长江口海域表层沉积物常量元素地球化学及其地质意义

通过对长江口外海域187个表层沉积物样品进行常量元素氧化物(SiO₂,Al₂O₃,Fe₂O₃,MgO,CaO,Na₂O,K₂O,P₂O₅,TiO₂,MnO,TOC和 CaCO₃)测试,分析其空间分布特征及其地质意义。结果显示,研究区表层沉积物常量元素氧化物主要由SiO₂,Al₂O₃,Fe₂O₃,MgO,CaO,Na₂O,K₂O和TiO₂等组成,这8种组分约占沉积物总量的91.59%;其中SiO₂和Al₂O₃含量最高,平均值分别为62.43%和11.16%。R型因子分析结果表明,研究区表层沉积物的常量元素氧化物可以分为3类:第1类包括SiO₂,Al₂O₃,Fe₂O₃,MgO,P₂O₅,TiO₂和MnO;第2类包括CaO,K₂O,CaCO₃和TOC;第3类包括Na₂O,这3类可能分别代表了陆源碎屑沉积、海洋生物和陆源混合沉积以及海洋化学沉积。Al₂O₃/Na₂O和CIA的空间分布较为相似,指示了长江入海物质主要堆积在长江口及其以南的123.5°E以西海域,闽浙冬季沿岸流是其主要驱动力。     

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。     

辽东半岛西南及渤海中部海域表层沉积物的地球化学

依据2007年调查资料,通过对辽东半岛西南及渤海中部海域212个站位表层沉积物粒度及元素地球化学分布特征的研究,分析了重金属潜在生态危害,评价了沉积物环境质量,采用R型和Q型分析探讨了元素地球化学组合。结果显示:研究区表层沉积物元素分布基本遵循"粒度控制律"和物源效应,元素含量与中国浅海及其沿岸河口沉积物地球化学含量相当;沉积物环境质量总体良好,重金属的生态危害指数较小。计算表明,区域沉积物地球化学组合有3种类型:莱州湾以东海域Al2O3、F2O3、Na2O组合,辽东湾东岸及渤海中部海域以SiO2为主的组合,大连市南部近岸海域CaO、CaCO3及重金属组合。     

渤海海峡表层沉积物地球化学特征

通过对渤海海峡412个站位的表层沉积物粒度及123个站位的表层沉积物地球化学特征分析,探讨了其空间分布特征、元素相关性、元素组合特征、表层沉积物沉积动力环境及沉积物输运方式,揭示了沉积物地球化学特征的环境意义。结果表明:研究区表层沉积物常量元素以SiO_2和Al_2O_3为主,随着沉积物粒径变粗SiO_2含量逐渐增加,Al_2O_3含量逐渐减小。全区表层沉积物微量元素含量最高为Ba。各类型沉积物中元素的富集因子表明元素含量的变化服从粒度控制规律。采用聚类分析方法,将元素分布划分为5个分区:残留沉积区、老铁山水道区、水道东西两侧区、海峡中部区和海峡南部区。     

末次冰期以来南极斯科舍海东南部沉积物来源与环境变化

本文通过南极斯科舍海东南部海域DC-11岩芯稀土元素(REE)特征及其与生源硅(BSiO₂)、磁化率、Al₂O₃、Fe₂O₃的耦合关系,深入探讨了34 ka BP以来研究区沉积物的来源及冰山-海流-大气搬运历史。结果表明,DC-11岩芯沉积物REE含量变化与Al₂O₃相似,主要赋存于陆源碎屑之中,BSiO₂对其有明显稀释效应。末次冰期REE含量高,页岩标准化模式平坦,Eu正异常弱,La_N/Yb_N比值较大,沉积物主要来源于地壳相对较老的威德尔海周边地区,磁化率、△Al₂O₃、TFe₂O₃/Eu比值证实该时期沉积物中南美风尘物质多。冰消期早期(19.6～14.1 ka BP)气候快速回暖,西风带与海洋锋面南移,南美风尘输入迅速减弱,南极绕极流南部分支增强,导致南设德兰群岛-南极半岛的冰山...     

