课程大纲

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稳定同位素与古环境

课程编码:070905M05002H 英文名称:Stable Isotopes and Paleoenvironment 课时:40 学分:2.50 课程属性:专业普及课 主讲教师:杨石岭等

教学目的要求
本课程为第四纪地质学的学科基础课,主要讲授稳定同位素地球化学的原理、方法和在古环境研究中的应用。本课程的主要目的和要求是:通过课堂学习,使学生系统掌握稳定同位素地球化学的基本概念、基本理论、基本原理和研究方法,熟悉碳、氧、氢、氮同位素在黄土、湖泊、海洋等沉积物中进行古环境重建的基本原理、方法和优缺点,掌握用稳定同位素重建古环境的基本知识体系。

预修课程
古气候学

大纲内容
第一章 稳定同位素理论基础 3学时 杨石岭
第1节 同位素的基本概念
第2节 同位素效应
第3节 同位素分馏作用
第4节 实验原理和方法
第二章 碳同位素与古环境 12学时 刘卫国
第1节 碳同位素分馏作用
第2节 碳同位素分析方法
第3节 碳同位素在黄土中的应用
第4节 碳同位素在湖泊沉积中的应用
第5节 碳同位素在海洋沉积中的应用
第6节 碳同位素在冰芯中的应用
第7节 碳同位素在石笋中的应用
第8节 团簇同位素
第三章 氢同位素与古环境
第1节 氢同位素分馏作用 0.5学时 刘卫国
第2节 氢同位素分析方法 0.5学时 刘卫国
第3节 现代大气降水的氢同位素组成 1学时 刘卫国
第4节 氢同位素在黄土中的应用 0.5学时 刘卫国
第5节 氢同位素在湖泊沉积中的应用 0.5学时 刘卫国
第6节 氢同位素在海洋沉积中的应用 1学时 李玉梅
第7节 氢同位素在冰芯中的应用 1学时 李玉梅
第8节 氢同位素在树轮中的应用 0.5学时 李玉梅
第9节 氢同位素与古高度重建 0.5学时 李玉梅
第四章 氮同位素与古环境 3学时 李玉梅
第1节 氮同位素分馏作用
第2节 氮同位素的分析方法
第3节 氮同位素与古环境重建
第五章 非传统稳定同位素与古环境 6学时 李玉梅
第1节 锶同位素与古环境
第2节 锂同位素与古环境
第3节 硼同位素与古环境
第4节 硅同位素与古环境
第5节 硫同位素与古环境
第6节 钙、氯、镁同位素与古环境
第7节 铁、钼同位素与古环境
第六章 氧同位素与古环境 9学时 杨石岭
第1节 氧同位素分馏作用
第2节 氧同位素分析方法
第3节 现代大气降水的氧同位素组成
第4节 氧同位素在黄土中的应用
第5节 氧同位素在湖泊沉积中的应用
第6节 氧同位素在海洋沉积中的应用
第7节 氧同位素在冰芯中的应用
第8节 氧同位素在石笋中的应用
第9节 氧同位素在树轮中的应用
第10节 氧同位素与古高度重建
第七章 考试 3学时 杨石岭
第1节 闭卷考试

参考书
1、 稳定同位素地球化学(第六版) 李剑、李志生、卫孝锋等译 2012年 地质出版社

课程教师信息
杨石岭,研究员,博士生导师。1974年出生于陕西子长。1995年毕业于西北大学地质学系,1998年于中国科学院地质研究所获硕士学位,2001年于中国科学院地质与地球物理研究所获博士学位。
长期从事风尘沉积与古环境研究。重建了典型冷暖时期古沙漠边界,并估算了夏季风雨带的进退幅度;构建了成壤碳酸盐形成的概念模型,发现黄土高原C3/C4植被变化的关键影响因素是季风降水的季节配置而非降雨量;通过比较典型冷暖时期C3/C4植被的空间分布,提出全球变暖将导致季风雨带向北推进,从而逆转目前的北方干旱化趋势。
在PNAS、GCA、EPSL、《科学通报》等国内外学术刊物发表论文60余篇,SCI收录46篇,近5年来(2012–2016)论文被SCI引用800余次(他引700余次)。曾主持多项国家自然科学基金和中科院知识创新项目。2009–2014年任国务院学位委员会第六届学科评议组(地球物理学、地质学组)秘书,现任国际第四纪联合会(INQUA)黄土小组委员会副主席、中国第四纪科学研究会第九届理事会常务理事、副秘书长。2011年获第二届刘东生青年地球科学家奖。

