西南印度洋中脊钙质沉积物地球化学及矿物学特征

深海沉积物研究能够为海底资源开发利用提供丰富的信息,对推动沉积学发展具有重要的理论意义。以中国大洋科考20航次西南印度洋中脊附近的钙质沉积物为研究对象,选取了10个沉积物样品进行了X射线衍射物相分析、扫描电镜分析、碳氧同位素及微量元素测试。结果表明,研究区钙质沉积物矿物组成主要为方解石,黏土矿物含量较低。方解石以钙质超微化石颗石藻及有孔虫的形态存在,碳氧同位素特征显示超微化石生活在正常的近表层海水环境中,死亡后埋藏环境稳定。稀土元素具有总量低、轻重稀土元素分异明显、Eu中等负异常、Ce中等负异常的特征。微量元素中富亲石元素、贫亲铁元素,亲生物元素Sr、Ba含量远高于其他元素。微量元素特征及Ceanom值说明沉积环境偏氧化。沉积物中大量的生物成因方解石及地球化学特征反映了研究区物源以生物源为主、含有少量陆源及幔源物质的特点。     

北大西洋IODP U1313站位早更新世深海沉积物陆源组分粒度特征及其环境意义*

北大西洋地区是全球环境变化研究的热点区域。对IODP（国际综合大洋钻探计划）北大西洋306航次U1313站位深海沉积物陆源组分的粒度分析发现,陆源组分主要由黏土(粒径小于4μm)和极细粉沙(4～8μm)两个粒级构成,以黏土为主,分选性较差。通过与钙质超微化石、有孔虫等生物化石资料和同位素测年等技术相结合,重建了古气候的变化情况：(1)2.415～1.897 Ma BP,气候呈周期性波动;(2)1.897～1.640 Ma BP,气候变化相对平缓;(3)1.640～1.471 Ma BP,气候波动剧烈且频繁。粒度指标所反映的几次粗颗粒增多事件与早更新世期间数次气候变冷事件的发生时间一致。1.6 Ma BP前后粒度参数的突然变化,可能与地球轨道参数的改变有关,进一步证实地球轨道参数作为气候系统外部驱动力的重要性。     

大洋环流型式转换在冰期旋回中的作用及经典第四纪冰期理论质疑

迄今所获的地质证据，包括深海沉积物氧同位素、大陆冰盖、山地冰川以及南北两极冰芯记录，均表明最后一次冰期终止始于１４０００ａＢ．Ｐ·前，先于米兰科维奇天文理论推算的最大太阳辐射率的出现。地质记录同时表明，冰期－间冰期振荡以时间上不对称的１０００００ａ周期为主。这一非对称性以漫长的冰盖建造和迅速的冰盖消融为特征。而轨道要素引起的太阳辐射率波动以４１０００ａ、２３０００ａ和１９０００ａ周期为主。因此，地质记录显示冰期气候对太阳辐射率变化并无严格的直接响应关系。本文在讨论经典冰期气候理论的同时，着重评述近来发展的大洋环流－气候关系模式。该模式以能量、水体质量和大洋盐度平衡为依据，强调大西洋环流传送带对气候的影响。根据深海沉积物的化学记录该学说认为，冰期期间的大洋环流型式与现代不同。新仙女木寒冷事件可为大洋环流型式转换对气候影响的一个例证。就目前存在的有关冰期气候理论的一些问题，文中最后也做了讨论。     

锆石变生程度与放射性元素含量间的定量研究

为获得锆石变生程度与放射性元素质量分数之间的相互关系,对来自山东蒙阴金伯利岩中的锆石进行了阴极发光、激光拉曼光谱、离子探针测试和研究.研究表明,锆石样品的年龄近于一致;按照拉曼光谱特征峰1000cm-1左右的强度/半高宽比值和放射元素质量分数(wB)可以将锆石分为全晶质锆石、弱变生锆石、变生锆石、强变生锆石4类.放射元素总质量分数(wB)与拉曼光谱特征峰1000cm-1左右的强度/半高宽比值(H/W,设为r)之间符合经验关系方程:(1/r)1/2=1.3×10-2·(wB/10-6)1/2—0.11,可以借助锆石在1000cm-1左右的拉曼光谱特征峰值强度/半高宽比值并采用这一经验关系方程来大致计算出拉曼测试位置的放射性元素的质量分数.     

