论文部分内容阅读
青海湖是中国最大的内陆咸水湖,既受业洲季风的影响,又受西风急流的影响,是目前全球气候和环境变化研究领域备受关注的地区。已有研究表明,青海湖湖相沉积连续、完整,并保存了大量的介形虫化石,为研究该湖沉积环境气候变化提供了良好的地质材料。因而,在以往前人研究工作的基础上,深入研究青海湖区现代和沉积物中的介形虫生态学特征及碳、氧同位素组成,对利用介形虫进行该区的古气候重建具有重要意义。
本文选择青海湖区的介形虫为研究对象,通过方法对比实验,讨论不同的样品前处理方法对介形虫壳体碳、氧同位素组成的影响,并建立适合介壳碳、氧同位素测定要求的样品处理方法;开展介形虫生长温度培养实验,研究青海湖典型介形虫与生长水体之间的碳、氧同位素分馏效应,并讨论介壳碳、氧同位素分馏效应对古气候重建的意义;利用青海湖钻探项目获取得1F孔中的介形虫样品,探讨不同种属介形虫之间碳、氧同位素组成差异及对古气候重建的意义。结合介形虫的生态学资料初步讨论了1F孔介形虫的碳、氧同位素组成所反映的环境和气候变化信息。论文的主要结论概括如下:
1、不同处理方法不会对介壳的碳、氧同位素测试结果产生明显影响,在进行碳、氧同位素测试之前,用去离子水清洗干净的介壳不需要进一步的处理。这样不仅可以避免样品过度处理过程中可能带入的外来污染物,而且减少了实验过程中的工作量和样品损失。
2、温度培养实验表明:胖真星介(Eusypris mareotica)壳体与其生长水体之间的氧同位素分馏效应主要受温度控制。在不同培养温度下,胖真星介壳体的氧同位素分馏系数十分接近无机方解石的氧同位素平衡分馏系数,胖真星介壳体可以近似认为是在与其生存水体达到氧同位素平衡分馏状况下形成的。因此,在利用胖真星介壳体的氧同位素组成进行古环境和古气候变化信息提取时,所得结果真实的反映介形虫生长的环境条件变化。
3、温度培养实验结果表明:胖真星介与水体DIC之间的碳同位素分馏几乎不受温度影响。随着水体pH值的升高,胖真星介壳体与水体DIC之间越接近碳同位素平衡分馏。胖真星介与水体DIC之间的碳同位素分馏效应可能随水体pH值的变化而发生改变。因此,本文作者必须考虑不同介形虫的碳同位素分馏对古气候重建结果产生的可能影响,并且要慎重考虑介壳碳同位素组成所反映的古气候变化信息。
4、青海湖1F孔中不同种属介形虫之间的碳、氧同位素组成存在一定差异,这种差异可能是不同介形虫与水体之间的碳、氧同位素分馏差异以及湖泊水体的年或季节性变化造成的。因此,在利用介形虫的碳、氧同位素组成进行古气候重建定量时,应考虑不同种属之间的碳、氧同位素差异。当沉积序列中,介形虫壳体的碳、氧同位素组成变化较大时,介形虫种属之间的碳、氧同位素组成差异可以不予考虑。并且,在获取介形虫详细生态学资料的基础上,不同种属介形虫的碳、氧同位素组成可以用来反映湖泊水体的季节性变化。
5、青海湖1F孔介形虫碳、氧同位素组成结合介形虫种属变化所反映的湖区环境变化情况大致可以分为以下三个大的阶段:
1)18.54m-9.02m,介形虫主要以布氏土星介为主,指示了水体偏淡,湖区气候寒冷。介壳平均δ18O值偏低(-3.39‰左右),波动幅度较大;而平均δ13C值稍高(-1.39‰左右),波动幅度较小,反映了该时期青海湖水位较浅,但存在较大波动,湖泊生产力稍高且较为稳定。
2)9.02m-6.29m,该段以布氏土星介为主,表明湖区温度依然较低,湖泊水位较浅。介壳平均δ18O值稍高(-1.19‰左右),介壳平均δ13C值较低(-2.85‰左右),且两者都剧烈波动,反映了湖区气候干燥,湖泊生产力降低,气候环境变化剧烈。
3)6.29m-0.01m,介形虫以胖真星介和意外湖花介为主,说明湖泊盐度有所增加。6.29m-4m左右,介壳δ18O值整体偏负,由下而上逐渐负偏;而δ13C值偏正,波动较小,反映了该时期湖区有效湿度增加,湖水水位升高,湖泊生产力增加。4m-0.01m,介壳δ18O值逐渐正偏,δ13C值整体偏正,反映了湖区有效湿度降低和较高的湖泊生产力水平。