中太平洋海盆表层沉积物及其与锰结核的关系

通过对中太平洋海盆表层沉积物与相伴生的锰结核的研究表面,丰度、品位等有明显的差异,在深海粘土中锰结核干度最度,钙质软泥多,锰结核的发现聚集与沉积物类型,沉积速率、孔隙度、金属含量及形成时的氧化还原条件,水深、底层流等的影响.锰结核的形成,发育与富集是受多种因素所控制,是一个模式内的约制。     

北太平洋铁锰结核富集区沉积物和间隙水中重金属元素地球化学

对北太平洋28个相对富集铁锰结核的沉积物和间隙水中重金属元素(Cu、Pb、Zn、Cr、Co、Ni)地球化学研究表明:沉积物中重金属元素明显的比陆地土壤、河口、陆架及贫结核洋区的沉积物富集,并与沉积物类型密切有关;沉积物中元素的赋存状态不同,进入间隙水的途径不同;由于Cu、Co的生物作用大于Zn、Ni,使沉积物中 Cu/Zn、Co/Ni比值由钙质软泥—钙、硅软泥—硅质软泥—褐色粘土升高。     

太平洋北部铁锰结核及其与沉积环境的关系

对太平洋北部14个站位的铁锰结核及其相对应的沉积物、间隙水等资料研究表明:结核中Fe可能主要来自上覆水的缓慢沉积,结核中Mn可能主要来自间隙水中Mn~(2+)的扩散;由于硅钙软泥区的成岩作用比褐色粘土区强烈,导致硅、钙软泥区的结核,其生长速率普遍比褐色粘土区高。     

深海沉积物分类与命名的关键技术和方案

对地质研究的对象进行科学合理的分类,是地学研究的重要内容之一.为建立科学合理、量化统一、操作简便的深海沉积物分类与命名方案,详细分析国内外深海沉积物分类与命名现状,深刻了解海洋沉积物组成与分布,深入研究深海沉积物的水深、平均粒径和粘土含量3项参数指标,通过分析涂片鉴定粘土、钙质生物、硅质生物这三者的含量、粒度和化学分析之间的差异,建立钙质生物、硅质生物与CaCO₃、生物SiO₂的量化关系,完成沉降法和激光法粒度分析资料的对比和校正,分析深海沉积物分类与命名的兼容性和可比性.在上述研究成果基础上,自主创新提出深海沉积物分类与命名方案及其关键技术.深海沉积物类型简分法把深海沉积物分为深海粘土、钙质软泥、硅质软泥、粘土-硅质-钙质软泥4类,它能满足一般性海洋地质调查要求,达到基本了解深海沉积物类型的目的,在兼容世界深海沉积物类型现状的同时,充分考虑到混合沉积物的存在.深海沉积物类型细分法在简分法基础上细分了16种沉积物,使分类与命名更加详细和全面,满足海洋地质详细调查研究的要求.深海沉积物分类与命名方案与浅海沉积物分类与命名比较,在图形、类型指标、种类数量、冠字冠名法、混合沉积物表示法、可操作性等方面具有可比性,使浅海到深海的沉积物分类与命名呈渐变和有机联系.      

Comparative study on the geochemical characteristics of rare earth elements in deep-sea sediments from different regions of the Pacific OceanSCIEI北大核心CSCD

太平洋深海沉积物中富集稀土元素(REY,包括钇),被认为是富有潜力的新型稀土资源。(含)沸石粘土、深海粘土和多金属软泥是主要的富含REY的沉积物类型,其中(含)沸石粘土和深海粘土在中、西北太平洋海盆大面积分布,而多金属软泥则多分布于靠近东太平洋洋脊热液活动的深海盆地中。目前关于中、西北太平洋海盆的深海粘土和(含)沸石粘土已有较多的研究,但关于多金属软泥中REY的研究较少。不同区域、不同类型深海沉积物中的稀土元素赋存状态有何差异?影响稀土富集的机制又是什么目前尚不清楚,也就进一步影响了对深海沉积物稀土资源的勘查和开发工作。本文分析对比了太平洋不同区域不同类型深海沉积物的地球化学特征及矿物学特征。结果表明,总体上,中、西北太平洋海盆深海沉积物中,尤其是(含)沸石粘土中的REY含量明显高于东太平洋海盆多金属软泥REY含量,其REY的富集主要与磷酸盐有关。超常富集REY(∑REY>2000×10^(-6))的沉积物中的CaO/P_(2)O_(5)比值趋向于一致(~1.4),几乎接近于磷灰石CaO/P2O5比值(~1.3),因此REY主要赋存载体为磷灰石,该区沉积物中REY的富集可能受到磷酸盐化的影响;东太平洋海盆多金属软泥明显受到热液影响,铁和锰的含量明显增加,但其∑REY含量集中于500×10^(-6)~800×10^(-6),不随铁和锰的增加而变化,REY的富集仍与磷酸盐关系密切,而与铁锰物质和铝硅酸盐关系不大。中、西北太平洋海盆富稀土的深海沉积物形成时处于较强的氧化环境,同时又有充足的含磷物质补给,才造成REY在该区沉积物中的超常富集;而东太平洋海盆多金属软泥虽然处于氧化环境,但缺少足够的磷补给,所以其∑REY含量通常低于中、西北太平洋海盆沸石粘土中∑REY含量。     

