黄河沉积物稀土元素地球化学特征

本文以黄河口和小浪底水库表层沉积物、利津水文站悬浮沉积物为研究对象,在分析其物质组成特征的基础上,研究了稀土元素(REE)的含量、配分模式、分异特征及其制约因素,探讨了黄河沉积物REE的物源示踪意义。结果表明,黄河口和小浪底水库表层沉积物、利津水文站悬浮沉积物稀土元素总量(∑REE)平均值分别为178.16×10^-6、181.38×10^-6、158.26×10^-6;三种沉积物REE的上地壳标准化配分模式均为轻稀土富集的略右倾模式,轻稀土的分异程度与黄土相比较高,而重稀土未出现明显分异;Eu和Ce相对于上陆壳物质REE没有发生明显分异;黄河口表层沉积物REE配分模式和分异程度与利津站悬浮沉积物相似度较高,而与小浪底水库沉积物略有差异。黄河口沉积物中的∑REE除受到源岩和沉积物粒度的显著影响外,主要与碳酸盐、磷酸盐及Fe-Mn氧化物等矿物和物质相结合。黄河沉积物REE分异显著弱于长江沉积物,造成两者差异的因素主要为源岩不同导致的沉积物组成的差异,这可作为两类沉积物识别的重要标志。本研究结果可为进一步认识现代黄河沉积物REE组...     

西南印度洋中脊热液产物稀土元素组成变化及其来源

对西南印度洋中脊热液区不同热液产物稀土元素(REE)进行了分析,探讨了热液产物形成过程中稀土元素组成变化及其来源。研究结果表明:不同热液产物稀土元素总量变化范围从3.47×10-7到4.80×10-5,轻重稀土比值(LREE/HREE)从2.06到6.16,表明轻重稀土有较大程度分异,δEu异常(δEu=0.86~3.88)和δCe异常(δCe=0.40~0.86)显示热液产物中REE呈Eu富集和Ce亏损特征。稀土元素球粒陨石标准化模式呈现两种类型:(1)呈轻微富集LREE的平坦模式,REE大于2×10-5;(2)呈显著富集LREE和正Eu异常模式,REE小于5×10-7。模式1类似于洋壳火山岩REE配分模式,而模式2与西南印度洋中脊黑烟囱REE模式相似,也与典型洋中脊热液喷口流体和硫化物LREE富集和正Eu异常模式类似。热液产物中稀土元素含量变化和模式特征以及Mg与LREE极强正相关关系可能反映了西南印度洋中脊硫化物形成在热液流体与海水混合沉淀的初始阶段,后期经历了广泛的热液流体再循环和海水蚀变过程。     

冲绳海槽中部热液活动区岩芯沉积物稀土元素地球化学特征

针对冲绳海槽中部热液活动区附近的沉积物岩芯(H9),利用碱熔法和等离子体发射光谱法对其稀土元素组成进行了分析。结果表明,在岩芯中稀土元素含量在75—80cm段发生转折,75cm以上岩芯段沉积物中稀土元素总量相对较高,而且稀土元素总量,尤其是轻稀土元素总量,与(Fe+Mn)/Al相关性较好。该段沉积物中稀土元素页岩标准化配分模式呈右倾或近似水平,突出特征表现为轻稀土间的明显分异和Eu的相对富集,与热液源稀土元素组成极为相似。与热液流体和热液硫化物相比,分异程度和Eu正异常程度都较低,同时,具有明显的负Ce异常,与海水的稀土配分模式相类似。由此可见,热液活动对该岩芯上段沉积物中稀土元素组成具有重要影响,一方面表现为热液源物质的直接输入,另一方面表现为热液颗粒物质沉积过程中对海水中稀土元素的清扫。     

