长江河流沉积物Sr-Nd同位素组成与物源示踪

采用多种测试方法分析了长江主要支流和干流的悬浮物和细粒河漫滩沉积物的Sr-Nd同位素组成, 进而讨论其对河流沉积物物源的示踪意义. 悬浮物从上游到下游ε_Nd(0)逐渐减小, 上游平均为−10.8, 中下游为−12.3; >_87>Sr/>_86>Sr逐渐增大, 上游和中下游分别为0.721899和0.725826. 这一变化规律反映了长江水系不同流域的源岩类型、化学组成特征和风化作用强弱等多因素的制约. 雅砻江、涪江、沱江和沅江等河流的Sr-Nd同位素组成异常则分别反映了流域特征源岩包括上游峨眉山玄武岩和中下游古老的变质岩及硅质岩的物源制约主导因素. 研究还显示在世界主要河流中, 由于长江流域源岩组成的独特性, 长江沉积物对世界风化陆壳平均组成的示踪性较好. 对长江河流沉积物的Sr-Nd同位素组成特征的认识, 有助于深入研究晚新生代长江的演化历史和大陆风化过程, 并对中国东部及边缘海的古环境重建具有重要意义.     

长江与黄河沉积物中磁铁矿成分标型意义

长江与黄河沉积物中磁铁矿的元素组成揭示,两者的ＦｅＯ与Ｆｅ２Ｏ３及一些置换元素的含量差异明显。长江磁铁矿中ＦｅＯ与Ｆｅ２Ｏ３含量稍高于黄河磁铁矿,而Ｔｉ、Ｖ、Ｓｉ、Ａｌ、Ｃｒ、Ｍｇ及Ｍｎ等元素含量明显地低于黄河磁铁矿,元素含量变化显著小于黄河磁铁矿。这反映长江磁铁矿中Ｆｅ＾２＋及Ｆｅ＾３＋的类质同象置换较少,主要为均质相单矿物颗粒,而黄河磁铁矿中元素含量变化大,既有均质相的颗粒,也存在一些Ｆｅ＾２     

镇江下蜀土剖面的化学风化强度与元素迁移特征

对镇江下蜀土剖面的化学风化强度及元素迁移特征进行了研究, 结合与黄土高原第四纪黄土、古土壤、晚第三纪红粘土以及安徽宣城风成红土等典型风成堆积剖面的对比分析, 得出如下结论: (1) 镇江下蜀土剖面经历了中等强度的化学风化, 明显强于洛川黄土以及古土壤, 显著弱于宣城风成红土, 而与西峰晚第三纪红粘土非常接近。下蜀土的化学风化过程及 其与其他风成堆积剖面风化强度的差异主要受气候条件的控制, 气候条件通过年平均温度和年降水量对化学风化的地球化学环境起重要的影响, 其中降水因素在化学风化过程中可能起着更为重要的制约作用。(2) 镇江下蜀土剖面风化过程中, 绝大部分常量元素的地球化学行为 表现为迁移淋失, 仅Fe 和Ti 轻微富集, 元素的活动性由强至弱依次为: P > Na > Ca > Mg > K > Fe²⁺ > Si > Mn > Al > Ti > Fe³⁺; 常量元素的迁移特征揭示下蜀土的化学风化已经完成初级阶段的去Ca、Na 过程, 并初步进入到去K 风化的中级阶段; 微量元素除Sr、Ga 迁移淋 失外, Th、Ba、Cu、Zn、Co、Ni、Cr、V 等均表现出富集特征, 这可能与下蜀土风化成壤过 程中的生物地球化学过程以及粘粒、有机质对微量元素的吸附作用有关。(3) 元素迁移在剖面 中的变化特征揭示, 在0.24 Ma 之前的中更新世早、中期, 该区气候较为暖湿, 兼有干湿交替的特征; 中更新世晚期气候偏干凉, 风化淋溶最弱; 至晚更新世早期则又出现一段明显暖湿的成壤时期, 形成下蜀土剖面中的S1 古土壤层。总之, 中更新世以来本区气候整体上向干凉的方向发展。     

