基于210Pb与137Cs分布的近代沉积物定年方法——以巢湖、太白湖为例

对巢湖、太白湖沉积岩心中210Pb、137Cs活度进行了测试分析。结果表明,137Cs活度均低于20 Bq/kg,但具有明显的1963年蓄积峰;210Pbex活度随深度增加呈指数降低,指示了较为稳定的沉积特征。采用CIC、CRS模式计算得到的沉积岩心210Pb年代结果均偏离137Cs时标,反映了源自大气沉降的210Pb的流域输入以及湖泊水体中210Pb河流输出的共同影响。根据137Cs的1963年时标深度,把沉积岩心分为上下两段,依据210Pbex活度变化,分别采用不同公式进行沉积岩心年代计算。由此得到的巢湖与太白湖近百年来的沉积速率具有相似的变化规律,反映了长江中下游地区自然环境及人类活动对湖泊沉积记录影响的一致性。其中20世纪60年代初期,巢湖与太白湖主要入湖河流上游地区水库的建成投入使用,对入湖泥沙起到调蓄作用,使得沉积速率降低;20世纪70年代末期、80年代中期以来,巢湖与太白湖呈现较高的沉积速率,主要反映了流域农业发展等人类活动的影响;1991年与1999年洪水事件在沉积物中也有明显的表现。     

太湖THS孔现代沉积物137Cs和210Pb的分布及计年

太湖THS沉积物柱状岩心中存在3个明显的137Cs蓄积峰,高含水率和有机质含量是前苏联切尔诺贝利核电站核泄漏对应的137Cs蓄积峰向表层迁移的一个可能的原因。利用137Cs核素1963年和1975年对应的蓄积峰计算出沉积速率为0.34 cm/a。利用137Cs核素1963年对应的蓄积峰进行校正,采用210Pb计年的CRS模式获得不同时段的沉积速率,发现在80年代末沉积物堆积通量最高,达到0.6 g/(cm2.a)。两种计年方法的结合有助于认识沉积速率的变化情况。     

楚科奇海、白令海表层沉积物210 Pb和137 Cs分布

通过分析第十次北极考察楚科奇海、白令海考察区表层沉积物样品中放射性核素210 Pb和137 Cs,获得表层沉积物(0～8 cm)中210 Pb和137 Cs在不同断面和不同层的比活度范围和分布.楚科奇海陆架区R断面表层沉积物(0～2 cm层)210Pb比活度范围为44.80～117.45 Bq·kg-1;137Cs检出...     

独流减河盐沼210Pbexc和137Cs剖面记录的现代洪水事件沉积

在独流减河入海口附近河道之间的盐沼采用人工探坑侧壁连续取样,获得2个站位的沉积物样品。通过²¹⁰Pb和¹³⁷Cs定年法建立年代框架,结合粒度分析、有孔虫鉴定和水文数据,探讨了该区的现代洪水事件沉积。结果表明,该区沉积物的²¹⁰Pb_exc比活度-深度剖面中存在2处明显的低值沉积层,分别在3~6 cm和10~14 cm深度,这2个沉积层分别对应¹³⁷Cs曲线的次峰和主峰。这两层与上下相邻层位相比呈现粒径较粗、分选较差,有孔虫丰度较低、破损百分比较高的特征。²¹⁰Pb测年结果显示,¹³⁷Cs曲线下部的主峰对应的年龄为1963年,与全球性的最大峰值形成时间相对应,而上部的次峰对应的并非1986年切尔诺贝利核泄漏事故形成的次峰。区内水文数据显示,在1963和1996年分别发生了2次较大的洪水事件。因此,推断S4和S5站位剖面中2个特殊的沉积层是由洪水事件造成的。本研究说明高分辨率沉积特征的多指标研究可以较为准确地揭示洪水等灾害性事件发生的年代和频率,这有利于系统地揭露海陆过渡带地区地质历史时期灾害和气候事件的频率和强度,为灾害预防和未来规划提供科学依据。     

