南沙海槽南部海区表层沉积物的碳酸盐沉积特征

南海的深海碳酸盐沉积及溶解作用包含极其丰富的信息,既由于陆源物质供应而关系到陆地风化作用速度及气候问题,又通过海水生产力和碱度涉及大气CO₂含量的变化[1～2].南沙海槽位于加里曼丹岛西北部大陆坡与南沙台阶之间,构造上处在南沙海槽北断裂和南沙海槽南断裂之间的断堑带,南沙台阶有众多的海山、礁盘与槽谷,东南坡直下南沙海槽,其坡度变化为5°47'-2°23'-1°57'[3].研究区为7°Ｎ以南至曾母暗沙浅滩、112°E以东至加里曼丹岛西北大陆坡的海区,本文称之为南沙海槽南部海区.     

南沙海槽南部表层重砂矿物及其成矿远景

南沙海槽南部海区80余个站位重砂矿物研究表明，重矿物主要受古巽他河、湄公河及加里曼丹岛的短源河流影响，具有多期、多来源沉积特点。重砂矿物为钛铁矿，金红石，锆石，独居石等，主要公布于北康暗沙和南康暗沙一带，曾母暗沙线滩海域的钙质生物砂中，砂矿品位和成矿元素Fe,Ti,Zr含量分布表明，南沙海槽南部海域砂矿可划分为3个成矿远景区：（1）北康暗沙锆石，独居石远景区；（2）南康暗沙锆石，钛铁矿远景区；（3）曾母暗沙锆石，钛铁矿，金红石远景区。     

南沙海槽区表层沉积物的地球化学特征

对南沙海槽区73个表层沉积物的地球化学及沉积环境特征进行了研究。微量元素主要有Cu、Pb、Zn、Ni、Co、Cr、Sr、Ba和Zr，表现为亲陆性，常量组分为SiO2、AI2O3、TFe、CaO、MgO、K2O、Na2O、MnO、PO25、TiO2，表现为边缘海向深海过渡的沉积环境特点。沉积物质含有粘土组分、碳酸盐型生物碎屑组分、陆源碎屑非粘土组分以及火山碎屑、岛源物质，沉积环境与水深关系密切，在200m以浅，沉积物的供给复杂，沉积环境多变，在200m以深，沉积物的供给和沉积环境稳定。     

南海南部表层沉积物粒度分布特征及其影响因素

对取自南海南部的153个表层沉积物样品,进行了粒度、粒度参数计算和Q型聚类分析,探讨了表层沉积物的粒度分布特征、沉积类型及影响因素。结果表明,研究区沉积物主要粒级组分为黏土和粉砂,底质类型主要为泥,还有粉砂质砂、砂质粉砂和粉砂,平行于等深线基本呈带状分布;结合Q型聚类分析结果,研究区沉积物可分为外陆架及陆架坡折区粗粒沉积物(砂和粉砂)和陆坡区细粒沉积物(泥)两类,500 m等深线是两类沉积物的分界线;对比粒度分析结果,判定两类沉积物属于不同成因类型,外陆架及陆架坡折区是现代沉积和残留沉积的混合沉积,陆坡区是现代沉积;影响南海南部表层沉积物粒度分布的主要因素是物源、水动力条件、水深与地形及洋流。     

南沙海槽南部及邻近海区表层沉积物中的碎屑矿物特征

南沙海槽南部海区73个表层沉积物中的碎屑矿物主要有石英、长石、自然铅、褐铁矿、锐钛矿、金红石等，其分布受地形、地貌的控制，可分为西北大陆坡碎屑矿物组合、槽底碎屑矿物组合、东南大陆架碎屑矿物组合3种类型。不同组合类型具有不同的物质来源。     

长江口及邻近海域表层沉积物中重金属元素含量分布及其影响因素

根据2003和2006年长江口及邻近海域表层沉积物样品的粒度组成和元素铬、铜、镍、铅、锌、铝、钙和锶的含量,分析了重金属元素含量的分布特征,探讨了含量的变化趋势及其对人类活动的响应。自2003年三峡工程一期蓄水完成到2006年6月,长江输沙量逐年减少,长江口海域沉积物中黏土的百分含量明显增加,但是沉积物分布的总体格局并没有发生明显的变化。重金属元素大多在泥质区沉积物中富集,高值区沿岸线呈带状分布,在最大浑浊带和口外羽状锋处达到峰值。在长江大量物质输入的背景下,研究区沉积物中重金属元素含量相对其他类似河口较低。河流的陆源颗粒输入、水动力条件、细颗粒物质的吸附以及絮凝作用是控制沉积物中重金属元素含量分布的主要因素,氧化还原条件也对重金属元素含量变化有一定的影响。人类活动(重大工程的建设和人为污染)对长江口外泥质区中重金属元素含量有重要影响,尤其对铅和锌的含量及其分布的影响显著。自2003年三峡工程一期蓄水以来,长江口海域表层沉积物中重金属元素沉积机制未有明显的变化,但是重金属元素含量有逐渐降低的趋势。     

