珠江口海域与南黄海海域表层沉积物地球化学特征

对珠江口和南黄海近海海域10个站位的表层沉积物中67种元素进行分析,试图揭示两海域近海表层沉积物中主要元素的地球化学特征,包括分布特征及其控制因素,并通过两海域元素地球化学特征,初步探讨近海沉积环境特征。通过总结两海域表层沉积物中元素含量及分布特征,可以发现,近海海域总体上以陆源沉积为主,除Ca和Sr之外,大多数元素表现出明显的亲陆性。珠江口海域和南黄海海域沉积物元素含量的对比研究显示,前者相对富集As、Cd、Hg、Sb、Sr、Ca、Rb、C,后者相对富集Al2O3、Zr、Hf、Sc、Rb、Ga、Cs、V、Co、Cr、Cu、Mn、Ni、K2O、Na2O、B、Ba、I等。与上地壳相比,Ag、As、Bi、Hg、Li、N、Pb、Sb、Se、Cl、Br、I在两海域表层沉积物中均发生明显富集;Mo、Sn均呈现分散趋势;Sr、CaO在南黄海海域明显贫化,K2O、Na2O、Ba则在珠江口海域表现出贫化;其他元素与上地壳元素丰度相近。     

氧化还原敏感微量元素对古海洋沉积环境的指示意义

海洋的氧化还原条件控制着U、V和Mo等氧化还原敏感微量元素在沉积物或沉积岩中的富集程度,所以可以利用沉积物或沉积岩中这些微量元素的含量来重建古海洋的氧化还原状态和沉积环境。海洋沉积物或沉积岩中U、V和Mo的来源少,除了海水提供外,还有陆源碎屑,不过陆源碎屑提供的那部分含量能够被估计。沉积物埋藏之后这些元素（几乎）不发生迁移,保存了沉积时的组成和含量,能较好地反映沉积环境的特征,是古海洋环境的理想指示。在氧化—次氧化的海水环境中U、V和Mo不会富集,缺氧的条件下U和V富集,而在硫化（含溶解的硫化氢）的沉积环境中U、V和Mo在沉积物中都会强烈地富集。利用这种差异,可以根据沉积物或沉积岩中各种微量元素的含量变化来判别沉积时海水的氧化还原状态。但是,必须注意沉积环境的开放与否、成岩作用及重新氧化作用等对微量元素含量的影响。在利用氧化还原敏感元素进行古环境重建时,应首先评估沉积物或沉积岩中特定元素的来源和贡献,剔除非自生部分的影响,然后利用多元素指标综合判别古环境的氧化还原条件,才能获得可靠的结论。     

应用岩石化学元素丰度研究地球化学块体

应用岩石化学元素丰度研究地球化学块体,探讨地球化学块体中元素组成的差异.对中国东部岩石地球化学块体研究表明,华南分布着的巨大的W, Sn, Mo, Bi, U, Th, Pb, Li, Rb, Cs, Be, Nb, Ta, HREE, Y及Tl, Cd, F, K岩石地球化学域,其中的岩石地球化学块体是形成水系沉积物地球化学块体和大型矿集区的主要物质来源.该研究不仅丰富了地球化学块体理论,而且以新的视野从宏观角度上为勘查地球化学、理论地球化学、成矿学与找矿学、环境地学、大地构造学提供有价值的基础性研究资料.     

沉积物物源组成的定量估计方法

混合源沉积物中,各种物源物质的成分及其百分含量是地质研究的重要基础信息.本文提出用成分数据统计分析算法,分析处理沉积物样品的地球化学数据,定量提取沉积物中各物源端元的平均化学成分及其百分含量;将该方法用于已知端元成分和端元含量的实验样品数据,计算结果与实际非常吻合;将该方法用于某海区实测沉积物地球化学数据,成功地分离出了陆源、火山源、生物源物质成分和含量.该方法也适合于岩石学、环境污染研究等领域.     

