雅浦海沟南部超深渊沉积物成分与形貌

对雅浦海沟南部超深渊D151站位(137^°37^''45^″E,8^°2^''23^″N)柱状沉积物的含水率、总有机碳(TOC)和多种金属元素含量、粒径以及表面形貌进行分析,结果表明该沉积物含水率为55%~72%,和马里亚纳海沟^“挑战者^”深渊沉积物的较为接近,高于冲绳海槽北部沉积物的;且随深度增加而减小,这可能与上覆沉积物的挤压作用有关。沉积物TOC质量分数和^“挑战者^”深渊以及渤海湾的接近,低于冲绳海槽北部和雅浦海沟北部的;TOC质量分数随沉积深度增加而减小,这可能与有机物的降解有关。沉积物样品中的Cd,Co,Cu,Mn,Ni,Zn等元素主要受岩石剥蚀的影响,Al,B,Ca,Fe,Mg,V等元素主要受陆源物质影响。沉积物中发现的火山玻璃碎片对应火山事件;Ba,Cd,Co,Cu,Mn,Ni,Sb,Sr,V,Zn的质量分数在16~18 cm 沉积层出现最大值,可能与火山活动有关。D151站位沉积环境为氧化环境,沉积物的主要来源为陆源和火山源,包括粉砂和砂质粉砂,粒度接近于冲绳海槽北部的,高于^“挑战者^”深渊的;沉积方式以均匀悬浮为主。沉积物C-M 图的数据点分布较为分散,可能与雅浦海沟西侧较为陡峭有关。由于位于碳酸盐补偿深度(CCD)以下,沉积物中的微体古生物化石以硅质为主,未发现钙质生物。故该站位沉积物的水动力环境在地质历史中整体较为稳定。     

西太平洋雅浦海沟区海水中CH4和DMSP的垂直变化特征

本研究首次探究了西太平洋雅浦海沟北段从表层到超深渊海水中甲烷（CH₄）及二甲基硫（DMS）的前体物质二甲基巯基丙酸内盐（DMSP）的浓度变化情况。结果表明:雅浦海沟海水甲烷浓度变化范围为1.49~3.87 nmol/L。其上层海水甲烷平均浓度最高，有明显的次表层极大现象。雅浦海沟氧最小层海水的甲烷平均浓度最低；在500~1 000 m中层水中甲烷浓度有一定程度的增大，1 000 m以下至底层甲烷浓度继续升高。研究海区溶解态DMSP（DMSPd）和总DMSP（DMSPt）平均浓度的垂直变化随深度呈先增大后减小趋势，颗粒态DMSP（DMSPp）的平均浓度随深度呈波动式变化，在中层达到最大。雅浦海沟CH₄和DMSP浓度垂直变化受浮游生物、微生物、光照、温度、压力、大洋环流等的复杂影响。在真光层海水中，CH₄浓度与DMSPd、DMSPp和DMSPt浓度表现为负相关关系，在200 m至底层海水中，CH₄浓度与DMSPd、DMSPp和DMSPt浓度表现为正相关关系，显示光照条件是造成雅浦海沟不同深度海水CH₄和DMSP浓度相关性差异的关键因素。     

西太平洋新不列颠海沟表层沉积物的地球化学特征及其物源指示

海沟通常拥有全球最深的区域——深渊,由于地理位置、地形地貌和气候等差异,海沟沉积物可能有不同的物质来源。因此,为进一步了解海沟深渊区的物质组成与来源,选取近陆的新不列颠海沟作为研究对象,通过分析其海底表层沉积物的地球化学特征,追踪新不列颠海沟不同水深与区域的沉积物来源。研究发现不论位于半深海、深海,乃至深渊区域,新不列颠"八字型"海沟的表层沉积物主要来自于周边岛屿的火山物质,但"八字型"海沟的西支和东支有差异,西支主要为新不列颠岛东部Rabaul火山和北部火山群及所罗门群岛的火山物质,其中在西支的最北站位新不列颠岛北部火山物质的比例最高。与西支相比,东支还受到了更多来源于TLTF(Tabar、Lihir、Tanga和Feni火山)火山链物质的影响,海沟东西支物源的差异与该地区复杂的洋流密切相关。此外,西支海沟轴部(最底端)站位更多来源于岛屿河流沉积物,受火山物质影响相对较小。     

