雅浦海沟沉积物的生物地球化学特征及其海洋学意义

通过对雅浦海沟4 500和6 500m两个深度的柱状沉积物的含水率、总有机碳和多种地球化学元素含量的测定,总结分析了这些参数的垂向变化规律,采用元素比值法追溯沉积物的物质来源和氧化还原环境变化,并结合扫描电镜确定了沉积物中的生物化石组成,探讨了化石分布特征与地形结构、深海环流及板块运动之间的关系。结果表明,位于碳酸盐补偿深度以上的4 500m深度深渊沉积物自上而下由含硅质黏土逐渐向钙质软泥过渡,其中的沉积断层可能与深海环流或滑坡有关;位于碳酸盐补偿深度之下的6 500m深度超深渊沉积物属于硅质软泥,可能是重力流导致的表层沉积物堆积,这种沉积作用有利于有机碳的埋藏。该区域沉积物主要来自海洋生物源、陆源和火山源;底层流属于氧化环境,可能有南极底层水的流入。第四纪以来,雅浦海沟应无大规模火山喷发,而海沟东侧的卡罗琳海岭由于板块俯冲作用在不断下沉。     

南海西沙西南海域表层沉积物特征

西沙西南海域表层沉积物样品矿物成分，地球化学，微体古生物分析测试结果表明：沉积物可分为７种类型，沉积环境主要是陆坡，部分为深海平原，海洋生物，海洋化学以及火山物质的沉积起到了积极的作用，陆源物质的影响较小，它们主要来源于北部大陆和南部岛礁等物源区。     

菲律宾海北部四国海盆全新世沉积物源分析

对IODP333航次四国海盆北部地区C0011站位表层样品进行粒度和Sr-Nd同位素分析,并与前人发表的邻近海域同位素数据进行比较。经分离自生碳酸盐组分,四国海盆全新世沉积物呈现较好的陆源、火山源二端元组分特征。从地理位置看,四国海盆北部主要物质来源包括伊豆-小笠原海脊火山物质、日本列岛西南部的混合型沉积物以及由西向风或河流入海洋流输送而来的亚洲陆地沉积物,且日本列岛西南部对于该区域物质贡献最大。对四国海盆北部而言,与海盆中部沉积及日本海沉积相比,源自亚洲大陆的碎屑沉积物具有更多的贡献。沉积物中87Sr/86Sr与εNd、平均粒径的负相关关系反映了沉积物中陆源物质的相对贡献按时间顺序呈现增加、减小、增加、减少的多周期变化趋势。     

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.     

渤海海峡西南部海底沉积物重矿物组成与物源

渤海海峡是黄渤海交接地带，周边岛屿散布，地形条件复杂，沉积物类型丰富，是研究海洋动力系统的热点地区之一。通过对32个表层沉积物的重矿物分析，研究了渤海海峡西南部海域的重矿物组成、分布和物质来源。结果表明，研究区矿物组合为普通角闪石-绿帘石-黑云母-褐帘石，可将其划分成3个矿物分区。庙岛群岛矿物区（Ⅰ区）为普通角闪石-绿帘石-钛铁矿-石榴子石矿物组合，物质主要来自庙岛群岛岛屿冲刷物；中部矿物区（Ⅱ区）为普通角闪石-绿帘石-黑云母矿物组合，主要来源于黄河物质；西部矿物区（Ⅲ区）为普通角闪石-绿帘石-黑云母-褐帘石矿物组合，是黄河物质、山东半岛及庙岛群岛岛屿冲刷物的混合物。不同来源的物质在海洋动力综合作用下进行搬运、沉积，最终导致了矿物组合分区之间的物质差异。     

