三门湾表层沉积物矿物分布特征及物源分析

由于沉积环境和物质来源的差异,不同海域矿物组成及分布各异。为查明三门湾海域表层沉积物碎屑矿物和黏土矿物的含量、分布特征,在三门湾海域采集了25个海域表层沉积物、5个河流沉积物和2个潮滩沉积物样品,对沉积物样品进行63～125 μm粒级颗粒的碎屑矿物鉴定分析和<2 μm粒级颗粒的黏土矿物含量分析。结果显示,海域表层沉积物中共鉴定出27种重矿物、11种轻矿物。金属矿物、绿帘石、岩屑、普通角闪石、片状矿物含量占据重矿物的93.0%。轻矿物中81.1%为岩屑、斜长石、石英和片状矿物。三门湾黏土矿物以伊利石为主（平均61.1%）,绿泥石和高岭石次之（19.3%和15.8%）,含少量蒙脱石（3.8%）。根据Q型聚类,可将三门湾沉积物分为河口矿物区（Ⅰ区）、潮流通道矿物区（Ⅱ区）和浅水水下平原矿物区（Ⅲ区）。Ⅰ区以绿帘石、金属矿物和斜长石含量高为特征,受到河流输入直接影响,碎屑矿物与河流沉积物类似;Ⅱ区以金属矿物含量极高、片状矿物含量低为特征（80.6%）,指示湾内潮汐通道的强水动力状况;Ⅲ区以金属矿物和片状矿物含量高为主要特征,显示出陆架碎屑矿物的重要影响。矿物物源分析结果表明,研究区内细颗粒沉积物以长江来源为主,沿岸河流输入影响较小,未改变以伊利石为主的黏土矿物组合格局;而粗颗粒沉积物主要受到湾外内陆架和沿岸河流输入沉积物的共同影响,沿岸河流输入使得研究区内岩屑和绿帘石含量高,在靠近基岩海岸的区域,还可能受到部分基岩风化输入的影响。     

曹妃甸近岸及周边海区碎屑矿物组成特征及其环境意义

为探讨曹妃甸近岸及周边海区沉积物碎屑矿物组成特征以及曹妃甸大规模围填海工程对其影响,作者对2013年10月采自曹妃甸及周边海区的表层沉积物样品采用轻重矿物分离的方法进行了鉴定。结果表明:大规模围填海工程在改变曹妃甸岸线形态的同时也改变了其冲淤环境,使得碎屑矿物组分在大规模围填海前后发生一定变化。研究区的沉积物整体以轻矿物为主,平均含量为97.83%,其中曹妃甸近岸平均含量为95.57%;重矿物平均含量为2.17%,其中曹妃甸近岸平均含量为4.43%。研究区的重矿物优势矿物主要有普通角闪石、绿帘石和自生黄铁矿,其中普通角闪石所占比例在曹妃甸近岸达到最高值(36.41%);轻矿物的优势矿物主要有石英、斜长石和风化碎屑,其中石英所占比例也在曹妃甸近岸达到最高值(62.72%)。研究发现,曹妃甸近岸沉积物碎屑矿物相对含量增加而重矿物基本不变,这在一定程度上揭示了大规模人工围填海工程对曹妃甸近岸及周边海区沉积环境的影响。     

黄河物源碎屑沉积物的重矿物特征

对取自黄河口附近的黄河干道和分流河道、河口潮间带及水下三角洲不同地貌沉积环境的149个表层样品进行了碎屑矿物学研究。结果表明，近代黄河物源碎屑沉积物与长江物源相比，具有云母-普通角闪石-绿帘石组合，富含云母类矿物，但不同环境的矿物组成由于沉积动力条件的不同而有较大变化，以黑云母／白云母和磁铁矿／钛铁矿比值高以及绿帘石／榍石和闪石类／辉石类比值低为特征。     

南海深海表层沉积物中的火山碎屑矿物及火山作用

南海深海表层沉积物中的火山碎屑矿物经鉴定约有15种,本文对其中主要的矿物进行了矿物学方面的研究,根据其分布规律和矿物组合特征,可分为两个矿物群,即基性火山碎屑矿物群和中性火山碎屑矿物群,并确定它们是就地海底火山喷发形成的,圈出5个基性火山喷发中心和2个中性火山喷发中心,喷发的火山岩浆可能属于钙碱质岩浆系列,本文还讨论了该区火山作用方式、喷发时代,并提出南海深海盆自中渐新世海底扩张以来至近代海底火山活动尚未停止.     

