楚科奇海与白令海沉积物中碘的纬向分布

碘是一种重要的微量元素, 与人类关系密切, 缺碘将影响人的正常生长. 碘又是一种重要的催化剂, 在大气化学研究中有重要意义. 在自然界中碘主要富集在海洋生物和海洋沉积物中, 海洋沉积物是碘的最大储库. 中国首次北极科学考察所采沉积物样品分析表明, 楚科奇海及白令海沉积物中碘的含量为98.1×10^-6, 73.8×10^-6, 高于中国边缘海、南太平洋沉积物中碘的含量, 显示出碘含量由低纬度向高纬度增加的趋势. 在探讨楚科奇海与白令海沉积物中碘分布特征及其机理的基础上, 提出了碘的纬向分布模式.     

青海湖QH1孔晚全新世沉积物稀土元素地球化学与气候环境关系探讨

通过对青海湖QH1孔沉积物稀土元素丰度分布模式及稀土总量(REE)的分析结合沉积物中TOC含量粒度参数的变化特征探讨了稀土元素纵向变化与气候环境之间的关系. 结果表明青海湖沉积物中稀土元素总丰度值不高平均值为63mg/kg不包括Y左右. 总体上表现以半干旱的环境为主导化学风化作用相对微弱. 同时湖泊沉积物具有轻稀土相对富集缓右倾斜型CeEu基本上无明显异常的REE分布模式. 稀土元素与总有机碳TOC粒度之间存在较好的相关性. 分析表明沉积物中REE高值段指示暖湿气候环境REE低值段代表冷干气候环境. 根据稀土元素分布与沉积环境的关系重建了8500aBP以来青海湖区经历4次较大的暖湿-温干-暖偏湿-冷偏干的气候演化过程. 从而得出在高寒半干旱地区的青海湖沉积物中稀土元素对古气候变化具有良好的指示作用.     

白云岩风化剖面的元素地球化学特征及其对上陆壳平均化学组成的意义--以黔北新蒲剖面为例

选择黔北岩溶山地垄岗之上的一个白云岩风化剖面 ,通过元素在剖面演化中的地球化学行为研究 ,建议白云岩就位风化作用可分为两个阶段 :白云岩淋溶残积过程和残积土的演化过程 ;以Al为参比元素 ,获得剖面微量元素中以Ni,Cr,Mo ,W ,Ti为最不活化元素 ;稀土元素在白云岩风化中的地球化学行为与它在别的岩类的化学风化过程中的行为相似 ,同时发现稀土元素之间存在着分异 ;发现了两个稀土元素及其微量元素的富集层 ,推断是由于剖面演化中的环境变化 ,导致风化前缘的下移 ,从而形成两个富集层叠置 .认为白云岩风化剖面中风化程度较强的上部样品的元素含量可代表白云岩形成时区域上陆壳组成的活化元素 ;而不活化元素可用风化程度较低的下部样品的元素含量表示 .同时认为化学沉积的碳酸盐岩中的“不溶物” ,与冰碛物 ,黄土等沉积物一样 ,可提供上陆壳的平均化学组成成分 .     

柴达木盆地苏干湖表层沉积与尘暴事件——元素示踪的初步结果

通过分析苏干湖地区10个地表表层沉积物、9个大气降尘(含2个尘暴降尘)、16个湖泊表层沉积物等样品的8种常量-微量元素和11种稀土元素的含量,以及同类沉积不同元素含量和不同沉积同一元素含量的相关性,结果表明,在湖泊沉积体系中Al、Fe、Sc含量的变化与强风-尘暴过程有关,指示了湖泊沉积碎屑颗粒风成输入的可能性．元素Fe、Sc含量在3种不同的沉积物中差异不大,与尘暴事件的强度和频次有关．稀土元素结果显示3类沉积具有同源性．苏干湖沉积可以用来重建研究区尘暴演化历史．     

