同位素定年及古环境反演

1、1.同位素定年及古环境反演(Re-Os)(l)(Re-Os同位素在沉积地层精确定年及古环境反演中的应用进展)Re-Os同位素亲有机质的性质，使得富有机质沉积岩在沉积的过程中能够吸附富集海水中的Re、Os,沉积岩的沉积压实过程也是其中Re-Os同位素体系封闭计时的过程，沉积岩Re-Os同位素等时线年龄代表地层沉积时代,Os同位素初始比值1870s/1880s反映沉积时海水的Os同位素比值oRe-Os同位素体系在富有机质沉积岩中的成功应用,能够直接确定地层沉积时代，从而对地层界线进行直接厘定，并且能够对一些沉积矿床形成时代、冰川事件发生时代进行厘定和限制。通过沉积岩Re-Os同位素特征，可以对古环

2、境进行反演，有助于了解全球大气海洋的演化，气候的变化，对研究生物灭绝等重大地质事件发生的时限和机制以及金属矿床的成矿物质来源具有重要意义。Re-Os同位素在沉积岩中应用原理：因此，将Re-Os同位素直接应用于金属矿物定年,解决了长期无法解决的内生金属矿床成矿年龄直接准确厘定问题，为探讨大规模成矿作用发生的时限、成矿的地球动力学背景和成矿模型的建立以及成矿预测提供了理论依据。近些年来,Re-Os同位素另外一种特殊的地球化学性质一一亲有机性，被地质学家广泛关注,Re-Os同位素在沉积地层精确定年及古环境反演中的应用得到了国内外越来越多地质学家的广泛认可(Cohen,2004;Hannahetal.

3、,2004;Yangetal.,2009)海水的Re、Os通常是以ReO4-和HOsO5-等高价态形式存在，富有机质的沉积岩常形成于还原性较强环境,在这种条件下，海水中迁移性较强的高价的ReO4-和HOsO5-会被还原成较难迁移的低价离子而被有机物吸附下来，因此在富有机质的沉积岩沉积的过程中，高价态的Re、Os离子可被还原富集(Peucker-Ehrenbrinketal.,2000;Yoshiroetal.,2007)因此Re、Os的富集过程与沉积岩的沉积过程应该是同时的，沉积岩的沉积时代也是Re-Os同位素计时器开始计时的时间，并且同时代沉积的地层有相同的Os同位素初始比值，即沉积时海水的

4、Os同位素比值。由于放射性母体187Re经过B衰变形成子体187Os，其半衰期为41.6Ga，比地球年龄还要高一个数量级,在沉积岩中有机物所吸附的Re-Os同位素体系封闭条件下,Re-Os等时线年龄就能够代表其沉积年代，并且Os同位素初始比值能够反映当时海水中的Os同位素比值,这就是Re-Os同位素在沉积岩中应用的原理。海水中的Re、Os来源主要有3个：(1)由于大陆地壳的风化剥蚀作用，岩石土壤的淋滤作用,使得大陆地壳中的Re、Os由河流带入海洋，陆源Re-Os同位素Re/Os较高,最高能达几千,Os同位素具有高放射性成因特征，不同时代、不同岩性的陆壳187Os/188Os值特征不同,平均值为

5、1.4(Cohen,2004),些老地层中187Os/188Os值大于50(Chenetal.,2009)。(2)由洋中脊热液带到海水中,Re/Os较低，一般小于1,Os同位素具有非放射性成因特征,187Os/188Os比值大于0.127。(3)以宇宙尘埃的形式进入海水,Re/Os较低，一般小于1,187Os/188Os值接近于原始地幔值约为0.127(一般条件下，海水中的Os主要来源于大陆，能占80%,其余的20%来自海底热液和宇宙尘埃物质(Sharmaetal.,1997)。因此，能够通过Re-Os同位素研究沉积岩的沉积时代以及海水Os同位素的变化来确定当时海水的环境以及古海水对地壳隆升、

