环渤海湾盆地主要河流碎屑锆石U-Pb年龄特征及其物源示踪意义

在环渤海湾盆地的汇入河流碎屑沉积中寻找理想的物源示踪指标,对理解和认识渤海湾盆地以及中国东部陆架海的物质扩散均具有重要意义。利用激光剥蚀电感耦合等离子质谱仪（LA-ICP-MS）对渤海湾盆地周缘主要河流的碎屑锆石进行微区原位U-Pb年龄分析,对比前人已经报道的研究结果,发现辽河和滦河同时接受中亚造山带和燕山山脉的物质供给,永定河、滹沱河和漳河的物质分别来自燕山和太行山。黄河汇集了上游的祁连山、秦岭和黄土高原以及华北克拉通南部的物质信号。渤海湾盆地南部的鲁中山区和胶东半岛的碎屑锆石峰值年龄组成与燕山、太行山、黄河流域存在显著差异。因而,利用碎屑锆石U-Pb年龄特征能很好地区分近源的滦河、永定河、滹沱河、漳河、大清河、胶莱河和远源黄河的物质信号。     

渤海西部表层沉积物的地球化学记录

对渤海西部表层沉积物44个样品20种化学组分进行了测试分析,研究了各化学组分分布特征及物质来源。Al2O3、MgO、TFe2O3、K2O、Corg、TN、Li、V和Sb等组分与细粒沉积物呈正相关,SiO2组分与粗粒沉积物呈正相关,Na2O、CaO和Ta组分与沉积物粒度无明显正或负的相关性;研究区化学组分R-型因子分析得出3种主要组合类型,以Li、CaO和TC为代表,分别代表了陆源细粒物质输入、黄河物质、黄河物质与海河物质的影响。CaO/Al2O3与K2O/Al2O3、Zr/ Al2O3与CaO/ Al2O3的离散图和Q-型聚类分析表明,渤海西部沉积物主要来源于黄河和海河,东北部沉积物受到了滦河物质的影响。     

西太平洋新不列颠海沟表层沉积物的地球化学特征及其物源指示

海沟通常拥有全球最深的区域——深渊,由于地理位置、地形地貌和气候等差异,海沟沉积物可能有不同的物质来源。因此,为进一步了解海沟深渊区的物质组成与来源,选取近陆的新不列颠海沟作为研究对象,通过分析其海底表层沉积物的地球化学特征,追踪新不列颠海沟不同水深与区域的沉积物来源。研究发现不论位于半深海、深海,乃至深渊区域,新不列颠“八字型”海沟的表层沉积物主要来自于周边岛屿的火山物质,但“八字型”海沟的西支和东支有差异,西支主要为新不列颠岛东部Rabaul火山和北部火山群及所罗门群岛的火山物质,其中在西支的最北站位新不列颠岛北部火山物质的比例最高。与西支相比,东支还受到了更多来源于TLTF(Tabar、Lihir、Tanga和Feni火山)火山链物质的影响,海沟东西支物源的差异与该地区复杂的洋流密切相关。此外,西支海沟轴部(最底端)站位更多来源于岛屿河流沉积物,受火山物质影响相对较小。     

渤海海砂资源分布特征及物源分析

海砂是十分重要的海洋资源,基于对渤海海域1 366个表层沉积物样品的粒度分析,确定了渤海海峡北部、辽东浅滩、辽东湾东岸、兴城-绥中近岸、秦皇岛近岸、曹妃甸、莱州浅滩等7个海砂资源区,分布面积约12 800km2。通过对表层沉积物样品的重矿物分析,对比前人研究成果,对各海砂资源区进行了物源分析,渤海海峡北部海砂资源区主要为老铁山水道潮流长期冲刷形成的粗粒沉积物堆积,辽东浅滩海砂资源区物质来源为老铁山水道冲刷物质的再堆积,其他海砂资源区物质主要来源于沿岸河流的输运。     

