海洋环境中Nd的同位素组成及其地质意义

海水,海洋沉积物中的自生组分,生物壳体乃至全岩的Ｎｄ同位素组成可以反应大洋水体和沉积物的来源及大洋水体循环特征,因而具有重要的地质意义。在综合近２０年来关于现代世界大洋海水,Ｆｅ－Ｍｎ沉积,热液,热液沉积物及其它组分的Ｎｄ同位素的研究资料基础上,总结了不同洋区,不同深度海水的Ｎｄ同位素组成特征及其控制因素;同时,依据Ｆｅ－Ｍｎ结壳及岩心中有孔虫的Ｎｄ同位素组成资料,总结了新生代以来世界海洋中Ｎｄ同     

富钴结壳地球化学与古海洋学研究进展

本文综述了近年来国内外富钴结壳地球化学与古海洋学研究的新进展，概述了富钴结壳地球化学的研究成果，阐述了富钴结壳中元素的扩散及与周围海水的交换，基岩和磷酸盐化事件对富钴结壳组成的影响，分别介绍了稳定同位素（Pb,Nd和Hf的稳定同位素），放射性同位素（Be,U和Th的放射性同位素）及元素（常量和微量元素，稀土元素）在富钴结壳古海洋学研究上的应用。     

九龙江口和厦门西港海域若干重金属元素的生物地球化学特性

根据１９８７年３月至１９８８年１２月九龙江口，厦门西港海域的调查资料，初步探讨该海域Ｆｅ，Ｍｎ，Ｃｕ，Ｚｎ，Ｎｉ，Ｃｏ，Ｐｂ，Ｃｄ等重金属元素的生物地球化学特性，及其与磷的生物地球化学的关系。结果表明该海域重金属元素的分布主要受九龙江径流的影响。在河水与海水混合过程中，悬浮颗粒态重金属元素发生明显转移，Ｆｅ，Ｍｎ，Ｃｏ，Ｚｎ等元素自悬浮颗粒物上解吸，Ｃｕ可能被吸附，颗粒态重金属元素与颗粒态磷呈良好     

海水Os同位素组成演化及其古环境意义

从大洋沉积中识别和提取海水水化学的演变历史从而揭示全球古环境变化的信息,已成为古海洋学研究相当活跃的一个领域,同时也是近年来大洋钻探计划(ODP)的重要内容之一。海水Cs同位素组成演化曲线及锶同位素地层学的建立[1]即是这方面工作取得的重要成果。近年来,对海水中其他化学信号演变的研究也有很大进展,Os同位素即是一例。本文介绍海水Os同位素组成演化及其古环境意义,并与海水Sr同位素组成的演化进行对比。1　海水中的Os及其同位素组成Os是海水中的痕量元素,浓度极低,直到1996年Koide等才首次用共振离子质谱技术(RIMS)进行了测…     

新的痕量同位素示踪剂在全球变化研究中的应用

最近，用高精度多通道电感耦合等离子体质谱仪测定某些过渡金属，如Mo,Fe,Cu,Zn等同位素的组成，表明它们可作为全球变化研究中生物地球化学过程的示踪剂，现有的研究文献表明，Mo的同位素可用于古氧化还原环境研究，初步结果显示，海水中δ^97/95Mo的变化与海洋有氧与缺氧沉积物有直接的关系，可记录缺氧沉积物的来源，以此为基础，可用δ^97/95Mo的收支来估算从陆地进入海洋中Mo的通量和全球Mo同位素的收支；Fe同位素在一定程度上控制着海洋生物生产力的水平，其丰度也对气候变化有影响，但生物与非生物过程都可引起铁同位素的分馏，其δ^56/54Fe的变化都可达1‰，所以Fe同位素不能单独用来界定地质记录的Fe参与的过程是生物还是非生物控制，Cu,Zn的同位素也被用来研究生物地球化学过程的示踪剂，但目前报道不多，综述了这一领域的主要进展，集中阐述了同位素示踪样品的制备、纯化与测定方法，同位素在海洋环境变化研究中的应用，最后提出了这一领域可能的发展方向。     

海水中溶解态铁的伏安极谱法与液芯波导光纤法测定

尽管铁为地壳中丰度位居第4的元素,但它在海水中的浓度却很低,浓度一般为0.05~2.0 nmd/dm3[1]。近年来,国内外的海洋科学家在进行海洋生态系统初级生产力、碳循环等重要生态过程及其对全球气候变化影响的研究中发现,海洋中的铁对浮游植物的生长、初级生产力的水平有着十分重要的影响甚至成为了“限制性因子”,在多个“高营养盐、低叶绿素(HNLC)”海区所实施的富铁实验的结果很好地印证了铁元素在海洋生态系统中的重要作用[2]。最新的研究成果表明近岸海水中的铁可能对浮游植物的种类组成起到决定性的作用,进而对包括氮、磷、硅在内的其他元素的生物地球化学行为产生深远的影响[3]。     

