海斗深渊沉积物组成特征及其物质来源研究进展

海斗深渊是海洋中最深的区域,由水深范围在6000～11000 m范围内的深部海沟组成,以极端的物理化学条件为特征,其沉积物以深海黏土为主。基于目前关于马里亚纳海沟及其沉积物的研究进展,总结了海斗深渊的地貌、物理化学和水动力等方面的特征;归纳了海斗深渊沉积物的粒度特征、矿物组成和古生物特征;探讨了海斗深渊沉积物的物质来源及主要分析方法。海斗深渊沉积物的物质来源具有多源性,综合多种方法示踪是准确揭示其物质物源的关键。     

古鄱阳湖陆相盆地沉积与物源相关性特征的研究

本文以古鄱阳湖东北缘陆相盆地与基底母岩物质来源为例,阐述陆相盆地源区的输送和盆地沉积过程存在的紧密相关性。这种相关性最直接的特征是基底母岩区的岩性往往直接控制了盆内沉积物的类型,可以说,有什么样的母岩成份和风化剥蚀的方式,就会在盆内形成什么样类型的沉积物。母岩的风化剥蚀作用始终是盆内沉积源源不断的物质来源,因而根据盆地陆源碎屑岩来自母岩的陆源碎屑组合可以推断源区的母岩类型。研究这种风化与沉积、剥蚀与堆积的相关性特征是陆相盆地供给和充填作用的一大特色。这种相关性研究的深入,不但大大提高地层划分的精度,而且也     

长江口及邻近陆架沉积物中Pt、Pd分异的物源示踪

Pt/Pd比值在研究区分布呈显著的区域特征.南黄海沿岸流输送物质以Pt/Pd > 1为特征, 为古黄河三角洲来源; 长江流域来源物质以Pt/Pd≤1为特征.长江物源组分的影响范围广, 在125°E、33°N沉积物中还能发现受长江物质的明显影响.除了源岩中Pt、Pd分配因素外, 黄河和长江流域不同类型和程度的风化作用对沉积物中Pt、Pd分异起着关键的控制作用.虽然沉积物中氯含量、粒度效应在一定程度上影响着Pt、Pd分布, 但是没有造成显著的Pt、Pd分馏.Pt/Pd≤1区域中元素组成和长江沉积物的组成特征一致, 呈现比较强的硅质风化作用; Pt/Pd > 1区域沉积物中的元素组成和黄河沉积物一致, K/Na-Rb/Sr图解显示古黄河物质在再侵蚀、搬运和沉积过程中化学成分进一步分异.      

南海东部次海盆U1431站位中中新世以来的沉积物来源特征

南海东部次海盆的沉积记录蕴含着区域内中中新世以来沉积物的风化过程和演化历史信息.本文分析了国际大洋发现计划IODP 349航次南海东部次海盆U1431站位沉积物的主、微量元素和Sr-Nd同位素特征.研究显示,样品中化学风化蚀变指数为49~74,表明源区的化学风化强度为低到中等强度.沉积物在风化过程中以斜长石风化为主.含有火山碎屑的岩性单元Ⅵ和Ⅶ及55X-2层位受到含Fe、Mg矿物组分的物质来源输入影响,其余沉积物主要来自长英质源区.Sr和Nd同位素特征显示不同风化程度的沉积物源区具有明显差异.通过与周围潜在源区进行对比,推断12.8 Ma至今,U1431站位的物源主要来自珠江流域,印支半岛、吕宋和巴拉望提供了少量物质.其中12.5~7.4 Ma,沉积物源区受到周围岩浆活动形成的基性物质输入的影响,但仍以珠江源区为主.6.5 Ma以后,台湾岛隆升剥蚀的陆源物质进入中央海盆.因此,台湾岛成为源区之一.      