抚仙湖沉积物重金属时空变化与人为污染评价

分析了抚仙湖表层沉积物及沉积短岩芯中10种金属元素含量,结合沉积年代学,定量研究了Cr、Cu、Ni、Pb、Zn的污染特征及时空变化规律;参考沉积物质量基准与潜在生态风险指数法探讨了表层沉积物重金属的潜在生态风险.结果表明,表层沉积物中重金属含量具有一定的空间差异性,近岸地区重金属含量总体上高于湖心区;Pb、Zn含量自1980s中期以来逐渐增加,而Cr、Cu、Ni含量呈下降趋势.重金属富集系数与聚类分析结果表明,抚仙湖沉积物主要重金属污染元素为Pb、Zn,污染开始于1980s中期,并逐渐加重.表层沉积物中Pb、Zn富集系数分别为1.6~4.1和1.4~2.6,已达到弱—中等污染程度,北部湖区污染程度略高于南部湖区;除此之外,北部湖区近岸区域Cr污染程度也略高于其他湖区.除了大气沉降来源之外,抚仙湖沉积物重金属污染还可能与入湖河流输入有关.单因子生态风险指数表明,表层沉积物中Cr、Cu、Ni、Pb、Zn具有较低的潜在生态风险;而综合潜在生态风险指数表明,表层沉积物中重金属具有中等程度的潜在生态风险,这与根据沉积物质量基准所获得的评价结果一致.     

云南阳宗海沉积物重金属污染时空特征及潜在生态风险

分析了阳宗海柱状及表层沉积物中Al、Fe、Mn、Zn、Cr、Co、Ni、Cu、As、Cd、Pb等金属元素的含量,结合沉积年代学,研究了沉积物重金属污染的时空变化和潜在生态风险特征.结果表明,表层沉积物中重金属含量具有一定的空间差异性,As、Cd、Cu、Pb和Zn在中东部湖区含量较高,而Cr、Co、Ni含量高值位于南、北湖区的近岸区域;柱状沉积物中,1990s之前As、Cd、Cu、Pb和Zn含量较为稳定,1990s中后期以来,其含量逐渐增加,并在2009-2010年前后达到最大值,此后逐渐下降;而柱状沉积物中Cr、Co、Ni含量变化趋势与Al、Fe相似,总体上由下向上逐渐降低,这主要与沉积物质地(粒度)逐渐变粗有关.重金属富集系数表明,阳宗海沉积物中主要污染元素为As、Cd、Cu、Pb和Zn,1990s中后期污染程度快速增加,2009-2010年前后达到峰值,此后污染程度逐渐降低;表层沉积物中Cu为未污染至"弱"污染水平;Zn、Pb为"弱-中等"污染水平,As为"中等-强"污染水平,Cd为"弱-强"污染水平,中东部湖区污染程度高于其他湖区,这可能与该湖区缺少入湖径流、自然碎屑物质沉积速率较低以及砷污染事件等人为源的重金属贡献影响更为显著有关.生态风险评价结果表明,在2002-2010年前后沉积物重金属达到"中等-强"潜在生态危害,主要贡献因子是Cd和As,近年来其生态风险等级逐渐降低;表层沉积物中重金属在中东部湖区具有"中等"程度潜在生态危害,而其他湖区表层沉积物重金属具有较低程度的潜在生态风险.     

北祁连造山带老君山组沉积地球化学与物源分析

老君山组砾岩是北祁连造山带早泥盆世、中泥盆世强烈隆升阶段形成的陆相磨拉石沉积.由西到东,来自肃南、民乐、古浪和靖远的41件砂岩的岩石地球化学特征显著不同:①主量元素显示,西部(肃南、民乐)样品MgO+Fe2O3T值和Al2O3/SiO2值高于东部,而东部样品K2O/Na2O比值高于西部;②在上地壳标准化分布图中,所有样品均亏损Nb,Ta元素.其中西部样品亏损Rb元素,而富集Sc,Co,Ni,V和Cr元素.而东部样品亏损Sr元素且不富集Sc,Co,Ni,V和Cr元素;③稀土元素球粒陨石标准化分配型式均显示右倾型,而LaN/YbN比值和Eu/Eu*值西部样品较低,而东部样品较高.岩石地球化学特征表明,老君山组源岩在东西两段上存在差异.西部肃南一带源岩主要为铁镁质岩石,而东段古浪、靖远一带源岩主要为长英质岩石,民乐一带源岩兼具上述两种岩石特征.根据砾石形态以及沉积地球化学,老君山组沉积物主要以未遭受沉积分选和再循环作用的近源堆积为主,且西部源岩未遭受化学风化而东部遭受了低-中等程度的化学风化.大地构造背景判别和源岩限定,西部肃南一带沉积物可能主要来自于卷入造山带的北祁连岛弧,自民乐向东,沉积物既有来自北祁连岛弧的物...     