厦门湾上屿附近海域悬浮颗粒物中若干元素的时空分布特征

本文测定了在厦门湾上的屿附近海域定点站６个航次所采集悬浮颗粒物中Ｆｅ,Ｍｎ,Ａｌ,Ｔｉ,Ｂａ和Ｃａ６种金属元素的含量,并结合相关要素,探讨了该海域悬浮颗粒物的化学组成及其生物地球化学特性。对悬浮颗粒物中Ｆｅ,Ｍｎ,Ａｌ,Ｔｉ,Ｂａ和Ｃａ等元素的垂直分布与时间变异研究发现,它们多数与悬浮颗粒物关系密切,沉积物再悬浮作用是控制水体尤其是底层水悬浮颗粒物时空变化的主要因素。     

陆缘南海成矿金属存在形式和沉析作用的定量研究

通过溶液化学平衡反应模型理论计算表明：软泥水和底层海水除Ｆｅ在软泥水中呈高价态的分子化合物（Ｆｅ（ＯＨ）３）和络合离子（Ｆｅ（ＯＨ）２＋）,以及二者均存在含量甚微的单一离子Ｆｅ３＋以外,Ｆｅ的其它组分形式和Ｍｎ、Ｃｕ、Ｎｉ、Ｃｏ元素均以低价态的单一离子、络合离子和分子化合物形式存在。软泥水比底层海水的组分存在形式要多,且组分含量变化幅度要大。软泥水中Ｆｅ主要含量是Ｆｅ（ＯＨ）３,而底层海水主要是Ｆｅ２＋。软泥水现代正在发生沉析的矿物有：赤铁矿、针铁矿和石英,在外陆架—陆坡海域软泥水可生成方解石、文石,陆坡海域的软泥水还可沉析菱锰矿和水锰矿;底层海水正在沉析的仅是方解石、文石、赤铁矿和针铁矿。碳酸盐类矿物的沉析与海底分布的钙质粘土、泥等沉积物相吻合。水锰矿的生成为陆坡海山区存在的多金属结壳（核）提供了成矿信息,并表明多金属结壳（核）不是通过海水的物理化学作用的途径生成的。     

洋壳蚀变过程中锂同位素行为研究进展

洋壳自洋中脊形成到俯冲进入地幔之前,与流体（如海水和热液流体）在海底表面及洋壳内部可以发生广泛的水-岩相互作用,通过对洋壳蚀变过程中元素迁移和同位素分馏行为的研究,可以帮助我们认识海底热液循环系统,探究地球表层和深部的物质及能量流通。锂（Li）元素对流体活动敏感,在很多地质过程中（如风化作用、海水及热液蚀变等）同位素分馏显著,因此其含量和同位素比值变化可以记录洋壳蚀变过程中的重要信息。但由于蚀变洋壳的直接测试数据仍很匮乏,已有的Li元素和同位素数据解释存在较大争议,导致关于洋壳蚀变过程中Li元素迁移和同位素分馏的机制尚未达成共识。本文主要汇总了近年来针对大洋钻探获取的基岩岩芯Li同位素行为研究资料,探讨了在玄武岩蚀变和深海橄榄岩蛇纹石化过程中影响Li元素迁移和同位素分馏的主要因素（如蚀变温度、蚀变流体的化学组成、水-岩比值、次生矿物沉淀等）,并进一步提出近期工作可以在以下方面加强：(1)继续完善Li储库和提高分析测试精度;(2)进行不同空间尺度下的Li同位素研究;(3)关注动力学分馏对高温蚀变过程中Li同位素行为的影响;(4)开展Li同位素与其他同位素体系的联用。     

同位素海洋学的发展

同位素海洋学（ＩｓｏｔｏｐｅＯｃｅａｎｏｇｒａｐｈｙ），在海洋科学研究中不仅着眼于元素，而且着眼于同位素的研究领域。１海洋同位素地层学与同位素古海洋学同位素地球化学方法是研究板块构造、海底扩张等当代地球科学重大课题的强有力工具。它应用于海洋地层学即出现海洋同位素地层学。同位素古海洋学则是同位素地球化学方法在古海洋学即海洋古地理学上的应用，这是地球科学新的“生长点”之一。人们发现，在冰期，海水中氧的重同位素相对富集，在间冰期，海水中氧的轻同位素相对富集。因此，钙质生物骨骼的氧同位素值可以反映气候的…     

