全新世渤海泥质沉积物地球化学特征

对渤海泥质区柱状沉积物的粒度与化学成分的分析及AMS 14C测年数据表明,全新世以来本区泥质沉积物的物质来源与沉积环境较为稳定.R型因子分析得出三种主要组合类型,以Ca、Ti和Mn为代表,分别对应黄河物质影响、陆源细粒物质输入和海洋自生作用.其中西南部与中部泥形成于约6000 a B.P.以来,黄河物质影响较强,主要在潮余流的作用下搬运后沉积下来.北部泥自早全新世之前便已开始形成,且主要沉积于高海面之前,受滦河物质作用相对较强.南部和北部泥质沉积年代存在明显差异,受水深、离岸距离、海平面高度等多种因素影响.尽管距黄河口较近,但区内沉积速率远低于中国近海其他泥质体,这与渤海环流状况及泥沙运移方向关系密切.     

Mineral distributions in surface sediments of the western South Yellow Sea: implications for sediment provenance and transportation

The South Yellow Sea(SYS) is strongly influenced by the substantial sediment loads of the Huanghe(Yellow)(including the modern Huanghe and abandoned old Huanghe subaqueous delta) and Changjiang(Yangtze) Rivers. However,the dispersal patterns of these sediments,especially in the western SYS,have not been clearly illustrated. In this study,we have analyzed clay minerals,detrital minerals,and grain sizes for 245 surface sediment samples(0–5 cm) collected from the western SYS. The clay minerals,on average,consist of 67% illite,14% smectite,11% chlorite,and 8% kaolinite. Clay minerals,detrital minerals,and grain size analyses of surface sediments,combined with water mass hydrology analysis,reveal that sediments in the western SYS are mainly derived from the modern Huanghe River,the abandoned subaqueous delta of the old Huanghe River,some material from the Changjiang,and coastal erosion. The clay minerals(especially illite and smectite) and quartz/feldspar ratio distribution patterns,reveal that the influence of modern Huanghe sediments can reach 35°N in the northwestern part of the study area,an influence that can be enhanced especially in winter owing to northerly winds. Conversely,sediments along the Jiangsu coast are mixed,in summer,with material from the Changjiang arriving via northward flow of Changjiang Diluted Water. The Subei Coastal Current carries the refreshed sediments northward into the western SYS. Sediment distribution and transport in the western SYS are mainly controlled by the oceanic circulation system that is primarily related to the monsoon.     

南海北部晚中新世红绿韵律层成因的矿物学和地球化学约束

沉积物颜色是其物质组成和形成环境的重要标志,对古海洋古环境重建有特殊指示意义。国际大洋发现计划(IODP)368航次在南海北部钻取的U1502站沉积岩心中发现了上百米红褐色-绿灰色韵律沉积层,但其成因不明。为探究其物源和红绿韵律沉积层的成因,我们对该站位岩心样品开展了矿物学和地球化学分析,包括粒度、黏土矿物、常微量元素和Sr-Nd同位素组成、有机碳含量及碳酸盐碳氧同位素组成分析。物源分析表明,U1502站沉积物陆源输入以珠江为主而吕宋次之,红层相对绿层有稍多的吕宋物质贡献。地球化学指标指示红绿沉积层的形成没有遭受热液、冷泉流体的影响,其形成是南海晚中新世构造演化和冰期-间冰期旋回中水体通风、底层水氧化还原环境改变及早期成岩作用共同影响的结果。结合以前南海北部沉积物源研究及沉积物颜色频谱分析,推测红绿层可能分别对应了间冰期-冰期时间尺度。指标重建指示了红绿层分别形成于偏氧化和偏还原的底层水氧化还原环境。自中中新世以来随着吕宋岛弧与欧亚板块碰撞,南海海盆从开放的环境变得相对封闭,其深部通风和氧化还原条件开始呈现典型的冰期-间冰期旋回模式。红层对应了间冰期高海平面时期南海深层水通风良好、水体偏氧化的沉积环境,而绿层则指示了冰期低海平面时期南海层化加强、水体偏还原的环境。不同的氧化还原条件控制了早期成岩作用中致色含铁自生矿物如赤铁矿的形成与转化,最终引起沉积层颜色韵律变化。     

