南海北部表层沉积物碳酸钙含量及主要钙质微体化石丰度分布

通过研究南海北部陆坡至深海平原表层沉积物碳酸钙含量、浮游有孔虫壳体丰度、钙质超微化石丰度空间分布, 认为研究区碳酸钙溶跃面位于水深约3000m处, 碳酸钙补偿深度(CCD)位于水深约3500m或者更小水深。浮游有孔虫壳体、钙质超微化石是表层沉积物碳酸钙的主要组分, 浮游有孔虫壳体对数值、钙质超微化石丰度均与碳酸钙含量对数值呈较好线性关系。水深3000m以浅的表层沉积物中, 碳酸钙含量对数值、浮游有孔虫壳体丰度对数值随水深增大趋于线性减小, 而钙质超微化石丰度随水深增大而趋于线性增大。浮游有孔虫壳体丰度和钙质超微化石丰度分布差异可能与这两类碳酸钙颗粒沉积学行为不同有关:浮游有孔虫壳体丰度随水深的变化可能主要受到陆源粘性颗粒稀释作用; 钙质超微化石和陆源粘性颗粒沉积学行为相似, 可能主要在海底边界层参与絮凝作用和反絮凝作用, 随水深增大皆趋于富集。随着水深从3000m逐渐增大, 碳酸钙溶解作用成为海底碳酸钙分布的主要影响因素, 碳酸钙含量对数值与浮游有孔虫壳体丰度对数值随水深增加呈加速减小趋势, 而许多表层沉积物不含或贫钙质超微化石。然而, 所有表层沉积物碳酸钙都没有被溶解殆尽。通过碳酸钙严重不饱和环境下表层沉积物碳酸钙含量的分布, 识别出一些底流活动的影响。特别地, 在中沙北海岭周缘深海平原存在浮游有孔虫壳体与钙质超微化石高丰度带, 该高丰度带可能是底流作用下快速沉积的结果。碳酸钙含量小于约2% 的许多表层沉积物具有浮游有孔虫壳体贫乏、钙质超微化石相对富集的特点, 该现象很可能与这两类碳酸钙颗粒粒径悬殊有关, 体积微小的钙质超微化石更有机会成为永久性沉积物。     

南黄海表层沉积物中微体化石的沉积特点及物源分析

借助于对南黄海表层沉积物中微体化石的分析,探讨了不同的微体化石数量及组合的分布特点、沉积特征、微体化石浮有孔虫、钙质超微化石与黑湖、黄海暖流、黄海冷水团、黄海沿岸流之间的关系。同时根据本区的粒度分析资料,把表层沉积物划归为下类型。南黄海中、西部、１粘土沉积。２．粉砂质粘土沉积,３．细砂与粉砂沉积,４．砂砾告示浊杂沉积;东侧;从北至南依次排列为砂１泥质沙１、沙质泥和泥质沉积。此 南黄海表层沉积物的物     

深海沉积物中碲异常的成因

碲在地球上是一种稀有分散元素，碲在地壳中的丰度很低，仅为1.0ng/g；但碲在富钴结壳、海底多金属结核、党海沉积物和陨石中的丰度异常高。为了查明深海沉积物中碲异常的原因，笔者对比分析了深海沉积物中磁性部分与全岩的碲含量和氦同位素组成。结果显示磁性部分的He含量和3He/4He比值及Te含量较全岩的值明显偏高；3He含量与Te含量同步变化；在3He－Te关系图上，二者具明显的正相关关系。本文首次提出深海沉积物中的碲异常与氦同位素异常一样可能是由宇宙尘注入引起的；海底多金属结核和富钴结壳中的碲异常可能也与宇尘有关。     