地球化学方法示踪东亚大陆边缘源汇沉积过程与环境演变

东亚大陆边缘发育特征的河控型边缘海沉积,其源汇沉积过程的深入研究对于深入理解地球表生过程、物质循环和大陆边缘构造沉积演化特征,具有重要意义。东亚边缘海沉积地球化学研究主要集中于几方面:入海河流沉积物的地球化学组成示踪沉积物源区的风化剥蚀特征,河口陆架区沉积地球化学行为;通过大陆边缘的沉积地球化学记录,探讨不同时空尺度河流入海沉积物的通量、搬运扩散方式及其蕴含的季风气候和海区环境演化信息。目前相关研究与国际前沿水平依然存在较大差距,需要从海陆结合的地球系统科学角度,通过地球化学与其他学科方法交叉的研究手段,从整体上研究东亚大陆边缘的沉积过程,揭示从流域到河口、陆架至开阔海的沉积物源汇系统过程和环境演变规律,及东亚大陆边缘沉积和海陆相互作用的全球意义。     

海洋氮循环中稳定氮同位素变化与地质记录研究进展

海洋氮稳定同位素信号包含了关键的生物地球化学信息,是辨识海洋氮来源、了解海洋氮循环过程的重要途径和手段,该信号通过海洋沉降传递可保存在海洋沉积物中,用以追溯地质历史时期海洋系统中的生物地球化学循环和海洋环境演变。近几十年的研究表明,固氮作用和反硝化作用在海洋氮循环中发挥着关键作用,但海洋环境的时空多变、海洋氮循环过程和物质来源复杂,未来需要结合现代观测、地质记录,综合海洋、生物、地质多个学科,考虑水文环境、地质过程和气候演变等多种因素,才能深刻理解海洋氮循环和气候、环境变化的耦合关系。     

大新铀矿床微量元素富集特征

通过对大新铀矿床系统采集样品并进行岩石化学测试分析,笔者系统地研究了该矿床各构造地球化学分带中常量化学组分和微量元素含量特征,结果表明:(1)常量组分含量特征显示构造角砾岩带、糜棱岩带和构造泥经过强烈的热液改造,硅化破碎带与铀矿化关系密切;(2)矿床伴生元素Co、Ni、Ga、Mo、Re、Tl、Sb、V达到综合利用品位,As、W、Zr、Ta富集趋势明显,为热液成因指示标志;(3)铀矿化和微量元素在构造角砾岩带、糜棱岩带和构造泥中显著富集,而在碎裂岩带富集比较微弱,具有明显的构造地球化学分带性;(4)部分铀及微量元素来自深源。     

东海陆架泥质区沉积地球化学比较研究

利用东海陆架泥质沉积区和周围砂质沉积区的表层沉积物元素含量和海水悬浮沉积物总量分析资料,对泥质区的沉积地球化学进行了比较研究。结果表明东海不同泥质区的沉积地球化学过程很不相同。浙江近岸泥质区沉积物元素以Fe、Mn、Zn的含量高,Na、Sr、Al、Ca的含量低为特征,其地球化学特征与长江沉积物非常一致。近岸泥质区的沉积物基本来源于长江输入海的沉积物,在台湾暖流的作用下沉积在浙江沿岸。远岸济州岛西南泥质区沉积物以Na、Sr的高含量,较高的Al、Ca含量和低的Fe、Mn、Zn含量为特征,其地球化学特征与黄河源沉积物有好的相关性,但有一定的混合源性质,该泥质区的沉积物主要来源于黄河源的细颗粒沉积物,由黄海沿岸流搬运到该区并沉积下来。沉积物在搬运沉积过程中,元素粒度分异作用明显。东海陆架泥质区沉积地球化学过程的控制性影响因子是东海环流系统和物源,其中台湾暖流对东海陆架远岸和近岸泥质区的沉积地球化学分区具有关键作用。     

大洋钻探对洋底以下生命的探索

    对ODP采集的沉积物样品的地球化学研究揭示，在全世界所有的大洋底以下都发现了细菌活动，洋底沉积物中的生物圈可能构成了地球生物数量的 1／3，该生物圈通过调节海洋沉积物的成岩作用和大洋玄武岩的风化，影响到长期的全球生物地球化学循环。
    DSDP最早提出了海洋沉积物中细菌活动性的证据，ODP的一系列航次提供了各种不同环境下深部生物圈细菌群落以及细菌参与的地球化学过程纪录。ODP201是第一个专门致力于研究洋底以下生命的大洋钻探航次，它记录了从富有机质的边缘沉积到贫有机质的开阔海沉积环境的洋底以下细菌活动性和细菌群落的连续性，201航次还揭示，古海洋环境对现在正活跃于深海沉积物中的原核生物群落造成了影响。     