太平洋东部CC48孔沉积物稀土元素地球化学研究

研究样品于１９８８年采自太平洋东部ＣＣ４８孔。通过对沉积物稀土元素地球化学特征的分析发现：（１）各种类型深海沉积物的稀土含量有所差别，以稀土元素总量而论，深海粘土＞硅质软泥＞硅钙质软泥＞钙质软泥；沉积物中的自生矿物、硅质生物成因的非晶质ＳｉＯ２及碎屑矿物对稀土元素起富集作用，而生物ＣａＣＯ３则起分散作用。（２）稀土元素含量随深度发生变化。为地层划分提供了依据，应用元素地层学方法将岩芯分成５个层段。     

沉积环境对雅浦海沟沉积颗粒物组成和分布的影响

通过对西太平洋雅浦海沟不同水深沉积物中总有机碳（TOC）、总氮（TN）、碳稳定同位素（δ13C）、粒度组成和比表面积（SSA）等参数的分析，探讨了雅浦海沟不同水深沉积颗粒物来源、分布及其影响因素的异同。结果表明，雅浦海沟沉积物TOC含量和δ13C平均值分别为（0.34%±0.14%）和（-20.8‰±0.7‰），其中海洋浮游植物、陆源土壤和维管植物来源有机碳（OC）的贡献分别为（70%±3%）、（22%±3%）和（8%±2%），且不同水深差异不大，海沟内沉积物的横向输运可能是深部沉积OC的重要输入途径。由于水深更深站位沉积颗粒物中具有更强的微生物活动和在水柱中更长的保留时间，导致其TOC和TN含量较低，但δ13C无明显差异。水深较浅站位TN含量、SSA、粒径组成和中值粒径等参数垂向变化波动较更深站位更为显著，表明海沟沟壁水深较浅处物源输入和沉积环境的不稳定。同时，由于低OC含量、低SSA以及高密度的海底火山喷出岩在海沟水深较浅的沟壁坡折处的广泛分布，导致该区域粒径组成与TOC含量无显著相关性，而较深站位中TOC含量与粉砂呈正相关，与砂和黏土含量呈负相关。整体而言，雅浦海沟沉积物中粉砂粒级颗粒物是OC的主要载体，而SSA是影响海沟沉积OC剖面分布的最重要因素。     

雅浦海沟海参(Synallactidae)肠道微生物多样性及系统进化分析

为研究超深渊海参肠道微生物多样性,了解其所在沉积环境的物质循环特征,利用MiSeq高通量测序技术,对雅浦海沟海参肠道微生物16S rDNA的V3-V4和V4-V5可变区基因序列进行了扩增,并与近岸养殖刺参(Apostichopus japonicus)肠道微生物的多样性和组成进行比较。实验结果显示,与养殖刺参比雅浦海沟海参肠道细菌的多样性(辛普森指数和Chao1指数)和丰富度(ACE指数和香农指数)均较低;雅浦海沟海参肠道细菌主要包括γ-变形菌(Gammaproteobacteria,34.1%)、α-变形菌(Alphaproteobacteria,16.0%)和拟杆菌(Bacteroidetes,24.0%),古菌主要由奇古菌门(Thaumarchaeota,98.8%)组成;雅浦海沟海参肠道中,化能自养的氨氧化古菌亚硝化侏儒菌属(Nitrosopumilus)相对丰度达95.6%,甲基营养的硝酸盐还原菌(Methylotenera)相对丰度为10.6%;而养殖海参肠道中硫酸盐还原菌(28.1%)和硫氧化菌硫卵形菌属(Sulfurovum,13.7%)的相对丰度较高。16S rDNA基因序列的系统进化分析结果表明,亚硝化侏儒菌与超深渊沉积环境中奇古菌门亲缘关系最近,且遵循氨氧化古菌从陆地到深海进化的理论;雅浦海沟海参和养殖海参的肠道微生物组成差异可能反映了超深渊和近海沉积环境中氮循环、硫循环特征。本研究可以为揭示超深渊物质循环和能量流动及生命演化提供参考。     

