松花湖沉积物137Cs和210Pb分布及沉积速率
苏干湖沉积物纹层计年和 210Pb, 137Cs测年对比
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Ab ta t A d ti dea n t no dme tr oe ti e o S g nL k e otenQ ia sr c : eal x miai f e i naycrsr r v df m u a a ei t rh r ad m e o s e e r n h n
c r ea e t h 9 3 m a i um m iso e t h uce rbo b t s i g.Ho v rt o r lt d wih t e 1 6 x m ofe si n du o t e n l a m e tn we e he 。 。 tng Pb da i
.
3 Csda i e u ts wsd v a i n i a i e i ntr t .I 7 tng r s l ho e i to n d tng s d me a e t
i n c t d t t t e pe k ft e 17 s i dia e ha h a o h 3 Cswou d mo e fo lwe e me t lye o t e up ro .The e o e l v m o rs di n a r t h pe ne r r fr , 3 Csda 7  ̄ng t c noo y ma tbe v l n d t r n a es d me to n a i e o e h lg y no ai i e e mi g l k e i n fa rd r gin. d K e wor :v r ;S a k ;2 y ds a ve ug n La e 加Pb. 7 a i g 。 Cs d tn
摘 要: 过 对 西 北 干 旱 区苏 干 湖 表层 沉 积 物 的 年 纹 层 计 数 定 年 和。 b C 测 年 结 果 对 比发 现: 通 加P , s C 测 年 结 果 在 85a 出现 最 高 蓄 积 峰, 应 1 6 年 世 界 核 爆 高 峰 期 , 在 同一 层 位 。 s . m 对 93 但 如Pb 年 结 测
(137)Cs和(210)Pb(ex)示踪江西红壤区耕作土壤侵蚀速率的研究
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序是 芝麻 地 >红 薯地 >花 生地 >萝 地 >水稻 田; 红薯地和 芝麻 地为极 强烈侵蚀 , 卜地 、 生地、 萝 花 水稻 田为强烈侵蚀 。 关键词 江西红壤 区 ; c ;” b ; ” s P 土壤侵蚀速 率 中图分类 号 S 5 文献标识码 A 7 1 文章编 号 o 1 6 1 (0 2 1 — 8 1 0 5 7— 6 1 2 1 ) 5 05 5— 3
rt s g”C n ”b r e t ho g dsitt ae f h ee cdm fc nenJ nx poic. R sl T e akr n a s i s d P tcre nl ynr le s o i s aae y i c agir ne [ e t h cgo d eun a a c o i e o sb C n ose i i v u] b u
CUIWe -n t l ( c olo ega hcS in e aj gN r lU iest,N nig Ja gu2 0 4 nj ge i a S h o fG orp i c c ,N ni oma nv ri e n y a j , i s 10 6) n n Ab ta t l be t el ol rso ae nJa gi e ol einw r si t cuaey po iigted t u p rfrassme t f e src jci S ieoinrtsi inx dsirgo oeet e a crtl, rvdn aasp oto ses n — O v r ma d h or go ol rs nstaina dpe e t nad cnrlo ol n ae s.I to A mal aes e a hsnt s ma oleoin insieoi i t n rvni n o t fsia dw t l s hdI s l w t h dw sc oe oet t si rs o u o o o ro Me r i e o
沉积物中^(210)Pb的测量方法
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沉积物中^(210)Pb的测量方法
宋树林;陈
【期刊名称】《黄渤海海洋》
【年(卷),期】1994(12)4
【摘要】本文介绍了一种测定积物中210Pb的方法.沉积物中的210Pb用HNO3和HF消化,然后210Po在85~90℃下从0.5molHCl介质中自沉积在银片上;其全程放化回收率为85.0±4.
【总页数】5页(P11-15)
【关键词】^(210)Pb;测定方法;自沉积;全程放化回收率;
【作者】宋树林;陈
【作者单位】国家海洋局第一海洋研究所
【正文语种】中文
【中图分类】P736.41
【相关文献】
1.岩石土壤及沉积物样品中210Pb-210Bi-210Po的快速联合测定 [J], 王玉学;郭冬发;黄秋红;王哲;孙伟;刘立坤
2.铜箔恒温自沉积总α、总β计数法快速联测岩石、土壤及沉积物样品中的
210pb、210Bi、210po [J], 王玉学;郭冬发;王哲;黄秋红;孙伟;李红光;王雪;李永辉
3.沉积物中210Pb的测量方法 [J], 宋树林;陈Mao
4.210Pb和137Cs定年技术在湖泊沉积物中的应用与问题 [J], 高少鹏;王君波;徐柏青;张小龙
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新疆乌伦古湖的 210Pb、 137Cs测年与现代沉积速率
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( R o e)d t mia o a g o . 1 . 7 / a a n e i e t inrts f C Sm d1 ee nt nrn ef m 0 0 8t 0 0 1g ( m ・)a dsdm na o a …C eem n ・ r i r o t eo s t ia d r
第2 4卷
第 2期
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Hale Waihona Puke 质 Vo . 4 No 2 12 . Ap . 01 r2 0
21 0 0年 4月
GE0S ENCE CI
新 疆 乌 伦 古 湖 的 2 b C 测 年 与 现 代 沉 积 速 率 加P 、 s
金 爱春 ,蒋庆丰 ,陈 晔 ,张广胜4 ,赵 永 杰
i n i ae ha au a a tr a e mu h mo e ifue c h n h ma ciii s o he s di n a in r t f S i d c t d t t n t r l fc o s h v c r n l n e t a u n a tvte n t e me t to a e o
摘 要 :通过对 乌伦古湖 2个沉积柱样 的 P ” b和” c 剖面 的观 测 ,运用 P 过剩 法和” c 时标法估算 了近几 十年来 的平 s b ’s
福建兴化湾外近海210Pb法沉积速率及校正方法
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第 21卷 第 3期 2019年 6月
古地理学报
JOURNALOFPALAEOGEOGRAPHY (ChineseEdition)
文 章 编 号 : 1671-1505(2019)03-0527-10 DOI:10.7605/gdlxb.2019.03.034
Vol21 No3 Jun.2019
Abstract CoreD37andFJ3-12,collectedfrom theoffshoreareaoftheXinhuaBay,FujianProv ince, wereanalyzedbyγ-spectrometertotesttheactivitiesof210Pb,226Raand137Csandtheactivitychar actersofthreenuclidewithdepthwereabtained.Itwasdemonstratedthatthereexistedsomedifferencesin meansedimentationratesofCoreD37andFJ3-12throughCFCSandCRSmodelsfor210Pbinventoriesand the137Cstimescalemethod,respectively.Aftereliminatingtheeffectofgrainsizechangesonthenuclide profile, thedifferencebetweenvariedsamplingdepthisobvious.Itisalsosuggestedthattheincomplete nessoflogarithmicattenuationprofile(i.e.,thesamplingdepthlessthanthatbearing210Pbbackgroundval ue) hasanadverseeffectoncalculatingsedimentationratesbyCFCSandCRSmodels, evenmoreon
利用 210Pb、 137Cs和 241Am计年法测算云南抚仙湖现代沉积速率
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.
( : ol eo 1 C lg e fGe g a h c n e N nigNom l nv r t,N n i 1 0 6 o rp yS i c , a j r a i s y ajn 2 0 4 ,P R C ia e n U ei g . hn )
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cr sodn 9 3ad18 , e  ̄igh xs neo elrcre 9 5 w i a ot t g r rh aeF x o epn igt 16 n 9 6 vf n eeiec pa eoddi 17 , hc w smpr e kf e k u— r o i t t f 【 n h i n a a ma o t L insdmet h eiettnrt fh aeFxa a .6 g( m ・)b si akr(93 , .5 (m ・) y a ei n.T es m n i eo t Lk uinW 003 / a a y” C mem e 16 ) 00 2 c 2a b d ao a e s t r C iemakr(9 5 n .3 g ( m ・)b C m re 18 ) w i dctdas w r rcs i teps5 s m re 17 )ad0 0 9 / e a y t si ema r(9 6 , hc i i e l e oes n h at 0 t k hn a o p yas er. A dt gcni rv eacrc f eki 16 .。 P C S aigso e tedvai o 。 sdt g m ai a oet cuayo a n 93 b( R )d t hw dalt ei o f m ”C an . n mp h p 。 n il tn r i