泥质沉积物颗粒分级及其有机质富集的差异性

在泥质沉积物颗粒分级的基础上,用显微镜检、XRD和色谱分析等手段获取有机质和无机矿物的特征,探讨二者间的相互关系以及有机质富集的差异性。沉积物偏粗粒级中主要富集的是颗粒有机质,有机碳含量高,C29色谱峰显著;偏细粒级中主要富集的是可溶有机质,有机碳和氯仿沥青A含量均高,C17色谱峰显著,呈现出有机质向粗和细两个端元富集的特点。粗粒级中无机矿物是化学性质稳定的长石和石英等碎屑颗粒;细粒级中是具有较强的化学活性的粘土矿物。因此,在粗粒级中有机质是通过颗粒有机质与矿物颗粒相互共生而富集;在细粒级中有机质是通过可溶有机质与粘土矿物相互结合形成复合体而富集,这反映了不同类型有机质富集机制的差异,会对有机质的保存和演化以及有机质生烃和碳循环过程产生影响,应引起高度重视。     

冲绳海槽中部28ka以来陆源物质输入和古环境演化的生源组分记录

沉积物中有机碳、生物碳酸盐和生物硅等生源组分的埋藏速率在很大程度上受到海洋古生产力的控制,常常被用作古生产力的替代指标.本文利用TOC、生物硅及CaCO3等生源组分探讨冲绳海槽中部DGKS9604孔(28°16.64'N,127°01.43'E;水深766m;柱长10.76m)距今28ka以来陆源物质输入和古环境演化对海洋生产力的影响.研究结果表明,在冬季风较强的末次冰期晚期(28～22kaB.P.),长江直接输运大量的陆源营养物质进入冲绳海槽,古生产力较高;在末次盛冰期(LGM,22～18kaB.P.),虽然河口距离海槽区更近,但大陆流域降水匮乏,河流人海径流量偏低导致海槽陆源营养物质明显减少,生产力降低,表现在生物硅和有机碳堆积速率明显降低;冰消期早期生产力与末次盛冰期相比并未明显降低,此阶段气候回暖,大陆流域降雨增加,陆源物质输入相对较高.全新世早期,古生产力快速下降,既反映海平面降低,陆源物质输入减少.还可能与冰消期寡营养盐的黑潮在海槽加强有关.DGKS9604孔CaCO3含量及堆积速率变化的总体趋势与有机碳和生物硅相反,表现为末次冰期晚期低.冰消期以来逐渐升高,一方面反映陆源物质输入的稀释作用;另一方面与黑潮加强致使钙质生物生产力增强有关.此外,15～7kaB.P.期间CaCO3含量及其堆积速率有几次明显降低,可能对应黑潮减弱、陆源冲淡水较强的环境事件.     

长江主要支流与干流沉积物的REE组成

系统采集了长江主要支流与干流从上游到下游不同地区的河漫滩沉积物样品,用1 M盐酸淋滤处理研究了REE在不同相态中的组成特征。研究表明,长江沉积物中REE主要赋存于酸不溶相中,约占总含量的70%。不同REE的酸提取效率不同,酸溶相明显富集REE,主要受磷灰石等磷酸盐矿物和部分Fe-Mn氧化物矿物的控制。主要赋存于粘土矿物中的不同轻稀土元素在酸溶相中百分比接近,而富重稀土元素的重矿物可以明显影响REE在不同相态中的组成和不同地区河流沉积物中REE的配分特征。长江支流沉积物的REE组成变化大于干流,流域源岩组成差异是控制REE组成的基本因素,但干流和支流沉积物全样与酸不溶相的REE配分模式基本类似,反映了各自流域风化上陆壳的平均组成。尽管一些支流对邻近干流沉积物的REE组成贡献较大,但总体上干流样品代表了不同支流水系沉积物的混合,尤其是下游近河口地区细粒级沉积物样品的酸不溶组分可以代表长江入海颗粒物的平均REE组成,用于示踪判别东部边缘海长江沉积物的源汇过程。     

