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。     

南黄海自生黄铁矿成因及其环境指示意义

样品为１９８９年采自南黄海，利用显微镜，电子显微镜，电子探针和化学分析方法，对自生黄铁矿的形态，成份和同位素特征进行研究，在此基础上就其成因与形成环境的关系进行初步探讨。研究结果表明，自生黄铁矿集合体形态可以分为聚莓，单莓和细粒３种，霉体特征的形态是早期成岩作用阶段沉积物随机堆积的结果，可以作了沉积成因黄铁矿的形态标型黄铁矿微量成份特征显示其沉积成因，同时亦表现对泥质沉积物地球化学背景值的继承性，     

黄海南部表层沉积物中的自生黄铁矿

本文对黄海沉积物中的黄铁矿的分布、形态、成分和结构方面的特征，以及成因作了讨论。作者在73个样的1／3样品中发现了自生黄铁矿，并对此矿物进行了X-射线、电子探针、光片及扫描电镜研究。黄铁矿主要呈生物内模状、球粒状(framboid)及胶结物状等形态，经X-射线衍射分析表明自生矿物为黄铁矿，不存在其他铁硫化物。     

南黄海沉积物的元素地层学研究

元素地层学是海洋沉积学研究的重要内容之一,海底沉积物中元素或元素组合的时间变化规律的研究可以用于地层的划分和对比。元素地层学取得较大进展的主要表现在大陆地质的研究中,而在海洋地质研究中却进展较缓慢。论述了近年来随着南黄海海洋地质调查的不断深入,在元素地层学研究中取得的成果。     

南黄海沉积物的物质来源及运移研究

依据南黄海沉积物中粘土矿物和地球化学等方面的资料,对南黄海沉积物的物质来源及运移作了深入的探讨。南黄海中、西部主要物质来源为黄河输送的物质,但该区域也不排除来自于黑潮系统所带来的远洋物质。南黄海南端北纬33°以南区域沉积物来源主要为长江源沉积物;南黄海东部沉积物明显受来自朝鲜半岛物质的影响,但南黄海东部泥质区地球化学表明长江物质在该区域也有一定贡献,也包含部分被海水侵蚀的朝鲜半岛沿岸基岩和海底基岩及黑潮物质。     

南黄海陆架沉积物中褶皱的形态及成因

更新世以来南黄海陆架具有构造活动性强、沉积厚度大(100~300m)、褶皱变形保存完整等特点,是研究未固结沉积物中褶皱变形的理想“实验室”.高分辨率单道地震剖面揭示了南黄海陆架沉积物中具有不同几何形态的三种褶皱:(1)断层相关褶皱(包括断层扩展褶皱和断层牵引褶皱);(2)横向弯曲褶皱;(3)复合作用褶皱.对褶皱的成因和几何形态的研究表明,控制未固结沉积物中褶皱形成的因素是基底断层及其形成的断块,而不是区域应力场.大量孔隙水可能对沉积物的几何形变具有重要的影响作用.沉积物中断层扩展褶皱和牵引褶皱在形变程度上具有连续性,说明两者在成因上存在联系.断层扩展褶皱可能引发的地震活动和变形带在海洋工程地质评估中应受到重视.     

南黄海陆架沉积物颜色反射率的初步研究

利用Minolta CM-2002光谱光度计,对南黄海陆架136个短柱样20~25 cm段的沉积物进行了颜色反射率数据测量。描述了8个应用较广的光性参数在研究区的分布并进行聚类分区,给出了部分各区沉积物的颜色反射率数据。结合同一样品的粒度、化学元素、磁化率等资料的初步分析,结果表明,a*,a*/b*,反射率re555nm和re675nm的一阶导数对沉积物氧化还原的相对强度和物质来源相对敏感,地质意义较为明确,并可判明研究区的3种物质来源及方向,即长江口方向、现代黄河物质来源以及研究区东南方向的生物物质来源。     

南海神狐天然气水合物系统沉积物中自生黄铁矿的特征研究

南海神狐海域是中国最重要的天然气水合物调查研究区之一,为了解水合物存在对沉积物地球化学环境的影响,对采自神狐海域W19B井位的沉积物样品进行了矿物学和地球化学研究。X射线衍射分析和主量元素结果显示部分层位有异常高含量的硫化物（主要为黄铁矿）。扫描电镜结果表明随着样品深度的增加,黄铁矿的晶面、晶棱更加明显,且集合体形态呈现聚莓→单莓→细粒的变化趋势,扫描电镜还观察到草莓状黄铁矿向细粒自形黄铁矿转化的中间产物。在53.0 mbsf（meters below seafloor）和140.4 mbsf层位均发现异常高含量的黄铁矿。其中140.4 mbsf层位黄铁矿充填有孔虫壳体的现象普遍,并伴有大量柱状黄铁矿产出,可能与有机质和甲烷厌氧氧化相关,但主导作用应为甲烷厌氧氧化,该层位可能位于古硫酸根-甲烷界面（sulfate-methane interface,SMI）附近。根据所得结果,推测地质历史时期中甲烷异常渗漏事件的发生,致使向上的甲烷通量增加,推动SMI上移,导致53.0 mbsf和140.4 mbsf界面处因甲烷厌氧氧化而形成大量黄铁矿。多个黄铁矿富集层的存在可能表示沉积史中曾发生多期次的深部流体渗漏或者天然气水合物的分解活动。     