东海沿岸海底沉积物中的^137Cs,^210Pb分布及其沉积环境解释

通过对东海沿岸不同海区８个沉积柱样的１３７Ｃｓ或２１０Ｐｂ剖面的观测,运用１３７Ｃｓ时标法和２１０Ｐｂ过剩法估算了近几十年来的平均沉积速率。并对１３７Ｃｓ的区域分布与蓄积程度及其环境意义进行了初步探讨     

长江口泥质区18#柱样的现代沉积速率及其环境 指示意义

通过对长江口泥质区18#柱样进行137Cs和210Pb同位素测年分析,得到了柱样站点的现代沉积速率。结果表明,近50多年来沉积速率较大,且呈现阶段性差异：由137Cs时标计年法得到柱样1954—1964年的沉积速率为5.9 cm/yr,1964—2006年减小为 3.36 cm/yr;沉积柱样的210Pb剖面呈两段分布,由此得到沉积速率120～225 cm为5.47 cm/yr,对应于18～100 cm减小为4.58 cm/yr。对比分析两种方法得出沉积速率开始减小的时间为1968—1972年,并且采样点区域表层可能出现侵蚀现象,为研究长江口泥质区环境演变提供了依据。     

赣北黄茅潭近代湖泊~(137)Cs蓄积特点、SCP计数和事件性沉积及其对~(210)Pb计年的矫正

对赣北黄茅潭近代湖泊沉积岩芯进行了~(137)Cs、~(210)Pb测试和SCP(球状碳粒)计数分析,阐述了~(137)Cs蓄积特征,结合SCP计数、粒度指标及降水记录厘定了一些事件性沉积层位。研究表明,1986年前后是沉积环境中~(137)Cs行为的转折点;在这之前,~(137)Cs以大气散落为主,其蓄积行为大致与降水存在正相关关系,在这之后,~(137)Cs以流域侵蚀为主,其蓄积行为与降水呈负相关关系。1953—1954年、1974—1975年、1998—1999年,流域降水丰沛,相应沉积层位~(137)Cs比活度低,这与流域强烈侵蚀稀释了进入湖泊的~(137)Cs有关。1963—1964年沉积层位~(137)Cs蓄积峰稳定而显著,与高通量的大气散落有关,也与当时降水量低,大雨、暴雨次数少,流域侵蚀强度低造成较低的沉积速率等密切相关,是可靠的定年时标。1986年存在同样的气候环境特点,其蓄积峰可能也是存在的,但需要进一步确认。基于~(210)Pb方法,利用多种计年模式计算了沉积岩芯的年代,发现与这些事件性沉积层位具有较大差异。研究认为,在长江中游这种降水高、流域侵蚀强度高的较为复杂的沉积环境中,~(210)Pb计年存在较大误差。复杂沉积环境中近代沉积的定年,有必要深度挖掘~(137)Cs环境行为,在全面阐述其蓄积特点的基础上,辅以SCP计数、粒度指标及降水等识别事件性沉积层位,矫正~(210)Pb计年,是精确建立近代沉积时标的必要方法。     

137Cs测年在海岸盐沼中的应用

海岸盐沼广泛分布在海岸和河口环境,滩面有盐生植被覆盖,并且被潮水沟分割成片。研究海岸盐沼沉积过程和沉积速率,对于深入认识人类活动与海岸系统之间的相互作用具有非常重要的意义1。37Cs测年技术是近20年用来测定现代沉积速率的一个有效方法,人工核试验产生的137Cs被释放到大气中,再经气-水、水-沉积物界面的交换和吸附而沉淀在地层里,通过几次出现的峰值年代来计算不同时段的沉积速率;该方法在计算湖泊沉积速率方面取得了成功,在陆架、海湾、潮滩等区域也取得了较好的成果。但由于该方法对研究区域地层记录的稳定性有较高的要求,沉积物黏土含量、分选程度均对137Cs含量有显著影响;海岸盐沼由于植被生长茂盛,根系伸入地层深处,对沉积地层有较大扰动,因此,很难分辨出特征峰值,需要借助其他手段来综合判断特征沉降峰值。     