亚北极太平洋边缘海表层沉积物地球化学特征

对鄂霍次克海和白令海及其毗邻区40个站位表层沉积物样品的粒度和43种地球化学元素分析表明,表层沉积物类型及地球化学组成在空间上分布存在显著差异。因子分析显示,表层沉积物元素地球化学存在陆源、生源(Ba,Ca和Sr等)和自生源(Mn,Mo和Cd)三种来源。沉积物粒度与主微量元素分布没有显著的相关性。主微量元素地球化学散点图揭示表层沉积物碎屑物质存在来自火山和上地壳风化产物的贡献。白令海陆坡流和东萨哈林流对于底层沉积物分选有重要的影响。聚类分析显示,在空间分布上,鄂霍次克海以及底特律海山表层沉积物由陆源碎屑和火山物质混合构成;堪察加半岛东侧表层沉积物主要来自堪察加半岛,以火山碎屑贡献为主;白令海西北陆坡和鄂霍次克海西部陆坡表层沉积物主要来自阿纳德尔河和黑龙江(俄罗斯境内为Amur河)的输入,以陆源碎屑为主。研究区表层沉积物地球化学空间分异性与碎屑物质的来源、搬运动力、区域水动力条件密切相关。     

微生物学向深海进军

论述全球的深海概念,包括深于1000m的各种海域,如大洋、远海、一些海湾、海峡、海沟、海槽、深渊、超深渊等。认为深海环境包括3个单元：深海海平面上的空气、海洋表层至海底间的深水体和表层沉积物／岩石及以下部分。在此环境繁衍了深海上空气微生物、深水微生物及深海地微生物,对这三者的研究构成了深海微生物学,而其中的嗜极微生物则十分重要。尤其关注深海地微生物学的研究现状并展望其研究前景。     

雅浦海沟南部超深渊沉积物成分与形貌

对雅浦海沟南部超深渊D151站位(137^°37^''45^″E,8^°2^''23^″N)柱状沉积物的含水率、总有机碳(TOC)和多种金属元素含量、粒径以及表面形貌进行分析,结果表明该沉积物含水率为55%~72%,和马里亚纳海沟^“挑战者^”深渊沉积物的较为接近,高于冲绳海槽北部沉积物的;且随深度增加而减小,这可能与上覆沉积物的挤压作用有关。沉积物TOC质量分数和^“挑战者^”深渊以及渤海湾的接近,低于冲绳海槽北部和雅浦海沟北部的;TOC质量分数随沉积深度增加而减小,这可能与有机物的降解有关。沉积物样品中的Cd,Co,Cu,Mn,Ni,Zn等元素主要受岩石剥蚀的影响,Al,B,Ca,Fe,Mg,V等元素主要受陆源物质影响。沉积物中发现的火山玻璃碎片对应火山事件;Ba,Cd,Co,Cu,Mn,Ni,Sb,Sr,V,Zn的质量分数在16~18 cm 沉积层出现最大值,可能与火山活动有关。D151站位沉积环境为氧化环境,沉积物的主要来源为陆源和火山源,包括粉砂和砂质粉砂,粒度接近于冲绳海槽北部的,高于^“挑战者^”深渊的;沉积方式以均匀悬浮为主。沉积物C-M 图的数据点分布较为分散,可能与雅浦海沟西侧较为陡峭有关。由于位于碳酸盐补偿深度(CCD)以下,沉积物中的微体古生物化石以硅质为主,未发现钙质生物。故该站位沉积物的水动力环境在地质历史中整体较为稳定。     

马里亚纳“沟−盆”深水沉积环境稀土元素特征与物源约束

通过对西太平洋帕里西维拉海盆东南部的C-P19柱状样和马里亚纳海沟南坡的L3柱状样进行粒度和稀土元素地球化学分析,探讨了二者物源的异同。结果表明:研究区沉积物的稀土元素含量基本不受沉积物粒度控制,主要受控于物源变化。物源判别结果指示二者的物源具有同源性,其中西马里亚纳海脊剥蚀下来的火山物质对研究区的物质来源贡献最大。火山物质中的重矿物可以影响到稀土元素的含量,例如锆石的含量和稀土元素总量(ΣREY)的相关系数可达0.86。来自中国内陆黄土的陆源风尘物质对两个研究区的物源供给也有一定贡献,但其贡献程度较小。由于马里亚纳海沟南坡更加远离大陆且纬度更低,其接受的亚洲风尘也比帕里西维拉海盆和挑战者深渊更少。此外,南极底层水流经研究区,对海盆和海沟的沉积物都造成一定影响,而且在马里亚纳海沟南坡更加活跃,因而帕里西维拉海盆东南部的沉积物比马里亚纳海沟南坡更易于保存。     

