不同前处理方法对下蜀黄土粒度测量的影响

采用7种前处理方法对南京泰山新村下蜀黄土剖面30个样品进行了粒度分析,以探讨不同前处理方法对下蜀黄土粒度测量结果的影响。结果表明:(1)方法A(未做任何前处理)和方法D(加盐酸处理)的粒度频率分布曲线都呈单峰分布特征,而其他5种前处理方法处理后的粒度频率分布曲线都呈双峰分布特征,而且在双峰曲线的细粒端还存在一个很小的超细粒组分。(2)下蜀黄土中含有一定含量的有机质,尤其是古土壤层中的有机质含量更高,会明显影响粒度测量的结果。因而,下蜀黄土在进行粒度测量前处理时,需要加双氧水去除有机质。(3)下蜀黄土因处于湿热环境,淋溶作用强烈,碳酸盐含量极低,因而粒度测量时无需加盐酸去除碳酸盐。盐酸可能会与矿物发生反应,过剩的盐酸使溶液呈现较强的酸性促使土壤颗粒凝聚,使得所测粒径偏粗,而且使2μm的超细粒组分含量减少。因此,综合理论和经验分析,推荐了一种较好的进行下蜀黄土粒度测量的前处理方法 G,即先使用双氧水去除有机质,静置一夜,再使用(NaPO3)6分散剂,然后用超声波清洗机振荡后上机测试。     

红土中细粒状铁锰结核的存在及其对粒度测试的影响

设计了针对红土的两种粒度分析方法,对比分析了铁锰结核对红土粒度分析结果的影响以及加入HCl对铁锰结核与红土粒度测试的影响。结果表明:(1)细粒铁锰结核对粒度测试结果有较大影响,特别是粗粒含量的增加。而盐酸可以有效地与细粒铁锰结核反应,使得粒度测试结果更接近真实值。因此,对于铁锰结核发育的红土层,若需通过粒度来分析其沉积动力特征,其粒度测试的前处理过程加入盐酸是非常有必要的。(2)盐酸的加入对红土中4μm的黏土粒组有较大影响,这可能是盐酸与黏土矿物发生了化学反应,使得黏土粒组的相对含量减少。因此,对于铁锰结核发育的红土层,若需要通过粒度分析其风化过程,其前处理应当慎重选择是否加入盐酸。     

金衢盆地第四纪红土沉积粒度组成特征

浙江金衢盆地第四纪红土分布广泛,是开展红土与全球变化研究的理想场所之一。汤溪红土沉积剖面的粒度组成研究表明:砂(>63μm)含量极少,平均1.58%,粉砂(4~63μm)和黏粒(<4μm)为众数粒组,其含量的平均值分别为48.51%和49.91%,频率曲线呈双峰式,推测红土母质具风成特性,沉积后经历了较强的风化成壤作用;均质红土与网纹红土具有相似的粒度分布特征,但网纹红土的分选更为复杂,底部有近源物质的混入;汤溪红土粒度的纵向变化旋回和纵向变化趋势,可能指示了中更新世以来南方气候的不稳定性和气候逐渐变干冷的趋势。     

碳酸盐含量对莱州湾南岸钻孔沉积物粒度测试结果的影响

采用2种不同的前处理方法对莱州湾南岸钻孔沉积物样品进行粒度测量。通过比较沉积物粒度的粒级组成发现,未去除碳酸盐颗粒的测量结果,黏土粒级含量显著增加,粉砂粒级的变化主要受到黏土粒级含量增加的影响而降低,砂粒级未见明显的变化规律。应用2参数Weibull分布,对沉积物粒度分布进行拟合,发现测量样品的粒度分布以3峰态和4峰态为主,是否去除碳酸盐不改变粒度分布的基本形态,但对各组分的相对含量影响明显。通过实验对比,我们认为,粒度测量的前处理过程中去除碳酸盐是必要的。     