分散元素(Ge,Cd, Tl)稳定同位素研究

近年来,非传统稳定同位素地球化学得到了飞跃性的发展,其主要研究对象为海洋体系的演化。特别是氧化还原敏感元素(Se,Mo,Fe等)稳定同位素已经在古海洋环境的示踪研究中发挥重要的作用。相比分散元素(Ge,Cd,Tl)稳定同位素研究比较薄弱,但这些元素在海洋体系中有特殊的循环模式,这使得它们的同位素研究将可能存在很大地质潜力。海洋体系中它们的源汇简单,而且有机无机吸附过程都可能导致同位素分馏。Ge,Cd,Tl均属于挥发性元素,原始星云的形成过程可能存在较大的同位素分馏。我国南方大面积的低温成矿域,将为Ge,Cd,Tl稳定同位素的发展提供天然的平台。另外,Cd,Tl是环境污染的主要潜在元素,因此采用稳定同位素示踪还可能示踪表生环境中的污染来源。     

长江口及其邻近海域表层沉积物中氧化还原敏感性微量元素的环境指示意义

对长江口及其邻近海域表层沉积物和底层悬浮体中氧化还原敏感元素分布规律和富集特征进行了分析与研究。结果表明氧化还原敏感元素在研究区具有明显的“离岸富集”特征,去除粒度效应、陆源碎屑来源组分和有机质的吸附作用等因素的影响之后,氧化还原敏感元素仍显示出在缺氧区的富集。通过同一站位底层悬浮体和沉积物中氧化还原敏感元素含量的分析比较,发现底层水缺氧是导致氧化还原敏感元素Mo、Cd、V等在沉积物中富集的主要原因。Mo、Cd、V等元素的不同富集程度可用来反映缺氧区的缺氧程度。因此,Mo, Cd, V等RSE在长江口外缺氧区及其邻近海域具有氧化还原环境指示意义,可以指示长江口外缺氧区的存在与大体范围,并可在一定程度上用来衡量缺氧区的缺氧程度。U理论上虽然也对环境的氧化还原条件敏感,但由于受陆源碎屑来源组分的影响较大,在长江口外缺氧区的富集并不明显,因此U在研究区不具有氧化还原环境指示意义。     

内蒙古乌梁素海湖泊地球化学特征与初步评价

通过内蒙古乌梁素海表层沉积物和深层沉积物的研究分析,对乌梁素海的湖泊沉积物特征有着明确的了解。乌梁素海深层沉积物中各元素与河套平原深层土壤中基本一致,而表层沉积物中各元素则具有明显的特征。湖泊表层沉积物中主要富集C、lCd、S、F、Sb、C、B、iAs、Li、MgO、CaO、Cu、N、iSn、W、Zn、Co、Mo、Au、Sc、Tl、Hg、I、Mn、U、Ce、La、Be、Se、Th等。湖泊表层沉积物与深层沉积物相比,在表层富集S、orgC、N、Se、I、Br、Sr、C、U、Mo、C、lCaO、Hg、P。在湖泊表层富集上述元素说明了黏土极易吸附这些元素,有些元素的富集主要是由于人类活动造成的结果。同时在表层土壤中pH明显低于深层土壤和河套地区土壤的pH,这与工业排放等人类活动紧密相关。垂直剖面结果也表明,人类活动对湖泊环境造成了严重影响。乌梁素海已出现富营养化和Hg、F污染,需对其进行治理。     