南海大气颗粒物数浓度(NCN)与云凝结核数浓度(NCCN)分布特征及不同来源颗粒物活化特性分析

本研究于2020年9月,在中国南海进行大气颗粒物粒径分布(PNSDs)与云凝结核数浓度(N_CCN)观测,并在剔除船舶自身排放的污染信号数据后进行了颗粒物数浓度(N_CN)、吸湿性参数(κ)与活化率(AR)计算分析。研究结果显示,南海海域N_CN范围为(0.78～34)×10³ cm^-3,计算均值为(4.1±4.0)×10³ cm^-3,与未受到明显陆源颗粒物传输影响时段下的清洁海洋背景数浓度值相比高约一个数量级。结合后向气流轨迹分析发现,南海秋季颗粒物受陆源与海洋源的共同影响,当受陆源影响为主时,气溶胶颗粒物主要来自亚欧大陆与菲律宾群岛,对应来源下的N_CN均值分别为(2.7±0.68)×10³ cm^-3与(8.3±4.9)×10³ cm^-3,在过饱和度(SS)为0.4%下,N_CCN(N_CCN0.4     

西南印度洋龙方斤热液区羽流信号的检测与通量估算

热液流体在物理化学特征方面与周围海水存在较大差异,探测温度异常和浊度异常是寻找热液羽状流信号的重要手段。本文采用“大洋一号”科考船第20航次的拖曳CTD数据和浊度数据,以及21航次的定点CTD数据,研究了西南印度洋龙方斤热液区的温度异常和浊度异常现象。研究表明热液区中性浮力层在水深2 550~2 650 m间,厚度约为100 m,温度异常达0.01 ℃;水深 2 750~2 800 m间亦有温度异常,最大可达0.08 ℃;温度异常水深处存在相应的浊度异常。深层背景海水位温和位密间存在简单线性关系。此外,经初步估计,热液活动区初始浮力通量为8.78×10^-4 m⁴/s³;通过中性浮力层估算热液热通量,约为130±43 MW。     

冲绳海槽Jade热液场烟囱物稀土元素和锶、钕同位素地球化学特征

热液烟囱物是弧后扩张盆地现代海底热液活动成矿系统的重要产物.冲绳海槽中的伊是名(Izena)海洼Jade热液活动区烟囱物稀土元素特征表现为轻稀土元素相对富集,并具有铕的较强的正异常.87Sr/86Sr和143Nd/144Nd的平均值分别为0.708928和0.512292,介于冲绳海槽海水和海槽酸性浮岩中的值之间.这些特征表明,Jade热液活动区的热液硫化物矿床的成矿物质来源于下伏的酸性火山岩.矿床的成矿机制可描述为:下渗的海水被加热,它与酸性火山岩发生水-岩热化学交换反应时淋滤出大量的成矿物质形成以富含轻稀土元素为特征的热水溶液;当热液喷出并发生快速结晶沉淀时,形成了以具有轻稀土元素相对富集和铕的正异常为特征的铜-锌硫化物和重晶石-非晶质SiO₂型矿石.     

深圳湾浮游细菌生物量的时空动态及影响因素

自2015年5月至2016年3月在深圳湾布设了3个站位,对该海域进行了每季至少1次共7个航次的浮游细菌生物量调查。结果表明:(1)深圳湾浮游细菌生物量季节均值的变化范围为(4.90~86.90)×10^-2μg·mL^-1,总均值为3.14×10^-1μg·mL^-1;(2)深圳湾浮游细菌生物量的季节变化模式为:冬季(5.98×10^-1μg·mL^-1)>秋季(3.02×10^-1μg·mL^-1)>夏季(2.79×10^-1μg·mL^-1)>春季(7.52×10^-2μg·mL^-1);(3)从空间分布来看,浮游细菌生物量湾中含量最高,湾口其次,湾顶最低;(4)深圳湾浮游细菌生物量与亚硝氮含量呈极显著的正相关(P<0.01),与氨氮含量呈显著正相关(P<0.05);(5)深圳湾水体中浮游细菌丰度季节均值变化范围为(2.45~43.50)×10⁶个·mL^-1,年均值达1.57×10⁷个·mL^-1;(6)从整体的细菌丰度及生物量来看,深圳湾海域呈现富营养化状态,湾中最严重,湾口次之,湾顶最轻。     