综合大洋钻探计划

正综合大洋钻探计划(Integrated Ocean Drilling Program, IODP)是一项旨在通过研究海底沉积物和岩石来探索地球历史和结构的宏大国际研究计划。其前身国际大洋钻探计划《Ocean Drilling Program, ODP)和深海钻探计划     

Comparative study on the geochemical characteristics of rare earth elements in deep-sea sediments from different regions of the Pacific OceanSCIEI北大核心CSCD

太平洋深海沉积物中富集稀土元素(REY,包括钇),被认为是富有潜力的新型稀土资源。(含)沸石粘土、深海粘土和多金属软泥是主要的富含REY的沉积物类型,其中(含)沸石粘土和深海粘土在中、西北太平洋海盆大面积分布,而多金属软泥则多分布于靠近东太平洋洋脊热液活动的深海盆地中。目前关于中、西北太平洋海盆的深海粘土和(含)沸石粘土已有较多的研究,但关于多金属软泥中REY的研究较少。不同区域、不同类型深海沉积物中的稀土元素赋存状态有何差异?影响稀土富集的机制又是什么目前尚不清楚,也就进一步影响了对深海沉积物稀土资源的勘查和开发工作。本文分析对比了太平洋不同区域不同类型深海沉积物的地球化学特征及矿物学特征。结果表明,总体上,中、西北太平洋海盆深海沉积物中,尤其是(含)沸石粘土中的REY含量明显高于东太平洋海盆多金属软泥REY含量,其REY的富集主要与磷酸盐有关。超常富集REY(∑REY>2000×10^(-6))的沉积物中的CaO/P_(2)O_(5)比值趋向于一致(~1.4),几乎接近于磷灰石CaO/P2O5比值(~1.3),因此REY主要赋存载体为磷灰石,该区沉积物中REY的富集可能受到磷酸盐化的影响;东太平洋海盆多金属软泥明显受到热液影响,铁和锰的含量明显增加,但其∑REY含量集中于500×10^(-6)~800×10^(-6),不随铁和锰的增加而变化,REY的富集仍与磷酸盐关系密切,而与铁锰物质和铝硅酸盐关系不大。中、西北太平洋海盆富稀土的深海沉积物形成时处于较强的氧化环境,同时又有充足的含磷物质补给,才造成REY在该区沉积物中的超常富集;而东太平洋海盆多金属软泥虽然处于氧化环境,但缺少足够的磷补给,所以其∑REY含量通常低于中、西北太平洋海盆沸石粘土中∑REY含量。     

基于激光诱导击穿光谱技术的深海稀土元素识别与定量分析探索

深海稀土在世界大洋中广泛分布，其资源潜力巨大。我国是最早开展深海稀土调查的国家之一，引入新技术、新方法有助于未来海洋稀土资源的开发与利用。激光诱导击穿光谱(LIBS)作为一种新型的海洋原位探测技术，具备深海稀土原位分析的能力。本文将LIBS技术引入深海沉积物稀土元素的探测与分析中，以富稀土深海沉积物标准物质(GBW07586～GBW07590)为研究对象，识别出16种稀土元素(Pm除外)的LIBS特征光谱峰，并以此验证了LIBS用于La等6种稀土元素的定量分析能力，可实现ppm量级的灵敏检测。本文阐述了LIBS技术面向深海稀土矿检测的适用性，研究结果将为未来LIBS深海稀土原位探测提供重要依据，为深海稀土资源评估与开采提供支撑。     

综合大洋钻探计划

正综合大洋钻探计划(Integrated Ocean Drilling Program,IODP)是一项旨在通过研究海底沉积物和岩石来探索地球历史和结构的宏大国际研究计划。其前身国际大洋钻探计划(Ocean Drilling Program,ODP)和深海钻探计划(Deep Sea Drilling Project,DSDP),是20世纪地球科学领域规模     

综合大洋钻探计划

正综合大洋钻探计划(Integrated Ccean Drilling Program,IODP)是一项旨在通过研究海底沉积物和岩石来探索地球历史和结构的宏大国际研究计划。其前身国际大洋钻探计划(Ccean Drilling Program,ODP)和深海钻探计划(Deep Sea Drilling Project,DSDP),是20世纪地球科学领域规模     