晚第四纪钱塘江下切河谷充填物物源特征

对晚第四纪钱塘江下切河谷内SE2孔沉积物重矿物和稀土—微量元素进行系统分析,并与邻区长江沉积物相应特征进行对比。结果显示:(1)晚第四纪钱塘江下切河谷充填物中河床(U5)、河漫滩(U4)和古河口湾(U3)沉积物的重矿物组合为赤褐铁矿—磁铁矿—锆石—白钛石—锐钛矿;微量元素中的铁族元素、大离子亲石元素和高场强元素与平均大陆上地壳(UCC)相近,且大离子亲石元素和大部分高场强元素与北美页岩(NASC)相近,在Th/Co-Cr/Th投点图中靠近钱塘江物源区,远离现代长江沉积物投点区;稀土元素球粒陨石和NASC标准化曲线与钱塘江沉积物特征相似,不同于现代长江沉积物。(2)近岸浅海(U2)和现代河口湾(U1)沉积物的重矿物组合为绿帘石—辉石—角闪石—石榴石—榍石—金红石—电气石;微量元素具有与UCC较为相近或富集的铁族元素,大离子亲石元素和高场强元素相对亏损,且与NASC相比,铁族和高场强元素明显亏损,大离子亲石元素亏损较弱,在Th/Co-Cr/Th投点图中主要落于长江和钱塘江来源沉积物之间;稀土元素在球粒陨石和NASC标准化曲线中,配分模式与现代长江沉积物极为相似。(3)U5、U4和U3单元具有与U1和U2单元不同的沉积物来源:前者母岩主要为长英质中酸性火成岩,为古钱塘江提供;而后者沉积物主要来源于中基性物源区,由长江提供,同时上游钱塘江也提供了部分沉积物。可见,长江沉积物自近岸浅海沉积时期开始大量进入到钱塘江下切河谷内,为钱塘江下切河谷的沉积环境演化提供了重要物质基础。     

台湾山溪型小河流碎屑锆石年代学和粒径分析

<正>碎屑锆石年代学在近二十年来迅速发展,并逐渐成为物源示踪、重建古地理以及恢复区域构造—沉积历史的重要手段。在对碎屑锆石数据进行分析及解释的过程中,存在着一系列假设,其中一个很重要的是:分析得到的年龄分布能够代表源岩的年龄分布。这意味着搬运及沉积过程中的水动力分选     

断层封堵性分析及SGR方法在东海勘探区应用

断层构造圈闭是目前近海油气勘探的重点区域,定量评价断层的封堵性有助于提高勘探成功率。对当今国内外断层封堵分析方法与技术发展进行了介绍和评述,泥岩断层泥比(SGR)方法在断层封堵的风险评价中最为常用和有效。应用SGR方法,分析了东海某构造区的断层封堵性并进行了烃柱高度的定量计算。分析结果与实际钻探一致,表明利用SGR估算封烃高度适用,对油气勘探具有指导意义。     

长江河水~(87)Sr/~(86)Sr值的季节性变化及其指示意义:以长江大通站为例

在长江下游大通水文站进行了为期1年的每2周1次的水样采样,分析测试其Sr含量及其同位素组成。结果表明,长江溶解Sr浓度在1.74~2.92μmol/L之间变化,87Sr/86Sr值的范围为0.710125~0.710965,河水Sr含量及同位素组成出现明显的季节性差异,表现为从洪水季节开始87Sr/86Sr值逐步升高,至12月达到最高值后缓慢下降并在下一个洪水季节到来时升高。研究认为,下游河水87Sr/86Sr值的季节性变化主要受流域降雨的时空变化所导致的物源相对贡献比例变化控制。受季风气候影响,当洪水期短期强降雨集中在上游地区时,强烈的风化使得上游贡献增多,致使下游河水Sr同位素组成迅速降低。采样期间(2011年1~5月)中下游的持久干旱致使中下游硅酸盐岩风化对河水Sr贡献减少从而造成河水同位素组成持续降低。同时,基于全年样品数据计算得出长江溶解Sr同位素组成的入海特征值为0.710628,Sr通量为1.9×109mol/a。研究结果表明河水Sr同位素组对流域极端气候的响应较好,可为今后使用历史时期物质Sr同位素研究解释极端气候变化奠定基础。