东太平洋海隆(EPR)13°N热液区附近沉积物粒度特征

2003年中国海底热液硫化物调查航段在EPR西侧取得了E271与E272站位的小箱体柱状样品,通过对这些样品采用酸化和未酸化两种前处理方法的粒度分析,结果表明样品受热液活动影响不强烈;粒度分布曲线表现为多峰分布,为多种物源共同叠加沉积的结果,其中以生物源与火山源为主。因此该地区的沉积物源虽然有热液活动的贡献,但是较其它来源的沉积物所占的比例较小。     

东太平洋海隆13°N附近沉积物岩心地球化学特征

对东太平洋海隆(EPR)13°N西侧2个沉积物岩心进行了碳酸盐、常量和微量元素测定。沉积物中Fe和Mn的含量较高,其中,E271站位沉积物岩心中Fe含量8.5%~13.8%,Mn含量1.7%~3.17%;E272站Fe含量6%~13%,Mn含量0.12%~3.31%,显示在EPR 13°N热液活动区西侧25~45 km处热液柱对沉积作用的影响明显。E271和E272站位CaCO3含量分别为5.9%~27.57%和6.67%~38.20%。热液柱的沉积作用,使Cu、Pb和Zn在沉积物中富集,Cu/Fe、Pb/Fe和Zn/Fe比值低于热液喷口处的颗粒物中值,Pb表现出在海水中运移距离较短或者只有少量Pb随热液柱扩散运移。热液柱在E271和E272站位的沉积作用使得Li、Mo和Ni在沉积物中富集,此外,V因为铁氧化物颗粒吸从海水中吸附并沉降到沉积物中。沉积物中Ti和Al有非常好的相关性,其Ti/Al比值为0.05左右,与太平洋深海沉积相比具有更高的铁含量,而U在岩心中的含量与深海沉积相似。     

东太平洋海隆（EPR）13°N热液区附近沉积物粒度特征

2003年中国海底热泷硫化物调查航段在EPR西侧取得了E271与E272站住的小箱体柱状样品，通过对这些样品采用酸化和未酸化两种前处理方法的粒度分析，结果表明样品受热液活动影响不强烈；粒度分布曲线表现为多峰分布，为多种物源共同叠加沉积的结果，其中以生物源与火山源为主．因此谈地区的沉积物源虽然有热液活动的贡献，但是较其它来源的沉积物所占的比例较小。     

东太平洋海隆(EPR) 13°N 附近含金属沉积物孔隙率研究

研究了采自东太平洋海隆13°N(EPR 13°N)的一个热液成因含金属箱式沉积物岩心E272的孔隙率变化特征。样品孔隙率在70.0%-85.2%之间,顶部层位比底部层位高14%左右。孔隙率随深度增加而指数式单调递减,平均递减梯度约为-0.31%/cm。该岩心上部层位呈红棕色,下部层位呈黄绿色,表明该岩心经历了显著的早期化学成岩作用。前人关于该岩心的元素地球化学,粒度和年代学数据,共同证明该岩心孔隙率随深度变化特征受稳态压缩过程控制。其孔隙率随深度的变化关系符合稳态压缩模型的经验拟合公式。E272顶部沉积物-水界面处溶解物质与海水的交换以离子扩散机制为主,而岩芯内部溶解物质的迁移则可能主要受自下而上的孔隙水流动机制控制,这与岩芯中活动元素含量上部高,下部低的分布模式一致。该研究对将来进一步讨论E272岩心在早期成岩作用中的化学过程具有指导意义。     

东太平洋海隆13°N附近热液Fe-S-H_2O系统布拜图及其地质意义

在热力学计算的基础上,依据硫化物中矿物组合和热液流体化学组成绘制东太平洋海隆13°N附近热液Fe-S-H2O系统布拜图(Peurbax diagram),阐明了实际情况下东太平洋海隆13°N附近热液流体由高温至低温的过程中,硫化物中优势矿物黄铁矿的稳定场的演化。结合已有的动力学实验和硫同位素分馏的研究成果,揭示了沉淀硫化物的热液活动过程中形成优势矿物黄铁矿的可能的主要化学反应历程。在东太平洋海隆13°N附近海底热液系统中,热液流体由高温(T200℃)演化至低温(25~200℃)过程中黄铁矿的形成机制发生了明显的改变。     

