南海西北缘多金属结核地球化学及其与大洋结核的对比

多金属结核化学成分组成的差异能够反映其赋存环境的差异与变化,也能够指示结核的成因.利用ICP-MS方法分析了分布于南海西北陆缘、太平洋、印度洋等不同区域的多金属结核样品的地球化学组成,并对其特征进行了对比.研究数据显示,南海西北陆缘多金属结核富Fe、Si、REE,而Mn、Co、Cu、Ni含量低于大洋结核,轻稀土元素(LREE)更为富集.依据结核TMn/TFe的比值特征以及w(Mn)-w(Fe)-w(Cu Ni)三组特征显示,南海结核和太平洋海山结核符合水成成因,太平洋海盆结核属成岩成因,印度洋结核具有成岩和水成双重成因.与太平洋、印度洋等大洋型结核不同,南海结核元素组成中,标识陆源物质来源的Fe、Si、REE、Al等元素含量丰富,具有典型的边缘海特征,反映了南海结核成长发育的过程中,边缘海独特的沉积条件和多变的古海洋环境因素对其产生了重要的影响.     

洋中脊富钛铁氧化物辉长岩成因的一个新思路:以西南印度洋脊ODP 735B岩心为例

西南印度洋脊的ODP 735B岩心中拥有大量富含钛铁氧化物的含氧化物辉长岩,此现象在岩性单元Ⅳ中表现尤为显著。同时,岩性单元Ⅳ中主要硅酸盐矿物亦具有独特的成分变化趋势。以前研究将造成岩性单元Ⅳ中氧化物辉长岩成因和主要造岩矿物成分变化趋势归因于具浮力的、高度分异的富钛铁熔体的作用,这些熔体应形成于735B钻孔之下或其附近,沿剪切带运移至剖面中,并与原岩矿物发生反应。通过对岩性单元Ⅳ氧化物辉长岩进行岩相学特征分析和结构可控的电子探针矿物成分测试,发现当某些因外来物质加入改造而成分进化的硅酸盐矿物形成之时,液相体系中钛铁氧化物并未处于饱和状态。此外,在单斜辉石结晶过程中,单斜辉石内部成分具有从普通辉石—易变辉石—普通辉石的变化,而且,在与某些后期生成的矿物(如钛铁氧化物或斜方辉石等)接触处,单斜辉石则表现出明显进化组成特征。根据岩相学特征和矿物电子探针数据,并结合对前人提出的富钛铁熔体的物理性质的讨论,本文认为在岩性单元Ⅳ形成过程中,更有可能是源自地幔的外来含水流体/含水流体与熔浆的混合体,而非仅仅是极度分异的玄武质残余熔体,参与了岩性单元Ⅳ中氧化物辉长岩的形成。从理论上讲,这些外来含水流体可能与玄武质熔体并非来自同一源区,这意味着其运移方式可能不仅有垂向运移,而且有可能为远距离侧向运移。岩性单元Ⅳ中的氧化物辉长岩可能具有相当独特的同位素特征,这可能会成为判别岩性单元Ⅳ乃至是整个735B岩心中氧化物辉长岩成因的重要线索。     

云南中甸纳帕海湖泊沉积物的磁化率及环境意义

研究区母岩特性，搬运距离和搬运营力决定了磁性矿物主要赋存在砂砾级颗粒中，纳帕海潮泊沉积物的磁化率与颗粒粒径，沉积相和有机质含量存在密切的相关关系，滨浅湖环境中砂砾级颗粒含量增加以及波浪淘洗对磁性矿物的富集作用，磁化率较高；浅湖环境中粉砂增多，砂减少，磁化率较之滨浅湖有所降低，在低能的半深湖／深湖环境中，由于缺乏磁性矿物的输入，磁化率再次降低，有机质含量很高的湖岸湖环境由于有机质的稀释作用磁化率值最低，磁化率等环境替代指标以及和北半球气候变化阶段，深海氧同位素阶段的对比，将纳帕海近6ka年来划分成6个主要的环境演化阶段，32kaB.P.(14.99m)和15kaB.P.(6.06m)分别是环境和气候变化的重要转折点，32－15ka B.P.期间出现的高湖面表明，虽然大气温度下降但有效湿度增加，全新世湖泊的急剧萎缩预示在大气温度增加的同时有效湿度降低，暖偏于构成了研究区全新世气候演化的特色。     

中太平洋WM1和WX海山富钴结壳元素相关性及其层间变化研究

在结壳矿物学等基本特征分析的基础上,对中太平洋WM1和WX海山富钴结壳中的主量元素、微量元素、稀土元素和铂族元素含量、层间变化及其相关性进行了研究,结果表明:本区结壳从下层到上层,粘土矿物和石英等碎屑矿物逐渐增多,很可能与青藏高原的隆升和剥蚀以及亚洲季风演化有关;TFe/Fe2 从结壳下层到上层逐渐增高,反映了结壳的氧化性由下层到上层增强,海山的沉降可能是造成结壳生长后期环境氧化性增强的重要原因;Ti、Co、Pb、As、Mn、TFe等元素与TFe/Fe2 呈正相关,反映结壳中这些元素的富集与氧化环境有关,而Ca、P、Pt和∑REE等元素与TFe/Fe2 呈负相关,反映结壳中这些元素的富集与还原环境有关;Fe与Co显著正相关是本区结壳的重要特点;结壳的Co与(Fe Mn)的相关性大于Co与Fe的相关性及Co与Mn的相关性;P含量小于1%时,Co与P相关性不明显,当P含量大于1%时,Co与P呈明显负相关,磷酸盐化的过程对铁锰结壳吸附Co的能力起到抑制作用。聚类分析将Pt、∑REE与P和Ca分为一组,说明在结壳中Pt和∑REE主要赋存在碳氟磷灰石中,结壳的磷酸盐化的过程对Pt和∑REE的富集起到了重要的作用。     