稀土元素在湖相沉积中的地球化学分异——以柴达木盆地贝壳堤剖面为例

通过对柴达木盆地察尔汗古湖贝壳堤剖面沉积物中酸溶与残留（或酸不溶）组分稀土元素及其相关指标、分布模式和（La/Yb）n-REE物源差异的分析,讨论了古湖相沉积中稀土元素的分异及其与沉积环境之间的关系.分析结果表明剖面典型湖相沉积物中稀土元素在酸溶与残留组分中总丰度平均分别为20.9和95.4μg·g-1（不包括Y）,即酸溶组分中稀土总量仅为残留组分中稀土总量的21.9%,存在明显分异;两种组分的稀土分布模式均为轻稀土适度富集缓右倾斜型、Eu呈负异常模式,但不同之处在于残留组分表现为更加富集轻稀土成分;两种组分中不同稀土元素及其相关参数之间不存在明显相关性,这些均反映了湖相沉积不同的物质来源和地球化学行为;此外,稀土元素与沉积物细粒组分、Rb/Sr及Mn元素含量之间存在较好的相关性.酸溶组分与残留组分中稀土元素元素对环境响应存在一定差异,其中,酸溶组分中稀土元素对湖区古气候变化具有良好的指示作用;δCe和（La/Yb）n可以很好的指示湖泊及流域的风化强度、氧化-还原状态和气候变化情况,据此重建了距今43.5～22.4ka高湖面期间古气候与环境演变历史.     

西北太平洋采薇海山表层沉积的岩石磁学特征及其对深海环境过程的指示

采薇海山位于西北太平洋麦哲伦海山区,是由中国发现、命名并负责资源勘探的重点调查区之一.本文利用大洋27航次在采薇海山北坡MABC-05站获得的箱式沉积物样品,开展了详细的岩石磁学研究.结果显示表层沉积物中的磁性矿物以颗粒较细的、矫顽力较低的磁铁矿为主;利用对数正态分布函数可以区分三个具有不同矫顽力值的磁性颗粒组分,并发现磁性颗粒的矫顽力值变化可以有效指示沉积物埋藏后的早期成岩特征.在参考现代物理海洋过程的基础上,我们推测南极底层水团的演化和太阳辐射的变化可能共同影响了采薇海山区海洋底层环境过程.这一结果为探讨南极气候状况对北太平洋的可能影响,评估海洋上层与底层的相互作用等重要科学问题提供了新途径.     

呼伦湖表层沉积物的磁性矿物组成特征

本文选择内蒙古呼伦湖表层沉积物为研究对象,通过测量沉积物样品的室温下χ-T曲线、等温剩磁获得曲线和反向场退磁曲线、一阶反转曲线(FORC图)以及低温(20～300 K)下剩磁随温度变化曲线、Verwey转变温度,结合电子显微镜分析,获得了样品中磁性矿物组成信息.揭示出呼伦湖表层沉积物中磁性矿物含量较低,以假畴磁铁矿为主,含有部分单畴和多畴颗粒.这些结果对于理解呼伦湖沉积物的磁性信号、古环境和古气候重建等具有研究价值.     

疏浚对巢湖重污染入湖河流沉积物中污染物赋存及释放的影响

以巢湖重污染入湖河流双桥河为研究对象,研究了底泥疏浚对水质以及沉积物中总氮、总磷和有机质的短期影响及长期效应.结果表明,双桥河水质的季节变化显著,受上游城市污水及周边面源污染的影响,疏浚对水质改善作用不明显.表层沉积物中总氮、总磷及有机质含量在疏浚结束后1个月有所降低,但是2年后分别回复到疏浚前的189.77%、111.62%和152.87%.疏浚结束2年后,沉积物中磷主要以钙磷和有机磷的形式存在,铝磷和铁磷的含量较少,弱结合态磷的含量最低;但是表层沉积物中的弱结合态磷、铝磷和铁磷结合态磷含量较疏浚前分别升高了728.32%、13.52%和37.73%,并呈现出表层富集现象,存在较高的污染物释放风险.这可能是由沉积环境改变、外源污染未得到有效控制引起的.因此,为了维持疏浚的长期效果,应该对外源污染源进行有效控制.     