中太平洋西部沉积物中的铁和锰

中太平洋西部沉积物的样品,是1978年由参加首次全球大气考察的《向阳红零九》号考察船采集的。调查分两个海区进行:一区海底由西北向东南倾斜,水深3437—5443m,西部沉积物主要是钙质软泥,东部为红粘土;二区海底由西南向东北倾斜,水深2178—4761m,沉积物主要是钙质软泥。我们共分析了10个表层样品和二区一个岩芯的43个样品。样品制成溶液后,在WFD-1/2型原子吸收光谱仪上进行测定,研究结果得出如下规律:     

北太平洋锰结核伴生沉积物中某些金属元素的地球化学行为探讨

通过对海洋沉积物及其粘土组分的研究发现,金属元素Fe、Mn、B、Ba、Cu、V、Y等的含量与锰结核的丰度成正相关,也与粘土组分、有机物含量呈正相关,表明粘土组分是某些金属元素及有机物富集的载体;同时发现Mn、Fe、受火山、热液及碎屑的影响,致使这种相关性不及其他元素明显。     

北太平洋锰结核伴生沉积物中某些金属元素的地球化学行为探讨

通过对海洋沉积物及其粘土组分的研究发现,金属元素Fe、Mn、B、Ba、Cu、V、Y等的含量与锰结核的丰度成正相关,也与粘土组分、有机物含量呈正相关,表明粘土组分是某些金属元素及有机物富集的载体;同时发现Mn、Fe、受火山、热液及碎屑的影响,致使这种相关性不及其他元素明显。     

人工合成锰矿物实验及其产物

通过在蒸馏水中0～10℃条件下,在含Cu、Co、Ni和有机质溶液以及不同底质的合成海水中（常温常压）合成锰矿物。结果得出,初始锰矿物是黑锰矿;控制锰矿物形成的条件是,除必要的物质来源外,起决定作用的是形成环境的酸碱度和氧化还原电位。在含硅质粘土和钙质软泥的试管中产生三层沉淀物：上部层主要是菲细粒（粒径0．5～1.5μm）黑锰矿,中间层为菲细粒黑锰矿和黑锰矿微结核（粒径5.8～43.5μm）,下部层分别为含黑锰矿微结核的硅质粘土和钙质软泥。有的实验中在硅质粘土或钙质软泥上面形成一层厚度为20～33μm黑锰矿结壳。这种结壳上表面的突起和埋藏型结核的表面相似,下表面的小突起里定向排列。     

中太平洋CC区第四系沉积物地球化学特征及物源

根据对中太平洋CC区PC5356孔、PC5362孔及PC5417孔沉积物常量微量元素的测试结果，采用多元统计分析的方法，研究了该地区第四系沉积物中元素含量的空间分布和组合特征，探讨了其物质来源及沉积环境的垂向演变规律。中太平洋CC区第四系沉积物主要为钙质硅质黏土和钙质软泥，早期沉积物受火山活动的影响较大，晚期与生物作用密切相关。     