盐酸、温度、时间及粒径对海洋沉积物碳酸盐去除的影响

通过南海北部表层沉积物相同体积不同盐酸浓度(0.1和1.0 mol.L-1)、不同温度(23和60℃)、不同时间(6、12和24h)和不同颗粒粒径样品(<160μm和<32μm)的交叉条件实验,利用各条件实验后样品的总碳含量及稳定碳同位素组成分析结果,研究了盐酸、温度、时间及颗粒粒径对碳酸盐去除的影响。结果表明,从提高沉积物碳酸盐盐酸酸解反应速率和效率及获取稳定可靠的TOC、δ13C有机质等参数的角度出发:(1)盐酸用量及浓度是最重要的影响因素;(2)升高反应温度是不必要的,升高反应温度既会抑制反应的进行,又会导致盐酸浓度下降并加速有机质分解,从而对沉积物总有机碳含量及其δ13C等的准确分析产生不利影响;(3)在1.0 mol.L-1盐酸过量的条件下,碳酸盐的大量分解在6h之前已基本完成;(4)颗粒粒径愈小,愈有利于样品的均匀混合及反应的进行,相应的分析结果离散度亦愈小。     

不同的前处理方法对南黄海沉积物粒度测试的影响

选取多个南黄海表层和浅表层的沉积物样品,分别以两种方法做前处理并采用激光粒度仪测试后,通过测试结果的对比,来探讨不同前处理方法对南黄海沉积物粒度测试的影响。南黄海的样品经过有机质和碳酸盐去除处理与未经过处理所测得的粒度概率分布曲线和粒度参数进行比较,结果显示,粒度概率分布曲线其峰值数、峰态及粒径分布范围发生明显变化,对水动力条件分析具有一定的影响作用;而粒度参数则具有平均粒径增粗、分选变差、偏度更为正偏、峰度更宽等特征,但多数没有改变参数的描述等级。这些粒度特征与南黄海沉积物中碳酸盐和有机质含量较低有关。因此,对不同海域沉积物进行粒度分析时,应首先通过对比实验优选合适的前处理方法,以得到符合调查研究要求的粒度参数结果。     

预处理对海洋黏土矿物XRD测试结果的影响

海洋沉积物为环境和古气候再造提供良好的地质示踪记录,其中海洋黏土矿物被作为有效指标广泛应用。黏土矿物的预处理方法对其相对组成计算结果影响较大,因此寻找适合不同海域环境简便而有效的预处理方法是黏土矿物研究中很有意义的工作。从渤海中部和印度洋海盆选取2个表层沉积物样品分别代表浅海和深海沉积物,采用不同的预处理方法进行处理。通过其X射线衍射(XRD)测试结果进行对比分析,探索适合特定区域黏土矿物的预处理方法。结果显示,预处理中使用的双氧水、盐酸、醋酸和连二亚硫酸钠-重碳酸钠-柠檬酸钠(DCB)等都对样品黏土矿物分析结果产生一定的影响。若碳酸盐衍射峰不掩盖黏土矿物的信息表达,可不用盐酸或者醋酸去除碳酸盐;DCB方法去除氧化铁时所加试剂会与黏土矿物层间离子发生交换导致数据失真,因此建议一般不使用;去除有机质能促使黏土矿物更好的分散,且质量分数为10%的H_2O_2为最佳。     

我国南方红土岩石磁学特征及其磁化率增强机制

我国南方第四纪红土是研究古环境变化的重要载体,主要由均质红土和网纹红土两大不同类型的沉积层组成。运用岩石磁学、漫反射光谱和粒度相结合的方法,分别对我国南方长沙(CS)、岳阳(HN)、南昌(NC)以及新余(XY)典型红土剖面的均质层和网纹层进行了详细的对比分析,结果表明网纹红土层2μm的黏粒含量较多,网纹红土层形成时期气候更加温暖湿润,成土作用高于上覆均质红土层。磁铁矿、磁赤铁矿、赤铁矿和针铁矿都是均质红土层和网纹红土层磁性矿物的主要载体。其中,网纹红土层的亚铁磁性矿物低于均质红土层,主要以较粗的假单畴PSD和多畴MD存在,反铁磁性矿物以赤铁矿为主;而上覆均质红土层却以较多的SSD磁赤铁矿为主。网纹红土层可见大量黑褐色铁锰胶膜和铁锰结核分布,这是由于沉积后土壤长期处于高温高湿的还原环境中,强磁性矿物如细粒磁铁矿、磁赤铁矿等部分被溶解转化为弱磁性矿物(如赤铁矿和针铁矿,主要是赤铁矿),这种磁性矿物的转化可能导致了成土作用强的网纹红土层较粗磁性颗粒的增加,而超顺磁亚铁磁性矿物含量的减少以及磁化率的降低。     

