Abstract ：

碳酸盐U-Pb年代学具有广阔的应用价值与潜力。近些年同位素稀释剂法和激光原位法碳酸盐U-Pb定年迅速发展，但国内尚未报道利用激光原位法测试的第四纪以来碳酸盐U-Pb年代，碳酸盐U-Pb定年的同位素稀释剂法也亟待开发，在此背景下西安交通大学同位素实验室针对第四纪洞穴次生碳酸盐开展了激光和稀释剂法(LA&ID MC-ICPMS)U-Pb定年方法研究。本研究利用激光法对不同碳酸盐标样进行了测试，获得的U-Pb年代结果与标准值在误差范围内一致；首次报道了三宝洞第四纪洞穴次生碳酸盐的高精度激光U-Pb定年结果，与国外实验室稀释法所得年代可相互印证；讨论了第四纪碳酸盐U-Pb定年初始U系非平衡分馏校正的有...

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LA&ID MC-ICPMS δ~(234)U非平衡校正 第四纪洞穴次生碳酸盐 碳酸盐U-Pb定年

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喀斯特地区良好的水文连通性和丰富的碳酸盐岩使喀斯特关键带碳循环过程十分活跃,并对全球气候变化具有快速响应。为解析流量-溶解性碳浓度-碳同位素(Q-C-I)之间的动态关系以及喀斯特关键带重要的碳生物地球化学过程,本研究在降雨过程中对中国西南典型喀斯特流域——陈旗流域内的雨水、穿林雨、山坡径流、地表水和泉水进行了同步高频采集。结果表明,雨水中的溶解性无机碳(DIC)浓度很低,对地表水和泉水的整体贡献小。地表水和泉水中的DIC浓度随流量增加均表现出"溶质恒定(chemostatic)"行为,生物降解来源的CO2是主要调控因素,其相对贡献比在采样期间随流量增加而上升,而碳酸盐岩以及大气CO2的贡献相对...

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喀斯特关键带 溶解性碳的动态响应 溶质恒定 碳酸盐岩风化 稳定碳同位素

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本发明公开了一种提取测试洞穴次生碳酸盐流体包裹体水的系统及方法，利用高温真空环境下压碎研磨的方法提取洞穴次生碳酸盐流体包裹体水，通过载气运输并充分混合，并利用波长扫描光腔衰荡光谱技术对洞穴次生碳酸盐包裹体水进行测试分析，包括由载气存储装置、压力表、注射口、压碎研磨器、过滤器、缓冲瓶、真空泵、水同位素分析仪以及各阀门连接而成的管道，管道外侧有加热装置，其中压碎研磨器包括由驱动装置、活塞、样品盛放盒和加热装置组成的装置。使用本发明装置及方法可以快速获得高精度洞穴次生碳酸盐流体包裹体水的氢、氧同位素值。

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本发明公开了一种复合催化体、原位消除甲烷二氧化碳重整催化剂积碳的方法及系统，复合催化体由碳酸盐及过渡金属催化剂混合而成，该复合催化体、方法及系统能够有效解决甲烷二氧化碳重整催化剂在反应中因积碳导致的失活问题，提高催化剂的长时稳定性。

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本发明公开了一种原位资源化利用电厂高温二氧化碳的方法，包括以下步骤：选取一元或多元混合碳酸盐，将碳酸盐加入到反应器中；将电厂中富含二氧化碳的烟道输出气体输入到反应器中，并对碳酸盐进行搅拌，利用烟道气高温形成熔融碳酸盐‑浆态床；向反应器中加入煤粉，搅拌使得煤粉与碳酸盐混合，利用熔融碳酸盐催化煤和二氧化碳气化反应，同时，利用输入二氧化碳气体的升力以及残渣与熔融碳酸盐‑浆态床之间的密度差，驱动反应后的残渣移动至熔融碳酸盐‑浆态床的上表面并进行刮除，该方法能够结合煤气化来实现电厂高温二氧化碳的原位回收和资源化利用，且具有能耗低、处理量量大及转化利用效率高的特点。

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秦岭南麓汉江流域上游地区分布着厚达二、三十米的黄土堆积,与秦岭以北地区黄土相比差异明显。汉江流域黄土中的钙结核分布十分广泛,钙结核内壁附着纯净致密的碳酸盐晶体,而秦岭以北黄土钙结核中却少有碳酸盐晶体析出。铀系不平衡测年是一门发展成熟、测年精度高、测年范围相对较广的第四纪重要测年方法,本文尝试利用铀系测年法对汉江流域上游柳陂黄土剖面钙结核样品内的碳酸盐晶体进行了铀系测年分析。柳陂剖面厚约17 m,可辨认出多层古土壤与黄土地层。自柳陂剖面中下部获取的4件钙结核样品测年结果分别为距今115.57±0.66 ka、130.15±0.65 ka、303.97±14.47 ka和356.40±11.60 ...

