渤海沉积物中Fe,Al,Mn的分布及某些地球化学特征的研究

本文对渤海沉积物样品中Fe,Al,Mn元素的地球化学特征进行了初步研究。各元素的测定方法是:重铬酸钾容量法测定Fe;EDTA容量法测定Al;过碘酸钾比色法测定Mn。兹将研究结果分述如下。 一、渤海沉积物中Fe,Al,Mn的含量及分布     

青岛即墨温泉沉积物的地球化学标识与沉积相研究

经野外取样和地球化学测试分析,即墨温泉喷流沉积物呈现元素的富集并形成Fe,Ba,Li,La,Ce,Sc等10种元素的正异常.喷流沉积物中的Fe/Ti,(Fe Mn)/Ti及Al/(Al Fe Mn)比值分别为22.63,22.76和0.36～0.39,具有高铁低铝的热水沉积地球化学标识特征,符合Bostrom K.的热水沉积的标识;越流沉积物呈现诸多元素的亏损与负异常;越流沉积的Fe/Ti,(Fe Mn)/Ti及Al/(Al Fe Mn)比值仅为5.91,5.97和0.65,不具备热水沉积标识特征;通道-喷口沉积物呈现元素的富集并形成La,Ce,Sc,Sr元素的正异常.通道-喷口沉积中的Fe/Ti,(Fe Mn)/Ti及Al/(Al Fe Mn)比值分别为17.14,17.26和0.42,与＞20,＞20±5,＜0.35比值比较,基本具备热水沉积特征,符合Bostrom K的热水沉积的标识.根据上述地球化学标识特征,结合温泉沉积的沉积学、矿物学标识,将即墨温泉沉积物划分为喷流相沉积、越流相沉积和通道-喷口亚相沉积并阐述其 "盆下源"沉积模式.     

冲绳海槽南段沉积物的元素赋存状态及其热液活动记录

为了解冲绳海槽南部沉积物的元素赋存状态以及热液活动对沉积物中元素组成的影响,对冲绳海槽南部沉积物岩芯HOBAB4-S2进行了全岩样及顺序提取分析,探讨了该沉积物岩芯中Al、Ti、K、Fe、Mn、Cu、Zn、Pb、Co、Ni及稀土元素的赋存状态,结果表明残留相与碳酸盐相是岩芯沉积物中元素的重要赋存形式,典型的碎屑组分Al、K、Ti在残留相中比例极高。铁锰氧化物相和有机结合相中各元素含量均相对较低,但在铁锰氧化物相中,与热液活动相关的金属元素在岩芯的萃取比例及含量上随着深度变化具有一致性,同时在4个层位出现了异常高值,表明在该层位对应的时期出现了热液活动对元素组成的显著影响,稀土元素总量变化上也可看出明显相同的变化趋势。沉积物的球粒陨石标准化稀土元素配分模式整体显示了轻稀土元素相对重稀土元素更富集的特征,具有极其轻微的Ce正异常和明显的Eu负异常,与南大西洋受热液活动影响较小的沉积物中铁锰氧化物相的配分模式类似,表明其受到热液流体的影响,是铁锰颗粒吸附海水与热液流体中稀土元素的结果。     

台湾海峡中、北部表层沉积物中若干元素的地球化学

对1983年采集的样品进行Si, Al, Ti, V, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Cu, Zn的含量测定表明,大部分元素在泥质沉积物中富集,在砂粒级沉积物中含量较低。元素含量区域分布的总趋势是调查区北部闽江口附近高,南部低。元素以陆源为主。本调查区南部中央的水深40—60m,该处水动力较强,元素含量均较低。Al, Ti, Fe, Mn, V元素含量之间存在一定的相关性,表明这些元素伴生共存。     

南海中部表层沉积物的元素地球化学

根据1983年9月—1984年7月所调查的南海中部91个表层沉积物中Fe,Mn等18种元素分析并结合其它资料的详细研究结果表明:(1)南海中部沉积物具有在近海—深海环境下形成的半深海沉积物的地球化学特征;(2)元素含量分布规律是,Al,K,Fe,Mg,Cu,Ce,Ni,Ba,Mn,Zn,Pb,N含量从陆架外缘到陆坡直至深海递增;Ca,Sr,C_(有机)从陆架外缘到陆坡含量渐增,由陆坡向深海锐减;Si和Ti含量在陆坡低、陆架外缘和深海高;(3)因子分析得出三种元素组合,即常量元素Al,Si,K,Fe,Mg,Ti,微量元素Cu,Co,Ni,Mn,Ba和Ca,Sr,C_(有机),N组合;(4)沉积物元素组成和含量的主要控制因素是沉积物类型。     