南海中部沉积物中粘土矿物的分布

南海中部小于2μm粒级的119个表层沉积物样品的分析表明,粘土矿物主要由伊利石、蒙脱石、绿泥石和高岭石组成。伊利石含量占优势,并由西北逐渐向东南方向减少;蒙脱石含量仅次于伊利石,其变化趋势与伊利石相反。根据粘土矿物的分布和组合,认为南海中部沉积物中粘土矿物主要来源于北部的亚洲大陆,其次是南海东部及南部的邻近岛屿。蒙脱石除源于大陆派生的岩石风化物外,主要来自火山物质的蚀变。     

南海深海晚第四纪火山沉积物及其起源探讨

本文通过对5个岩心和30个表层样品的分析,发现在沉积物中存在着大量的火山物质,有的呈层状,有的则以分散状态存在。电子探针对火山玻璃的测试结果表明,本区的火山物质有两种成分,一种为碱性玄武岩,另一种为岛孤安山岩。从火山灰的形态特征来看,基性火山物质来自海底火山喷发,中性的火山物质来源于陆上的火山喷发。由同位素、碳酸盐含量、孢粉的分析结果推断,317-82-29②岩心是在晚第四纪沉积形成的。此外,~(87)Sr/~(86)Sr的比值表明,南海深海的火山物质起源于上地幔。     

海沟沉积物研究进展

俯冲的大洋板块在自身的重力以及上覆板块的挤压下,下潜时牵引洋底向下倾伏,从而形成了深邃的海沟。板块及其所携带的沉积物在这里俯冲到地幔深处,构成了全球物质循环的重要部分。海沟地处极端环境,海沟沉积物的沉积作用不同于陆架和浅海地区,其物源和水动力基本控制了沉积模式,但海沟沉积物的物源、沉积环境和沉积机理则更为复杂。海沟沉积物受控于各种类型的构造运动,包括由上覆板块刮削下来的深海沉积物和洋壳碎片堆积而成的沉积增生楔;由海沟重力滑塌、地震等因素引发的浊流沉积;以及由火山活动带来的火山物质等。同时,海沟沉积物也受控于海沟逐渐形成过程中和形成后的各种沉积作用,例如生物化学沉积和漏斗效应。由于海沟沉积物的沉积过程受到漏斗效应的影响,使得海沟沉积一般比深海盆地堆积速度更快,堆积厚度也更大,但在海沟的不同位置或不同海沟之间,堆积厚度也会有所不同。海沟的这些沉积机理和沉积过程的差异,影响了海沟沉积物的性质,包括沉积物粒度、矿物、生物等都有所差异。文章根据海沟以上的沉积特点,分析了不同海沟之间和同一海沟内部海沟沉积厚度以及沉积物的粒度特征、矿物组成和生物特征的差异,并总结了海沟重力滑塌、浊流沉积、火山活动、生物化学沉积、漏斗效应这五种海沟沉积机理对海沟沉积物沉积过程的影响。文章最后展望了海沟沉积物的研究热点,希望在此基础上促进海沟沉积物的进一步研究。     

南海东部表层沉积物中轻矿物分布与来源

对南海东部 158个表层沉积物样品的分析结果表明,轻矿物来源多样,生物成因矿物含量高.除去生物骨屑后,沉积物中白云母等碎屑轻矿物的分布规律显示,华南大陆是南海东部陆源碎屑物质的主要来源,其影响可达 17°N线以南.火山玻璃主要分布于 15°N线附近,其中褐色火山玻璃主要来源于本地海山物质,为火山玻璃的主体,而无色火山玻璃含量较低,它可能来自附近火山喷发物.     