关于陆源沉积岩的分类

中国地质学会和中国煤炭学会的煤田地质专业委员会于1982年4月上旬在西安召开了“陆源沉积岩分类学术讨论会”。代表们认为,沉积岩按物质来源划分为火山物源沉积岩,陆源沉积岩、内源沉积岩和生物源沉积岩四大类是可取的。由于陆源沉积岩主要是由陆源碎屑物质组成的,而这些物源碎屑物质在其搬远和沉积过程中主要遵循机械沉积分异作用,而其中又以碎屑的粒径大小来作为判断搬运、沉积介质性质和沉积盆地能量的主要标志。因此,陆源沉积岩的分类首先应是粒度分类。     

孟加拉湾东经90°海岭中上新世以来沉积记录及亚洲季风

利用古生物地层学、碳酸盐地层学、X射线粉晶衍射和粒度分析等方法对东北印度洋孟加拉湾东经90°海岭上的远洋沉积物进行了综合研究.在此基础上, 以陆源物质的粒度为切入点对该区的沉积作用、沉积物来源及其可能的搬运机制进行了探讨, 对过去有关研究区陆源物质的源区和搬运方式作了补充.陆源物质的粒度可作为东南季风或赤道东风的替代性指标, 其变化不仅反映源区的火山活动情况, 而且指示了风力的强弱.陆源物质的多少则主要取决于青藏高原和印度次大陆的剥蚀情况和地表径流的强弱.二者之间通过高原隆升及其引发的环境效应联系起来.      

南极布兰斯菲尔德海峡表层沉积物中微量元素的分布特征

本文通过对南极布兰斯菲尔德海峡沉积物中微量元素分布状况的研究，指出该海区沉积物的分布是受海峡两侧火山源及陆源物质迁移的影响。特别是北侧南设得兰群岛基性火山岩矿物对岛架和岛坡都有明显的影响，直至深海槽区才有所减弱，逐渐反映出海洋沉积物的一般地球化学特征；而南极半岛一侧由于地形相对平缓，陆源物质的影响比北侧弱。     

基于沉积物物质来源的地下水化学特征分析:以北京市平原区为例

沉积物物质来源不同,其沉积环境和沉积特征不同,其地球化学特征、水动力体系和地下水循环响应不同。文中以北京市平原区为例,通过沉积物物质来源分析,研究浅层地下水化学分布特征。首先根据地下水系统分区进行取样和实验,采用矿物组合、风化强度及相关分析等多种方法综合分析北京市平原区沉积物的物质来源及其组合特征,多种方法分析结论一致,即北京平原区的主要物质来源:一是流经燕山山地花岗岩变质岩区的潮白河系统,一是流经西山山地石灰岩区的永定河系统;而两系统中、下部是多期物源多层交叠、纵横交错沉积形成的。其次在物源分析基础上通过水质分析研究两系统剖面上地下水水化学特征,即两系统剖面地下水化学类型主要为HCO3--Ca.Mg型水;但永定河系统的溶解性总固体、阴阳离子浓度均大于潮白河系统,这与两剖面所在系统物源分析的结果相吻合,即分析结果表明物源的沉积环境及沉积组合特征决定了系统的地下水化学特征。     