南海碳酸盐溶解与深海沉积物类型

根据南海深海沉积物中CaCO_3含量和浮游有孔虫溶解指数的变化,推测南海碳酸盐溶跃层和补偿深度分别为3000m和4000m。结合各种钙质浮游生物壳的被溶蚀现象说明碳酸盐溶解的特征并讨论其主要的影响因素。并认为碳酸盐溶解作用是影响南海深海沉积物类型分布的主要因素,因而提出南海深海沉积物的类型及分析其分布格局。     

北太平洋中部沉积作用的探讨

为探索深海的沉积作用,将大量调查和分析资料作了详细研究,认为该区的沉积物可分为钙质软泥、硅钙软泥和红粘土。沉积物类型的分布受水深等因素的控制,调查区东部以钙质软泥为主,西部以红粘土为主;钙质软泥多在5200m以浅,硅钙软泥一般在5200～5300m,5300m以深以红粘土为主。5300m左右是该区的碳酸钙补偿深度。本文还较深入地分析了该区的正常沉积和再沉积作用。     

南海东北部表层沉积中微体化石与碳酸盐溶跃面和补偿深度

通过对南海东北部(12°～22°N,116°～122°E)表层沉积中的浮游有孔虫、底栖有孔虫、钙质超微化石、硅质与钙质生物丰度和比值的定量分析以及碳酸盐含量的测定,发现碳酸盐含量、浮游有孔虫、钙质超微化石丰度以及钙质生物比值随水深的增大迅速减小,而底栖有孔虫占有孔虫全群的比值和硅质生物比值以及底栖有孔虫胶结质壳类的百分含量却随水深的增大迅速增加.研究表明,调查区内微体化石丰度和比值以及碳酸钙含量的高低,与碳酸盐溶跃面(lysocline)和碳酸盐补偿深度密切相关,碳酸盐溶跃面和碳酸盐补偿深度南、北还存在一定差异,碳酸盐溶跃面南部较北部深,南部在2 600 m上下,北部则在2 200 m上下;碳酸盐补偿深度也是南部的较深,南部为3 600 m上下,而北部在3 400 m上下.     

南海东北部表层沉答中微体化石与碳酸盐溶跃面和补偿深度

通过对南海东北部(12°～22°N,116°～122°E)表层沉积中的浮游有孔虫、底栖有孔虫、钙质超微化石、硅质与钙质生物丰度和比值的定量分析以及碳酸盐含量的测定,发现碳酸盐含量、浮游有孔虫、钙质超微化石丰度以及钙质生物比值随水深的增大迅速减小,而底栖有孔虫占有孔虫全群的比值和硅质生物比值以及底栖有孔虫胶结质壳类的百分含量却随水深的增大迅速增加.研究表明,调查区内微体化石丰度和比值以及碳酸钙含量的高低,与碳酸盐溶跃面(lysocline)和碳酸盐补偿深度密切相关,碳酸盐溶跃面和碳酸盐补偿深度南、北还存在一定差异,碳酸盐溶跃面南部较北部深,南部在2600m上下,北部则在2200m上下;碳酸盐补偿深度也是南部的较深,南部为3 600 m上下,而北部在3 400 m上下。     

海沟沉积物研究进展

俯冲的大洋板块在自身的重力以及上覆板块的挤压下,下潜时牵引洋底向下倾伏,从而形成了深邃的海沟。板块及其所携带的沉积物在这里俯冲到地幔深处,构成了全球物质循环的重要部分。海沟地处极端环境,海沟沉积物的沉积作用不同于陆架和浅海地区,其物源和水动力基本控制了沉积模式,但海沟沉积物的物源、沉积环境和沉积机理则更为复杂。海沟沉积物受控于各种类型的构造运动,包括由上覆板块刮削下来的深海沉积物和洋壳碎片堆积而成的沉积增生楔;由海沟重力滑塌、地震等因素引发的浊流沉积;以及由火山活动带来的火山物质等。同时,海沟沉积物也受控于海沟逐渐形成过程中和形成后的各种沉积作用,例如生物化学沉积和漏斗效应。由于海沟沉积物的沉积过程受到漏斗效应的影响,使得海沟沉积一般比深海盆地堆积速度更快,堆积厚度也更大,但在海沟的不同位置或不同海沟之间,堆积厚度也会有所不同。海沟的这些沉积机理和沉积过程的差异,影响了海沟沉积物的性质,包括沉积物粒度、矿物、生物等都有所差异。文章根据海沟以上的沉积特点,分析了不同海沟之间和同一海沟内部海沟沉积厚度以及沉积物的粒度特征、矿物组成和生物特征的差异,并总结了海沟重力滑塌、浊流沉积、火山活动、生物化学沉积、漏斗效应这五种海沟沉积机理对海沟沉积物沉积过程的影响。文章最后展望了海沟沉积物的研究热点,希望在此基础上促进海沟沉积物的进一步研究。     