教育及工作经历:

1995年7月毕业于西北大学地质学系,获学士学位。
1998年7月毕业于中国科学院地质研究所,获硕士学位。
2001年7月毕业于中国科学院地质与地球物理研究所,获博士学位。
2001.08-2004.12 中国科学院地质与地球物理研究所助理研究员。
2004.12-2010.12 中国科学院地质与地球物理研究所副研究员。
2011.01- 中国科学院地质与地球物理研究所研究员。
2005.04-2006.04 美国亚利桑那大学地球科学系博士后访问学者。

学科类别:
地貌学与第四纪地质学

研究方向:
风成沉积的沉积学、地球化学研究

刘卫国,男,1958年生,博士,中国科学院地球环境研究所,研究员,博士生导师。
1983年以来从事Rb-Sr、K-Ar、U系同位素年代学方法及应用;Li、B、Cl、Br、Ce、C、O、H、N等元素的稳定同位素分析方法和地球化学研究。目前已发表论文80 余篇。曾获全国百篇优秀博士论文、中国科学院自然科学二等奖(1997)、国家自然科学二等奖(1997,2008)。

教育经历:
1997.9-2000.7,中国科学技术大学,博士。
1979.9-1983.7,西安地质学院,学士。

工作经历:
2002.11-2003.11,美国布朗大学,访问学者。
1999.9-至今,中科院地球环境研究所,副研究员,研究员。
1991.9-1999.9,中国科学院盐湖研究所,助研,副研究员。
1983.9-1991.9,青海地质研究所,助工。

学科类别:
第四纪地质学

研究方向:
西北地区现代生态系统(大气、植物、土壤、河流等)的稳定同位素生物地球化学
古土壤、湖泊稳定同位素地球化学与古植被、古气候演化示踪
稳定同位素新技术和新方法的建立

李玉梅,女,博士,中国科学院大学地球与行星科学学院,副教授,硕士生导师。

教育及工作经历:
2005.6-至今,中国科学院研究生院(国科大)地球科学学院,副教授。
2004.7-2005.6,中国科学院研究生院地球科学学院,教师。
2002.7-2004.7,中国科学院地质与地球物理研究所,博士后。
1999.9-2002.7,中国科学院地质与地球物理研究所,第四纪地质学专业,博士。
1996.9-1999.7,中国科学院兰州地质研究所,地球化学专业,硕士。
1992.9-1996.7,长春地质学院应化系,应用地球化学专业,学士。

学科类别:
地球化学
第四纪地质学

研究方向:
有机地球化学和同位素地球化学在环境研究中的应用

冯连君,男,博士,中国科学院地质与地球物理研究所,稳定同位素分析实验室,高级工程师。

教育经历:
2000.9-2005.7,中国科学院地质与地球物理研究所,稳定同位素地球化学专业,博士。
1996.9-2000.7,中国地质大学(武汉)资源学院,地质矿产勘查专业,学士。
工作经历:
2011年1月-至今,中国科学院地质与地球物理研究所稳定同位素分析实验室,高级工程师。
2007年10月-2007年12月,加州大学河边分校地质系Timothy Lyons教授古海洋化学分析实验室,访问学者。
2005年9月-2011年1月,中国科学院地质与地球物理研究所稳定同位素分析实验室,工程师。

学科类别:
地球化学

研究方向:
稳定同位素分析测试技术
古海洋化学重建
地球生物学