黄河、长江和珠江三角洲沉积物中碎屑矿物的组合特征

黄河、长江和珠江三角洲沉积物中碎屑矿物的组合特征,分别反映了碱性、弱酸性,酸性的物源环境及比较温凉干旱、温暖湿润和炎热多雨的气候特点。 从黄河沉积物的特征矿物是方解石、珠江沉积物的特征矿物是β石英可看出轻矿物在确定沉积物的物源方面也具有重要意义。     

雅浦海沟南缘海底表层矿物碎屑粒度特征及其物源指示

对取自雅浦海沟南缘海域的112个表层沉积物样品,进行了矿物碎屑粒度特征和粒度组分分离分析,探讨了矿物碎屑的来源。结果表明,研究区海底表层沉积物的矿物碎屑主要粒级是粉砂和黏土。使用粒度组分分离方法,由细到粗共分离出四个组分：M1、M2、M3和M4,其中M1和M2为风尘物质,遍布整个研究区;M3和M4为火山碎屑和硅质生物碎屑,主要分布在雅浦海沟和西加洛林海槽附近。雅浦海沟和西加洛林海槽内矿物碎屑偏粗,峰态值偏小,分选差,反映物源复杂;西加洛林海盆内矿物碎屑偏细,峰态值偏小,分选较差,物源多样;西加洛林海脊处矿物碎屑最细,峰态值普遍较大,分选好,优势粒级明显,物源相对单一。从海脊、海盆到海槽与海沟,矿物碎屑粒径变粗,分选变差,物源逐渐变得复杂,表明矿物碎屑分布与构造环境密切相关。     

长城湾沉积物中碎屑矿物的初步研究

作者对采样区表层沉积物中重矿物的含量,碎屑矿物的种类、特征及分布规律进行了研究,并讨论了海湾碎屑矿物组合分区和大量出现于沉积物中的火山成因碎屑矿物的主要特征和来源。对在沉积物中新发现的自然金、含金的碲、铋、锑化合物和硫化物的含金性也作了初步分析。本文附图版1个。     

杭州湾表层沉积物碎屑矿物分布及物质来源

对2008年采自杭州湾内的232个表层沉积物进行了碎屑矿物研究。结果表明,杭州湾沉积物中重矿物质量分数较低,平均为3.39%,重矿物以普通角闪石、绿帘石为主,富含云母类片状矿物,稳定矿物如钛铁矿、石榴子石、锆石、榍石等质量分数较低。轻矿物以石英、长石为主,绢云母为特征矿物,物源指示意义大。重矿物中优势矿物(普通角闪石,绿帘石)、赤铁矿和褐铁矿以及特征片状矿物可以作为沉积物输送和扩散的指标,碎屑矿物分布特征表明杭州湾表层沉积物以长江输入为主,湾内南部沉积物中混有钱塘江及周边河流的输入物质,岛屿侵蚀产物对沉积物碎屑矿物组成影响有限。     

北部湾表层黏土矿物分布特征及物源研究

利用X射线衍射(XRD)对北部湾表层沉积物中黏土矿物组成和结晶学特征进行了详细研究,揭示了源区和洋流对该区沉积物搬运和分布的控制机制。结果表明,北部湾表层沉积物中黏土矿物组成以伊利石、蒙脱石和高岭石为主,含有少量的绿泥石。在空间分布上,蒙脱石含量表现为中部高近岸低;伊利石含量表现为西南高东北低,绿泥石组分含量与之类似;高岭石含量表现为东北高,西南低。伊利石结晶度指数和化学指数平均分别为0.25°(Δ2θ)和0.5,表明伊利石结晶程度极好,为富Al伊利石,来源于化学风化作用占主导的源区。黏土矿物物源分析表明,红河是北部湾伊利石、绿泥石和蒙脱石的主要物源,其中蒙脱石因受沉积分异作用影响而在研究区中部富集;高岭石受到了红河、珠江以及广西和海南岛沿岸河流物质输入的共同影响。本研究结果对理解北部湾沉积物"源-汇"过程和古环境有重要参考意义。     

南黄海西部表层沉积物中碎屑矿物的分布

着重研究了南黄海表层沉积物中0．063～0．25mm粒级的碎屑矿物组成。结果表明,矿物种类达50多种,轻矿物主要为长石、石英、云母等,重矿物主要为角闪石、绿帘石、云母、自生黄铁矿、磁铁矿、赤铁矿、石榴石、锆石等,重矿物主要分布于粉砂质泥和泥质粉砂沉积物中。依据主要矿物的含量和分布特征,将研究区划分为5个矿物组合区。各区矿物的组合类型与其所处的水动力条件、沉积环境密切相关,而碎屑矿物的种类又指示了沉积区的碎屑物质主要来源于江、河流域,基岩风化及改造沉积等。     