赤道东太平洋海隆水体悬浮颗粒硫化物及其对海底热液活动的指示

基于2011年大洋一号第22次环球考察在东太平洋热液活动区采集的5个站位的77个悬浮体样品,利用扫描电镜与能谱分析相结合的方法,对悬浮颗粒硫化物颗粒的矿物形貌和物相、矿物组合特征以及空间分布进行了系统的研究,探讨了悬浮颗粒矿物组成对海底热液活动的指示作用。研究区出现了闪锌矿、纤锌矿、黄铁矿、白铁矿、磁黄铁矿、黄铜矿、方黄铜矿、铜蓝以及单质硫等多种硫化物颗粒,主要的硫化物矿物包括黄铁矿—闪锌矿—黄铜矿—磁黄铁矿,据此推断该区海底热液属于典型的高温热液流体,其温度在350℃以上。研究区不同站位间悬浮体丰度和保存程度差异明显,这与距离热液活动点远近有着较好的关系。     

东太平洋海隆13°N和赤道附近表层沉积物中的元素赋存状态

为了解海底热液活动对沉积物元素赋存状态的影响,对东太平洋海隆(EPR)13°N和赤道附近表层沉积物样品17A-EPR-TVG1、17A-EPR-TVG5做了全样及顺序提取分析,探讨了Al、Ca、Fe、Mn、Ti、Ba、Zn、Cu、Sr、V、Mo、U及稀土元素赋存状态。XRD结果显示,17A-EPR-TVG1沉积物的主要矿物形态为黄铁矿,17A-EPR-TVG5沉积物样品主要矿物为方解石。受热液影响明显的17A-EPR-TVG1沉积物中,除Ca、Sr外,其余元素主要赋存于铁锰氧化物与残留相中。正常深海沉积物17A-EPR-TVG5中,除Al、Ba、Ti外,其余元素主要赋存于碳酸盐相及铁锰氧化物相中。稀土元素的顺序提取结果显示,17A-EPR-TVG1沉积物4个相态稀土元素北美页岩配分曲线中均有Eu正异常,17A-EPR-TVG5沉积物4个相态稀土元素北美页岩配分曲线中均出现Ce负异常,分别指示了二者形成过程中热液与海水的加入。     

东太平洋海隆13°N 附近洋中脊玄武岩微量元素特征

对33件采自东太平洋海隆(EPR)13°N附近的玄武岩和火山玻璃样品进行了微量元素分析,以探讨该区域玄武岩的演化过程和物质来源。测试分析结果显示所有样品的微量元素含量比值m(Tb)/m(Lu)(1.74~2.03),m(Sm)/m(Nd)(0.29~0.35)和m(Nd)/m(Y)(0.32~0.48)存在不能忽略的变化,表明它们可能受到了非均一质地幔来源的影响。m(La)/m(Nb),m(La)/m(Sm)和m(La)的线性相关性辨别结果,以及稀土元素分布型式图表现的元素分布特征等均表明东太平洋海隆13°N附近的洋中脊玄武岩可能来自不同的端元组分,也证明研究区域内的玄武岩除N-MORB(常规型MORB)外,还有E-MORB(富集型MORB)。此外,玄武岩m(Ce)/m(Pb)和m(Ce),m(Nb)/m(U)和m(Nb),以及m(Nb)/m(La)和m(La)线性相关性,均显示了这些微量元素比值和微量元素含量的正相关趋势,这可能与双组分地幔熔融有关。m(Nb)/m(Th)和m(Th)线性相关性显示出负相关,显示该区域玄武岩的地幔来源组成可能受到了富集组分的影响。分析显示,样品的Nb*值均大于1,而大部分样品的Ta*值大于1,这表示大部分玄武岩的来源很可能是从俯冲区域循环的物质。     

