西南极海沉积体系中的氟异常

测区沉积物和间隙水小的氟含量(分别为200～395μg/g和1.18～1.92μg/ml)均远低于所报道的大洋区域平均值(分别约为540μg/g和2.7μg/ml)。研究结果表明,测区沉积物中氟含量分布主要受周围岛屿风化基岩的化学成分制约;沉积物中主要含氟矿物:萤石/磷灰石、黄玉、黑云母等含量极低,氟在沉积物中赋存的矿物相主要与角闪石[AX_2Y_5Z_8O_(22)(OH·F)_2]有关。氟含量与碎屑矿物中角闪石的体积比间的关系式可大致表示为:氟含量=217+361nV_H;间隙水中的低氟主要由测区化学风化不发育及氟的钙盐沉积所致。此外,沉积物中强阴离子(HCO_3~-)可交换态含量仅约为太平洋(亦道附近)的1/10、中国南海的1/4和浙江东部沿海的1/2,也反映了测区沉积物中易参与固-液相交换的氟离子含量较低,由此也必将导致间隙水中的低氟。沉积有机质的分解对间隙水的氟含量有一定的贡献,但这种氟易于为沉积物固相所捕获。测区沉积体系中氟的固-液相转换与分配机制可初步描述为: 有机质(氟)垆苎些苎苎苎蟹间隙,k苎苎苎些苎竺些鱼坚固相 (氧化物) 还原 一”—— ,一”     

南极半岛西北海域表层沉积物中硅藻的初步研究

本文对南极半岛西北海域22个表层沉积物中的硅藻进行了初步研究,鉴定出硅藻82种.根据硅藻的数量分布和生态特征,将本区硅藻分为三个组合;1.Yhalassiosiraantarctica—Charcatia actionchilus—Eucampia balautium组合.2.Th.antarctica——Nitzschiakerguelensis—Coscinodiscus lentignosus组合.3.Coscinodiscus lentiginosus——Eucampiabalaustium—Nitzschia kerguelesis—Schimperiella antarctica组合.文章还通过沉积物中和水体中硅藻的对比,水动力状况,以及海水对硅藻壳体的溶解作用等特征.讨论了区内硅藻壳体的沉积作用.     

北冰洋西部表层沉积物矿物学特征及其物质来源

对北冰洋西部79个表层沉积物样品进行了全岩X射线衍射矿物组成分析,结合洋流和地质背景,探讨各矿物分区的物质来源。矿物组合分区表明研究区物质来源变化较为复杂:(1)在楚科奇海的中部靠近白令海峡处长石含量很高,主要是阿纳德尔流携带的来自阿纳德尔河的沉积物;在楚科奇海的西侧的长石含量也较高,且与其他矿物组合分区相比,角闪石含量较高,这是因为受阿纳德尔流和东西伯利亚沿岸流的双重影响,沉积物来自西伯利亚陆地的一些高含长石的火山岩及沉积岩等。在楚科奇海的东侧,石英含量很高,来源为阿拉斯加沿岸流携带的育空河及卡斯奎姆河的沉积物。在阿拉斯加北部,碳酸盐岩和石英含量高,这与马更些河搬运的沉积物有关;(2)北冰洋西部深水区中加拿大海盆的南端和中部方解石和白云石的含量较低,说明受波弗特环流携带的加拿大北极群岛的碳酸盐影响相对较小,且与其他矿物组合分区相比,云母含量最高,说明沉积物主要来源为来自拉普捷夫海的海冰沉积物;此外,一些黏土级细粒物质可能由大西洋中层水携带而来。深水区的其他海域以方解石和白云石含量高为特点,主要受波弗特环流的影响,来源主要为加拿大北极群岛的班克斯岛和维多利亚岛;此外,还受来自西伯利亚陆架,主要是拉普捷夫海沉积物的影响。     

