大沽河流域地下水水化学及同位素特征

大沽河是青岛市重要的供水源之一,了解大沽河流域水循环的过程和机理有助于合理地利用大沽河流域水资源。为了研究大沽河流域地下水循环的规律,在大沽河李哥庄镇至胶东镇段研究区内采集了26个地下水样本和4个地表水样本,测定其氢、氧同位素及水化学成分,通过分析其变化特征初步判定地下水补给来源以及影响因素。对降水和地下水中的稳定同位素组成(δD,δ~(18)O)进行分析,结果表明大气降水是该区域地下水的主要来源。地下水及地表水的水化学结果表明研究区地下水类型多样,主要为HCO_3-Cl-SO_4-Ca-Na,Cl-SO_4-Na,Cl-HCO_3-SO_4-Na,HCO_3-Cl-SO_4-Na-Ca-Mg,Cl-Na五类;地表水受到强烈的蒸发浓缩作用,并在一定程度上补给了地下水。同时,地下水中的氢、氧同位素含量与Cl~-和TDS区域分布特征相互佐证,证明地下水化学成分主要受到海水入侵的影响,其次为围岩矿物的溶解。     

胶州湾冬季稀土元素的地球化学特征和人为活动的影响

胶州湾在促进青岛市经济发展的同时,人为活动对胶州湾的污染也愈发严重。本文对胶州湾冬季稀土元素(Rare earth elements, REEs)的地球化学特征和人为镧(La)、钆(Gd)污染进行了研究。胶州湾溶解态和酸溶态REEs含量的变化范围分别为：3.5 pmol/L(铕Eu)～359.1 pmol/L(铈Ce)和6.9 pmol/L(铥Tm)～4 861.8 pmol/L(Ce)。由于颗粒物对REEs的吸附,导致溶解态的浓度明显低于酸溶态,溶解态REEs的PAAS(Post-Archean Average Australian Shale,后太古代澳大利亚页岩)标准化配分曲线表现为重稀土富集;(Yb)_PAAS/(Nd)_PAAS比值平均为4.7±0.7(Yb和Nd为镱和钕,分别代表重稀土元素和轻稀土元素),说明胶州湾溶解态轻稀土和重稀土之间分馏程度较大。酸溶态REEs配分曲线表现为中稀土富集;酸溶态轻中重稀土元素之间分馏程度较低。胶州湾溶解态和酸溶态钇(Y)和钬(Ho)之间也发生了明显分馏。溶解态Ce/Ce^*表现为...     

台湾东黑潮主流区近千年来沉积物稀土元素的变化特征与来源

基于沉积物AMS14 C定年,研究了近千年来台湾以东黑潮主流区沉积物的稀土元素组成变化特征及赋存形态,探讨了该区近千年来稀土来源。台湾东黑潮主流区近千年来沉积物中稀土元素总量平均为119.82μg/g,低于上陆壳和中国黄土的稀土元素平均含量,与冲绳海槽较为接近;轻重稀土元素比值平均为11.30,明显富集轻稀土,具有明显的陆源属性。研究区沉积物稀土元素对球粒陨石和上地壳标准化配分模式均表现为轻稀土富集重稀土相对亏损,且具有弱的Ce正异常。根据定年结果及稀土元素变化特征趋势将柱状沉积物分为3层:0～8.5、8.5～21.5和21.5～30cm,随深度增加稀土元素总量的平均值逐渐增大,轻重稀土元素比值逐渐减小,Ce正异常程度逐渐减弱。稀土元素赋存形态分析表明,La、Ce、Pr、Nd 4种轻稀土元素主要为天然陆源,其他稀土元素受氧化还原环境影响相对较大。稀土元素主要存在于残渣态中,其次为铁锰氧化物结合态,残渣态对台湾以东黑潮主流区沉积物中总稀土元素的配分模式起决定性作用,也是造成Ce正异常的关键赋存形态。近千年来沉积物中稀土元素变化与沉积物粒度关系不大,物质来源较为稳定,台湾东部河流输入是研究区沉积物中稀土元素的最重要来源,亚洲大陆风尘输送对稀土元素的贡献较小。     