6、雪球地球、陨石撞击等重大地质事件的响应。inpulEuJiew：inpulEuJiew：LLerfrom(miCTQ)ID6t4oritQSruvtrineiikiut1pseniUrft-.nncoiilLnrifiialcrust(rtiicro)meteod怙g：”05严佻0.127,lowRe/Osratio,highOsMhCtusL&:严忸MhCtusL&:严忸LuEiel-/:賀厨;Iihetdllireroii賢diin“仔；lowRchjiicdOs卜MORiydroiherilkulx/Ivcn!s(yount;crust/I-”inpiRWsuawjitcr)、。卿iic

7、-ri*h黑du陀-L-hh*hi回昭：WIJLTT?：?.：.:：二：；：Re/Osrflllosyr.：crus)hiliRe.-Osratio,lowLOs1TOC o 1-5 h z_7：:-holdentsi:1bJOs/:LLOsc.1.9:?/?ytllng：crust：(K.1OsMl.L7.r、刁l一7二八mantle:】27,七jlowRe/OsratiohhighOs/iJIA%.i%j1.海水中Re、Os的3个主要来源示意图海水Os同位素演化曲线：对于某一连续沉积地层来讲，其中的Re-Os同位素特征（Re、Os含量,Os同位素比值,Re/Os值）会随着不同时代的沉积环境

8、不同而发生变化,因此,可以通过富有机质沉积岩Re-Os同位素特征进行分析来反演当时古海水的Re-Os同位素特征，海水中的Os同位素变化往往是由于古气候的变化或者较大的构造事件而引起的。因此，通过对沉积地层中的Re-Os同位素进行研究，不仅能够记录古环境的变化特征，而且还能够对全球较大的构造事件进行研究。海水中Os同位素演化曲线可用作摘要或结论处：沉积地层的精确定年对于地层学的研究具有重要意义。地层是地质事件记录最丰富的载体，而地质年代表作为地层学研究的重要成果和基本文件，它的功能是为地层学以及整个地球科学的研究和地球的历史过程提供一个恰当的时间参照体系以利于全球范围的地质演化对比研究和成矿规律

9、研究，揭示地球演化的阶段性和所经历的重大事件。因此，国际地层表的建立和不断完善是地层学研究的长期目标和永恒内容（王鸿祯,2006）。地层研究需要开展生物地层、化学地层、磁性地层、年代地层、层序地层、事件地层等多专业的综合研究，地层的划分主要是以地层中某种古生物的首次出现为依据，在应用生物地层方法建立精确的等时地层格架有困难的情况下，可以充分利用事件地层标志和同位素测年等多学科综合研究方法建立等时地层对比格架（王训练,2003），从而促进地区和全球相关地层对比继承，在地层建阶研究中，同位素年代学研究等是需要加强的工作（王泽九,2010）。可见，高精度的同位素测年以及同位素变化研究，是地层综合研究

10、的一个不可或缺的重要的组成部分。事实上，沉积岩精确定年一直是一个世界性难题，因为在现有的技术手段下缺乏合适的测年对象。目前，地质年代表中年代地层时代的确定和划分主要采用错石U-Pb法对沉积地层中火山岩夹层，特别是采用凝灰岩和斑脫岩中的错石进行U-Pb年龄厘定，因为错石U-Pb同位素体系封闭性较好，并且U-Pb同位素衰变常数经过了较为准确的测定，它们的年龄可代表沉积岩地层的形成时代（陈文等,2011）。然而，在地层界线上很少直接发现有火山岩夹层，地层界线绝对年龄往往是根据上下地层中火山岩锆石U-Pb年龄以及火山岩与界线层距离计算得到的。在显生宙的一些地层界线，是以黑色页岩的沉积为典型标志，并且其

11、中的一些黑色岩系地层是与大洋缺氧事件以及生物灭绝事件关系紧密。这些黑色岩系能够采用Re-Os同位素体系进行直接精确定年，能够很好地研究生物灭绝等事件发生的绝对年代以及可能的发生机制。然而，黑色页岩等样品在地层中的分布有限，尤其在我国沉积地层中灰岩的分布范围更广，许多生物地层的划分是以古生物大量出现的碳酸盐岩地层为主要对象并且富有机质碳酸盐岩往往能够作为烃源岩是油气地质学家重点研究的对象Re-Os同位素在碳酸盐岩地层年代学研究中的成功应用，更有利于生物地层与年代地层直接进行比对，无疑极大地拓展了Re-Os同位素技术在沉积地层研究应用范围(中国地质科学院,2014)。Re-Os同位素在沉积地层中的

