海底水－沉积物界面系统中稀土元素的变化及配分特征

本文利用“大洋多金属结核调查”期间“海洋４”号调查船ＨＹ_４－８７１、８８１航次在东太平洋海盆取得的底层水、沉积物、间隙水及多金属结核样品，对比研究了稀土元素（ＲＥＥ）在海底水－沉积物界面系统不同物质相中的分布变化及配分特征。结果表明，在大洋氧化性沉积物间隙水中ＲＥＥ相对于底层水亏损。除Ｃｅ外，沉积物与多金属结核ＲＥＥ含量较为接近。底层水、沉积物、间隙水ＲＥＥ配分特征极为相似，都表现出中稀土相对于轻、重稀土的轻度分离和富集，Ｃｅ表现为负异常。多金属结核中中稀土也有类似的富集倾向，但Ｃｅ主要表现为正异常。随深度的增加，沉积物ＲＥＥ含量增加，但其配分模式不变。     

东太平洋海盆一短柱状沉积物的分析与研究

本文利用“海洋四号”调查船，ＨＹ４－８７１航次在东太平洋海盆ＣＣ２９站取得的短柱样，研究了沉积物岸性变化特征，分析讨论了元素在沉积物固液两相间的迁移变化及其影响因素。结果表明，在短暂的地史时期内，ＣＣ２９站沉积环境和物质来尖都有变。经沉积物由过去的以陆源和火的为主演变到现在的以陆源和生的源为主。沉积物质来源的变化是引起ＣＣ２９站沉积物主要化学组分变化的重要原因；间隙水元素浓度的变和与沉积环境有关外     

东太平洋海底结核及相关沉积物的稀土元素地球化学特征

海底多金属结核多分布于沉积物表面,而且二者之间关系密切.宏观上,结核的丰度、品位、形态及分布规律与海底地形、地层结构、沉积厚度及沉积物类型有密切关系[1,2];微观上,结核和相关沉积物的元素组成有一定的联系[3~7]1).     

东太平洋海盆430柱沉积物特征与地层

对东太平洋海盆 ４３０ 柱沉积物的组分、古生物、结构构造以及古地磁、铀系等进行研究后, 将沉积物进行分类、命名与分层, 并确定其年代。研究表明, 本柱由下至上的沉积物分别为含沸石粘土、深海粘土、硅质粘土和钙质粘土。该柱中存在 ４ 个沉积间断, 其中在 ３２５ ｃｍ附近层位有一厚约 １０ ｃｍ 的多金属结核层,此界面为中中新世至晚上新世的沉积间断,它在 Ｃ Ｃ区内普遍存在, 持续时间长, 分布范围广。反映此时南极底层流十分强盛, 对东太平洋 Ｃ Ｃ 区的沉积作用和多金属结核形成与发育产生重要的影响。     

东太平洋海盆一短柱状沉积物的分析与研究

本文利用＂海洋四号＂调查船,ＨＹ４－８７１航次在东太平洋海盆ＣＣ２９站取得的短柱状样,研究了沉积物岸性变化特征,分析讨论了元素在沉积物固液两相间的迁移变化及其影响因素．结果表明,在短暂的地史时期内,ＣＣ２９站沉积环境和物质来源都有变化．沉积物由过去的以陆源和火山源为主演变到现在的以陆源和生物源为主．沉积物物质来源的变化是引起ＣＣ２９站沉积物主要化学组分变化的重要原因;间隙水元素浓度的变化除与沉积环境有关外,还主要受沉积物早期成岩作用的影响．     

珠江口伶仃洋海区表层沉积物稀土元素分布特征及配分模式

珠江口伶仃洋海区表层沉积物中的稀土元素的含量变化范围较大（１７０．３４～３４４．６０μｇ／ｇ）,平均含量为２７２．０２μｇ／ｇ,远高于陆壳平均含量（２００μｇ／ｇ）和华南地区花岗岩中稀土元素的平均含量,接近于全球沉积物平均稀土元素含量上限。以轻稀土富集为主,富集系数在１．５１～２．４３之间。经北美页岩标准化后,伶仃洋海区沉积物配分模式呈负斜率配分型;与南海沉积物中稀土分布具有相似性,说明二者具有同源性。     