古环境研究中深海沉积物粒度测试的预处理方法

对深海沉积物样品进行粒度测试前,应根据研究目的,在预处理过程中有效去除碳酸盐和生物硅,同时完好保留陆源碎屑组分,才能使测试结果准确反映古气候和古环境变化。对采于南海的样品分别加入不同剂量浓度为10％的盐酸或浓度为25％的醋酸,以及不同剂量的NaOH或Na2CO3,同时利用有机元素分析仪、硅钼蓝比色法、环境扫描电子显微镜分析、观察不同方法的预处理效果,并结合粒度测试的结果认为,对于碳酸盐,盐酸和醋酸均可将其有效去除,但由于少量盐酸仍会对陆源矿物组分造成破坏,因此应使用酸性较弱的醋酸;对于生物硅,大剂量的Na2CO3仍难将其有效去除,而使用小剂量的NaOH即可去除干净,但需控制剂量以避免破坏矿物组分。针对南海沉积物中的各种生物组分含量,确定了醋酸和NaOH的使用剂量并建立了预处理流程。     

深海大型沉积物波的特征与成因

20世纪60年代末期以来,随着深海钻探计划(DSDP)及大洋钻探项目(ODP)的成功实施,一个引人注目的发现是在世界各大洋盆地中2000～4500 m深海底广泛发育一种大面积分布的大型沉积物波,包括沙波和泥波,特别是泥波更为普遍.     

深海沉积物中硅质小球的稀土元素丰度特征

近年来对宇宙尘的研究已成为宇宙化学和天文地质学界中的一个很活跃的领域。作者利用中子活化法测定了从深海沉积物中挑选出的硅质和玻璃质小球中的微量元素的含量。结果表明,这些硅质和玻璃质小球主要属地外来的物质。     

深海沉积物中稀土元素的富集成矿作用

我国虽是稀土大国,但重稀土仍是十分紧缺的关键金属资源。2011年日本学者Kato等在太平洋深海盆地中发现了大规模富含稀土元素的沉积物,引起世界各国高度重视。深海富稀土沉积物广泛分布于海底,其富集稀土元素尤其是相对富集重稀土元素等关键金属,是继大洋结核结壳、洋中脊热液硫化物、天然气水合物之后一种重要的海洋矿产资源。目前太平洋和印度洋中都证实有大面积富稀土沉积物的存在,我国科学家将深海稀土资源分为4个主要成矿远景区,其中太平洋3个,印度洋1个。富稀土沉积物的矿物组分主要包括生物成因磷灰石（鱼牙和鱼骨）、微结核（铁锰氧化物或氢氧化物）、沸石、黏土矿物等,其中生物磷灰石是最重要的稀土载体。稀土元素直接来源于上覆海水和孔隙水,热液和火山活动可能也有贡献。水深、沉积速率和氧化还原环境等是控制深海稀土元素富集的重要因素,强底流、海底火山和热液活动以及气候事件所导致的陆源输入的变化也会对深海稀土富集产生重要影响。深海稀土成矿作用仍然存在一些尚未解决的科学问题,需进一步加强深海富稀土沉积物成因及超常富集机制等的研究,以丰富和完善深海稀土的成矿模型,为我国在深海稀土富集区的勘探研究与实践提供重要借鉴。     

关于深海锰结核中“纳米级超微生物化石”的思考和建议

本文对最近从东太平洋深海锰结核中发现的“纳米级超微生物化石”提出不同看法,并对今后研究工作提出了建议。由于太平洋螺旋孢菌和中华微放线菌在形态构造上存在多解性,它们的生物性和亲缘关系还有待进一步确认。     