福建罗源湾海区表层沉积物重金属的含量与分布

根据2005年11月对罗源湾海域的环境调查资料,着重分析了表层沉积物重金属的含量以及分布,并与福建省内各主要港湾的沉积物重金属含量进行对比.结果表明:沉积物中Hg、As、Pb、Cd、Cu、Zn、Cr(总铬)的含量均小于<海洋沉积物质量>一类评价标准的含量,质量状况良好;罗源湾的Pb、Cd、Cu、Zn、Cr平均含量与其它海域相应的重金属含量比较,含量水平无明显差异;湾内水域的沉积物重金属含量大于湾口水域,湾内近岸水域的沉积物重金属含量大于中心水域.罗源湾沉积物未受到重金属的污染.     

南海中部表层沉积物的元素地球化学

根据1983年9月—1984年7月所调查的南海中部91个表层沉积物中Fe,Mn等18种元素分析并结合其它资料的详细研究结果表明:(1)南海中部沉积物具有在近海—深海环境下形成的半深海沉积物的地球化学特征;(2)元素含量分布规律是,Al,K,Fe,Mg,Cu,Ce,Ni,Ba,Mn,Zn,Pb,N含量从陆架外缘到陆坡直至深海递增;Ca,Sr,C_(有机)从陆架外缘到陆坡含量渐增,由陆坡向深海锐减;Si和Ti含量在陆坡低、陆架外缘和深海高;(3)因子分析得出三种元素组合,即常量元素Al,Si,K,Fe,Mg,Ti,微量元素Cu,Co,Ni,Mn,Ba和Ca,Sr,C_(有机),N组合;(4)沉积物元素组成和含量的主要控制因素是沉积物类型。     

冲绳海槽北端表层沉积物过渡元素地球化学特征

利用原子吸收和等离子发射光谱等方法,对冲绳海槽北端184个表层沉积物中的Al和过渡元素(Ti、Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Cu、Zn和Zr)进行了化学分析。结果表明,由于受生源碎屑稀释作用的影响,过渡元素在陆架砂质区含量较低,其分布呈北西-南东向舌状延伸;由于细粒组分的增加,在陆架细粒沉积区和海槽区过渡元素含量较高。Mn主要在海槽区富集,在陆架和陆坡区变化不大。除了Mn之外,Al和其他过渡元素均呈明显正相关。Al/Ti比值与陆壳平均值接近,说明二者主要来源于陆源碎屑。Mn/Fe比值与邻近海区沉积物类似,但在陆架区CaO含量大于20%的沉积物和海槽区沉积物中相对较高,这分别是生物富集作用和自生沉积的结果。过渡元素富集因子分析结果表明,研究区过渡元素部分来自于黄河、部分来自于长江物质。     

胶州湾表层沉积物重金属元素分布特征及其影响因素

利用胶州湾高密度网格化的306个表层沉积物样品地球化学分析数据,研究了胶州湾表层沉积物重金属空间分布规律,探讨了影响其空间分布差异性的因素。研究结果表明:Cu、Pb、Zn、Cd、Cr、Hg和As重金属元素由近岸向湾内呈现出差异性的分布规律,值得注意的是,Cu、Pb、Zn、Hg和Cr5种重金属元素在黄岛北部也存在一个明显的高值区;20世纪80年代以来人类活动的加强使得胶州湾的物质来源发生了明显的改变,其成为影响胶州湾表层沉积物重金属空间分布的最主要因素,此外,胶州湾的底质类型、复杂海洋水动力环境、底质类型多样性及生物作用等因素也对重金属的空间分布起到了不同程度的影响。     

南沙及其西南海域的潮波系统

不同研究者所给出的南沙及其西南海域的同潮图历来有很大差别。为了给出更准确的同潮图，本文采用沿岸和岛屿200多个验潮站的调和常数给出了M2，S2，K1和O1四个主要分潮新的同潮图，同时还探讨了这些分潮之间的关系。研究表明，M2和S2在泰国湾的期波系统很相似，但在卡里马塔海峡和爪哇海差别相当大。M2潮波基本上属于驻波性质，而S2潮波则具有向西传播特征。在某些区域，如望加锡海峡的部分区域，S2的振幅可以超过M2。泰国湾中K1和O1的潮波系统也相类似。在卡里马塔海峡，这两个潮波都向南传播，但在爪哇海，O1潮波继续向东传播而K1潮波则倒过来向西传播。     