东太平洋CC区沉积物稀土元素特征及物源

对东太平洋CC区中西部33站表层沉积物进行了稀土元素(REE,包括Y)地球化学研究。结果表明,REE在沸石粘土中最富集,在硅质沉积物中含量明显偏低;所有沉积物样品中REE都存在Ce负异常和Eu正异常的轻稀土(LREE)亏损特征,表现为典型受到海水来源物质影响的REE配分模式;硅质粘土中Ce亏损程度、Eu正异常和REE富集程度都比硅质软泥更明显。与东区相比,西区沉积物中LREE、HREE(重稀土和钇元素)和∑REE(稀土元素总量)普遍偏高,LREE与HREE分异更明显,HREE相对更富集,LREE和Ce亏损更显著。研究区表层沉积物中REE主要来自海洋自生物质,同时受到陆源物质、海底火山物质的影响。     

南海北部陆坡海洋沉积物稀土元素及物源和成岩环境

通过对0DP184航次1146站位海底岩心沉积物中稀土元素含量及其配分模式的研究,确立了其分配规律,即相对富集轻稀土,Eu亏损等,并且与东海大陆架及中国黄土的稀土分布模式相似,表明本区沉积物物源主要来自陆源,是大陆岩石分化过程的产物。对富集因子的研究也证明了沉积物主要来自陆源。δCe的弱负异常值与∑REE和δEu值一样,主要受陆源源区气候环境变化控制,而与海水关系不大。稀土元素与生物作用基本无关,可能主要是赋存于陆源碎屑矿物的晶格中。通过对岩心沉积物间隙水成分的研究,表明成岩环境主要为还原环境。68m(mcd)以上主要为硫酸盐的还原作用,68m以下主要为甲烷的生物生成作用。     

中太平洋(CC区)海底沉积物中稀土元素的测试及其分布模式研究

本文研究了中太平洋（ＣＣ区）海底沉积物中稀土元素的测试方法，样品经碱熔生成物沉淀分离后溶于盐酸介的南，再经阳离子交换树脂分离富集１５个稀土元素；并根据淋洗稀土元素溶液中所残存的杂质元素量，在人工合成稀土标准溶液中加入适量杂质元素进行补偿，用感耦等离子体直读光谱仪测试沉积物中稀土元素，取得满意结果，采用本文方法分析了中太平洋（ＣＣ区）不同类型沉积物中的稀土元素，并对其分布模式进行了研究。     

中印度洋海盆多金属结核地质特征

利用"大洋一号"2007年在中印度洋海盆采集的多金属结核和沉积物样品,采用X射线衍射、穆斯堡尔谱、X荧光分析、ICPMS等方法,对样品进行了矿物学和化学成分分析,并与东太平洋海盆我国开辟区多金属结核进行了对比.印度洋结核区海底沉积为含黏土硅质软泥,结核呈菜花状、碎屑状、杨梅状和连生体4种类型产出,大小为0～6 cm,平...     

大西洋中脊TAG热液活动区中热液沉积物的稀土元素地球化学特征

用ＩＣＰ－ＭＳ对ＴＡＧ热液活动区表层热液沉积物中６个块状硫化物样品进行了稀土元素分析。所有样品均表现出正Ｅｕ异常（ＥｕＮ／Ｅｕ＊Ｎ＝１．２７～２．６８）和ＬＲＥＥ相对富集（ＬａＮ／ＹｂＮ＝１５．７９～４７．６２）的球粒陨石标准化配分模式,热液沉积物样品中稀土元素组成的变化是由于海底热液循环体系中热液流体和海水不同程度混合作用的结果,并且,海水与热液流体的混合作用是在热液沉积物形成以前发生的,与黑烟囱流体的稀土元素配分模式对比,表明热液沉积物的ＲＥＥ部分来自下伏的玄武岩基底,在热液沉积物的形成过程中,ＬＲＥＥ得到了较高程度的富集,同时,海底热液沉积物的稀土元素中Ｅｕ的变化可以一定程度的反映出热液流体的演化特征。     

夏季东、黄海沉积物中甲烷的分布和沉积物-水界面通量

沉积物释放是海洋环境中甲烷(CH_4)的重要来源。通过2013年7月和8月两个航次,对东、黄海泥质区沉积物中CH_4浓度的垂直分布和沉积物-水界面通量进行了研究。结果表明,除个别站位外,黄海沉积物(50 cm以浅)中CH_4的浓度变化范围在0.2～1.0μmol/L之间,长江口及浙闽沿岸附近的沉积物中CH_4浓度则要更高(1.0～2.0μmol/L),而东海东部海域沉积物中CH_4浓度波动范围为0.2～3.0μmol/L。总体来说,东、黄海沉积物中CH_4浓度偏低,这可能与观测到的高浓度硫酸盐(20 mmol/L)有关。通过整柱密室培养实验估算出东、黄海沉积物-水界面CH_4释放速率在0.64～2.12μmol/(m2·d)之间,东、黄海沉积物CH_4释放总量为6.7×108 mol/yr;但采用菲克定律估算的CH_4扩散通量则要比现场培养的结果低2～5倍,表明不同的方法在估算沉积物-水界面CH_4通量上还具有一定的不确定性。     