秋季南黄海表层沉积物中甲藻孢囊分布

2007年秋季(10月)在黄海22个站位采集表层沉积物样品进行甲藻孢囊的种类鉴定与计数,本航次中共鉴定出33种(不包括2个未确定种),优势种是锥状斯克里普藻(Scrippsiella trochoidea)、塔玛亚历山大藻(Alex-andrium tamarense)和膝沟藻属(Gonyaulaxsp.)的种类。与东海和南海甲藻孢囊的同期丰度相比,黄海的相对较低,丰度范围为10~519个/cm3,平均108个/cm3。孢囊丰度总体分布趋势从北向南递增,最高丰度区出现在长江口以北(32°19′59.88″N,122°37′5.16″E),另外,在南黄海调查海域中,中部黄海冷水团区域孢囊丰度较高,膝沟藻成为该区域的优势种,密集中心达101个/cm3。有毒甲藻孢囊在沉积物表层聚集且分布广泛,有爆发赤潮的可能。     

南黄海表层沉积物中钙质超微化石的分布

对南黄海地区47个表层沉积物样品进行了钙质超微化石分析.结果表明,该区超微化石组合主要以Emiliania huxleyi和Gephyrocapsa oceanica占优势.钙质超微化石总丰度分布不一,主要受水深和黄海暖流的控制.E.huxleyi和G.oceanica两个优势种的平面分布规律也各不相同,E.huxle...     

南黄海盆地北部坳陷北部断阶带构造地质特征

南黄海盆地北部坳陷北部断阶带主要定型于古近纪末期,在2条同向正断层持续强烈活动控制下,形成一个断背斜样式的坳中隆构造,并被坳陷期新近系和第四系地层覆盖,具有烃源岩后期埋藏较深、离深凹近和双向供烃的特点。同时,局部发育断背斜圈闭、鼻状构造圈闭、超覆和不整合等,这些圈闭与生储盖组合形成了很好的空间匹配关系,有利于油气聚集。通过对该北部断阶带中-新生代断裂活动特征、局部构造活动演化和石油地质意义的研究,探讨该区的勘探意义。     

南黄海北部深水区表层沉积中有孔虫和介形虫的分布

南黄海北部深水区 (36°15 ～ 38°0 0 N、12 3°2 0 ～ 12 4°33 E)表层沉积中的有孔虫和介形虫主要由原地分子和残留分子组成。残留分子为陆相介形虫、沿岸浅水有孔虫和介形虫 ,反映了末次冰期低海面和冰后期海侵初期的沉积环境 ,原地分子以冷水和深水种为特征 ,介形虫以 Sarsicytheridea bradii、Acanthocythereis mutsuensis和Munseyella japonica等为优势种。有孔虫有两个组合 :东北部为以 Proteonina atlantica为代表的胶结质壳组合 ;西南部为玻璃质壳组合 ,其优势成分是 Buccella frigida、Protelphidium tuberculatum、Ammonia ketienziensis、H anza-waia mantaensis和 Pacinonion tasmanensis等。调查区埋葬群存在原地和叠加两种类型 ,前者分布在北部和南部 ,后者主要见于中部和西部     

南黄海表层沉积物微量元素地球化学特征

分析了在南黄海采集的295个站位的表层沉积物样品的微量元素含量和500个站位的粒度参数,研究了南黄海沉积物微量元素含量、平均粒径和判别函数的分布特征及微量元素、沉积物类型和平均粒径的相关性。南黄海沉积物微量元素分布由于物质来源和与沉积物类型相关性的不同,表现出明显不同的分布规律:Sr分布与黄河、长江和生物碎屑碳酸盐的贡献有明显关系;Ba分布与黄河、锦江物质供给有关;东部Rb元素分布反映了韩国河流沉积物对南黄海东部的影响;Co分布反映了长江物质的运移方向。Ba和Cu与沉积物类型相关性不明显,不受沉积物粒度控制;Sr、Co、Rb则可以用于区分黄河、长江和韩国河流沉积物的来源。     

