南海西北部表层沉积物常量元素地球化学特征

分析了南海西北部198个表层沉积物的常量元素地球化学特征,研究了沉积物常量元素的含量分布特征、富集程度和粒度效应。结果显示,沉积物的常量元素以SiO2、Al2O3、CaO含量较高,平均值分别为45.9%、8.53%、16.7%,其中SiO2、Al2O3代表了陆源碎屑组分,CaO代表了生物碎屑组分。陆架区具有较高的SiO2含量,陆坡区具有较高的Al2O3、CaO含量,但是,Al2O3的高含量在深水下陆坡区,而CaO的高含量在上陆坡岛礁区。总体上,常量元素Fe2O3、K2O、MgO、Na2O、TiO2与Al2O3具有相似的含量分布特征,指示细粒组分的吸附作用;而SiO2、CaO与Al2O3呈相反的分布特征以及负相关关系,反映了沉积物的常量元素受到石英矿物和碳酸盐矿物的稀释作用。大部分元素的富集因子介于1~2之间,富集特征不明显,表明碎屑物质主要为地壳来源,仅CaO、MnO出现较高的富集因子,指示陆坡区生物富集作用和深水陆坡区化学沉积作用的贡献。     

南海中北部海域晚更新世以来沉积速率及其变化机制

本文根据沉积速率变化受沉积环境制约机理，计算了南海中北部海域晚更新世以来沉积速率的变化，分析该海域沉积环境的特征。通过７个粒状样沉积速率的计算与分析，认为晚更新世以来沉积速率明显高于典型的大洋沉积环境的沉积速率，平均为１０．２ｃｍ／ｋａ，北部海域平均沉积速率为１１．３ｃｍ／ｋａ，南部海域平均沉积速率为６．０ｃｍ／ｋａ，表现为近陆区沉积速率高，远离大陆速率低的特点。     

南海中部沉积物颗粒组分特征

为研究南海中部沉积物的粒度特征及其蕴含的古海洋信息,对南海中部中沙以南的陆坡和海盆区表层沉积物及分别位于陆坡和海盆的2根柱样进行了粒度、扫描电镜、CaCO3和生物硅含量的分析.结果显示,南海中部沉积物由三类颗粒组分构成,其中,第一类颗粒组分的峰值粒径在5～10μm之间,主要由陆源矿物碎屑组成;第二类组分的峰值粒径在40～70 μm之间,主要由有孔虫和硅藻组成;第三类颗粒组分的峰值粒径＞ 400 μm,由生物骨骼碎屑组成.这三类颗粒组分中第一类在研究区表层沉积物中均存在,第三类则随机分布,第二类颗粒组分多以有孔虫为主,其含量受水深控制.在南海中部碳酸钙临界补偿深度[Dc(CaC03)]以浅的陆坡区,因有孔虫含量较多,沉积物粒度曲线多为双峰形态,而在Dc(CaCO3)值以下的海盆区,因大部分有孔虫被溶解,沉积物中第二类颗粒组分为含量相对较低的硅藻,沉积物粒度曲线呈单峰或双峰形态.无论是陆坡区还是海盆区的柱样沉积,其平均粒径、第二类颗粒组分含量的变化均反映了有孔虫或硅藻含量的变化,因此,可以作为研究南海中部古生产力的替代性指标.     

南海西南部晚更新世以来元素地球化学特征的古环境意义

对南海西南部近湄公河三角洲中陆坡上的MD01-2392站样品进行的地球化学分析表明,该站的沉积物主要为湄公河带来的陆源碎屑,并且其物源四十万年来没有发生明显变化。分别用元素TiO2、CaO估算出沉积物中陆源碎屑的含量及CaCO3的含量,结果显示CaCO3在间冰期时高,而在冰期时低,表现出“大西洋旋回”的特征。陆源碎屑含量与CaCO3含量相反,显示出南海CaCO3旋回属于稀释旋回。元素的Ti标准化值表明,该站沉积物源区在冰期时化学风化弱,而在间冰期时相对较强,说明间冰期时物源区存在相对温暖湿润的气候环境。     