南极普里兹湾沉积物中的糖类分布及意义

利用中国第18和21次南极考察获取的南极普里兹湾沉积物样品,分析了其中的有机碳和糖类物质的含量及组成,结果表明糖类和有机碳的分布受上层水体的初级生产、地形条件和水体垂直稳定度等多种因素的控制。表层沉积物中糖类物质的平均含量为3.03 mg/g,最高值为5.60mg/g,出现在湾内的毗邻陆架区。沉积物有机碳含量与表层海水叶绿素a具有良好的相关性,能够反映上层水体初级生产的变化。单糖组分的研究可以判定其生源母质,沉积物中有机质的来源主要是海洋上层生物。糖类是易被降解利用的有机质,通过糖类物质中六碳糖的比重及其垂直分布的变化可以判断出不同站位沉积速率的相对快慢。     

南极普里兹湾表层沉积物GDGTs含量分布与TEX86指标应用研究

利用中国南极考察获取的沉积物样品,对普里兹湾10个表层沉积物中GDGTs的含量与分布进行分析。结果表明:普里兹湾内GDGTs含量为27.69~900.78 ng/g,其中类异戊二烯GDGTs占比94%~99%,远高于支链GDGTs。类异戊二烯GDGTs与支链GDGTs都呈现东南高、西北低的分布趋势,且与沉积物中有机碳含量显著正相关(R>0.95)。沉积物中类异戊二烯GDGTs来源于水生古菌,而支链GDGTs主要来源于沉积物中的细菌。根据GDGTs不同异构体含量计算得到的指标TEX₈₆和TEX^L₈₆都与普里兹湾1月表层海水温度呈现良好的相关性。这表明TEX₈₆和TEX^L₈₆指标在普里兹湾海域具有适用性,可以作为重建古海温的替代指标。     

Cyclone formation and development in the Antarctic Prydz Bay

Using meteorological data of field observation in 1990 - 2000, especially polar orbit high-resolution NOAA satellite cloud maps received from the Antarctic expedition vessel since 1997, the formation and development of the Prydz Bay cyclone are studied in this paper. Some new viewpoints are suggested such as: when surround-polar cyclone enters the Prydz Bay, it can also intensify and develop in summer; cyclone can also develop in the easterlies in this bay. These view points revise old uncom-plete view point that the Prydz Bay is a burial ground of cyclone, and also further consummate formation-development theory of surround-cyclone in the Antarctic westerlies and cyclone in the Antarctic easterlies. In this paper, the mechanism of ice-air-sea interaction in the Prydz Bay is studied, and the physical process of cyclone formation-development is explained. By use of wholly dynamic transportation method, an energy exchange case of a cyclone, which explosively developed after entering the Prydz Bay, is calcu     

南极普里兹湾气旋的生消发展

利用1989～2000年现场观测的气象资料,特别是自1997年以来在南极考察船上接收的NOAA卫星极轨高分辨的卫星云图,研究了普里兹湾气旋的生消发展;提出了夏季绕极气旋进入普里兹湾内也会发展加强,在湾内东风带里也能生成气旋的新观点,修正了普里兹湾仅是气旋墓地的不全面说法,从而进一步完善了南极西风带绕极气旋和东风带上气旋生消发展的理论;研究了普里兹湾冰-气-海相互作用的机理,解释了气旋发生、发展的物理过程.用整体动力学输送法计算了进入普里兹湾980205号绕极气旋爆发性发展的能量交换,指出气旋在超过冰坝进入冰间湖可以获得巨大的热量,使气旋迅速发展成为具有南极特色的强风暴,风力达12级以上,平均风速为38m/s;瞬时最大风速达100m/s.     

南极普里兹湾1.5万年来气候演变的沉积记录

南极普里兹湾两沉积柱样代表了1.5万年来的沉积记录.其粒度特征、矿物成分、硅藻分布和地球化学等沉积特征表明,沉积记录对气候变化的反应十分敏感,尤其是发现14310aBP前后的Heinrich事件,据此将该区1.5万年来的古气候演化划分为8个阶段.     