冲绳海槽表层沉积物元素地球化学及其对物源和热液活动的指示

对采自冲绳海槽北部和南部唐印、第四与那国热液区附近的表层沉积物进行了主、微量和稀土元素分析。结果表明冲绳海槽北部和南部表层沉积物元素组成具有很大差异。北部沉积物中Ca、Sr、Na元素含量较高,大部分微量和总稀土元素含量较南部沉积物低。北部沉积物中有钙质生物组分及火山物质的加入,由于这些物质稀土含量较低,对沉积物中的稀土元素造成了稀释作用。北美页岩标准化稀土元素配分模式整体较平坦,轻稀土略富集,重稀土相对亏损,弱Ce和Eu异常,表明冲绳海槽北部表层沉积物陆源物质主要来自黄河和台湾河流输入的部分物质。冲绳海槽南部表层沉积物Si、Fe、Ba、Cu、Pb、Zn和稀土元素含量较高,轻重稀土分馏减弱,重稀土含量升高。由于受热液活动影响,一定量的黄铁矿、磁黄铁矿、重晶石及热液Fe-Mn氧化物的加入,使得南部沉积物的Fe以及部分微量元素含量升高,并表现出类似热液流体正Eu异常的稀土特征。这些Fe-Mn氧化物不仅从热液流体中清扫稀土元素,而且可以从海水中清扫稀土元素,使得沉积物负Ce异常减弱,总稀土含量升高。此外,样品中有一定量的过剩Si,来自热液活动。稀土元素配分模式及(La/Sm)N-(Gd/Yb)N比值表明冲绳海槽南部沉积物主要陆源物质来自台湾。     

稀土元素作为示踪标记在海洋沉积动力学中应用前景的初步探讨

根据对长江等5条河流和东海陆架区总计146个沉积物样品的稀土元素和粒度分析结果,借助统计学方法,讨论了河流和东海近岸沉积物稀土元素分布格局的形成因素及其对沉积动力作用的响应,结果表明,各河流沉积物在稀土元素总量和轻重稀土分异等参数上有差异;在长江口沉积物中稀土元素在小于2和2~31μm粒级中较富集,全岩稀土元素含量受物质组成占优的粒级控制;在东海陆架研究区稀土元素含量由岸向海有减小的趋势,在河口附近相对较高,轻重稀土分异自28°N向南有增大的趋势。     

孟加拉湾中部表层沉积物稀土元素特征及其物源指示意义

通过对孟加拉湾中部110个表层沉积物进行稀土元素(REE)测试分析,揭示了研究区稀土元素含量和分布特征,并讨论了其物质来源。结果表明,研究区稀土元素含量介于93.90×10-6~220.80×10-6之间,平均含量为138.25×10-6,接近上陆壳含量。REE整体表现出轻稀土富集、重稀土含量相对均一的特征,Eu呈明显负异常,无明显Ce异常。应用富集系数、判别函数及∑REE-(La/Yb)N等方法判别其物质来源,结果证实研究区沉积物主要为喜马拉雅山和青藏高原来源,还有一部分物质来自中印度半岛,而伊洛瓦底江物质对研究区沉积物组成影响不明显。G-B(恒河-布拉马普特拉河)沉积物标准化后的稀土参数聚类分析表明,印度源区的主要影响范围位于研究区西侧,其控制因素主要是物质供应方式及孟加拉湾表层环流,尤其是东印度沿岸流(EICC)对印度源区物质的输运。     

大沽河地下咸淡水过渡带的水-岩作用模拟

大沽河是青岛市最大的地下水源地,过量开采导致严重的地下咸水入侵,研究地下咸-淡水的地球化学作用对于地下咸水的治理具有重要的指导作用。本文选取大沽河地下咸淡水过渡带作为研究区,在地下水动态监测的基础上,通过地下水水质和含水介质矿物分析,借助当前成熟的水文地球化学模拟软件—PHREEQC 2.0,计算地下水中主要离子和络合离子的含量,定量确定矿物的饱和指数和地下水流向上矿物相与水之间的物质交换量。研究结果表明:(1)地下水中钠、钾、镁、钙主要以单一离子形态存在,硫、碳主要以络阴离子形态存在,而硅和铝主要以络合物形态存在;(2)在地下水流动路径上,方解石、白云石、伊利石、高岭土处于过饱和状态;而石膏、CO2、氯化钠、萤石、玉髓处于不饱和状态;(3)咸淡水过渡带地下水化学类型由HCO3-Ca·Na型水向Cl-Na型水转变的趋势。     