湖泛水体沉积物-水界面Fe2+/ΣS2-迁移特征及其意义

湖泊水底Fe~(2+)和ΣS~(2-)浓度的快速增加是湖泛暴发最早发生于沉积物-水界面的主要前提,缺氧环境下水底扩散层附近Fe~(2+)和ΣS~(2-)的迁移是其在沉积物-水界面处稳定积累的重要原因.以蓝藻聚积水体沉积物-水界面为研究对象,应用湖泊过程模拟装置及间隙水被动采样等技术,重点研究了间隙水和底层上覆水中Fe~(2+)和ΣS~(2-)的垂向分布特征,并定量估算了二者的扩散通量及迁移方向.结果表明:湖泛样品水体沉积物-水界面处于典型的还原性环境,表层沉积物间隙水中Fe~(2+)和ΣS~(2-)浓度显著高于对照样品,二者在表层沉积物中积累趋势明显.湖泛水体沉积物-水界面处Fe~(2+)释放通量较高,表现出较强烈的自沉积物向上覆水方向的释放能力;而湖泛样品ΣS~(2-)在沉积物-水界面处释放通量为负,迁移方向为自上覆水向沉积物扩散.Fe~(2+)和ΣS~(2-)在湖泛水体沉积物-水界面处不同的迁移特征证明:缺氧/厌氧条件下,湖泊水体表层沉积物间隙水中高浓度Fe~(2+)向上覆水的扩散为湖泛致黑物质的形成提供了重要的物质基础;底层上覆水及界面水中SO~(2-)4在表层沉积物中被还原,为终端还原产物ΣS~(2-)为湖泛致黑物质的形成提供了另一重要物质来源.     

天津于桥水库沉积物磷赋存特征及其环境意义

研究天津于桥水库沉积物中磷形态的空间分布特征和垂直分布特征对了解水源型水库富营养化现状及其过程具有重要的现实意义.利用抓斗式采泥器及柱状采泥器分别采集表层沉积物样品及柱状沉积物样品,采用Psenner提出的连续提取法对沉积物磷形态进行分级测定,揭示整个水库沉积物各形态磷的空间分布特征以及不同区域垂直方向上的分布规律.结果表明:于桥水库表层沉积物总磷(TP)含量为303.7~997.8 mg/kg,各形态磷含量大小顺序依次为:钙结合态磷(Ca-P)铁结合态磷(Fe-P)残渣态磷(Res-P)铝结合态磷(Al-P)有机态磷(Org-P)可交换态磷(Ex-P).表层沉积物中Fe-P、Al-P、Ca-P与TP含量由东至西逐渐递减,主要受到黎河河水夹带的外源性磷输入的影响;Res-P含量由东至西逐渐递增,与活性磷的分布规律相反,表明水库下游比上游的水质更好.垂直分布上,南部区域底层与表层沉积物相差不大,说明从1960s以来磷的沉积量就比较大;西部区域沉积物中Fe-P和Org-P含量较高,随深度的增加有明显降低的趋势;中心区域的各形态磷和TP含量均较低,且随着深度增加逐渐降低,现阶段沉积物中的磷以滞留为主,释放潜力较小.     