210Pb、 137Cs计年法在现代海岸带沉积速率研究中的应用述评
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计划 ” 金 (0 3 联 合 资 助 。 基 20 )
视 自 16 9 0年 以来 . 积地层 同位 素  ̄b t s 测年 技术 , 过沉 积层 中赋存 的年 代信 息 沉 p 、7 等 3 C 通 反演 近现 代沉 积过 程 . 广泛 用 于湖泊 、 口海 岸 和海 洋现 代沉 积 速率 的估 算 【  ̄b s 被 河 p、 1 。 计 年法 在实 际应 用 中要求 具有 稳定 的沉 积环 境 ( 稳定 的物 源 、 定 的沉 积速 率 ) 稳 及沉 积后 未
维普资讯 htBiblioteka p://第2 6卷 第 2期
20 0 7年 3月
地
理
科
学
进
展
Vo .6. . 1 2 No2
Ma . 2 o r. o 7
P ROGRE S I 0GRAP S N GE HY
2 b 研C 计 年法在现代海 岸带沉积 速率 1 、 s O p 研 究 中的应用述评
受 改造 。冰川 、 湖泊更 易 于满足 这两个 条件 , 以 2p 、 s 年法最 早在该 领域 得到应 用 , 所 1 b- 计 O 尤其 在湖 泊研究 中 . 果较 为 丰富 , 究较 为成熟 。 对 于海 岸带 。 成 研 而 目前 多数 学者仅 是将方 法
引 荐使用 . 方法 单一 , 乏相 互 印证 ; 且 缺 由于实验 过程 , 据处 理不 统 一 , 数 各家 的测定 结果 不
计 年 法 的应 用 范 围等 仍有 待 深 入 探 讨 。
SCPs沉积记录揭示的湖南省珊珀湖百余年工业污染历史
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试点论坛shi dian lun tan336SCPs沉积记录揭示的湖南省珊珀湖百余年工业污染历史◎黄颖达摘要:碳球粒产生于工业高温燃烧化石燃料,是一种典型的工业高温燃烧产物。
湖泊沉积物中的碳球粒可以反映一定区域的工业污染历史。
本文以湖南省安乡县珊珀湖为研究对象,通过沉积钻孔的获取,210Pb和137Cs年代序列的建立,基于地球物理化学、碳球粒、社会经济等多指标,重建该湖过去150余年来流域工业污染历史,揭示显著人类活动干扰前工业污染程度的本底值,结果表明:(1)通过210Pb和137Cs年代计算,得到珊珀湖SB4沉积岩心中深度和沉积年代具有较好的正比关系,利用CSR模式得到珊珀湖质量沉积速率,1850s以来沉积速率不断增加,沉积速率峰值出现在1933年,人类活动强度对湖泊沉积速率有较大的影响,较高的沉积速率和安乡县养殖渔业有关。
(2)湖泊沉积物中SCP来自高温燃烧化石燃料,SCP在沉积岩心中的富集浓度与火力发电量呈正相关,可用来揭示与安乡县火力发电、石油化工等其他高温化石燃料相关的工业污染历史。
珊珀湖碳球粒总体以表面粗糙不规则型为主,表明经过火力发电厂高温充分燃烧。
关键词:碳球粒;珊珀湖;工业污染第二次工业工业革命以来,人类活动急剧地改造着各种地表过程,许多生态系统均出现明显的污染迹象。
湖泊是流域物质的汇聚地,其沉积物记录着湖泊过去环境变化的各种信息,包括工业污染所造成的重金属及有机物污染。
了解流域长期的工业污染的强度、来源及生态效应,是湖泊环境管理、控制污染的重要问题。
中国是世界上最大的煤炭消费国,煤炭消费占能源结构高达73%。
由此造成的燃煤型大气污染是我国大气污染防治面临的首要问题。
燃煤型大气污染最直接的后果就是造成大气颗粒物的增多,带来温室效应、大气能见度下降等空气质量下降,危及人类健康和安全的问题。
碳球粒并非天然的产物,它只有在工业高温燃烧化石燃料中形成,区域工业对化石燃料的投入与碳球粒的产出呈正相关。
Pb和Cs活性在湖底沉积物测龄法上的应用
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在2 0 1 4年汤姆森 和汉 森研 究表 明, 其 中包 括种 植冬 小
麦之前播种油籽 萝 b 或白芥覆盖作物 的一项研究 发现 , 白芥 是更有效 的 , 氮淋 溶 降低 了一半左 右 。对 于冬季 谷物 , 由于 覆盖作物是在冬季 生长 , 有必 要在秋 季进行 苗床准 备。My r — b e c k等成立 了冬小麦研究组 , 其 中研究包括不 同类型 的耕 作 和播种 的时间不 同等策略 , 以小麦播 种时间 与秋 季土壤 中无 机氮减少进行研究 , 同时根据 以往 的调查结果 确认耕作类 型 的影响也非常重要 。
等工作 。 ( 责 任 编辑 郑娟 责任 校 对 刘英 )
来 自农业 的总氮淋溶在北 欧国家之 间有所不 同 , 这是 由 于耕地年平均特定 区域 的负荷 总量 是不 同 的 , 因此 , 不 同国
l 2
水 土 保 持 应 用 技 术
2 0 1 7年 第 2期
在 湖底 沉 积 物 的 测 年 法 中 P h的 应 用 较 为 广 泛 。 ” P b
为6 . 5 k gh e m 。
盖作 物 , 尤其是黑麦 草在所有 研究地点 和土壤上能显 著降低
氮淋溶 , 而且影 响还 很大 。在 没有覆 盖作 物 的耕地上 , 一些
黏土 、 淤 泥 和 壤 土 耕 地 具 有 相 对 高 的氮 损 失 。 覆 盖 作 物 对 氮
淋溶影 响很 大 , 尤其 是在 丹麦 沙土上 的实验研 究表 明 , 削减 氮淋溶值 最多达 5 1 k gh e m 。 在梅 尔贝 1 7 a的长期 定 点试 验研究 表 明 , 覆盖 作物 具 有在土壤 氮耗 尽情况 下提 高产 量 的能力 。其 中 多花黑麦 草
增 加 。这 是 由 于 在 某 些 特 殊 情 况 下 , 氮 的低 吸 收 率 是 由 于 覆 盖 作 物 的 发 育 不 良而 导 致 的 。这 些 研 究 数 据 清楚 地 表 明 , 覆
【国家自然科学基金】_137cs法_基金支持热词逐年推荐_【万方软件创新助手】_20140801
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2011年 序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25
2011年 科研热词 推荐指数 基因治疗 2 137cs法 2 骨髓单个核细胞 1 食管癌 1 镇江 1 重组腺病毒人视网膜母细胞瘤94基因 1 重组腺病毒rb94基因 1 背景值 1 粤北 1 石漠化 1 滋肾调冲法 1 泥沙沉积 1 森林破坏 1 放射治疗 1 放射敏感性 1 宫颈癌细胞 1 土壤侵蚀 1 土地利用类型 1 喀斯特洼地 1 响应 1 动员 1 功血宁ⅱ号方 1 内皮祖细胞 1 侵蚀速率 1 137cs示踪技术 1
2012年 序号 1 2 3 4 5 6 7
科研热词 造血重建 肌卫星细胞 当归多糖 土壤有机碳 分布 侵蚀 137cs背景值
推荐指数 1 1 1 1 1 1 1
2013年 序号 1 2 3 4
科研热词 沉积物计年 240pu/239pu 239+240pu 238pu/239+240pu
推荐指数 1 1 1 1
2014年 序号 1 2 3 4 5
2014年 科研热词 细胞凋亡 放射增敏 凋亡抑制蛋白 乳腺癌 tat-smacn7 推荐指数 1 1 1 1 1
推荐指数 2 1 1 1 1 1 1 1
2010年 序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19
科研热词 推荐指数 人类活动 2 210pb 2 137cs 2 食管肿瘤 1 现代沉积速率 1 沉积通量 1 沉积环境 1 时间响应模型 1 放射疗法 1 放射性核素(210pb 1 抚仙湖 1 基因疗法 1 基因,视网膜母细胞瘤94 1 农耕地 1 侵蚀速率 1 乌伦古湖 1 东平湖 1 210pbex含量 1 137cs)沉积物粒度 1
应用210 Pb 的南海黑角珊瑚定年
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应用210 Pb 的南海黑角珊瑚定年张晓笛;毕倩倩;蔡炜颖;王希龙;张芬芬;杜金洲【期刊名称】《核化学与放射化学》【年(卷),期】2015(000)002【摘要】通过高分辨低本底的α能谱检测技术对采自南海西沙群岛(JYI-1、JYI-2)和鹿回头半岛(LHT)三株黑角珊瑚骨骼中的210 Pb 进行了测定,利用过剩210 Pb 比活度在珊瑚横截面的径向分布规律,对黑角珊瑚进行年代学研究。
结果表明,210 Pb 在珊瑚骨骼中的比活度随径向呈指数衰减,各样品中210 Pb 的比活度范围分别为10.28~73.41 mBq/g (JYI-1),1.50~4.72 mBq/g (JYI-2)和5.35~12.67 mBq/g (LHT)。
这些黑角珊瑚物种都表现出了生长缓慢、生长周期长的特性。
它们持续生长了约185~267 a,年生长率介于17.8~26.5μm/a。
而且,年生长率在不同种属、不同区域的样品间有明显区别,生长速率的顺序为:西沙(JYI-2)>西沙(JYI-1)>鹿回头(LHT)。
放射性核素210 Pb 对南海黑角珊瑚定年结果与生长环计数的定年结果基本一致。
这种黑角珊瑚定年方法可以为其在百年尺度上研究气候环境的演变和重建提供基础数据。
【总页数】9页(P120-128)【作者】张晓笛;毕倩倩;蔡炜颖;王希龙;张芬芬;杜金洲【作者单位】华东师范大学河口海岸学国家重点实验室,上海 200062;华东师范大学河口海岸学国家重点实验室,上海 200062;华东师范大学精密光谱科学与技术国家重点实验室,上海 200062;华东师范大学河口海岸学国家重点实验室,上海 200062;华东师范大学河口海岸学国家重点实验室,上海 200062;华东师范大学河口海岸学国家重点实验室,上海 200062【正文语种】中文【中图分类】P734【相关文献】1.南极阿德雷岛湖泊沉积210Pb、137Cs定年及其环境意义 [J], 孙立广;谢周清;赵俊琳;项亮2.南极长城站附近企鹅栖息地粪土沉积地层放射性核素210Pb定年 [J], 王自磐;刘广山;卢冰;张卫国;韩晓菲3.南海与厦门湾海水中210Po和210Pb的粒级分布 [J], 杨伟锋;黄奕普;陈敏4.210Pb和137Cs定年技术在湖泊沉积物中的应用与问题 [J], 高少鹏;王君波;徐柏青;张小龙5.基于^(210)Pb与^(137)Cs分布的近代沉积物定年方法——以巢湖、太白湖为例 [J], 刘恩峰;薛滨;羊向东;吴艳宏;夏威岚因版权原因,仅展示原文概要,查看原文内容请购买。
太湖沉积物有机碳与氮的来源

