同位素及微量元素在環境樣品的紀錄---追溯人類活動對全球變遷的衝擊---解析臺灣周遭環境百年到千年來的變遷---沉積物及珊瑚骨骼硼及鉛同位素記錄(II)

行政院國家科學委員會專題研究計畫 期中進度報告

同位素及微量元素在環境樣品的紀錄:追溯人類活動對全球

變遷的衝擊--解析臺灣周遭環境百年到千年來的變遷：沉

積物及珊瑚骨骼硼及鉛同位素記錄(2/4)

期中進度報告(精簡版)

計 畫 類 別 ： 整合型 計 畫 編 號 ： NSC 98-2628-M-006-004- 執 行 期 間 ： 98 年 08 月 01 日至 99 年 09 月 30 日 執 行 單 位 ： 國立成功大學地球科學系（所） 計 畫 主 持 人 ： 游鎮烽 共 同 主 持 人 ： 李德春、何東垣、楊懷仁 報 告 附 件 ： 赴大陸地區研究心得報告 出席國際會議研究心得報告及發表論文 處 理 方 式 ： 本計畫可公開查詢

中 華 民 國 99 年 09 月 20 日

I.

C

OVER

Program for Science Vanguard Research Program (SVRP)

Mid-Term Report

Title of Proposal (Chinese)：

重建百年到千年來台灣附近環境變遷：珊瑚骨骼和沉積物硼及鉛同位素研究

Title of Proposal (English)：

Reconstruction of centennial to millennium environmental variations surrounding Taiwan: B and Pb isotopes in coral skeletons and sediments

Principal Investigator (Chinese)：

游鎮烽

Principal Investigator (English)：

Chen-Feng You

Participating Institutions:

Department of Earth Sciences, National Cheng Kung University

Institute of Earth Sciences, Academia Sinica

Research Center for Environmental Changes, Academia Sinica

Overall Duration: Month 08 Year 2008 - Month 07 Year 2012 Report Duration: Month 08 Year 2008 - Month 07 Year 2010

II. B

ASIC

I

NFORMATION OF THE

P

ROGRAM

Program Title: The isotopic and elemental records in environmental samples: tracing the impacts of anthropogenic activities on global changes 追溯人類活動對全球變遷的衝擊：環境樣品中 元素及同位素記錄 P rinc ipal I nve sti ga

tor Name

Chen-Feng You 游鎮烽

Tel: 06-2757575ext65438 Fax: 06-2740285 E-mail cfy20@mail.ncku.edu.tw Expenditures* (in NT$1,000) Projected Actual 97 12000 11480 98 12000 12000

Serial No. Project Title Principal

Investigator Title Affiliation

Sub-Project 1

Reconstruction of centennial to millennium environmental variations surrounding Taiwan: B and Pb isotopes in coral skeletons and

sediments 重建百年到千年來台灣附 近環境變遷：珊瑚骨骼和沉積物硼 及鉛同位素研究 Chen-Feng You 游鎮烽 Professor 教授 National Cheng-Kung University/ Dept Earth Sciences 國立 成功大學/地球 科學系 Sub-Project 2

Metal stable isotopes in environmental change 穩定金屬同位素在環境變遷之應用 Der-Chuen Lee 李德春 Associate Research Fellow 副研究員 Academia Sinica/Earth Sciences 中央 研究院/ 地球 科學研究所 Sub-Project 3

The element and isotopic composition in aerosols, seawater, and marine phytoplankton: tracing the human impact through aeolian pathway 氣 膠、海水暨海洋植物性浮游生物必 要重金屬元素及其同位素組成：人 類衝擊經由大氣傳輸途徑溯源 Tung-Yuan Ho 何東垣 Assistant Research Fellow 助研究員 Academia Sinica/ RCEC, 中央 研究院/環境 變遷研究中 心 Sub-Project 4 Applications of Sr-Nd-Hf-Li-B isotopes on cycling of Earth’s

materials with emphasis on fluid-rock interactions within subduction zones 鍶-釹-鉿-鋰-硼同位素在地球物質循 環與水岩反應之應用：以隱沒帶作 用為研究重點 Huai-Jen Yang 楊懷仁 Aassociate Professor 副教授 Dept Earth Sciences/ NCKU 國立成 功大學地球科 學系

*: Please explain in case there is substantial difference between the projected and actual figures. Program Director/Principle Investigator Signature: Chen-Feng You

III.

(F

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3)

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XECUTIVE

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UTCOMES OF THIS

P

ROGRAM 在第一階段計畫中，子計畫 1 除全力發展適當的高精度微量元素及硼和鉛同位素分析方 法，已發表重要論文於 Analytical Chemistry, Journal of Atomic and Analytical Sciences 和 Talanta 等國際一流分析期刊。另一方面，取自綠島周遭珊瑚岩芯也仔細切割清洗並應用於高解析微量 元素及同位素分析，其中 Sr/Ca、Mg/Ca、B/Ca 和 U/Ca 紀錄為古海水溫度變化指標，珊瑚骨骼 硼同位素是海水酸鹼值記錄器，可對比近期海洋/大氣二氧化碳通量變化，評估人為活動對全 球環境變遷的衝擊程度，鉛同位素可靈敏指示污染物來源，特別是汽油鉛添加物所造成的污染 及傳輸途徑，目前已完成年解析度(3 年/標本)橫跨約 200 年硼和鉛同位素測量，及數年月解析 度標本，初步硼同位素結果顯示二氧化碳通量變化與器測資料及衛星觀察結果相符合，指示其 百年來變化趨勢與海表溫度無密切關係，但與太帄洋十年擺盪指標相關連，顯示綠島周邊海域 受全球化環境變遷週期影響，珊瑚鉛同位素資料則與汽油鉛礦來源及臨海戰爭或環境事件有重 要關係存在，利如颱風個數或人為工程破壞。 關鍵詞:微量元素; 硼同位素, 人為衝擊，鉛同位素，珊瑚骨骼

During the first stage of this project, the sub-project #1 focused to establish proper clean mass spectrometry techniques for high precision B and Pb isotopic analyses in low concentration and well-dated specimens (i.e., coral skeletons). Three important methodology papers were published in Analytical Chemistry, Journal of Atomic and Analytical Sciences and Talanta in the past two years. On the other hand, coral skeleton up to >150 years old collected from the green island, southeastern Taiwan were sliced and cleaned for trace elements, B and Pb isotopic measurements. Among the chemical results obtained from the Lutao corals, the Sr/Ca、Mg/Ca、B/Ca and U/Ca ratios provide critical information on sea surface temperature variation. The d11B in coral skeleton is a unique pH proxy which can be used to reconstruct the CO2 fluxes in the ocean and to delineate impacts of anthropogenic activities to the environments. Coral Pb isotopes correlate largely with natural perturbation of volcanic eruption, large earthquake or typhoon, wild fire, dust sources, abrupt climatic events, as well as anthropogenic inputs of leaded gasoline, coal combustion and other fossil fuel burning, and land re-construction. So far, we have finished low resolution specimens (3-years) covered the past two hundred years and high resolution (monthly specimens) analyses for a couple years. These coral B isotopic results are in good agreement with modern instrumrntal measurements or satellite observations, indicating no significant correlation between the CO2 flux and the SSTs variation. However, strong relationships do exist between the pCO2 variation and the PDO index. The Pb isotopic compositions show strong impacts of

petroleum Pb sources and climatic events, as well as war and reconstruction history surrounding Taiwan.