印度洋钙质软泥和硅质软泥稀土元素组成和富集机制

本文针对采自印度洋深海中最常见的两类生物成因沉积物——钙质软泥和硅质软泥，开展了全岩样和不同粒级组分中常微量元素、稀土元素和Y（REY）含量的系统分析，探讨了两类沉积物中REY的组成特征、物质来源和富集机制。研究表明，钙质软泥以富含CaO和Sr为主要特征，硅质软泥则富集SiO₂、Al₂O₃、Fe₂O₃等。钙质软泥中∑REY平均含量为40.56×10-6，轻稀土元素（LREE）略有富集，REY有向细粒沉积物中富集的特征，PAAS标准化后全岩样和不同粒级组分均表现为Ce负异常、Eu和Y正异常；REY以自生来源为主，继承了海水的组成特征，同时也受到了热液流体物质和洋底玄武岩风化产物的影响。硅质软泥中∑REY的含量为248.54×10-6，LREE相对富集，REY在4φ以细的沉积物中富集；研究站位沉积物中∑REY含量处于边界品位附近，但在细粒级沉积物中重稀土元素（HREY）含量则达到了工业品位；该类沉积物细粒组分中REY主要来自陆源或火山碎屑组分中黏土矿物和铁锰氧化物吸附作用，粗粒组分中REY来源则主要与生物作用相关；硅质软泥中REY的富集与沉积物中磷灰石等矿物相关，部分不同来源的REY可能是在沉积之后的成岩过程中再次分配向磷灰石、钙十字沸石等矿物中富集。     

楚科奇海与白令海表层沉积中的钙质和硅质微体化石研究

通过对北冰洋楚科奇海和令海41个表层沉积样品中的有孔虫、介形类等钙质微体化石和硅藻、放射虫、海绵骨针等硅质微体化石的定量分析，发现表层沉积中浮游有孔虫几乎缺失，这可能与该区表层生产力相对低、碳酸盐溶解作用较强有关，而底栖有孔虫和硅质微体化石的丰度分布则明显受表层沉积物类型、表层初级生物生产力和碳酸盐溶解作用所控制。其中，北冰洋楚科奇海陆架区有孔虫丰度和分异度低，含少量浅水介形类，放射虫在陆架浅水区缺失，但含有较多硅藻和海绵骨针等其它硅质微体化石，反映该区由于海冰、表层海水温度较冷而导致表歧初级生产力相对低。白令海陆坡区底栖有孔虫丰度比较科奇海高一个数量级，底栖有孔虫分异度也相对高，硅藻、放射虫、海绵骨针等硅质微体化石的丰度与钙质化石一样，其丰度比楚科奇海明显高，反映表层初级生产力相对高。根据白令海陆坡区底栖有孔虫和硅质微体化石丰度、底栖有孔虫胶结质壳比值的水深变化，推测该区碳酸盐溶跃层和补偿深度（CCD）相对浅，分别位于水深2000m和3800m处。     