大西洋中脊TAG热液活动区中热液沉积物的稀土元素地球？…

用ＩＣＰ－ＭＳ对ＴＡＧ热液活动区表层热液沉积物中６个块状硫化物样品进行了稀土元素分析。所有样品均表现出正Ｅｕ异常和ＬＲＥＥ相对富集的球粒陨石标准化配分模式,热液沉积物样品中稀土元素组成的变化是由于海底热液循环体系中热液流体和涨水不同程度混合作用的结果,     

长江口表层沉积物中稀土元素地球化学特征

用电感耦合等离子体质谱法测定了2002年8～9月航次丰水期采集的长江口表层沉积物样品,对稀土元素(REEs)在沉积物的中含量分布、配分模式及其与某些常量矿物成份之间的相关关系进行了研究.结果表明,长江口表层沉积物中REEs含量在0.17μg/g(Lu)～78.9μg/g(Ce)之间,含量高低顺序为Ce＞La＞Nd＞Sm＞Yb＞Eu＞Tb＞Lu;用PAAS和世界平均页岩的REEs含量进行Ce、Eu异常值的计算结果表明,长江口沉积物中Ce和Eu均表现出轻微正异常;沉积物中REEs在轻稀土元素(LREE)富集的基础上,表现出中稀土元素(MREE)相对富集的特征,其中用PAAS标准化后MREE富集程度比用世界平均页岩标准化后的结果要明显.通过比较沉积物和悬浮颗粒物的分馏表征值、REEs含量和浓度变化范围等,认为长江口沉积物的主要来源是水体悬浮颗粒物.本文对REEs与Al2O3和Mn的相关性研究还发现,两者与重稀土元素(HREE)有较明显的正相关关系,其中Al2O3与HREE的线性相关性较好.     

台湾东黑潮主流区近千年来沉积物稀土元素的变化特征与来源

基于沉积物AMS14C定年,研究了近千年来台湾以东黑潮主流区沉积物的稀土元素组成变化特征及赋存形态,探讨了该区近千年来稀土来源。台湾东黑潮主流区近千年来沉积物中稀土元素总量平均为119.82μg/g,低于上陆壳和中国黄土的稀土元素平均含量,与冲绳海槽较为接近;轻重稀土元素比值平均为11.30,明显富集轻稀土,具有明显的陆源属性。研究区沉积物稀土元素对球粒陨石和上地壳标准化配分模式均表现为轻稀土富集重稀土相对亏损,且具有弱的Ce正异常。根据定年结果及稀土元素变化特征趋势将柱状沉积物分为3层：0~8.5、8.5~21.5和21.5~30cm,随深度增加稀土元素总量的平均值逐渐增大,轻重稀土元素比值逐渐减小,Ce正异常程度逐渐减弱。稀土元素赋存形态分析表明,La、Ce、Pr、Nd 4种轻稀土元素主要为天然陆源,其他稀土元素受氧化还原环境影响相对较大。稀土元素主要存在于残渣态中,其次为铁锰氧化物结合态,残渣态对台湾以东黑潮主流区沉积物中总稀土元素的配分模式起决定性作用,也是造成Ce正异常的关键赋存形态。近千年来沉积物中稀土元素变化与沉积物粒度关系不大,物质来源较为稳定,台湾东部河流输入是研究区沉积物中稀土元素的最重要来源,亚洲大陆风尘输送对稀土元素的贡献较小。     

中太平洋深海沉积物中元素组合特征及地质意义

深海沉积物中稀土(REY,包括Y)是继多金属结核、富钴结壳和热液硫化物之后又一有潜力的深海矿产资源。对中太平洋46个富稀土的沉积物样品(∑REY=(730~1 596)×10-6)和53个相对贫稀土的沉积物样品(∑REY=(324~487)×10-6)进行主微量和稀土地球化学分析,利用聚类分析和因子分析法,对元素组合特征进行了分析,划分元素组合和4个主因子。综合特征表明,2类沉积物REY的富集均与磷酸盐有关,REY含量高低取决于磷酸盐含量,但沉积物的形成具有多源多期的特点,富REY沉积物中铝硅酸岩(黏土矿物和沸石)对沉积物中磷酸盐富集REY的过程具有重要的促进作用,而在贫REY沉积物中铝硅酸岩对REY的富集意义不明显。     