南沙群岛珊湖礁潟湖垂直沉降颗粒物中主要元素的生物地球化学过程研究

本文首次报道用沉积物捕捉器（ＳＴ）研究南沙群岛珊瑚礁湖沉降颗粒物中主要元素垂直通量、垂直转移形态、再循环过程及垂直通量与表层海水温度的关系。结果显示,作为生物化学沉积标志的Ｃａ、Ｍｇ具有最高的垂直通量,达１．４和０．１ｇ／（ｍ２·ｄ）以上,作为生物富集标志的Ｂｒ、Ⅰ也有较高的垂直转移量;垂直转移形态的研究表明Ｎａ、Ｋ、Ｃａ、Ｍｇ、Ｓｒ主要以碳酸盐结合态向海底转移,其中Ｃａ、Ｍｇ、Ｓｒ占９９％以上,Ｆｅ、Ｉ、Ｂａ主要以铁锰氧化物结合态向海底输送,在垂直沉降颗粒物到达海底后,有相当部分的主要元素可再循环进入水体中,Ｂｒ、Ｉ、Ｋ、Ａｌ的绝大部分进入再循环,Ｍｇ、Ｎａ、Ｃｌ有一半左右进入再循环,Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａ、Ｆｅ大部分被埋葬;Ｎａ等９种元素的垂直转移量随ＳＳＴ呈指数降低响应,对ＳＳＴ的敏感性Ｆｅ＞Ｂｒ＞Ｓｒ＞Ｃａ＞Ｎａ＞Ｃｌ＞Ｍｇ＞Ｉ＞Ａｌ,这再一次验证了ＣａＣＯ３随温度升高,其溶解度降低、化学沉积量增加这一自然界的普遍规律,表明在珊瑚礁海水的垂直沉降颗粒物中主要元素是作为珊瑚的重要成分与ＣａＣＯ３一同被沉积下来的,ＣａＣＯ３起到稀释剂的作用。     

南黄海牡蛎壳元素组成的原位微区分析及环境指示

碳酸盐生物壳体的周期性生长纹层是记录气候环境变化的天然材料。随着原位微区测试技术的快速发展,高分辨率的同位素和化学元素组成的快速分析显著推动了古气候环境变化及生物地球化学研究。应用激光剥蚀等离子体质谱仪(LAICP-MS)对南黄海现代牡蛎Crassostrea gigas壳体韧带部的元素组成进行原位微区测试,利用内标元素43Ca进行元素比值的校正,探讨了牡蛎壳中化学元素特征及其环境意义。研究的长牡蛎壳体中Mg/Ca、Sr/Ca、Na/Ca比值具有显著的季节性周期变化。环境水体物理化学性质的变化对壳体生长速率影响较大,壳中白垩质方解石和叶片方解石生长层分别对应较高和较低的环境温度,白垩方解石层具有较高的Mg/Ca、Sr/Ca和较低的Na/Ca比值。Mg/Ca比值可指示牡蛎壳体生长环境水体温度,利用前人Mg/Ca比值公式计算可以恢复与器测资料相符的近岸海水温度结果。本研究对应用LA-ICP-MS分析技术开展高分辨率的生物壳体元素组成和环境示踪研究具有借鉴意义。     

生物固氮速率测定中15N2同位素示踪剂的引入

生物固氮作用是一个重要的海洋新氮来源,在海洋生物地球化学循环中扮演着不可替代的角色。基于稳定同位素（15N₂）示踪吸收法,是目前直接测定海洋生物固氮速率最有效的手段。其中,高效、洁净地将15N₂引入海水培养体系,并准确定量培养体系底物的同位素示踪水平,是同位素示踪吸收法准确获取固氮速率的关键。本研究针对15N₂同位素示踪剂引入这一关键环节进行了探讨,确认改进气泡法是将15N₂引入海水培养体系的首选操作。在对培养体系造成的较小扰动的情况下,可将培养体系氮气底物的15N原子丰度提升至10%以上,相对于另一种导入同位素示踪剂的手段——预溶解海水法,改进气泡法将培养瓶中氮气底物的15N原子丰度提升了近200%。此外,改进气泡法还具有最小化痕量金属沾污、操作简便等优点。将改进气泡法结合与稳定同位素比值质谱测定结合,是准确测定水体生物固氮速率的推荐方法。     

南海东北部和珠江口沉积的^57Fe穆斯堡尔谱学研究

应用＾５７Ｆｅ穆斯堡尔谱学的方法对南海经东北部和珠江口沉积特物进行了Ｆｅ的价态及相对组成的研究，了环境变化对南海东北部沉积物Ｆｅ的价态的影响，研究了珠江口沉积物Ｆｅ＾２＋／Ｆｅ＾３＋的比值和溶解态Ｆｅ含量与盐度的关系。     