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钙结核 汉江流域 黄土 碳酸盐晶体 铀系不平衡测年

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秦岭南麓汉江流域上游地区分布着厚达二、三十米的黄土堆积,与秦岭以北地区黄土相比差异明显.汉江流域黄土中的钙结核分布十分广泛,钙结核内壁附着纯净致密的碳酸盐晶体,而秦岭以北黄土钙结核中却少有碳酸盐晶体析出.铀系不平衡测年是一门发展成熟、测年精度高、测年范围相对较广的第四纪重要测年方法,本文尝试利用铀系测年法对汉江流域上游柳陂黄土剖面钙结核样品内的碳酸盐晶体进行了铀系测年分析.柳陂剖面厚约17 m,可辨认出多层古土壤与黄土地层.自柳陂剖面中下部获取的 4件钙结核样品测年结果分别为距今115.57±0.66 ka、130.15±0.65 ka、303.97±14.47 ka和 356.40±11.60 ka,随着地层深度增加,230Th年代增长,且与磁化率揭示的土壤地层序列基本一致.所以初步推断柳陂黄土剖面的地层序列为 S1 、L2 、S2-I 、S2-II 、L3和 S3.研究表明,秦岭南麓钙结核的 230Th年龄可为黄土地层的独立定年提供重要参考.根据碳酸盐钙结核形成机制,认为钙结核中碳酸盐晶体的 230Th年代能够指示相应黄土地层的最小年龄

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钙结核 汉江流域 黄土 碳酸盐晶体 铀系不平衡测年

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石笋是洞穴次生碳酸盐的一种,是由含Ca2+和HCO3-的洞穴滴水滴到洞穴地面后,水中碳酸钙在一定条件下过饱和析出,经年复一年沉积形成.石笋是古气候研究的重要地质材料之一,其优势在于空间分布广、适合U-Th和U-Pb精确定年、气候代用指标丰富、记录较连续、时间跨度较大、相互对比性强和采样成本低等.以上有利因素使得洞穴石笋在全球气候变化研究领域有着不可替代的重要作用.石笋古气候研究于20世纪60～70年代在欧美等西方国家起步,中国的相关研究是在改革开放后80～90年代中期逐步发展起来的.这一时期虽然总体研究水平与国际水平有较大差距,但打下了良好的研究基础、培养了多个人才队伍.进入21世纪,以2001年发表南京葫芦洞石笋记录为起点,中国石笋古气候研究在开放合作的基础上,迎来了蓬勃发展和真正意义上的飞跃,产生了重大国际影响,在多个相关技术和研究领域迈向了国际前沿.标志性成果包括建立了目前世界最长的东亚季风(64万年)石笋记录,以及印度季风(28万年)、南美季风(25万年)、北美西风区(33万年)、中亚西风带(13.5万年)和中国西部西风带(50万年)最长的石笋记录,奠定了这些气候系统石笋古气候研究的里程碑;揭示了轨道-亚轨道尺度上亚洲季风与太阳辐射、南-北极地气候变化的关联,以及与南美季风的反相位关系,为发展轨道-亚轨道气候变化理论提供了新的内涵和证据;阐述了亚洲季风与西风带气候模态之间的耦合和分异关系;精细刻画了全新世亚洲季风变化历史、提供了中国和印度文明-文化演化的水文气候变化背景;建立了大量的2000年以来的高分辨率石笋记录,对理解短尺度气候变率、幅度、事件、周期及预测未来气候变化具有重要意义;改进或发展了包括U-Th测年技术在内的多项重要技术和新的水文气候学指标;为精准重建大气14C做出了重要贡献.展望未来,中国石笋界将继续发展关键技术、进一步厘清石笋指标的水文气候学意义、注重与相关学科的融合交叉、聚焦全球气候变化的前沿科学问题和重大社会需求,做出新的更大的科学贡献.

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洞穴石笋 全球气候变化 西风带 亚洲季风 氧同位素

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北京石花洞石笋物质旋回微层及其气候重建研究在古气候领域已有广泛报道.而本文所研究的石笋(XMG),自20世纪90年代初后突变发育了疏松-致密型微层,这种微层类型以前在石花洞从未发现.扫描电子显微镜(scanning electron microscope, SEM)观测显示,这种疏松-致密层偶是由方解石组构(calcite fabric)差异引起,不透光疏松层是粒状镶嵌结构微晶方解石,而透光致密层是晶簇状纤维晶方解石.在对该石笋观测站点的现生碳酸盐SEM分析后,发现其可分为3种类型, I型是旱季1~3月沉积的晶粒较大且晶面较为平整的菱面体及其组合体;II型是旱-雨季过渡时期(4~5和10~12月)生长的大、小晶体混生型;III型是雨季生成的晶粒细小(粒径<4μm)的微晶.菱面晶体所含杂质少,形成条件为滴水慢且稳定、方解石饱和指数偏高、洞穴CO2浓度低以及洞穴扰动最小,这类晶体构成了透光纤维晶方解石层;而微晶伴有较多杂质,当季新水补给、洞穴CO2浓度升高以及旅游活动增加等因素均利于其生成.由于疏松的微晶方解石亚层形成于洞穴开放之后,故推测洞穴开放后人为干扰所引起的洞穴环境改变,很可能是其突变发育的关键因素.

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人类活动 石花洞 石笋 疏松-致密微层 微晶方解石

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洞穴石笋因其精准的定年和蕴含的多种代用指标,已成为古气候和古环境变化研究的重要载体之一。在石笋研究的多种代用指标中,碳酸盐碳同位素由于受到多重因素的影响,应用其重建过去环境变化历史一直局限在少数几个研究地点。洞穴上覆土壤有机质是洞穴石笋中有机质的重要来源,除此之外,洞穴原位产生的微生物及基岩中的有机质也有贡献。由于主要继承了地表植被和土壤有机质的同位素组成,石笋有机质碳同位素组成的时间序列能够很好地指示地表植被的演变及土壤过程的变化。本文对石笋有机质碳同位素组成的研究现状进行了综述,介绍了最新建立的石笋有机质碳同位素组成分析方法,并指出应用这一指标研究环境变化需要解决的关键问题和未来面临的挑战。

Keyword ：

环境变化 石笋 碳同位素组成 有机质

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