12、应用实例：地层沉积速率：黑色页岩Re-Os同位素研究,能够计算地层的沉积速率。Xu等(2014)通过对三叠系Botneheia组，不同层位黑色页岩进行Re-Os同位素研究，获得四组等时线年龄，由于所有年龄都是采用Re-Os体系对黑色页岩沉积时代进行直接定年,因此能够抵消Re-Os衰变常数等不确定度，并且,所有样品的分析都是在同一实验室进行分析，能够抵消稀释剂标定系统误差。厘定地层界线：许多地层界线的确定是以大洋缺氧和生物灭绝事件为特征在这种条件下就会发育黑色页岩，因此,能够通过对黑色页岩的Re-Os同位素分析对地质界线进行直接定年。Selby等(2005)采用Re-Os对Devonian-Mi

13、ssissippian界线黑色页岩进行直接定年，获得了精确的地层年龄(361.32.4)Ma,该年龄与其上部层位火山岩锆石U-Pb年龄(360.7土0.7)Ma在误差范围内一致。冰川事件时代：Re-Os同位素能够对于沉积有关的重大地质事件发生时代进行较好的限制和厘定。新元古代时期，地球上出现了几次大规模冰川事件。但是，由于新元古界地层缺少有利的冰期沉积对比标志,并且目前无法采用地球化学手段对冰期沉积时代进行直接厘定因此对这些冰川事件发生的时限仍然存在较大争议。在冰川事件结束之后,粉砂岩、泥岩等细粒碎屑沉积岩海通常会随着海平面的上升而沉积，这些在缺氧环境下形成的富含有机质沉积岩是采用Re-Os同

14、位素进行定年的最佳对象，这些沉积岩的Re-Os同位素年龄能够对冰期结束的最后时期进行限制。富有机质沉积岩Re-Os同位素研究能够对冰期事件的开始和结束时间进行限制，尤其是对于缺少火山岩的地层年代学研究发挥了重要作用。矿床时代:Mao等(2002)对华南下寒武系富含Ni-Mo矿的黑色页岩进行的Re-Os同位素分析，获得了(54116)Ma的等时线年龄,这一结果与Pb-Pb同位素等时线年龄一致,准确厘定了华南黑色页岩中Ni-Mo矿的沉积时代。生物灭绝事件机制：Re-Os同位素不仅能够对地层沉积时代进行直接准确的定年，还能够提供古海洋的Os同位素信息,从而对古环境进行进行示踪。并且由于Re、Os地球

15、化学性质的差异，使得两种元素在海水中的富集沉淀机制有所差异,这种差异会随着沉积环境的变化而被Re-Os同位素记录下来。Georgiev等(2012)通过对二叠纪/三叠纪地质界线黑色页岩进行Re-Os同位素分析,虽然没有发现Os同位素比值的异常，但是,通过较高的Re/Os比值,结合其它微量元素的证据,提出当时的海洋是热的,并且是酸性的,这种海水环境以及当时异常的气候条件是造成二叠纪/三叠纪生物灭绝的重要原因。结束语：富有机质沉积岩Re-Os同位素研究已经成为国际上研究的热点,Re-Os同位素能够为地层沉积时代进行直接厘定，尤其是对于火山岩夹层不发育的地区发挥了重要作用，这对地质年代表的校正研究以

16、及地层比对研究具有重要意义。此外,Re-Os同位素以其特有的地球化学性质，已经成为在古环境演化研究方面一种灵敏的工具，为古海洋、古气候的反演提供了很多重要的信息。2.U-Pb东昆仑牦牛山组流纹岩锆石U-Pb年龄及构造意义陆露等利用测定的流纹岩锆石中的U-Pb年龄来推测了耗牛山组火山岩的形成年龄，继而推断东昆仑早古生代洋盆关闭的构造年代。赣东北中元古界铁沙街组石英角斑岩和流纹岩锆石SHRIMPU-Pb年龄、Hf同位素及地球化学特征内蒙古西乌珠穆沁旗地区下二叠统原寿山沟组碎屑锆石LA-ICP-MSU-Pb年龄及地质意义太原西山上二叠统一下三叠统地层最大沉积年龄的碎屑锆石UPb定年约束刘超等应用LA

