马里亚纳海槽沉积岩心主要元素的地球化学特征

深海沉积物地球化学的早期研究工作证明,岩性不同的深海沉积物中主要元素的含量差别很大,而且某些深海沉积物所聚集的痕量元素则明显不同于大陆和近岸环境下的沉积[1].本文研究的61KL和57KL岩心是在1988年7～8月,中国-联邦德国马里亚纳海槽和西菲律宾海盆海洋地质联合调查期间取得的.对岩心样品进行了9种主要化学元素的分析.     

北极深海沉积物中细菌和古菌群落结构研究

在北极深海沉积物生态系统中,微生物的群落结构由有机质输入、能量的可用性及其他环境因素决定.然而,全球气候变暖及其导致的冰盖提前融化正在影响微生物的多样性.为描述北极深海沉积物中的微生物群落结构及其与环境因素的相关性,我们利用罗氏454对北极深海沉积物样品的16S rDNA扩增子进行了测序,对细菌和古菌群落的丰富度、成分、结构及其系统发育分类地位进行了描述.硫还原和化能有机营养类是细菌群落中的主要类群;而古细菌群落主要是由微生物的关系最为密切的氨氧化奇古菌门(96.66%)和产甲烷古生菌界(3.21%).这项研究描述了北极极点附近深海沉积物(> 3500米)中的微生物多样性,将为以后研究类似环境中微生物代谢过程和途径等功能分析奠定基础.     

冲绳海槽沉积物分类和层序划分的初步意见

冲绳海槽是西太平洋边缘海盆地之一,也是琉球群岛与东海陆架间的天然分界.其主体部位的水深大于1000米,物质来源广泛,沉积环境比较复杂,是研究半深海沉积模式的重要海区之一;同时,也是研究沟、弧、盆系有意义的海区.国内对半深海沉积物分类尚无一定方案可循,对海槽松散沉积物层序也从未做过划分,尽管目前资料尚感不足,然做一些初步分析和探讨,对全面了解东海第四纪晚期的地质特征,或许会有所裨益.笔者根据1980年8—9月间海洋地质调查局与海洋地质研究所联合调查的资料,对海槽沉积物和沉积区进行尝试性划分,并对其层序划分提出初步建议,就正于读者.     

《现代海洋沉积矿物及其X射线衍射研究》一书出版

七十年代以后,人类对世界海洋矿产资源(如深海锰结核等)已从考察阶段进入勘探开发阶段,随着研究的不断深入,大量新的分析技术引进了海洋地质学领域.本书是专门介绍X射线衍射技术在海洋地质研究中的一些独特的应用.X射线衍射技术,成为深海钻探船《格洛玛·挑战者》号在执行全球各大洋深海钻探计划中,研究深海岩芯样品的常规分析方法,效果很好,使海洋沉积物的研究从过去定性描述进入定量的分析及至深入到晶体结构、晶体化学的研究阶段.目前国内还没有这方面的书籍,国外亦无专门著作,散见于各种文献之中.作者试图从矿物学和X射线衍射实验技术两方面归纳这些材料,并结合自己工作中一些体会进行专题论述和综合,以便为使我国海洋地质界能广泛使用和深入研究这一方法做出一些贡献.     

第二节 调查船、调查方法及仪器设备

“东方红”船是1965年12月28日由上海沪东造船厂建造的中国第一艘综合性海洋科学考察船。该船设有可供94位科学工作者进行科学考察或教学实习用的实验室和住房。按全船139人计，自持力为35天，续航力为7000海里。可进行海洋水文、物理、化学、生物、气象(包括高空气象)、地质地貌、重磁和深海沉积物等方面的综合调查和科学研究工作。     

沉积物特征及类型

一、颜色 根据美国1979年出版的《岩石颜色图册》(Rock color chart),对本区39个站位144个样品进行了观色对比,并分别描述了每一样品的干、湿颜色。本区沉积物主要呈黄褐、色(8YR—10YR 3—5/1—2)、橄榄灰色(1Y—5Y 4—5/1—2)和暗黄绿色(1GY—5GY4—6/1—2);少数为灰橄榄色(10Y 5/1)。     

深海新型取样仪器-电视抓斗及使用方法

每一位海洋地质工作者都非常重视外业调查及第一手资料的获取,而这些往往得益于海洋地质调查仪器的帮助.以前我们常用的表层沉积物取样仪器,有普通蚌式抓斗、小箱式取样器、多管取样器等.这里介绍一种深海新型取样仪器--电视抓斗.目前,它在深海及大洋洋中脊资源调查,特别是在深海底块状硫化物、多金属结核、锰结壳调查等勘测中扮演着重要...     