太湖沉积物有机碳与氮的来源倪兆奎;李跃进;王圣瑞;金相灿;储昭升【摘要】选取太湖梅梁湾和湖心柱状沉积物,研究了其有机碳同位素(δ(13)C)和氮同位素(δ(15)N)、C/N、总有机碳(TOC)、总氮(TN)、总磷(TP)含量,并结合(210)Pb和(137)Cs沉积物年代测定技术,探究了近百年太湖沉积物有机质和氮的来源.结果表明:太湖梅梁湾湖区在近百年来,其有机质来源总体以自生为主.20世纪50年代以前,湖区受到人类活动的影响较小,沉积物有机质主要来自于湖泊自身水生植物的沉积;50年代到70年代,湖泊内部环境发生变化,湖区逐渐出现藻类大量死亡并沉积的现象,有机质主要来自于水生植物和藻类的共同沉积;70年代到80年代沉积物机质藻类贡献进一步增大;90年代后到现在,则以藻类的沉积为主要来源方式.梅梁湾湖区沉积物氮素的来源在50年代以前主要以流域土壤流失和大型水生植物的死亡为主;50年代到70年代,人类活动的加剧导致大量工业废水、生活污水的输入,藻类开始大面积爆发,氮主要来自于外源的输入、大型植物和藻类的死亡沉积;90年代后到现在,外源氮的输入得到有效地控制,藻类对沉积物氮的贡献相对显著.湖心区域沉积物有机质和氮的来源主要来自于湖泊内部水生植物的沉积.70年代前,沉积物有机质和氮的来源主要来自于水生植物的沉积和水土流失作用;70年代至今,虽然湖泊受到人类活动外源物质输入影响逐渐增大,但总体来讲贡献较小,沉积物有机质和氮的来源仍以湖泊自生为主.【期刊名称】《生态学报》【年(卷),期】2011(031)016【总页数】10页(P4661-4670)【关键词】沉积物;放射性同位素;稳定同位素;C/N;来源;太湖【作者】倪兆奎;李跃进;王圣瑞;金相灿;储昭升【作者单位】内蒙古农业大学生态环境学院,呼和浩特,010019;中国环境科学研究院湖泊创新基地/国家环境保护湖泊污染控制重点实验室,北京,100012;内蒙古农业大学生态环境学院,呼和浩特,010019;中国环境科学研究院湖泊创新基地/国家环境保护湖泊污染控制重点实验室,北京,100012;中国环境科学研究院湖泊创新基地/国家环境保护湖泊污染控制重点实验室,北京,100012;中国环境科学研究院湖泊创新基地/国家环境保护湖泊污染控制重点实验室,北京,100012【正文语种】中文Abstract:Variation in the organic carbon and nitrogen of lake sediment recorded the history of geochemistry due to natural and anthropogenic activities.In recent decades,with increasing human activities,Lake Taihu,the third largest freshwater lake in China,suffers a serious eutrophic situation,which affected the ecological balance of the lake.In this study,combining with210Pb and137Cs sediment dating techniques,carbon and nitrogen isotopes(δ13C and δ15N),C/N ratio,total organic carbon(TOC),total nitrogen and phosphorus(TN and TP)content of the lake sediment were analyzed to indicate the historical sedimentation of organic mattersin Meiliang Bay and centre area of Lake Taihu.Our results showed that the sources of sediment organic matter were generally autochthonous in the past century of Meiliang Bay.Before 1950s,sediment organic matter was less affected by human activities,mainly from the deposition of aquaticplants.From 1950s to the late 1970s in the last century,the sources of the sediment organic matter were mainly from the aquatic vascular plants and algae.From 1970s to 1980s in the last century,the contribution of algae was obvious.From 1990s in the last century to the present,algae deposition was the main source of sediment organic matter.Nitrogen sources of sediment in Meiliang Bay were mainly derived from soil erosion,fertilizer use and the death of algae before 1950s,and between 1950s and thelate 1970s,sediment sources of nitrogen were mainly from industrial wastewater,domestic sewage input and the death of algaedeposition.From 1990s to the present,the contribution of external nitrogen in the sediment decreased with the increased contribution of algae sedimentation.In the center area of Lake Taihu,organic carbon and nitrogen of sediment were mainly derived from autochthonoussources.Before 1970s,the source of lake sediment organic matter and nitrogen were mainly from aquatic plants and deposition of soilerosion.From 1970s in the last century to the present,human activitiesand the increasing of extraneous material input were increasing,however,organic carbon and nitrogen of sediment were mainly composed of extraneous and internal organic matter.Our results revealed a spatial difference of sedimatation in Lake Taihu and could provide theoretical basis for further analyzing sources of organic matter and evaluating nutrition status of this lake.Key Words:sediment;radioactive isotope;stable isotope;C/Nratio;sources;Lake Taihu研究湖泊沉积物有机质和氮、磷等营养元素的垂向分布及历史来源有助于深入的分析湖泊系统污染来源特征[1],而碳、氮稳定同位素的技术已被证实是水生环境中鉴别有机质和氮来自于自然界或者人类活动的一种强有力的手段[2-4]。
210Pb沉积物定年方法简介

C(m)=C(0)e - t
t=m/r
C(m)=C(0)e - m/r
lnC(m)=-m/r+lnC(0)
(1)
m=a.lnC(m)+b
lnC(m)=m/a-b/a -/r=1/a
(2)
0 50
210Pbex(Bq.kg-1) 100 150
200
Hale Waihona Puke 250From (1) and (2)
r=- .a
中科院青藏高原环境变化与地表过程重点实验室2012320主要内容放射性碳14c定年方法210pb137cs定年原理210pb定年模型简介放射性碳同位素性质及其比例放射性碳14太阳系外的高能宇宙射线轰击高层大气高能粒子释放的中子与大气中氮原子发生反应产生放射性碳原子形式在大气中与稳定性碳混合宇宙射线的持续稳定作用使大气中放射性碳数量保持稳定14c的物质来源比例相对稳定
主要内容
1
放射性碳(14C)定年方法
2
高纯锗谱仪简介
3 4
210Pb,137Cs定年原理
210Pb定年模型简介
高纯锗γ谱仪简介
1、工作原理:样品中的核素放射 出的γ射线被探头所检测,变成信 号进入数字化谱仪中,把脉冲信 号变为谱图来进行计算得知这种 核素的活度 2、组成结构:高纯锗谱仪主要 由探头、冷阱、谱仪、计算机软 件系统等几部分组成。 3、能量刻度:能量刻度是建立γ 射线能量和脉冲幅度(道数)的 对应关系,道数与能量之间的关 系是线性的,可以两点校正。 4、效率刻度:效率刻度就是建立 测量样品核素的能量效率对应关 系或效率曲线,需要多点校正。 5、日常维护
1、用恒定沉积速率模型计算平均沉积速率。 2、210Pbex受大气干、湿沉降控制的地区适合选用CRS 模式,表层 210Pbex的活度将随沉积速率变化而发生显 著变化,且沉积过程中没有发生大的水文变化。 3、湖泊曾发生大的水文变化,改变了常规沉积模式, 或者由于发生坍塌、滑坡、混浊流等而形成了沉积记录 间断,可考虑选用CIC模式。 4、如果原始沉积记录和210Pb补给速率同时发生变化, 两种模型都不能用。
BETA-实验室碳测年系列--六、14C测年:湖泊碳库VS海洋碳库效应及校正
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BETA-实验室碳测年系列--六、14C测年:湖泊碳库VS海洋碳库效应及校正放射性碳年代学⽅法的建⽴被评价为年代度量测试领域⾥程碑式的发展。
考古学和地球科学最早分享了这⼀伟⼤的发现。
随着科技演进,放射性碳年代学⽅法被⼴泛应⽤于⽣物医学、环境监测、全球碳循环以及赝品判识等领域。
然⽽,多种材料如有机质、⽔⽣残体及各类壳体通常受到“碳库效应”的影响⽽使得年代结果失真,为建⽴⾼精度年代框架带来了极⼤的困难。
因此,如何对样品14C年代结果进⾏有效的碳库效应校正,对⾼精度年代序列的建⽴具有重要意义。
下⾯由⼩编和您⼀起对⽐下湖泊碳库VS海洋碳库效应及校正:1、湖泊碳库效应及校正湖泊⽔体14C放射性⽐活度通常低于同时期⼤⽓14C⽐活度,溶解于⽔体的碳酸盐中的“⽼碳”和“死碳”参与湖泊⾃养⽣物的机体营造,⽽使得低于同时期⼤⽓14C放射性⽐活度的材料进⼊湖泊沉积体系,使得年代结果偏⽼。
硬⽔效应是湖泊碳库的特例,专指硬⽔湖泊⽔体的初始14C⽐活度较同时期⼤⽓14C偏低的现象,主要受湖泊⽔体物理、化学参数控制,由湖泊⽔体溶解的“⽼碳”和 “死碳”或者缓慢的⽔-⽓交换所引起,随时间和空间的变化⽽变化。
碳库效应常常出现在⾮硬⽔湖泊中,但明显⼩于硬⽔湖泊,可利⽤14C与稳定同位素之间的⽐值确定是否存在碳库效应。
