中印度洋海盆埋藏型锰结核中稀土元素的分布和特征

稀土元素(REE)作为锰结核和结壳生长过程的示踪物在近十年里得以详细研究，但需做进一步的工作．因为REE可以解释各种不同沉积环境以及相关的生化体系的地球化学作用过程，可以解释控制锰结核生长的复杂过程．Ce的两种状态的氧化物使其成为REE中唯一能解释沉积环境氧化还原条件的元素．     

中印度洋海盆多金属结核地质特征

利用"大洋一号"2007年在中印度洋海盆采集的多金属结核和沉积物样品,采用X射线衍射、穆斯堡尔谱、X荧光分析、ICPMS等方法,对样品进行了矿物学和化学成分分析,并与东太平洋海盆我国开辟区多金属结核进行了对比.印度洋结核区海底沉积为含黏土硅质软泥,结核呈菜花状、碎屑状、杨梅状和连生体4种类型产出,大小为0～6 cm,平...     

中印度洋洋盆GC11岩心富稀土深海沉积的元素地球化学特征

对中印度洋洋盆的沉积GC11岩心开展了主量元素、微量元素和稀土元素分析研究,根据主微量元素相关性特征、稀土元素富集程度以及澳大利亚后太古代平均页岩归一化模式特征,初步探讨了GC11岩心的沉积地球化学特征,以及影响稀土元素富集的可能因素。研究表明,GC11岩心稀土元素总量在400.64×10?6～742.74×10?6,平均值为658.41×10?6,略低于邻近海域的GC02岩心,与沃顿海盆DSDP213岩心中含沸石型深海粘土层位中的稀土元素含量相当。δCe负异常明显,(La/Yb)_N为0.42,显示重稀土相对富集的特点。稀土元素与P₂O₅呈显著正相关性,CaO/P₂O₅的平均值为2.3,表明生物钙磷灰石可能是稀土元素的主要载体矿物,而铁锰水合物可能对富集稀土元素有一定的促进作用,但影响不大;GC11岩心中δCe负异常程度远低于GC02岩心,略低于DSDP213岩心,中稀土富集特征与GC02和DSDP213岩心基本一致。不同程度陆源物质的混入可能是导致以上不同岩心中稀土元素富集程度和分馏特征的主要原因。     

南黄海中部沉积岩心的稀土元素地球化学特征

根据南黄海中部所取得的3个柱状样岩心资料,对该区域的稀土元素地球化学特征进行了分析研究。结果表明：地层中稀土元素含量的变化反映了物源环境,为地层划分提供了有效的信息;相关分析表明,稀土元素与Ti,Co,Ni,Fe等元素呈正相关,而与Ca,Sr等元素呈负相关;球粒陨石标准化的稀土元素（REE）分布模式也表明了研究区沉积环境有一次较大的变化;稀土元素的富集因子和判别函数研究表明,该区域的物质来源可能与黄河的物质较为密切。     

西南印度洋中脊热液产物稀土元素组成变化及其来源

对西南印度洋中脊热液区不同热液产物稀土元素(REE)进行了分析,探讨了热液产物形成过程中稀土元素组成变化及其来源。研究结果表明:不同热液产物稀土元素总量变化范围从3.47×10-7到4.80×10-5,轻重稀土比值(LREE/HREE)从2.06到6.16,表明轻重稀土有较大程度分异,δEu异常(δEu=0.86~3.88)和δCe异常(δCe=0.40~0.86)显示热液产物中REE呈Eu富集和Ce亏损特征。稀土元素球粒陨石标准化模式呈现两种类型:(1)呈轻微富集LREE的平坦模式,REE大于2×10-5;(2)呈显著富集LREE和正Eu异常模式,REE小于5×10-7。模式1类似于洋壳火山岩REE配分模式,而模式2与西南印度洋中脊黑烟囱REE模式相似,也与典型洋中脊热液喷口流体和硫化物LREE富集和正Eu异常模式类似。热液产物中稀土元素含量变化和模式特征以及Mg与LREE极强正相关关系可能反映了西南印度洋中脊硫化物形成在热液流体与海水混合沉淀的初始阶段,后期经历了广泛的热液流体再循环和海水蚀变过程。     