第二节 沉积物特征及类型

根据美国1979年出版的《岩石颜色图册)(Rock color chart)，对本区39个站位144个样品进行了观色对比，并分别描述了每一样品的干、湿颜色。本区沉积物主要呈黄褐、色(8YR-10YR 3-5／1-2)、橄榄灰色(1Y-5Y 4-5／1-2)和暗黄绿色(1GY-5GY 4-6／1-2)；少数为灰橄榄色(10Y5／1)。     

海洋环境工程地质学的新领域——海洋土质学

海洋环境工程地质学是近年来形成的一门新兴的应用性很强的地质科学.它在海洋工程建设和海洋开发上,将起到十分重要的前导和基础作用.海洋土质学,它是海洋环境工程地质学的重要组成部分,它是用成因土质学的观点和方法去研究不同海域,不同沉积类型的海底沉积物的沉积环境、沉积特征、成分、沉积结构及物理、力学性质,从中分析探讨不同沉积类型的海底沉积物的物理、力学性质与它的形成环境、物质组成、物理化学特征、微结构特征的相关关系.这个研究不仅在理论上对研究海洋沉积物的工程地质性质的形成机理有重要意义,在实际应用上也将对各种不同类型的海洋开发和海洋工程建设提供工程地质依据.     

法国专家访问海洋地质研究所

应中国大洋矿产研究开发协会的邀请法国海洋开发研究院(IFREMER)深海采矿专家、法国大洋结核块研究协会(AFERNOD)主席Jean-Pierre Lenoble教授于93年11月3日至4日对地质矿产部海洋地质研究所进行了访问并做了题为“深海多金属结核研究与开发”的学术报告,对法国在深海多金属结核研究与开发中所取得的研究成果进行了较为系统的介绍。访问期间双方就共同感兴趣的深海矿产资源、滨海砂矿等研究领域进行了讨论。通过J.P.Lenoble教授的这次访问,加深了中法海洋矿产地质科学家之间的了解。     

调查船、调查方法及仪器设备

一、调查船的性能及设备“东方红”船是1965年12月28日由上海沪东造船厂建造的中国第一艘综合性海洋科 学考察船。该船设有可供94位科学工作者进行科学考察或教学实习用的实验室和住房。按全船139人计,自持力为35天,续航力为7000海里。可进行海洋水文、物理、化学、生物、气象(包括高空气象)、地质地貌、重磁和深海沉积物等方面的综合调查和科学研究工作。     

深海极端环境深部生物圈微生物学研究综述

20世纪下半叶是人类进行自然探索最为活跃的一段时期。新发现、新技术和新概念层出不穷，大大拓展了人们对宇宙和生命的视野和认识。在海洋学领域，深海热液喷口化能自养(chemolithoautotrophy)系统的发现大大激发了人们对洋底生物多样性及生命形式、过程、起源和进化的兴趣和热情(Baross et al.，1985)。最近30年相继开展的国际深海钻探计划(deep sea drilling project，DSDP)和大洋钻探计划(ocean drilling program，ODP)为我们揭示了一个以前未曾想象到的埋藏在海底沉积物和上部洋壳中的海底深部生物圈(subseafloor deep biosphere)微生物世界。近期研究表明， 深海热液系统中的嗜热和极端嗜热古菌据推测就来源于海底深部生物圈(Delaney et al.，1998;Summit et al.，2001)，由此推断，生命的真正起源就发生在地球深部生物圈内。巨大的深度和广度，使得海底深部生物圈容纳了大量的微生物生物量和新颖独特的代谢潜力(Whitman et al.，1998)。由于洋壳板块运动而产生的海底地质构造和过程的异质性、洋壳地球化学过程的复杂性，以及在漫长地质年代中的气候变迁和海洋真光层颗粒物沉降输出的历史和地理差异性，埋藏在海底沉积物和上部洋壳中的生命赖以维持和繁衍的能量供给形式具有高度的多样性， 海底深部生物圈蕴育着丰富多样的代谢形式和新颖的生理生化机制(IPSC，2001)。海洋深部生物圈内的古菌群落将作为特定地质微生物标志(geomicrobiological signature)，用来指示过去和现代海洋的地球化学变化和地质环境变迁(inagaki et al.，2001)。海洋微生物生态学研究在最近的20年中取得了一些重要进展，与全球海洋地质历史、地质事件、地质过程和地质作用相关的深海微生物生态学研究，已发展成为一门具有独特魅力的新兴学科，即海洋“地质微生物学”(geomicrobiology)。在46亿年的地球历史中，地圈和生物圈的协同进化过程主要是在微生物的作用下完成的，微生物在海洋沉积物和洋壳中的生物地球化学作用，既是微生物的生态学，又是沉积地质过程和洋壳蚀变的动力学，许多原来以为“无机” 的地质过程，其实都是生命活动的结果(汪品先，2003)。在过去的10年中，分子、遗传、生化和基因组学等现代生物技术被引入地质微生物学的研究中，不但揭示了许多地质环境的微生物多样性，而且阐明了微生物在生物地球化学过程中所发挥的独特作用及环境和生态功能(Newman et al.，2002)。海洋深部生物圈微生物的研究已成为新世纪海洋领域中地学和生物学交叉互补、综合研究前沿的一个新热点和生长点，被列入刚刚启动的国际综合大洋钻探计划(Integrated Ocean Drilling Program，IODP)研究项目的首选(IPSC，2001；中国大洋钻探学术委员会，2003)。尽管这一领域的研究才刚刚起步，却已显示了旺盛的生命力和发展应用前景。     