渤海海峡表层沉积物常量元素分布特征及其地质意义

对采自渤海海峡北部海域35个站位表层沉积物进行常量元素分析,结果表明,研究区内表层沉积物常量元素主要由SiO_2、Al_2O_3、Fe_2O_3、CaO、K_2O、Na_2O和MgO组成,约占沉积物总量的94.85%;其中SiO_2、Al_2O_3和CaO的含量最高,平均含量分别达到70.44%、10.03%和3.96%,表明沉积物主要来源于陆源碎屑和黏土组分,其次是生物碎屑组分。SiO_2与Mz呈较强负相关关系,在空间上分布与粗粒沉积物分布区相一致;Al_2O_3、Fe_2O_3、MgO、P_2O_5、TiO_2在空间上分布相似,与细粒沉积物分布区相一致;此外,Al_2O_3、Fe_2O_3、MgO、Na_2O、TiO_2 5种常量元素之间呈明显的正相关关系,说明其分布受控因素较为相近。常量元素相关性和R型因子分析表明,研究区内常量元素可划分为3类,第1类包含了SiO_2、Al_2O_3、Fe_2O_3、MgO、MnO、P_2O_5、TiO_2组成,代表了陆源碎屑沉积;第2类主要由CaO、Na_2O组成,代表了海洋生物沉积作用;第3类K_2O可能代表了海洋化学作用。     

北黄海表层沉积物常量元素分布特征及其控制因素分析

为探讨北黄海表层沉积物中常量元素分布特征,并进一步分析其控制因素和物质来源,以常量元素为依托,对304个站位表层沉积物常量元素含量分布特征及控制因素进行统计分析,结果表明:沉积物中SiO2、Al2O3、Fe2O3、MgO、K2O、P2O5、TiO2七种元素含量的空间分布具有明显的区域性。其中,SiO2、K2O具有相似的空间分布;Al2O3、Fe2O3、MgO、P2O5、TiO2具有相似的空间分布,但与SiO2、K2O的分布趋势相反;CaO、MnO、Na2O在区域内分布较为均匀,未显示出明显的高低变化趋势。聚类分析显示,表层沉积物的常量元素分布主要受粒度效应的控制。主因子分析提取出3种控制常量元素分布的主成分,分析表明,粒度控制效应、源区风化作用和不同物源输入是影响表层沉积物常量元素空间分布的主要因素,贡献累计方差总和达77.12%。以K2O、CaO、TiO2为指标,通过FD函数识别出北黄海不同海域内的主要物质来源,其主要物源包括黄河、鸭绿江和黄海暖流携带的长江物质。对北黄海沉积物物质来源进行分析,不仅在海洋矿产资源勘探、航道开发、沿岸港口建设与整治等方面具有实际意义,而且在认识海洋环境变迁等方面同样具有理论意义。     

南海西北部海域表层沉积物粒度分布特征及其影响因素

对南海西北部海域416个表层沉积物样品进行粒度和多元统计分析,结果表明研究区沉积物类型复杂,从粗粒级的砾石到细粒级的黏土皆有发育,共分为14种类型。其核心粒级为4 φ~9 φ,占71%,平均粒径范围为0.99 φ~7.44 φ;分选系数为0.54~3.72;偏态范围为-0.32~0.78;峰态范围为0.62~3.92。R型聚类分析结果表明表层沉积物基本上分为粗、细2大类:粗颗粒沉积物由-2 φ~5 φ粒级组成,细颗粒沉积物由6 φ~11 φ组成。R型因子分析结果表明前5种因子累计特征值比例达到89.38%。因子1、因子2和因子3是主导因子:因子1主要由9 φ~11φ的正载荷和3 φ~4 φ的负载荷组成;因子2主要由6 φ~8 φ的正载荷组成;因子3主要由-2 φ~0 φ的正载荷组成。研究区粗粒沉积物一般在水动力较强的陆架区沉积,其分选较好,物质来源多样;细粒沉积物主要位于水动力弱的海湾、离岸较远的陆架以及陆坡和海盆区,其分选差,物质来源单一。     