南极普里兹湾海域湍流扩散系数估计

基于Thorpe尺度方法,利用CTD数据,计算了南极普里兹湾海域的Thorpe尺度和湍流扩散系数,分析了观测区域(64°～69°S,66°～80°E)湍流翻转现象的强弱及分布。结果表明,在海底和地形粗糙区存在较大的Thorpe尺度(较强湍流翻转)和湍流扩散系数,湍流扩散系数最大值能达到10^-2m²/s量级,比平坦开阔海洋高2～3个数量级,部分观测站位的湍流扩散系数和湍动能耗散率表现出大-小-大的垂向分布结构,总水深较深的区域尤为明显;深水区域的浮力频率在海表面到500 m层比较大,浅水区域该现象不明显;湍动能耗散率在(67.25°S,73°E)周围和经度为78°E的各站位都表现相对较大,能达到10^-6 w/kg量级,个别站位甚至能达到10^-5 w/kg量级。     

Air-sea carbon fluxes and their controlling factors in the Prydz Bay in the Antarctic

The Prydz Bay in the Antarctic is an important area in the Southern Ocean due to its unique geographic feature. It plays an important role in the carbon cycle in the Southern Ocean. To investigate the distributions of carbon dioxide in the atmosphere and surface seawater and its air-sea exchange rates in this region, the Chinese National Antarctic Research Expedition （CHINARE） had set up several sections in the Prydz Bay. Here we present the results from the CHINARE-XVI cruises were presented onboard R/V Xue/ong from November 1999 to April 2000 and the main driving forces were discussed controlling the distributions of partial pressure of carbon dioxide. According to the partial pressure of carbon dioxide distributions, the Prydz Bay can be divided into the inside and outside regions. The partial pressure of carbon dioxide was low in the inside region but higher in the outside region during the measurement period. This distribution had a good negative correlation with the concentrations of ehlorophyll-a in general, suggesting that the partial pressure of carbon dioxide was substantially affected by biological production. The results also indicate that the biological produetion is most likely the main driving force in the marginal ice zone in the Southern Ocean in summer. However, in the Antarctic divergence sector of the Prydz Bay （about 64°S）, the hydrological processes become the controlling factor as the sea surface partial pressure of carbon dioxide is much higher than the atmospheric one due to the upwelling of the high DIC CDW, and this made the outside of Prydz Bay a source of carbon dioxide. On the basis of the calculations, the CO2 flux in January （austral summer） was -3.23 mmol/（m^2 · d） in the inner part of Prydz Bay, i.e. , a sink of atmospheric CO2, and was 0.62 mmol/（m^2 · d） in the outside part of the bay, a weak source of atmospheric CO2. The average air-sea flux of CO2 in the Prydz Bay was 2.50 mmol/（m^2 · d）.     

普里兹湾附近绕极深层水和底层水及其运动特征

利用中国第15次南极科学考察科学考察队的CTD全深度观测资料(1998年11月至1999年2月),分析并讨论了普里兹湾以北的南大洋海域内,绕极深层水(CDW)和南极底层水(AABW)的物理特性及其空间分布.同时还与历史上其他学者的发现进行了比较.指出了在研究海域内,CDW在100～2000m之间从北向南扩展,其高温核(t>1.2℃)和高盐核(S>34.7)在75°E断面上最为深厚,向南扩展得最远;而AABW则在2500m以深由陆坡底部向北扩展,σ_θ>27.875的高密度水体在70°E断面上最为深厚,向北扩展得最远.此外还通过实测的CTD资料证实了CDW和AABW的经向环流特征,以及它们与迪肯流环(Deaconcell)、亚极地流环和深层流环的一致性.     

普里兹湾水体悬浮颗粒物天然15N

本文研究了南极普里兹湾海域悬浮颗粒物中的天然15N丰度,并就δ15N与POC、PON等生化要素之间的相关性进行了讨论,对δ15N含量分布特征的形成机制及其与物理、生物学过程的耦合进行了探讨,给出了南极普里兹湾悬浮颗粒物中的δ15N与POC、PON含量呈负相关关系;表层水中δ15N、POC和PON的分布和δ15N的垂直分布可能与涡流有关.     

南极普里兹湾溶解态镉的分布

利用25次南极科考获得的海水样,采用原子分光光度法(AAS)测定了海水中溶解态镉的含量,研究了东南极普里兹湾不同空间与时间尺度下海水中溶解态镉的分布特征.并利用同航次相关的营养盐、叶绿素a等数据,分析了影响海水中溶解态镉分布的主要因素.研究结果显示,普里兹湾表层海水中溶解态镉的分布与叶绿素a具有良好的相关性,生物过程是...