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。     

渤海湾表层沉积物元素地球化学分布特征与影响因素

对取自渤海湾的307个表层沉积物进行了元素测试和粒度分析。渤海湾表层沉积物的常微量元素呈现4种组合:富集于粗粒沉积区的SiO_2、Na_2O亲碎屑元素组合;富集于细粒沉积区的以Al_2O_3和重金属元素为代表的亲黏土元素组合;与缺氧环境有关的MnO、V、TOC元素组合和与河流输入有关的陆源CaO、TiO_2元素组合。粒度粗细主导了渤海湾元素含量分布的整体格局;海域河流物源供应不同较大影响了渤海湾南部(富Na_2O、CaO和SiO_2)和北部(富Ba和P_2O_5)在元素含量上的差异;高流速潮流对海底的冲刷再分配导致曹妃甸南侧Sr、Ca元素的条带状富集异常;有机质在细粒沉积区的富集导致缺氧环境的形成和K_2O、Mn、V、自生黄铁矿的海洋自生化学沉积;人类活动导致以Pb为代表的重金属污染在河流入海口、港口及沿岸海域的元素分布异常;曹妃甸沙坝内侧的泻湖(海洋钙质生物沉积)与沙坝外侧水下岸坡(陆源碎屑沉积)的截然不同的物源,导致了独特地貌沉积环境下元素分布的局部差异。     

环厦门海域沉积物放射性核素分布与沉积速率

用HPGe探测器γ谱仪测定了厦门海域两个沉积物岩心的放射性核素,研究了40K、137Cs、210Pb、226Ra、228Ra、228Th和238U 7种放射性核素的垂直分布特征.综合文献数据与我们的研究结果给出沉积物中7种核素的比活度分别为510～1 096、2.64～4.01、48.4～129、9.6～40.0、49.9～94.3、56.3～89.2、11.5～82.3Bq/kg.用210Pbex方法计算得到的厦门西南和东北海域的沉积速率为2.62、2.43cm/a.文献给出的环厦门海域沉积速率范围值为0.07～13.2cm/a,算术平均值为3.2cm/a,主要集中在0.07～2.5、3.5～6.0cm/a范围内.     

九州-帕劳海脊南段及邻近海域表层沉积物元素地球化学特征及其地质意义

菲律宾海地理位置特殊,蕴含着丰富的前沿地球科学问题,是研究地球多圈层相互作用的天然实验室。近年来,菲律宾海中部九州-帕劳海脊南段已成为研究热点,但对其表层沉积物物质来源和沉积环境了解尚存在不足。本文通过对采集于九州-帕劳海脊南段水深为3 900～6 100 m的69个站位样品开展沉积地球化学研究,旨在判别沉积物的物质来源和沉积环境空间变化特征。结果表明：研究区底质类型为远洋黏土和硅质软泥,不同类型沉积物的碎屑组分化学风化程度均较低,受分选和再循环的影响较小,是亚洲风尘物质和岛弧火山物质的混合产物,且以亚洲风尘物质为主;研究区不同类型站位的沉积环境基本一致,整体处于氧化沉积环境,底层水体氧化还原条件不是研究区沉积物中过渡金属（如Mo）元素富集的控制因素,铁锰（氢）氧化物是连接水体-沉积物中过渡金属元素源-汇过程的重要纽带。此外,底部氧化还原条件可能不是该海域硅藻席沉积保存的必要条件。     

兴化湾西岸潮间带沉积物岩心放射性核素分布与沉积速率

利用2007年8月31日采集于福建兴化湾西岸的潮间带沉积物岩心样品,用γ谱方法测量了其放射性核素含量,对岩心中核素的分布及其成因进行了讨论,估算了研究区沉积物的沉积速率,探讨了沉积物的物源,结果表明:(1) 238U、228Th、228Ra、226Ra、210Pb、137Cs和40K的含量分别为35.0～60.6、52.6～69.3、49.0～66.5、22.7～36.2、26.3～84.8、0.5～1.3和775～831 Bq/kg;(2) 用238U、226Ra、137Cs和40K作为示踪剂进行物源分析发现,兴化湾潮间带沉积物主要源于邻近的福州和莆田地区的土壤,所占比率分别为54%和46%;(3) 用210Pbex和137Cs方法估算得兴化湾西岸潮间带沉积物的平均沉积速率分别为0.38 cm/a和0.36 cm/a.岩心中210Pbex分布表明,自20世纪末,研究区潮间带沉积速率加快.     