17、MCICPMS对华北中部太原西山晚二叠世一早三叠世上石盒子组、石千峰组、刘家沟组中4件砂岩样品进行碎屑锆石UPb定年，太原西山上石盒子组师脑峰砂岩(SNF)的沉积时间不早于27OMa,石千峰组底部K8砂岩(K8)沉积时间不早于25OMa。因此，太原西山地区石千峰组应归属于早三叠世，二叠系一三叠系的界线应位于石千峰组K8砂岩之下。碎屑锆石最年轻颗粒年龄常用来确定地层最大沉积年龄(Rainbirdeta，2OO1)0Dickinson等(2OO9)在对科罗拉多高原及其周边地区中生代锆石UPb年龄数据库进行分析时，提出可以用不同的方法来确定地层最大沉积年龄，并强调了利用几种不同的方法来获得最精确的最

18、大沉积年龄的重要性。一般用来确定地层年龄有7种方法(Diekinsonetal.,2OO9；Johnstonetal.,2OO9；Lawtonetal.,2O11；Robinsonetal.，2O12，Tuckeretal.，2O13)分别是：最年轻单颗粒年龄(YSG)；最年轻图像碎屑锆石年龄(YPP);最年轻碎屑锆石年龄(YDZ)；加权平均年龄(YC1)(+3)；加权平均年龄(YC2)(+3)；算术平均年龄(WA):Tuffzire年龄(+6)。计算Tuffzirc年龄需要锆石颗粒数大于1O(Ludwig，2OO9)，或者利用最年轻的6颗碎屑锆石来进行计算(Tuckeretal.，2O13)

19、，限于本文的年轻锆石颗粒较少，因此不讨论Tuffzirc年龄。通过与已知生物地层年龄的对比，YSG和YC1(+3)的年龄普遍与实际地层年龄的误差在5Ma之内；YDZ年龄误差在2Ma之内；YPP的年龄比实际地层年龄年轻5%；YC2(+3)比地层实际年龄大10Ma(Dickinsonetal.,2009；Tuckereta,2013)。本文通过对比表2中6种不同方法计算得到的年龄值发现，YC2(5(+3)和WA年龄值偏大，YDZ的年龄值最小。因此，本文采用YPP年龄来代表地层最大沉积年龄，表2中师脑峰砂岩YPP值为270Ma,即沉积时间不早于270Ma；K8砂岩(K8)的YPP值为250Ma,在位

20、于K8砂岩之上的刘家沟组砂岩中只发现一粒中生代锆石，年龄为2442Ma,在表2中刘家沟组砂岩的YPP值为262Ma，据此，K8砂岩的沉积时间应不早于250Ma。太原西山上古生界含煤地层最大沉积年龄的碎屑锆石UPb定年约束及地层意义为了确定太原西山晚古生代含煤地层的沉积时间，应用LAMCICPMS对该剖面太原组、山西组及下石盒子组作为标志层的8个砂岩样品进行了碎屑锆石UPb定年，确定了它们的最大沉积年龄，为地层形成时限的确定提供了依据。绝对年代地层年龄的确定无疑是解决地层年代确定、划分与对比的最好办法(由于古生物门类中某些种属的缺乏)。随着碎屑锆石UPb定年技术的发展，沉积岩中碎屑锆石不但能够用

21、来判断物源及古地理，而且能够确定地层时代和沉积作用年龄，从而重建盆地演化与造山带的关系(ZhangSHetal.，2007；Richardseta1.，2005；Bruguieretal.,1997)。众多学者利用砂岩碎屑锆石UPb定年来确定地层的最大沉积年龄(李怀坤等，2007；李洪颜等，2009；Dickinsoneta1.，2009；Abatieta1.，2010；韩杰等201；葛玉魁等，2012；宋卫卫等，2012；XieHQeta，2012；Tuckeretal.，2013)，从而确定地层的形成时限，为地层划分和对比、盆地演化的研究提供年代学依据。本文通过对太原西山上古生界含煤地层的