中太平洋富钴结壳WXD27的年代学研究

通过针对系统取自中太平洋富钴结壳WXD27的顶部至其底部(1 mm～2 mm为间隔取样)样品进行的Co含量(中子活化方法)测试,拟合出不同深度壳层的富钴结壳生长速率曲线,以此推导富钴结壳Co含量的定年积分公式,并利用10Be定年方法,对Co含量定年的准确性进行检验.时超微量Sr同位素测试得到的富钴结壳磷酸盐年龄进行分析认为:(1)上部富钴结壳与上层白色磷酸盐化层接触部位的年龄为14.9 Ma;(2)自14.9 Ma以来,结壳的生长是连续的,沉积间断发生的可能性非常小,该样品可以用来进行14.9 Ma年以来古海洋、全球变化的重建工作;(3)上层白色磷酸盐化层与其上部的富钴结壳之间存在4 Ma的沉积间断;(4)19 Ma～22.7 Ma左右在该区发生过大规模的磷酸盐化作用,磷酸盐化作用可能造成磷酸盐化时期(19 Ma～22.7 Ma)和之后4 Ma(19 Ma～14.9 Ma)富钴结壳的沉积间断;(5)结壳的初始生长年龄在75 Ma左右;(6)老结壳的生长速度要远低于新结壳的生长速度.     

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.      

印度尼西亚多岛海末次冰期最盛期以来的穿越流活动

印度尼西亚穿越流是西太平洋和印度洋之间热量传输的重要载体,穿越流的活动由潜在地影响El Nino和季风现象进而影响到全球气候变化。通过对爪哇海SHI9006岩心LGM以来氧同位素、有孔虫与CaCO3沉积量、浮游有孔虫浅层水种与深层水种比值反映的古温跃层变化等的研究,得出结论：研究区末次冰期氧同位素2期穿越流活动微弱,冰后期穿越流活动增强;特别是冰消期终止期IA,穿越流活动由弱迅速增强,是冰川消融、海平面上升,印度尼西亚岛弧古海水通道开放的结果。     

深海碳酸盐岩心天然热释光变化特征

东北印度洋赤道90°E海岭和孟加拉扇MD81349,MD77181岩心记录了30万a来气候变化的历史.分析发现浮游有孔虫壳体(方解石晶体)的天然热释光变化与δ18O反映的冰川旋回存在着良好的一致性:天然热释光强度的增大与间冰期对应,降低与冰期对应.对MD81349岩心天然热释光时间序列的频谱分析结果显示热释光的显著周期为99,46,23,20和11ka,其中99,46,23,20ka分别与天文学周期中的地球轨道偏心率周期100ka,地轴倾斜度(黄赤交角)周期54,41ka,太阳辐射年度差异的岁差周期23,19ka接近,这表明地球冷暖交替与太阳辐射强度周期性变化密切相关,在不同海水温度条件下结晶形成的方解石晶体的热释光强度差异显著,因而有孔虫壳体积存的热释光能够反映地球气候的变化.     

南海西北陆缘多金属结核地球化学特征及成因

对取自南海西北陆缘海域的大型多金属结核进行了电子探针、X射线粉晶衍射(XRD)、等离子质谱仪(ICP-MS) 和等离子光谱仪(ICP-AES) 等方面的分析.结核核心部位的主要矿物组成为石英、伊利石、钠长石和绿泥石, 壳层的主要矿物为δMnO₂等.铁、锰组分呈现Fe含量高、Mn含量低和Mn/Fe低的特征.Si含量高, Cu、Co、Ni含量低; 稀土元素(REE) 含量高, 平均为1472.30×10-6, 轻稀土与重稀土的比值(LREE/HREE) 达19.54, 并且存在较强的Ce正异常.元素含量的变化显示: 从结核内壳层到外壳层, Fe、Mn、Cu、Co等元素含量呈不规律变化, 具有典型的边缘海特征, 该特征反映结核在形成过程中受到边缘海沉积环境波动变化的影响, 陆源物质供应量的增加对Fe、REE、Si等元素的富集起到了促进作用, 而对Mn、Ca等元素的富集则产生明显的稀释作用.多金属结核Mn/Fe比及Mn-Fe- (Cu+Ni) ×10三组分图解显示, 南海北部陆缘多金属结核为水成成因, 该成因与结核所赋存的边缘海环境密切相关, 反映了结核成长发育的过程中, 南海典型的边缘海沉积条件和多变的古海洋环境因素对其产生了重要影响.