东太平洋海隆深海热液区沉积物微生物多样性的研究

提取东太平洋海隆区深海热液系统沉积物样品的总DNA,构建沉积物中的细菌16S rDNA 克隆文库,通过PCR-RFLP分析与序列测定,对沉积物中的微生物类群及其与环境的关系进行了分析.结果表明,该海区沉积物中的36个克隆代表的22种基因型分别属于7个主要类群,其中变形菌(Proteobacteria)的γ-亚群为优势菌群,α-和β-亚群也均有分布;而硫氧化相关共生菌的属(sulfur-oxidizing symbionts)为优势种属.系统发育分析表明,在该沉积物中细菌主要是跟共生有关、跟C、S代谢相关,大多还能在无氧和高温环境的条件下生存,说明采样点具有典型的深海热液生态系统的特点,甲烷代谢和硫代谢在该区域的深海物质能量循环中占据着重要地位.另外大量新的极端微生物的存在,预示着该区域的微生物资源有着非常大的开发潜力.     

东太平洋表层沉积物中热液作用存在的记录

东太平洋海盆ＣＣ区表层沉积物以远洋粘土组分及生物组分为主。但是，在局部区域，沉积物的矿物成分及地球化学组成都记录到有热液作用物质存在，进而，通过经验公式，定量计算了热液组分的含量。这些都表明远离洋脊及热点的ＣＣＡ区，不同程度地受到热液作用的影响。     

Logatchev热液场附近表层沉积物中有机质的组成特征、来源及其影响因素

利用2005年"大洋一号"科学考察船电视抓斗采样器采集的表层沉积物样品,对大西洋洋中脊Logatchev热液场附近7个站位表层沉积物样品中的烷烃组分进行了定量分析,并结合总有机碳(TOC)及C稳定同位素(δ13C值)分析,探讨了表层沉积物中有机质的组成及可能的来源和影响因素.结果表明:表层沉积物中正构烷烃组分以低碳数化...     

泸沽湖沉积物正构烷烃分布特征及其古植被意义

利用气相色谱-质谱联用仪从泸沽湖沉积物中检测出丰富的正构烷烃系列分子化石,泸沽湖沉积物正构烷烃分布特征可归纳为双峰前峰型和双峰后峰型,说明泸沽湖沉积有机质母质来源为混源。较高丰度的中等长度正构烷烃及Paq和(C15+C17+C19)/(C27+C29+C31)比值等指标指示挺水植物及沉水/漂浮植物等水生植物贡献量较大,同时,也说明较大的内源输入可能是泸沽湖TOC含量较高的原因之一。主峰碳及正构烷烃代用指标(C27+C29)/(C31+C33)比值和ACL指示泸沽湖沉积有机质木本植物输入量占优势,这与现今泸沽湖流域植被类型特征相符。纵向上,(C27+C29)/(C31+C33)比值和ACL没有明显的阶段性和趋势性变化,反映出正构烷烃记录的泸沽湖流域草本植被与木本植被相对变化不明显。不同沉积时期正构烷烃分布特征有所不同。3万年以来泸沽湖流域植被演化特征可以分为3个阶段:30~20cal.kaBP气候偏干冷,沉积有机质母质主要为低等水生生物和藻类,沉水和漂浮植物也有较大贡献;20~5cal.kaBP为相对暖湿的气候环境,陆源高等植被对泸沽湖沉积有机质的贡献增加;5~0cal.kaBP(对应剖面205~0cm)气候有变冷干的趋势,沉积有机质物源以低等水生生物和藻类为主,同时,具有较多高等植物和沉水/漂浮植物输入。泸沽湖流域12kaBP为干冷气候时期,这在时间与气候特征上与YD事件相符,可能是西南季风对YD事件的响应。     