北部湾北部滨海湿地水体和表层沉积物中营养元素分布与污染评价

2009年4～5月,对北部湾北部滨海湿地水体和表层沉积物进行了取样调查,研究水体中营养盐和表层沉积物中碳、氮和磷元素含量、分布及其影响因素,并在此基础上评价了滨海湿地水体富营养化水平和表层沉积物的污染状况.研究区水体中的溶解无机氮(dissolved inorganic nitrogen,DIN)、活性磷酸盐PO43-—P和化学需氧量(CODMn)平均含量分别为(211.84±37.44) μg/L、(11.01±12.11) μg/L和(0.92±0.32) mg/L;表层沉积物中总氮(TN)、总磷(TP)和总有机碳(TOC)的平均含量分别为(373±355) μg/g、(232.28±157.34) μg/g和(0.45±0.46)％.北部湾北部滨海湿地水体中的DIN含量和PO43-—P含量在茅尾海和廉州湾东部西场海区都很高,且水体富营养化比较严重,大规模的海水养殖可能是造成该现象的主要原因.研究区水体中CODMn含量空间分布呈近岸高、远岸低的特征.研究区铁山港顶部、南流江口、大风江口、钦江和茅岭江口较细的表层沉积物中的TN、TP和TOC含量较高.研究区表层沉积物的TOC/TN值分布表明,钦江口、钦州港区、防城港、企沙港区和珍珠湾东北部的沉积物有机质含量受到了强烈的陆源影响.根据加拿大安大略省环境质量评价标准,除了钦州湾顶部的龙门港区、大风江口中部和铁山港顶部西北角一小部分区域的表层沉积物中的TOC、TN和TP含量分别略高于1％、550μg/g和600μg/g,已被明显污染,而处于最低级别或严重危害级别,会对部分底栖生物产生影响外,其他绝大部分区域都属安全级别,为清洁或部分已被轻微污染.     

北冰洋西部表层沉积物重矿物特征

对中国首次(1999年)和第二次(2003年)北极科学考察在楚科奇海及邻近的北冰洋深水区采取的47站表层沉积物进行了碎屑重矿物鉴定分析。结果表明北冰洋西部表层沉积物中重矿物以抗风化能力较弱的绿帘石、紫苏辉石和普通角闪石为优势矿物,钛铁矿、石榴子石、磷灰石和赤铁矿为特征矿物。矿物组合分区表明研究区物质来源和水动力变化较为复杂:白令海峡以南沉积物中重矿物含量高,水动力强;白令海峡以北的洋流变化与所经区域沉积物重矿物种类和含量变化相一致,即楚科奇海中部沉积物富集紫苏辉石、钛铁矿和石榴子石,物质来源可能与楚科奇山原相关,而在阿拉斯加沿岸沉积物中富集绿帘石和紫苏辉石,与阿拉斯加沿岸流携带物质相关;楚科奇海北部深水区碎屑矿物沉积速率低且矿物多有蚀变。     

Porewater geochemistry and solute flux from bottom sediments,Devils Lake,North Dakota

Sediment cores were collected for pore-water analysis from the eastern end of Devils Lake, located in northeastern North Dakota, to determine diagenetic reactions occurring in surficial bottom sediments and to evaluate the impact of these reactions on chemical concentrations in the overlying lake water. Sediment pore waters are enriched in major ions and nutrients relative to lake water. The principal sources of major ions to pore water are saline sediments located in the upper 1 m of bottom sediment. The principal source of titration alkalinity and nutrients to pore water is microbial decomposition of sedimentary organic matter by sulfate reduction. Sediment pore waters in the eastern part of Devils Lake have higher major-ion concentrations and solute-flux rates than the sediment pore waters in the central part of the lake. In contrast, sediment pore waters in the central part of Devils Lake have significantly higher nutrient concentrations and solute-flux rates. Major-ion concentrations and solute-flux rates in sediment pore water increase from west to east. These trends indicate that bottom-sediment diagenetic processes are, in part, responsible for the observed concentration gradient in the lake. The higher nutrient concentrations and the higher nutrient diffusional-flux rates in Main Bay are the result of more labile sedimentary organic matter and the occurrence of sulfate reduction. Environmentally-reactive trace-metal concentrations (Cu, Pb, Zn, and Fe) in bottom sediments decrease from west to east with distance from the surface-water sources and with increasing surface-water salinity.     