中国东部近海现代沉积环境

东海近岸海域岛屿、入海河流众多,大量陆源物质随沿岸流自长江口向东迁移,是海陆相互作用最为强烈的区域之一。对2016和2017年夏季采集的570个东海近岸表层沉积物样品进行了沉积物物理化学性质、粒度特征、有机质含量等测试分析。结果表明,这些特征参数明显受区域沉积环境的控制。杭州湾区域沉积物偏弱碱性,氧化还原电位(Eh)<0,有机质含量北部偏高,沉积物组成以黏土质粉砂为主,抗剪强度较低(普遍<0.5kpa),各指标无明显分布规律,相关性较强。浙江东部沿海区域沉积物近中性至弱酸性,Eh较高(>0),Eh与pH自陆向海降低,象山港、乐清湾海域有机质含量较高;舟山至台州海域以粉砂为主,台州以南分布斑块状泥质区,抗剪强度比杭州湾区域偏高,各指标无明显相关性。整体来看,杭州湾与浙江东部沿海属于两个完全不同的沉积环境体系,主要是因杭州湾物质来源较为稳定,区域水动力较强,导致沉积物分布相对均一;而浙江东部海域河流、岛屿较多,各个区域物质来源和水动力环境都存在较大差异。     

中太平洋海盆表层沉积物类型及其主要受控因素

本文通过对中太平洋海盆４０多个表层沉积物的分析和研究，根据沉积物中各组分含量、物质来源和成因等特征，把本区表层沉积物分为六种类型。它们分布在不同区域和不同水深范围内。钙质沉积物分布在碳酸钙补偿深度（ＣＣＤ）界面以浅区。硅质粘土、深海粘土等沉积物出现在ＣＣＤ以下水深区，这些沉积物的分布具有明显的垂向分带性和横向分区性。沉积物类型的变化主要受水深与物质来源的控制，南极底层流也有一定的影响。在不同的沉积物中锰结核的丰度、品位、类型等亦有明显的差异。     

南海东部重矿物分布特征及其影响因素

对南海东部 1 88个站位表层沉积物样品 63～ 1 2 5μm粒级重矿物的研究表明 ,重矿物种类有50种 ,最高含量可达 1 2 .82 % ;平均含量较低 ,为 1 .1 1 % ,;矿物组成以普通角闪石、铁锰微结核、磁铁矿、普通辉石为主。重矿物来源复杂多样 ,包括陆源、火山、自生等各种来源的矿物。陆源重矿物多分布在水深 3 50 0 m以浅的北部陆坡 ,主要来源于台湾海峡和台湾岛 ;此外还有经巴士海峡由洋流带入的吕宋岛等的剥蚀物 ,珠江物质对研究区的影响较小。自生沉积矿物主要分布于 1 6°N～ 2 0°N之间的下陆坡区和深海平原 ,其中铁锰微结核富集于沉积速率较低的氧化环境 ,自生黄铁矿则富集于局部还原环境或生物壳室中。火山碎屑矿物主要分布于 1 5°N两侧的深海平原和海山区 ,来源于海底火山岩的剥蚀物和附近弧状列岛的火山喷发物。沉积环境是影响重矿物分布的主要因素。     

长江口外海域表层沉积物稀土元素的含量分布与物质来源分析

对长江口外海域187个表层沉积物样品稀土元素的电感耦合等离子体质谱法分析,研究了稀土总量分布特征及与Fe2 O3 TiO2、Cr、Co等元素含量和沉积物粒径的相关性,对长江口外海域沉积物物质来源进行了探讨.结果表明,长江口外海域沉积物稀土元素总量(CREE)平均含量为186.5 μg/g,最大值为307.2 μg/g,最小值为126.7μg/g,标准差系数为0.15,反映不同站位CREE差异较小;稀土富集与重矿物有密切关系;稀土元素的球粒陨石配分模式均呈现Eu负异常,模式具负斜率,表明表层沉积物物质主要来源于大陆地壳.相关分析表明,CREE与CFe203、CTiO2、CCr和CCo有较为明显的正相关关系,其中CREE与CTiO2的线性相关较好(r=0.90).从稀土元素地球化学特征的区域变化来看,长江口外海域中北部沉积物主要来源于黄河物质;西部沉积物主要来源于长江及浙江沿岸物质输入,局部有黄河物质存在;中部区域沉积物主要与长江及黄河物质东南、西南方向扩散有关;南部区域主要为长江物质输入.     