冲绳海槽北部柱状沉积物中有机质地球化学特征——对热液活动的指示

通过气相色谱-质谱联用仪(GC-MS),分析了冲绳海槽北部柱状沉积物中有机质的分布和组成特征。样品中正烷烃显示出明显的双峰分布,其中高分子正烷烃显示出明显的奇数碳优势;低分子的正烷烃显示出偶数碳优势,其丰度最大值位于C16和C18处。该柱状沉积物中120～140cm层样品(样品S10-7)中沥青、正烷烃以及脂肪酸的含量都要远高于其他层位样品,且该层位样品中正十八烷酸质量比(16.915μg/g)要高于其他层位样品1～2个数量级。S10-7样品中3个成熟度参数也高于其他样品,预示该层位样品受到明显的热蚀变。S10-7样品中有机质的分布和组成情况预示该柱状沉积物样品周围可能存在未被发现的热液区。本研究旨在揭示该柱状沉积物中有机质的来源,同时评估该区热液活动的可能性。本研究的开展可为该区沉积物中有机质来源及热液活动研究提供研究基础和依据。     

东海表层沉积物正构烷烃特征及其对陆源有机碳运移分布的指示

东海埋藏了通过长江、黄河以及台湾河流进入的巨量陆源有机碳,是重要的有机碳碳“汇”。识别东海沉积物中陆源有机碳的分布特征和搬运过程,是东海碳通量研究不可或缺的内容。目前关于陆源有机碳在东海沉积物中分布的研究区域主要集中在河口、内陆架以及水深<120 m的中、外陆架地区;针对东海外陆架和冲绳海槽陆坡的研究较少,仅少量研究对东海陆架与冲绳海槽南部沉积物的陆源有机碳特征进行了对比分析,对陆源有机碳的“源-汇”过程、分布特征、沉积动力机制等诸多问题尚缺乏系统性的认识。通过对东海外陆架-陆坡-冲绳海槽80个表层沉积物的长链正构烷烃含量及组成特征进行分析,并结合粒度、总有机碳（TOC）及稳定碳同位素（δ13C）指标,讨论了研究区沉积物中陆源有机碳的含量及运移分布。结果显示,δ13C和（ΣC27+C29+C31 n-alkane）/TOC指示的陆源有机碳相对含量在研究区变化范围很大,从外陆架到海槽,有先降低后增高的变化趋势,陆源有机碳在陆坡以及海槽的一些特定区域选择性的大量沉积。东海内陆架的陆源有机碳在横穿东海陆架后,可以在陆坡处通过搬运-沉积-再悬浮-再搬运的方式运移至冲绳海槽沉积。长链正构烷碳优势指数（CPI）的结果表明,来自东海内陆架的陆源有机碳主要在冲绳海槽28.5°—30°N范围内沉积,28.5°N以南的陆源有机质主要受到台湾物质的影响,而30°N以北沉积物中的陆源有机质主要是来源于黄河和日本岛。     

黄河口及近海表层沉积物中烃类化合物的组成和分布

为探讨黄河口近海表层沉积物有机质中烃类化合物的分布特征及输运过程,2003年9月采集了南北两个断面表层沉积物样品,对沉积物中正构烷烃和多环芳烃进行了分析,结果表明,黄河口表层沉积物中正构烷烃和多环芳烃的含量分别为0.38~2.55和0.371~0.650μg/g。在南北断面两种烃类化合物的分布明显不同:北断面受石油平台影响,烃类化合物在口门含量较高;南断面受黄河输入影响,由于大颗粒易于沉降,而吸附烃类化合物的能力较强的小颗粒易长距离输运,使这两种烃类化合物的含量从河口到近海整体呈上升的趋势。与北断面相比,南断面受水生源影响相对较弱,而且水生源的贡献随着离岸距离的增加而加强,在最大浑浊带后水生源急剧增强;在南断面多环芳烃主要来源为热解源,北断面多环芳烃受热解源和石油污染的共同影响。     

冲绳海槽中段沉积物物源识别及其热液活动指示

冲绳海槽中段热液活动区表层沉积物的主、微量和稀土元素分析结果表明:区内沉积物主要由陆源物质与热液源物质组分组成,Hg、Au、Sb、Cu、Pb、Zn、Ba、As、Fe和Co等微量元素富集;沉积物的化学风化程度中等,A-CN-K图解表明其暂未受到钾交代影响,且其母岩成分接近花岗闪长岩;北美页岩标准化稀土配分模式曲线整体较为...     

