碳、氢同位素分析及应用新进展

<正>碳和氢是地球上有机质组成中最主要的两种元素。对沉积有机质中这两种元素组成特征的研究对于生物体和现代沉积物特征、物质来源和古环境、古气候等方面的研究具有重要意义。本文着重论述了碳、氢同位素分析在石油地质研究中的应用新进展,探讨了目前研究较少的氢同位素在技术和研究水平上的进步,并分析了影响氢同位素值的各项因素,为在今后研究中更好的利用氢同位素提供依据。     

稳定同位素技术 助力生态环境研究和保护--记中国科学院沈阳应用生态研究所研究员方运霆

氮循环是地球物质循环的重要组成部分。全球每年通过人类活动新增的“活性”氮导致全球氮循环严重失衡,并引起陆地和水体生态系统的富营养化、酸化和温室气体排放等一系列生态和环境问题。20世纪70年代国际科学联合会环境问题科学委员会将全球氮超载作为一个潜在的环境问题和化学“定时炸弹”提出后,人类开始对地球各类生态系统中的氮循环进行广泛而深入的研究。     

从物理有机化学的角度讨论化学反应的过渡态

本文从物理有机化学的角度,从化学反应速度和同位素效应二方面对化学反应中的过渡状态问题进行探讨.得到定量计算产物生成速度公式和计算同位素交换反应的平衡常数Kex的公式。     

藏南林周盆地林子宗火山岩的时代、成因及其地质意义：锆石U-Pb年龄和Hf同位素证据

本文对林子宗火山岩命名地-林周盆地内典中组最底部的英安质火山角砾岩和年波组下段的流纹质熔结凝灰岩进行了锆石U-Pb年代学和Hf同位素分析,结果显示前者形成于62.5±1.1 Ma,而后者形成于56.4±1.2 Ma,表明林子宗火山活动的起始时间略晚于K/T界限年龄.岩浆锆石的εHf（T）值分别为＋9.0～＋0.5和＋11.0～＋4.8,显示亏损地幔的特征,与同时期冈底斯岩体的岩浆锆石相似,应为同源产物,源自于地幔楔的部分熔融.此外,典中组样品含有石炭纪年龄的捕获锆石,它们的εHf（T）值介于-0.6～-3.2之间,具有中元古代的Hf同位素模式年龄,与附近念青唐古拉岩带花冈岩的捕获锆石相若,暗示拉萨陆块老地壳的混染在岩浆演化中亦扮演了角色.结合区域地质,我们认为在藏南拉萨陆块上的林子宗火山岩是印度与欧亚大陆碰撞之前到碰撞初期新特提斯海洋板块向北俯冲、拆离作用的结果.     

两种绿篱植物对作物养分吸收的影响

种植等高绿篱是丘陵山区实现农业可持续发展较为理想的经营措施,是防治坡耕地的水土流失和土地退化的有效手段.由于绿篱植物的引入,存在着绿篱植物与作物之间的抑制或促进作用,尤其是两者之间在养分、光、水和气方面的竞争作用,又成为植物篱推广应用的限制因子.本研究选用豆科紫穗槐和禾木科香根草为绿篱植物,间作小麦、大豆,设置单作、板隔、网隔和无隔4个处理.借助同位素示踪技术,测定绿篱和作物养分含量及吸收量.研究结果表明:香根草、紫穗槐对小麦N吸收影响不大,香根草不利于大豆N吸收,紫穗槐对大豆N的吸收有利;香根草抑制小麦P的吸收,促进大豆对P的吸收,紫穗槐对小麦、大豆P吸收都有利;香根草、紫穗槐对小麦、大豆K吸收起促进作用;香根草对N的竞争和对P、K的吸收能力均强于紫穗槐,而对N的吸收能力弱于紫穗槐;两种绿篱对小麦影响弱于小麦个体间的影响,对大豆的影响强于大豆个体的相互影响.这些揭示了紫穗槐和香根草对小麦、大豆之间的养分促进与竞争特点,为丘陵山区植物篱技术的推广应用提供理论依据.     

