过转化可以被植物吸收利用的有机质的结合态Pb含量增加,进而增加了水稻对土壤Pb的吸收量;土壤为中性偏碱性时,土壤中Pb的活性和水稻Pb的富集能力均较酸性土壤中有所降低;在土壤中增施氮肥和磷肥可降低土壤中离子交换态Pb的含量,减少水稻对Pb的吸收。因此,土壤有机质、pH值、P、N是影响水稻Pb含量及土壤Pb活性的重要因素。Pb-Cd复合污染研究结果表明:土壤中同时存在Pb、Cd时,Pb元素的存在促进了水稻对Cd元素的吸收,而Cd却抑制了水稻对Pb的吸收。     

粤北大宝山矿尾矿铅污染迁移及生态系统环境响应

粤北大宝山铁多金属矿床的开发给环境带来了严重的危害。采选冶产生的废液及固体废弃物堆积的淋滤酸水, 携带浸滤出的大量重金属离子随着酸水排入下游河道, 严重影响矿区及酸水流域的生态环境。将矿床-土壤（含河流底泥）-水体-生命体视为统一的生态环境系统, 从尾砂、水体、河流底泥、土壤以及食用蔬菜等方面探讨整个环境系统对重金属Pb的环境响应。结果表明： 河流水中高Pb含量直接源于尾砂, 并受水体pH值的显著影响; 河流底泥能够大量聚集水体中的Pb, 在高pH值时, 相对稳定存在, 在水体pH值降低时, Pb会被再次从河流底泥中释放出来, 形成河流二次污染; 土壤中Pb含量受土壤pH值和土壤粒度的影响; 食用蔬菜中Pb的高含量受土壤Pb高含量决定, 并受土壤pH值的影响, 通过改善农业灌溉水质, 提高土壤pH值, 可以降低蔬菜重金属Pb含量。     

珠江三角洲平原广东省佛山市顺德区土壤-蔬菜系统中Pb的健康安全预测预警

分析珠江三角洲顺德区208个蔬菜地表层土样、114个蔬菜样Pb的全量和38个表层土样Pb的形态含量,结果表明,土壤Pb平均值为44.3mg/kg,77.5%的土壤Pb含量超过广东省土壤背景值,蔬菜Pb超标率为74.6%。用2007年蔬菜土壤Pb的累积速率(1.02mg/kg),预测未来10年土壤Pb含量变化趋势,并分别以150、270、300和8580(mg/kg)为阈值对土壤中Pb进行预警,2007—2017年超过150mg/kg的土壤面积比例有所增加,而超过270mg/kg、300mg/kg的土壤面积比例不变。蔬菜Pb与土壤Pb的全量或有效量之间均存在"高原模式"。蔬菜Pb的空间分布表明,3种蔬菜Pb的高浓度主要位于工业比较发达的城镇,这与土壤Pb的空间分布大体一致。经蔬菜途径吸收Pb的THQ靶标危害系数不超过0.4。不同区域、家庭经济收入水平的THQ排序:THQ高THQ城市THQ中THQ农村THQ低,表明经济收入水平高的家庭经蔬菜途径摄入Pb的健康风险最高。     

城镇周边土壤中含铅矿物的环境意义

通过对长江下游南京至苏州一带铅污染土壤中含铅矿物的鉴定识别和来源分析,确定土壤中铅的来源,既有附近含铅矿床开采过程中带出的含铅矿物,也有人为叠加的成分。作为相对稳定的含铅矿物,方铅矿、白铅矿和人工含铅颗粒含量越高,土壤中有效态铅所占比例就越低。对Pb异常土壤中含Pb矿物的研究,可以解释土壤与农作物籽实中铅含量间的复杂关系,同时也可以为生态地球化学评价标准和预测预警方案的制定提供参考。     

中国大陆新生代上地幔铅同位素特征

收集了新生代(含少量晚中生代) 301件幔源玄武岩的Pb同位素数据, 编制了系统的Pb同位素变化趋势(等值线) 图件, 现仅提供“中国大陆新生代上地幔的206Pb/204Pb比值变化趋势图”.图件显示, Pb同位素在南北方向的差异比较显著, 南北的界线大体从合肥-郑州-银川-汗腾格里峰, 结合Nd同位素的资料, 以206Pb/204Pb比值为18~18.5作为分界, 以北小于18~18.5;以南大于该值.此外初步辨认出该时期存在3种类型的地幔: 造山带地幔、裂谷型地幔及“非典型地幔”.与依据不同时代、各种类型的样品铅同位素的比值, 统一编制的“中国大陆岩石圈206Pb/204Pb比值变化趋势图”进行比较, 显示出在东北的西北部的206Pb/204Pb比值、南北向东经104°附近的高206Pb/204Pb比值区是否存在、渤海周边Pb异常区的强度以及华南DUPAL异常区问题等方面都有区别, 表明晚中生代-新生代时期, 中国大陆进入了一个新的软流圈地幔对流体系, 近代地幔并没有完全继承老地幔的全部特征而是被注入了新的软流圈物质.此外, 两张趋势图都显示了南北分块的特征, 而东西向的系统变化, 仅在近代Pb比值趋势图中华南块体的东南沿海地区出现, 暗示太平洋板块俯冲对中国大陆的影响处于次要地位.      