辽宁菊花岛海域沉积物中某些化学要素分布特征研究

菊花岛周围海域38个站表层沉积物的铁、锰、铝、钛、磷、有机质、氮、铜、锌、铅、镉、镍和汞等化学要素含量的Q型因子分析计算表明,本区可划分为三个化学元素沉积区:1.海流悬浮沉积区;2.近岸波浪作用区;3.波浪海流作用区。柱状沉积物中铁等化学元素的迁移、富集受氧化——还原界面的控制。     

北部湾白龙半岛邻近海域沉积物中放射性核素含量水平

2016年在北部湾白龙半岛邻近海域采集了表层沉积物,用高纯锗γ能谱仪测量了沉积物中放射性核素的活度.沉积物中40K、210Pb、226Ra、228Th、228Ra、238U和137Cs比活度分别为354±125、89.2±41.2、32.40±9.38、49.2±14.7、42.8±12.6、48.3±20.2和0.74±0.33 Bq/kg.白龙半岛邻近海域沉积物238U、232Th、226Ra含量水平与我国其他近岸海域的含量水平接近,40K、137Cs含量低于我国其他近岸海域的含量.由沉积物放射性核素活度计算的平均γ辐射吸收剂量(D)和平均年有效剂量当量(AEDE)都与世界平均水平相当,镭当量比活度(Raeq)远低于UNSCEAR建议的最低限值.     

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。     

胶州湾表层沉积物地球化学特征及控制因素

通过对胶州湾150个站位表层沉积物的粒度和地球化学组成进行特征分析、相关性分析和因子分析,探讨了其空间分布特征、元素相关性和元素组合特征,充分挖掘沉积物的地球化学特征及其控制因素。结果表明,胶州湾表层沉积物类型丰富,主要以砂质粉砂为主。沉积物常量元素以SiO2、Al2O3为主,SiO2高值区主要分布于调查区东北部以及中部偏西等区域,Al2O3在调查区北部、东北部河口及其近岸含量较高,表明沉积物主要为陆源碎屑沉积物。微量元素含量最高的为V,其次为Li和Ni,其含量分布与Al2O3相近。除CaO外,研究区常微量元素的空间变异系数均较小,表明各元素在研究区分布相对均匀。元素的相关性和因子分析结果显示,研究区大部分常微量元素（Al2O3、MgO、CaO、TiO2、MnO、Fe2O3、Ni、Co、Li、W、V等）含量的变化遵循粒度控制规律,而CaO、P2O5的含量主要受风化作用和人类活动的共同影响。     

基于放射性核素的沉积物源识别技术探索与优化以红树林−海草床−珊瑚礁系统为例

物质来源是沉积学研究的关键问题。沉积地球化学是沉积学的重要研究手段,放射性核素在沉积地球化学中的应用探索仍较为匮乏。本研究利用高纯锗γ谱仪同时测量红树林、海草床、珊瑚礁三大典型生态系统的沉积物中天然放射性核素（²³⁸U、²²⁶Ra、²²⁸Ra、⁴⁰K）,分析3种生态系统的沉积物中放射性核素分布特征,探索基于放射性核素的一维视角下活度特征、二维视角下核素对与活度比值、三维视角下三角图解的指纹表征技术,识别沉积物中不同物质的来源,并尝试推广至中国不同海域。本研究强调三维指纹表征技术—基于核素活度的²³⁸U-²³²Th(²²⁸Ra)-⁴⁰K/10三角图解可以综合展示3种放射性核素的活度大小、组成比例、空间分布等信息,指出²³⁸U-²³²Th(²²⁸Ra)-⁴⁰K/10三角图解可能是沉积物中物源识别的一种优化方法,可为沉积地球化学研究中的现有代用指标工具库提供有益补充。     