西北太平洋边缘海的放射虫生物地理特征

系统了解不同海区沉积放射虫组成的区域特色、气候条件及其与水团和海流的关系是进一步探讨放射虫全球性分布规律与应用的重要基础.通过分析南海、东海、日本海、鄂霍次克海、白令海、菲律宾海以及北太平洋西边界流区等典型区域的代表性海底表层样品,较好地揭示了西北太平洋海区的放射虫生物地理特征,并初步探讨了其主要环境控制因素及其与北太平洋环流之间的关系.结果表明,西北太平洋各海区沉积物中的放射虫可以划分为类群A和类群B两个大的生物地理区系,其中,类群A主要分布在热带-亚热带海区,其放射虫丰度与分异度较高,群落组成以暖水种为主;而类群B主要分布于寒带-亚寒带海区,放射虫丰度与分异度较低,群落组成中冷水种含量较高.此外,类群A可分为A1至A5五个亚类,分别对应于东海、菲律宾海、南海、日本海以及黑潮区,类群B分为B1至B3三个亚类,分别与鄂霍次克海、白令海和亚北极环流区有着较好的对应关系.不同生物地理区放射虫沉积分布的总体特征表明,温度和盐度是西北太平洋海区沉积放射虫具有纬向性分布规律的主要原因,水体深度是同一海区不同区域放射虫沉积分布存在差异特征的另一影响因素.主要放射虫属种在相邻海区的出现表明不同生物地理区的放射虫组合存在一定的关联,进而依据不同海区放射虫共有属种的含量与分布特征,划出了五个放射虫特征组合,分别对应着黑潮主流、黑潮-东海分支、黑潮-南海分支、对马暖流以及亲潮水团.     

南海陆坡高速堆积体的物质来源

自1.05 Ma以来, 发育于东沙群岛东南侧的沉积堆积体沉积速率高达49 cm/ka. 尽管在不同时期其沉积速率略有改变, 陆源物质中的稀土等元素含量则基本保持一致, 表明本地区沉积物源区在不同时期没有大的改变. 在La-Th-Sc以及Th-Sc-Zr/10构造环境分析图中, 本区样品均落入大陆岛弧的范畴, 与台湾样品相重合, 而与以火山岛弧物质来源为特征的南海深海表层样品及代表珠江来源的冰后期沉积物样品明显不同, 表明其和台湾西南部样品在物质来源上具有密切的亲缘关系. 证据表明, 构成南海北部陆坡高沉积速率堆积体的陆源物质应当来自东北方向, 包括台湾, 极有可能由源自台湾方向的河流经澎湖水道搬运进南海, 揭示了南海北部深海沉积来源的复杂性.     

白洋淀湿地不同植物群落区表层沉积物碳氮磷化学计量特征

白洋淀是雄安新区的核心生态功能区.为探究白洋淀不同植物群落区表层沉积物碳(C)氮(N)磷(P)化学计量特征,采集了96组表层沉积物样品开展对比分析.研究表明:白洋淀湿地表层沉积物总有机碳(TOC)含量均值为39.64 g/kg,范围为14.4～ 136.82 g/kg,总氮(TN)和总磷(TP)均值分别为2.62和0....     

中天山东段星星峡群变质泥质岩的地球化学特征及其对物源区和古风化作用的制约

中天山东段中元古代星星峡群变质泥质岩的常量元素、微量元素和稀土元素特征表明, 它们的Sr, Hf和Zr比后太古代页岩相对富集, 其他元素与NASC和PAAS特征相似. 星星峡群变质泥质岩Al₂O₃/TiO₂, Cr/Zr, Cr/Th和Th/Sc的比值和高Zr含量等表明源区物质以长英质岩石为主, 同时有少量铁镁质岩石的加入. REE配分模式表现轻、重稀土高度分馏特征, (La/Yb)_n的均值为18.6. 一些样品表现较小的负Eu异常(Eu/Eu* = 0.7~0.84), 表明物源中有不成熟的年轻弧物质的加入. 星星峡群变质泥质岩样品具有低的K₂O/Al₂O₃的比值, 表明源区物质中的碱性长石含量较低, 物源中斜长石和钾长石的比值为5:1, 在成分上相当于英云闪长岩和花岗闪长岩. 低CIA值和高ICV值特征指示星星峡群变质泥质岩的物源区古风化程度较低, 沉积物的成分成熟度低. 地球化学特征也表明样品沉积在大陆岛弧体系下的弧后盆地构造背景.     