大沽河泥沙来源的重矿物分析及其环境意义

应用矿物分析的方法研究大沽河下游泥沙的来源,研究表明,大沽河上游和小沽河流域的重矿物特征有很大的不同,大沽河上游段以高的普通角闪石含量为标志,绿帘石、钛铁矿具有较高的含量。小沽河和大沽河下游的重矿物组成以普通角闪石+绿帘石+透闪石+石榴石为主,重矿物特征相似性明显,其重矿物含量和主要重矿物相对含量都比较相似,数值相差不大,而且矿物的形态特征、矿物的种类也一致。这说明大沽河下游的泥沙主要来源于其支流小沽河,因此,小沽河流域的水土保持是大沽河河道以及胶州湾沉积环境整治的关键。     

广东近岸海湾表层沉积物的稀土元素特征及其物源示踪

本文对广东省近岸10个典型海湾的表层沉积物进行了系统的稀土元素(rare earth elements,REE)测试和分析,以期发现沉积物的物源组成特征及其控制因素。研究结果表明,同一海湾内沉积物的稀土丰度差异不明显,但不同海湾之间具有一定的差别(133.58—251.77mg.kg 1)。球粒陨石标准化配分曲线表现出轻稀土(La到Eu)富集、重稀土(Gd到Lu)亏损、δEu负异常等典型的陆源沉积物特征;PAAS(Post-Archean Australian Shale)标准化配分模式显示出明显的中稀土(Sm到Ho)富集特征,与已报道的国内河流沉积物REE特征相似。海湾沉积物与入海河流沉积物及流域内的原岩组成特征的比较说明,后者对海湾沉积物的控制作用明显。REE配分曲线的一致性和中稀土富集特征表明海湾沉积物主要来自汇入海湾的山溪及河流输入的沉积物。     

长江水下三角洲表层沉积物稀土元素特征

长江水下三角洲表层沉积物稀土元素的含量约为160×10-6,重稀土元素的含量约为42×10-6,稀土元素总量约为202×10-6,轻稀土元素的含量约为重稀土元素含量的4倍。现代三角洲的前缘斜坡轻稀土元素、重稀土元素、稀土元素总量依次大于前三角洲、现代三角洲向晚更新世三角洲过渡区及晚更新世三角洲区。三角洲不同区域稀土元素的分布模式相同,均呈现Eu的负异常,δEu介于0.64~0.70之间,平均0.67,在河海相互作用下,随着河流动力的减弱和海洋动力的加强,Eu的负异常加大。南支外Ce的异常与河口锋带有关,晚更新世三角洲Ce的异常与台湾暖流有关。轻稀土元素在现代三角洲前缘斜坡较富集,而重稀土元素在前三角洲区富集,REE在沉积物中的解吸或部分溶解过程是控制长江水下三角洲表层沉积物稀土元素分布特征的主要因素。长江水下三角洲表层沉积的REE受到粒径和盐度的双重控制。     

庙岛群岛西部海域表层沉积物常量和稀土元素的分布特征及其物源指示意义

通过对庙岛群岛西部海域表层沉积物常量、稀土元素的系统研究,探讨了表层沉积物元素地球化学特征、控制因素及其物质来源。结果表明,庙岛群岛西部海域表层沉积物常量元素以SiO₂和A1₂O₃为主,SiO₂含量随着沉积物粒径变粗逐渐增大,Al₂O₃含量随着沉积物粒径变细逐渐增大。稀土元素(Rare Earth Element,REE)呈现轻稀土元素(Light Rare Earth Element,LREE)富集、重稀土元素(Heavy Rare Earth Element,HREE)平坦以及中等程度的Eu负异常等特征,轻重稀土分异明显,稀土元素球粒陨石配分曲线与黄河沉积物类似。通过因子分析和相关性分析发现研究区沉积物的元素含量主要取决于陆源碎屑,海洋生物沉积和化学作用对沉积物元素含量有一定的影响,元素含量基本服从粒度控制规律。物源判别结果显示,庙岛群岛西部海域沉积物主要来源于黄河物质和辽河物质,并且从南到北辽河物质的混合比例逐渐升高,黄河物质的混合比例逐渐降低。     