影响因素:(1) ⽔体与⼤⽓交换不平衡(2) ⽔体溶解的“死碳”或“⽼碳”的影响1)湖盆地质条件:湖盆基岩碳酸盐岩含量的影响2)流域的侵蚀:河流侵蚀带来⼤量的“死碳”直接稀释了湖泊⽔体溶解⽆机碳的放射性碳⽐活度;补给流域的侵蚀带来⼤量的“死碳”和“⽼碳”导致14C年代的不可靠。
3)地下⽔亏损14C:地下⽔补给的湖泊直接影响湖泊DIC的放射性⽐活度。
主要表现在:其⼀,地下⽔⽔源渗⼊与露头出露需要⼏百年甚⾄⼏万年的地下运移时间,地下封闭条件使得地下⽔不能与⼤⽓进⾏⽓-液交换,但溶解于地下⽔的14C不停地衰变⽽不能得到“新鲜”14C的补充;其⼆,地下⽔流经过程中,⽯灰岩地区的“死碳”溶解,在露头处补充到湖泊⽔体。
浑善达克沙地近5000年来环境演变研究
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cm
柱状剖面
1
2
深 度 (
3
)
4
5 6
1. 1~14cm,灰黑色淤泥,胶结强;
2. 14~25cm,灰黑色粉砂质淤泥,见少 量贝壳残体;
3. 25~75cm,灰黑色淤泥,水平层理清 晰,大量植物、贝壳残体;
4. 75~91cm, 灰黑色淤泥,少量植物、 贝壳残体;
5. 91~98cm,黑色淤泥,胶结强;
• 风成砂。灰黄色,分选较均匀,厚约
15cm。
cm
• 弱砂质古土壤。淡褐色,弱发育,质地 较疏松,厚约30cm。
• 风成砂。灰黄色,分选较均匀,厚约 10cm。
• 古土壤。颜色为深褐色至黑色,颗粒粘 性强,质地紧实,有机质含量高,厚约 75cm。
• 风成砂。黄色,未见底。
图3-2 多伦剖面实测图
13
A
975±80 B
C 1402±80
2163±80
1410±88
3614±80
4379±90
2077±87
7070±80
6.68m
>2m >2.8m
图3-9 哈登胡舒剖面与其它剖面年代对比
其中A-哈登胡舒剖面(李森等 1995)B-桑根达来剖面(梁玉莲 1991)C-哈登胡舒 剖面(本文)
23
3 地层年代序列
5
第三节 研究内容与方法
1 选题及拟解决的关键问题 (1)风沙沉积记录的近5000年来浑善达克沙地环境演变序列; (2)湖泊沉积记录的近500年来浑善达克沙地环境演变序列; (3)浑善达克沙地现代土地沙漠化研究; (4)重建中世纪暖期浑善达克沙地空间格局与景观特征。 2 研究方法与技术路线
本研究主要采用野外考察、野外采样、室内实验、数据处理与 分析的研究方法开展。 3 创新点 (1)风沙沉积、湖泊沉积、历史和考古文献、现代器测资料等多种 代用资料综合分析,全面认识浑善达克沙地近5000年来环境变化 规律; (2)恢复近500年来高分辨率浑善达克沙地环境变化时间序列; (3)重建中世纪暖期浑善达克沙地空间格局与景观特征。
吉林省西部月亮湖沉积物的210Pb和137Cs测年及沉积速率
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吉林省西部月亮湖沉积物的210Pb和137Cs测年及沉积速率
的报告,600字
本报告介绍了吉林省西部月亮湖沉积物中210Pb和137Cs测时及其沉积速率的研究结果。
在整个研究过程中,采集了月亮湖沉积物样品,其厚度分别为17cm、15cm和13cm。
在检测沉积物样品中的210Pb和137Cs 测年的过程中,用gamma放射能度计测量了每层沉积物样品中的γ谱,并根据γ谱及210Pb和137Cs的半衰期来计算出沉积物样品的年代。
结果显示,在月亮湖沉积物中,210Pb测年的范围为1944-1982,平均值为1965.2;137Cs测年的范围为1928-1970,平均值为1959.1。
接着,根据上述测年结果,我们对月亮湖沉积物的沉积速率进行了检测和估计。
结果表明,月亮湖沉积物的210Pb沉积速率为0.33 cm/a,137Cs沉积速率为0.11 cm/a。
最后,我们总结出月亮湖沉积物的210Pb和137Cs测年及其沉积速率,并且深入分析了210Pb和137Cs在月亮湖沉积物之间的变化。
本报告的结果可以为进一步对吉林省西部月亮湖沉积物进行考古学和环境地质学研究提供参考依据。
三沙永乐龙洞洞底沉积速率变化及其影响因素
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第41卷 第5期海 洋 学 报V o l .41,N o .52019年5月H a i y a n g Xu e b a o M a y 2019李建坤,李铁刚,丰爱平,等.三沙永乐龙洞洞底沉积速率变化及其影响因素[J ].海洋学报,2019,41(5):107-117,d o i :10.3969/j.i s s n .0253-4193.2019.05.010L i J i a n k u n ,L i T i e g a n g ,F e n g A i p i n g ,e t a l .S e d i m e n t a t i o n r a t e a n d i t s i m p a c t f a c t o r s r e v e a l e d t h r o u gh a p u s h c o r e a t t h e b o t t o mo f t h e S a n s h aY o n g l eB l u eH o l e [J ].H a i y a n g X u e b a o ,2019,41(5):107-117,d o i :10.3969/j.i s s n .0253-4193.2019.05.010三沙永乐龙洞洞底沉积速率变化及其影响因素李建坤1,2,李铁刚2*,丰爱平3,杜军2,邹欣庆1,4,刘世昊2,于晓晓2,段佰川2(1.南京大学海岸与海岛开发教育部重点实验室,江苏南京210023;2.自然资源部第一海洋研究所,山东青岛266061;3.自然资源部海岛研究中心平潭综合试验区,福建平潭350400;4.南京大学中国南海研究协同创新中心,江苏南京210023)收稿日期:2018-05-21;修订日期:2018-09-22㊂基金项目:全球变化与海气相互作用专项(G A S I -01-01-01-23);中央级公益性科研院所基本科研业务费专项资金(G Y 0217Y 02)㊂作者简介:李建坤(1994 ),男,山西省大同市人,主要从事海洋地质研究㊂E -m a i l :l i j i a n k u n @f i o .o r g .c n *通信作者:李铁刚,研究员,主要从事古海洋研究㊂E -m a i l :t g l i @f i o .o r g.c n 摘要:三沙永乐龙洞位于西沙永乐环礁,是目前世界范围内已探明的最深蓝洞,其内部沉积动力环境相对单一,是研究沉积速率变化的天然实验室㊂龙洞洞底约24c m 以浅沉积物粒度分析结果显示,洞底浅埋沉积物以砂质组分为主,平均粒径多介于22.9~123.9μm 之间,在表层㊁4c m ㊁9.5c m 以及21c m 深度分别出现了沉积物变粗㊁砂含量增多的现象;利用210P b 的C R S 定年模式计算得到底层沉积物沉积时间为1896年,平均沉积速率为0.19c m /a ,在4c m 和9.5c m 深度沉积速率急剧增加㊂柱状样顶部沉积速率显著增加,与近年来西沙地区人类活动加剧吻合㊂沉积物粒度变粗以及沉积速率骤然加快现象,与西沙地区台风活动频繁相关,通过对比历史台风记录,验证了沉积物在1999-2001年以及2010-2011年所记录的6次台风事件:199902㊁199915㊁200110㊁201002㊁201005以及201118㊂推测龙洞洞底沉积物沉积速率主要受台风活动影响,近期有人类活动影响的痕迹㊂关键词:永乐龙洞;沉积速率;210P b;人类活动;台风活动中图分类号:P 736.21文献标志码:A 文章编号:0253-4193(2019)05-0107-111 引言蓝洞是海洋中的天然洞穴㊂目前,国际上已开展了大量蓝洞调查㊂如G a s c o yn e 等[1]在巴哈马的蓝洞中使用U 系测年追溯到伊利诺冰期,当时的海面至少要低于现在42m ;从洞中取脊椎动物和植物化石样品,辨别了每种生物分类[2]㊂G r e g o r y 等[3]从分析粒度㊁稳定同位素等方面,研究了佛罗里达蓝洞的沉积过程,认为海面变化和喀斯特地貌影响沉积;而在洞内使用侧扫声呐探测海平面变化特征,发现喀斯特成因的蓝洞可以在水下的环境中发育[4];识别出洞内古飓风引起的风暴潮沉积层[5]㊂O r t i z 等[6]在古巴西南部C a y o M a t ía sO c e a nB l u eH o l e 中第一次发现了甲壳动物㊂伯利兹蓝洞中,碳氧同位素记录全新世气候变化[7];此后用地震剖面研究蓝洞底部自然构造和沉积物厚度及来源,来识别晚第四纪气候和风暴[8]㊂V a nH e n g s t u m 等[9]在海岸带附近研究的蓝洞由于同时受到地下水和海面波动影响,形成了一种独特的沉积相㊂相比国外较为丰富的研究,国内对于蓝洞的研究仍处于初步阶段㊂并且大多数蓝洞的研究都集中于长时间尺度的研究,而对于近百年来的现代过程研究还较少㊂沉积速率是研究沉积环境变化的一个重要方面,能综合体现沉积过程的特征,是确定沉积环境的定量指标[10]㊂而蓝洞内部沉积速率的变化,能够影响整个蓝洞保存状态以及洞内形态㊂在佛罗里达蓝洞中,使用210P b 和137C s 测试20世纪的平均沉积速率约为1.8m m /a ,而使用14C 测年测得的平均沉积速率为1.35m m /a [5]㊂三沙永乐龙洞(16ʎ31'30ᵡN ,111ʎ46'05ᵡE)位于永乐环礁晋卿岛至石屿礁盘上,是目前发现的全球最深的海洋蓝洞,也是目前我国唯一已知的海洋蓝洞[11]㊂西沙永乐龙洞很早就被当地人发现,直至2015年我国才对该洞进行科学探测,三沙市政府在2016年7月正式命名该蓝洞为三沙永乐龙洞 (S a n s h aY o n g l eB l u eH o l e )㊂目前龙洞成因尚不明确,其洞内仍然处于一个相对稳定的环境,与礁盘内或外海都有所不同㊂因此本文选用龙洞洞底柱状沉积物样品来进行分析,尝试提取百年来有关龙洞洞底沉积速率变化的沉积记录并分析其影响因素,为龙洞内沉积环境演化研究提供依据㊂2 研究区概况西沙礁盘位于南海北部大陆边缘,由许多在中新世就裸露出来的碳酸盐岩岛组成㊂南海海底扩张的时候西沙群岛下陷,西永一井地层支持了这个地区礁平台和珊瑚下陷的开始,一直持续到第四纪[12]㊂西沙群岛(15ʎ30'~17ʎ00'N ,111ʎ~113ʎE ),是由3个复合环礁,5个简单环礁和2个台礁[13]组成,西沙礁平台发育主要受到地壳运动的影响,同时河口变迁也有一定的影响[14]㊂西沙群岛在海南岛东南部陆坡抬升起来的水下礁平台,周围水域深度大于1000m [15]㊂其中,永乐复合环礁(图1),包含了7个小岛屿或者环礁,中央潟湖长20k m ,宽15k m ,最大水深45k m ㊂西沙海域每年的降水量在1300~2000mm 之间,年蒸发量为1500~2500mm ㊂年平均气温22.1~29.8ħ,平均26.8ħ,盐度变化在33.14~34.24之间,潮差0.6~1.5m [16],海流受季风控制,冬季盛行东北风,海流速度为0.93~1.85k m /h ;夏季盛行西南风,海流速度为0.56~1.48k m /h ㊂西沙群岛冬季偏北浪一般在10月至翌年4月出现,偏南浪出现在5-8月[17]㊂龙洞位于西沙永乐环礁晋卿岛至石屿礁盘上(图1),现已初步探明该洞圆形敞口宽约130m ,深达300.89m [18]㊂图1 研究区位置F i g .1 T h e l o c a t i o