1999/2000年夏季环南极表层海水叶绿素a和初级生产力

中国第 1 6次南极考察期间 ,作者随雪龙船于 1 999年 1 1月 2 2日至 2 0 0 0年 1月 1 8日从澳洲西南部到达东南极普里兹湾 ,后经南印度洋 -南大西洋 -德雷克海峡 -南大西洋 -南印度洋返回普里兹湾。航渡中定时采集表层海水 ,进行水温、盐度、营养盐、浮游生物现存量和光合作用速率的现场观测 ,研究环绕南极海域表层水叶绿素 a和初级生产力的分布特征。结果表明 ,南大洋表层水营养物质、浮游生物现存量和初级生产力分布具明显的区域性特征 ,南极辐合带以南的南极水营养盐浓度高于亚南极水和亚热带水。叶绿素 a浓度与营养物质的分布趋势一致 ,南极水、亚南极水和亚热带水的平均叶绿素 a浓度分别为 1 .77、1 .40和 0 .2 1 μg/dm3。在环绕南极的大洋中 ,南大西洋海域营养物质丰富 ,海水最为肥沃 ,叶绿素 a浓度和初级生产力高于南印度洋和德雷克海峡。在短期往返东南极 -西南极 -东南极的航渡观测中 ,由于南极夏季水温的升高 ,陆缘冰融化 ,冰藻释放 ,长城湾至普里兹湾的西 -东向航渡中观测的初级生产力、浮游植物细胞丰度、叶绿素 a浓度和光合作用同化数分别比普里兹湾至长城湾的东 -西向航渡中高 1 45%、1 1 3%、68%和 1 8%。与 1 0年前的观测结果比较 ,南大西洋仍为高生物量和高生产力海区 ;1 999/2 0 0 0     

Fluid flow in sedimentary basins: model of pore water flow in a vertical fracture

Open fractures provide high-permeability pathways for fluid flow in sedimentary basins. The potential for flow along permeable or open fractures and faults depends on the continuity of flow all the way to the surface except in the case of convective flow. Upward flowing fluid cools and may cause cementation due to the prograde solubility of quartz, but in the case of carbonates such flow may cause dissolution. The rate and duration of these processes depend on the mechanisms for sustaining fluid flow into the fracture, the geometries of fracture and sedimentary beds intersected, permeability, pressure and temperature gradients. Heat loss to the adjacent sediments causes sloping isotherms which can induce non-Rayleigh convection. To analyse these problems we have used a simple model in which a single fracture acts as a pathway for vertically moving fluid and there is no fluid transport across the walls of the fracture except near its inlet and outlet. Four mechanisms for fluid flow into the lower part of the fracture are considered: decompression of pore water; compaction of intersected overpressared sediments; focusing of compaction water derived from sediments beneath the fracture; and finally focusing of pore water moving through an aquifer. Water derived from the basement is not considered here. We find that sustained flow is unlikely to have velocities much higher than 1–100 m/yr, and the flow is laminar. The temperature of the fluid expelled at the top of the fracture increases by less than 1% and the vertical temperature gradient in the fracture remains close to the geothermal gradient. Where hot water is introduced from basement fractures (hydrothermal water) during tectonic deformation, much higher velocities may be sustained in the overlying sediments, but here also this depends on the permeability near the surface. Most of the cooling of water with (ore) mineral precipitation will then occur near the surface. In most cases, pore water decompression and sediment compaction will yield only very limited pore water flux with no significant potential for cementation or heating of the sediments adjacent to the fracture. Focusing of compaction water from sediments beneath the fracture or from an intersected aquifer can yield fluxes high enough to cement an open fracture significantly but the flow must be sustained for a very long time. For velocities of 1–100 m/yr, it takes typically 0.3–30 Myr to cement a fracture by 50%. The highest velocities may be obtained when a fracture extends all the way to the surface or sea floor. When a fracture does not reach the sediment surface, the flow velocity is reduced by the displacement of water in the sediments near the top of the fracture. The flow into the fracture from the sediments may often be rate limiting rather than the flow on the fracture. Sedimentary rocks only a few metres from the fracture will receive a much lower flux than the fracture. The fracture will therefore close due to cementation before significant amounts of silica can be introduced into adjacent sandstones. The isotherm slope in the adjacent sediments will in most cases be less than 10–20°. Non-Rayleigh convection velocities in the sediments adjacent to the fracture are too small to cause any significant diagenetic reactions such as quartz cementation. These quantifications of fluid flow in fractures in sedimentary basins are important in terms of constraining models for diagenesis, heat transport and formation of ore minerals in a compaction-driven system.     