印度洋洋盆BC02站位表层沉积物地球化学特征及其物源指示意义

沉积物类型和物质来源对于深海固体资源的勘探调查和成矿理论研究具有重要意义。近年来的相关研究表明,中印度洋洋盆南部可能分布富含稀土元素的深海黏土沉积区和含铁锰结核硅质沉积区,但是目前该区域相关研究较少。对大洋第34航次在中印度洋洋盆所获取的BC02站位箱式沉积物样品进行了主量元素、微量元素以及稀土元素含量分析测试,结果表明,研究区沉积物主要为硅质生物沉积,可能有陆源物质和火山物质的输入,但是贡献均较少,没有发现铁锰结核存在,该区域受较强烈的硅质生物沉积稀释作用,区域内稀土元素的质量分数平均值为265.41×10-6,富集程度和富集特征与正常的硅质软泥基本一致,而与中印度洋洋盆和Wharton海盆已经发现的富稀土深海黏土明显不同,沉积环境为稳定的偏氧化环境。     

太平洋中部富REY的深海沉积物的地球化学特征及化学分类

<正>深海沉积物中的稀土资源是潜在的海底稀土资源。本文对太平洋中部重力柱取样获得的1275个深海沉积物样品的矿物组分、常量、稀土化学分析结果进行了系统分析,并与中北太平洋海域990个深海沉积物样品的稀土元素地球化学特征进行了对比。分析研究结果表明太平洋中部深海沉积物样品的富REY的地球化学特征与中北太平洋相似。首先太平洋中部深海沉积物样品根据Ca O含量可分为两类:⑴Ca O≥10%,代表了富含钙质生物组分的沉积物类型,与沉积物分类中的钙质软泥相当,其ΣREY     

中太平洋第四纪沉积物地球化学特征及沉积环境

本文采用多元统计分析的方法,研究了中太平洋地区第四纪沉积物中元素含量的地球化学特征,探讨了其物质来源及沉积环境。研究表明:元素含量在垂向上有3次比较明显的变化,Al2O3、Fe2O3、TiO2、MnO、P2O5的含量在早期沉积物中变化不明显,中期含量明显增加,晚期则减少。CaCO3、CaO、Sr在晚期沉积物中含量较高,并与前者常微量元素含量形成明显的互为消长关系。元素的相关性分析和R型因子分析揭示SiO2与Al2O3、Fe2O3、K2O、MnO、TiO2、Cu、Ni、Zr等元素为正相关关系,说明元素组合共生关系好,在沉积物中所起的作用相近,地球化学行为比较相似,主要受陆源碎屑沉积及火山活动的影响;与CaCO3、CaO、Sr之间为负相关关系,说明后者与前者元素氧化物之间内在关系较为疏远,相关性差,沉积物源不同,主要与生物作用有关。中太平洋第四纪的沉积物主要为钙质硅质粘土和钙质软泥,早期沉积物受火山活动的影响较大,晚期与生物作用密切相关,表明该时期沉积物主要形成于陆源、生物源、火山源物资供应比较充足的沉积环境。     

太平洋中部富REY深海沉积物的地球化学特征及化学分类

赋存于深海沉积物中的稀土资源是一种潜在的稀土资源。对太平洋中部30个重力活塞柱状样中的1 275个深海沉积物样品的常量、稀土化学分析数据进行了系统研究。在涂片鉴定的基础上,采用Ca O和Al2O3含量把太平洋中部深海沉积物划分为钙质软泥类沉积物、硅质软泥类沉积物、深海黏土类沉积物三种成因类型;这三种类型沉积物的稀土分布模式相似,表现为明显的Ce负异常,一定程度的重稀土元素富集和Y正异常,深海黏土类沉积物的ΣREY明显偏高。采用主要元素(包括Ca O/P2O5比值)与REY的关系图可以有效地判别不同成因类型沉积物的混合状况。太平洋中部富P、富含沸石的深海黏土类沉积物是最有利的富REY的深海沉积物类型。太平洋中部深海沉积物REY富集的主要原因是由于深海沉积物中混入了过量的(鱼牙骨碎屑状)磷灰石组分,而钙质生物组分和硅质生物组分的加入对REY含量起了明显的稀释作用。     

斯里兰卡普塔勒姆地区钙质结核的特征及成因

斯里兰卡国普塔勒姆地区滨海沉积物中发育钙质结核,其与我国黄海和东海钙质结核在成分、结构、构造和古生物化石等方面均存在差异。该地区钙质结核含有大量的海相生物化石及其碎屑,CaO的含量＞44.14％, SiO₂的含量＜12.75％,与同地区的碳酸盐软泥相比,结核相对富铁贫硅和富锶贫钡,说明生物对结核的影响大于对碳酸盐软泥的影响。结核的碳、氧同位素值负偏明显,δ¹³C＜-4.54‰,,δ¹⁸O＜-6.37‰,具有轻碳轻氧的特征。结核的矿物成分、古生物化石、主微量元素和碳、氧同位素资料说明其形成于海相环境,后期因海平面下降,受到大气淡水和地下水的影响,元素含量发生变化,形成颇具特色的钙质结核。     