渤海海域辽西凸起锦州A构造原油地球化学特征及油源分析

通过对辽西凸起锦州A构造沙河街组二段原油的地球化学分析,研究了原油的物性、成熟度和生物标志化合物特征。通过对比辽西凹陷和辽中凹陷已发现典型油气田的原油地球化学特征,结合区域地质背景分析了锦州A构造的油源。研究结果表明,锦州A构造西盘为低蜡、低硫凝析原油,而东盘为高蜡、低硫轻质原油。原油饱和烃色谱完整,显示未遭受明显生物降解。油源母质为混合型,沙河街组二段原油陆源有机质输入较少。原油形成于弱还原—还原条件下的微咸水或咸水沉积环境。根据锦州A构造原油的生物标志物特征,利用聚类分析方法划分为2类原油:Ⅰ类原油表现为高伽马蜡烷指数、低—中等四甲基甾烷指数、低藿烷/甾烷、高C27/C29甾烷和高C28/C29甾烷比值,主要来源于辽西凹陷沙一段烃源岩; Ⅱ类原油表现为低—中等伽马蜡烷指数、中等-高四甲基甾烷指数、高藿烷/甾烷、中等C27/C29甾烷和低C28/C29甾烷比值,主要来源于辽中凹陷沙三段烃源岩。     

冲绳海槽南部沉积物碎屑锆石U-Pb年代学特征及物源示踪意义

冲绳海槽南部作为冲绳海槽全新世以来沉积速率最快的区域,其沉积物记录了物源区、黑潮及东亚季风演化等多方面的信息。通过碎屑锆石年代学,对冲绳海槽南部H4-S2孔沉积物开展了物源示踪研究。结合核密度估计图解（Kernel Density Estimation,KDE）、累积年龄分布（Cumulative Age Distribution,CAD）及其相关性分析,进行了研究层位和潜在物源区的可视化分析与相似性检验,揭示了研究样品中2个层位碎屑锆石的年代学特征及物质来源。物源分析结果显示,近200 a来冲绳海槽南部沉积物中的碎屑锆石记录了东海陆架、长江以及兰阳河来源的物质,指示了除兰阳河外,东海陆架及长江在晚全新世对冲绳海槽南部的沉积物质来源具有重要贡献。     

江汉平原周缘主要河流沉积物Sr-Nd同位素组成及其示踪意义

江汉平原内部巨厚的晚新生代沉积物记录了长江形成与演化的信息。本文以流经江汉平原的几条主要河流为研究对象,以Sr-Nd同位素组成为指示荆,开展了其现代河流沉积物物源示踪研究。结果表明:流经江汉平原的几条主要河流中,长江水系沉积物具有最高的~(143)Nd/~(144)Nd值,汉江次之,漳河与沮河最低。Sr同位素组成呈现相反的变化趋势。各河流沉积物同位素组成与其流域内的源岩分布特征有很好的对应关系。由此认为,现代长江形成前后,江汉平原沉积物Sr-Nd同位素组成应有明显差异。这为在江汉平原内部通过沉积物Sr-Nd同住素组成变化探讨长江形成与演化提供了理论基础。     