东太平洋海隆13°N附近沉积物岩心地球化学特征

对东太平洋海隆(EPR)13°N西侧2个沉积物岩心进行了碳酸盐、常量和微量元素测定。沉积物中Fe和Mn的含量较高,其中,E271站位沉积物岩心中Fe含量8.5%~13.8%,Mn含量1.7%~3.17%;E272站Fe含量6%~13%,Mn含量0.12%~3.31%,显示在EPR 13°N热液活动区西侧25~45 km处热液柱对沉积作用的影响明显。E271和E272站位CaCO3含量分别为5.9%~27.57%和6.67%~38.20%。热液柱的沉积作用,使Cu、Pb和Zn在沉积物中富集,Cu/Fe、Pb/Fe和Zn/Fe比值低于热液喷口处的颗粒物中值,Pb表现出在海水中运移距离较短或者只有少量Pb随热液柱扩散运移。热液柱在E271和E272站位的沉积作用使得Li、Mo和Ni在沉积物中富集,此外,V因为铁氧化物颗粒吸从海水中吸附并沉降到沉积物中。沉积物中Ti和Al有非常好的相关性,其Ti/Al比值为0.05左右,与太平洋深海沉积相比具有更高的铁含量,而U在岩心中的含量与深海沉积相似。     

太平洋北部锰结核区沉积物中Fe,Mn,Al和CaCO3的含量分布特征

1985年12月至1986年4月对西太平洋锰结核进行了调查并对所获沉积物样品进行了分析,研完了锰结核区域沉积物中Fe,Mn,Al和CaCO_3的含量分布特征及其相关关系,说明沉积物中Fe,Mn,Al和caCO_3的含量分布特征主要受水深的制约。     

珠江口底质元素含量分布特征及其地球化学意义

珠江口底质常、微量元素分析结果表明, 富含Si、Al、K、Mg、Fe和Ti等元素的陆源物质构成本区沉积物主体, 主要元素氧化物平均含量分别为SiO261.16%, Al2O314.74%, Fe2O35.72%, TiO20.88%, MgO1.84%, K2O2.63%, CaO2.70%, CaCO34.79%。底质元素含量与沉积物粒度组成关系密切, 主要元素Al2O3、MgO、Fe2O3、TiO2以及微量元素Cu、Pb、Zn、Cr、V、Co、Ni、Ba在西北部近岸区以及伶仃洋中部细颗粒沉积区内富集; 而SiO2、CaO、Zr、Sr则在西南部和东南部粗颗粒沉积区富集。控制本区沉积物地球化学特征的因素主要有物质来源、沉积环境、水动力条件、沉积物粒度、矿物组成以及元素自身地球化学性质等。     

冲绳海槽北端表层沉积物过渡元素地球化学特征

利用原子吸收和等离子发射光谱等方法,对冲绳海槽北端184个表层沉积物中的Al和过渡元素(Ti、Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Cu、Zn和Zr)进行了化学分析。结果表明,由于受生源碎屑稀释作用的影响,过渡元素在陆架砂质区含量较低,其分布呈北西-南东向舌状延伸;由于细粒组分的增加,在陆架细粒沉积区和海槽区过渡元素含量较高。Mn主要在海槽区富集,在陆架和陆坡区变化不大。除了Mn之外,Al和其他过渡元素均呈明显正相关。Al/Ti比值与陆壳平均值接近,说明二者主要来源于陆源碎屑。Mn/Fe比值与邻近海区沉积物类似,但在陆架区CaO含量大于20%的沉积物和海槽区沉积物中相对较高,这分别是生物富集作用和自生沉积的结果。过渡元素富集因子分析结果表明,研究区过渡元素部分来自于黄河、部分来自于长江物质。     