九龙江河口区稀土元素地球化学特征

用电感耦合等离子体质谱（ICP-MS）对2007年10月航次采集的九龙江河口区溶解态、悬浮颗粒态、沉积物样品中的稀土元素（REEs）进行了测定,对REEs的地球化学特征进行研究.结果表明,REEs在各相态中的含量范围如下：溶解态的为0.1 ng/dm^3（Eu）～1.96μg/dm^3（Ce）,悬浮颗粒态的为0.28（Tm）～142.83（Ce）mg/kg,沉积物的为0.25（Tm）～99.65（Ce）mg/kg;溶解态、悬浮颗粒态及沉积物中REEs球粒陨石标准化配分曲线均表现为负斜率型,九龙江河口为LREE相对HREE富集型河口.九龙江河口溶解态、悬浮颗粒态、沉积物三相态中REEs含量受流域土壤、地表径流等源区因素影响较大.Ce异常值在各相态中表现为负异常.     

冲绳海槽玄武岩玻璃主量、微量元素地球化学特征

The Okinawa Trough(OT) is a back-arc basin at an initial spreading stage that is under the influence of subduction of the Philippine Sea Plate. In this study, we analyzed the geochemical compositions of basaltic glass in the OT and discussed the effects of different magmatic sources, evolution, and subducted components in basalts. Our results showed that the middle and southern regions of the OT exhibit characteristics consistent with an iron-rich tholeiite series. Trace element proportions conform to the typical spider diagram pattern characteristic of back-arc basin basalts, rich in large ion lithophile elements(LILEs) including Rb, Ba, Pb, U, and Th, while depleted in high field-strength elements(HFSEs) including Nb, Ta, Zr, Hf, and Ti. The distribution of rare earth elements(REEs) is also consistent with enrichment by right-leaning light rare earth elements(LREEs).The addition of enriched mantle type I(EMI) materials as well as mantle heterogeneity may have led to variable degrees of enrichment in different regions. The magma source of the middle trough has undergone crystallization towards pyroxene, while development of plagioclase was restricted partly, and the crystallization of spinel and olivine ceased altogether. At the same time, crystallization of the southern OT magma source was dominated by olivine and including the formation of plagioclase, pyroxene, and magnetite(or titanomagnetite). Finally, the results of this study showed that 90% Th, 95% Ba in the southern basalt, 50%–70% Th and 70%–90% Ba in the middle basalt originated from subducted component. Different subducted component influence may be due to different subduction zone structural feature.     

南沙群岛珊瑚礁生态系中稀士元素的垂直转移过程研究

海洋沉积物中稀土元素的分布、转移行为已有许多报道。地球环境中稀土元素的行为是当今地学研究的热门课题,稀土元素的分布特性和转移行为研究与环境有极大的相关性,通过研究环境中稀土元素的转移行为就可了解环境演变的信息,所以海洋环境中稀土元素的研究具有重要的意义(Fleet,1984; Piper,1974; Schijf et al.1995;赵一阳等,1994;王中刚等,1989;张丽洁等,1995)。海洋中颗粒物质垂直转移过程研究对研究海洋在全球变化(特别是全球气候变化)中有重要意义,但目前的研究仅集中于以碳为核心的生源要素和某些微量元素(宋金明等,1996;宋金明,1997),至今稀土元素在海水中垂直转移过程研究尚未见报道。珊瑚礁生态系是最重要的海洋生态系之一,研究珊瑚礁生态系中稀土元素的垂直通量,即热带海域稀土元素在海水中垂直转移过程,继而椎测对全球气候变化的影响,为研究海洋在全球气候变化中的作用提供了新课题。 本文首次报道用沉积物捕捉器(ST)收集南沙珊瑚礁潟湖中颗粒物质,研究稀土元素的垂直通量和不同形态稀土的垂直通量,以及稀土元素垂直转移的控制因素。     