沉积物中趋磁细菌趋磁性优势的实验研究

趋磁细菌依靠其体内生物合成的磁小体颗粒沿地球磁场定向排列和游动,称为趋磁性。沿磁场的定向排列被认为可以使磁菌更有效地到达最佳生存环境,即趋磁性对磁菌的优势所在。目前对趋磁性优势的研究大多数集中在水环境或培养液环境下,而对于自然沉积物中趋磁性优势的理解还停留在假说阶段。越来越多的研究显示,磁菌在沉积物中的行为方式与水环境中所观测到的现象差别很大,因此,对趋磁性优势的研究也需要在沉积物环境中进行。本文我们通过对比在地磁场、近零磁场和反转磁场条件下两种磁菌：球菌和杆菌（Candidatus Magnetobacterium bavaricum）的时空变化,揭示在沉积物中趋磁性对趋磁细菌的作用。结果显示趋磁性对两种磁菌存在不同的作用,M. bavaricum 在近零磁场条件下数量明显下降而在地磁场下又重新恢复,说明趋磁性优势对M. bavaricum 的积极作用,然而球菌在近零磁磁场条件下的数量和分布与地磁场条件下相似,可能说明球菌在利用趋化性和行为方式上与M. bavaricum 有很大不同。M. bavaricum 在反转磁场条件下数量减少,而球菌则接近消失,说明球菌受极向趋磁性的影响比M. bavaricum大。两种磁菌因受沉积物环境和自身趋化性的影响在趋磁性上表现不同,可能M. bavaricum存在不同的趋磁性特点。本文实验结果说明对趋磁性的理解需要立足于复杂的沉积物环境。     

深海沉积物分类与命名的关键技术和方案

对地质研究的对象进行科学合理的分类,是地学研究的重要内容之一.为建立科学合理、量化统一、操作简便的深海沉积物分类与命名方案,详细分析国内外深海沉积物分类与命名现状,深刻了解海洋沉积物组成与分布,深入研究深海沉积物的水深、平均粒径和粘土含量3项参数指标,通过分析涂片鉴定粘土、钙质生物、硅质生物这三者的含量、粒度和化学分析之间的差异,建立钙质生物、硅质生物与CaCO₃、生物SiO₂的量化关系,完成沉降法和激光法粒度分析资料的对比和校正,分析深海沉积物分类与命名的兼容性和可比性.在上述研究成果基础上,自主创新提出深海沉积物分类与命名方案及其关键技术.深海沉积物类型简分法把深海沉积物分为深海粘土、钙质软泥、硅质软泥、粘土-硅质-钙质软泥4类,它能满足一般性海洋地质调查要求,达到基本了解深海沉积物类型的目的,在兼容世界深海沉积物类型现状的同时,充分考虑到混合沉积物的存在.深海沉积物类型细分法在简分法基础上细分了16种沉积物,使分类与命名更加详细和全面,满足海洋地质详细调查研究的要求.深海沉积物分类与命名方案与浅海沉积物分类与命名比较,在图形、类型指标、种类数量、冠字冠名法、混合沉积物表示法、可操作性等方面具有可比性,使浅海到深海的沉积物分类与命名呈渐变和有机联系.      

海洋沉积物孔隙水中溶解无机碳(DIC)的碳同位素分析方法

海水中往往含有一定量的溶解CO2（以HCO-3存在），其δ13C值组成十分恒定，一般在0‰值附近。赋存在海底沉积物中的孔隙水往往含有比海水更高的溶解CO2含量，且其碳同位素组成变化极大。对这些溶解CO2的碳同位素组成进行分析，能够为我们了解海底沉积物沉积-成岩过程和生物地球化学过程提供十分丰富的信息。为此，开展了沉积物孔隙水中溶解CO2 (DIC)的碳同位素分析方法的研究。 采用的仪器为德国Finnigan公司生产的连续流质谱仪（Delta Plus XP）及与之联机的多功能制样装置(Gas Bench)。 Delta Plus XP为稳定同位素比值质谱仪，可以进行C、H、O、S、N等稳定同位素比值的测定，内精度小于0.1‰，外精度为0.1‰,稳定性好于0.03×10-6nA/h。Gas Bench为多功能在线制样装置，可进行CO2-H2O平衡法氧同位素，溶解二氧化碳碳同位素，碳酸盐碳氧同位素，空气中氮同位素及氮总量的前期制样，由于使用自动制样系统，具有处理时间短，效率高的优点。 样品分析过程：首先在自动进样器中对样品管进行烘烤(45℃)，然后拧紧瓶盖向样品管中充入氦气（16 min/管），充气完毕之后开始加人样品，使用注射器向管中注射0.5 mL样品，下一步使用加酸装置向管中注人磷酸反应平衡，磷酸用量大约0.3 mL左右，反应式如下： H3PO4＋HCO-3 aq===CO2(g)+H2PO- 4…+H2O…… 平衡1h后利用氦气将反应生成的气体CO2送人Delta Plus XP质谱仪测试。 实验过程中，制备了3个水样标准。NJWCS-l为直接取自实验室的Mill-Q纯净水，NJWCS-2为Mill-Q纯净水经蒸沸再冷却后，装人一密封的瓶子中，并向瓶中通人实验室用超纯钢瓶CO2气约4h，使CO2气充分溶解在水中并达到平衡。该瓶气体的δ13C值为-21.85‰。NJWCS-3为南京大学的自来水。 在不同时间对上述标准水样进行碳同位素组成测试结果表1。 实验过程中，选取3个采自南海北部某区海底沉积物孔隙水样品，进行了多次重复测试。结果表明，测试结果十分稳定。其中S-1的δ13C值（-5.11±0.12)‰( n=4); S-2的梦δ13C值（-27.13±0. 02)‰( n=2);S-3的δ13C值（-29.34±0.37)‰（n＝2)。 综上所述，通过笔者建立的分析方法，可对沉积物中孔隙水溶解无机碳碳同位素组成进行准确测试。这一方法的建立，有利于对海洋沉积物孔隙水中可能存在的碳同位素组成异常及其与天然气水合物的关系进行深人探讨。同时，该方法也完全适合于测定自然界中其他水体（如湖水、河水、油田卤水、地下水等）的溶解无机碳的碳同位素组成，因而该方法有着广泛的应用前景。     