西北太平洋楚科奇海沉积物-水界面营养盐输送通量估算

陆架区沉积物间隙水的营养盐再生是水体营养盐补充的重要途径之一。楚科奇海陆架区中部沉积物间隙水中的营养盐分布,是物理和生物扰动较弱状态下的沉积物-水界面的典型分布。本文对中国第4次北极科学考察采集的4个多管短柱沉积物样品及多管样站位的上层水样进行分析,得到沉积物间隙水、上覆水以及水柱中营养盐数据。结果表明,沉积物间隙水各营养盐浓度均先随沉积深度增加而呈指数快速升高,记为Ⅰ层;然后进入沉积物再矿化作用与营养盐移出速率相互抵消的稳定变化层,营养盐浓度在该阶段基本不变,记为Ⅱ层;最后是营养盐缓慢递减层,记为Ⅲ层,由于该层有机质降解作用耗尽氧气,NO-3和PO3-4被还原细菌利用而失去氧离子。通过双层模式和Fick第一扩散定律,计算得出楚科奇海沉积物-水界面硅酸盐、磷酸盐和硝酸盐的扩散通量分别为1.660mmol/(m2·d)(以Si计量)、0.008mmol/(m2·d)(以P计量)、0.117mmol/(m2·d)(以N计量)(以R06站为例)。四个调查站位沉积物中硅酸盐的扩散通量分别为3.101mmol/(m2·d)(以Si计量,CC1站)、1.660mmol/(m2·d)(以Si计量,R06站)、1.307mmol/(m2·d)(以Si计量,C07站)、0.243mmol/(m2·d)(以Si计量,S23站),含量呈现明显的纬度分布特征。沉积物间隙水N*的分布表明,楚科奇海沉积环境具有很强的反硝化过程,沉积物脱氮作用是硝酸盐一个重要的汇。     

春季长江口崇明东滩沉积物-水界面营养盐交换过程研究

2005年3-5月,选取位于长江口崇明东滩的3个典型站点,对沉积物间隙水中营养盐剖面进行了观测;同时,通过模拟现场环境培养的方法测定了营养盐在沉积物-上覆水界面的交换通量.结果表明,间隙水中NH4+和SiO32-浓度比PO43-和NO2-+NO3-一般要高2-3个数量级.沉积物-水界面交换过程在春季表现为对NO3-和SiO32-的吸收,吸收的量在很大程度上取决于上覆水中这两种营养盐的浓度;由上覆水和表层间隙水浓度梯度所决定的分子扩散通量对实际交换通量的控制有限.对NO3-,分子扩散通量占交换通量的比例为到21%;对SiO32-,前者和后者的方向相反;对NH3+,较大的浓度梯度支持显著的释放通量,而在培养过程中并没有发现上覆水中NH4+浓度持续的增长.以上结果都说明其它因素,如浮游植物吸收、颗粒物吸附以及底栖动物扰动在更大程度上决定着崇明东滩沉积物-水界面营养盐的交换过程.     

中印度洋海盆埋藏型锰结核中稀土元素的分布和特征

稀土元素(REE)作为锰结核和结壳生长过程的示踪物在近十年里得以详细研究，但需做进一步的工作．因为REE可以解释各种不同沉积环境以及相关的生化体系的地球化学作用过程，可以解释控制锰结核生长的复杂过程．Ce的两种状态的氧化物使其成为REE中唯一能解释沉积环境氧化还原条件的元素．     

不同成因的海洋铁锰氧化物沉积物中稀土元素的地球化学特征

测试了具代表性的成岩型结核和水成型结壳的稀土元素,以研究稀土元素在这两种成因的海洋铁锰氧化物沉积物的特征及其与成因的关系。稀土元素特征表明稀土元素没有参与成岩型结核的成岩作用。即没有加入到1nm水锰矿中去,而是加入到无定形铁的氧化物、氢氧化物中去。同样,稀土元素也没有直接参与水成结壳的水成作用,即没有加入到锰、铁的氧化物、氢氧化物中去,而是与钙、磷相关。推测在很大程度上是先沉淀在钙、磷相中然后才加入到水成结壳中。稀土元素在这两种类型的沉积物的分布与其成因密切相关。