海洋风尘沉积的古气候学研究进展

海洋风尘沉积是一门海洋沉积学、古气候学、古海洋学的交叉学科,它在古气候、古环境和现代环境研究方面均具有重要意义。总结了近20年来国内外海洋风尘沉积研究领域的成就和进展,重点论述了其研究方法、手段和理论的进展,特别是化学分离石英在提取海洋风尘沉积组分中的应用,以及海洋风尘沉积在古气候学等方面的研究理论和取得的认识。阐明了风尘通量与源区干旱度、风尘粒度与风力强度以及它们与冰期旋回、米兰科维奇（Mi lanko vi tch）轨道参数旋回之间复杂的非线性关系。最后指出了该领域还存在的一些问题,并简要展望了未来的研究方向。     

南黄海中部H-106柱状沉积物中自生黄铁矿的研究

自生黄铁矿是现代海洋沉积物中分布较广、含量较高的自生矿物之一。我国广阔的大陆架海域以及边缘海区(冲绳海槽)的现代和近代沉积物中都发现有黄铁矿,其中以南黄海盆地较为典型。H-106孔位于南黄海中部略偏西北(123°0''E,35°3''N),水深70m,岩芯长607cm,孔中黄铁矿含量较高。 研究现代和近代柱状沉积物中自生黄铁矿的结构、构造、矿物化学特征以及硫同位素组成及其与沉积环境和地球化学等因素的关系,对于了解沉积物早期成岩作用,认识沉积环境变迁和探讨黄铁矿成因都具有理论和实际意义,因此,早已引起国内、外学者的重视。国外具有代表性的学者Love(1957;1964)和 Berner(1969;1970)等分别从50年代和60年代末就开始了黄铁矿的研究工作。他们从不同角度、用不同方法对古地层和现代海洋沉积物中的黄铁矿进行了研究。随着我国海洋调査研究的深入,近年来国内学者也相继开展了这方面的工作(陈庆,1981;王琦等,1981)。然而以往国内、外的学者大都从形态、矿物和沉积化学的角度去研究黄铁矿,对现代自生黄铁矿单矿物的硫同位素组成涉及甚少。现代海洋硫同位素研究也仅限于沉积物与海水的范围,然而沉积物和海水的成分均很复杂,影响因素众多,不能反映黄铁矿的硫同位素组成。本文拟通过黄铁矿的硫同位素特征和黄铁矿集合体的结构、构造和矿物化学成分等矿物学特征,并结合沉积物成分与地球化学参数来探讨黄铁矿的形成环境与成因。     

深海沉积物分类与命名

详细分析了国内外深海沉积物分类与命名现状,迄今为止深海沉积物分类与命名问题没有很好解决。在调查研究南海、太平洋深海沉积物分类与命名基础上,提出了分类简便、科学合理、量化的深海沉积物分类与命名新方法,应用该方法得出南海东部海域深海沉积物有深海粘土、硅质粘土、钙质粘土、硅钙质粘土、钙质软泥、粘土质钙质软泥、粘土质-硅质钙质软泥、粘土-硅质-钙质混合软泥、粘土质硅质-钙质混合软泥、钙质硅质-粘土混合软泥。这10种沉积物基本上客观地反映了南海东部海域深海沉积物分布的实际情况,分类效果良好。     