黄海、渤海埋藏古河道区沉积物的地球化学特征

晚更新世以来,我国北方陆架海区受冰川气候变化的影响,曾经发生过多次沧桑变化及陆海变迁,黄海、渤海陆架区在冰川时期多次裸露成陆。当时陆架区发育的河流受后期海平面上升的影响而淹没在海底,进而埋藏于不同厚度的海相沉积物之下,成为陆架区的埋藏古河道。Лeнд?epr(1972)曾认为低海面时期黄河只流入渤海而没有进入黄海,在黄海北部发现的古河道是古鸭绿江。近代我国陆架海区古地理环境变迁的研究中,又有许多关于埋藏古河道的报道(耿秀山,1981;秦蕴珊等,1988;李凡等,1991);根据古河道出现的地理位置,以及部分沉积学标志提出,晚更新世末期低海面时期,古黄河曾经在南黄海陆架自北向南流动(李凡等,1993)。杨子赓(1985)根据浅地层地球物理测量资料推测,末次冰期低海面时期古长江自苏北弶港附近向北东方向延伸,可达北纬34°30′左右。近年来又有人提出,末次冰期时期气侯寒冷、干燥,陆架区处沙漠化环境。这样,晚更新世末期,渤海、黄海陆架区有无河流,陆架上发现的古河道是哪个水系的河流等便引起许多学者的思考。关于晚更新世末期的古地理环境问题尚有待于深入调査研究。然而,近期多次发表的大量高分辨地球物理调查结果表明,渤海、黄海和东海陆架区在晚更新世末期低海面时期有埋藏古河道已经基本上达到共识。在此基础上进一步确定埋藏古河道的属性,即研究古河道属于哪个水系已经成为研究我国北方陆架海区沉积作用发育历史的重要任务。本文旨在根据埋藏古河道区的样品,采用地球化学方法分析其物质来源,进而判断古河道的属性。     

渤海—北黄海沉积物黏土矿物特征及其环境意义

基于409个表层沉积物样品黏土组成的分析测试结果,结合周边河流沉积物黏土矿物组成数据,研究了渤海—北黄海底质沉积物中黏土矿物的分布特征、来源和输运趋势。渤海—北黄海底质沉积物中黏土矿物组分质量分数从高到低依次为伊利石(70%)、高岭石(12%)、绿泥石(11%)和蒙皂石(7%)。根据沉积物黏土矿物的组成和分布特征,可以把研究区分为2个区和6个亚区。I区物质来源主要为黄河,分布在黄河口外,向东北延伸至渤海海盆、东南向经莱州湾再向东北延伸至北黄海南部海域;II区物质来源主要为潍河、六股河、滦河和辽河等,还包括海岸侵蚀物质,主要分布在辽东湾、渤海湾北部和北黄海北部等海域。黏土矿物的输运和分布除了受到物源的影响外,主要受渤海环流的控制。     

渤海南部海域沉积物中吸附态无机氮的地球化学特征

用分相浸取的方法对采集于渤海南部海域的29个站位的沉积物样品(表层样站27个,柱状样站2个)中的吸附形式的无机氮(包括NH4-N和NO3-N)和总氮(TN)进行了研究,探讨了它们的地球化学分布特征及其控制因素。研究表明,在表层沉积物中,NH4-N在渤海中央盆地由东北向西南方向递增,在中央区域有两个异常高值区,莱州湾内分布较为均匀,渤海湾南部为一低值区,向北逐渐增大。NO3-N在渤海中央盆地由东西两侧向中央递增,渤海湾和莱州湾内均沿着离岸方向递减。渤海南部表层沉积物中吸附态氯占TN的3．28％,表层沉积物中吸附形式的氮以NO3-N为主,占83．7％;NH4-N主要受有机质含量(OC)、氧化还原环境(Es)、黏土矿物组成的影响;NO3-N主要受水体NO3-N浓度和分布的控制。NH4-N随沉积深度增加而增加,NO3-N随深度增加而减小。TN的分布主要受陆源物质输入及沉积物粒度控制。研究区TN高而OC低且二者相关性较差,间接说明TN中有相当部分是以无机氮(IN)的形式存在,渤海沿岸排入的无机氮在沉积物积聚是造成高TN的重要原因之一。     