南沙海区沉积物剩余磁化强度与古气候旋回

根据南沙海区NS87-11柱样沉积物Mr(剩余磁化强度)的变化曲线与δ~(18)O(氧同位素)变化曲线平行对比,发现Mr的波峰、波谷与δ~(18)O揭示的古气候变化的波峰、波谷相对应。表明南沙海区沉积物的Mr记录了暖→冷→暖古气候旋回变化的特征,反映了全球性气候变化的波动周期。微体古生物分析结果可以证实这一特征。这预示海洋沉积物的Mr不仅可作为探索古气候变化的重要标志,而且可能成为第四纪磁性地层对比、划分的依据。     

南沙群岛海域表层沉积物中有机物、铁和锰的分布特征

通过1997年11月（冬季）和1999年7月（夏季）两个航次对南沙群岛海域的现场调查，实测了南沙深海盆表层沉积物中的有机物，Fe和Mn的含量，讨论了沉积物中Fe、Mn的平面和深度分布。在沉积物的上层几厘米处Fe和Mn都出现了峰值，这是上层Mn^2 （Fe^2 ）氧化，再沉淀引起的，沉积物中Fe和Mn的深度分布是氧化锰（铁）和氢氧化锰（铁）的还原，扩散和再沉淀的结果，细菌在海洋环境的Fe、Mn循环中起着重要的作用，在大洋底的厌氧环境中细菌将Fe、Mn还原为低价离子或可溶性化合物向间隙水和上覆水移动，在沉积物表层的氧化条件下细菌又使环境中的Fe、Mn沉淀，使其再次富集。     

南沙群岛海域表层沉积物中磷的形态分布特征

根据2002年56月南沙群岛海域调查时采集的表层沉积物样品,分析了磷的含量并把磷分为总磷(PT)、无机磷(PIN)、有机磷(POR)、非磷灰石结合态磷(PNAI)、磷灰石结合态磷(PAI)5种赋存形态。利用EPM-810Q电子探针测试沉积物的化学成分,讨论了沉积物中磷的形态和分布以及沉积物的地球化学特征与环境的意义。结果表明,调查海区表层沉积物中磷灰石结合态磷与无机磷的含量变化主要受控于生物活动,它们具有同源关系,同属可被生物利用而再次进人生物地球化学循环的磷。沉积物中的总磷和有机磷与FeO显著相关。沉积物中磷灰石结合态磷与CaO显著相关,它的来源和输入方式受控于水体中碎屑颗粒沉积作用的影响。     

南沙群岛海域沉积物稀土元素地球化学研究

应用电感耦合等离子质谱法测定了南沙群岛海域3个站位沉积物中的稀土元素(REE)和过渡金属元素的含量,讨论了沉积物中REE水平及深度分布的变化特征,以特征金属元素为指标对3个站位进行了沉积区划分,同时对REE与10种金属元素的相关性进行了研究。结果表明,3个站分别为近大陆架残留沉积区、大陆坡深海沉积区和碳酸盐沉积区,各站REE含量存在较大差别,但分布模式相似,均为轻稀土富集型和Eu负异常,每个站各层REE分布模式线几乎重合;3个站沉积物中REE都与Ti、Zr有很好的相关性,与其它金属元素不存在明显的相关性,表明3个站沉积物物源主要为陆源上地壳物质。结合测年资料,认为该海域3个站全新世以来沉积物物源变化很小,沉积环境稳定。     

南沙海槽表层沉积自生石膏-黄铁矿组合的成因及其对天然气渗漏的指示意义

南海海槽是潜在的天然气水合物发育区,在表层沉积物中分布有石膏-黄铁矿组合。通过对石膏、黄铁矿的形貌特征、矿物组成、化学元素、硫同位素等的分析,讨论和揭示了石膏-黄铁矿组合的成岩环境、形成机理及其与天然气渗漏的关系。石膏集合体为土块状和多孔状、玫瑰状,表面分布有孔洞或微孔,黄铁矿为莓球状、球粒结块状和虫管状。不同形状的石膏、黄铁矿的化学成分没有明显差别。石膏-黄铁矿的形成机理是海底渗漏的天然气与硫酸盐发生缺氧甲烷氧化反应,产物HS^-与沉积物中的Fe^2＋反应产生FeS并转变为黄铁矿,在形成FeS的过程中产生的H^＋促进碳酸盐溶解,Ca^2＋与SO4^2-达到过饱和沉淀出重。^34S的石膏。因此,石膏-黄铁矿组合是海底存在天然气渗漏的证据,这一发现对开展南沙海槽潜在天然气水舍物的调查以及对天然气渗漏事件的研究具有一定的科学意义。     

南沙群岛海区西南季风变化与表层流结构和演变关系的探讨

根据中国科学院南沙综合科学考察的现场资料和海区的历史资料，讨论了西南季风的文化及其与海区表层地转流的结构和演变间的关系。结果表明，海区西部的表层流结构随西南季风的盛衰而有变化，说明西南季风对南沙群岛海区表层流的调控作用西部大于东部；但由于密度流和地形效应等的作用，表层流的漂流性质不明显。