雅浦海沟北部深渊和超深渊沉积物的物质组成、来源和形成过程研究

为探究雅浦海沟北部深渊、超深渊沉积物的组成、来源和形成特征,以1 cm分层对采自该海域不同深度的五根柱状沉积物样品的0~8 cm沉积层进行了扫描电子显微镜(SEM)观察和X射线能谱(EDS)分析,并且分析了这些样品的含水率,锰结核含量, Al、Ca、Fe、Mn、Ti、Mg等6种常量金属和Ba、Co、Cr、Ni、Pb、Sr、V、Cu、Zn等9种微量金属元素含量,以及总有机碳(TOC)含量等参数。结果表明,研究区域沉积物主要为深海软泥沉积,是不同年代沉积物的复杂混合,包含以盘星石为代表的颗石藻、海绵骨针、放射虫和硅藻等多种微体古生物化石以及辉石、重晶石、钛铁矿、长石等多种矿物。沉积组分主要来自生物源、火山源、陆源和海底热液,其中陆源沉积出现于海沟东侧深渊区。海沟西侧崖壁的沉积物比东侧崖壁的沉积物更容易发育锰结核。研究区域沉积物含水率较高并且颗粒较大,其含水率随深度增加呈减少趋势。研究区域超深渊站位沉积物的TOC和微体古生物化石含量均高于深渊站位,存在明显的漏斗效应。整体上海沟西侧崖壁沉积物含水率和TOC含量低于东侧崖壁的沉积物。自更新世以来,雅浦海沟北部的碳酸钙补偿深度(CCD)线从4 568 m以深变为4 435 m至4 568 m之间。研究区域的沉积环境为氧化环境,其0~8 cm沉积层的古老沉积物与现代沉积物发生了混合和再沉积作用,形成年代跨度极大。研究区域沉积物的形成受到海沟坡度、水动力环境、重力滑塌、浊流沉积、火山活动、漏斗效应等多种因素的显著影响。     

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.      

东海沉积物的稀土和微量元素

本文对东海沉积物稀土和某些微量元素的地球化学特征进行了系统的讨论,研究结果表明,东海陆架区沉积物的稀土和微量元素含量随样品的粒度由粗到细呈规律性变化。唯冲绳海槽区沉积物的稀土元素含量例外,具体表现为海槽西坡到东坡,随沉积物粒度由粗→细→粗,稀土元素含量因受沉积物矿物成分控制而逐渐降低。东海沉积物的稀土元素分布模式类似页岩,表明其物质来源主体仍是陆源的。     

西南印度洋中脊钙质沉积物地球化学及矿物学特征

深海沉积物研究能够为海底资源开发利用提供丰富的信息,对推动沉积学发展具有重要的理论意义。以中国大洋科考20航次西南印度洋中脊附近的钙质沉积物为研究对象,选取了10个沉积物样品进行了X射线衍射物相分析、扫描电镜分析、碳氧同位素及微量元素测试。结果表明,研究区钙质沉积物矿物组成主要为方解石,黏土矿物含量较低。方解石以钙质超微化石颗石藻及有孔虫的形态存在,碳氧同位素特征显示超微化石生活在正常的近表层海水环境中,死亡后埋藏环境稳定。稀土元素具有总量低、轻重稀土元素分异明显、Eu中等负异常、Ce中等负异常的特征。微量元素中富亲石元素、贫亲铁元素,亲生物元素Sr、Ba含量远高于其他元素。微量元素特征及Ceanom值说明沉积环境偏氧化。沉积物中大量的生物成因方解石及地球化学特征反映了研究区物源以生物源为主、含有少量陆源及幔源物质的特点。     

罗加湖的铁锰结核

湖泊沉积物中的铁锰结核,目前报导的还很少,对其了解也很不够。1979年笔者在罗加湖工作时首先发现了湖底沉积物中有铁锰结核,并开始对它的物理性质,化学成分进行观察测定。现将罗加湖铁锰结核的一些情况介绍如下。