南黄海北部沉积物的有机地球化学特征

南黄海北部沉积物有机质在上部层位损失较少,其有机地球化学主要特征为:(1)有机碳与沥青含量随粒度变细而增高;(2)有机质的损失与粒度紧密相关,在粘土沉积物中几乎无损失;(3)沥青和烃类含量都很低,沥青有几百个ppm,而烃类只有几十个ppm。     

前处理方法对北黄海沉积物粒度的影响

采用不同方法对北黄海底质样品进行了粒度分析前处理，以探讨有机质和碳酸盐对北黄海沉积物粒度的影响。结果表明，去除有机质或碳酸盐后，粗粒沉积物（呈双峰分布）粒度分布的峰态明显变宽，平均粒和戏及粗颗粒（＞32μm）组分含量明显增加；而细粒沉积物的粒度分布发生明显细偏，表现为众数的细化及平均粒径和粗颗粒含量的降低。北黄海底质沉积物的有机碳含量变化与沉积物的平均粒径呈明显的负相关，暗示了浅海沉积物中有机碳的输运和积聚主要是伴随着细颗粒组分发生；而碳酸盐含量同沉积物粒度的关系不甚明确，可能与沉积物物源的关系更为密切。     

中全新世以来南黄海中部沉积过程——基于岩心粒度和有机质指标

海陆交互作用下的南黄海沉积环境复杂,其沉积机制一直是古海洋研究的重点和难点。本文以取自南黄海中部泥质区的Z1岩心为载体,对196个样品的粒度和整体有机质指标(TOC、TN、TOC/TN和δ13Corg)进行了详细分析,并对5个层位进行AMS14C年龄测定,分辨率高达11 a/cm。研究结果显示,6.1 ka BP以来南黄海中部沉积过程可分为3个阶段:(1) 6.1～5.2 ka BP,沉积物粒度较粗,以残留砂和陆源粗粒物质为主,有机质含量较低且主要为陆源输入,本阶段多受东亚季风强盛的影响,动荡海洋环境下有机质保存效率低,大量陆源输入冲淡作用显著;(2) 5.2～3.9 ka BP,沉积物粒度变细且波动较大,有机质呈增加趋势且以海源为主,主要受东亚冬季风减弱的影响,海源有机质含量增加,与黄海暖流影响增强有关;(3) 3.9～0 ka BP,沉积物粒度最细且相对稳定,有机质含量继续增加,直至1.9 ka BP趋于稳定,主要受现代环流系统和东亚冬季风影响。结果表明,南黄海粒度和整体有机质指标变化过程复杂,显示中全新世以来南黄海中部泥质区沉积环境演化的复杂性。本研究获得了南黄海高分辨率的沉积环境演化记录,不仅为沉积机制研究提供更多数据支撑,还可为区域古气候和古海洋演化提供关键的指示证据。     

影响海陆交互相沉积物亮度的几个因素

对中国北方莱州湾南岸钻孔上部54m海陆交互相沉积物的亮度进行研究,探讨其作为海陆交互相沉积物的环境指标的可行性,同时通过对比不同样品处理方式所得的亮度值探讨影响亮度的几个因素。测量分2次进行,分别使用Minolta CM-2002分光光度计针对柱状原样及Minolta CR400/410色差计针对风干研磨后的散样进行。研究结果表明,海陆交互相沉积物的亮度,尤其是经过风干处理后样品的亮度值,与碳酸钙含量及粒度两个古气候代用指标均具有显著相关关系,可以将其作为碳酸钙含量的替代指标应用于海陆交互相沉积物的环境演化研究。而亮度值与碳酸钙含量不一致性,可归因于沉积物中非碳酸钙组分的性质及含量。粒度与亮度的相关性显示,钻孔砂质沉积中含有的大量深色的有机质使得钻孔中粒度0～31μm的部分比例越高,亮度会越大,而粒度>31μm的部分比例越高,亮度会越小。2次亮度值的对比表明,水分、氧化作用及研磨是沉积物2次测量所得亮度值存在差异的主要原因。     