中国海域表层沉积物分布规律及沉积分异模式

中国海域拥有宽广的大陆架，同时还有陆坡和深海盆，有众多河流入海并输入巨量的陆源物质，沉积物记录了海陆变迁、环流变化、海平面升降、物质输送和气候变化等环境信息。沉积物的粒度特征可以反映沉积动力、物质来源和搬运距离等，可以通过沉积物粒度组成、参数及各种图解来研究沉积环境的变化。前人对中国海域表层沉积物的粒度分布特征展开了大量的研究，取得了丰富的研究成果，但这些研究多集中在某一海域或区域，缺乏对整个中国海域的表层沉积物类型的宏观系统认识。本文基于中国地质调查局“1：100万海洋区域地质调查项目”获取了中国海域4300个海底表层沉积物样品，通过沉积物粒度分析，结合前人已发表资料，对中国海域表层沉积物的沉积类型特征、物质来源和运移模式等开展了系统的研究。本文把浅海和半深海沉积物按照含砾石和不含砾石主要划分出5个和7个沉积物类型，深海沉积物主要划分了9个沉积类型，研究结果表明：中国海域表层沉积物沉积类型多样、来源复杂，主要受控于物质来源、水动力条件和地形地貌的变化，在东部海域总体呈现“大江大河-宽缓陆架-残留慢速沉积”的条带状沉积分异模式，而在南部海域呈现的是“短源性河流-多类型陆架-重力流快速沉积”的环带状沉积分异模式。本文的结果对研究中国海域沉积物的宏观分布规律提供了基础资料，对理解海洋沉积动力过程具有重要意义，同时沉积物粒度的特征对海底砂矿分布也具有指示意义。     

云南抚仙湖沉积物有机质来源与时空变化特征

为揭示抚仙湖沉积物总有机碳(TOC)和总氮(TN)的时空分布特征及其主要来源,对抚仙湖表层沉积物和沉积物柱芯的TOC、TN和有机碳同位素组成(δ13Corg)进行了分析。结果表明,表层沉积物的TOC和TN含量分别为2.02%~3.40%和0.16%~0.36%;沉积物柱芯的TOC和TN含量分别为0.41%~6.63%和0.08%~0.77%,呈现出北湖高南湖低、表层高底部低的分布特征。内源有机质是抚仙湖沉积物中有机质的主要来源,不同湖区外源有机质的输入差异明显,其中南湖沉积物有机质中陆源比例较高。沉积物柱芯C/N值从底部到表层逐步增大,表明抚仙湖沉积物有机质中陆源有机质所占比例持续增加。与内源有机质相比,外源有机质输入增加更快,指示流域内人为活动增强导致流域侵蚀和水土流失加剧。     

海洋沉积物的锌同位素地球化学及其应用

锌同位素体系是海洋地球化学研究的新示踪剂,应用于示踪海水中锌元素的来源及其运移过程.海洋沉积物作为锌元素重要的"源"与/或"汇",其锌同位素组成的研究有助于理解海洋锌元素的地球化学循环.海洋沉积物记录了海水组成的信息,可以反演古海水锌同位素组成的变化,前提是理解沉积物与海水之间的分馏.对海水及海洋不同储库锌同位素研究进行系统总结,包括河流输入、热液体系、不同类型海洋沉积物(如富碳酸盐的沉积物、陆源硅酸盐碎屑、硅质沉积物、铁锰结核、贫氧-缺氧沉积物)的锌同位素组成,阐述了海洋沉积物锌同位素组成变化在古气候、古环境重建以及古海洋学等领域的应用以及重要性.      

东海陆架泥质区沉积有机质的物源分析

色谱和色谱／质谱分析表明，济州鸟西南泥质区正构烷烃、姥鲛烷、植烷、藿烷和甾烷等生物标志物的特征与现代长江口、老黄河口和新黄河口的河流沉积物均区别很大，该泥质区的沉积有机质主要来源于海洋低等生物（如细菌和藻类等）以及陆源高等植物的输入，表现为不同来源和成熟度的生物标志物的混合，同时该泥质区沉积有机质与矿物碎屑沉积物来源不尽相同。长江口泥质区正构烷烃高相对分子质量部分与长江口沉积物相似，正构烷烃和藿烷所反映的有机质成熟度高于现代长江和老黄河口沉积物，甾烷的成熟度与长江相仿而明显高于老黄河口沉积物。长江口泥质区的沉积有机质主要来源于长江输入的陆源高等植物碎片和海洋源的低等生物。东海陆架近岸与远端泥质区沉积有机质的物源很不相同。     