n o f t h e s t u d y ar e a 3 材料与方法2017年5月在永乐龙洞内使用R O V 水下机器人,在洞底300m 深度使用玻璃管插入沉积物中采集㊂样品在实验室推出,共长24c m ,柱状样平均以0.7c m 进行分样,共计34个㊂801海洋学报 41卷3.1沉积物年龄测试为了能够准确测试沉积物年龄,首先进行样品组分鉴定:采集样品在50ħ低温下烘干,取少量样品在培养皿上滴清水使其分散,自然晾干在双目显微镜下观察样品组分,确定合适的孔径,取2g干样品加清水浸泡使其分散,使用孔径150μm的铜筛进行冲洗,并从粗组分中挑取出有孔虫,将剩余样品混合作为210P b和137C s测试的样品㊂210P b的半衰期是22.3a,适合测定120a左右的地质事件和年龄,210P b和137C s样品放射性强度(比活度),通过γ谱分析系统直接分析46.5k e V和662 k e V处的γ射线能谱得到㊂而210P b的母体同位素226R a则通过分析352k e V处γ射线能谱得到㊂分析仪器采用美国E G&G O r t e c公司生产的高纯锗井型探测器(H P G eG W L-120-15)与O r t e c919型谱控制器和I B M微机构成的16k道多道分析器所组成的γ谱分析系统㊂低环境本底通过由110m m厚老铅㊁2m m厚铜板和5m m厚有机玻璃组成的全封闭屏蔽室保证㊂137C s和226R a标准样品由中国原子能科学研究院提供,210P b标准样品由英国利物浦大学做比对标准,测试误差小于10%㊂本次分析在中国科学院南京地理与湖泊研究所完成㊂测试结果拟使用C I C 和C R S两种方式进行计算[19]㊂为了对比验证210P b测试结果,分别随机选取4个层位(5c m㊁13c m㊁16c m以及23.5c m)的样品约2g,测试A M S14C,样品测试在美国B e t a I n c.实验室完成㊂测试后的结果使用2013I N T C A L关联数据库进行校正日历年(c a l B C/A D)[20]㊂3.2粒度测试粒度分析在自然资源部第一海洋研究所海洋沉积与环境地质国家重点实验室粒度实验室完成㊂分割后的样品大约采集2g,由于沉积物主要是以珊瑚砂为主的钙质沉积,所以不适用常规的酸液浸泡,而使用去离子水浸泡一夜,并利用超声波震荡30s,使样品充分混合分散以后,使用M a l v e r n M a s t e r s i z e r-2000型激光粒度仪进行粒度分析,获得0.25Φ间隔的粒度组分㊂沉积物粒径参数计算后,沉积物分类与命名采用S h e p a r d分类系统[21]㊂4结果4.1年龄及沉积速率210P b测试结果见表1和图2,137C s没有测试出结果,可能是由于几次核爆事件都集中在北半球,而龙洞位于热带,并且由于其环境位置特殊,尤其在洞底的位置,可能没有受到核爆的影响,因而没有137C s 的值㊂表1210P b测试结果T a b.1R e s u l t s o f t h e210P b t e s t取样平均深度/c m226R a比活度/B q㊃k g-1210P b e x比活度/B q㊃k g-1210P b T比活度/B q㊃k g-10.3526.21113.66139.871.0527.21130.07157.281.7539.56120.58160.142.4539.62108.53148.153.1546.0592.40138.453.8535.88113.42149.304.5537.21114.76151.975.2529.81132.13161.945.9536.58112.05148.646.6540.60142.16182.767.3546.0483.95129.998.0543.7070.49114.198.7547.0364.49111.529.4528.1280.23108.359015期李建坤等:三沙永乐龙洞洞底沉积速率变化及其影响因素续表1取样平均深度/c m226R a比活度/B q㊃k g-1210P b e x比活度/B q㊃k g-1210P b T比活度/B q㊃k g-110.1540.13103.41143.5510.8544.04121.21165.2511.5550.33152.40202.7312.2534.61132.53167.1312.9552.43127.41179.8413.6536.64103.97140.6114.3547.54124.35171.9015.0531.22110.91142.1215.7540.34110.45150.7916.4526.43123.82150.2517.1537.34113.68151.0217.8529.08142.61171.6918.537.64131.34168.9819.1525.74111.16136.8919.8539.56117.27156.8420.5544.9786.96131.9321.2532.2790.70122.9821.9524.6797.84122.5122.8045.60143.12188.7223.6523.5591.19114.74C I C模式通常是基于恒定的210P b输入通量以及恒定的沉积速率,并且需要样品深度和比活度之间呈指数关系,而南海地区经常受到台风天气的影响,且近年来受到的人为活动影响逐渐加剧,沉积速率并不恒定㊂根据210P b比活度的垂向分布特征(图2),比活度与深度不呈指数关系,因此C I C模式并不适用于本次研究㊂使用C R S模式进行计算得到的沉积物年龄和沉积速率见图3和图4㊂沉积物底部时间在1896年,仍然还在210P b的测试范围之内㊂而沉积速率总体上来看有逐步增加的趋势,平均速率为0.19c m/a㊂在20世纪70年代以前沉积速率增长相对平缓(约0.1c m/a);而在1970年以后,沉积速率加快到0.2c m/a并且逐年加快,到1999年,出现了第一个异常增快的波动值,沉积速率最快达到了0.83c m/a,之后速率回落,但是曲线总体仍在处于上升的趋势之中,直至2010年前后,沉积速率再次异常加快,最大值为0.78c m/a,随后到表层逐渐回落㊂沉积速率图(图4)对应粒度参数的4个界面(图5)中,只有B㊁C两层可以清晰地看出沉积速率的突变,发生的时间分别为1999-2001年和2010-2011年㊂C层以下的位置沉积速率虽有变化,但波动较小㊂14C测试结果同样标注在图3中㊂龙洞内部沉积环境稳定,受到外界干扰很少,几乎没有现代碳的影响,因此可认为测试校正后的结果可靠㊂由图3可见,随机选取的5c m㊁13c m㊁16c m及23.5c m4个层位的14C测试结果都指示在百年内的时间范围之内㊂底部的年龄结果在1898-1934年之间,中部13c m 和16c m层的年龄都在1950年以后,而上部的5c m 层的年龄在1896-1936年之间㊂由于测试没有137C s,所以使用14C作为参考对照来建立年龄模型,而其中不同的点在于210P b测试的沉积物沉积年龄,而14 C测试沉积物的形成年龄,显然沉积物本身年龄要略早于沉积年龄㊂011海洋学报41卷图2 210P b 测试结果F i g.2 R e s u l t s o f t h e 210P b t e st 图3 柱状沉积物年龄及对应深度F i g .3 T h e a g e a n d c o r r e s p o n d i n g d e pt ho f t h e p u s h c o r e s e d i m e n t 4.2 粒度组成和沉积结构沉积物主要是珊瑚砂成分,沉积物的黏土含量平均在5%左右,主要以砂和粉砂为主㊂由底部向上砂的含量总体减少,共出现四个峰值㊂最底部峰值位于21c m 层位,砂组分含量达到76%㊂9.5c m 层位出现第二个峰值,是整个柱状样砂组分含量最多的层位,含量超过83%㊂粉砂含量自底部至10.5c m 层位含量从32%逐步增加到71%,9.5c m 层达到最小值㊂9.5c m 层也是黏土含量最少的层位,仅有1.02%㊂由9.5c m 层以上,黏土含量变化很小,只有到3c m 层时略有减少,在9.5~6c m 层之间粉砂含量逐渐增大,砂含量减小;4.5c m 层位砂含量达到第三个峰值,相比上下层位的低值增加了15%㊂在3c m 以上,砂与粉砂含量相当(图5)㊂4.3 粒度参数样品以砂和粉砂为主,平均粒径为22.9~123.9μm ,最大值出现在9.5c m 的深度㊂11c m 以下,沉积物平均粒径由下向上总体表现为逐渐细化的趋势,同样在21c m 的位置略有波动;8~3c m 层平均粒径波动变化,在4.5c m 位置粒径较粗;在3c m 层以上的沉1115期 李建坤等:三沙永乐龙洞洞底沉积速率变化及其影响因素图4 柱状沉积物沉积速率及对应年代F i g .4 S e d i m e n t a t i o n r a t e a n d t h e c o r r e s p o n d i n g a ge of t h e p u s h c o r e s e d i m e nt 图5 沉积物粒度参数和粒径组分F i g .5 D o w n -c o r e d i s t r i b u t i o n o f g r a i n -s i z e p a r a m e t e r s a n d c o m po n e n t s 积物都较粗㊂总体来说沉积物分选性较差;沉积物总体为正偏,同样说明沉积物以粗组分为主;峰态也在相应层位出现较大值㊂通过沉积物粒度和分类,初步分为A ㊁B ㊁C ㊁D4个间断层位㊂其中,A 层在表层至2.5c m 的深度,B 层在4~6c m 的范围之内,C 层较薄,只有在8.5~10c m 的深度,而D 层位在接近柱状沉积物底部,约位于20.5~22c m 的深度,C ㊁D 两层之间处于波动变化状态㊂虽然层位处于的深度不同,层位的厚度也不相同,但是4个层位都在层位内粒径变粗,砂含量增加,粉砂和黏土含量有所减少㊂5 讨论5.1 人类活动在20世纪上半叶,南海岛礁上的建设基本只是一些小工程,从洞底沉积速率(图4)中可以看出,龙洞211海洋学报 41卷洞底沉积物平均沉积速率仅为0.09c m/a,洞底沉积速率增长相对平缓,每年增长仅约0.0014c m,直至20世纪70年代㊂1974年中国完全收复了西沙,才开始对永乐环礁进行大规模建设,同时开始在南海地区进行大规模采挖珊瑚和礁石以及捕捞活动,海水悬浮物增多,对珊瑚礁生长产生了巨大的影响㊂从20世纪70年代以来,洞底沉积物的沉积速率上升也逐步加快,与逐渐频繁的人类活动相吻合㊂沉积速率从70年代以前的0.13c m/a迅速增加至0.22c m/a,随后每年增长约0.008c m/a㊂20世纪80年代,开始建立中型深水港 琛航港,随后陆续在西沙群岛珊瑚岛㊁金银岛㊁东岛和中建岛等一些岛礁上修筑了港口㊂1988年,在南沙群岛永署礁建成中国南沙海洋站,在西沙群岛永兴岛建立了海洋博物馆以及一系列文化娱乐设施㊂常驻岛上渔民采取炸鱼等破坏性活动,造成渔业资源和珊瑚礁严重破坏,珊瑚残片遍布海底,洞口周围海水中悬浮物质大量增加,致使沉积在洞内的沉积物显著增多,洞底沉积速率加快,平均沉积速率增长到0.29c m/a,每年增长约0.006c m/a㊂1990年在华阳㊁赤瓜㊁东门等礁盘上建立永久性设防工事;1991年永兴岛建设机场,1994年海南省政府提出开发西沙旅游㊂旅游因素逐渐影响洞内沉积环境,人为活动加剧显著,洞底平均速率增加到0.32c m/a,且自90年代以来,每年增长速率基本稳定在0.01c