Keywords: trace elements, B isotopes, Anthropogenic impacts, Pb isotopes, Coral skeleton

新技術突破:

Shen J. J-S., Lee D-C., Liang W-T. (2009) Absolute Ca isotopic measurement using improved double spike technique. TAO 20, 455-464.

Chen H-W., Lee T., Lee D-C., Iizuka Y. (2009) In situ Ti isotopic measurements by laser ablation MC-ICP-MS. TAO 20, 703-712.

Aggarwal J. (in alphabetic order), F. Bohm, G. Foster, S. Halas, B. Honisch, S.Y. Jiang, J. Kosler, A. Liba, I. Rodushkin, T. Sheehan, J. J.S. Shen, S. Tonarini, Q. Xie, C.-F. You, Z.-Q. Zhao and E. Zuleger (2009) How well do non-traditional stable isotope results compare between

membrane-desolvation sample introduction systems for determination of low rare earth element concentrations in surface and subsurface waters using magnetic sector inductively coupled plasma mass spectrometry Spectrochimica Acta, Part B: Atomic Spectroscopy 64, issue 9, 831-842. (SCI 2.853, 9/39 in Spectroscopy)

Aggarwal S. K., B.-S. Wang, C.-F. You* and C.-H. Chung (2009) Fractionation Correction Methodology for Precise and Accurate Isotopic Analysis of Boron by Negative Thermal Ionization Mass Spectrometry Based on BO2 - Ions and Using the 18O/16O Ratio from ReO4- for Internal Normalization, Anal. Chem. 2009, 81, 7420–7427 (SCI 5.712, 1/70 in Analytical Chemistry).

Wang B.-S., C.-F. You*, K.-F. Huang, S.-F. Wu, C.-H. Chung, S. K. Aggarwal, P.-Y. Lin (2010) Direct separation of boron from Na- and Ca-rich matrices by sublimation for high precision MC-ICP-MS isotopic measurements (in press, SCI, IF 3.29 Talanta)

Nohda S., B.-S. Wang., C.-F. You, R. Shinjo (2010) Precise lead isotopic analysis in nanogram natural specimen by Faraday mode DS-TIMS using a modified activator (submitted to JAAS)

應用研判:

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Zimmerman B., Porcelli D., Frank M., Rickli J., Lee D-C., Halliday A. N. (2009) The hafnium isotope composition of Pacific Ocean water. Geochim. Cosmochim. Acta 73, 91-101.

Zimmerman B., Porcelli D., Frank M., Anderson, P. S., Baskaran, M., Lee D-C., Halliday A. N. (2009 ) Hafnium isotope in Arctic Ocean water. Geochim. Cosmochim. Acta 73, 3218-3223. Godfrey L. V., Zimmermann B., Lee D-C., King R.L., Vervoort J. D., Sherrell R. M., Halliday A. N.

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Palaeoclimatology, Palaeoecology, 259 (2008) 182-197. A special issue on “Lake systems:

sedimentary archives of climate change and tectonics”. (2.405, 4/40 in PALEONTOLOGY). Li, H.-C., You, C.-F. Xu, X.-M. Ku, T.-L. Buchheim, H. P. Wan, N. J. Wang, R.-M. and Shen, M.-L.

(2008) Isotopic and geochemical evidence of paleoclimate Changes in Salton Basin,

87

Sr/86Sr ratio in lake tufa deposits as a tracer of water sources. Palaeogeography, Palaeoclimatology, Palaeoecology, 259 (2008) 198–212. A special issue on “Lake systems: sedimentary archives of climate change and tectonics”. (SCI, 2.405, 4/40 in PALEONTOLOGY)

Chung C.-H., Chen-Feng You and Tung-Yuan Fan (2008) A Feasibility Evaluation of Using Coral Chemical Compositions as Climate Proxies：A Tank Study, Journal of National Taiwan Museum 61(2):61-84.

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modern hyperaridity in the Atacama Desert, Chile, Miner. Deposita (2009) 44:497–504, DOI 10.1007/s00126-009-0229-3 (SCI 2.037, 5/25 in Mineralogy)

Zhou Houyun, Bo-Shian Wang, Huazheng Guan, Yi-Jen Lai, Chen-Feng You, Jinlian Wang, Huai-Jen Yang (2009) Constraints from Strontium and Neodymium Isotopic Ratios and Trace Elements on the Sources of the Sediments in Lake Huguang Maar, Quaternary Research 72, 289-300. (SCI, 2.457, 23/143 in multidisciplinary geosciences)

Chang, M.Y., Tzeng, W.N. and You, C.F. (2009) Otolith elemental fingerprints as biological tracers for tracking larval dispersal of black porgy, Acanthopagrus schlegeli and yellofin seabream, A. latus among estuaries of western Taiwan. Advance in Fish Tagging & Marking

Technology (American Fisheries Society)

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Oceanography).

Zhou Houyun, Yuexing Feng, Jianxin Zhao, Zhaoyu Zhu, Chuan-Chou Shen, Chen-Feng You, Lina Zheng, Yin Lin, Huazheng Guan (2009) Deglacial variations of Sr and 87Sr/86Sr ratio recorded by a stalagmite from Central China and their association with past climate and environment. Chemical Geology (2009), doi: 10.1016/j.chemgeo.2009.09.003 (SCI, 3.531, 6/63 in Earth Science, Geochem & Geophysics)

Ho Kung-Suan, Ju-Chin Chen, Chen-Feng You, Shih-Chieh Hsu and Ming-Huei Huang (2009) The first occurrence of suolunite in Taiwan: its physical properties, chemical compositions and genesis. Collection and Research 22, 1-13

You* C.-F., B.-S. Wang, C.-S. Chung and K.-F. Huang (2009) Determination of the strontium isotope ratio by ICP-MS ginseng as a tracer of regional origin, Food Chemistry 115, 387 (SCI, 2.696, 9/107 in food science and technology)

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Jin Z D, You C F, Yu J. (2009) Toward a geochemical mass balance of major elements in Lake Qinghai, NE Tibetan Plateau: A significant role of atmospheric deposition. Applied Geochemistry, 24: 1901-1907. (SCI, 1.857, 24/64 in Geochemistry & Geophysics) Jin Z D, You C F, Zhang F, Shi Y W. Hydrological and chemical budgets of Lake Qinghai, the

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Wang C.-H., C.-C. Hsu, C.-W. Chang, C.-F. You and W.-N. Tzeng (2010) The migratory environmental history of freshwater resident flathead mullet Mugil cephalus L. in the Tanshui River of Taiwan. Zoological Studies (in press)

Chao H.-C., Chen-Feng You *, Chih-Hsien Sun (2010) Gases emission in Taiwan Mud Volcanoes: Chemical Composition, Methane Carbon Isotopes, and Gas Fluxes, Applied Geochemistry, 25, 428–436 (SCI, 1.857, 24/64 in Geochemistry & Geophysics)

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Huang Kuo-Fang, Chen-Feng Youand In-Tian Lin(2010) Non-homogeneous Seawater Sr Isotopic Composition in the Coastal Oceans: A Novel Tool for Tracing Water Masses and Submarine Groundwater Discharge. JGR-Ocean (revised).