桂林地区近150年来的气候变化——基于 210Pb计年的洞穴碳酸盐沉积物记录

采用 ²¹⁰Pb定年和碳、氧稳定同位素分析方法对盘龙洞内的洞穴次生碳酸盐沉积物进行了系统研究,重建桂林地区近150年来的气候变化。本文采用的次生碳酸盐沉积物是采自桂林盘龙洞中的P001石笋和P007流石,分别获得9个和12个 ²¹⁰Pb测年数据; 以及41个和46个碳、氧同位素数据。P001石笋碳、氧同位素记录年代跨度为公元 1869～2002年,  δ¹⁸O  平均值为－6.28‰, δ¹³O  平均值为－7.59‰; P007流石碳、氧同位素记录跨度为公元 1854～2004年,  δ¹⁸O  平均值为－5.27‰, δ¹³O  平均值为－6.68‰。P001石笋和P007流石碳、氧同位素记录的低频信号显示出一致的变化趋势,而且二者的 δ13C 曲线相对  δ¹⁸O  曲线一致性更强,说明它们受同样环境条件所制约,同时也说明了其 ²¹⁰Pb年代系列的建立是可靠的。盘龙洞石笋和流石的  δ¹⁸O 和  δ¹³O 记录在公元 1930～1965年都出现一个低谷,表明该时段植被生产力相对减弱,亦即降水相对减少。通过P001石笋和P007流石的碳、氧同位素记录与现代降雨记录的比较可知,在年际至10年际尺度上,氧同位素反映的为降水或者季风的强弱。由此,公元1854年到2005年的151年内,盘龙洞碳酸盐沉积物氧同位素所反映的气候变化信息为3个阶段： 1)1854年至1900年的相对较强季风期,降水量较丰, δ18O 平均值为－6.3‰; 2)1900年至1960年的较弱季风期,降水量较少, δ¹⁸O 平均值为－5.1‰; 3)1960年至2005年的较强季风期,降水量较丰富,δ¹⁸O 平均值为－6.1‰。     

高炉渣基矿物聚合材料的制备及其对铅离子的固定

以高炉渣和煅烧高岭土为粉体原料,KOH溶液为激活剂,采用振动成型方法,在20℃下养护24 h,制备矿物聚合材料。实验样品静置固化28 d,采用压力试验机可测得其抗压强度高达24~65 MPa。矿物聚合材料制品在1 d、3 d、7 d、28 d的X射线衍射(XRD)、红外光谱(IR)等测试分析表明,高炉渣中的玻璃相在强碱的作用下发生溶解,之后形成Si、Al低聚体,最后形成各种晶体。采用矿物聚合材料可以有效地固定Pb2+。用含Pb2+的溶液配制矿物聚合材料,静置固化28 d,测其抗压强度以及Pb2+溶出率。实验结果表明,Pb2+的存在降低了矿物聚合材料的1 d的抗压强度,但对7 d及28 d抗压强度没有影响,聚合材料对Pb2+固定率达到99.9%。     

210Pb测年方法在岩溶碳酸盐沉积物中的应用研究

碳酸盐沉积物中的210Pb,通过大气降水、土壤水渗入沉积物中吸附所得,并且不同沉积物组分和粒级对210Pb的吸附能力不同.笔者以沉积环境稳定、沉积的连续性及其剖面保存的完整性的洞穴沉积物--石笋和流石等作为主要研究对象,并与取自云南白水台的钙华样品进行210Pb的对比.利用210Ph测年技术方法对岩溶地区不同类型的近代碳酸盐沉积物样品进行测定,并探讨该方法适应范围.结果发现:利用210Pb法能够比较可靠的测定沉积物的沉积速率,并根据沉积物的相对垂直深度和210Pb比度的关系,计算出近100 a沉积物年龄和沉积速率.由此可见,210Pb测年技术在岩溶沉积物中的应用,将有助于获取高分辨率的计年,并提供精确的沉积速率,为现代岩溶作用过程的研究提供重要的信息,从而具有广泛的应用前景.     

广西钦州湾海岸带孢粉组合和沉积环境演变

对广西钦州湾海岸滩涂的4个钻孔的沉积物进行孢粉分析,结合 210Pb法测得沉积速率,讨论了该地区大约150年来的沉积环境演变规律.钦州湾地区具有19世纪中-末叶较现在偏凉的区域性气候; 20世纪初期西海岸沉积物中红树林花粉Rhizophora和Aegiceras锐减,反映出红树林滩衰退的特征; 60年代和70年代,钦州湾西海岸线明显向内陆迁移,高潮滩环境向低潮滩演化; 而80年代始,东海岸线由于钦江流域来沙的迅速堆积,沉积速率较高,岸线向海推移明显,沉积物中木本植物花粉和禾本科均有所增加,这和围垦修堤的人类活动加速了低潮滩向高潮滩演化有关.钦州湾总体表现出西向扩张,东向缩减的趋势.