北极东西伯利亚陆架沉积物物源:来自黏土矿物和化学元素的证据

本文对北极东西伯利亚陆架表层沉积物进行了粒度、黏土矿物以及常微量元素测定,阐述了粒度、黏土矿物和常微量元素的分布特征。利用因子分析与聚类分析划分了不同的沉积区,并探讨了各区沉积物的主要来源。结果表明,研究区可以划分为4个沉积区:(1)东西伯利亚海近岸河口区(Ⅰ区),沉积物以粉砂和砂质粉砂为主,TiO₂、Zr、SiO₂含量较高,其他元素在该区都处于低值,La/Th与Zr/Hf比值在4个沉积区中为最大值,黏土矿物中伊利石含量占绝对优势,约为70%,该区受到河流与海岸侵蚀物质输入的强烈影响;(2)东西伯利亚海中部(Ⅱ区),沉积物以粉砂和泥为主,MnO、Ba与Ni等元素在该区含量较高,黏土矿物组合与Ⅰ区类似,La/Th和Zr/Hf比值比Ⅰ区略低,该区沉积物以河流输入的细粒沉积物为主,受海冰等过程的影响发生了混合,随着离岸距离的增加,海洋自生组分开始增多;(3)东西伯利亚海北部深水区(Ⅲ区),沉积物以泥为主,Al₂O₃、K₂O、V、Li等在该区达到最大值,La/Th和Rb/Th比值与Ⅱ区极其类似,伊利石含量在该区为最低值,蒙皂石与高岭石含量在该区达到最大值(>10%),该区细粒沉积物很可能受大西洋水体以及波弗特环流的影响;(4)楚科奇海(Ⅳ区),该区沉积物主要由粉砂和砂质粉砂组成,CaO、P₂O₅等在该区含量较高,Rb/Th、La/Th与Zr/Hf均为4个沉积区的最小值,绿泥石在该区最为富集,该区沉积物受太平洋入流水的影响强烈。     

甘肃青土湖地区不同类型沙丘的表沙理化特征及其环境意义

沙丘表层沉积物的理化特征在揭示风沙的来源、沉积过程、风化作用等方面具有重要作用。本研究采用野外实地采样和实验室分析方法分析了甘肃青土湖地区不同类型沙丘表层沉积物的粒度和地球化学特征。结果表明：(1)青土湖地区沙丘表层沉积物以细砂为优势粒级,平均含量达72.08%,其次为极细砂,黏粒成分很少。频率分布曲线为单峰分布,概率累积曲线表现为三段式,反映出沉积环境较为稳定。(2)研究区沙丘表层沉积物常量元素以SiO₂为主,平均含量为76.40%,其次为Al₂O₃和CaO,平均含量分别为5.05%、3.74%。微量元素以Cr、Mn、Co、Sr、Ba、Ti、Ce和P为主,平均含量均>100 mg/L。(3)Y、Zr和Y/Zr、Rb/Zr双变量图、A-CNK-FM图解表明巴丹吉林沙漠和腾格里沙漠为其沙源。风沙搬运过程中的磨蚀、风选作用是研究区富集Fe、Mg元素的主要原因。此外,下伏湖相沉积物就地起砂,石羊河冲积物也为其提供了部分沙物质。(4)A-CN-K和A-CNK-FM三角模式图表明研究区风化程度较弱,处于初期脱Na、Ca阶段。...     