琼东南盆地深水区LS33-1-1钻井岩心微量元素地球化学特征及其沉积环境

为了研究琼东南盆地深水区的沉积环境及物源,对琼东南盆地深水区LS33-1-1钻井岩心样品的微量元素地球化学特征进行了分析,结果表明:研究区自渐新世以来沉积环境多变,物源复杂;在崖三段沉积早期,物源主要为当地或附近的基性玄武质火山碎屑,可能来自南海扩张引起的岩浆喷发活动;自崖三段沉积晚期(早于31.5Ma)以来,物源以陆源和海洋自生沉积为主,其中火山岩风化产物占有相当的比例。LS33-1-1钻井岩心沉积物的微量元素地球化学特征在距今31.5、28.4、25.5、23、16、8.2、5.5、2.7Ma均发生明显突变,表明沉积环境及物源均发生了明显的变化,反映了构造运动的影响。各地球化学指标在崖三段底部4 207m左右的突变,反映了琼东南盆地发生了较大规模的构造运动,造成了沉积物源由以基性火山碎屑为主转变为以陆源碎屑为主。在渐新世-中新世界线(23MaBP)附近,各项指标均表现出明显的突变,表明在ODP1148站及珠江口盆地深水区发现的物源突变事件(白云运动)也影响到了琼东南盆地深水区。     

南海铁锰结核(壳)的地球化学特征

本文研究了南海中部铁锰结核(壳)的地球化学特征。南海铁锰结核(壳)以高Mn富Ni为特征。但不同沉积部位的铁锰结核(壳),化学成分也有一定的差异,这是受不同沉积区的物源特性,地化环境差异和沉积成矿过程中环境的变化所影响的结果。     

西菲律宾海表层沉积物稀土元素地球化学特征及物源指示意义

西菲律宾海地质作用复杂,其表层沉积物稀土元素地球化学特征对其沉积物来源具有明显指示意义。基于西菲律宾海吕宋岛至九州帛琉洋脊之间海域表层沉积物样品的常量元素和稀土元素组成,通过对不同类型沉积区稀土元素组成、配分模式和稀土元素La/Yb和Sm/Eu比值进行研究发现,研究区沉积物中稀土元素组成受沉积物类型和物质来源控制,沉积物中黏土矿物、铁锰氧化物自生颗粒和磷灰石是稀土元素的主要富集相;吕宋岛与本哈姆高原之间海盆的沉积物含有来自吕宋岛蛇绿岩的物质,而中央裂谷以西海盆区和含结核黏土区沉积物主要由陆源风尘物质、海底火山物质和自生组分组成。     

辽东半岛西南及渤海中部海域表层沉积物的地球化学

依据2007年调查资料,通过对辽东半岛西南及渤海中部海域212个站位表层沉积物粒度及元素地球化学分布特征的研究,分析了重金属潜在生态危害,评价了沉积物环境质量,采用R型和Q型分析探讨了元素地球化学组合。结果显示:研究区表层沉积物元素分布基本遵循粒度控制律和物源效应,元素含量与中国浅海及其沿岸河口沉积物地球化学含量相当;沉积物环境质量总体良好,重金属的生态危害指数较小。计算表明,区域沉积物地球化学组合有3种类型:莱州湾以东海域Al2O3、F2O3、Na2O组合,辽东湾东岸及渤海中部海域以SiO2为主的组合,大连市南部近岸海域CaO、CaCO3及重金属组合。     

黄河流域现代沉积物碎屑锆石U-Pb年龄物源探讨

在系统搜集与分析前人发表的现代黄河碎屑锆石U-Pb年龄及黄河流域内岩体锆石U-Pb年龄的基础上,对黄河上游到入海口6个站位及黄河支流2个站位现代沉积物样品碎屑锆石U-Pb年龄进行对比,结果发现200~350、350~500、700~1 000、1 000~1 800、1 800~2 000和2 000~2 600 Ma这6个年龄组是黄河流域沉积物U-Pb年龄的主要组成,其中又以200~350、350~500、1 800~2 000和2 000~2 600 Ma占主体,与黄河流域各可能物源区的U-Pb年龄对比,认为黄河上游物质主要来自松潘-甘孜造山带和很多近缘河水侵蚀的黄土,其可能源区包括华北板块、扬子板块、秦岭造山带、东昆仑造山带、柴达木板块北缘及祁连造山带,由于松潘-甘孜造山带和黄土高原黄土来源的复杂性其源区判别还需要借助其他指标加以确定,黄河中下游则有大量华北板块和大别-苏鲁造山带物质的加入。鉴于当前综合运用多种物源分析方法,对长江三角洲盆地若干钻孔地层研究取得的进展及黄河三角洲钻孔研究现状,提出对黄河三角洲钻孔沉积物开展精细物源示踪对黄河时空演化研究的重要性。     