深海沉积物早期成岩过程中的Ba循环及其古海洋环境意义

深海沉积物蕴藏了丰富的古海洋环境变化信息.利用沉积物中的某种替代指标,有效地恢复古海洋环境变化历史是海洋地球化学家和古海洋学家致力研究的课题.海洋系统中Ba元素的地球化学行为及其与古海洋环境的关系研究表明,深海沉积物中Ba元素的丰度和变化特征能够很好地揭示古海洋环境变化信息.根据海洋系统中Ba元素地球化学研究的最新进展,系统归纳了深海沉积物中Ba的来源、富集相态及其在早期成岩过程中的行为,并在此基础上,探讨了沉积物中Ba元素丰度变化特征与古生产力和沉积物中甲烷释放通量的关系.     

邻苯二甲酸二丁酯在海洋沉积物上的吸附行为

本文对常用塑料增塑剂邻苯二甲酸二丁酯( DBP)在海洋沉积物上的吸附行为进行研究,发现它的吸附机理主要是在沉积物上的有机质间分配及表面吸附和微孔作用,吸附与有机质含量和黏土矿物的含量有一定的相关性.在实验浓度范围内,DBP在3种不同处理方式沉积物上的吸附行为分别可以用Linear和Freundlich等温式来描述.通过改变吸附条件发现,随着盐度减小、温度的增加,吸附能力减小;而随酸度的升高,吸附能力先升高后下降.此外,通过向体系中加入不同表面活性剂来模拟双溶质体系的方法,对DBP与表面活性剂的竞争吸附行为进行了研究.结果发现,十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)和吐温80(Tween80)的加入使DBP的吸附能力增强;十二烷基苯磺酸钠(SDBS)的加入使DBP的吸附能力降低.     

三十年河东 三十年河西

三十卷的《海洋地质与第四纪地质》如同年轮,记录了我国改革开放三十年来海洋地质科学的成长史.如今中国的海洋科学,已经开始进入世界大洋,活跃在世界海洋科学的前沿.新的发现证明,深海海底是地球表层和深部系统之间的通道,深海的认识已经成为地球系统科学的瓶颈.与此同时,海洋科学正在从“考察”向“观测”过渡,海底观测网正在成为观测...     

深海氧同位素第3阶段古气候—海平面变化研究进展

根据近年来的主要研究成果,简要综述了深海氧同位素第3阶段(MIS 3)气候—海平面变化特征及其沉积记录的研究进展.MIS3期间的气候变化是古气候研究中的重要组成部分,该时段的某些气候特征与现今十分类似.取自极地冰心、海洋沉积物和陆地的古气候记录表明,在MIS3阶段全球经历了一系列数百年至千年时间尺度的快速气候突变事件,其成因、机制和影响范围还存在明显的不确定性.利用深海沉积物的氧同位素、珊瑚礁阶地、陆源碎屑沉积记录分析得出的MIS3古海平面高度偏差较大,主要认为在-50～-90 m之间波动,但也有研究表明MIS3海平面可达-15～-20 m.对MIS3古气候和海平面变化的深入研究,有赖于全球范围内更多不同类型和高分辨率的地质记录所提供的证据.     