南海北部191柱状沉积物主元素特征及其古环境意义

应用XRF法对南海北部陆坡191柱状沉积物中主元素进行分析,结果显示,全柱沉积物中SiO₂含量最高,其次是CaCO₃,Al₂O₃和CaO。在垂向分布上CaCO₃和CaO含量分布基本一致,SiO₂,Al₂O₃,Fe₂O₃,K₂O,MgO含量变化相似。结合AMS碳-14测年,可将191柱状样划分为5个地球化学层,主元素和MgO与Al₂O₃含量比值在垂向上的旋回变化反映了南海北部氧同位素3期以来末次冰盛期、冰后期、晚冰期的气候变化、海平面波动及陆源物质供应的变化,并对Heinrich事件、格陵兰高频气候振荡(D/O)旋回、新仙女木事件以及普林斜氏虫低值事件等全球性短周期气候事件有很好的对应关系,但受区域影响,在时间上有所滞后。氧同位素3期以来的沉积速率并未显示出南海普遍存在的间冰期比冰期、暖期比冷期的沉积速率低的规律,而是逐渐减小的,这可能是氧同位素3期频繁的冷热干湿气候振荡导致岩石易于风化破碎受侵蚀后被洪水搬运的缘故。     

东太平洋多金属结核中铁、锰元素的分形演化及其意义

运用分形理论,通过建立不同的相空间,计算了东太平洋多金属结核中的铁、锰元素的时间序列在各相空间中的关联分维,并与其在沉积物岩心中的关联分维进行了对比.通过研究发现,多金属结核中铁、锰元素和沉积物中Fe₂O₃及MnO在分形演化过程中均存在分维吸引子,认为沉积物中的Fe₂O₃和MnO可以用3个变量来描述,它们可能代表了火山、生物和陆地的三种来源,而描述结核中的铁、锰元素却需要14个变量,反映多金属结核中铁、锰元素的来源和/或赋存非常复杂,至少有14个因素在起作用,可能暗示了结核在形成过程中存在复杂的生物化学作用,为多金属结核的生物成因提供了间接的数学证据,同时也合理解释了结核生长结构所具有的自相似韵律现象.     

台西南海域表层沉积物元素地球化学特征及其物源指示意义

对南海台西南海域表层沉积物的常量、微量元素含量分布变化特征、元素相关性以及元素组合特征进行了分析。结果表明,SiO2和Al2O3是研究区表层沉积物中的最主要组分,元素的含量与水深、粒度存在明显的相关性;R型因子分析识别出3个元素组合,分别代表细粒的陆源碎屑沉积组合、粗粒的生物碎屑组合和细粒的生物碎屑组合;研究区表层沉积物的物质来源主要有陆源和生物源两种,以陆源为主。     

北部湾东北部表层沉积物主微量元素空间分布特征

A multi-index analysis including grain size, major and trace elements is performed on the surface sediments from the northeastern Beibu Gulf to trace the sources of the sediments and to understand the controlling factors for elements distribution. The mean grain size exhibits a wide variation ranging from 0.09Φ to 8.05Φ with an average value of 5.33Φ. The average contents of major elements descend in an order of c(SiO_2)c(Al_2O_3)c(Fe_2O_3)c(CaO)c(MgO)c(K_2O)c(Na_2O)c(TiO_2)c(P_2O_5)c(MnO), while those of trace elements exhibit a descending order of c(Sr)c(Rb)c(V)c(Zn)c(Cr)c(Pb)c(Ni)c(Cu)c(As). On the basis of elementary distribution characteristics and statistical analyses, the study area is divided into the four zones: Zone I is located in the northeastern coastal area of the gulf, which receives large amount of fluvial materials from local rivers in Guangxi and Guangdong, China, and the Qiongzhou Strait; Zone Ⅱ is located in the center of the study area, where surface sediments exhibits a multiple source; Zone Ⅲ is located in the Qiongzhou Strait, where surface sediments are dominated by materials from the Zhujiang River and Hainan; Zone IV is located in the southwest of the study area, where surface sediments are mainly originated from the Red River and Hainan. The statistical analyses of sediment geochemical characteristics reveal that the grain size, which is mainly influenced by hydrodynamics and mineral composition of terrigenous materials, is the leading factor controlling the elementary distribution.Meanwhile, impacts from anthropogenic activities and marine biogenic process will also be taken into consideration.     