鸭绿江河口西岸潮间带柱状沉积物中重金属的分布特征及其对流域变化的响应

2010年和2011年在鸭绿江西水道和西岸潮间带共采集4根柱状样,通过对2mPb测年、粒度、总有机碳、重金属元素等多指标综合分析,探讨了：（1）鸭绿江河口西水道和西岸潮间带柱状沉积物中重金属的垂向分布及其来源：（2）重金属分布的粒度控制作用：（3）不同时期的粒度和重金属分布变化及其对流域变化的响应。结果表明：f1）Cu和zn可能来源于有机质降解的内源释放：Cr和Ni表征了岩石风化剥蚀形成陆源碎屑的自然来源：Cd和Pb反映了人类活动的影响。（2）除西岸潮间带的Cd和Pb含量可能部分受来源影响外,研究区的粒度效应是控制鸭绿江地区重金属含量分布的最主要因素。（3）粒度变化与流域演变密切相关,重金属含量对流域变化和人类活动响应明显,大致以1940年、1970年、1995年为界分为四个沉积阶段：1940年以前,自然演变对鸭绿江河口西岸潮间带的重金属分布控制明显,而1940年来至今,人类活动的控制作用日益凸显。     

云南点苍山冰川湖泊沉积物磁化率的影响因素及其环境意义

文章通过对点苍山海拔3820m冰水沉积剖面的粒度参数、磁化率、氧化铁含量和有机质含量的综合实验分析,并讨论了这些指标的相互关系及其环境意义。实验结果表明,磁化率的强度与粗砂组分的含量成正相关,而与粘土等细粒组分含量成负相关;同时与有机质含量成负相关,与氧化铁含量成正相关。矿物组分分析实验表明,沉积物主要磁性来源于磁化铁。根据以上结果,结合冰川湖泊流域面积小、高寒环境的特点,其磁化率的影响因素与一般湖泊不同,认为冰川湖泊沉积中,因为物源较近导致外源磁性矿物主要赋存于粒度较粗的碎屑颗粒中,而高寒的环境条件使得有机质对沉积物的磁性矿物起到了稀释的作用,而很难有积极的贡献。根据磁化率的环境意义,恢复了全新世以来点苍山的古气候,从中可以划分6个不同的气候阶段:11.5～10.6kaB.P.,10.6～8.9kaB.P.,8.9～5.5kaB.P.,5.5～3.3kaB.P.,3.3～0.8kaB.P.和0.8kaB.P.至今,代表了末次冰期结束以后湖泊从产生至消亡的全过程。根据与其他相关地区的对比,分析了西南季风演变的一些规律。     

Variation of the chemical composition of sediments under middle- and low-temperature hydrothermal conditions in the southern trough of Guaymas Basin,Gulf of California: Communication 2. Results of the study of grain size fractions of sediments

The chemical composition of grain size fractions of the Upper Pleistocene sediments in the southern trough of Guaymas Basin (Gulf of California) is studied based on materials from DSDP Hole 477 (191 m). The sediments are located in the upper part of the main long-lived hydrothermal system. Therefore, they were subjected to long-term reworking by the middle- and low-temperature solutions (100?300°C) and short-term hydrothermal impact during the intrusion of basalt sills. The upper part of the main hydrothermal system is divided into three middle- to low-temperature hydrothermal alteration zones: lower (III), middle (II), and upper (I). In zone III (250?300°C), hydrothermal alterations of sediments are most significant. The coarsegrained fractions are enriched in Fe, S, Ni, Cu, Zn, Mo, Co, Se, Cd, Bi, Pb, and Ag due to the formation of sulfides and precipitation of native metals. The silt fractions are enriched in Be, Sc, Nb, Ta, W, Th, U, Y, and REE. In contrast, the pelite fractions are depleted in most of these elements. The fine-dispersed (<0.001 mm) pelite fractions are appreciably enriched in Mg (due to the formation of the authigenic Mg-chlorite), as well as MnO, Cr, V, Ga, Pb, and Zr. Virtually all grain size fractions are depleted in K₂O, Li, Rb, Cs, and Tl due to the dissolution of the K-bearing terrigenous minerals. In zones II (146?170 m) and I (110?146 m), where the temperature of hydrothermal solutions dropped successively from 250 to 180?195 and 100°C, the sedimentary environment was unfavorable for the concentration of Fe, S, and a large group of ore elements that are typical for sediments in zone III. Intrusion of basalt sills and a short-term hydrothermal impact changed concentrations of several components in the sediments overlying the sill complex: CaO, K₂O, Li, Rb, Cs, and Tl acquired a trend typical of the high-temperature lower zone III, whereas Fe, MgO, P₂O₅, TiO₂, V, Sc, and Y distribution pattern became typical of the low-temperature upper zone I. Significant compositional variations in the grain size fractions of sediments are lacking beneath the sill base.     