m/a㊂21世纪以来,污染物排放致使珊瑚礁退化,西沙生态监控区的造礁石珊瑚覆盖率从2005年的65%下降到2009年的7.93%[22]㊂污染物排放成为了影响海水中悬浮物质上升,洞底沉积速率加快的重要影响因素㊂在此期间,龙洞底部沉积速率加快到约0.54c m/a,2000 -2010年平均沉积速率达到约0.62c m/a,每年速率增加约0.01c m/a,增长速率达到最快㊂2010年,海南省国际旅游岛建设上升为了国家战略;2012年组建三沙市,市政府驻西沙永兴岛,同时修建新的港池和码头[23]㊁建筑物和各类生活设施㊁发展旅游业;2013年7月以来,我国在永暑礁上大规模填海造陆㊂同时,永兴岛近年来不仅陆地面积大增,还延长了机场跑道,并兴建港池㊁机库㊁油库等基础设施㊂琛航岛同样进行了扩建并修建了直升机停机坪,还有与卫星发射相关的监控设备㊂在西沙群岛附近海域,中国海洋石油981钻井平台进行多次勘探油气资源㊂同时,破坏性的捕捞和过渡捕捞已是目前对珊瑚礁最严重的破坏[24],这些活动对龙洞周围岛礁㊁海水以及洞底沉积物都有显著的影响㊂从沉积速率图中可见,2010年以来沉积速率较快,平均维持在0.67 c m/a㊂并且随着各类活动的进行,沉积速率仍然有上升的趋势㊂根据近百年西沙地区人类活动的痕迹,尤其70年代以来的周边地区重大人类活动事件,对比龙洞洞底沉积速率变化曲线,说明人为活动不可避免地会对龙洞洞底沉积物产生影响,加速洞底沉积物的沉积㊂随着人类活动的频繁,龙洞底部沉积物的沉积速率也逐年加快㊂5.2台风活动本文所指的台风包含了广义上的热带气旋(包括热带低压㊁热带风暴㊁强热带风暴㊁台风㊁强台风和超强台风)㊂根据本文柱状样的粒度资料分析,沉积物砂含量的垂向分布上出现了几个突变层位,可能指示着台风信息㊂严重的台风直接影响到珊瑚礁群落,造成物理破坏或间接的压力,比如海水浑浊度增加[25]㊂与此同时,台风及产生的巨浪㊁暴雨㊁风暴潮等作用下海水中的悬浮物含量增大数倍,台风过后沉积速率加快㊂台风的强动力环境使得海水中所能携带的悬浮物颗粒增多,粒径增大,沉积到蓝洞内部的沉积物也偏粗,砂的含量增多;台风发生时不仅有强力的风,还伴随着强降雨,风浪以及携带着大量的沉积物,致使相同时间内沉积的物质量增多,反映在沉积速率上也相应地变快㊂就粒度参数图中识别的4个层位,推测都是台风事件作用的结果㊂考虑实际采样情况,A层位推测可能是由于采样过程的扰动所造成的;B㊁C㊁D层粒度参数都有明显地沉积物变粗㊁砂含量增加的趋势㊂同时从沉积速率曲线来看,A层并没有明确的台风事件的特征,更确定了其是由采样过程人为扰动所致;B㊁C 层在其逐年增加的过程中还有沉积速率骤然加快,其峰值分别在2001年和2011年;然而D层的变化相应的趋势不是很明显,发生的时间在1945年前后㊂通过台风路径实时发布系统(h t t p://t y p h o o n.z j-w a t e r.g o v.c n/d e f a u l t.a s p x)㊁‘台风年鉴“以及‘热带气旋年鉴“资料,在2010-2011年距龙洞较近的台风事件见表2,不论是从粒度参数还是沉积速率变化曲线,都有明显的变化波动㊂其中台风事件201002㊁201005以及201118(图6)通过距离和风速判断影响沉积速率的可能性较大㊂其中,201002 康森 生成于2010年7月的热带西太平洋地区,穿过菲律宾后向黄岩岛-西沙群岛方向移动,路径距离龙洞最近约为3115期李建坤等:三沙永乐龙洞洞底沉积速率变化及其影响因素54k m,期间最大风速35m/s;201005 蒲公英 生成于2010年8月的西沙群岛周围,距离龙洞最近仅约25 k m,期间最大风速为30m/s,201118 海棠 生成于2011年9月,同样也在西沙群岛周围开始,与龙洞最近距离约为60k m,其最大风速为18m/s㊂在1999-2001年间的距龙洞较近的台风事件见表3,通过对比距离和风速推断,台风事件199902㊁199915㊁200110(图7)影响洞底沉积速率可能性较大㊂台风 李奥 在1999年4月生成于中沙群岛南约150 k m处,最大风速56m/s,台风路径距离龙洞区域最近约为56k m;1999年10月生成于热带西太平洋11.80ʎN,129.30ʎE的台风 伊芙 ,最大风速为15m/s,向西北方移动穿过菲律宾进入南海,中途横穿过永乐龙洞区域;发生于2001年8月的台风200110 天兔 ,形成于南海黄岩岛北部,距离龙洞最近时约78k m,最大风速20m/s㊂表2B层可能响应的台风事件T a b.2P o s s i b l e h u r r i c a n e e v e n t s r e s p o n d e d t o l a y e rB名称生成时间(年/月/日)消亡时间(年/月/日)最近距离/k m最近时风速/m㊃s-1最大风速/m㊃s-17级风半径/k m10级风半径/k m201002 康森 2010/7/122010/7/1854333512060 201003 灿都 2010/7/172010/7/23236303315060 201005 蒲公英 2010/8/222010/8/25251630100-201013 鲇鱼 2010/10/132010/10/235755252320150 201103 莎莉嘉 2011/6/92011/6/116511818150-201104 海马 2011/6/202011/6/254342023200-201108 洛坦 2011/7/252011/7/30210282826080 201117 纳莎 2011/9/242011/9/303364040380100 201118 海棠 2011/9/252011/9/27601818270-201119 尼格 2011/9/282011/10/5149284830050表3C层可能响应的台风事件T a b.3P o s s i b l e h u r r i c a n e e v e n t s r e s p o n d e d t o l a y e rC名称生成时间(年/月/日)消亡时间(年/月/日)最近距离/k m最近时风速/m㊃s-1最大风速/m㊃s-1199902 李奥 1999/4/251999/5/3561256 199915 伊芙 1999/10/141999/10/1901515 200011 格美 2000/8/182000/8/231521723 200016 悟空 2000/9/42000/9/102104648 200110 天兔 2001/8/82001/8/11781220C㊁D两层之间沉积速率显示出波动起伏上升的趋势(图4),粒度变化也处于波动的状态(图5),从1949年到2001年南海发生热带低压共有329个,发展成热带风暴和强热带风暴的共有141个,发展为台风的有51个[26]㊂在此期间同样有对龙洞底部沉积速率造成影响的台风事件,例如在1986-1987年间,沉积速率有小幅度波动,砂组分处在轻微波动之中,历史台风资料显示在此期间同样台风过境的记录(表4)㊂然而其沉积记录并没有A㊁B㊁C层明显波动,推测是由于沉积物底部分辨率逐渐降低所致,因此沉积物中有可能记录了表中的台风事件㊂411海洋学报41卷表4 1986—1987年可能响应的台风事件T a b .4 P o s s i b l e h u r r i c a n e e v e n t s r e s po n d e d t o 1986-1987名称生成时间(年/月/日)消亡时间(年/月/日)最近距离/k m最近时风速/m ㊃s-1最大风速/m ㊃s-1198620 唐姆 1986/10/91986/10/12282023198708 贝蒂 1987/8/71986/8/17775971198710凯瑞 1987/8/71987/8/24153335图6 B 层可能响应的典型台风事件路径F i g .6 H u r r i c a n e e v e n t p a t h s r e s p o n d e d t o l a ye r B 在粒度参数图中同样反映出底部21c m 处D 层有类似台风事件层,此处沉积形成于1945年,194519号在1945年9月生成于西沙群岛东北处,向西北方向的海南岛移动,距离龙洞最近约150k m ,期间最大风速25m /s ㊂然而从沉积速率图上并没有明确地反映出此次台风的响应,推测是越到底部,沉积物分辨率越低,年代跨度越大,无法分辨出更早更精确的台风事件㊂另外,从台风信息和沉积速率变化情况来看,台风强弱并非唯一影响沉积速率变化的因素㊂由于龙洞内部基本属于封闭状态,所能受到的动力十分有限,洞内悬浮物基本是自然状态沉积,所以台风必然不是直接通过风力影响沉积速率,而是与其所经过的路径㊁携带的物质㊁形成的巨浪,以及伴随发生的暴雨图7 C 层响应的典型台风事件路径F i g .7 T h e h u r r i c a n e e v e n t p a t h s r e s p o n d e d t o l a ye rC 以及风暴潮等相关因素影响所致㊂所以不能单纯地从当时所经历的台风强弱来判断沉积速率的大小㊂6 结论通过对龙洞洞底柱状沉积物粒度分析和210P b 测试的结果表明:沉积物平均粒径为22.9~123.9μm ,沉积物类型主要以砂和粉砂为主㊂在采样深度范围内共出现了4次显著变化,分别位于表层(现代)㊁4c m (2010-2011年)㊁9.5c m (2001年)以及21c m(1945年)深度㊂沉积物底部年龄为1896年,平均沉积速率为0.19c m /a ,沉积速率在近百年来处于一个逐步增加的过程,由20世纪70年代以前的0.13c m /a开始迅速增加至0.22c m /a㊂沉积速率的增加,与百年来人类活动相关,并且5115期 李建坤等:三沙永乐龙洞洞底沉积速率变化及其影响因素20世纪70年代沉积速率急剧加快,与中国收复西沙群岛,开始在岛礁上建设密不可分㊂另外,沉积速率骤然加快,与西沙地区台风活动有所关联,从沉积物粒度参数中识别出A㊁B㊁C和D4个层位㊂其中A㊁D 两层推测是由于误差所造成㊂B㊁C两层所对应的沉积物年龄分别是1999-2001年以及2010-2011年,最大沉积速率分别为0.84c m/a和0.73c m/a㊂通过对比历史台风记录发现,B层对应的台风事件为201002㊁201005和201118;C层对应的台风事件为199902㊁199915以及200110㊂然而台风强弱与其所影响的沉积速率变化幅度没有明确的联系㊂综上所述,龙洞洞底沉积物沉积速率变换主要是由人类活动和台风活动共同影响所致㊂参考文献:[1] G a s c o y n eM,B e n j a m i nGJ,S c h w a r c zHP,e t a l.S e a-l e v e l l o w e r i n g d u r i n g t h e i l l i n o i a n g l a c i a t i o n:e v i d e n c e f r o ma B a h a m a"B l u eH o l e"[J].S c i-e n c e,1979,205(4408):806-808.