海底浮岩前处理方法的实验研究

为了解海底浮岩气孔充填物对全岩微量元素组成的影响,并获得有效的海底浮岩前处理方法,对冲绳海槽中部的浮岩碎成大于5 cm,1~2 cm及小于5 mm的碎块分别进行前处理,然后通过扫描电镜(SEM)和X射线衍射光谱(XRD)分析对清洗的效果进行观察对比。结果表明,对大块浮岩直接清洗以及将浮岩碎成厘米级小块后清洗都难以将浮岩气孔内充填的细粒沉积物去除干净,而对浮岩碎成毫米级(5 mm)颗粒后再清洗可以有效清除浮岩气孔内的充填物。本文所确定的一套有效的海底浮岩前处理方法总结如下:(1)将小于5 mm的浮岩颗粒置于超声波清洗机内用蒸馏水清洗,每隔15 min换一次水,直到清洗样品后的水足够清澈;(2)将样品先后浸入无水乙醇和稀盐酸溶液中,分别去除有机质和次生碳酸盐、铁氧化物;(3)将浮岩样品置于40℃超纯水中浸泡7 d左右,并每天换水,直至向上层清液加硝酸银溶液无白色沉淀出现。XRD分析表明,海底浮岩气孔中充填物的矿物组成包括斜长石、石英等。少量的气孔充填物对浮岩全岩的微量元素配分模式影响不大,但会造成Pb、Sr等元素含量的增加,因此可能会对浮岩全岩的Pb-Sr同位素组成造成干扰。     

不同预处理方法对南海东沙海域沉积物粒度的影响

通过采用不同方法对东沙沉积物样品进行了预处理,并采用综合法进行了粒度分析,以探讨东沙沉积物中碳酸盐和有机质对其粒度的影响。结果表明,去除有机质后沉积物的平均粒径和63～4μm粒径范围内的组分明显减小,有机质含量变化与平均粒径变化呈明显负相关,说明东沙沉积物中有机质的沉积是伴随细粒悬浮物质和胶体物质沉积下来的,且对细颗粒有明显的絮凝作用;去除碳酸盐后沉积物的平均粒径呈减小趋势,但粒径范围内组分含量的变化不明显,且碳酸盐含量的变化与沉积物粒径变化的关系也不甚密切。     

有机质对海底沉积物中粘土矿物X射线衍射分析结果的影响

X射线衍射法广泛应用于分析粘土矿物的含量和结晶特征,由于粘土矿物易与有机质结合形成有机-粘土复合体,是否去除有机质对分析结果有很大影响,实验结果表明影响最大的是伊-蒙混层矿物(含蒙脱石)和伊利石的含量,为得到可靠实验数据,必须重视对样品的前处理工作,对不同批次样品应该保持一致的处理程序。     

西南印度洋中脊沉积物粒度特征及不同前处理方法对粒度特征的影响

通过采用多种前处理方法,对西南印度洋中脊沉积物粒度进行了测定、分析和对比研究。其中,未去除碳酸盐的样品平均粒径介于7.18~8.35Φ;分选较差;偏度表现为极负偏,且负偏程度随着分选变差逐渐变大;峰度表现为平坦。粒度频率曲线呈较显著的多峰分布。去除碳酸盐之后,样品平均粒径介于5.95~6.64Φ;分选变好;偏度由极负偏变为极正偏;峰度由正态向平坦方向变化;黏土质量分数明显减少,粉砂质量分数显著增加。粒度频率分布曲线、粒度象特征及粒度结构也都发生了明显的改变。这些变化指示了沉积物的搬运处于静水悬浮和递变悬浮的过渡阶段,而是否去除碳酸盐将对粒度分析结果产生显著影响。此外,有机质和生物硅的存在也对沉积物粒度测试结果造成了影响,使细粒组分明显增加,但并不影响粒度分布的基本形态。     

金衢盆地网纹红土色度及其环境意义

网纹红土因基质中镶嵌大量不规则浅色斑纹而具有特殊的色度表达体系。利用K-MinoltaCR-400色度仪分别测试金衢盆地JT、TX-LSD、LD等3个剖面网纹红土层的红网纹(基质)、白网纹(浅色斑纹)、全样(红、白网纹混合样品)等三类样品的色度指标(L*、a*、b*),并以红网纹为背景色,获得白网纹与红网纹的色度差(ΔE)。其结果表明:(1)网纹红土因特殊的斑纹结构而具有特殊的色度表达系统,应该包括全样色度、基质色度、斑纹色度、色差等。不同色度表达,其参数所揭示的环境信息存在差异,引起色度变化的因素也是复杂的。(2)全样色度(混合色度)总体可以揭示网纹化强弱变化的趋势,a*值越高,Fe2O3、Al2O3含量越高,SiO2/R2O3比值越小(脱硅富铝铁化程度越高),但细节上受随机取样过程干扰而不具备稳定性;(3)基质色度可以较好地指示红化程度及其变化,斑纹色度可以较好地指示网纹化程度在剖面上的变化趋势;(4)色差(ΔE)是一种新的色度表达方式,其既能表征网纹发育强弱的趋势,也能揭示网纹发育的阶段性,色差越大,网纹结构越清晰,网纹化程度越强。     