西南天山晚古生代后碰撞岩浆作用：以阔克萨彦岭地区巴雷公花岗岩为例

西南天山阔克萨彦岭地区巴雷公钾长花岗岩出露于蛇绿混杂岩南侧。地球化学特征显示，该岩石富碱（K2O＋Na2O为8.25～8.72％〉8％），富钾（K2O／Na2O为1.34～1.56），准铝质（A／CNK为0.94～1.05），为高钾钙碱性-钾玄岩系列；岩石富集大离子亲石元素和轻稀土，亏损Sr、P等大离子亲石元素及Nb、Ti等高场强元素，具有中等的负铕异常（δEu=0.49～0.59），为向A型花岗岩过渡的后碰撞高钾花岗岩特征；岩石的Nd／Th（1.64～3.19）、Th／U（5.95～7.11）、Nb／Ta（7.26～9.17）和高K2O／Na2O比值、低Sr／Ba比值特征表明，巴雷公花岗岩来源于中下地壳物质的部分熔融，残留相为斜长角闪岩。阴极发光图像显示，该岩石中锆石多呈完好的自形晶，具有岩浆锆石特有的韵律环带结构，LA-ICP-MS微区原位U-Pb定年结果表明该花岗岩的结晶侵位年龄为273±2Ma。综合南天山已有研究成果，推测南天山造山带后碰撞花岗质岩浆活动主要发生在282～259Ma之间，具有从高钾钙碱系列（282～266Ma）向碱性系列（266～259Ma）演化的特征，暗示了一个后碰撞阶段的造山带垮塌、陆壳连续伸展减薄的过程。巴雷公高钾花岗岩应为南天山造山带碰撞造山峰期变质后垮塌过程中的第一个阶段或碰撞造山到后造山的一个转折阶段的中下地壳熔融的产物，指示南天山西段古洋盆在中二叠世以前已经闭合，西南天山已进入后碰撞演化阶段，代表了古亚洲洋南部的闭合和中亚南部增生造山作用的结束。这一认识为深入探讨中亚后碰撞岩浆作用的时限和机制提供了新的约束资料。     

赣东南富城杂岩体的地球化学和年代学研究

富城杂岩体出露于赣东南,与闽西南的红山岩体共同构成富城-红山花岗质杂岩.富城杂岩主要由富城黑云母巨斑粗粒二长花岗岩、粗石坝中粒二云母花岗岩和珠长洞含红柱石细粒花岗岩三个单元组成.富城花岗岩含较低的SiO2、Rb、Nb和较高的Al2O3、Ba、Sr、Zr、REE含量,岩石的ACNK＞1.10,K2O/Na2O＞1.60.粗石坝花岗岩以高SiO2、K2O,低CaO、P2O5和富Al（ACNK=1.13～1.20）为特征;岩石含较高的Rb、Nb和低的Ba、Sr、Zr、REE含量,并具有相对低的K/Rb和δ（Eu）比值.珠长洞含红柱石花岗岩的地球化学特征相似于富城花岗岩,除了更高的ACNK值（1.22～1.36）和Rb、Nb含量以及稍低的Sr、Ba、Zr、REE含量.富城单元的^87 Sr/^86 Sr初始比值是0.7135～0.7196,εNd（t）是-9.4～-10.2,Nd模式年龄是1.78Ga到1.84Ga,其中的锆石Hf模式年龄是1.70～1.89Ga,与Nd同位素一致;粗石坝单元具有与之相似的Nd-Hf同位素组成;珠长洞单元的^87 Sr/^86 Sr初始比值更高（0.7214）,εNd（t）更低（-16.9）,而Nd模式年龄达2.37Ga.这些地球化学特征表明富城杂岩体的源岩都是由古老物质组成的沉积岩,其中富城和粗石坝单元起源于具晚古元古代模式年龄的基底,而珠长洞单元的源区物质具有早古元古代平均地壳存留年龄.富城杂岩体的各单元之间没有显示一致的变化规律,表明它们不是单一岩浆演化的结果,它们成分的差异主要受源区成分影响.LA-ICPMS的锆石U-Pb定年显示富城黑云母花岗岩形成较早（239±17Ma）,而粗石坝和珠长洞花岗岩形成稍晚（231±16 Ma和229±6.8 Ma）.它们的形成时代与华南印支期早期构造-岩浆活动的峰期一致.结合地球化学和岩石组合特征,可以认为富城-红山杂岩形成于同构造背景.     

赣南中侏罗世正长岩-辉长岩的起源及其地质意义

正长岩-辉长岩组合的形成通常与板内伸展构造有关,它们可由同源岩浆演化形成,也可以由两种独立起源的岩浆结晶形成.本文选择赣南晚中生代早期黄埠正长岩和车步辉长岩进行了详细的年代学和岩石地球化学研究,旨在探讨它们的起源及其与岩石圈地幔演化的关系.LA-ICP-MS锆石U-Pb定年结果表明：黄埠正长岩和车步辉长岩形成于≈178Ma,为同时期岩浆作用的产物.主量元素、微量元素和Nd同位素地球化学特征表明它们并非由同源岩浆演化形成.初步研究表明,黄埠正长岩和车步辉长岩可能都起源于受软流圈来源熔体交代富集的岩石圈地幔,熔融发生在上地幔尖晶石-石榴石相转换带深度,且岩浆在结晶演化过程中发生了较低程度的地壳混染作用.与车步辉长岩相比,黄埠正长岩有高的不相容元素含量、Ce/Yb、La/Yb、Sm/Yb比值和高的εNd（t）值,表明黄埠正长岩的岩浆起源相对更深,且其岩石圈地幔源区经历了更高程度的交代作用.因此,赣南正长岩-辉长岩是板内伸展构造背景下,不同程度软流圈-岩石圈相互作用的反映.     

“发”中窥秘，可能吗？

如果有人神秘兮兮地告诉你,从现在起每天出门都得戴帽子,最好将脑瓜儿包得严严实实,以免偶尔掉下一根头发,因为这根飘落的秀发很有可能暴露你的很多秘密。