太湖ZS孔沉积记录的近50年来营养盐沉积通量变化

通过对太湖北部竺山湾沉积物(ZS孔)钻探,测试ZS孔沉积物~(210)Pb、~(137)Cs、总有机碳(TOC)、总氮(TN)、总磷(TP)和粒度,研究近代太湖湖泊沉积物营养盐沉积通量变化。结果表明,ZS孔中~(137)Cs比活度较低(<15 Bq/kg),利用ZS孔~(137)Cs 1963年时标得到平均沉积速率为0.32 cm/a,与应用~(210)Pb的CRS模式获得的近50年来平均沉积速率一致,利用~(210)Pb的CRS模式计算出近50年来沉积通量为0.13～0.75 g·cm~(-2)·a~(-1)),结合沉积物中的TOC、TN和TP浓度,获取了营养盐沉积通量在垂向上的变化,结果显示,自20世纪80年代初以来,营养盐沉积通量明显增加,谊变化趋势与20世纪60年代以来的观测资料相符,有机磷的影响和人类活动被认为是造成近20年来TP沉积通量增加的原因。     

Accumulation rates and sources of sediments and organic carbon on the Palos Verdes shelf based on radioisotopic tracers (137Cs, 239,240Pu, 210Pb, 234Th, 238U and 14C)

We report here bioturbation and sediment accumulation rates determined from replicate sediment cores at four different sampling sites on the Palos Verdes shelf, Southern California, using bomb fallout and natural radionuclides (¹³⁷Cs, ^239,240Pu, ²¹⁰Pb, ²³⁴Th, and ¹⁴C), along with supporting measurements of organic carbon (OC), porosity and granulometry. Present-day particle reworking, on time scales of several months, is restricted to the upper 3 cm, with rates ranging from 13 to 200 cm²/year, as deduced from ²³⁴Th_xs profiles. There is little evidence that particle reworking reached depths significantly greater than 5 cm. Post-1963 (or post-1971) sediment accumulation rates ranged from 0.7 to 1.4 g/cm²/year (equivalent to 1.1–1.8 cm/year for surficial sediments), as calculated from Pu and Cs isotope profiles, with little change over time or distance from the outfall. Lateral transport of older sediment and multiple sediment sources on the Palos Verdes shelf is suggested from radiocarbon measurements on foraminifera and bulk sedimentary organic matter at two sampling sites, which showed variable, old and refractory sources of OC. Pre-1953 sediments accumulated at rates that were at least 0.4 g/cm²/year (≥0.3 cm/year), based on ²¹⁰Pb_xs dating. Given the abundance of sediment sources to the Palos Verdes shelf, the high sedimentation rates, and shallow particle mixed layers, contaminant-enriched layers should continue to move deeper into the sediments.     

广东近岸海域表层水中^90Sr和^137Cs的分布

本文提供了1989～1991年广东近岸表层水中~(90)Sr和~(137)Cs含量的分析结果。在调查海区,~(90)Sr含量为2.31～3.75mBq/L,平均值为3.21±0.45mBq/L。~(137)Cs含量为2.10～4.49mBq/L,平均值为3.47±0.89mBq/L。~(137)Cs/~(90)Sr放射性的比值为0.63～1.69,平均值为1.11±0.35。调查结果表明,近三年来未发现广东近岸海域有明显的人工放射性污染。目前广东近岸海水中的~(90)Sr和~(137)Cs主要仍是以往核试验所产生的放射性落下灰残余。     