海水悬浮颗粒物中不同形态磷的测定

分别采用硫酸过硫酸钾作为氧化剂进行高压消解和用浓度为1 mol/dm³盐酸浸泡提取,然后用磷钼蓝分光光度法测定海水悬浮颗粒物、沉积物中的总磷和无机磷,用差减法得到有机磷。悬浮颗粒物总磷(PTP)和无机磷(PIP)质量浓度分别为(632.4～651.7)×10^-6和(436.6～452.6)×10^-6时,其相对标准偏差小于1.44%。悬浮颗粒物总磷、无机磷和有机磷的回收率分别为97.2%～101.3%,97.8%～100.4%和97.3%～102.3%。所建立的分析方法可用于海水、河口水悬浮颗粒物及沉积物中不同形态磷的测定。     

中印度洋洋盆GC11岩心富稀土深海沉积的元素地球化学特征

对中印度洋洋盆的沉积GC11岩心开展了主量元素、微量元素和稀土元素分析研究，根据主微量元素相关性特征、稀土元素富集程度以及澳大利亚后太古代平均页岩归一化模式特征，初步探讨了GC11岩心的沉积地球化学特征，以及影响稀土元素富集的可能因素。研究表明，GC11岩心稀土元素总量在400.64×10?6～742.74×10?6，平均值为658.41×10?6，略低于邻近海域的GC02岩心，与沃顿海盆DSDP213岩心中含沸石型深海粘土层位中的稀土元素含量相当。δCe负异常明显，(La/Yb)_N为0.42，显示重稀土相对富集的特点。稀土元素与P₂O₅呈显著正相关性，CaO/P₂O₅的平均值为2.3，表明生物钙磷灰石可能是稀土元素的主要载体矿物，而铁锰水合物可能对富集稀土元素有一定的促进作用，但影响不大；GC11岩心中δCe负异常程度远低于GC02岩心，略低于DSDP213岩心，中稀土富集特征与GC02和DSDP213岩心基本一致。不同程度陆源物质的混入可能是导致以上不同岩心中稀土元素富集程度和分馏特征的主要原因。     

南海神狐海域表层沉积物稀土元素地球化学

南海神狐海域表层沉积物稀土元素总量变化较大,分布范围为66.8～218.3μg/g,平均值为128.1μg/g,相对接近于中国黄土(w(∑REE)=170.66μg/g);∑REE受"粒度效应"控制,主要富集于黏土质粉砂中;各类沉积物及与中国黄土、上陆壳和珠江口沉积物的稀土元素标准化曲线的变化趋势基本一致,表明这些沉积物具有相同的物源区,且具有大陆地壳性质。铈的负异常主要受陆源源区气候环境变化控制,而与海水关系不大。∑REE与CaO、CaCO3和Sr元素呈负相关,与Al2O3、K2O、SiO2呈正相关,表明稀土元素与生物作用基本无关,可能主要吸附于黏土矿物表面和赋存于陆源碎屑矿物的晶格中。     

深海富REY泥中稀土元素赋存载体及其富集机制研究进展

综合前人发表的关于太平洋、大西洋以及印度洋等深海沉积物中稀土元素含量的数据,本文较为系统地阐述了全球深海富REY泥(REY-rich mud)的分布,分析了不同沉积环境下富REY泥中稀土元素的赋存载体及其控制因素,并进一步探讨了赋存载体中稀土元素的富集机制。研究发现深海富REY泥主要分布在太平洋和印度洋的深海盆地中,其中西北太平洋南鸟岛附近海域沉积物中稀土元素最为富集,是较为有利的稀土资源勘探潜力区。邻近热液区,深海沉积物中稀土元素含量受热液活动影响较大,稀土元素的主要赋存相是Fe-Mn水合(氢)氧化物,可能是热液流体扩散过程中,颗粒物中的Fe-Mn水合(氢)氧化物等吸附(scavenge)海水中的稀土元素所致。而在远离热液区的正常深海富REY泥中,高磷含量以及低沉积速率是导致其稀土含量相对较高的主要因素,赋存载体主要是生物成因磷灰石(鱼牙骨碎屑)。在磷灰石早期成岩阶段,海水和孔隙水中的REY进入磷灰石,在羟基磷灰石晶格中REE~(3+)与磷灰石中的Ca~(2+)发生类质同象替代:REE~(3+)+Na~+?2Ca~(2+)和REE~(3+)+Si~(4+)?Ca~(2+)+P~(5+),使其不断地富集稀土元素,但这还需要进一步研究。     