22、岩石地层划分界线及标志层砂岩进行碎屑锆石UPb定年，试图确定地层的最大沉积年龄，3.Sr龙门山地区泥盆纪鳃、碳同位素与海平面变化崔秉荃等尝试将海相碳酸盐同位素(Sr,C)的演化与沉积学、层序地层学特征结合起来研究龙门山地区泥盆纪的海平面变化。海洋中sr的来源主要是风化的地壳物质和洋中脊的慢源热液。从总体上讲，地壳物质相对富含铆和放射性成因sr,因而有比较高的sr同位素比值。而通过洋中脊热液活动或火山作用进入海洋的慢源sr,其同位素比值较低。一般说来，影响海相碳酸盐sr同位素组成的主要因素是海平面变化和火山活动。在没有大规模火山活动的影响时，海平面升高，风化作用速度降低、地表径流量减少，地壳sr

23、带入少，导致海洋银同位素比值下降。反之，海平面下降则会造成海洋sr同位素比值升高。至于海相碳酸盐的碳同位素组成，也和海侵海退有很大关系。海退可使陆表海大面积出露海面成为陆地，陆缘沼泽大规模减少或消失,生物因生存空间缩小而减少，大量富含12C的C02和HCO3-未被利用，加上大陆架沉积物出露，使原先沉积的有机质重新遭受氧化形成富含12C的CO2被带入海洋，这些最终使海洋沉积碳酸盐的碳同位素降低。相反，海侵阶段沉积的富含有机质、浮游生物的碳酸盐岩,其碳同位素组成通常比较高。这就说明了sr、碳同位素值为何一般呈负相关关系及为什么我们可以运用这两种同位素地层曲线作为判断海平面升降的辅助标志龙门山泥盆纪

24、层序的碳、锶同位素效应郑荣才将龙门山泥盆纪的准l级T一R旋回的层序组与碳、锶同位素地层曲线演化总趋势所反映的海平面升降变化规律做了对比，发现具有一致性，并具有极好的区域性和全球性。有机碳的生和消耗是控制海相碳酸盐岩&13C变化的主要因素。如海平面下降时陆地扩大，海相生物因生存空间缩小而减少，海水中富12C的co2和HC03-消耗量也随之降低,而陆地上富12C的有机碳则被重新氧化，并以CO2的形式不断进入海洋，致使同期的海相碳酸盐岩呈&13C负偏移，类似的情况也出现在生物生态萧条和集体绝灭期，当海平面上升时陆地缩小，海相生物因生存空间扩大而繁盛，或随海平面高速率上升的缺氧水体入侵事件，均可促进富

25、12C的有机碳高速埋藏,进而引起海相碳酸盐岩的&13C正偏移.锶同位素是指示海平面升降变化的灵敏指示剂。已知海洋中的锶主要来源于风化的陆壳物质和海底火山活动带出的慢源物质。陆壳锶相对慢源锶有更高的87Sr/86Sr值，因87Sr与86Sr质量差很小，碳酸盐矿物沉淀时的锶同位素分馏可忽略不计，直接由海水的87Sr/86Sr值决定矿物的锶同位素特征。因而，地史中海相碳酸盐岩的87Sr/86Sr值正偏移意味海平面下降和古陆扩大，负偏移则反映海平面上升和古陆收缩。伴随海平面上升的海底火山活动，则在负偏移的演化曲线上叠加高负值异常。锶同位素地层学在海相地层划分和对比中的应用以二叠纪乐平世海相碳酸盐岩地层