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Ho, T.-Y., C.-L Hu, and H.-J. Yang (submitted) Nickel limitation of nitrogen fixation by

Trichodesmium. Limnology and Oceanography (in revision)

Ho, T.-Y., C.-T. Chien, B.-N. Wang, A. Siriraks. (submitted) A fully automated seawater pretreatment system for multi-elemental analysis of trace metals by ICPMS. Talanta.

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Tseng, C.-Y., Zuo, G.-C., Yang, H.-J., Yang, H.-Y., Tung, K.-A., Liu, D.-Y. and Wu, H.-Q. (2009) Occurrence of Alaskan-type mafic-ultramafic intrusions in the North Qilian Mountains,

northwest China: Evidence of Cambrian arc magmatism on the Qilian Block. Island arc18, 526–549.

Liu, Y.-H., Yang, H.-J.*, Zhang, J., Shau, Y.-H., Chu, M.-F., Iizuka, Y. and Yu, S.-C. (2010) Kyanite formation and element fractionation in the high-Al eclogite from the Sulu UHP metamorphic terrane. Terrestrial, Atmospheric, Oceanic Sciences 21, 277–298.

Nath, B., Jean, J-S., Lee, M.-K., Yang, H.-J. and Liu, C.-C. (2008) Geochemistry of high arsenic groundwater in Chia-Nan plain, southwestern Taiwan: Possible sources and reactive transport of arsenic. Journal of Contaminant Hydrology 99, 85–96.

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行政院國家科學委員會補助專題研究計畫

□成果報告

■期中進度報告

重建百年到千年來台灣附近環境變遷：珊瑚骨骼和沉積物硼及

鉛同位素研究(2/4)

計畫類別：□個別型計畫

■

整合型計畫

計畫編號：NSC 98-2628-M-006-004

執行期間： 98 年 08 月 01 日至 99 年 07 月 31 日

執行機構及系所：國立成功大學地球科學系

計畫主持人：游鎮烽

共同主持人：

計畫參與人員：

成果報告類型(依經費核定清單規定繳交)：

■

精簡報告 □完整報告

本計畫除繳交成果報告外，另頇繳交以下出國心得報告：

□赴國外出差或研習心得報告

■

赴大陸地區出差或研習心得報告

■

出席國際學術會議心得報告

□國際合作研究計畫國外研究報告

處理方式：除列管計畫及下列情形者外，得立即公開查詢

□涉及專利或其他智慧財產權，□一年□二年後可公開查詢

中 華 民 國 99 年 08 月 12 日

附件一

國科會補助專題研究計畫成果報告自評表

請就研究內容與原計畫相符程度、達成預期目標情況、研究成果之學術或應用

價值（簡要敘述成果所代表之意義、價值、影響或進一步發展之可能性）、是

否適合在學術期刊發表或申請專利、主要發現或其他有關價值等，作一綜合評

估。

1. 請就研究內容與原計畫相符程度、達成預期目標情況作一綜合評估

■達成目標

□ 未達成目標（請說明，以 100 字為限）

□ 實驗失敗

□ 因故實驗中斷

□ 其他原因

說明：

2. 研究成果在學術期刊發表或申請專利等情形：

論文：■已發表 □未發表之文稿 □撰寫中 □無

專利：□已獲得 □申請中 □無

技轉：□已技轉 □洽談中 □無

其他：（以 100 字為限）

3. 請依學術成就、技術創新、社會影響等方面，評估研究成果之學術或應用價

值（簡要敘述成果所代表之意義、價值、影響或進一步發展之可能性）（以

500 字為限）

在第一階段計畫中

，

子計畫 1 除全力發展適當的高精度微量元素及硼和鉛同位素分析方

法，已發表重要論文於 AC, JAAS 和 Talanta 等國際一流分析期刊。另一方面，取自綠島周遭 珊瑚岩芯也仔細切割清洗並應用於高解析微量元素及同位素分析，其中 Sr/Ca、Mg/Ca、B/Ca 和 U/Ca 紀錄為古海水溫度變化指標，珊瑚骨骼硼同位素是海水酸鹼值記錄器，可對比近期海 洋/大氣二氧化碳通量變化，評估人為活動對全球環境變遷的衝擊程度，鉛同位素可靈敏指示 污染物來源，特別是汽油鉛添加物所造成的污染及傳輸途徑，目前已完成年解析度(3 年/標本) 橫跨約 200 年硼和鉛同位素測量，及數年月解析度標本，初步硼同位素結果顯示二氧化碳通 量變化與器測資料及衛星觀察結果相符合，指示其百年來變化趨勢與海表溫度無密切關係， 但與太帄洋十年擺盪指標相關連，顯示綠島周邊海域受全球化環境變遷週期影響，珊瑚鉛同 位素資料則與汽油鉛礦來源及臨海戰爭或環境事件有重要關係存在，利如颱風個數或人為工 程破壞。 附件二

國科會補助專題研究計畫項下出席國際學術會議心得報告

日期： 年 月 日

[中英文摘要]

在為期五天（11/25-11/30）的會議議程中，筆者參與所有的演講及未來合作計畫的討論 會，主要是以沈積物從源到匯過程中所發生的物理化學過程與傳輸方式進行深入討論，同時 筆者也進一步提出應用非傳統穩定同位素地球化學的技術解決沈積物和溶解態間交互作用的 新觀念，為探討地表侵蝕風化作用的領域提供更為強而有力的新工具。同時為增進實驗室年 輕研究人員與國外研究人員溝通的能力，筆者也親自為他們介紹許多國內、外知名的科學家， 希望藉由相互討論來提升知識背景及其對科學研究的興趣與研究態度。本人也於 2009/11/27 受邀演講近期研究（Title:『Riverine Sr-Li isotope as a probe for chemical weathering intensity: A

case study in the Kao-ping River』），之後並與各國研究人員進行詳細的討論。而國內、外的

專家學者也提供許多研究上的意見與建議，並分享其經驗，使本人獲益匪淺。

International Workshop on the fluvial sediment supply to the South China Sea is the most important international workshop for the fields of fluvial sediment transport and source. Over 50 scientific researchers from the countries around the South China Sea attended this 2nd International workshop in Tongji University, Shanghai, and more than 30 invited talks were given during the meeting. In the 5-days scientific schedule (11/25-11/30), I had attended all the

計畫編

號

NSC 98-2628-M-006-004

計畫名

稱

重建百年到千年來台灣附近環境變遷：珊瑚骨骼和

沉積物硼及鉛同位素研究(2/4)

出國人

員姓名

游鎮烽

服務機

構及職

稱

國立成功大學地球科學

系

會議時

間

2009 年 11 月 25 日至 2009 年 11 月 30 日

會議地

點

中國上海

會議名

稱

(中文)

第二次南中國海河流沈積物傳輸國際研討會

(英文) Second International Workshop on the Fluvial Sediment Supply to

the South China Sea

發表論

文題目

(中文)

以高屏溪 Sr 和 Li 同位素系統探討台灣地區矽酸鹽風化的強度與季

節性變化的關係

(英文)

Riverine Sr-Li isotope as a probe for chemical weathering intensity: A case study in the Kao-ping River

oral and working group discussion, and I also proposed a new research direction to study the water-sediment interaction by applying the non-traditional isotope systems. In order to bring some new ideas and different views of scientific researches outside the Taiwan, I had introduced some scientists to the young scientist in my Lab, and this could improve their abilities of discussions and communications with scientists around the world. It’s really my honor to be invited to chair a session and to discuss our recent work on Li isotopes (Title: Riverine Sr-Li isotope as a probe for chemical weathering intensity: A case study in the Kao-ping River). After the session, I had discussed with all the scientists, and they also provided different viewpoints according to their experiences and expertise on my recent study. Many new idea and further collaborations came from these intensive discussions.