九州-帕劳海脊南段及邻近海域表层沉积物元素地球化学特征及其地质意义

菲律宾海地理位置特殊,蕴含着丰富的前沿地球科学问题,是研究地球多圈层相互作用的天然实验室。近年来,菲律宾海中部九州-帕劳海脊南段已成为研究热点,但对其表层沉积物物质来源和沉积环境了解尚存在不足。本文通过对采集于九州-帕劳海脊南段水深为3 900～6 100 m的69个站位样品开展沉积地球化学研究,旨在判别沉积物的物质来源和沉积环境空间变化特征。结果表明：研究区底质类型为远洋黏土和硅质软泥,不同类型沉积物的碎屑组分化学风化程度均较低,受分选和再循环的影响较小,是亚洲风尘物质和岛弧火山物质的混合产物,且以亚洲风尘物质为主;研究区不同类型站位的沉积环境基本一致,整体处于氧化沉积环境,底层水体氧化还原条件不是研究区沉积物中过渡金属（如Mo）元素富集的控制因素,铁锰（氢）氧化物是连接水体-沉积物中过渡金属元素源-汇过程的重要纽带。此外,底部氧化还原条件可能不是该海域硅藻席沉积保存的必要条件。     

东太平洋CC区西区表层沉积物黏土矿物和地球化学特征

本文以太平洋CC区西区12个表层沉积物样品作为研究对象,对其粒度、化学组分和矿物成分进行分析,讨论其沉积环境和物质来源。研究区地处深海,主要以深海黏土和硅钙质黏土为主,含有少量的硅质黏土、黏土质硅质软泥和黏土质钙质软泥。黏土矿物成分主要是蒙皂石和伊利石,含有部分的高岭石和绿泥石。黏土矿物组成表明,区内沉积物主要是陆源,由高空气流携带而来,南极底流和热液活动对其物源的来源有一定影响。沉积物地球化学特征也表明,物源以陆源为主,稀土元素分布曲线和北太平洋表层海水稀土曲线类似,且表现出强的Ce亏损,表明生物活动导致的生物沉降对表层沉积物也有一定的影响。     

南海东部海域表层沉积物类型的研究

南海东部海域表层沉积物可被分为11种类型:含岩块砾石黏土质粉砂、贝壳珊瑚砂、黏土质粉砂、钙质黏土、钙质软泥、有孔虫砂、深海黏土、含铁锰微粒粉砂质黏土、硅质黏土、含火山灰硅质黏土、含火山灰粉砂质黏土.这些类型按物源和成因可被分为陆源碎屑、钙质碎屑和硅质碎屑、火山碎屑3大类型,其中陆源碎屑分布面积约占50%,钙质碎屑占20%,硅质碎屑和火山碎屑各占15%.在物质来源、海底地形、火山作用、生物作用、水动力条件等因素影响和控制下,由于沉积环境的差异,故区内褐色类沉积物最多(60.68%),灰色类沉积物次之(38.20%),黄色类沉积物最少(1.12%).台湾省以南到17°N以北海区沉积物以陆源沉积物分布为主;巴士海峡以西海区沉积物较粗,常含砂岩块和砾石;东沙群岛以东海区钙质生物碎屑沉积丰富;中、西部海区以含铁锰微粒沉积物为主;中、南部海区水深大,主要分布硅质沉积物;南部海区、礼乐滩北缘沉积物受礼乐滩珊瑚碎屑影响大,沉积物类型为钙质软泥.     

南海中部深海沉积物的~(14)C年龄测定

本文根据南海中部海区17个样品的~(14)C年龄测定结果,叙述了深海沉积物的~(14)C测年方法和步骤;同时对南海中部深海沉积物中生物碳酸盐中的无机碳和有机碳所测定的~(14)C年龄差别进行了讨论。认为南海中部深海沉积物中的无机碳~(14)C年龄偏老于有机碳的~(14)C年龄,但偏老程度不大。认为有机碳的~(14)C年龄是可靠的。     