深海沉积物及多金属结核中微量元素的光谱测定

用全燃烧法一次曝光发射光谱同时测定了大洋深海沉积物和多金属结核中多个微量元素;重点考察了缓冲剂和分析条件的优化,解决了大洋试样吸湿性强、光谱相互干扰多及激发时易喷溅等问题。所测项目有Ｂ、Ｂａ、Ｂｅ、Ｃｏ、Ｃｒ、Ｃｕ、Ｇａ、Ｌａ、Ｍｏ、Ｎｂ、Ｎｉ、Ｐｂ、Ｓｃ、Ｓｒ、Ｔｌ、Ｖ、Ｙ、Ｙｂ、Ｚｎ和Ｚｒ共２０项。用国家一级深海标准物质对方法进行检验,所得结果与标准值相符,相对标准偏差（ｎ＝３０）大多在１０％左右。方法用于新研制的大洋标准物质ＧＳＭＳ＿２,３和ＧＳＰＮ＿２,３定值分析,结果与初定值符合。     

富稀土深海沉积物中稀土元素载体矿物的研究进展与展望

广泛分布于太平洋与印度洋的深海富稀土沉积物是一种重要的稀土资源,其储量远超陆地稀土资源的储量,并具有富含中-重稀土元素、易于浸出等优点。已有研究表明,稀土元素的含量、赋存状态和成矿机制与载体矿物的类型、结构和性质之间的关系密切,且载体矿物本身是未来勘探开采深海稀土资源和进行稀土选冶的直接对象。本文回顾了深海富稀土沉积物中的主要载体矿物类型及其稀土元素赋存机制等方面的研究结果,并展望了未来富稀土沉积物中载体矿物的研究方向。太平洋和印度洋深海沉积物中最主要的载体矿物包括磷灰石、铁锰（氢）氧化物、粘（黏）土矿物以及钙十字沸石。稀土元素以耦合替代的形式进入磷灰石结构中,在铁锰结核中,稀土元素主要通过表面络合吸附的形式赋存,而有关钙十字沸石与粘土矿物对稀土元素的富集作用仍有待通过深入的微区矿物学分析厘清。未来相关研究的重点应是海洋沉积物中稀土元素载体矿物的定量分析,以及稀土元素载体矿物溶解-重结晶过程对稀土元素富集迁移的影响等。     