闽浙沿岸海域春季溶解态稀土元素的分布和来源

通过2017年5月闽浙沿岸附近海域航次的温度、盐度和溶解态稀土元素(Rare Earth Elements,REEs)的实测数据,对该海域溶解态REEs的分布、配分模式以及主要影响原因进行了分析。结果表明:研究区域,盐度随着采样站位离岸距离的增加而增大。溶解态REEs则呈现近岸高而远岸低的分布特点。造成这种分布状况的原因:一是近岸陆源河流的输入导致近岸盐度低,REEs浓度高;二是受到高温高盐水(台湾暖流水和黑潮次表层水)的入侵,造成远岸盐度高而溶解态REEs元素浓度低。不同站位的溶解态REEs的配分模式有明显区别。近岸低盐站位由北向南,重稀土元素富集程度逐渐增大,反映了陆源不同河流的输入。通过溶解态REEs的配分模式发现,远岸高盐站位会受到台湾暖流和黑潮次表层水的共同影响。     

东菲律宾海表层沉积物中元素的赋存状态

为了解东菲律宾海不同类型表层沉积物中元素的赋存状态,采用化学提取方法对有无新型铁锰结壳发育站位表层沉积物样品进行了分级提取及测试,不同类型表层沉积物中成矿和稀土元素的赋存状态总体一致,表明研究区表层沉积物形成于相似的地质和海洋环境中。成矿元素中Fe绝大部分赋存在残渣态中,Mn、Cu、Co和Ni则主要赋存在铁锰氧化物结合态中,稀土元素也主要赋存在这两个相态中,碳酸盐结合态、铁锰氧化物结合态和有机结合态对重稀土元素优先吸附或具络合作用,引起重稀土元素的相对富集和铈的负异常,残渣态优先吸附轻稀土元素,导致轻稀土元素的富集和铈的正异常,火山物质则使表层沉积物残渣态表现出铕的正异常特征。同时,不同表层沉积物样品间也存在一定的差异,这与其局部形成条件——铁锰结壳发育与否有关。     

东海内陆架泥质区表层沉积物稀土元素的分布特征

通过对东海内陆架泥质区30个表层沉积物样品中的稀土元素、主微量元素、TOC、CaCO3、沉积物粒度进行了分析,讨论了影响稀土元素分布的原因。结果显示东海内陆架中ΣREEs为182.8～221μg/g,均值为206.5μg/g,明显高于黄土、黄河及雅鲁藏布江中稀土元素的含量,与长江、瓯江中稀土元素含量接近。稀土元素的球粒陨石标准化配分模式及(La/Yb)N比值显示,轻稀土显著富集,存在显著的δEu异常。稀土元素上地壳标准化配分模式显示稀土元素与上地壳之间不存在显著的分馏,稀土元素存在显著的"四分性"。稀土元素与粒径、有机质、CaCO3之间不存在相关性,表明研究区中稀土元素含量不受上述3个因素的控制。元素比值及稀土元素上地壳标准化配分模式显示研究区稀土元素主要源于长江。     

海南岛三亚小东海岸礁礁坪沉积物的稀土元素分布特征

对海南岛三亚小东海东北岸礁礁坪表面沉积物的稀土元素进行了分析,结果表明,沉积物的∑REE为80.22mg/kg,稀土元素含量球粒陨石标准化分布模式呈现轻稀土富集、重稀土亏损,Eu明显负异常(0.58),Ce无异常,Y/Ho低(27.60)的陆相模式特征.根据小东海礁坪沉积样品稀土元素的空间分布情况可以推测出礁坪珊瑚表面...     

南黄海西部陆架区表层沉积物稀土元素及其物源分析

对南黄海西部陆架区486个表层沉积物样品的稀土元素进行了测试分析。结果表明:稀土元素总量分布特征受粒度影响,其含量总体上随平均粒径的减小而升高,但在局部站位其含量还可能受矿物控制。稀土元素相关参数,如轻重稀土元素分异度、铈异常以及铕异常基本不受粒度影响,而主要受源岩组分控制,可以进行有效的物源判别。研究区不同站位沉积物中稀土元素配分曲线均为右倾的负斜率模式,相对富集轻稀土元素,显示中等程度的铕负异常,无明显铈异常。稀土元素相关参数物源判别表明研究区物质主要来源于黄河。