南海中南部表层沉积物类型、分布与水动力条件

本文利用南海中南部8°-12-N,108°40’-114°E区域内获取的222个测站的海底沉积物样品的测试数据,并依据福克一沃德确定的沉积物分类方案,将该区沉积物划分为陆源碎屑沉积、生物碎屑．陆源碎屑沉积和生物碎屑沉积三大类,在此基础上研究了沉积物类型特征和分布范围,以及水动力条件等特征。南海中南部沉积物组分以陆源成分和生物成分为主,其分布具有一定的规律性。从陆架到陆坡直至深海盆,沉积物由粗变细,物质组成则由陆源碎屑沉积渐变为生物碎屑一陆源碎屑沉积、生物碎屑沉积。沉积物核心粒级为生物泥和生物粘土,其次为细砂、砂质泥等,其他粒级成分所占比例较小。水动力条件与水深和地形变化等因素相关,水动力强度具有不明显的自西而东逐渐减弱的趋势。     

长江口-杭州湾及其邻近海域不同粒级沉积有机碳分布特征

通过对长江口、杭州湾、舟山海域及东海陆架4个海区表层沉积物样品的粒度敏感组分分析,发现东海陆架与长江口具有相似的三级组分物质组成,杭州湾与舟山海域具有相似的两级组分物质组成.综合4个区域粒级组分分布特征,采用湿分法将4个海域表层沉积物样品分成6个粒级:＜0.004 mm,0.004～0.025 mm,0.025～0.063 mm,0.063～0.125 mm,0.125～0.250 mm和＞0.250 mm,分别提取各级组分和全样进行有机碳及同位素测试.定量分析各级组分有机碳含量、来源及物质组分,除杭州湾海域粗粒级外,基本上＜0.004 mm的粘土组分有机碳含量最高;富集在杭州湾海域粗颗粒中的有机质主要来源于陆源植物碎屑.沉积物颗粒大小、物质组成类型是不同粒级有机质富集的主要控制因素.     

华北北部中元古界洪水庄组物源和沉积环境分析

为探讨华北地区中元古界洪水庄组黑色泥页岩物源和沉积环境,采集了燕辽地区清河剖面洪水庄组样品,进行元素地球化学测试和分析。结果表明:洪水庄组沉积物来源不仅有陆源碎屑物质,还有海水沉积物贡献。Y/Ho和ΣREE交会图版分析认为海水沉积物来源占比为10%~20%。此外,稀土元素分布模式以及Ce和Eu异常表明沉积物来源有火山热液活动的参与。Mo-EF/U-EF分析结果表明洪水庄为海洋非滞留海盆沉积环境,氧化还原条件在沉积期发生了演变:在洪一段沉积时期,水体还原程度强,为厌氧-硫化环境;洪二段沉积时期,水体还原程度降低,为贫氧-厌氧环境。分析认为洪水庄组物源组成和沉积环境演变与沉积构造背景密切相关。     

贵州中三叠世盘县动物群产出地层剖面样品元素地球化学数据因子分析及其环境演化意义

应用地质统计学方法研究剖面沉积物化学组分的含量变化规律和相互关系,以了解剖面沉积物及其化学组分的影响因素和剖面地层的古环境演化。从R型和Q型因子分析结果得出,剖面沉积物及其化学组分含量主要受陆源物质影响,其次受火山源物质的影响,成岩作用及生物源物质也发挥了一定的作用。剖面的古环境演化以陆源物质、火山源物质和生物源物质混合沉积为主,其间至少经历了7次火山喷发。短期频繁的火山喷发及大量的火山喷发物可能严重影响该时期剖面位置的爬行动物及其他生物的生活环境,这可能是它们在这段时间大量死亡的重要原因之一。     