南极半岛西北部海域表层沉积物碎屑矿物研究

本文通过对南极半岛西北部海域23个表层沉积物中碎屑矿物分析研究,获得以下结果:1.主要矿物有单斜辉石、斜方辉石、角闪石、绿帘石、磁铁矿、钛铁矿、黄铁矿、白云母、黑云母、绿泥石、橄榄石,玄武闪石、石榴石、磷灰石、锆石、金红石及火山玻璃、斜长石、石英等;2.根据矿物分布特征和稀土元素特征本区可分为三个矿物区和三种矿物组合类型:①基性火山碎屑矿物沉积区,矿物组合类型为辉石-火山玻屑型;②中酸性火成矿物沉积区,矿物组合类型为辉石-绿帘石-角闪石-石英;③基性火山碎屑矿物和变质矿物混合沉积区。矿物组合类型为辉石-绿帘石-石榴石-石英-火山玻屑。     

Microbes in the area of the South Shetland Islands

ＭｉｃｒｏｂｅｓｉｎｔｈｅａｒｅａｏｆｔｈｅＳｏｕｔｈＳｈｅｔｌａｎｄＩｓｌａｎｄｓＣｈｅｎＨａｏｗｅｎ（陈皓文）ａｎｄＳｏｎｇＱｉｎｇｙｕｎ（宋庆云）（ＦｉｒｓｔＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＯｃｅａｎｏｇｒａｐｈｙ，ＳＯＡ，Ｑｉｎｇｄａｏ２６６００３，Ｃ...     

泥沙解吸重金属污染物动力学模式研究

从吸附动力学方程和质量守恒出发,导得静态试验中泥沙解吸重金属污染时,单位重量泥沙剩余吸附量和水相浓度随时间变化的计算公式,进而导得单位重量泥沙剩余平衡吸附量和水相平衡浓度的计算公式。在此基础上,结合试验进一步研究了泥沙解吸重金属污染物的动力学模式。     

海平面上升与海滩侵蚀

世纪性的海平面持续上升，加大了海岸水下斜坡深度，逐渐减小波浪对沉溺古海岸的扰动作用而形成海底的横向供沙减少，却加强激浪对上部海滩的冲刷。逐渐上升的海平面，降低了河流坡降而减少了入海沙量。因此世界海滩普遍出现沙量补给匮乏。海平面上升伴随着厄尔尼诺现象与风暴潮频率的增加，水动力加大。这两者的综合效应，使海滩遭受冲刷，沙坝向陆移动。如按ＩＰＣＣ估计，至２１００年海面上升５０ｃｍ时，中国主要旅游海滨的沙滩将损失现有面积的１３％─６６％。主要对策是海岸防护与海滩人工喂养。     

晚更新世以来布兰斯菲尔德海峡冰－海沉积特征

综合分析和研究了采自布兰斯菲尔德海峡主体海槽中ＰＣ１０孔（７５３ｃｍ长）的全部室内外资料：岩芯、粒度特征、矿物组分、生物尸体群和年代学等，指出了整个岩芯柱代表了区内１１２．５ｋａ以来冰－海环境的沉积。沉积作用包括生物硅质沉积，火山碎屑沉积和浊流沉积等。其中生物硅质沉积作用，不论在高水位／间冰期或低水位／冰期均占主导地位，不同的是低水位／冰期沉积物中陆源碎屑物含量低且矿物成分和岩屑成分较单一，而高水位／间冰期则相反，且前者沉积速率低于后一时期，这一沉积特点与中低纬度情况有所不同     