用脉冲磁场方法研究现代沉积物中趋磁细菌的趋磁性和趋化性

光学显微镜下直观显示水体环境中趋磁细菌沿磁场方向定向排列和游动,人们对其认识主要来自这些镜下观察的总结。但实际上趋磁细菌主要生活在沉积物环境中,很难对它们进行直接观察。因此,趋磁细菌在沉积物环境中的趋磁性、趋化性、以及在记录古地磁过程中可能起到的作用等方面均尚未得到足够实际观测数据的支持。本研究利用脉冲磁场反转趋磁细菌(Candidatus Magnetobacterium bavaricum)极性的特性,将趋北趋磁细菌(NS)转变为趋南趋磁细菌(SS),并在只含有NS的沉积物中以脉冲磁场反转的SS为"示踪体",分析趋磁细菌在沉积物环境中的趋磁性和趋化性。使沉积物所处的外界磁场与脉冲磁场方向保持一系列角度Φ(0°~180°),利用施加脉冲磁场后出现的SS%与Φ关系估算趋磁细菌在沉积物中沿外界磁场的排列程度,证实了趋磁细菌在沉积物中沿地磁场排列程度非常低(<1%)。将脉冲SS分别置于4种不同的磁场条件(磁场方向指向上、指向下和水平)和生存环境(上部适宜环境和下部不适宜环境),一定时间后SS的垂直分布相对直观地证实了:趋磁细菌游动方向受趋化性决定,趋磁性的优势在于使趋磁细菌更有效地到达其最佳生存环境。脉冲磁场方法在理解和研究沉积物中趋磁细菌趋磁性、趋化性和古地磁应用方面有可观的应用前景。     

答《关于深海锰结核中“纳米级超微生物化石”的思考和建议》一文

本文详细讨论了东太平洋深海锰矿结核中新发现的中华微放线菌和太平洋螺球孢菌究竟是不是超微结构，首先，它们是笔者根据形态，结构和元素成分作为超微生物化石进行鉴定的，其次，透射电子显微镜中可以清楚地区分出完整的微生物结构，包括菌丝，孢子，孢囊和菌落等，它们之间的尺寸比例也是适当的，此外，透射电子显微像还揭示，深海锰质叠层石的纹层就是这些超微生物韵律性生长的结果，与滨海叠层中的纹层十分相似，笔者认为，已知微生物的最小尺寸不能作为否定新发现的超微生物化石的依据。本文还讨论了超微生物化石的术语问题。     

磁测在甘肃磁性矿产找矿中的作用和效果

通过对磁性矿产资源预测,对甘肃航地磁异常分布与磁性矿产对应关系进行整理,揭示了磁测在甘肃省磁性矿产的找矿中起到重要作用和取得明显效果。建议应在祁连山区开展较大比例尺航空磁测工作。     

渤海沉积物中氮的形态及其在循环中的作用

利用分级浸取分离法首次将自然粒度下渤海表层沉积物中的氮分为可转化态氮和非转化态氮，并将可转化态氮区分为四种形态：离子交换态氮(IEF—N)、碳酸盐结合态氮(CF—N)、铁锰氧化态氮(IMOF—N)及有机态和硫化物结合态氮(OSF—N)，并对其分布进行了研究，估算了各形态氮对沉积物-海水界面循环的贡献。结果表明，渤海沉积物氮中可转化态氮占总氮(TN)的比例为30．85％，其中IEF—N、CF—N、IMOF—N和OSF—N所占比例分别为3．67％、0．31％、0．42％和26．45％，其分布呈现不同的地球化学特征，分布的控制因素亦不同；各形态氮释放的顺序与其在沉积物中结合的牢固程度一致，对界面循环的相对贡献随时间尺度发生变化，绝对贡献的大小与其在沉积物中的储存量大小一致，为0SF—N(84．6％)＞IEF—N(13、0％)＞IMOF—N(1．4％)＞CF—N(1、0％)；非转化态氮占TN的69．15％，其中约有49％是由于粒度因素所致。     

最新观测发现深海水循环中对流作用的机理

异重水在全球温盐合成环流系统中起重要作用，它的形成与深层对流有关。本文通过混合层低温脉冲与加入边界深洋流的异重水特性比较，提出了深层环流作用机理，并利用机理进行预测，与实测结果相符，证明了所提深层环流作用机理的正确性。