马里亚纳海沟挑战者深渊初期多金属氧化物的 矿物学、地球化学特征及其成因环境研究

对大洋27航次在西太平洋马里亚纳海沟挑战者深渊获取的3个多金属氧化物样品进行了X射线矿物衍射分析、穆斯堡尔谱分析及地球化学元素分析,研究其矿物、地球化学特征差异。结果表明,所取样品处于多金属氧化物发育的初始阶段,具有独特的矿物地球化学特征:(1)相较于太平洋CC区及中太平洋海盆获取的多金属结核样品,本研究样品的矿物组成中含有异常高的石英、斜长石以及黏土矿物,而水羟锰矿和钙锰矿含量较低。(2)样品中铁相矿物主要为正方针铁矿(91.6%),另含少量纤铁矿(8.4%),推测是纤铁矿向更加稳定的正方针铁矿衍变的结果。(3)由于样品中深海黏土组分以及氧化物核心物质的混入,加上吸附金属氧化物时间较短,导致SiO₂和Al₂O₃含量均高于正常结核,而Fe、Mn、Cu、Co、Ni等其余金属元素含量较低。(4)由于形成时间较短,样品中稀土元素含量相对较低,ΣREE仅约为0.4×10^-3(一般太平洋CC区及中太平洋结核中稀土含量均大于1.0×10^-3);加之海水氧化还原作用的降低以及研究区海底热液活动的影响,Ce元素未表现出多金属结核中常见的正异常。     

琼东南盆地深水区钻井岩屑稀土元素地球化学特征及其对沉积物源和环境的指示

对琼东南盆地深水区YL19A钻井岩屑样品进行了稀土元素(REE)地球化学特征分析,旨在研究琼东南盆地深水区的沉积物源及古环境变化。钻井岩屑样品的球粒陨石标准化REE配分模式总体呈轻稀土(LREE)富集、重稀土(HREE)亏损的右倾式,但在各时代地层之间表现出一定的差异。崖城组和陵水组岩屑呈明显的Eu正异常,而梅山组、三亚组和黄流组岩屑呈Eu的弱负异常,指示了沉积环境和沉积物源上的变化。在早渐新世时期,研究区物源以来自周边凸起的火山碎屑和陆源碎屑为主,沉积环境为海陆过渡相;自渐新世晚期开始,随着琼东南盆地全区发生海侵,研究区水深逐渐加大,沉积环境由海陆过渡相变为浅海相,物源变为远源陆源物质,并具有红河与海南岛多物源混合的特征,红河沉积物对物源的贡献相对较大,基性火山物质对物源的贡献减弱。YL19A钻井岩屑的REE地球化学特征在距今30、28.5、25.5和23.8Ma等地层界面处均发生明显的突变,对区域性构造运动事件有明显的响应。     

REE and Sr-Nd isotope characteristics of hydrothermal chimney at Jade area in the Okinawa Trough

Hydrothermal chimney is a product of hydrothermal activity on the seabed. Chimney samples dredged from Jade hydrothermal area in Izena depression of the Okinawa Trough, are characterized by relatively enriched light rare earth elements (LREE) and strongly positive Eu anomalies. 87Sr/86Sr and 143Nd/144Nd of these samples are exactly between those of seawater and of acidic pumice, averaged at 0.708928 and 0.512292, respectively. These characteristics imply that the main source of hydrothermal sulfide at Jade area is possibly the undersurface acidic rocks. The mineralizing mechanism can be summarized as follows: Large amount of mineralized material would be leached out and LREEenriched hydrothermal solution would be subsequently produced as a result of thermo-chemical exchange reaction between acidic volcanic rocks and heated seawater that penetrated in advance from upper water mass. The spurting out from the seabed and quickly crystallizing in the seawater of hydrothermal solution are responsible for the formation of Cu-Zn sulfide and barite-amorphous SiO2 minerals that are characterized by enriched LREE and positively strong Eu anomalies.     