[2]S t e a d m a nD W,F r a n zR,M o r g a nGS,e t a l.E x c e p t i o n a l l y w e l l p r e s e r v e d l a t eQ u a t e r n a r y p l a n t a n d v e r t e b r a t e f o s s i l s f r o ma b l u e h o l e o nA b a c o,T h eB a h a m a s[J].P r o c e e d i n g s o f t h eN a t i o n a lA c a d e m y o f S c i e n c e s o f t h eU n i t e dS t a t e s o fA m e r i c a,2007,104(50):19897-19902.[3] G r e g o r y BRB,R e i n h a r d t EG,G i f f o r d JA.T h e i n f l u e n c e o fm o r p h o l o g y o ns i n k h o l e s e d i m e n t a t i o na t l i t t l e s a l t s p r i n g,F l o r i d a[J].J 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,N a n j i n g U n i v e r s i t y ,N a n j i n g 210023,C h i n a ;2.F i r s t I n s t i t u t e o f O c e a n o g r a p h y ,M i n i s t r y o f N a t u r a l R e s o u r c e s ,Q i n g d a o 266061,C h i n a ;3.P i n g t a nC o m pr e h e n s i v eP i l o t Z o n e ,I s l a n dR e s e a r c hC e n t e r ,M i n i s t r y o f N a t u r a l R e s o u r c e s ,P i n g t a n 350400,C h i n a ;4.C o l l a b o r a t i v e I n n o v a t i o nC e n t e r o f S o u t hC h i n a S e aS t u d i e s ,N a n j i n g U n i v e r s i t y ,N a n j i n g 210023,C h i n a )A b s t r a c t :S a n s h aY o n g l eB l u eH o l e (S Y B H ),k n o w na s t h e d e e p e s t b l u eh o l ew o r l d w i d e ,i s l o c a t e d i n t h eX i s h a Y o n g l eA t o l l .D u e t o i t s c o m p a r a t i v e l y q u i e s c e n t i n t e r n a l e n v i r o n m e n t ,S Y B Hh a s b e e n s e t a s a n a t u r a l l a b o r a t o r y f o r u n d e r s t a n d i n g h o wd i f f e r e n t f a c t o r s i m p a c t t h e s e d i m e n t a t i o n r a t e c h a n g e s .T h e g r a i n s i z e s a n a l y s e s o f a 24c m l o n g p u s h c o r e c o l l e c t e d a t t h eb o t t o mo fS Y B Hr e v e a l s t h a t t h e s e d i m e n t s t h e r e a r e p r i m a r i l y c o n s i s t e do f s a n d w i t hm e a n g r a i n s i z e s v a r y i n g f r o m22.9t o 123.9μm.M e a n w h i l e s i g n i f i c a n t g r a i n s i z e c o a r s e n i n gi s o b s e r v e d 0c m ,4c m ,9.5c ma n d 21c m ,i n t h e p u s h c o r e .W e a d o p t eC R Sm o d e l o f 210P b a n d r e l a t e d a n a l y s i s t o c a l c u l a t e t h e a g e o f t h e s e d i m e n t s ,a n d f i n d t h eo l d e s t s e d i m e n tw a s p r e s e r v e d i n1896,a n d t h em e a ns e d i m e n t a t i o nr a t e i s 0.19c m /a .S h a r p i n c r e a s e s o f t h e s e d i m e n t a t i o n r a t e i s o b s e r v e d a t 4c ma n d 9.5c m.W e h y p o t h e s i z e t h a t s u c h i n c r e a s e d s e d i m e n t a t i o n r a t e n e a r t h e t o p p u s h c o r e ,i s a r e s u l t o f a n t h r o p o g e n i c i n f l u e n c e s t h a t h a p pe n e d i n t h eX i s h a d i s t r i c t w i t h i n t h e p a s tf e w y e a r s .A n a l y s i s o f h i s t o r i c a l t y p h o o n r e c o r d s n e a r o u r s t u d y a r e a i n d i c a t e s s i x o f t y p h o o n e v e n t s p r e s u m a b l y c o n t r i b u t e t o t h eg r a i n s i z e v a r i a t i o n i n th e S Y B Hd u ri n g 1999-2001a n d 2010-2011,i .e .,199902,199915,200110,201002a n d 201118.T h u s ,w e c a n c o n c l u d e t h a t t h e s e d i m e n t a t i o n r a t e o f s e d i m e n t a t t h e b o t t o m o f S Y B Hi sm a i n l y a f f e c t e db y t y p h o o n e v e n t s a n d t h e r e i s a l s o a n t h r o p o g e n i c i n f l u e n c e r e c e n t l y .K e y w o r d s :Y o n g l eB l u eH o l e ;s e d i m e n t a t i o n r a t e ;210P b ;a n t h r o p o g e n i c i n f l u e n c e ;t y p h o o n e v e n t 7115期 李建坤等:三沙永乐龙洞洞底沉积速率变化及其影响因素。
210Pb沉积物定年方法简介
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Cs (Bq/kg)
0 0
10 20 30 40 50 60
1986切尔诺贝利核事件
5
1963核实验的高峰期
10
1952大规模核实验开始
•
15 20 25 30
主要内容
1
放射性碳(14C)定年方法
2
高纯锗谱仪简介
3ห้องสมุดไป่ตู้4
210Pb,137Cs定年原理
210Pb定年模型简介
210Pb定年模型(1)-----恒定沉积速率模型
14C的测年原理
比例相对稳定:放射性碳与稳定碳在大 气中的比例相对稳定,它们在高层大气 中主要以二氧化碳的形式存在。 通过植物传输:植物通过光合作用吸收 二氧化碳,植物体中放射性碳与稳定碳 的比例与大气中的比例保持一致。 通过动物传输:动物通过食用植物和其 它动物也吸收同样比例碳原子,它们在 存活状态时也具有和大气一样的放射性 碳与稳定碳比例。 停止交换,数量降低:有机体死亡(或 埋藏)后,停止与大气发生交换,其中 的放射性碳因不断衰变而降低数量。通 过测定现存物质的放射性碳的数量,就 可以了解被测物质的放射性碳从原始状 态衰变到现在状态所需的时间。
主要内容
1
放射性碳(14C)定年方法
2
高纯锗谱仪简介
3 4
210Pb,137Cs定年原理
210Pb定年模型简介
高纯锗γ谱仪简介
1、工作原理:样品中的核素放射 出的γ射线被探头所检测,变成信 号进入数字化谱仪中,把脉冲信 号变为谱图来进行计算得知这种 核素的活度 2、组成结构:高纯锗谱仪主要 由探头、冷阱、谱仪、计算机软 件系统等几部分组成。 3、能量刻度:能量刻度是建立γ 射线能量和脉冲幅度(道数)的 对应关系,道数与能量之间的关 系是线性的,可以两点校正。 4、效率刻度:效率刻度就是建立 测量样品核素的能量效率对应关 系或效率曲线,需要多点校正。 5、日常维护
大连近海沉积物中放射性核素分布及环境指示

大连近海沉积物中放射性核素分布及环境指示杜金秋;关道明;姚子伟;高会;王震;孟书锋【期刊名称】《中国环境科学》【年(卷),期】2017(037)005【摘要】基于大连近海表层和柱状沉积物中放射性核素238U、226Ra、210Pb、40K和137Cs比活度与分布特征分析,对大连近海的沉积环境进行讨论.结果表明,水平方向上放射性核素含量均分别处于同一水平,陆源输入特征明显;垂直方向上40K比活度随深度变化较小,238U、226Ra、210Pb和137Cs比活度随深度增加出现波动,整体上不存在物质输入的显著变化,沉积环境相对稳定;226Ra相对于母体238U亏损,210Pb相对于母体226Ra过剩,40K和137Cs之间存在显著的正相关关系.利用210Pbex法和137Cs法分别计算得到大连近海沉积速率为0.49和0.43cm/a.【总页数】7页(P1889-1895)【作者】杜金秋;关道明;姚子伟;高会;王震;孟书锋【作者单位】中国海洋大学海洋化学系,山东青岛 266100;国家海洋环境监测中心,辽宁大连 116023;中国海洋大学海洋化学系,山东青岛 266100;国家海洋环境监测中心,辽宁大连 116023;国家海洋环境监测中心,辽宁大连 116023;国家海洋环境监测中心,辽宁大连 116023;国家海洋环境监测中心,辽宁大连 116023;国家海洋环境监测中心,辽宁大连 116023;大连海洋大学海洋科技与环境学院,辽宁大连 116023【正文语种】中文【中图分类】X55;P736.4+5【相关文献】1.大连湾附近海域表层沉积物粒度特征及水动力环境指示 [J], 李艳;刘艳;李安春;王伟;郑琳2.福建兴化湾外近海沉积物岩心放射性核素分布 [J], 李冬梅;徐茂泉;刘广山;李超;许文彬3.大连湾附近海域表层沉积物粒度特征及水动力环境指示 [J], 李艳;刘艳;李安春;王伟;郑琳4.大连湾近海表层沉积物重矿物组合分布特征及其物源环境指示 [J], 李艳;李安春;黄朋5.大连湾近海表层沉积物矿物组合分布特征及其物源环境 [J], 李艳;李安春;万世明;徐方建;李传顺;池野因版权原因,仅展示原文概要,查看原文内容请购买。