综合大洋钻探计划

正综合大洋钻探计划(Integrated Ocean Drilling Program, IODP)是一项旨在通过研究海底沉积物和岩石来探索地球历史和结构的宏大国际研究计划。其前身国际大洋钻探计划(Ocean DrillingProgram, ODP)和深海钻探计划(Deep Sea Drilling Project, DSDP),是20世纪地球科学领域规模     

综合大洋钻探计划

正综合大洋钻探计划(Tntegrated Ocean Drilling Program, IODP)是一项旨在通过研究海底沉积物和岩石来探索地球历史和结构的宏大国际研究计划。其前身国际大洋钻探计划(Ocean Drilling Program, ODP)和深海钻探计划(Deed Sea Drilling Project, DSDP),是20世纪地球科学领域规模     

苏北盆地末次间冰期以来的气候变化记录

通过对苏北盆地 XH1 钻孔上部 25 m 沉积岩心的研究,重建了苏北盆地末次问冰期以来的气侯环境变化.根据对苏北盆地 XH1 钻孔岩心地层年代、质量磁化率、孢粉的研究,可以较为清晰地划分出末次间冰期--深海氧同位素 5 阶段(25.0～16.5 m)、末次冰期早冰阶--深海氧同位素 4 阶段(16.5～12.5 m)、末次冰期间冰阶--深海氧同位素 3 阶段(12.5～9.5m)、末次冰期冰盛期--深海氧同位素 2 阶段(9.5～5.8 m)、冰后期--深海氧同位素 1 阶段(5.8～0 m).XH1 钻孔记录与深海沉积物氧同位素和古里雅冰心氧同位素的对比研究表明,它们之间有着较好的一致性,但苏北盆地 XH1 钻孔记录与我国西部古里雅冰心记录更为相似,这可能揭示了气候环境变化在全球背景下的区域性特征.     

山东半岛石笋记录的倒数第二次冰消期δ18O变化特征及其气候环境意义

文章基于山东半岛岩溶洞穴(上小峰洞)一根长约41 cm的石笋SD1的铀系测年和稳定同位素组成分析,获得138. 0~125. 8 ka B. P.平均分辨率为30年的石笋δ18O 和δ13C时间序列,并据此讨论了倒数第二次冰消期区域气候和环境变化的特征及与全球变化的联系.在倒数第二次冰消期,上小峰洞石笋( SD1)δ18O的变化与中国南方石笋δ18O的变化具有类似的阶段变化特征,进一步确认了冰消期北大西洋气候对亚洲季风的重要影响.通过对山东石笋高分辨δ18O记录进行时间序列分析,发现该记录存在显著的约60年、 75年和1620年周期,表明太阳活动和北大西洋涛动与该地区气候变化有紧密的联系.同时,通过对比东亚季风区高分辨率石笋记录,认为在倒数第二次冰消期为"两步冰消"的变化特征.除此之外,上小峰洞石笋碳酸盐δ18O冰期和间冰期平均值的差异仅为0. 7‰,远小于内陆洞穴石笋碳酸盐δ18O冰期和间冰期平均值的差异(羊口洞约为1. 4‰,董哥洞约为2. 2‰,三宝洞约为2. 4‰).这一显著差异可能主要源于海岸线迁移造成的海陆格局的变化对区域季风降水及降水氧同位素组成的重要影响;并且冰期-间冰期海平面变化对近海环境记录、大陆架下垫面、海洋沉积物气候指标等都可能产生影响.     

综合大洋钻探计划

正综合大洋钻探计划(Integrated Ocean Drilling Program,IODP)是一项旨在通过研究海底沉积物和岩石来探索地球历史和结构的宏大国际研究计划。其前身国际大洋钻探计划(Ocean Drilling Program,O DP)和深海钻探计划(Deep Sea Drilling Project,DSDP),是20世纪地球科学领域规模     

矿物测年技术在深海多金属硫化物找矿中的应用

<正>自1978年在EPR21°N附近发现深海热液多金属硫化物沉积以来,各国学者又在大西洋洋脊、印度洋洋脊等全球主要大洋中脊单元和弧前、岛弧和弧后盆地发现了深海多金属硫化物矿点或矿体,该类矿床因富集Cu、Pb、Zn、Au和Ag等金属而受到人们在科学认识和经济价值方面的兴趣。我国作为全球最大的发展中国家,经济稳固发展的同时对一些金属矿产特别是贵金属、稀有金属的需求也日趋强烈。在近年来国内深海资源(包括深海多金属硫化物资源)调查研究加速发展的背景下,寻找有     