北部湾涠洲岛海域沉积物中物质来源解析

沉积物的物质来源问题是海洋沉积学所关注的关键问题。以北部湾涠洲岛海域的沉积柱样为例,在过剩210Pb法构建良好的年代框架基础上,利用元素、稳定同位素、放射性核素多种方法,解析沉积物中有机物和无机物的来源问题。结果显示:基于δ13C指标获得的沉积物中海源和陆源有机物的平均贡献比例分别为95.0%和5.0%;基于Al、Cu、40K、226Ra多种代用指标的端元混合模型计算沉积物中生物成因和碎屑成因的无机物平均贡献比例分别为64.1%和35.9%;而沉积物中Pb分布无法满足端元混合模型的结果,说明存在人类活动的可能影响。进一步构建沉积柱样中基于δ13C的陆源有机物和基于40K的生源无机物的贡献比例的年代变化趋势,发现该变化趋势与人类活动和气候变化（厄尔尼诺现象）密切相关。总之,利用元素、稳定同位素、放射性核素多种方法综合解析沉积物中物质来源问题,尝试探索多种物源识别的代用指标,为北部湾涠洲岛海域的生态环境管理提供一定的科学依据。     

长江水系沉积物碎屑矿物组成及其示踪意义

长江碎屑矿物组成研究表明,轻矿物以石英、长石和岩屑为主,不同支流轻矿物组成特征不同,成熟度指数平均是2.0,一般干流高于支流,成熟度随沉积物搬运距离增加而增大。QFL及QtFL三角图解显示长江沉积物主要来自再旋回造山带物源区,流域风化剥蚀速度较快,不同支流物质汇入干流,使得干流轻矿物组成复杂多变而难以和支流区别。重矿物含量从长江上游至下游呈递减趋势,其主要组合是磁铁矿-普通角闪石-普通辉石-石榴子石-绿帘石-褐铁矿-钛铁矿。红柱石和磷灰石是金沙江沉积物的特征矿物组合;蓝晶石是岷江流域的特征矿物;涪江的特征矿物是榍石;汉江的特征矿物组合是磷灰石、紫苏辉石和硅镁石;锆石是湘江的特征矿物。不同流域的特征矿物指示其源岩性质。上游的雅砻江、大渡河以及岷江等支流沉积物对中、下游干流沉积物的贡献较弱。涪陵以上长江流域风化作用强烈,母岩主要是沉积岩类(碎屑岩、泥岩);其下流域沉积物中近源弱风化物质明显增加,其源岩类型体现为岩浆岩和变质岩类;而金沙江攀枝花地区及湘江、沅江沉积物则更多来自流域内广泛分布的大片变质岩类。     

环流体系制约下的南黄海表层粘土沉积物物质来源分布格局：Nd-Sr同位素示踪

<正>海底沉积物,特别是细粒物质的来源组成及其分布格局是研究环流动力沉积效应的有效途径之一。南黄海表层沉积物粘土级碎屑与长江、黄河、朝鲜半岛主要河流粘土和冲绳海槽火山灰的Nd、Sr同位素组成特征对比分析和物质来源定量计算表明,南黄海表层沉积物粘土级碎屑主要来源于黄河     

以Al/Ti比值为地球化学示踪剂反演海洋古生产力的研究进展

地球化学家通常用Al对其它重金属进行归一化以校正沉积物来源、粒度、矿物组成等方面的影响,因此现代海洋沉积物样品中Al、Ti含量的结果主要用于定量描述陆源输送的贡献。近期研究结果发现,在受陆源物质输送影响较小,沉降颗粒主要以生源颗粒物为主的赤道大洋区,沉积物中出现明显的“过剩铝”信号,“过剩铝”约占沉积物中总铝含量的50％。因此,用沉积物中Al的含量来估算陆源碎屑的比例会导致过高的结果,建议用Ti、Sc作为参比元素校正陆源物质的影响。沉积物中的Al/Ti比值可用来示踪水体中颗粒物的沉降通量和初级生产的改变。综述了近期以Al/Ti比值这种新的地球化学示踪剂反演古生产力的最新研究进展,提出了在我国陆架边缘海开展此项工作可能存在的问题与挑战。