用~(210)Pb和~(239)Pu测定Saguenay湾的沉积速率

本文介绍了用２１０Ｐｂ 和２３９Ｐｕ 测定Ｓａｇｕｅｎａｙ 湾的沉积速率。在沉积物中过剩２１０Ｐｂ 的比活度随着深度的增加呈指数衰减。但在柱状样８２－０７２ 的４５ｃｍ 处和８２－１４７ 的６ｃｍ 处,过剩２１０Ｐｂ 的比活度发生突变。这可能与１９７１ 年发生的陆倾有关。用２１０Ｐｂ 方法测得柱状样８２－０７２ 和８２－１４７ 的沉积速率分别为３．５０ｃｍ ／ａ 和０．４９ｃｍ ／ａ,与用２３９Ｐｕ 方法测得的沉积速率３．６０ｃｍ ／ａ和０．５０ｃｍ ／ａ 基本是一致的。     

海洋环境中氧化还原敏感性微量元素的地球化学行为及环境指示意义

依据国内外最新研究成果,初步讨论了氧化还原敏感性微量元素(RSE)Re、Cd、Mo、U、V等的地球化学行为,其中包括海洋沉积物中RSE的来源、RSE在缺氧和无氧海区的沉淀富集机理及其环境指示意义。在此基础上讨论了利用RSE研究氧化还原环境时应注意的一些问题。RSE的沉淀富集机制不尽相同,但具有以下共同特点:①对底层海水的溶解氧浓度敏感。在正常溶解氧条件下,氧化还原敏感性微量元素在海水中呈溶解态稳定存在,而当底层海水处于缺氧或无氧条件时容易发生还原。②当底层海水处于缺氧或无氧条件时,经过沉积物—海水界面过程,受缺氧程度不同的制约,海水中呈溶解态的RSE依次在沉积物中沉淀,出现不同程度的富集。③持续还原条件下,RSE在沉积物中稳定存在;受氧化作用后,容易在沉积物中发生二次迁移和重新富集。不同的RSE其氧化还原电位不同,在氧化还原序列中的位置不同,Re在U之后Mo之前发生还原。因此,RSE在海洋沉积物中的不同富集特征和富集程度可作为还原程度指标研究底层海水的缺氧程度和底质的氧化还原环境。研究RSE的氧化还原环境指示意义,必须对RSE陆源碎屑来源组分进行剔除,同时,还应充分注意到还原沉积区发生氧化后,RSE在沉积物中会发生重新迁移和二次富集。     

Artificial radionuclides in the western Northwest Pacific (I)90Sr and137Cs in the deep waters

⁹⁰Sr and¹³⁷Cs concentrations and their vertical distributions were determined in deep waters in the western Northwest Pacific, including the adjacent seas of Japan, from 1976 to 1979.The profiles of the radionuclides show distribution patterns with two parts with an exponential variation of radioisotope content with depth in both parts.Generally speaking, the inventories of⁹⁰Sr and¹³⁷Cs in the open waters of the northwestern Pacific correspond fairly well to the fallout inputs, but in some circumstances there seems to be considerable removal of radionuclides from the water column or they are diluted with water of lower radioactivity from other regions.The possibility of radioisotope remobilization from the bottom sediment or particulate matter is also discussed.     

Age and growth rates of ferromanganese concretions from the gulf of Finland derived from 210Pb measurements

The formation of ferromanganese concretions on continental shelves is a widespread recent biogeochemical process, which is particularly intense in the Baltic Sea. The proposed new technique for dating ferromanganese concretions is based on the equilibrium ²¹⁰Pb, which is produced immediately within them due to the decay of ²²⁶Ra, which is intensely sorbed by concretions from the seawater. This method is principally different from the traditional dating of bottom sediments using nonequilibrium ²¹⁰Pb, which represents a decay product of atmospheric Ra. A mathematical tool for the calculation of the concretion ages is proposed. The latter is used for calculating the ages and growth rates of ferromanganese concretions belonging to two morphological varieties. The age and average growth rates of spheroidal concretions are estimated to be 670–850 years and 0.014 mm/year, respectively. The central part of a pancake-shaped concretion is dated back to 2500–3800 years, and its calculated respective horizontal and vertical growth rates are approximately 0.028 and 0.004 mm/year.