海洋沉积物不同相态中Sr、Nd同位素提取方法研究

海洋沉积物中Fe-Mn氧化物相和残渣态的Sr、Nd同位素组成能够敏感地指示洋流循环及物质来源,但实验室对沉积物中上述相态的Sr和Nd同位素的提取易产生过量或提取不完全,进而影响同位素测定结果的准确性,因此制定有效的提取流程显得非常重要。本文采用不同浓度盐酸羟胺(Hydroxylamine Hydrochloride,HH)与醋酸(Acetic Acid,HAc)混合溶液对中印度洋海盆深海沸石黏土、北极半深海沉积物以及安达曼海近海沉积物的Fe-Mn氧化物相进行提取,残渣态用HNO3-HF高压密闭消解法溶融,测定了各相态的主微量元素含量及Sr、Nd同位素组成,通过分析不同实验条件下得到的Fe-Mn氧化物相与残渣态的稀土元素(REE)配分模式、Al/Nd含量比值及Sr、Nd同位素组成,建立了3种不同成因类型海洋沉积物不同相态的化学提取方法。提取深海沸石黏土中Fe-Mn氧化物相的理想试剂条件为0.25 mol/L HH和15%HAc,北极半深海沉积物和安达曼海近海沉积物的试剂条件为0.5 mol/L HH和15%HAc。该方法可以准确获得沉积物中Fe-Mn氧化物相与残渣态的Sr、Nd同位素组成信息,为古海洋学的研究提供方法支持。     

使用激光粒度仪测定海洋沉积物碳酸盐含量和粒度分布的尝试

目前对于海洋沉积物中碳酸盐粒度分布的测试方法还较少,而传统的光学鉴定与统计的方法较费时、费力.根据激光粒度仪测量原理,使用Malvern 2000型激光粒度仪对采自硫球海沟的柱状沉积物中的碳酸盐含量和粒度分布进行了测定.结果表明,对于碳酸盐含量较高的(＞15%)海洋沉积物样品,通过对去碳酸盐前后沉积物样品的测定,能较好地获得沉积物碳酸盐含量和粒度分布的相关资料和数据,与传统的测量方法相比,其可信度较高.研究证明,此种测试方法我们提供了一种快速、有效地测试深海沉积物碳酸盐含量和粒度分布的手段.     

东太平洋柱状沉积物的古气候和古环境记录

太平洋深海盆地的远洋沉积物在物质组成和来源上远较大陆边缘简单.由于远离大陆,又有海沟与周边大陆分隔,太平洋深海沉积物中通常不包含由河流水系搬运而来的悬浮物,因此从深海沉积物中提取古气候、古环境信息可以避免诸多地质因素相互叠加和干扰[1].深海远洋沉积物中的主要组分是风成陆源碎屑(包括火山碎屑)和来自上层海水的生源组分(降落到洋底的生物壳体)以及由海解作用形成的自生矿物[2],其中陆源碎屑的相对含量、粒度及矿物成分可以反映大气环流的强度及物源区的气候环境[1],生源组分的组成、相对含量和丰度以及种属含量变化则与表层海水的生产力和溶解作用有关.     

三大洋深海沉积物样品可培养真菌多样性研究

深海真菌是深海微生物的重要组成之一,在深海环境生态系统中起着非常重要的作用,但目前人们对于深海沉积物中的真菌群落多样性关注较少.本研究对来自东太平洋、南大西洋和西南印度洋(三大洋)的15个沉积物样品进行真菌的分离培养,共获得175株真菌,包括93株酵母菌和82株丝状真菌.基于形态学观察和ITS序列的系统发育分析显示,93株酵母分别属于红冬孢酵母属(Rhodosporidium)和胶红酵母属(Rhodotorula)的两个种[海洋红酵母(Rhodosporidium paludigenum)和胶红酵母(Rhodotorula mucilaginosa)].82株丝状真菌分别属于曲霉属(Aspergillus)、枝孢属(Cladosporium)、青霉属(Penicillium)、链格孢属(Alternaria)、镰刀菌(Fusarium)、支顶孢属(Acremonium)、茎点霉属(Phoma)、麦轴梗霉属(Tritirachium)、毛壳菌属(Chaetomium)、外瓶霉属(Exophiala)、侧齿霉属(Engyodontium)、肉片齿菌属(Sistotrema)、裂褶菌属(Schizophyllum)、腥掷抱菌属(Tilletiopsis)和Hormonema.其中曲霉属为丝状真菌中的优势属,占总菌株的47.6%.上述研究结果表明大洋深海沉积物中存在着较为丰富的真菌资源,有助于加深我们对于不同大洋区域深海环境中真菌群落结构的认识.