一、目的

第二次南中國海河流沈積物傳輸國際研討會 (Second International Workshop on the

Fluvial Sediment Supply to the South China Sea)，為東亞地區沈積物傳輸及來源研究相關領域

一年一度最大的聯合研討會，主要由聯合國教育、科學及文化組織、西太帄洋聯合組織及中 國上海同濟大學所共同舉辦。會中包括 20 個以上的研究議題，涵蓋的範圍相當廣泛。藉由參 與此類國際會議，除可以讓國內地球科學界的專家學者增廣見聞並瞭解目前國際上科學研究 的趨勢之外，也可提供許多與國外進行相關研究的研究人員交流之機會，是一個可以獲得豐 富的知識與熱烈討論的會議。

二、會議過程

筆者受邀所發表的論文題目為應用非傳統穩定同位素地球化學的技術探討沈積物和溶解 態間交互作用。此為發展新的Li和Li同位素質譜分析術，並應用於地表侵蝕風化的相關研究主 題。此外，與會期間也與許多參與國代表論跨國合作計畫，及未來可能合作方式。 會議期間與多位研究學者進行學術交流，以下僅就部分進行詳細的描述：Dr. Zhimin Jian (China)首先以浮游有孔蟲 Mg/Ca 比與氧同位素比值重建西太帄洋暖池區的演化歷史，並進一 步討論西太帄洋暖池區對全球氣候變遷的影響，以及構造、軌道尺度下氣候變遷的主控因子， 最後並提出熱帶海洋的海水表面溫度變化可能是影響整個地球氣候系統的可能驅動因子；Dr. Christophe Colin（France）則討論冰期-間冰期尺度下，利用碎屑沈積物 Sr 同位素，配合黏土 礦物組成和風化指標（CIA），發現在冰期時，強盛冰川作用所造成較強的物理風化使得 Irrawaddy River 上游產生大量未風化且富含 Rb 的礦物相，並被傳輸至印度洋海域，造成海洋 沈積物中 Sr 同位素在冰期時較間冰期高，此結果證實了劇烈氣候變遷對地表物理及化學風化 的影響甚劇；而 Dr. Zhifei Liu（China）以南海地區海洋表層沈積物中黏土礦物的組成解釋沈 積物的可能來源，並提出利用黏土礦物 Sr-Nd 同位素更進一步解開沈積物的來源，以及南海 古洋流的流徑與強度；與 Dr. Xixi Lu（Singapore）則討論亞洲地區大河流域在過去數十年來沈 積物通量的變化趨勢，以及自然環境變遷和人為活動對其的影響，並提出此劇變未來將會造 成河道不穩定、海岸邊坡變化以及海水入侵等問題；Dr. Jianguo Liu（China）則利用表層沈積 物稀土元素的分佈探討南中國海區沈積物來源及傳輸，並指出沈積物來源主要為台灣地區及 中國東南部的沈積物；Dr. Stephan Steinke（German）則利用 Sunda Shelf 陸坡的黏土礦物組 成重建過去一萬七千年以來海水面變化；Dr. Penjai Sompongchaiyakul（Thailand）則根據沈 積物的礦物組成和地化指標追蹤泰國灣表層沈積物中 Cd, Zn, Cr, Fe and Mn 的污染源；Dr.

Ni, Pb and Zn)的來源及可能解決方法；Dr. Van Lap Nguyen (Vietnam)則認為湄公河三角洲沖積

扇的變遷與季風強度的變化有極大的關聯性；與 Dr. Wahyoe Soepri Hantoro（Indonesia）則 討論地質與氣候變遷對 印度尼西亞 Sunda Sea 黏土礦物組成及分布的影響；Dr. Shiming wang

(China)則利用南海 ODP Site 1143 海洋沈積物的黏土礦物組成提出東亞夏季季風變遷深受進動 (24 Ka）和 ENSO-like (30 Ka)的週期所影響；Dr. Chih-An Huh（Taiwan）則整合高屏溪外海表

層沈積物和沈積物收集器的結果討論台灣地區所輸出天然與人為沈積物對南海沈積物的貢獻 與進出帄衡；Dr. Kuo-Fang Huang（Taiwan）討論以高屏溪 Sr 和 Li 同位素系統探討台灣地區 矽酸鹽風化的強度與季節性變化的關係，並發現河水 Li 同位素組成與矽酸鹽風化強度高度相 關，但與世界上其他地區所發現的趨勢相反，可能由於7Li 在反應限制區域（reaction-limited region）容易因風化作用而釋放至溶解態水體中，造成此一特殊的結果，然而需要更多的地 化數據，如：懸浮顆粒相及河底沈積物的 Li 同位素值，來加以證實。

三、與會心得

筆者於 2009/11/25-2009/11/30 期間參與此次於中國上海市所舉辦之年會，並於諸多場合 參與討論，並且於相關演講結束後(Title:『Riverine Sr-Li isotope as a probe for chemical

weathering intensity: A case study in the Kao-ping River』)也與許多國內、外專家及學者進行討

論，並提出了許多的問題，並於結束後與許多國內、外專家及學者進行討論，他們提出了許 多重要的問題與建議，如：（1）Li 同位素在河流、河口及湖泊區域的地球化學行為，以及可 能的控制因子；（2）高精度 Li 同位素分析發展上可能遭遇的問題；（3）台灣地區河水 Li 同 位素分化的主控因子，以及與抬升速率、物理風化或化學風化的關係；（4）圍岩特性、土壤 孔隙水化學、植被、氣候條件對台灣地區物理及化學風化速率或強度的影響；（5）次生礦物 或黏土礦物的吸附對 Li 同位素分化的影響程度；（6）如何計算各成分端源的貢獻與流體流 動模式。除此之外，之中的多位國內外學者也給予許多科學上與未來可能發展方向的建議， 使獲益匪淺。藉由此次會議的學習與討論，不但使得本人的視野與相關知識增廣許多，也建 立未來與東南亞頂尖學者間進一步合作的機會。 綜 合 此 次 參 與 第 二 次 南 中 國 海 河 流 沈 積 物 傳 輸 國 際 研 討 會 (Second International

Workshop on the Fluvial Sediment Supply to the South China Sea)，筆者認為台灣的地球科學相

關研究並不落後於其他國家，但缺乏的是與世界各國科學家更加緊密的合作關係，因此國內 專家學者藉由出國開會的機會與國際學者交流是十分重要且值得提倡與鼓勵的。期許未來有

四、建議

感謝國科會提供此次出國開會的補助，使本人得以順利赴中國上海參與此一國際盛會。

此次會議除了開闊國際視野之外，筆者所發表的研究成果也進一步與國外專家學者討論，獲 益良多。期望未來政府相關單位與學校能繼續支持並鼓勵國內專家學者參與國際會議，以增 進其研究能力、溝通能力與國際觀。

國科會補助專題研究計畫項下赴國外(或大陸地區)出差或研習心得

報告

日期： 年 月 日

[中英文摘要]