闽西晚白垩世红层的古环境探究

中国东南地区白垩纪红层通常被认为是陆相红色碎屑沉积物,是河流湖泊相沉积,但其古环境存在争论.本文以闽西晚白垩世红层为研究对象,利用环境磁学、粒度、地球化学、古土壤分析等方法,选取连城(LC)和冠豸山(GZS)两个剖面,分析探讨红层的古环境.结果显示:(1)闽西红层主要以细的粉砂颗粒为主,黏土和砂含量较少,表现为粉砂和砂互层,夹有薄层细粒砂砾层;样品磁化率偏低,主要载磁矿物为硬磁性矿物赤铁矿.(2)闽西红层有较高的风化程度,是暖湿气候下的中等风化程度;轻重稀土元素分异明显,Ce元素富集,Eu元素相对亏损,与上地壳(UCC)的分配模式相似,表明沉积物经历了充分混合,物质为混合沉积产物.(3)闽西红层虽然发育了一定的古土壤,但是成壤程度不强,没有明显的古土壤粘化层(Bt)和钙积层(Bk).由此推断,闽西红层沉积物在沉积前已在源区经过相当程度的风化过程,之后经过混合动力搬运沉积在盆地,沉积后风化成壤弱.可见,红层本身并不能直接反映沉积区环境,需结合古土壤发育特征判断沉积环境特征和变化.(4)闽西晚白垩世红层表现为相对干旱半干旱的古环境,红层中主要的着色矿物赤铁矿主要形成于源区,反映了地表透水性良好的干燥氧化条件,而不是"水成"环境.本文可为白垩纪红层古环境研究提供新的思路.     

长江中下游湖泊沉积物中磷的形态及藻类可利用量

调研了长江中下游地区25个浅水湖泊的35个样点表层沉积物中磷的地球化学形态特征,以及太湖沉积物中藻类可利用磷(AAP)的空间分布,垂向分布特征及其蓄积量,探讨了浅水湖泊表层沉积物中磷的赋存量,地球化学形态及其与水草,湖水磷浓度,叶绿素(Chl-a)浓度之间的关系.结果表明,长江中下游地区浅水湖泊的表层沉积物中可交换态磷(Ex-P)含量与水体总磷(TP),溶解性总磷(DTP)及溶解性反应活性磷(SRP)浓度关系密切,有水草湖区的沉积物中生物易利用磷(Bio-P)含量显著低于无水草湖区及藻型湖区.太湖梅梁湾沉积物泥芯中,表层3 cm沉积物中Ex-P含量显著增高,而夏季还原条件下容易转变为溶解态磷的铁磷(Fe-P)含量峰值则出现在4～10cm深度.太湖表层沉积物的Bio-P含量与夏季叶绿素浓度密切相关,说明表层沉积物的Bio-P及AAP可以作为沉积物内源释放风险的指示参数.太湖表层1 cm底泥中所含有的AAP量估计多达268.6吨,风浪扰动能将大量的AAP带入水体,对太湖蓝藻水华暴发起着不可忽视的作用.     

长江中下游不同湖泊沉积物中重金属污染物的累积及其潜在生态风险评价

利用富集因子和Hakanson潜在生态风险指数法,结合年代学结果,对长江中下游湖泊太白湖、龙感湖、巢湖和西氿沉积物中重金属元素Co、Cr、Cu、Ni、Pb、Zn的富集程度进行了评价,并比较分析了上述重金属的潜在生态风险.结果表明,太白湖和龙感湖沉积物中各重金属富集程度均较低;巢湖沉积物中Co、Cr、Ni的富集程度接近中等水平,而Cu、Pb、Zn的富集已经达到中等水平;西氿沉积物中Co的富集非常低,Cr、Ni富集水平较低,Pb达到中等富集,Cu、Zn达到较高的富集水平.对4个湖泊沉积物中重金属的综合污染程度进行比较:巢湖西氿龙感湖太白湖.各湖泊沉积物中单一元素的潜在生态风险都较低,但是,根据多元素潜在生态评价指数,各湖泊沉积物中重金属存在明显不同的潜在生态风险:巢湖西氿龙感湖太白湖.总体上看,太白湖和巢湖沉积物重金属污染以及潜在生态风险自1965年以来一直在加重,而龙感湖和西氿沉积物在表层有下降的趋势.这种差异与各个湖泊流域内人类活动的方式和强度密切相关.巢湖和西氿流域内城市化、工业化发展迅速,人类活动导致大量重金属元素进入湖泊,给湖泊带来明显的污染;而龙感湖和太白湖流域人类活动主要以农业活动为主,人类活动对重金属的贡献相对较小.