太平洋水——沉积物系统氢氧同位素与海洋环境

通过太平洋水、孔隙水和沉积物等的氢氧稳定同位素研究,太平洋不同地区和不同水层所处环境的差异,导致氢氧同位素的组成也不同,海水、孔隙水和沉积物的同位素组成有较大差别。同位素组成表明,大洋底层水反映了南极表层水流的特征,并且受到冰冻效应的影响,故太平洋底层水的来源主要是贫＾１８Ｏ和贫氘的富氧南极流。底层水的氢氧同位素组成表明,中太平洋和东太平洋底部处于富氧环境中,这种环境有利于好气性微生物的发育和繁殖     

东海嵊山岛末次冰期黄土有机碳同位素特征及其古环境意义

黄土沉积中有机碳同位素组成与古气候关系密切,对研究区域环境演变具有重要意义。本文聚焦我国东海嵊山岛末次冰期黄土地层,在磁化率和元素地球化学指标特征分析基础上,开展有机碳同位素组成特征研究。研究结果表明：嵊山岛黄土沉积剖面有机碳同位素组成波动范围-21.63‰～-27.56‰,平均值为-24.88‰,剖面有机碳同位素组成波动偏正;利用端元法对嵊山岛黄土沉积环境中C₃/C₄植被相对丰度进行估算,揭示沉积地层记录的植被类型是以C₃型植被为主导,C₄型植被对沉积地层中有机碳同位素的贡献有限;与南京洞穴石笋、苏禄海海洋沉积以及南极Vostok冰芯氧同位素记录对比,显示末次冰期间冰阶时期嵊山岛黄土沉积中有机碳同位素波动是以C₃型植被为主导的植被碳同位素对降水条件改变的响应,降水可能是这一时期黄土沉积中有机碳同位素变化的主要影响因素;在末次冰消期阶段,温度有利于C₄植被的发育,导致区域C₄型植被丰度有所上升,并对沉积地层中有机碳同位素变动的贡献增加...     

大型底栖海藻对海水中元素富集的吸着-配位化学模型

研究了大型底栖海藻对海水中元素的富集系数（ＣＦ） 和元素在海水中平均逗留时间（ＭＯＲＴ） 、海水中的浓度（Ｃ） 、在深海粘土／ 海水中分配系数（Ｋ） 之间的关系,给出了ｌｇＣＦ～ｌｇ（ＭＯＲＴ） 、ｌｇＣＦ～ｌｇＣ及ｌｇＣＦ～ｌｇＫ等的线性回归方程。指出元素在大型底栖藻中的富集主要地是一种服从吸着———配位作用规律的化学作用,并采用Ф（ Ｚ／ｒ,Ｘ） 函数来估算富集系数。     

南沙海域沉积物／海水界面分配与转移

根据１９９３年１１￣１２月航次调查结果,研究南沙海域铁和锰在沉积物／间隙水／海水的界面分配和转移。结果表明,沉积物中Ｆｅ含量与其他海域差不多,Ｍｎ具有明显特色：不但含量很高,在不同站位差异悬殊,且Ｆｅ、Ｍｎ之间存在分离现象。沉积物中Ｆｅ、Ｍｎ呈与水深呈正相关。估计本海区有锰的微结核存在。在间隙不中Ｆｅ、Ｍｎ均产生明显富集,比海水含量高３０多倍。Ｆｅ、Ｍｎ的界面分配和转移与水深密切相关,与沉积物的氧     

大亚湾海水总产氧率与生物及环境因素的相关分析研究

本文研究了大亚湾海水总产氧率与各有关要素相关分析结果,得到生物因素是影响总产氧率高低的主要因子,环境因素对表层海水的总产氧率亦有明显影响,但对底层的影响则相当小;同时得出大亚湾表、底层海水自养生物光合作用比率分别为1.48和1.61;活性光合产物以硅藻为主,其元素组成为C:N:Si=9.3=1:2.8;表层海水在湾内停留时间约为3.2d.     

近海海洋酸化对痕量元素在沉积物-海水界面处生物地球化学特性的影响研究

痕量元素在海洋环境中不仅能够密切参与物质循环,显著调控生命代谢,有些情况下还会对浮游及底栖生物产生抑制和毒害,是海洋系统中具有重要生物地球化学作用的“双刃剑”。工业革命以来,海洋不断吸收大气CO₂使得海水pH和碳酸根浓度持续下降,在全球范围内都出现了海洋酸化的现象。海洋酸化作为新的环境胁迫打破了痕量元素在沉积物-间隙水-上覆水中既有的平衡态势,导致痕量元素在海洋环境中的生物地球化学特性变得更加复杂和不确定。本文从痕量元素在沉积物-海水体系中的赋存形态与交换过程入手,探讨了海洋酸化条件下痕量元素在沉积物-海水体系中的扩散迁移与再平衡行为,分析了由此产生的生物毒性效应和生物可用性影响。最后,对海洋酸化与多种环境条件、多种污染物联合作用所导致的与痕量元素相关的生态效应研究进行了展望,以期为未来海洋酸化与痕量元素协同研究提供有意义的科学参考。