南大洋环极表层水浮游植物分级生物量、初级生产力和颗粒有机碳的分布

198 9/1 990年夏季作者在中国第六次南极考察环极航行中 ,对南大洋不同海区的浮游植物细胞大小分级叶绿素 a和初级生产力、颗粒有机碳及有关环境参数进行了测定。结果表明 ,在南极水域中以南大西洋最为肥沃 ,叶绿素 a浓度平均超过 2 μg/dm3 ,POC的平均浓度也最高 (>1 0 0 μg/dm3 ) ,而德雷克海峡和南印度洋较低。叶绿素 a和 POC的空间变异具有同步的波动。分级叶绿素 a结果表明 ,在肥沃的南大西洋以细胞 >2 0 μm的绢滤浮游生物 (主要是小型浮游生物 )所占比重最高 (6 5 %) ,而在较贫瘠的南印度洋则以微微型浮游生物 (<2 μm)最高 (47%)。分级初级生产力的结果表明 ,在南大西洋和德雷克海峡对总初级生产力的贡献以微微型浮游生物为最大 ,微型浮游生物和小型浮游生物的贡献大致相当。微微型浮游生物相对高的光合作用生理活性显示了它们在南大洋海洋生态系中的重要性。与南极水域相比 ,亚南极和亚热带水域较为贫瘠。     

北极海洋放线菌R-527F的抗菌活性筛选、鉴定及其抗菌物质合成条件研究

对分离自北冰洋７３°Ｎ以北海域沉积物中的一株放线菌Ｒ５２７Ｆ进行分子鉴定及生物活性研究。通过对菌株的形态特征、培养性状、生理生化特征以及１６ＳｒＤＮＡ序列进行综合分析,确定该株菌为链霉菌属,暂定名为Ｓｔｒｅｐｔｏｍｙｃｅｓ ｓｐ．Ｒ５２７Ｆ。其含有聚酮类Ⅰ型（ＰＫＳⅠ）和非核糖体含硫多肽类（ｎｏｎｒｉｂｏｓｏｍａｌｐｅｐｔｉｄｅｓｙｎｔｈｅｔａｓｅ,ＮＲＰＳ）化合物的合成基因。对其抗菌活性及活性物质发酵条件进行了研究,实验结果表明,该菌株所产生的抗菌物质对枯草芽孢杆菌具有显著抑制效果,抑菌圈直径达到１８．２ｍｍ。适合其抗菌物质的发酵条件：种子液接种量为４％,培养基初始ｐＨ为８．０,培养温度为２８℃,培养时间为６ｄ,摇床转速为１８０ｒ?ｍｉｎ－１,装液量为４０％,为该菌株抗菌物质的进一步研究奠定发酵条件参数基础。     

水生腐殖酸的可见—紫外光谱特征

本文研究了河、湖、海水腐殖酸和河流、湖泊沉积物腐殖酸的可见-紫外光谱特征,结果表明,水样腐殖酸与水体沉积物腐殖酸的可见-紫外吸收曲线显著不同,其差异不仅表现在以E240/E420为代表的紫外/可见吸收比上,也反映在以所有样品在不同波长的吸收值为原始变量进行聚类分析得到的结果中。三种水样腐殖酸中,河水与湖水腐殖酸的单位浓度紫外吸收值(以220nm为代表)十分接近,而海水腐殖酸的该值明显偏低。分别计算淡水和海水腐殖酸数据,则紫外吸收值与腐殖酸浓度之间有很好的线性关系。     