搭配成功大學頂尖計畫(2006-2010)所延攬之中國籍研究教授金章東博士及

英國籍研究教授 Josh West 對中國青海湖流域侵蝕與風化作用研究及汶川大地

震後對泯江侵蝕與風化搬運作用影響，本人於 99/04/23 至 99/05/14 赴中國成

都-汶川泯江流域及青海湖布哈河流域崩塌泥沙採樣及架設沉積物收集器，並於

野外行前及結束後與當地專家進行數場相關學術研討會，並針對黃土剖面及可

能源區沙漠樣品初步化學成果進行系統性討論，由於金章東博士周全安排野外

行程及事前準備，採樣考察計畫順利達成預定目標，帶回重要灰塵、黃土、河

水、湖水、魚耳石及碳酸岩標本供後續微量元素及同位素研究。

To cooperate with Professors ZD Jin and AJ West from the Institute of

Earth Environment, Academy of Science in China and the Department of Earth

Sciences, University of Southern California, respectively, both are well known

experts in erosion and chemical weathering, in particular in the Ming River and

in the Qinghai Lake catchment in the Northwestern China, I have attended a

field trip with Professors Jin and West for three weeks (99/04/23 至 99/05/14) to

do sampling work and to deploy a sediment trap in the lake Qinghai, as well as

計畫編

號

NSC 98-2628-M-006-003

計畫名

稱

重建百年到千年來台灣附近環境變遷：珊瑚骨骼和沉積

物硼及鉛同位素研究(2/4)

出國人

員姓名

游鎮烽

服務機

構及職

稱

國立成功大學地球科學

系

出國時

間

99 年 04 月 23 日

至

99 年 05 月 14 日

出國地

點

中國泯江及青海湖流域

附件五

weathering and loess related environmental and source issues. Due to a careful

planning before the field work, we have successfully obtained all important

specimens for a systematic preliminary investigation of trace elements and

isotopes for studying source and sink problem in the Qinghai Lake catchment

and the Ming River after the Wentsan Earthquake.

目次

一、目的--- 4

二、野外過程--- 4

三、工作心得---6

一、目的

中國青海湖流域由於地質環境特殊並且無嚴重人為汙染及干擾，為研究侵蝕

及風化作用的最佳場地之一，加上青海湖面積遼闊，每年有數個月湖面為冰封

鎖，對湖中進行的生物地球化學作用，鮮為科學家所探討；又此封閉湖距離黃

土高原沙塵暴源區距離甚近，可具體研究終年沙塵量對流域化學及湖泊生地化

的重要影響。金章東教授對青海湖流域風化作用已有多年研究，到成功大學訪

問期間更具體對青海湖的水文及化學循環提出新的模型計算，已發表有 3 篇 SCI

文章，並首次量化沙塵對布哈河水化學的影響（審查中），及二次碳酸鹽沉澱

的重要化學及同位素證據；另一方面，汶川大地震對泯江流域侵蝕、風化和搬

運作用的影響，也是全球矚目的種要科研問題，尤其是災又後重建工程對自然

循環的衝擊及影響時程與本計畫規劃重點有重要關係。

二、野外過程

為深入驗證青海湖流域的生物地球化學模式，本人與金教授於 99 年貣即著

手計劃青海湖流域的採樣及設站事宜，99 年 4 月中旬金教授先行於西安中國科

學院地球環境研究所，具體籌組相關研究團隊人員與採樣路線，收集站選地、

沙塵、河水、湖水採樣及源區黃土剖面採樣等工作項目； 5 月初期，中、英和

台灣等數專家合組野外採樣小組，對青海湖進行第一次實地考察，並對地環所

新建立完成的 AMS 加速器質譜儀設備進行數度參訪及相關 Be-10 應用討論，又

採取黃土剖面、討論新研究課題及高解析度資料等；延續 99 年規劃，2010 年 4

月中旬 West 教授及本人於西安會合並前往成都-汶川針對泯江流域進行系統河

沙及崩坍址採樣，供 Be-10 曝露年齡及侵蝕搬運研究，將對汶川大地震後泯江

流域侵蝕、風化和搬運作用的改變，尤其是災又後重建工程對自然循環的衝擊

及影響時程了解有重要貢獻，泯江流域工作於 7 日告一段落，West 教授先行返

回。5 月 8 日我們一行人員約 20 人分乘三部野外旅行車往青海湖進沉積物收集

器部放工作，途中並參訪中科院鹽湖所、青海大學及數個水文站；洽談具體設

站及合作事宜，並進行仔細檢測沉積物收集器各儀器細節工作 9-10 日在青海湖

沿線進行各式水文及土壤剖面觀察，並選定沉積物收集器設站點於七星山周圍

湖域水深約 25 工尺處，並擬定可能收放季節及其他工作細節，最後惟因收集器

聲吶釋放器細部問題，決定暫時撤回西寧，擇期重新佈放。11 日返回西安並在

參與 WHOI 黃瑞新教授”海洋循環研討會”並於 13 日發表”海底中洋脊熱液系

統演化”。14 日由西安搭機返台，圓滿完成此行野外任務。

大陸

西安-成都-汶川-西寧→青海湖

出差行程表

日期：99/04/23 至 99/05/14

日期

行程項目

參訪單位

99/04/23

台南→台北→抵達西安

去程

99/04/24

地球環境研究室野外工作準備

中科院地球環境研究所

99/04/25

地球環境研究室野外工作準備

中科院地球環境研究所

99/04/26 野外工作準備及與 West 教授討論

中科院地球環境研究所

99/04/27

野外工作計畫彙報及討論

中科院地球環境研究所

99/04/28

西安-成都-成都水文局-都江堰

成都水文局

99/04/29

汶川-溫江-泯江流域

阿霸州水文站

99/04/30

汶川-映秀-泯江流域-臥龍崗

汶川水文站

99/05/1

汶川-紫坪瀑-都江堰

都江堰

99/05/02

都江堰-邑縣-懷遠-成都

溫江水文站

99/05/03

成都-汶川-桑坪

汶川水文站

99/05/04

汶川-桑坪-沙壩

汶川水文站

99/05/05

汶川-桑坪-溫州-黑水河-鎮江關

汶川水文站

99/05/06

溫州-咸陽-漢中

漢中帄原

99/05/07

漢中-秦嶺-西安

中科院地球環境研究所

99/05/08

西安→西寧

中科院鹽湖所

99/05/09

西寧-青海湖-耳石採取

青海湖鳥島管理處

99/05/10

布哈河口-西寧

中科院鹽湖所

99/05/11

西寧-西安→地球環境研究所

中科院地球環境研究所

99/05/12

海洋溫鹽循環研討會

中科院地球環境研究所

99/05/13

海洋溫鹽循環研討會

中科院地球環境研究所

99/05/14

西安→桃園-台北

返程

三、工作心得

青海湖、布哈河及鳥島等地；並於中國科學院地球環境研究所及中國科學院鹽湖研究舉行學 術演講及討論會，建立與中科院地環所、鹽湖所、西北大學及南京大學等單位具體學術合作 關係，並提出許多重要的問題為共同努力以赴目標，對泯江在大地震過後的侵蝕風化狀態和 搬運過程變化的研究也可提供保貴新資料。

四、建議

感謝成功大學『邁向頂尖大學經費』提供金教授與 West 教授在台灣的訪問工作，使本 野外工作構想得以順利赴中國西北各省及青海湖流域採樣及地質調查。此次野外旅行除開闊 視野之外，筆者近年來所發表的研究成果也進一步與中國及國外相關專家學者進行討論，獲 益良多。期望未來政府相關單位與學校能繼續支持並鼓勵國內專家學者參與多邊國際合作計 劃，提昇成功大學國際知名度，感謝國科會卓越領航計畫的支持。