冲绳海槽中南部浮岩的岩石地球化学特征及其成因

冲绳海槽中南部广泛分布一套浮岩类岩石,其中以灰白色酸性浮岩为主,化学组成相当于英安流纹岩,深灰色中基性浮岩零星出露,化学组成与玄武安山岩相当.研究表明本区浮岩属造山带地区火山岩,形成于强烈构造活动构造背景,稀土元素标准化模式相似,均表现为负铕异常,表明它们之间的同源性,并经历过不同程度不同的斜长石分异作用.除Sr和中部浮岩的Yb有明显亏损以外,其它微量元素均表现为明显富集,尤其是Ba、Rb、Th、La和Ce等大离子亲石元素表现为显著富集.     

1997～1998年度冬季黄渤海天气气候特征及对渤海海冰的影响

本文通过对冬季黄渤海气候特征、环流背景的分析及对渤海海冰的影响,指出海温是影响海冰的主要因素,从而总结了１９９７～１９９８年度渤海海冰情况。     

黄河流域现代沉积物碎屑锆石U-Pb年龄物源探讨北大核心CSCD

在系统搜集与分析前人发表的现代黄河碎屑锆石U-Pb年龄及黄河流域内岩体锆石U-Pb年龄的基础上,对黄河上游到入海口6个站位及黄河支流2个站位现代沉积物样品碎屑锆石U-Pb年龄进行对比,结果发现200～350、350～500、700～1 000、1 000～1 800、1 800～2 000和2 000～2 600Ma这6个年龄组是黄河流域沉积物U-Pb年龄的主要组成,其中又以200～350、350～500、1 800～2 000和2 000～2 600 Ma占主体,与黄河流域各可能物源区的U-Pb年龄对比,认为黄河上游物质主要来自松潘-甘孜造山带和很多近缘河水侵蚀的黄土,其可能源区包括华北板块、扬子板块、秦岭造山带、东昆仑造山带、柴达木板块北缘及祁连造山带,由于松潘-甘孜造山带和黄土高原黄土来源的复杂性其源区判别还需要借助其他指标加以确定,黄河中下游则有大量华北板块和大别-苏鲁造山带物质的加入。鉴于当前综合运用多种物源分析方法,对长江三角洲盆地若干钻孔地层研究取得的进展及黄河三角洲钻孔研究现状,提出对黄河三角洲钻孔沉积物开展精细物源示踪对黄河时空演化研究的重要性。     

莱州湾07钻孔沉积物晚更新世以来的元素地球化学特征

在莱州湾南岸的07孔岩心进行高分辨率采样的基础上,采用X荧光光谱法(XRF)、离子质谱法(ICP-MS)以及原子荧光光谱法(AF)等方法测试了研究区07孔的48种常微量元素以及稀土元素的含量,并对元素相对含量、随深度变化规律、特征比值以及稀土元素配分模式进行了研究。结果表明,07孔主要元素及特征比值在海陆地层分界处有明显变化,可以作为地层划分的指标之一。其中,Mn、Mg、Ca、Fe、Mg/Ca及K/Na等对沉积环境响应比较明显,Ba、Zr、Rb、Si/A1、Ti/A1和Rb/Sr对源区的母岩类型、风化程度及搬运距离的变化敏感;07孔常微量元素垂向变化较大,在3次海侵地层中呈明显变化,并对应多个峰值。化学元素的变化规律所反映的地层特征与晚更新世以来的气候和海平面的变化有较好的对应关系。07孔不同深度沉积物的稀土元素球粒陨石标准化配分模式与黄河沉积物的相似,呈轻稀土元素富集的右倾型。说明黄河是莱州湾南岸弥河-潍河多源河流三角洲沉积体系的物源之一,且对莱州湾南岸一定深度范围内的沉积地层有部分贡献。