印度洋海水营养盐添加模拟实验中浮游植物生长的营养盐限制作用

借助"中国首次环球科学考察航次",在印度洋海区进行了N、Fe、N+Fe以及N+Fe+P的营养盐添加模拟实验。通过对实验过程中水体营养盐浓度、叶绿素a(Chl-a)浓度以及温度等参数进行分析,探讨了添加不同营养盐对该实验海区浮游植物生长的影响。结果表明,N的添加会引起浮游植物的快速爆发,而单独添加Fe并不能刺激浮游植物快速生长,N、P联合作用对浮游植物生长的影响远远大于单独N的作用。另外,在实验海区浮游植物优先利用海水中的硝酸盐,在硝酸根耗尽后,海水中可被利用的P会促进浮游植物的生长。实验过程中水体N/P比值的变化同叶绿素a浓度以及浮游植物生长速度(R)没有可对比性,而且N/P比值与后两者之间的相关性都差,所以认为水体中N/P比值并不能单独决定浮游植物生长。此外,实验水体温度同Chl-a浓度和R值之间相关性分析表明,水体温度虽对浮游植物生长有重要作用,但不能控制浮游植物生长。     

中印度洋海盆富稀土沉积地球化学特征及富集机制研究

本文对中印度洋海盆深海富稀土沉积区两根柱样GC02和GC06开展了沉积物涂片观察,X-射线衍射分析,主量、微量和稀土元素分析,以及单矿物原位微区地球化学分析等,探讨了其地球化学特征、物质来源及稀土元素（REY）的富集机制。结果表明,GC02柱状沉积物类型为钙质黏土和沸石黏土,GC06柱状沉积物类型为钙质黏土、含沸石黏土和沸石黏土。稀土元素主要在含沸石黏土和沸石黏土中富集。北美页岩标准化（NASC）配分模式指示沉积物的REY主要来源于海水,矿物学和地球化学等特征表明该地区沉积物陆源组分可能主要源于澳大利亚的风尘物质。元素相关性和CaO/P₂O₅比值等指示了深海富稀土沉积中REY的主要赋存矿物为生物磷灰石（鱼牙/骨等）,其次为铁锰微结核。本文总结和探讨了深海富稀土沉积的形成机制,完善了深海富稀土沉积形成过程的概念模型。     

中印度洋海盆的火山灰层和浮石与锰结核的关系

中印度洋海盆生物硅质沉积区的锰结核有三种主要核心类型：(1)蚀变火山灰层碎块；(2)长英质浮石；(3)固结的残余沉积物(红粘土类型)．结核中的形态变化是由于核心的形成、堆积过程(成岩或水成成园堆积)和结壳厚度所造成的．     

西南印度洋中脊岩石地球化学特征及其岩浆作用研究

作为超慢速扩张脊的代表,西南印度洋中脊(SWIR)因其独一无二的地形地貌特征、洋壳结构、洋壳增生机制、岩浆和热液活动以及深部动力学过程,近30年来成为国内外研究的热点区域。基于近年来对SWIR玄武岩、辉长岩及橄榄岩的岩石学和地球化学研究成果总结,重点探讨了沿SWIR轴向（大尺度）以及单个洋脊分段（小尺度）的岩石地球化学变化特征及其影响因素,阐述了SWIR的岩浆供应及洋壳增生模式。其中,在9°～16°E斜向扩张脊,以构造作用为主的洋脊扩张模式导致了更宽的洋壳增生带和显著的地球化学异常;而在50°～51°E脊段,发育了强烈的火山活动,其成因机制包括克洛泽热点与洋中脊相互作用、微热点、古老熔融事件的残留地幔再熔融等几种观点。此外,西南印度洋中脊龙旂热液区（～49.7°E）的最新研究表明,其热液循环路径与拆离断层的发育密不可分,热液流体循环最深可达莫霍面以下6 km。因此,在今后的一段时间,应进一步加强SWIR不同空间尺度地幔源区性质、洋中脊构造与岩浆作用过程、热点-洋中脊相互作用和岩浆-热液活动与成矿等主要科学问题的研究。     