夏季琼州海峡表层海水二氧化碳分压时空变化

采用船载海?气CO₂连续观测系统于2011年和2014年夏季在琼州海峡开展了现场观测，分析研究了表层海水二氧化碳分压(pCO₂)时空变化及其影响因子。2011年和2014年夏季pCO₂分别为(516±29) μatm和(533±15) μatm，海?气CO₂交换通量分别为(8.4±1.7) mmol/(m2·d)和(4.5±0.4) mmol/(m2·d)，均是大气CO₂的强源，高于相邻及相似海域，主要受控于东口海域上升流和海峡中部狭管效应。2011年夏季东口上升流增大pCO₂的同时也促进了浮游植物繁殖，光合作用吸收水体CO₂，降低了pCO₂，而且受其影响，西口口门附近叶绿素a和溶解氧含量陡增，pCO₂突降。2014年夏季东口海域上升流较弱，且观测海域垂直混合作用显著，pCO₂和溶解氧分布特征与2001年夏季明显不同。海峡中部狭管效应造成水体输运速率大、混合作用强，浮游植物“来不及”生长，pCO₂较高。     

北部湾SO-50柱状沉积物地球化学特征及其物源分析

通过对北部湾SO-50柱状沉积物进行粒度、Sr-Nd同位素、主微量元素及AMS14C分析，结果表明该柱状沉积物可以划分为两段，即上段（0~540 cm，0~3.0 ka BP）和下段（540~571 cm，3.0~3.3 ka BP），它们反映了不同的物质源区贡献。下段较上段砂含量相对较高，主量元素（除SiO₂外）及稀土元素含量相对减少，87Sr/86Sr与ε_Nd除异常点外，总体变化幅度不大。研究结果显示SO-50柱状沉积物的物质来源比较稳定，具有强烈的陆源特征，下段沉积物的源区主要是琼州海峡东侧原有沉积物的再搬运和台湾岛河流携带沉积物的混合，上段沉积物除了琼州海峡东侧和台湾岛的贡献外，周边陆区海岸侵蚀物的贡献相对加强。根据SO-50柱状沉积物的研究结果表明，北部湾东部泥质区的物质来源除了琼州海峡东侧沉积物和沿岸侵蚀物的贡献外，台湾岛河流携带的沉积物对其影响也应引起重视。     

多接收电感耦合等离子体质谱仪测定沉积物中Cu和Zn同位素

本文介绍了海洋沉积物中Cu和Zn同位素的化学预处理及测定方法,报道了冲绳海槽20件表层沉积物和5件柱状沉积物样品的Cu和Zn同位素组成.采用大孔径阴离子交换树脂AGMP-1M,分别以8.2 mol/L HCl+0.01％HF+0.001％H2O2、2 mol/L HCl+0.001％H2O2和0.5 mol/L HNO...     

南海北部春季非水华期的CO_2分压及其调控

针对南海北部和吕宋海峡附近海域的海-气CO2通量及其调控问题,研究了2009年3月底至4月中旬在这些海域通过走航观测的方法取得的海-气CO2分压和海表温度、盐度等相关数据。结果表明,在河口、沿岸流以外的南海北部开阔海域,与大气平衡的CO2分压分布在368~380μatm,南低北高,平均值为371μatm;而海表CO2分压分布在293~405μatm,南高北低。南海北部开阔海域的海表CO2分压主要受温度效应调控,也在一定程度上受水团混合、海-气交换、生物活动等非温度效应的影响。在相同水温条件下,黑潮区的海表CO2分压比南海北部的海表CO2分压低。本研究和大多数前人研究的结果都表明,南海北部海盆区域和吕宋海峡西侧海域在春季与大气CO2接近源汇平衡,而非大气CO2的显著源区。     