普里兹湾陆架表层沉积物粒度特征及其环境指示意义

基于对普里兹湾陆架表层沉积物粒度分析,结合海区动力环境特点,初步探讨了考察区类型、组成及冰海沉积作用特点。研究区表层沉积物大体可分为:砾(G)、泥质砂质砾(ms G)、砾质泥(g M)、砾质泥质砂(gm S)、含砾泥((g)M)、含砾泥质砂((g)m S)、砂(S)、砂质粉砂(s Z)和粉砂(Z)九种类型。依据沉积物粒度特征与地形变化,可将研究区划分为东部含砾泥质区和西部含砾砂质区。在东部含砾泥质区,包括四夫人浅滩、Svenner水道区、普里兹水道区和埃默里海盆区,沉积作用主要受海流影响,冰筏碎屑的影响有限,沉积物总体较细,粘土和细粉砂含量较高,粗粉砂和砂含量较低。在西部含砾砂质区,包括弗拉姆浅滩和埃默里冰架前缘,沉积作用受冰山、埃默里冰架和海流的共同影响,沉积物中粘土含量较低,砂和砾石含量较高,但也有个别站位可能受冰间湖的影响,沉积物粒度偏细。     

末次冰消期以来白令海盆的冰筏碎屑事件与古海洋学演变记录

通过对白令海盆中部BR02岩芯高分辨率的颜色、粒度和元素地球化学地层的研究发现:(1)该岩芯较为完整地记录了末次盛冰期结束以来(约16.3 ka BP)的多期冰筏碎屑事件,包括H1、OD、YD和北方2期,其中以H1和YD最为显著,反映了末次冰消期以来该地区海冰/冰山以及区域性冰川的消长变化;(2)BR02岩芯上部17—25 cm段出现富Mn、富Ba的氧化型沉积,说明在全新世高海面时期,白令海与北太平洋、北冰洋之间的水体交换达到极点,白令海环流加强,海盆底层水含氧状况明显改善,并引发海洋生产力增加;(3)CaO、Na2O、Sr、Zr及Na2O/K2O比值的分布说明,海盆冰筏碎屑主要来自富碳酸盐的育空河流域,其次为阿拉斯加半岛和阿留申群岛等火山岩区;岩芯上部Na2O/K2O比值的递增暗示10 ka BP以来与火山物质输运有关的北太平洋入流(阿拉斯加流)可能增加。     

南大洋普里兹湾沉积物中生物硅的溶解度研究

本文利用中国南极科学考察航次获得的沉积物样品,采用分批（batch）实验方法,获取实验室生物硅溶解度,并结合间隙水中可溶性硅剖面,对普里兹湾沉积物中生物硅的溶出过程进行了初步研究。研究结果如下：在25℃,pH 8条件下,普里兹湾IV-10、 IS-4站表层沉积物中生物硅的实验室溶解度分别为1936、1539μmol/dm3,不同层次沉积物溶出结果显示随深度增加溶解度值降低。根据实验室溶解度数据与间隙水硅酸盐Cd的分析比较,表明研究站位沉积物生物硅的早期成岩过程中生物硅的溶出还伴随有其他化学过程。     

Arctic Ocean manganese contents and sediment colour cycles

Cyclical variations in colour and manganese content in sediments from the central Arctic Ocean have been interpreted to represent climatically controlled changes in the input of Mn from the Siberian hinterland, and/or variations in the intermediate and deep water ventilation of the Arctic basins, although a diagenetic origin has not been excluded. A reinvestigation of core 96/12-1pc using an Itrax X-ray fluoresence (XRF) core scanner confirms that these colour cycles are indeed controlled by variations in Mn content, although changes in the source region of the sediment may override the Mn colour signal in certain intervals. The prominent Mn cycles show no correspondence to any of the other measured elements. This decoupling of Mn and the bulk chemistry of the sediment is taken to indicate that the cycles observed are caused by variations in water column ventilation and riverine input, rather than variations in sediment source or diagenesis. We therefore conclude that the Mn maxima do represent warm phases with increased ventilation and/or riverine input, and that they therefore could be used for chronostratigraphic correlation between cores from the central Arctic Ocean, where traditional isotope stratigraphy is difficult or impossible to establish because of the lack of calcareous microfossils.