冲绳海槽岩心沉积物稀土元素特征及物源指示

通过对比研究了冲绳海槽南部、中部、北部岩心沉积物的稀土元素(REEs)组成和分异特征,揭示了冲绳海槽不同区域的物源差异。由于火山物质和周围河流携带的陆源物质贡献程度不同,各岩心沉积物REE组成存在显著差异。∑REE、∑LREE具由南至北递减的趋势,北部具相对更高的∑HREE,南部次之。LREEs与HREEs间的分馏程度,LREEs、HREEs内部分馏程度均由南至北依次减小。从粒度、微量元素和稀土特征参数的垂向变化来看,岩心S3物源相对单一,沉积环境随时间变化较小,主要受长江和台湾河流沉积物控制。岩心S10、S9沉积物来源更为复杂多样(特别是S9),沉积环境在时间尺度上发生了较大的变迁。岩心S10层位1主要受黄河和长江沉积物控制,层位2具黄河沉积物和火山物质混合的特征,岩心S9层位1是黄河沉积物和火山物质混合的结果,层位2主要受黄河沉积物控制。     

南海海盆中部表层沉积物地球化学特征

分析了南海海盆中部224个站位表层沉积物的常量组分和微量元素组成,结果表明,这些沉积物与大陆上地壳相比,具有相对贫Si和富Fe、Mg、Na、Ca、Mn的特点,微量元素含量总体与大陆上地壳较为相近。表层沉积物化学组分可以划分为4类组合:硅酸盐碎屑组分、钙质生物碎屑组分、火山碎屑组分和自生矿物组分;硅酸盐碎屑组分和钙质生物碎屑组分占绝对优势,两者含量互为消长,自生矿物和火山碎屑含量较低,仅在局部区域起到相对明显的贡献。南海海盆中部表层沉积物化学组成主要受水深、沉积作用和物质来源3个因素控制;水深和底流搬运作用影响钙质生物碎屑分布,深水海盆碳酸盐溶解作用强烈,海盆中部沉积物钙质生物碎屑含量低,而底流作用则将陆坡区钙质碎屑搬运至海盆边缘区域。沉积物地球化学特征指示,海盆中部沉积物陆源碎屑物质主要来自于西部或西南部,火山碎屑物质可能主要来自于吕宋岛弧火山喷发,并堆积于扩张中心以北和海盆东部区域。     

大连湾海域沉积动力环境与物质输运

对大连湾内部及外侧海域采集的46个表层沉积物进行了粒度分析,研究了大连湾现代沉积动力环境、沉积物运移、搬运方式及营力的空间差异,探讨了大连湾内外沉积物运移交换及其影响机制。大连湾内物质来源较少,湾外基岩海岸的侵蚀碎屑、外海潮流携带悬浮沙是本区沉积物的主要来源。岬角沿岸、三山岛周边海域长期波浪辐聚,形成高能扰动环境;三山岛外侧水道为强潮流冲刷环境,涨、落潮流流速上的差异导致双跃移组分;大连湾内潮流波浪较弱,沉积物以悬移组分为主。湾口近岸以波浪破碎形成的沿岸流为主要搬运营力,沉积物自老窝咀、棒棰岛沿岸向大连湾内输运;湾口的中北部物质的交换以潮流为主要搬运营力,向北运移进入大连湾北部。大连湾虽然内外物质的交换较弱,但却具有对来自北黄海物质的"捕获"作用,对于研究古黄海暖流的形成演化指示了新思路。