26、为例锶同位素地层学是依据地层中锶同位素组成(87Sr/86Sr)的变化特征，用于地层的划分、对比、断代甚至古环境研究等的地层学研究方法。随着锶同位素地层学的不断发展以及同位素分析测试技术的提高，87Sr/86Sr在地球历史中的演化特征与地层划分和对比之间的相关性也得到更加深入广泛的认识同古生代其他类型同位素地球化学的地层学意义相似(如碳、氧同位素组成等)，锶同位素地层学具有明确的大尺度地质时间环境背景变化的地质学意义，即：海相沉积物自生矿物中(通常指海相碳酸盐岩)的锶同位素比值(87Sr/86Sr)，鉴于其在形成过程中通常与海水之间存在物理化学平衡，其物质组成记录了海水87Sr/86Sr的演化

27、过程。而海水中的Sr通常反映了来自典型洋壳和陆壳物质经剥蚀或风化等过程产生的可溶性锶的同位素组成，这些源自洋壳和陆壳具有时代87Sr/86Sr印记含锶物质，由径流或海水水解等途径带入海水，并在海水中以不同比例混合。由于与地幔物质有关的洋壳(低87Sr/86Sr)及高度结晶分异的陆壳(高87Sr/86Sr)在地球历史中的演变比较缓慢，再叠加上87Rb随时间衰变形成的部分87Sr，成为地球历史上海洋锶同位素组成(87Sr/86Sr)随时间演化的主要控制因素，或者说海水中的87Sr/86Sr在一定程度上，在有限时限内是时间的函数。由于其来源和控制因素的单一性，使其在地球历史上演化具有连续且时代特征明

28、显的地层学意义。锶同位素在沉积学中的研究与进展随着海相碳酸盐锶同位素测试样品溶解技术和成岩蚀变检测方法以及地质历史中海相地层锶同位素数据库的不断完善，锶同位素在沉积学各领域的研究得到了突飞猛进的发展。文章综述了近年来国内在利用锶同位素进行物质来源分析、海相地层定年、古气候与古环境分析、水2岩相互作用研究、水文地球化学研究等领域的最新进展及发展方向。1.锶同位素的基本地球化学特征1）锶有4种天然同位素84Sr、86Sr、87Sr和88Sr,它们都是稳定的。其中87Sr是由87Rb经B衰变而成,故随着87Rb的衰变，87Sr在地质历史中是逐渐增多的。实际工作中，锶同位素的组成一般用87Sr/86S

29、r值来表示。2）锶和钙在元素周期表中同属一个主族且位置相邻，并且锶的离子半径（0.113nm）与钙的离子半径（0.099nm）接近，同时锶与钾的离子半径（0.133nm）也相差不大，所以锶常常以类质同象的方式分散在含钙、钾的矿物中，如钙质碳酸盐（尤其是文石）、角闪石和磷灰石等，而很少形成自己独立的矿物。3）在化学与生物化学过程中，锶不会产生同位素分馏，因而在研究物质迁移和变化过程中，87Sr/86Sr是有效的示踪剂。4）锶在海水中的残留时间（U106a）大大长于海水的混合时间（U1a），因而任一时代全球海水锶元素在同位素组成上是均一的，不受纬度、深度的影响。5）海水中锶同位素有2个来源：|大陆

30、古老的硅铝质岩石化学风化所提供的相对富放射性成因的壳源锶，具有较高的87Sr/86Sr值，全球平均值为0.7119;洋中脊热液系统所提供的相对贫放射性成因的幔源锶，具有较低的87Sr/86Sr值，全球平均值为0.7035。现代海水的87Sr/86Sr值便是这2个来源锶混合的结果，其平均值为0.709073+0.000003。6）海相碳酸盐岩形成时，保存了当时地质条件下海水锶同位素组成的信息，因而现在可以通过对未受成岩后生变化影响、保存好的碳酸盐岩（尤其是其中的生物化石）的分析来获得过去的海水锶同位素记录。锶同位素在沉积学研究中的应用随着锶同位素研究的不断深入，其应用领域不断扩展。如今锶同位素方