大洋和大陆边缘岩石圈有效弹性厚度的研究意义

大洋岩石圈有效弹性厚度分布在 (45 0± 15 0 )℃等温面内 ,并且随着加载时岩石圈年龄的增加而增加。因此 ,大洋岩石圈的挠曲刚度强烈地依赖岩石圈的热结构。一些海隆下岩石圈有效弹性厚度的降低 ,可能是岩石圈经历过热活化 ,岩石圈热年龄降低的结果。大西洋一些群岛的岩石圈有效弹性厚度小于理论值 ,则反映了岩石圈结构的不同。在海沟 ,板块的挠曲也是影响岩石圈有效弹性厚度的因素 ,它降低了岩石圈的强度。在被动大陆边缘海陆岩石圈交界处 ,向陆的方向 ,岩石圈弹性厚度比同年龄的大陆或大洋岩石圈的小 ,表明强度明显降低 ;向大洋方向 ,岩石圈的弹性厚度与正常的大洋岩石圈弹性厚度吻合。在活动大陆边缘的挠曲前陆盆地和造山带 ,岩石圈有效弹性厚度变化较大 ,部分地区受先前的岩石圈低强度影响 ,而表现出岩石圈强度的弱化。同时 ,这种方法还广泛地用于大洋中脊岩浆侵位、地幔流动、南太平洋超级海隆的动力学机制、大陆边缘的变形和构造演化、新生岩石圈的力学性质和流变学性质的研究     

东菲律宾海柱样沉积物的磁性特征

对东菲律宾海帕里西维拉海盆西侧F090102柱样进行了系统的古地磁和岩石磁学研究,测量了天然剩磁倾角、磁化率、饱和等温剩磁、非磁滞剩磁、-T曲线等磁学参数,进行了磁性地层的划分对比,识别出松山反极性时内的贾拉米洛和奥都维正极性亚时。对磁学参数及其有关比值的研究发现,岩心磁性矿物以低矫顽力磁铁矿为主,可能含有一定的钛磁铁矿。磁性矿物主要是陆源碎屑成因,岩心底段受到海底火山作用的影响。根据磁学参数随深度的变化将岩心分为3段,各段反映了沉积环境和古气候的变化。     

南黄海冷涡沉积和通道沉积的发现

为解决南黄海及东海北部的沉积环境和物质来源问题,１９９２年５月对黄海和济州岛西南的泥质沉积进行了多方面调查和研究,发现济州岛西南、南黄海中部和北黄海西部泥质沉积区,分别与那里的冷涡活动区相对应。因此,这些泥质沉积应属于“冷涡沉积“;而在冷涡之间又出现连接它们的“通道“,形成了具有特殊结构的“通道沉积“,它分布于黄海暖流之下,呈南北向延伸。表明冷涡沉积和通道沉积是受控于冷涡、黄海暖流及其相关的环流体     

Progress in Research on Metallogenic Environment of Ferromanganese Crusts

大洋铁锰结壳是继大洋多金属结核之后出现的又一极具潜在经济价值的水下固体矿产(王毅民，1992)，富含Mn、Fe、Cu、Co、Ni和Pt多种金属元素及非金属元素P，Co含量最高可达2.5%，是大陆含Co矿床的数倍到数十倍，铂的平均含量也是上地壳的80倍。据众多科学家的初步估计，仅太平洋西部火山构造隆起带上，铁锰结壳矿床的潜在资源量就达10亿t，其中Co金属含量可达600万～700万t，经济总价值超过1000亿美元(Klinkhammer et al.，1980；Halbach et al.，1984；DeCarlo et al.，1987；何高文等，2001)。这与全球陆地已探明Co资源总量仅为1 500万t相比，数量极为可观，并且结壳的产出水深多小于3000 m， 易于进行系统的、大量的样品采集，开采风险及开采时对环境的影响也较小。因此，近年来，随着世界经济的蓬勃发展和高新技术的开发， 对Mn、Cu、Co、Ni等元素的需求日益增大及由此所导致的陆地上这些资源的迅速枯竭，使人们纷纷将目光转向深海底矿产，加大了对海底铁锰结壳资源的研究力度和深度，其资源的经济地位也相应进一步提高。据专家预测，大洋铁锰结壳很可能会比大洋的金属结核率先实现商业性开采，并成为21世纪新兴的海洋矿产产业(Hein et al.，1998；潘家华等，1995)。 此外，结壳还有净化空气中SO2与NO2的氧化催化剂等用途，并且铁锰结壳成矿环境的研究，还具有较高的科学价值，可使科学家进一步深入了解和认识地内深部物源、海底水-岩反应、金属成矿富集过程及其中的微生物成矿作用乃至古海洋环境演变等问题，而这些问题迄今仍未得到完善解决，是当前地学和海洋学领域的研究热点。这就使铁锰结壳成矿环境的研究显得尤为重要。