云南点苍山冰川湖泊沉积物磁化率的影响因素及其环境意义

文章通过对点苍山海拔3820m冰水沉积剖面的粒度参数、磁化率、氧化铁含量和有机质含量的综合实验分析,并讨论了这些指标的相互关系及其环境意义。实验结果表明,磁化率的强度与粗砂组分的含量成正相关,而与粘土等细粒组分含量成负相关;同时与有机质含量成负相关,与氧化铁含量成正相关。矿物组分分析实验表明,沉积物主要磁性来源于磁化铁。根据以上结果,结合冰川湖泊流域面积小、高寒环境的特点,其磁化率的影响因素与一般湖泊不同,认为冰川湖泊沉积中,因为物源较近导致外源磁性矿物主要赋存于粒度较粗的碎屑颗粒中,而高寒的环境条件使得有机质对沉积物的磁性矿物起到了稀释的作用,而很难有积极的贡献。根据磁化率的环境意义,恢复了全新世以来点苍山的古气候,从中可以划分6个不同的气候阶段:11.5～10.6kaB.P.,10.6～8.9kaB.P.,8.9～5.5kaB.P.,5.5～3.3kaB.P.,3.3～0.8kaB.P.和0.8kaB.P.至今,代表了末次冰期结束以后湖泊从产生至消亡的全过程。根据与其他相关地区的对比,分析了西南季风演变的一些规律。     

Pedo-geochemical baseline content levels and soil quality reference values of trace elements in soils from the Mediterranean (Castilla La Mancha, Spain)

To evaluate trace element soil contamination, geochemical baseline contents and reference values need to be established. Pedo-geochemical baseline levels of trace elements in 72 soil samples of 24 soil profiles from the Mediterranean, Castilla La Mancha, are assessed and soil quality reference values are calculated. Reference value contents (in mg kg^?1) were: Sc 50.8; V 123.2; Cr 113.4; Co 20.8; Ni 42.6; Cu 27.0; Zn 86.5; Ga 26.7; Ge 1.3; As 16.7; Se 1.4; Br 20.1; Rb 234.7; Sr 1868.4; Y 38.3; Zr 413.1; Nb 18.7; Mo 2.0; Ag 7.8; Cd 4.4; Sn 8.7; Sb 5.7; I 25.4; Cs 14.2; Ba 1049.3; La 348.4; Ce 97.9; Nd 40.1; Sm 10.7; Yb 4.2; Hf 10.0; Ta 4.0; W 5.5; Tl 2.3; Pb 44.2; Bi 2.2; Th 21.6; U 10.3. The contents obtained for some elements are below or close to the detection limit: Co, Ge, Se, Mo, Ag, Cd, Sb, Yb, Hf, Ta, W, Tl and Bi. The element content ranges (the maximum value minus the minimum value) are: Sc 55.0, V 196.0, Cr 346.0, Co 64.4, Ni 188.7, Cu 49.5, Zn 102.3, Ga 28.7, Ge 1.5, As 26.4, Se 0.9, Br 33.0 Rb 432.7, Sr 3372.6, Y 39.8, Zr 523.2, Nb 59.7, Mo 3.9, Ag 10.1, Cd 1.8, Sn 75.2, Sb 9.9, I 68.0, Cs 17.6, Ba 1394.9, La 51.3, Ce 93.5, Nd 52.5, Sm 11.2, Yb 4.2, Hf 11.3, Ta 6.3, W 5.2, Tl 2.1, Pb 96.4, Bi 3.0, Th 24.4, U 16.4 (in mg kg^?1). The spatial distribution of the elements was affected mainly by the nature of the bedrock and by pedological processes. The upper limit of expected background variation for each trace element in the soil is documented, as is its range as a criterion for evaluating which sites may require decontamination.     