琼东南盆地深水区中央峡谷黄流组储层特征及主控因素

在利用钻井和岩心资料基础上,结合铸体薄片、常规物性、压汞实验等分析测试手段,对琼东南盆地深水区中央峡谷黄流组储层特征及其影响因素进行了分析。研究表明,中央峡谷黄流组砂岩以岩屑石英砂岩为主,砂岩粒级较细且分选好,成熟度较高。原生粒间孔为主要孔隙类型,孔隙结构普遍为中孔细喉型。储层物性总体表现为中孔-特高孔、中渗-特高渗的特征。沉积微相和成岩作用是影响黄流组储层物性的主要因素,深水浊流沉积的水道砂岩是发育优质储层的前提,同时中央峡谷特殊的水深和温压条件是影响储层成岩作用的重要因素。海水深度大,而实际地层埋深浅,储层总体处于低温常压环境中,以致成岩作用程度普遍不强,但中央峡谷黄流组储层物性的内在差异仍主要受控于压实作用,中央峡谷自西向东,水深增加,实际地层埋深变浅,压实作用减弱,储层孔隙度和渗透率较好,总体上峡谷东部气层含气饱和度也较西部高。     

REE and Sr-Nd isotope characteristics of hydrothermal chimney at Jade area in the Okinawa Trough

Hydrothermal chimney is a product of hydrothermal activity on the seabed. Chimney samples dredged from Jade hydrothermal area in Izena depression of the Okinawa Trough, are characterized by relatively enriched light rare earth elements (LREE) and strongly positive Eu anomalies. ^87Sr/^86Sr and ^143Nd/^144Nd of these samples are exactly between those of seawater and of acidic pumice, averaged at 0.708928 and 0.512292, respectively. These characteristics imply that the main source of hydrothermal sulfide at Jade area is possibly the undersurface acidic rocks. The mineralizing mechanism can be summarized as follows: Large amount of mineralized material would be leached out and LREE-enriched hydrothermal solution would be subsequently produced as a result of thermo-chemical exchange reaction between acidic volcanic rocks and heated seawater that penetrated in advance from upper water mass. The spurting out from the seabed and quickly crystallizing in the seawater of hydrothermal solution are responsible for the formation of Cu-Zn sulfide and barite-amorphous SiO2 minerals that are characterized by enriched LREE and positively strong Eu anomalies.     

孟加拉湾南部表层沉积物稀土元素组成及其物源指示意义

基于孟加拉湾南部98个表层沉积物的稀土元素组成及其空间分布特征,判别了研究区表层沉积物主要来源,并结合水动力环境等探讨了孟加拉湾南部区域沉积物输运方式。结果表明,研究区表层沉积物稀土元素总含量范围为67.62~180.67μg/g,其平均值为100.85μg/g,且具有轻稀土富集、重稀土均一、明显的Eu负异常的特征。基于稀土元素主要参数,可将研究区分为两个区域,Ι区位于研究区西部,Ⅱ区位于研究区东部。根据球粒陨石标准化后的La/Yb-Sm/Nd物源判别图解可知,研究区表层沉积物的最主要来源为恒河-布拉马普特拉河搬运的喜马拉雅山侵蚀物质,其对整个研究区均有重要影响;次要来源为戈达瓦里河-克里希纳河输送的印度半岛物质,其主要影响范围为研究区西侧的Ι区。不同源区沉积物在研究区的输运过程主要受控于季节性表层环流,其驱动力为印度季风系统。     

中国西沙群岛底栖甲藻热带库里亚藻(Coolia tropicalis)的形态学、系统发育及毒性研究

库里亚藻(Coolia)是一类广泛分布且具有生物毒性的海洋底栖甲藻。本研究对近年来在中国南海西沙群岛海域采集分离的4株库里亚藻, 通过光镜及电镜下的形态学观察, 并结合基于核糖体大亚基(large subunit, LSU)rDNA(D1-D3)和内部转录间隔区(internal transcribed spacer, ITS)的序列进行系统发育分析, 鉴定该4个株系为热带库里亚藻(Coolia tropicalis)。在卤虫(Artemia salina)生物毒性试验中, 热带库里亚藻不同株系毒素提取液对卤虫幼虫表现出了毒性差异, XS554株系的48h半致死浓度(LC50)为1.42mg·mL ^-1(约相当于1.1×10 ⁵cells·mL ^-1), 5XS15株系的LC50为1.92mg·mL ^-1(约相当于1×10 ⁵cells·mL ^-1)。