潮滩表层沉积物光谱的实验室测量方法研究

潮滩沉积物样品的实验室光谱测量是对潮滩沉积物野外光谱测量的重要补充,但是不同的实验室测量条件会产生不同的光谱测量结果,进而影响到沉积物光谱特征分析。针对可能对潮滩沉积物样品实验室光谱测量产生影响的因素,设计了培养皿内壁光线反射影响实验、不同视场角及不同高度对光谱测量结果的影响实验以及培养皿摆放位置影响实验,通过分析不同实验方案下测量得到的光谱差异,确定合理的沉积物光谱室内测量方案。实验结果表明:(1)培养皿内壁暴露部分需要做涂黑消光处理,否则玻璃壁对光线的反射会使沉积物反射率测量结果整体增加,增加幅度约为黑壁条件下测量结果的4.1%;(2)在保证沉积物样品探测范围的前提下,测量高度对小视场角的光谱测量结果有较大影响,但是不同高度下的光谱曲线之间存在显著的线性相关关系,相关系数为0.954;(3)测量干土光谱时培养皿摆放位置对测试结果影响很小,而当测量湿土光谱时,在靠近人工光源的位置测量会产生较大测量偏差,需要通过多点位测量求平均来减小沉积物表面不均一性对光谱测量结果的影响。     

金衢盆地TX红土剖面元素迁移特征

金衢盆地汤溪红土剖面主量元素地球化学特征研究揭示：（1）主量元素组成以SiO2、Fe2O3、Al2O3为主，K、Na、Ca、Mg等易溶组成含量很低。SiO2含量的平均值略低于UCC均值，Fe2O3、Al2O3含量则略高于UCC均值，符合亚热带地区风化成土中硅酸盐矿物大量转化为黏土矿物的脱硅富铝化过程的特征。（2）汤溪红土化学风化强烈，全岩样品的CIA指数（化学蚀变指数）高达89．10％～89．68％,ba（风化淋溶指数）系数为0．19～0．21。烧失量LOI与SiO2／AL2O3、SiO2／R2O3、CIA、ba系数之间均存在线性相关，对红土脱硅富铝和化学淋蚀程度具有一定指示意义。LOI值越大，脱硅富铝程度越强。（3）SiO2／Al2O3和SiO2／ReO3较好地指示了TX剖面从网纹红土至均质红土风化强度渐弱的趋势，TiO2一Al2O3、TiO2-Fe2O3、TiO2-SiO2、AlO3～K2O等元素对协变分析也得出了同样的结论，网纹红土风化程度较均质红土更强。（4）以zr为参比的元素剖面迁移特征表明，Fe2O3、Al2O3沿剖面向下呈相对富集态势，SiO2则相反，呈亏损态势；Na、P沿剖面均呈迁出特征，K、Mg、Ca呈波动式迁出，个别层段有轻微言集；Mn沿剖面向下呈亏损态势，与铁呈反向变化；Ti相对于Zr的迁移虽有波动但迁移量最小。τj.w系数总体上也反映TX剖面从上至下脱磕富铝化程度增强的趋势。     

不同前处理方法对东沙底质沉积物土粒相对密度的影响

通过采用不同方法对东沙底质沉积物进行了土粒相对密度分析前处理,以探讨东沙底质沉积物中可溶盐、碳酸盐和有机质对其土粒相对密度的影响。结果表明,去除盐、碳酸盐和有机质后,东沙底质沉积物土粒相对密度明显降低,其中可溶盐对其土粒相对密度的影响最大。有机质含量的变化与东沙底质沉积物土粒相对密度变化的关系较大,呈负相关;而可溶盐和碳酸盐含量的变化与东沙底质沉积物土粒相对密度变化的关系则很小。