人类活动影响下福建三都澳近百年来重金属沉积记录及其对生态环境的影响

因重金属难以被生物降解,易形成毒害环境因子,沉积物中的重金属污染演变是工业化以来全球共同面临的生态环境问题。为揭示福建三都澳地区人类活动与重金属沉积的关系,对采集自三都澳海域的6根岩心柱进行了系统的粒度分析、²¹⁰Pb测年以及重金属元素测试。研究结果表明：（1）近百年来,三都澳海域沉积物重金属含量呈现显著增加趋势,顶部比底部增加1.01~2.8倍,并表现出3个明显演变阶段：1900-1950年,沉积物中的重金属含量相对稳定;1950-2000年,重金属含量开始缓慢增加;2000年以来,远岸区重金属含量急剧增加。这种变化趋势与人口、经济发展密切相关。（2）三都澳近岸区沉积物重金属含量总体大于远岸区,自2000年以来,近岸区和远岸区沉积物重金属含量的演变趋势呈现差异性,表现为近岸区重金属含量有所降低,远岸区重金属含量急剧升高,这种时空差异与沉积物粒度变化及地区产业分布有密切关系。（3）重金属对三都澳海洋生态环境影响较大,在湾内渔业养殖强度越来越高的背景之下,应对近期以来湾内重金属含量的快速升高给予足够重视,提高保护和修复治理力度,避免海洋生态破坏。     

中国海域表层沉积物分布规律及沉积分异模式

中国海域拥有宽广的大陆架，同时还有陆坡和深海盆，有众多河流入海并输入巨量的陆源物质，沉积物记录了海陆变迁、环流变化、海平面升降、物质输送和气候变化等环境信息。沉积物的粒度特征可以反映沉积动力、物质来源和搬运距离等，可以通过沉积物粒度组成、参数及各种图解来研究沉积环境的变化。前人对中国海域表层沉积物的粒度分布特征展开了大量的研究，取得了丰富的研究成果，但这些研究多集中在某一海域或区域，缺乏对整个中国海域的表层沉积物类型的宏观系统认识。本文基于中国地质调查局“1：100万海洋区域地质调查项目”获取了中国海域4300个海底表层沉积物样品，通过沉积物粒度分析，结合前人已发表资料，对中国海域表层沉积物的沉积类型特征、物质来源和运移模式等开展了系统的研究。本文把浅海和半深海沉积物按照含砾石和不含砾石主要划分出5个和7个沉积物类型，深海沉积物主要划分了9个沉积类型，研究结果表明：中国海域表层沉积物沉积类型多样、来源复杂，主要受控于物质来源、水动力条件和地形地貌的变化，在东部海域总体呈现“大江大河-宽缓陆架-残留慢速沉积”的条带状沉积分异模式，而在南部海域呈现的是“短源性河流-多类型陆架-重力流快速沉积”的环带状沉积分异模式。本文的结果对研究中国海域沉积物的宏观分布规律提供了基础资料，对理解海洋沉积动力过程具有重要意义，同时沉积物粒度的特征对海底砂矿分布也具有指示意义。     

Pyrite geochemistry in the Toarcian Posidonia Shale of south‐west Germany: Evidence for contrasting trace‐element patterns of diagenetic and syngenetic pyrites

Authigenic pyrite grains from a section of the Lower Toarcian Posidonia Shale were analysed for their trace‐element contents and sulphur‐isotope compositions. The resulting data are used to evaluate the relationship between depositional conditions and pyrite trace‐element composition. By using factor analysis, trace‐elements in pyrite may be assigned to four groups: (i) heavy metals (including Cu, Ni, Co, Pb, Bi and Tl); (ii) oxyanionic elements (As, Mo and Sb); (iii) elements partitioned in sub‐microscopic sphalerite inclusions (Zn and Cd); and (iv) elements related to organic or silicate impurities (Ga and V). Results indicate that trace‐element contents in pyrite depend on the site and mechanism of pyrite formation, with characteristic features being observed for diagenetic and syngenetic pyrites. Diagenetic pyrite formed within anoxic sediments generally has a high heavy metals content, and the degree of pyritization of these elements increases with increasing oxygen deficiency, similar to the degree of pyritization of reactive Fe. The highest gradient in the increase of the degree of trace element pyritization with bottom‐water oxygenation was found for the elements Ni < Cu < Mo = As < Tl. In contrast, syngenetic pyrite formed within a euxinic water column typically is enriched in As, Mo and Sb, but is low in heavy metals, and the geochemical variation reflects changes in sea water composition.