海南岛陆架海域表层沉积物常量元素分布趋势特征

海南岛陆架海域表层沉积物常量元素的化学分析显示,Si是研究区表层沉积物最主要的化学组分,具有不同于其他元素的分布特征;Al、K、Mg、Na、Fe、P、Ti分布有较为一致的相似性;CaO、CO2、L.O.I分布也具有一致性.对主要常量元素进行了不同次数趋势面分析,一次趋势面显示各元素的背景物源方向不同,Al、Mg、Na、Fe、Ti主要为中国大陆方向,Si、K背景物源向西南方向莺歌海盆地富集,推测可能源于滇西高原的古红河水系.二次趋势面显示各常量元素的分布受到海南岛至NE向地形隆起的控制.Mg、Na、Fe、P受到该地形隆起的阻隔作用,与海底地形有一定的负相关性,K、Si与地形有较好的正相关性,Al、Ti与地形的关系不明显.三次趋势分析突出了海南岛河流输入对元素分布的控制.西南部、南部河流为Si、K的一个重要的物源输入,而对Al、Mg、Na、Fe、P、Ti等元素具有冲淡稀释的作用.西北部河流对Al、Mg、Na、Fe、P、Ti有富集作用,河流影响的这种差异主要由于河流物源栽荷的不同.     

南海表层沉积物中铂族元素的地球化学分布特征及其影响因素

报道了南海表层沉积物中铂族元素的丰度及其分布特征。52个表层沉积物中铂族元素(PGE)含量变化范围:钌为0.40×10-9~3.20×10-9,平均值为1.20×10-9;钯为0.01×10-9~13.30×10-9,平均值为4.31×10-9;铱为0.59×10-9~4.49×10-9,平均值为1.21×10-9;铂为1.27×10-9~16.21×10-9,平均值为5.26×10-9;铑为0.05×10-9~0.2×10-9,平均值为0.12×10-9;金为0.43×10-9~27.38×10-9,平均值为6.92×10-9。尽管PGE含量与沉积物平均粒径的关系不是很明显,但是整体上随平均粒径的增大,PGE含量出现逐渐减少的趋势,表现出一定的粒度控制规律。南海全海域表层沉积物铂、钯、钌、铑、铱和金的估算背景值分别为1.168×10-9±0.190×10-9,3.228×10-9±0.403×10-9,1.085×10-9±0.189×10-9,4.432×10-9±0.258×10-9,0.123×10-9±0.023×10-9和4.720×10-9±0.413×10-9,远高于我国大陆东部地壳的,而与深海沉积物的基本处于同一水平,表现出了海洋沉积物富集PGE的固有特征。尽管PGE在大陆架区有所富集,但明显富集区主要分布在吕宋岛以西至中央海盆区域,指示海底火山喷发作用释放的PGE对南海中西部深海盆区沉积物中的PGE可能有重要贡献。     

南海表层沉积物中总砷含量的分布特征

本文根据 1998年的南海调查资料,对南海表层沉积物总砷含量的分布特征进行了探讨.南海表层沉积物总砷含量介于 (0. 8 ~19. 0)×10-6 (m/m,干重,下同 )之间,变异系数(为 0. 52)较大.近岸海域沉积物总砷含量主要受陆源输入的影响;在中部远离大陆的海域,沉积物的类型和组分成为其主要的影响因素.因此,在大陆坡两侧,沉积物总砷含量与粒度之间分别呈现出不同的相关性.南海东北部和中部海区沉积物总砷含量在过去的 20a中保持在较稳定的水平,且东北部的含量总体上高于中部.     