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。     

布拜图对PACMANUS热液区Si-Fe-Mn-羟基氧化物沉淀条件的指示

Utilizing Si, Fe and Mn concentrations within the end-member PACMANUS hydrothermal fluid, Si-Fe-MnH_2 O Pourbaix diagrams were constructed at 300°C and 25°C. The Pourbaix diagrams show that the main Si, Fe and Mn oxides species precipitating from the hydrothermal fluid were Si O_2, Fe(OH)_3, Fe_3(OH)_8, Mn_3O_4, and Mn_2O_3 at 25°C. During mixing of hydrothermal fluid with seawater, Si O_2 precipitated earlier than FeMn-oxyhydroxides because of the lower stability boundary. Then Fe(OH)_2 precipitated first, followed by Fe_3(OH)_8 and Fe(OH)_3, and last, small amounts of Mn_3O_4 and Mn_2O_3 precipitated. Fe(OH)_3 was readily deposited in alkaline solution with little influence by Eh. There were many Si-Fe-Mn-concentric particles in the polished sections of the massive precipitates collected from PACMANUS. In the concentric nucleus and ellipsoid, Si oxides precipitated first before the hydrothermal fluid had mixed with seawater. In the concentric nucleus, after the precipitation of Si oxides, the increase of p H and Eh promoted the precipitation of Mn oxides around the Si oxides. In the large ellipsoid, the precipitation of Fe was divided into two periods. In the early period, increase of p H value of hydrothermal fluid produced by low-temperature convection and an input of a small volume of seawater promoted a small amount of Fe(OH)_3 to precipitate in the Si-rich core. In the late period, after complete mixing with seawater and the resultant fluid was close to neutral or slightly alkaline in p H, Fe(OH)_3 was easily precipitated from the solution and distributed around the Si-rich core.     

基于高频地波雷达观测的粤西近海潮流潮能分析

利用粤西海域高频地波雷达观测得到的表层海流资料进行潮流调和分析。结果表明: 粤西近海主要属于不正规半日分潮, 浅水分潮较强。以M₂分潮为例, 潮流运动形式主要为逆时针的往复流为主, 方向沿西北—东南方向。粤西近海的潮能主要由东部陆架输送进来, 潮能自东向西传播, 在大潮期间, 粤西的潮能出现向岸方向分量, 表现为从东南向西北方向传播, 在近岸区域潮能通量传播的方向会发生一个向岸的偏转。通过潮能收支方程计算潮能耗散, 发现粤西近海潮能耗散的高值区在西部岛屿密集区域, 与琼州海峡的存在和琼州海峡东北处地形变化存在明显的相关关系。     

莫桑比克海峡及其邻近海区正压潮流数值模拟与能量收支分析*

莫桑比克海峡及其邻近海区是全球海洋潮流和潮能耗散最强的海区之一。文章利用高分辨率通用环流模式对该海区的正压潮流进行模拟, 并对该海区潮能通量和潮能耗散特征进行分析。结果表明, 莫桑比克海峡及其邻近海区的潮波主要是半日分潮占主导地位, 全日分潮可忽略不计, M₂分潮形成1个左旋潮波系统和1个右旋潮波系统, S₂分潮形成1个左旋潮波系统。莫桑比克海峡和马达加斯加岛南部等绝大数区域的M₂和S₂半日潮流是逆时针旋转, 在马达加斯加岛顶部等局部区域是顺时针旋转, 而且在海峡通道等复杂地形处潮流流速量级较大。潮能通量矢量主要来自东边界, 大部分潮能通量沿马达加斯岛北部传入莫桑比克海峡区域, 其中经过马达加斯加岛北部和进入莫桑比克海峡的M₂ (S₂)分潮的潮能通量分别为156.86GW (40.53GW)和148.07GW (36.05GW), S₂分潮潮能通量的量级大约为M₂分潮的1/5~1/4。底摩擦耗散主要发生莫桑比克海峡和马达加斯加岛南北部, 其中莫桑比克海峡M₂ (S₂)分潮的底摩擦耗散为1.762GW (0.460GW), 占其底部总耗散的43.74% (39.72%)。