南黄海表层沉积物中正构烷烃的组成特征、分布及其对沉积有机质来源的指示意义

黄海是1个重要的碳汇,其沉积物有机质来源复杂多样,而且在碳循环中的作用不同。边缘海有机质来源的定量估算是碳循环研究中的1个重要内容。正构烷烃是1种常用的指示有机质来源的生物标志物。本文对南黄海63个表层沉积物中正构烷烃的分布及其组成特征进行分析,并与其它生物标志物指标进行对比。结果显示,南黄海区域表层沉积物中正构烷烃多呈现双峰群分布,前峰群短链烷烃无明显奇偶碳数优势,主要来自海洋浮游藻类和细菌;后峰群长链烷烃具有奇碳数优势,主要来自于陆地高等植物,其中草本植物和木本植物来源所占比例相近。短链和长链正构烷烃在黄海中部都有高值分布,主要受中部细颗粒沉积物的吸附作用及较低的沉积速率影响。陆源海源烷烃含量比(∑T/∑M)和陆源海源优势烷烃含量比(TAR)对沉积有机质来源的指示是一致的,北部和近苏北沿岸处有高比值分布,指示有较高的陆源输入;低比值区分布于中南部,指示陆源输入较少。∑T/∑M(以及TAR)与生物标志物指标(∑T/1.5∑B)的分布趋势相似,只是北部高值区相对明显程度有所差别,可能与北部细菌作用较强、水深较大导致短链正构烷烃降解程度较大有关。     

东太平洋海隆13°N表层含金属沉积物物质组成与元素赋存状态

为了解不同类型含金属沉积物在物质组成和元素赋存状态的差异,对东太平洋海隆13°N洋中脊两侧表层含金属沉积物(站号:E271和E53)进行了矿物学、地球化学分析,顺序提取实验,并与前人对轴部表层沉积物(站号:17A-EPR-TVG1)的研究结果作了对比分析。研究结果表明, E271和E53是远端含金属沉积物,由非浮力热液羽状流中颗粒物沉降所形成的;17A-EPR-TVG1沉积物是近喷口含金属沉积物,由黑烟囱或者热液硫化物丘状体崩塌、堆积,或者由热液羽状流中Fe-Mn氧化物和硫化物快速沉淀而形成的,近喷口沉积物比远端沉积物更富集Fe、Cu和Zn等元素。元素在两种含金属沉积物中的赋存状态基本相同,除了Fe,Cu,Zn,Mo和稀土元素(REE)等元素在远端沉积物中主要存在于Fe-Mn氧化物相,在近喷口沉积物中主要在残留相中。远端沉积物中REE页岩标准化配分模式与海水相似,表明REE主要来自海水,而近喷口沉积物中REE配分模式与热液流体相似,说明REE以高温热液流体来源为主。相关研究结果加深了对热液沉积作用研究的认识。     

长江口及邻近海域现代沉积物中正构烷烃分子组合特征及其对有机碳运移分布的指示

报道了长江口及邻近海域现代沉积物中正构烷烃的浓度及分布特征,通过因子分析法对正构烷烃来源进行了探讨.结果表明,调查站位正构烷烃主要可归纳为3种类型:陆源输入优势型(单峰群)、陆源和海洋内生混合类型(双峰群)和石油类污染类型(单峰型,不具奇偶优势).长江口邻近站位正构烷烃色谱指标的突变,是长江河口区2种不同水团造成沉积物差异的客观反映.除P4外,研究站位总正构烷烃含量(∑n-Alk)与有机碳总量(TOC)相关性良好,且长江口东南-浙江沿岸软泥区正构烷烃的陆源高等植物组分(TER-Alk)、海洋内生组分(PL-1)、奇偶碳优势指数(CPI)等指标与运移距离呈线形关系.在因子分析显示不同来源的4种正购烷烃中,以陆源烷烃输入比重最大(51.5%),在陆源烷烃中又以东海河流物质贡献最大(49.1%);根据因子负荷差异,推测东海北部沉积有机质可能多数来源于苏北沿岸及老黄河口水下三角洲,冲绳海槽区则可能大部分来源于长江及东海内陆架物质,并探讨了其运移机理.