中拐地区二叠系致密砂岩成岩作用及其控制因素

准噶尔盆地中拐地区二叠系佳木河组为扇三角洲环境下形成的富火山岩岩屑的致密砂岩储层。综合运用岩心观察、薄片鉴定、物性测试等对佳木河组储层成岩作用特征及其控制因素进行了研究,结果表明:佳木河组储层机械压实作用和胶结作用强,导致储层致密化;浊沸石、片沸石和方沸石是主要胶结作用产物;受佳木河组顶部不整合及烃源岩演化影响,发育弱酸性大气水溶蚀和晚期有机酸溶蚀2期溶蚀作用,浊沸石和方沸石溶孔是其主要表现形式,溶蚀面孔率平均为0.74%。而储层岩性、沸石胶结和逆掩断层活动控制佳木河组储层压实作用;火山岩岩屑是沸石胶结的物质基础,沉积相带和岩性控制不同区域沸石胶结物类型的差异性;弱酸性大气水淋滤是导致佳木河组储层溶蚀的主要原因。     

海岸沉积物中微量金属的早期成岩作用行为用作指示过去生成环境的变化

沉积物中有机质在氧化降解作用时，结合态金属Ni、Cu和Cd被释放入孔隙水中和返回水柱中．海岸沉积物的最上部沉积物层的孔隙水中，溶解的Cu．Ni和Cd通常比底层水富集．在较深的缺氧沉积物中，溶解的金属含量一般较低．     

太平洋东部ES0103柱状样品中可溶有机质的组成变化及其早期成岩作用

利用2001年采自太平洋东部ES0103站位的多管沉积物柱状样品,采用GC/MS对沉积物中的可溶有机质(氯仿沥青"A")及其族组成(饱和烃、芳烃、非烃和沥青质)、正构烷烃、类异戊二烯烃和萜类化合物进行了定量分析,结果表明:(1)氯仿沥青"A"中的非烃较饱和烃和芳烃的含量高,反映出该海区沉积物中有机质的演化程度较低.(2)正构烷烃的碳分子数范围多为nC14～nC34,CPI值略显奇偶优势,轻重烃比值(nC23-/nC24 )较低;类异戊二烯烃的Pr/Ph值较低,显示出该海区沉积物中的烃类是在较强的还原环境下形成的低成熟烃类,其母质来源主要为大型低等水生生物.(3)总有机碳与显晶蜡产率、氯仿沥青"A"均呈明显正相关关系,表明有机质相对富集层位所处的沉积环境也有利于高蜡烃的形成,成烃演化与成岩作用阶段有较好的对应关系.而萜类化合物的Ts/Tm值在表层和深部差别不大,显示出典型的低成熟烃类的特征.由此可见, ES0103柱状样品所处海区的沉积物为在较强还原环境中形成的,其有机质演化程度较低,为早期成岩作用阶段的产物.     

钙质成岩作用对有孔虫氧同位素的影响

通过对南海北部ODPl84航次1148站井深477m之下深海相渐新世浮游有孔虫Globoquadrina压扁壳、次生方解石和充填壳的氧同位素对比，定量分析了钙质成岩作用对壳体氧同位素的影响，结果发现，受成岩作用影响，1148站浮游有孔虫氧同位素显著变轻，这种变化趋势与低纬度开放性大洋明显不同。其原因可能与南海海盆扩张早期，大量陆源物质从较窄陆架可以直接沉积到海底，由于陆源物质氧同位素相对偏负，当与海洋沉积物混合后，引起本区沉积物孔隙水氧离子浓度变轻。而扩张初始，高的沉积速率可能使钙质壳体被快速封存在一个相对孤立的系统中，造成孔隙水离子成为影响壳体氧同位素变化的主要因素。当氧同位素相对较重的有孔虫壳体溶解和重结晶并与孔隙水离子发生交换时，引起壳体δ^18O负向偏移。