南黄海沉积层纵波速度与地震反射特征

南黄海为新生代、中生代与古生代叠合盆地,发育了新生代-中生代碎屑岩地层和早中生代-古生代海相碳酸盐岩地层,部分夹碎屑岩地层。在对测井资料和苏北盆地的相关资料归纳分析的基础上,总结了南黄海沉积层的纵波速度特征,标定了地震反射界面和地震反射层序。     

南黄海中部沉积岩心的地球化学特征

根据南黄海中部所取得的３个术状样岩心资料,对该区域的元素地球化学特征进行了分析研究,结果表明：地层中元素的变化反映了物源沉积环境的改变,为划分地层提供了有效的信息;地层的元素含量（Ｃｏ、Ｃｕ、Ｎｉ、Ｐｂ）和元素与Ａ１比值在地层分界处发生突变,表明元素组合分布曲线可对地层进行分层;研究分析表明该区域Ｃｏ、Ｎｉ、Ｐｂ和Ｓi 可作为地层的特征元素。微量元素的富集因子与黄河、长江沉积物的富集因子可较好地用来     

南黄海沉积物中氮、磷的生物地球化学行为

于2004年10月采集南黄海4个站位的柱状沉积物和29个站位的表层沉积物,用氧化浸取分光光度法研究了自然粒度下沉积物中的氮、磷分布特征以及控制其分布的生物地球化学机制。结果表明,多数站位随着沉积深度的增加,沉积物中氮、磷浓度趋于稳定。4个站稳定时氮浓度平均约为289μg/g,磷约为329μg/g,平均稳定浓度出现的沉积层次分别为氮>30cm,磷>22cm。氮、磷垂直分布形状的规则性与沉积速率密切相关,沉积速率越小的站位,其氮、磷垂直分布愈规则;海洋沉积物中的氮主要来源自海洋生物的代谢,而磷与陆源碎屑输入密切相关。氮与沉积物粘土含量、浮游动物生物量干重有明显的正相关关系。海水中浮游动物干重每增加1mg/m3,则沉积物中氮浓度增加5.64μmol/g,磷不存在这样的关系。沉积物中氮的早期成岩速率远高于磷,在沉积物海水界面附近氮约为磷的7.4倍。海水浮游生物生物量与沉积物中氮的早期成岩类型密切相关,在所研究的2004年秋季海水中,浮游动物生物量干重19mg/m3是沉积物中氮早期成岩类型转变的界限值,小于这一界限值,水体中的氮趋向于向沉积物中凝聚;大于19mg/m3,则沉积物中的氮趋向于向水体释放。     

南黄海夏季软体动物群落结构特征

通过对2011—2013年夏季南黄海大型底栖软体动物的群落结构进行分析,揭示其与黄海冷水团之间的关系。使用Shannon-Wiener指数(H')、Pielou指数(J')、Margalef指数(D)和ABC(Abundance Biomass Comparison)曲线法分析群落多样性和稳定性。使用PRIMER6.0对大型底栖软体动物群落进行Cluster和MDS相似性分析。通过单因素方差分析(ANOVA)检验各指数之间的差异性。结果表明,三个航次共获得大型底栖软体动物36种,日本梯形蛤(Portlandia japonica)与薄索足蛤(Thyasira tokunagai)在三年中均为优势种。大型底栖软体动物平均丰度分别为27.250±22.15、31.765±27.948和30.476±30.818 ind./m2;平均生物量分别为8.164±9.145、6.942±7.139和5.071±10.015 g/m2。研究结果显示3年来黄海冷水团内大型底栖软体动物的多样性高于冷水团外大型底栖软体动物多样性,丰度分布由北到南逐渐增加且冷水团内的丰度大于冷水团外的丰度。南黄海海域大型底栖软体生物群落结构稳定,与2006年相比没有较大的变化。     

南黄海西部地区浅层气地震特征

通过近年来南黄海西部地区的浅层地震调查,发现该地区浅层气地震特征丰富而多变,特别是多处海底面、海水层中的浅层气地震记录,揭示本区存在较多浅层气,且部分浅层气由海底逸出,释放到海水层中。该区的浅层气地震特征按空间位置分为3大类:(1)地层中的特征:声学空白、声学幕、声学扰动、不规则强反射顶界面、两侧相位下拉;(2)海底面的特征:海底麻坑、大型塌陷坑;(3)海水层中的特征:声学羽流、云状扰动、点划线反射。选择相应特征的典型浅层气地震记录,进行了声学成因解释,讨论了大型塌陷坑的浅层气成因、海水层中声学反射与浅层气体的成因关系以及浅层气地震特征的气体浓度指示作用。根据南黄海西部地区浅层气地震特征,绘制了该区的浅层气分布图。