海南岛陆架海域表层沉积物常量元素分布趋势特征

海南岛陆架海域表层沉积物常量元素的化学分析显示,Si是研究区表层沉积物最主要的化学组分,具有不同于其他元素的分布特征;Al、K、Mg、Na、Fe、P、Ti分布有较为一致的相似性;CaO、CO2、L.O.I分布也具有一致性.对主要常量元素进行了不同次数趋势面分析,一次趋势面显示各元素的背景物源方向不同,Al、Mg、Na、Fe、Ti主要为中国大陆方向,Si、K背景物源向西南方向莺歌海盆地富集,推测可能源于滇西高原的古红河水系.二次趋势面显示各常量元素的分布受到海南岛至NE向地形隆起的控制.Mg、Na、Fe、P受到该地形隆起的阻隔作用,与海底地形有一定的负相关性,K、Si与地形有较好的正相关性,Al、Ti与地形的关系不明显.三次趋势分析突出了海南岛河流输入对元素分布的控制.西南部、南部河流为Si、K的一个重要的物源输入,而对Al、Mg、Na、Fe、P、Ti等元素具有冲淡稀释的作用.西北部河流对Al、Mg、Na、Fe、P、Ti有富集作用,河流影响的这种差异主要由于河流物源栽荷的不同.     

渤海湾表层沉积物磷形态分析

用JEN SEN等(1998)六步分离法对2003年11月和2004年5月渤海湾采集的沉积物样品进行P形态分析,结果表明:沉积物营养盐水平与地理环境有关。总的趋势是沉积物越细,粘土含量越高,营养盐水平就越高。渤海湾表层沉积物磷呈现从潮间带向渤海湾大面站增大的局势,污染近岸高,远岸低。渤海湾表层沉积物中的P主要以FAP和R ef磷为主,FAP占整个P形态的43%以上,R ef占24%以上,其次是L ea-P,此种形态的P平均约占5%左右,最后依次是F e-P、CFAP和L sor-P,这三种形态含量都小于10%以下。这表明渤海湾沉积物中的P的主要来源是陆源输入和污水排入。渤海湾表层沉积物中有一半以上的磷不能被生物利用。     

应用平衡分配模型评价渤海湾和莱州湾沉积物重金属潜在生物毒性

为探讨渤海沉积物中重金属的生物毒性,采集了渤海湾和莱州湾共72个站点的表层沉积物,测定了酸可挥发性硫化物(AVS)、同步萃取金属(SEM)、有机碳(TOC)等参数,应用平衡分配模型(EqP Model)评价了沉积物中重金属的潜在生物毒性。研究显示,有8个站点超过了EqP Model的毒性阈值,显示潜在生物毒性,而61%的站点应无生物毒性。本研究同时测定了沉积物的总含量,应用几种常用的沉积物质量基准进行了评价虽然有部分站点的Cu、Ni、Cr超过了基准值,但与渤海的背景值比较,这些基准值可能并不适用于评价渤海沉积物。研究显示,EqP Model可以更有效的评价沉积物中重金属的活性和生物毒性,尤其针对我国近岸海域的沉积物,TOC和AVS含量偏低而重金属生物毒性偏高的情况可能普遍存在,更应积极考虑应用EqP Model进行重金属生物毒性的评价。     

渤海湾水交换的数值研究

采用三维水动力和水交换数值模型FVCOM,建立了渤海湾附近海域的水交换数值模型,经实测潮汐和潮流数据验证,模型结果良好,并通过模型对渤海湾的水交换过程进行了研究。结果表明,渤海湾海域总体水体交换率较低,水体半交换周期达323 d;渤海湾中部海域的水交换率相对较高,西北部海域和南部海域的水交换率较低,尤其是西南部海域,由于阻隔带的作用,水体交换能力最弱。因此,在进行污染物排放时,应注意选择污染物的排放位置和排放时间。     

环渤海湾盆地主要河流碎屑锆石U-Pb年龄特征及其物源示踪意义

在环渤海湾盆地的汇入河流碎屑沉积中寻找理想的物源示踪指标,对理解和认识渤海湾盆地以及中国东部陆架海的物质扩散均具有重要意义。利用激光剥蚀电感耦合等离子质谱仪(LA-ICP-MS)对渤海湾盆地周缘主要河流的碎屑锆石进行微区原位U-Pb年龄分析,对比前人已经报道的研究结果,发现辽河和滦河同时接受中亚造山带和燕山山脉的物质供给,永定河、滹沱河和漳河的物质分别来自燕山和太行山。黄河汇集了上游的祁连山、秦岭和黄土高原以及华北克拉通南部的物质信号。渤海湾盆地南部的鲁中山区和胶东半岛的碎屑锆石峰值年龄组成与燕山、太行山、黄河流域存在显著差异。因而,利用碎屑锆石U-Pb年龄特征能很好地区分近源的滦河、永定河、滹沱河、漳河、大清河、胶莱河和远源黄河的物质信号。     