贵珊瑚方解石的FTIR光谱特征

对3种贵珊瑚方解石的FTIR光谱的测量以及与无机成因方解石的FTIR光谱的对比分析,结果表明生物成因方解石与无机成因方解石的FTIR光谱存在差异。生物成因方解石样品的υ2,υ3和υ4带的平均值与标准无机方解石υ2,υ3,υ4带的位移达到2.5cm-1,6.5 cm-1和6.2 cm-1。方解石中的υ2,υ3和υ4带可用于区分方解石的生物或无机成因。生物成因方解石的FTIR光谱频移特征可能与其低结晶度、纳米粒径和晶格畸变有关。     

深海热液金属硫化物矿电性结构

深海热液金属硫化物矿位于水深数千米的大洋洋底,其形态、规模及电性参数难为人知,迄今尚未有由实测数据推导其电性结构的研究.依托于“大洋一号”,在大西洋洋中脊、西南印度洋洋中脊实施了多次深海热液金属硫化物矿探测试验,实地采集热液金属硫化物矿瞬变电磁响应数据,并对试验数据进行反演分析.分析表明:大西洋TAG(trans-Atlantic geotraverse)热液区及西南印度洋49°4′E,37°5′S热液区内,深海热液金属硫化物矿形似生长于洋壳内的“蘑菇”,矿体呈透镜状或似层状结构,分布于热液喷口的卤水池内,电阻率约为0.1 Ω·m,规模为50~250 m,厚度范围为20~50 m;热液烟囱直径为10~50 m,周围岩石发生热液蚀变,蚀变岩石电阻率在0.2~0.5 Ω·m,以热液通道为中心呈圈层状变化.依据深海热液金属硫化物矿的形态特征及电性参数,矿体的电性结构模型可简化为T型异常体.      

全球海水剖面Fe同位素组成的不均一性及其影响因素

全球海水剖面Fe同位素组成存在显著不均一性.对大西洋洋中脊、大西洋近海岸带、东太平洋和西太平洋弧后扩张中心多个站位的海水剖面溶解Fe浓度和Fe同位素组成进行了综合分析,得出以下主要认识:（1）不同区域的海水剖面溶解Fe浓度和Fe同位素组成呈现不同的变化特征,海水Fe同位素的变化趋势与海水溶解氧浓度变化一致,而与海水溶解Fe浓度呈镜像变化关系;（2）不同深度的海水溶解Fe浓度和Fe同位素组成特征的主要控制因素不同.表层海水受到大气降尘、生物作用影响呈现富重Fe同位素特征,受河流的影响Fe同位素组成偏轻;深层海水主要受到深海沉积和海底热液活动的影响,其中沉积物中的非还原溶解Fe导致海水富集重Fe同位素,而受洋中脊热液流体影响的深部海水显著富集轻Fe同位素;（3）将目前已知海底热液溶解Fe通量最小值（0.5 Gmol/a）作为全球大洋的热液溶解Fe通量,利用不同来源的溶解Fe同位素与其通量间的关系估算海底热液对海洋的Fe循环的贡献为~5.5%.由于海底热液流体的Fe通量可能远大于0.5 Gmol/a,因此,海底热液活动对海洋溶解Fe的贡献可能远超过前人的估算结果（6.0%）.      

综合大洋钻探计划

<正>综合大洋钻探计划(Integrated Ocean Drilling Program, IODP)是一项旨在通过研究海底沉积物和岩石来探索地球历史和结构的宏大国际研究计划。其前身国际大洋钻探计划(Ocean Drilling Program, ODP)和深海钻探计划(Deep Sea Drilling Project, DSDP),是20世纪地球科学领域规模     

深海大型沉积物波的特征与成因

20世纪60年代末期以来,随着深海钻探计划(DSDP)及大洋钻探项目(ODP)的成功实施,一个引人注目的发现是在世界各大洋盆地中2000～4500 m深海底广泛发育一种大面积分布的大型沉积物波,包括沙波和泥波,特别是泥波更为普遍.