31、法已广泛应用于物源、古气候与古环境、水文地球化学、矿床学等研究领域，甚至进入了象考古学这样的非传统地学领域。1分析物质来源锶同位素之所以可作为物源的示踪剂,其理论依据为：地质历史中海水的87Sr/86Sr值是时间的函8786数，地质年代越久远，其中8Sr积累越多,8Sr/86Sr值越高。因此可以根据沉积物的锶同位素组878786成及其化规律判读其物质来源。近年来，锶同位素作为物质来源的示踪剂和记时器的研究在地球化学领域取得了一定进展。孟宪伟等23对我国长江、黄河流域泛滥平原细粒沉积物锶同位素组成的空间变化规律及其制约因素进行研究,初步探讨了黄海、东海沉积物物源锶同位素示踪的应用前景。孙省利等2

32、4研究了热水沉积岩的物质组成，认为其主要来源于地壳内部,而非陆源源或海源，说明热水沉积岩是内生和外生作用的统一体。利用热水沉积岩硅、锶同位素可判断热水流体所流经途中岩石的性质及基底岩石的类型是沉积岩还是变质岩及火成岩，从而可进一步判断沉积时盆地是在陆壳还是在洋壳环境中演化的。张霄宇等25对南海东部海域表层沉积物进行锶同位素物源示踪研究发现，中国大陆陆源物质对南海东部海域沉积物的贡献由西向东、由北向南逐渐减小。饶文波等对黄土高原物质来源进行锶同位素（结合ND同位素）示踪研究，认为26为塔里木盆地、内蒙古中西部沙漠、青藏高原是黄土高原的主要物源区，而这些物源区及黄土高原又是远东地区风尘的生产地。2

33、.2海相地层定年利用锶同位素组成进行海相地层定年的方法是，将未知年代海相地层中内源沉积物（主要是碳酸盐、硫酸盐和磷酸盐等）的8Sr/86Sr值与已建立的地史时期海水8Sr/86Sr曲线或锶同位素数据库87868786进行对比，从而可获得未知地层的年龄228。尽管国内在利用锶同位素组成和演化曲线进行海7,27,28相地层定年方面尚处于萌芽阶段,但少数学者已做了有益尝试:如杨杰东等29利用锶（包括碳）同位素对苏皖北部上前寒武系的时代做了界定；潘家华等30根据太平洋海山磷酸盐的锶同位素组成确定了其形成年代;黄思静等利用锶同位素确定了四川龙门山泥盆系剖Frasnian/Famennian阶、以及泥盆/

34、石炭系界线；郑文武等31对辽南与苏皖北新元古代地层作了用锶（包括碳）同位素对比及年龄界定；黄思静等利用锶同位素标定了西藏南部岗巴剖面Cam2panian/Santonian阶和Maastrichtian/Campanian阶界线；黄思静等32利用锶同位素对塔里木盆地塔中12井一些关键深度（中、上奥陶统的界线）进行了年龄标定，解决了塔里木盆地地层学中一些悬而未决的问题；黄思静等”利用四川盆地东北部中）下三叠统界线附近蒸发盐的锶同位素组成，获得了我21国上扬子地区中）下三叠统界线的年龄值。这些研究都说明我国海相地层的锶同位素研究已获得长足进步，并逐渐成为解决沉积岩定年这一沉积学、地层学难题的有效方

35、法之一。然而，国内学者仍然对锶同位素定年的可靠性持怀疑态度,这可能与国内锶同位素地层学的研究精度有关。影响海相地层锶同位素定年可靠性的核心问题仍然是样品的成岩蚀变性和分析测试精度（包括了样品的溶解处理）,这2个问题可能是造成数据较为离散的主要原因。随着分析测试仪器的更新及样品处理经验和锶同位素数据的积累，锶同位素定年的精度会逐渐提高并得到更为广泛的应用。2.3古气候、古海洋环境的研究锶同位素是地球化学重要的示踪手段之一，结合C、O同位素可以为研究古气候、古环境的变化提供定量的依据。前人研究证明，从未经成岩蚀变的代表海水组成的海相碳酸盐（也包括硫酸盐、磷酸盐及其它一些可进行锶同位素分析的内源沉积