渤海湾中化学需氧量(COD)扩散、降解过程研究

对渤海湾中水质因子化学需氧量(COD)的随流输移扩散和生物化学过程进行了研究。在对有机污染物的生化降解过程进行试验研究的基础上,建立了模拟浅水、缓坡海湾有机物(COD)迁移转化规律的水质模型,并应用实测资料结果对水质模型进行了验证。     

渤海湾水生态环境现状和海岸带开发对其的影响研究

由于沿海地区经济迅速发展，越来越多的陆源污水排入渤海湾，渤海湾生态环境系统承受着巨大的压力。本文建立了渤海湾生态环境的多级指标体系，并根据2003年至2005年多次渤海湾监测资料对其现状进行了分析；然后进一步研究了由于围海造地、海水淡化等开发工程引起的近岸海域水动力条件和污染物输移的变化。结果表明，陆源污染物大量排放、沿海开发活动加剧是影响渤海湾水生态环境的主要原因。沿海围垦不仅导致潮通量减少，潮流作用减弱，而且影响近岸海域污染物的输移和分布。海水淡化高浓度盐水的排放也对近岸海域的水生态环境造成很大的影响。     

渤海湾近岸海域浮游动物多样性

2004~2009年每年1~2次对渤海湾近岸海域选定站位进行采样,分析了其浮游动物的种类组成及种类多样性。结果表明,渤海湾近岸海域共鉴定出浮游动物9大类48种,主要种类为近岸低盐种,优势种主要为强壮箭虫(Sagitta crassa)、中华哲水蚤(Calanus sinicus)、大同拟长腹剑水蚤(Oithona similes)、小拟哲水蚤(Paracalanus parvus)和双刺纺锤水蚤(Acartia bifilosa)。通过不同年份渤海湾近岸海域浮游动物物种丰度、多样性指数、均匀度指数、优势度的对比,发现渤海湾海域生物环境质量在2007年前呈下降趋势,2007年后呈回升趋势。渤海湾近岸海域南部断面的浮游动物多样性指数呈减小趋势,北部断面的浮游动物多样性呈增大趋势。     

渤海湾西部海域波浪特征分析

本文利用本海区的实测波浪资料,对波浪的基本特征、变化规律、风与浪的相关关系,以及工程中所需要的不同重现期设计波要素及波浪破碎范围等进行了统计、分析、计算,为本海区的近岸经济开发建设提供参考依据。     

拉格朗日拟序结构分析渤海湾岸线变化对物质输运的影响

科学评估围填海对海洋中物质输运的影响，对海洋环境保护和管理具有重要的意义。本文采用非结构网格有限体积海洋模型 （FVCOM） 模拟渤海湾 2004 年和 2018 年岸线变化前后水动力场，通过拉格朗日拟序结构的方法，评估岸线变化 对物质输运的影响。结果表明：岸线变化后，物质自近岸向湾内的扩散加强，且物质的输运通道和聚集区发生改变。曹妃甸附近原有清晰输运和聚集区域消失，物质向湾内输运；黄骅港阻碍了西部水体沿岸的南下路径，并在防沙堤顶部形成新的聚集区；渤海湾东南区域的物质输运通道向东延伸，输运能力加强，且聚集面积减小。     

地理信息系统在渤海湾水体富营养化研究中的应用

一般的关系型数据库处理近岸海域富营养化监测数据时难以同时管理数据的空间属性和一般属性,且不具有对数据进行空间分析的能力。文中以A rcG IS地理信息系统为数据管理平台,克服了一般数据库的上述缺陷。文章以渤海湾水体富营养化研究为实例,应用A rcG IS地理信息系统自身的功能对监测数据进行了空间分布特性和时间变化趋势分析及水体营养状况的评价,取得了较满意的结果。