南海典型断面表层沉积物中氧化还原敏感元素的分布特征及其控制因素

氧化还原敏感元素在环境研究中发挥着日益重要的作用,然而对于海底表层沉积物中氧化还原敏感元素的分布规律与特征的研究鲜有涉及。本文以采集自南海4条典型断面(18°N、10°N、6°N、113°E)的75个表层沉积物样品为研究对象,通过主量元素和微量元素(含氧化还原敏感元素Mo、V、U)分析,并结合沉积物粒度、元素富集系数等数据,探讨了表层沉积物中氧化还原敏感元素的分布特征及其控制因素。结果表明,研究区每个断面中的V、U含量变化趋势十分相似,Mo含量变化与V、U的总体变化趋势相近,但Mo在断面上的变化波动比V、U更强烈。4条断面中Mo平均含量表现出明显富集,除了V在断面Ⅰ中表现为轻度富集外,V和U平均含量都表现为亏损。影响沉积物中Mo、V、U含量分布的因素主要包括陆源碎屑含量、生物碳酸盐含量、细粒沉积物的吸附作用和氧化还原环境等。所有断面中V和U的含量分布主要受控于陆源碎屑组分,同时也受到生物碳酸盐含量和细粒沉积物的吸附作用的影响,氧化还原环境对其含量影响较小,受环境影响的自生组分含量较低。Mo的含量分布主要受控于海底氧化还原环境,陆源碎屑组分的贡献和细粒沉积物吸附作用的影响较小,受环境影响的自生组分含量较高。西南次海盆的Mo含量及其富集系数都较低,可能是由于西南次海盆的底流活动使其海底存在氧化环境所致。     

南海北部海域表层沉积物底栖有孔虫分布特征及影响因素

有孔虫在海洋环境指示方面具有重要意义,对现代环境中有孔虫的分布及影响因素进行研究有助于利用有孔虫对地质历史时期的沉积环境进行还原。我国南海海域辽阔,南海有孔虫的相关研究很早便有报道。对我国南海北部海域表层沉积物中的底栖有孔虫分布特征进行了描述,研究区以玻璃质壳底栖有孔虫占主导,胶结壳其次,瓷质壳最少。根据底栖有孔虫的分布特征划分了4个底栖有孔虫组合,组合1为Heterolepa subpraecincta - Hanzawaia mantaensis - Rotalinoides gaimardii;组合2为Bulimina marginate - Lagena substriata;组合3为Elphidium advenum - Pararotalia nipponica;组合4 为Recurvoides contortus - Ammodisus cretaceous - Bulimina aculeata。对影响该区域底栖有孔虫分布的环境因素进行了探究,结果表明,温度、盐度、底质类型等对底栖有孔虫的分布均存在一定程度的影响,海流对研究区底栖有孔虫时空分布的影响值得进一步探究。     

南海西北部莺歌海盆地陆架晚更新世三角洲及其控制因素

莺歌海盆地陆架区作为南海北部的一个重要地质构造单元,记录了第四纪以来沉积和海平面变化的丰富信息。通过对研究区高分辨率单道地震剖面的解释,结合深水区钻孔资料,分析了该地区晚第四纪地层的沉积特征,研究区浅部地层划分出层A和层B 2套地层单元,并进一步对研究区三角洲平原、三角洲前缘和前三角洲3种沉积亚相的地震特征进行了解释分析。钻孔AMS14C与光释光测年结果表明,三角洲形成于晚更新世65～56 ka,即MIS4晚期—MIS3早期。结合钻孔岩性和有孔虫分布特征以及区域地质、沉积背景等资料,开展了三角洲形成的控制因素分析,认为莺歌海盆地的构造和古地貌、海南岛隆升、物源供给、海平面变化、古季风对三角洲的形成发育具有重要的控制作用。     