國立成功大學

國科會計畫出國案報告書

報告名稱：中國泯江及青海湖流域採樣設站報告書

出國期間：99/04/23-99/05/14

經費來源：國科會計畫經費

單位：成功大學地球科學系

職稱：教授

姓名：游鎮烽

聯絡電話：2757575-65438

審

核

欄

系、所、科、

中心、組等主管

院、處、館、室、

中心等主管

頂尖辦公室

國際化組

校 長

中華民國 98 年 05 月 25 日

[中英文摘要]

搭配成功大學頂尖計畫(2006-2010)所延攬之中國籍研究教授金

章東博士及英國籍研究教授 Josh West 對中國青海湖流域侵蝕與風化

作用研究及汶川大地震後對泯江侵蝕與風化搬運作用影響，本人於

99/04/23 至 99/05/14 赴中國成都-汶川泯江流域及青海湖布哈河流

域崩塌泥沙採樣及架設沉積物收集器，並於野外行前及結束後與當地

專家進行數場相關學術研討會，並針對黃土剖面及可能源區沙漠樣品

初步化學成果進行系統性討論，由於金章東博士周全安排野外行程及

事前準備，採樣考察計畫順利達成預定目標，帶回重要灰塵、黃土、

河水、湖水、魚耳石及碳酸岩標本供後續微量元素及同位素研究。

To cooperate with Professors ZD Jin and AJ West from the Institute

of Earth Environment, Academy of Science in China and the Department

of Earth Sciences, University of Southern California, respectively, both

are well known experts in erosion and chemical weathering, in particular

in the Ming River and in the Qinghai Lake catchment in the Northwestern

China, I have attended a field trip with Professors Jin and West for three

weeks (99/04/23 至 99/05/14) to do sampling work and to deploy a

sediment trap in the lake Qinghai, as well as to obtain critical dust,

riverwater, lake water, carbonate and otolith specimens. Before and after

the field work, we have held several workshops in Xian and Xining on

related topics including applications of B and Sr isotopes in weathering

and loess related environmental and source issues. Due to a careful

planning before the field work, we have successfully obtained all

important specimens for a systematic preliminary investigation of trace

elements and isotopes for studying source and sink problem in the

Qinghai Lake catchment and the Ming River after the Wentsan

Earthquake.

目次

一、目的--- 4

二、野外過程--- 4

三、工作心得---6

一、目的

中國青海湖流域由於地質環境特殊並且無嚴重人為汙染及干

擾，為研究侵蝕及風化作用的最佳場地之一，加上青海湖面積遼闊，

每年有數個月湖面為冰封鎖，對湖中進行的生物地球化學作用，鮮為

科學家所探討；又此封閉湖距離黃土高原沙塵暴源區距離甚近，可具

體研究終年沙塵量對流域化學及湖泊生地化的重要影響。金章東教授

對青海湖流域風化作用已有多年研究，到成功大學訪問期間更具體對

青海湖的水文及化學循環提出新的模型計算，已發表有 3 篇 SCI 文

章，並首次量化沙塵對布哈河水化學的影響（審查中），及二次碳酸

鹽沉澱的重要化學及同位素證據；另一方面，汶川大地震對泯江流域

侵蝕、風化和搬運作用的影響，也是全球矚目的種要科研問題，尤其

是災又後重建工程對自然循環的衝擊及影響時程與本計畫規劃重點

有重要關係。

二、野外過程

為深入驗證青海湖流域的生物地球化學模式，本人與金教授於

99 年起即著手計劃青海湖流域的採樣及設站事宜，99 年 4 月中旬金

教授先行於西安中國科學院地球環境研究所，具體籌組相關研究團隊

人員與採樣路線，收集站選地、沙塵、河水、湖水採樣及源區黃土剖

面採樣等工作項目； 5 月初期，中、英和台灣等數專家合組野外採

樣小組，對青海湖進行第一次實地考察，並對地環所新建立完成的

AMS 加速器質譜儀設備進行數度參訪及相關 Be-10 應用討論，又採取

黃土剖面、討論新研究課題及高解析度資料等；延續 99 年規劃，2010

年 4 月中旬 West 教授及本人於西安會合並前往成都-汶川針對泯江流

域進行系統河沙及崩坍址採樣，供 Be-10 曝露年齡及侵蝕搬運研究，

又後重建工程對自然循環的衝擊及影響時程了解有重要貢獻，泯江流

域工作於 7 日告一段落，West 教授先行返回。5 月 8 日我們一行人員

約 20 人分乘三部野外旅行車往青海湖進沉積物收集器部放工作，途

中並參訪中科院鹽湖所、青海大學及數個水文站；洽談具體設站及合

作事宜，並進行仔細檢測沉積物收集器各儀器細節工作 9-10 日在青

海湖沿線進行各式水文及土壤剖面觀察，並選定沉積物收集器設站點

於七星山周圍湖域水深約 25 工尺處，並擬定可能收放季節及其他工

作細節，最後惟因收集器聲吶釋放器細部問題，決定暫時撤回西寧，

擇期重新佈放。11 日返回西安並在參與 WHOI 黃瑞新教授”海洋循環

研討會”並於 13 日發表”海底中洋脊熱液系統演化”。14 日由西安

搭機返台，圓滿完成此行野外任務。

大陸

西安-成都-汶川-西寧→青海湖

出差行程表

日期：99/04/23 至 99/05/14

日期

行程項目

參訪單位

99/04/23

台南→台北→抵達西安

去程

99/04/24

地球環境研究室野外工作準備

中科院地球環境研究所

99/04/25

地球環境研究室野外工作準備

中科院地球環境研究所

99/04/26 野外工作準備及與 West 教授討論

中科院地球環境研究所

99/04/27

野外工作計畫彙報及討論

中科院地球環境研究所

99/04/28

西安-成都-成都水文局-都江堰

成都水文局

99/04/29

汶川-溫江-泯江流域

阿霸州水文站

99/04/30

汶川-映秀-泯江流域-臥龍崗

汶川水文站

99/05/1

汶川-紫坪瀑-都江堰

都江堰

99/05/02

都江堰-邑縣-懷遠-成都

溫江水文站

99/05/03

成都-汶川-桑坪

汶川水文站

99/05/04

汶川-桑坪-沙壩

汶川水文站

99/05/05

汶川-桑坪-溫州-黑水河-鎮江關

汶川水文站

99/05/06

溫州-咸陽-漢中

漢中平原

99/05/07

漢中-秦嶺-西安

中科院地球環境研究所

99/05/08

西安→西寧

中科院鹽湖所

99/05/09

西寧-青海湖-耳石採取

青海湖鳥島管理處

99/05/10

布哈河口-西寧

中科院鹽湖所

99/05/11

西寧-西安→地球環境研究所

中科院地球環境研究所

99/05/12

海洋溫鹽循環研討會

中科院地球環境研究所

99/05/13

海洋溫鹽循環研討會

中科院地球環境研究所

99/05/14

西安→桃園-台北

返程

三、工作心得

此野外採樣及設站之旅，工作項目多元且內容豐富，筆者收穫良多，短短 3 周我們的野外旅程數超過數千公里路，造訪地點包括西安、成都、溫江、汶川、 映秀、西寧、原子城、青海湖、布哈河及鳥島等地；並於中國科學院地球環境研 究所及中國科學院鹽湖研究舉行學術演講及討論會，建立與中科院地環所、鹽湖