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松花湖沉积物137Cs 和210Pb 分布及沉积速率郝立波1,刘海洋1,陆继龙1,孙淑梅2,潘志恒2,赵玉岩11.吉林大学地球探测科学与技术学院,长春 1300262.吉林省地质调查院,长春 130061摘要:松花湖沉积物柱心中存在3个明显的137Cs 蓄积峰,分别是37cm 处的1964年蓄积峰、27cm 处的1971年蓄积峰和23cm 处的1975年蓄积峰。
利用137Cs 核素1964年和1975年对应蓄积峰计算的沉积速率分别为0.86cm/a 和0.71cm/a 。
采用210Pb 计年的常量初始浓度模式(CIC)计算的平均沉积速率为0.71cm/a,两者估算的沉积速率吻合。
松花湖1964 1975年间的沉积速率明显高于1975 2006年间的沉积速率。
137Cs 和210Pb 计年方法的结合有助于提高沉积速率估算的准确性。
关键词:210Pb;137Cs;沉积速率;松花湖中图分类号:X141 文献标识码:A 文章编号:1671 5888(2009)03 0470 04收稿日期:2008 12 16基金项目:中国地质调查局项目(12120105111208)作者简介:郝立波(1961 ),男,吉林敦化人,教授,主要从事地球化学教学与研究,E mail:haolb@to 通讯联系人:陆继龙(1973 ),男,山东东平人,副教授,博士,主要从事地球化学教学与研究,E mail:lujilo ng @sina.com 。
Vertical Distribution of 137Cs and 210Pband Sedimentation Rate in Songhua LakeH AO Li bo 1,LIU H ai y ang 1,LU Ji long 1,SU N Shu m ei 2,PAN Zhi heng 2,ZH AO Yu y an 11.Colle ge of G eo E xp lor ation S cience and T echnolog y ,Jilin Univ er sity ,Changc hun 130026,Ch ina2.J ilin Geolog ical S urv e y Institute ,Chan gchu n 130061,ChinaAbstract:T hr ee distinct137Cs peaks form ed at 1964,1971and 1975,respectiv ely.are recog nized inthe sediment core of Songhua Lake.U sing 137Cs depths recorded in 1964and 1975as the datum levels,the sedimentatio n rate are calculated to be 0.86cm/a and 0.71cm/a,r espectively.The averag e sedi m entation rate is 0.71cm/a calculated by CIC m odel of 210Pb dating ,w hich show ed a goo d agr eement w ith the result calculated by the137Cs.T he sedimentatio n rate fro m 1964to 1975is higher than thosefro m 1975to 2006in Songhua Lake.T he com bination of 137Cs and210Pb dating is m eaning ful in improv ing the estim ating accuracy of the sedimentatio n rates.Key words:210Pb;137Cs;sedimentatio n dating;Songhua Lake0引言松花湖是在松花江小丰满处建水坝而形成的大型人工湖泊,其最大水面约为555km 2,最大库容量为108亿m 3,湖面最宽约5km,最大水深80m 。
松花湖最大补给水源为松花江干流,入湖支流40余条,主要有辉发河、蛟河等。
除发电、防洪等功能外,松花湖也是吉林省长春市和吉林市生活与生产用水的水源地。
由于松花湖区森林植被和入湖河流沿岸植被的破坏、湖滩湿地的耕种等造成了严重的水土流失,大量的泥沙进入湖区,影响了松花湖的生态和社会功能。
沉积速率是沉积地貌环境演化的重要指第39卷 第3期2009年5月吉林大学学报(地球科学版)Jour nal of Jilin U niver sity(Ea rth Science Editio n)Vo l.39 No.3M a y 2009标,同时也是预测入湖泥沙量的重要依据。
20世纪70年代初期,210Pb定年技术已成功地运用于湖泊及近海地区沉积速率研究[1 2]。
现代沉积物中过剩的210Pb及137Cs测年是一种经济快速且精度较高的方法,广泛运用于湖泊、河口海岸和海洋现代沉积速率的估算[3 9],同时应用放射性同位素210Pb和137Cs 可以使湖泊现代沉积速率的计算定量化,两者相互印证,使沉积速率的研究更为准确。
目前尚无松花湖沉积速率方面的研究报道,本文采用210Pb和137Cs 相结合的方法估算了松花湖沉积速率,以期为控制流域水土流失、保护松花湖的社会和生态功能提供参考。
1样品采集与分析沉积物柱心(SC2006 1)于2006年12月20日采自松花湖,地理坐标为12656!3∀E、4336!12∀N,沉积柱心长61cm,上覆水深约10m。
采样采用GPS定位,采样装置为自制PVC管式便携式采样器,采集的沉积物柱心完整,悬浮层未经明显扰动,界面水不浑浊。
采集的沉积柱心冷冻固结后按1 cm分切沉积物,经冷冻干燥处理并称重。
沉积物成分均匀,均为粉砂质粘土,X 光分析表明,沉积物主要矿物组成为石英、长石、伊利石、高岭石、绿泥石和蒙脱石。
样品由中国科学院南京地理与湖泊研究所湖泊与环境国家重点实验室分析。
样品测试前处理方法:烘干,去除大块有机质,研磨,装盒密封(15d),待测;仪器:美国奥泰科(ORT EC)仪器公司生产的高纯锗低本底 能谱仪,探测器型号:GWL 120 15;多道型号:JR2.0;标准样品由中国原子能研究院提供(标准误差为#5%),样品测试数据误差2 为# 15%。
2结果与讨论2.1 210Pb ex垂直分布与计年天然放射性同位素210Pb是铀系子体226Ra衰变的产物,半衰期为22.3a;湖泊现代沉积物中210Pb 来源于大气沉降、河流输入(210Pb ex)和沉积物母体226Ra衰变(210Pb sup)。
测出沉积物柱心某一深度210Pb的总值,扣除210Pb sup后得到210Pb ex,利用计年的模式计算沉积速率[10]。
松花湖沉积柱心210Pb ex分析结果(图1)表明, 210Pb ex比活度随深度大致呈指数递减,说明沉积物在这些深度以下很少受到自然界或人类活动的影响,采用常量初始浓度模式(CIC),根据最小二乘法求得210Pb ex活度(A)与深度(Z)的关系为Z=141.28-22.81∃log(A),r=0.8186。
以此计算的平均沉积速率为0.71cm/a。
图1210Pb ex、137C s活度垂直剖面图Fig.1 The vertical profile of210Pb ex、137C s in Songhua Lake2.2 137Cs分布特征与计年松花湖沉积柱中出现3个明显的137Cs蓄积峰,分别是37cm处(26.42Bq∃kg-1)的1964年蓄积峰、27cm处(19.99Bq∃kg-1)的1971年蓄积峰和23cm处(16.88Bq∃kg-1)的1975年蓄积峰。
利用137Cs的3个蓄积峰位置作为计年时标,据此计算各时标间的沉积速率(表1)表明,松花湖沉积物柱心1954 2006年的沉积速率是0.96cm/a;1964 2006年的沉积速率是0.86cm/a;1971 2006年的沉积速率是0.74cm/a;1975 2006年的沉积速率是0.71cm/a。
虽然137Cs时标法不能给出各层间具体的沉积速率,只能给出一个阶段的平均沉积速率,但根据计算结果仍可知在过去50余a松花湖沉积物经历了一个从快到慢的沉积速率变化过程。
表1松花湖沉积速率137C s时标计算结果Table1Sedimentation rate with137C s in Songhua Lake时标/年份对应的层节/cm计时区间平均速率/(cm∃a-1) 1964361964 20060.861971261971 20060.741975221975 20060.711964 1975 1.30471第3期 郝立波,等:松花湖沉积物137Cs和210Pb分布及沉积速率2.3讨论沉积速率及其变化反映了在区域自然因素和人类活动影响下,入湖泥沙量和排出量之间的动态平衡被破坏和新平衡建立的复杂过程[11]。
剖面中210Pb ex活度的波动比较明显。
生物扰动、风浪湖流作用造成沉积物再悬浮后迁移到深水区沉积下来都会造成210Pb ex垂直剖面的变化。
1963 1964年全球散落高峰期在北半球的沉积物中成为重要的计年标志。
该区沉积柱心在37cm出现的1964年蓄积峰十分明显,与内蒙古东部的乌兰泡沼泽[12]等地是一致的,是十分可靠的计年时标。
本区1975年蓄积峰在内蒙古东部的乌兰泡沼泽、贵州的红枫湖和洱海[13]、云南的程海[14]和新疆的博斯腾湖[15]也均有明显存在。
与乌兰泡沼泽沉积一样也并未发现1986年137Cs峰值。
这是由于1986年137Cs次级蓄积峰在全球的沉积物中散落量大小有明显的区域特点[16]。
因此本区采用1964年和1975年计年时标计算的沉积速率是可靠的。
对比137Cs和210Pb计算的沉积速率结果可以看出,从1975年到2006年的计时区间内二者结果是一致的,但1975年前计时区间137Cs计算的沉积速率明显大于210Pb计算的平均沉积速率。
1964 1975年之间出现较高的沉积速率可能与该期间湖区和入湖河流沿岸植被的破坏较为严重有关; 1968 1969年,由于林木滥砍盗伐严重,仅一年入湖泥沙就超过3000万m3[17]。
虽然20世纪70年代以来的沉积速率有所降低,但仍高达0.71cm/a。
因此需要进一步加强流域水土流失治理,保护湖区和入湖河流沿岸植被。
虽然采样点的选择尽量考虑能够代表湖区平均情况,但由于松花湖面积较大,地形复杂,沉积环境变化大,不同地段的沉积速率有一定差别;只有随研究程度不断增加,有更多的研究数据综合才能全面客观地确定松花湖现代沉积速率。