36、物）所获得的海水锶同位素组成和建立的演化曲线是研究全球古海洋事件的重要依据。海洋中Sr/Sr值是海平面变化的灵敏指示剂，而8786海平面的变化又与构造活动和气候变化密切相关。通过分析海相碳酸盐沉积物（包括硫酸盐）的87Sr/86Sr值，建立其随时间变化的曲线，可确定地层沉积形成时期的海平面变化特征33Dia等河和Clemens等均研究发现，海洋锶同位素曲线与气候变化相一致，即冰期时，冰盖层最大，海网平面最低，海洋Sr/Sr值最小。SophieVerheyden等对比利时全新世的洞穴堆积物（如TOC o 1-5 h z878636钟乳石）的研究发现，受西欧古气候影响，海水驻留时间的改变和风化进程

37、的改变导致岩石中的Mg/Ca、Sr/Ca和Qr/Sr值发生变化。HongchunLi等37利用70280Kyr年前的洞穴堆积物（钟乳石）的D18O、Di3C、Sr/Ca和87Sr/86Sr等值进行了古气候重建，研究发现影响黄土高18138786原的东亚季风夏季风，在间冰期比冰期更为强烈。在国内，韦刚健等38所研究的南海浮游有孔虫38的海水锶同位素变化趋势大体表现为，气候冷期Sr/Sr值为低值，气候暖期对应于Sr/Sr值87868786为高值。孙志国等39通过西沙珊瑚礁锶同位素研究古环境并反演青藏高原的隆升。孙志国40又研究了黄河三角洲贝壳堤的锶同位素特征，从锶同位素记录获得了4次陆源物对渤海湾

38、的强输入事件和2次海退事件。陈俊等41对陕西洛川黄土剖面中Rb、Sr的含量变化及其在不同粒级与不同相态中的分布进行研究，从2.6Ma以来Sr含量总体演化趋势与北半球冰量变化模式的相似性验证了高纬度冰盖生长与东亚季风强度之间存在着耦合关系。张霄宇等25根据南海东部柱样沉积物8Sr/86Sr值，结合D13C、D|8O同位素数据分析认为，南海15万a来经历了2次87861318较大规模的冰期和3次间冰期。苏晓云等42对黄土高原洛川黑木沟黄土剖面中的锶同位素研究也显示，黄土2古土壤Sr/Sr曲线大体上与海水Sr/Sr曲线具有同步的变化。杨杰东等8786878643测定了7MaB.P.以来灵台剖面红粘土

39、和黄土2古土壤序列的酸不溶物Sr和Nd同位素组成，研究样品酸不溶物87Sr/86Sr变化可明显分为2个阶段：第一个阶段,72.5MaB.P.,为红粘土TOC o 1-5 h z8786层，酸不溶物8Sr/86Sr稳定位于高值，反映了东亚冬季风处于相对平稳的弱势；第二个阶段，从87862.5MaB.P.到现在，酸不溶物87Sr/86Sr呈下降趋势，波动加强，反映了东亚冬季风不断增强，并8786且冬季风和夏季风交替变化加强。饶文波等26对黄土高原黄土酸溶物锶同位素研究得出，8Sr/268786Sr值清楚地记录了夏季风演变的信息，而残余物Sr比值明显反映了冬季风的变化特征。这些研究表明,8Sr/86

40、Sr值变化反映了全球气候变化，可作为气候演变的替代指标之一。但值得8786注意的是，海水锶同位素变化曲线与海平面变化曲线并非简单的对应关系，这是因为海水锶同位素组成与演化的控制因素是多方面的，在利用海水锶同位素分析古气候、古环境时一定要综合考虑各种控制因素。例如黄思静等44对晚二叠世）早三叠世海水锶同位素演化主要趋势和控制因44素的研究得出，造成该时期锶同位素组成和演化与全球海平面升降不一致的原因可能有以下几方面洋中脊快速扩张；晚二叠世的裂谷作用；二叠）三叠纪界线的生物绝灭事件及其后三叠纪初期的生态萧条，造成全球大陆植被缺乏和风化速率加快。除了海相碳酸盐和其它内源沉积物的锶同位素研究以外，碳酸盐（以及其它有关矿物）的锶同位素研究还有着更为广阔的前景。近年来，碳酸盐的锶同位素组成