同努力以赴目標，對泯江在大地震過後的侵蝕風化狀態和搬運過程變化的研究也 可提供保貴新資料。

四、建議

感謝成功大學『邁向頂尖大學經費』提供金教授與 West 教授在台灣的訪問 工作，使本野外工作構想得以順利赴中國西北各省及青海湖流域採樣及地質調 查。此次野外旅行除開闊視野之外，筆者近年來所發表的研究成果也進一步與中 國及國外相關專家學者進行討論，獲益良多。期望未來政府相關單位與學校能繼 續支持並鼓勵國內專家學者參與多邊國際合作計劃，提昇成功大學國際知名度， 感謝國科會卓越領航計畫的支持。

國立成功大學

邁向頂尖大學計畫出國案報告書

報告名稱：

Riverine Sr-Li isotope as a probe for chemical

weathering intensity: A case study in the Kao-ping River

出國期間：2009/11/25-2009/11/30

經費來源：國科會計畫經費

單位：成功大學地球科學系

職稱：教授

姓名：游鎮烽

聯絡電話：2757575-65438

審

核

欄

系、所、科、

中心、組等主管

院、處、館、

室、中心等主管

頂尖辦公室

國際化組

校 長

[中英文摘要]

在為期五天（11/25-11/30）的會議議程中，筆者參與所有的演講及未來合作 計畫的討論會，主要是以沈積物從源到匯過程中所發生的物理化學過程與傳輸 方式進行深入討論，同時筆者也進一步提出應用非傳統穩定同位素地球化學的 技術解決沈積物和溶解態間交互作用的新觀念，為探討地表侵蝕風化作用的領 域提供更為強而有力的新工具。同時為增進實驗室年輕研究人員與國外研究人 員溝通的能力，筆者也親自為他們介紹許多國內、外知名的科學家，希望藉由 相 互 討 論 來 提 升 知 識 背 景 及 其 對 科 學 研 究 的 興 趣 與 研 究 態 度 。 本 人 也 於 2009/11/27 受邀演講近期研究（Title:『Riverine Sr-Li isotope as a probe for chemical weathering intensity: A case study in the Kao-ping River』），之後並與各國研究人員 進行詳細的討論。而國內、外的專家學者也提供許多研究上的意見與建議，並 分享其經驗，使本人獲益匪淺。

International Workshop on the fluvial sediment supply to the South China Sea is the most important international workshop for the fields of fluvial sediment transport and source. Over 50 scientific researchers from the countries around the South China Sea attended this 2nd International workshop in Tongji University, Shanghai, and more than 30 invited talks were given during the meeting. In the 5-days scientific schedule (11/25-11/30), I had attended all the oral and working group discussion, and I also proposed a new research direction to study the water-sediment interaction by applying the non-traditional isotope systems. In order to bring some new ideas and different views of scientific researches outside the Taiwan, I had introduced some scientists to the young scientist in my Lab, and this could improve their abilities of discussions and communications with scientists around the world. It’s really my honor to be invited to chair a session and to discuss our recent work on Li isotopes (Title: Riverine Sr-Li isotope as a probe for chemical weathering intensity: A case study in the Kao-ping River). After the session, I had discussed with all the scientists, and they also provided different viewpoints according to their experiences and expertise on my recent study. Many new idea and further collaborations came from these intensive discussions.

一、目的

第二次南中國海河流沈積物傳輸國際研討會(Second International Workshop

on the Fluvial Sediment Supply to the South China Sea)，為東亞地區沈積物傳輸及 來源研究相關領域一年一度最大的聯合研討會，主要由聯合國教育、科學及文 化組織、西太帄洋聯合組織及中國上海同濟大學所共同舉辦。會中包括 20 個以 上的研究議題，涵蓋的範圍相當廣泛。藉由參與此類國際會議，除可以讓國內 地球科學界的專家學者增廣見聞並瞭解目前國際上科學研究的趨勢之外，也可 提供許多與國外進行相關研究的研究人員交流之機會，是一個可以獲得豐富的 知識與熱烈討論的會議。

二、會議過程

筆者受邀所發表的論文題目為應用非傳統穩定同位素地球化學的技術探討 沈積物和溶解態間交互作用。此為發展新的Li和Li同位素質譜分析術，並應用於 地表侵蝕風化的相關研究主題。此外，與會期間也與許多參與國代表論跨國合 作計畫，及未來可能合作方式。 會議期間與多位研究學者進行學術交流，以下僅就部分進行詳細的描述： Dr. Zhimin Jian (China)首先以浮游有孔蟲 Mg/Ca 比與氧同位素比值重建西太帄洋 暖池區的演化歷史，並進一步討論西太帄洋暖池區對全球氣候變遷的影響，以 及構造、軌道尺度下氣候變遷的主控因子，最後並提出熱帶海洋的海水表面溫 度變化可能是影響整個地球氣候系統的可能驅動因子；Dr. Christophe Colin （France）則討論冰期-間冰期尺度下，利用碎屑沈積物 Sr 同位素，配合黏土礦 物組成和風化指標（CIA），發現在冰期時，強盛冰川作用所造成較強的物理風 化使得 Irrawaddy River 上游產生大量未風化且富含 Rb 的礦物相，並被傳輸至印 度洋海域，造成海洋沈積物中 Sr 同位素在冰期時較間冰期高，此結果證實了劇 烈氣候變遷對地表物理及化學風化的影響甚劇；而 Dr. Zhifei Liu（China）以南海 地區海洋表層沈積物中黏土礦物的組成解釋沈積物的可能來源，並提出利用黏 土礦物 Sr-Nd 同位素更進一步解開沈積物的來源，以及南海古洋流的流徑與強

來將會造成河道不穩定、海岸邊坡變化以及海水入侵等問題；Dr. Jianguo Liu （China）則利用表層沈積物稀土元素的分佈探討南中國海區沈積物來源及傳 輸，並指出沈積物來源主要為台灣地區及中國東南部的沈積物；Dr. Stephan Steinke（German）則利用 Sunda Shelf 陸坡的黏土礦物組成重建過去一萬七千年 以來海水面變化；Dr. Penjai Sompongchaiyakul（Thailand）則根據沈積物的礦物 組成和地化指標追蹤泰國灣表層沈積物中 Cd, Zn, Cr, Fe and Mn 的污染源；Dr. Waraporn Sirnawin (Thailand)也近一步討論泰國灣外人工造礁所造成重金屬污染 (Cd, Cr, Cu, Ni, Pb and Zn)的來源及可能解決方法；Dr. Van Lap Nguyen (Vietnam)則 認為湄公河三角洲沖積扇的變遷與季風強度的變化有極大的關聯性；與 Dr. Wahyoe Soepri Hantoro（Indonesia）則討論地質與氣候變遷對 印度尼西亞 Sunda Sea 黏土礦物組成及分布的影響；Dr. Shiming wang (China)則利用南海 ODP Site 1143 海洋沈積物的黏土礦物組成提出東亞夏季季風變遷深受進動(24 Ka）和 ENSO-like (30 Ka)的週期所影響；Dr. Chih-An Huh（Taiwan）則整合高屏溪外海表 層沈積物和沈積物收集器的結果討論台灣地區所輸出天然與人為沈積物對南海 沈積物的貢獻與進出帄衡；Dr. Kuo-Fang Huang（Taiwan）討論以高屏溪 Sr 和 Li 同位素系統探討台灣地區矽酸鹽風化的強度與季節性變化的關係，並發現河水 Li 同位素組成與矽酸鹽風化強度高度相關，但與世界上其他地區所發現的趨勢 相反，可能由於7Li 在反應限制區域（reaction-limited region）容易因風化作用而 釋放至溶解態水體中，造成此一特殊的結果，然而需要更多的地化數據，如：懸 浮顆粒相及河底沈積物的 Li 同位素值，來加以證實。