雅浦俯冲带北段地球物理场及构造活动性分析

雅浦俯冲带北段和马里亚纳俯冲带西南端均受加罗林岛脊俯冲影响,但是二者的地球物理特征存在显著差异。通过分析雅浦俯冲带北段和马里亚纳俯冲带的地球物理特征,对比了二者之间的海底地形、重力异常、地震活动和应力场等特征。结果表明：①雅浦海沟北段外缘发育垒堑构造带,马里亚纳海沟西南端加罗林岛脊俯冲区域水深明显变浅,加罗林岛脊俯冲最前端形成凹角。②雅浦岛弧北段和马里亚纳岛弧西南端加罗林岛脊俯冲区域高布格异常值反映了强烈的构造侵蚀可能导致火山弧地壳缺失,岛弧之下高密度物质上涌。③雅浦俯冲带北段和马里亚纳俯冲带西南端地震活动性弱并且缺乏高震级地震,说明加罗林海脊岛脊的俯冲阻塞降低了俯冲带的构造活动性。马里亚纳俯冲带西南端存在少量的中源地震,表明该区域板片俯冲深度比雅浦俯冲带北段更深。④马里亚纳俯冲带西南端的地震存在更多的走滑分量,与加罗林板块的倾斜俯冲、加罗林岛脊的倾斜碰撞有关。⑤加罗林岛脊相对于海沟走向的俯冲角度是造成雅浦俯冲带北段和马里亚纳俯冲带西南端的地球物理特征存在差异的主要原因。     

深海沉积物分类与命名的参数指标和主成分分析

对于南海中部(118个表层沉积物样,水深82~4 420 m)、东部(106个表层沉积物样,水深700~4 508 m)海域的表层沉积物的粒度资料按小于200 m,200~2 000 m,大于2 000 m水深段对水深、平均粒径、黏土含量进行统计分析,结果表明从陆架到陆坡再到深海,平均粒径和黏土含量随水深增加呈非常有规律的变化;把大于2 000 m水深区域再细分为大于2 500 m,大于3 000 m,大于3 500 m,结果表明平均粒径和黏土含量随水深增加几乎无变化,在南海中部水深大于2 000 m海域平均粒径为3.39~3.54μm,黏土平均含量为54.91%~55.47%;在南海东部水深大于2 000 m海域平均粒径为3.25~3.37μm,黏土平均含量为53.91%~54.56%。研究表明2 000 m水深具有划分深海沉积物的指示意义。南海中部水深大于2 000 m海域黏土平均含量为55.19%,平均粒径为3.39μm;在南海东部水深大于2 000 m海域黏土平均含量为53.91%,平均粒径为3.37μm;在南海中部、东部水深大于2 000 m海域平均粒径均小于4μm,黏土平均含量均大于50%,表明深海沉积物粒度特征是平均粒径小于4μm和黏土平均含量大于50%。黏土含量是非生物组分的代表和划分深海沉积物类型的一个独立参数,钙质生物和硅质生物组分是另外两个独立参数。南海东部海域表层沉积物中55种元素总含量为47.50%,硅、铝、钛、钠、钾、磷、钙、镁、铁、锰十种主元素含量为47.03%,其他45种元素含量为0.47%,虽然沉积物来源复杂、成因不同,但沉积物化学主成分并不复杂,主要由前10种主元素和氧元素组成。沉积物主元素铝、钙、硅分别富集于黏土、钙质沉积、硅质沉积中。通过建立沉积物生源组分与碳酸钙、三氧化二铝、二氧化硅的量化关系,可把碳酸钙、生物二氧化硅作为钙质生物和硅质生物的两个替代参数。     

南海西部表层沉积物钙质浮游生物分布与碳酸盐溶解

对南海西部300多个表层沉积样品中的浮游有孔虫和钙质超微化石定量分析表明，几乎所有样品均含浮游有孔虫、钙质超微化石，但丰度相差十分悬殊，浮游有孔虫丰度介于0．5～36673个／g之间，钙质超微化石丰度为0～1725个／10个视域，两者的分布规律相似。在陆坡区钙质浮游生物最富集，尤其在西沙群岛西南、南沙西部礁滩附近海区丰度最高；向深海盆区和陆架浅水区，钙质浮游生物丰度均下降。但从两者的丰度分布来看，其溶解程度不同，浮游有孔虫更容易溶解，在200～2000m水深区，丰度最高，2000m以下丰度锐减；而钙质超微化石的最富集区在500～3000m，且3000m以下仍较丰富。从碳酸盐的分布来看，本区碳酸盐的临界补偿深度(CCrD)为3500m，而CCD大于4300m，碳酸盐的溶解主要由有孔虫和钙质超微化石构成。