晚更新世以来南黄海中部进积体序列与古河流系统

通过高分辨率浅地层剖面声学地层与钻孔沉积地层的综合对比分析,系统研究了晚更新世以来南黄海中部海域的层序地层序列及其对海平面变化的响应。研究显示,基于高分辨率浅地层剖面自老至新划分的6个声学地层单元（U5、U4、U3、U2、U1-2、U1-1）与钻孔划分的沉积地层单元密切相关。MIS4期与末次冰盛期低海面时期发育的2个层序界面（R4、R2）,将研究区晚更新世以来的层序地层自下而上划分为3个层序（SQ3、SQ2、SQ1）,并识别出3期进积体序列与2期古河流系统。MIS5期与MIS3期高海面及海平面下降期间的2期东向进积体序列主要包括高位体系域与强制海退体系域,对应浅海—滨海沉积,厚度分别由西部的24 m与40 m向东明显变薄,而全新世高海面以来向海的进积体序列主要对应高位体系域,与长江源的浅海相泥质沉积相关,最大厚度超过16 m。研究区MIS4期和末次冰盛期发育的2期古河流系统与低位体系域相对应,最大沉积厚度分别超过36 m与24 m,均与长江及黄河密切相关,影响范围延伸至黄海槽及其以东海域,尤其末次冰盛期最远可达济州岛附近海域。     

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。     

南海北部西侧海域粘土矿物的含量分布特征及来源分析

应用X射线衍射(XRD)方法对南海北部西侧海域315个表层沉积物<2μm的粘土组分进行分析.结果表明,本研究区粘土矿物有伊利石、绿泥石、蒙脱石和高岭石,其组合特征在不同区域表现出明显的差异.根据粘土矿物的空间分布特征以及研究区的海底地形特征,研究区大致可以分为3个不同区块:A区是珠江口外的大陆架区域;B区是海南岛以东陆架陆坡区域;C区为西沙海槽至西沙群岛附近区域.根据研究区表层粘土矿物分布特征、周围河流供给的主要粘土成分以及洋流搬运作用,发现A区高岭石(平均含量为19%)主要来自珠江,伊利石与绿泥石(平均含量分别为53%和18%)主要由台湾的河流提供,有珠江物质的混合,蒙脱石含量较低(平均含量为10%).B区的高岭石(平均含量为13%)主要由海南岛的河流提供,蒙脱石(平均含量为16%)主要由吕宋岛的河流提供,B区东部的伊利石和绿泥石来自台湾的河流,B区西部伊利石和绿泥石主要来自红河、越南中部河流,海南岛物源亦有贡献.C区高岭石含量较低(平均含量为12%),越南中部河流和红河为C区蒙脱石(平均含量为14%)的主要物源区,C区东部伊利石和绿泥石来自台湾的河流,C区西部伊利石和绿泥石主要来自红河、越南中部河流.     

南海中部海区次表层NO2^——N的最大值

本文根据1983年9月至1985年1月南海中部海区综合调查所获得的NO_2~--N及有关参数的观测资料,分析了该海区NO_2~--N的分布变化特征及其与环境因子的关系。结果表明,调查海区NO_2~--N含量的变化范围在0～0.54μmol/L之间,其中小于0.05μmol/L的测定值约占测定总数的82.1%,而大于0.05μmol/L测定值基本上出现在50～150m层。文中还对该海区次表层NO_2~--N最大值形成的机理作了初步探讨,指出密度跃层的终年存在、铵的氧化和浮游植物的代谢过程是调查海区次表层NO_2~--N最大值形成的主要因素。     

南海表层沉积物中主要污染物的环境背景值

纯粹意义上的环境背景值是指在未受污染的自然状态下环境要素的正常含量,又称环境污染本底值.在全球海洋环境中,由于人类活动的影响,很难找到不受污染影响的海域,特别是毗邻陆地的沿岸和近海海域.在这些海域中,许多化学成分的实测含量往往是天然本底值与人为影响的叠加,显然在缺乏环境背景值资料的情况下是难以正确评价海区的污染状况的.因此,确定环境背景值是海洋环境保护的基础研究工作之一.