三、與會心得

筆者於 2009/11/25-2009/11/30 期間參與此次於中國上海市所舉辦之年會，並 於諸多場合參與討論，並且於相關演講結束後(Title:『Riverine Sr-Li isotope as a probe for chemical weathering intensity: A case study in the Kao-ping River』)也與許 多國內、外專家及學者進行討論，並提出了許多的問題，並於結束後與許多國 內、外專家及學者進行討論，他們提出了許多重要的問題與建議，如：（1）Li 同位素在河流、河口及湖泊區域的地球化學行為，以及可能的控制因子；（2） 高精度 Li 同位素分析發展上可能遭遇的問題；（3）台灣地區河水 Li 同位素分化

的主控因子，以及與抬升速率、物理風化或化學風化的關係；（4）圍岩特性、 土壤孔隙水化學、植被、氣候條件對台灣地區物理及化學風化速率或強度的影 響；（5）次生礦物或黏土礦物的吸附對 Li 同位素分化的影響程度；（6）如何 計算各成分端源的貢獻與流體流動模式。除此之外，之中的多位國內外學者也 給予許多科學上與未來可能發展方向的建議，使獲益匪淺。藉由此次會議的學 習與討論，不但使得本人的視野與相關知識增廣許多，也建立未來與東南亞頂 尖學者間進一步合作的機會。 綜 合 此 次 參 與 第 二 次 南 中 國 海 河 流 沈 積 物 傳 輸 國 際 研 討 會 (Second International Workshop on the Fluvial Sediment Supply to the South China Sea)，筆 者認為台灣的地球科學相關研究並不落後於其他國家，但缺乏的是與世界各國 科學家更加緊密的合作關係，因此國內專家學者藉由出國開會的機會與國際學 者交流是十分重要且值得提倡與鼓勵的。期許未來有朝一日台灣的學術研究可 躋身世界一流的水準。

四、建議

感謝國科會提供此次出國開會的補助，使本人得以順利赴中國上海參與此 一國際盛會。此次會議除了開闊國際視野之外，筆者所發表的研究成果也進一 步與國外專家學者討論，獲益良多。期望未來政府相關單位與學校能繼續支持 並鼓勵國內專家學者參與國際會議，以增進其研究能力、溝通能力與國際觀。

98 年度專題研究計畫研究成果彙整表

計畫主持人：游鎮烽 計畫編號：98-2628-M-006-004-計畫名稱：同位素及微量元素在環境樣品的紀錄:追溯人類活動對全球變遷的衝擊--解析臺灣周遭環境 百年到千年來的變遷：沉積物及珊瑚骨骼硼及鉛同位素記錄(2/4) 量化 成果項目 實際已達成 數（被接受 或已發表） 預期總達成 數(含實際已 達成數) 本計畫實 際貢獻百 分比 單位 備 註 （ 質 化 說 明：如 數 個 計 畫 共 同 成 果、成 果 列 為 該 期 刊 之 封 面 故 事 ... 等） 期刊論文 2 2 100% 研究報告/技術報告 0 0 100% 研討會論文 0 0 100% 篇 論文著作 專書 0 0 100% 申請中件數 0 0 100% 專利 已獲得件數 0 0 100% 件 件數 0 0 100% 件 技術移轉 權利金 0 0 100% 千元 碩士生 2 2 100% 博士生 2 2 100% 博士後研究員 0 0 100% 國內 參與計畫人力 （本國籍） 專任助理 0 0 100% 人次 期刊論文 5 5 100% 研究報告/技術報告 0 0 100% 研討會論文 5 5 100% 篇 論文著作 專書 0 0 100% 章/本 申請中件數 0 0 100% 專利 已獲得件數 0 0 100% 件 件數 0 0 100% 件 技術移轉 權利金 0 0 100% 千元 碩士生 0 0 100% 博士生 0 0 100% 博士後研究員 0 0 100% 國外 參與計畫人力 （外國籍） 專任助理 0 0 100% 人次

其他成果

(

無法以量化表達之成 果如辦理學術活動、獲 得獎項、重要國際合 作、研究成果國際影響 力及其他協助產業技 術發展之具體效益事 項等，請以文字敘述填 列。)

Invite international collaboration of scientists from Cambridge University, Oxford University and Hongkong University

成果項目 量化 名稱或內容性質簡述 測驗工具(含質性與量性) 課程/模組 電腦及網路系統或工具 教材 舉辦之活動/競賽 研討會/工作坊 電子報、網站 科 教 處 計 畫 加 填 項 目 計畫成果推廣之參與（閱聽）人數

國科會補助專題研究計畫成果報告自評表

請就研究內容與原計畫相符程度、達成預期目標情況、研究成果之學術或應用價

值（簡要敘述成果所代表之意義、價值、影響或進一步發展之可能性）

、是否適

合在學術期刊發表或申請專利、主要發現或其他有關價值等，作一綜合評估。

1. 請就研究內容與原計畫相符程度、達成預期目標情況作一綜合評估

■達成目標

□未達成目標（請說明，以 100 字為限）

□實驗失敗

□因故實驗中斷

□其他原因

說明：

2. 研究成果在學術期刊發表或申請專利等情形：

論文：■已發表 □未發表之文稿 □撰寫中 □無

專利：□已獲得 □申請中 ■無

技轉：□已技轉 □洽談中 ■無

其他：（以 100 字為限）

3. 請依學術成就、技術創新、社會影響等方面，評估研究成果之學術或應用價

值（簡要敘述成果所代表之意義、價值、影響或進一步發展之可能性）（以

500 字為限）

在第一階段計畫中，子計畫 1 除全力發展適當的高精度微量元素及硼和鉛同位素分析方 法，已發表重要論文於 AC, JAAS 和 Talanta 等國際一流分析期刊。另一方面，取自綠島 周遭珊瑚岩芯也仔細切割清洗並應用於高解析微量元素及同位素分析，其中 Sr/Ca、 Mg/Ca、B/Ca 和 U/Ca 紀錄為古海水溫度變化指標，珊瑚骨骼硼同位素是海水酸鹼值記錄 器，可對比近期海洋/大氣二氧化碳通量變化，評估人為活動對全球環境變遷的衝擊程度， 鉛同位素可靈敏指示污染物來源，特別是汽油鉛添加物所造成的污染及傳輸途徑，目前已 完成年解析度(3 年/標本)橫跨約 200 年硼和鉛同位素測量，及數年月解析度標本，初步硼 同位素結果顯示二氧化碳通量變化與器測資料及衛星觀察結果相符合，指示其百年來變化 趨勢與海表溫度無密切關係，但與太平洋十年擺盪指標相關連，顯示綠島周邊海域受全球 化環境變遷週期影響，珊瑚鉛同位素資料則與汽油鉛礦來源及臨海戰爭或環境事件有重要 關係存在，利如颱風個數或人為工程破壞。