北部湾北部海域潜在低氧分布及影响研究

通过对2011年北部湾北部海域春季和夏季溶解氧（DO）及其他环境要素进行分析讨论,发现DO的季节性差异较大,春季DO含量（平均8.11 mg/L）明显高于夏季（平均6.05 mg/L）。夏季北部湾底层部分区域存在DO低值,该低值区常年存在,并且DO最低值逐渐降低、低值区范围逐渐扩大。利用相关性分析和灰色关联度分析的方法,对夏季底层DO低值的成因进行分析发现：夏季底层水体浮游植物产氧作用较弱,海水层化作用强,阻碍了表底层DO的交换;另外底层有机质分解的耗氧作用明显,出现了氧气的净消耗,由此导致夏季底层水体出现DO的低值。同时,由于2011年之后北部湾北部海域陆源污染排放和赤潮的频发使得该海域低氧状况加剧,潜在低氧区逐渐发展为低氧区。     

The potential of contribution of mangrove-derived organic matter in intertidal sediments as a proxy of mangrove development in the northern Beibu Gulf

University of Maryland, College Park     

北部湾SO-50柱状沉积物地球化学特征及其物源分析

通过对北部湾SO-50柱状沉积物进行粒度、Sr-Nd同位素、主微量元素及AMS14C分析,结果表明该柱状沉积物可以划分为两段,即上段（0~540 cm,0~3.0 ka BP）和下段（540~571 cm,3.0~3.3 ka BP）,它们反映了不同的物质源区贡献。下段较上段砂含量相对较高,主量元素（除SiO₂外）及稀土元素含量相对减少,87Sr/86Sr与ε_Nd除异常点外,总体变化幅度不大。研究结果显示SO-50柱状沉积物的物质来源比较稳定,具有强烈的陆源特征,下段沉积物的源区主要是琼州海峡东侧原有沉积物的再搬运和台湾岛河流携带沉积物的混合,上段沉积物除了琼州海峡东侧和台湾岛的贡献外,周边陆区海岸侵蚀物的贡献相对加强。根据SO-50柱状沉积物的研究结果表明,北部湾东部泥质区的物质来源除了琼州海峡东侧沉积物和沿岸侵蚀物的贡献外,台湾岛河流携带的沉积物对其影响也应引起重视。     

Distribution of gamma-ray radionuclides in surface sediments of the Kongsfjorden,Arctic: Implications for sediment provenance

The Kongsfjorden is highly sensitive region to climate variability, however, the study of gamma-ray radionuclides in related areas is relatively scarce. In this study, the grain size, total organic carbon(TOC), 13 Corg isotopes, and specific activities of seven gamma nuclides were analysed in surface sediments of the Kongsfjorden in the Arctic during the summer of 2017. The specific activities of 210 Pbex, 137 Cs, 238 U, 226 Ra, 228 Ra, 228 Th, and 40 K were 12–256 Bq/kg, 0–3.8 Bq/kg, 25–42 Bq/k...     

南海北部湾东部海域表层沉积物地球化学特征

通过对南海北部湾东部海域61 个站位表层沉积物粒度和地球化学组成的相关分析和因子分析,探讨了其空间分布特征、元素相关性以及元素组合特征, 揭示了元素在区域上的分布规律和主控因素。结果表明: 绝大多数常微量元素具有相似的平面分布特征, 而MnO、Zr、CaO 和Sr 空间变异系数较大,在部分区域出现了异常高值, 表明其沉积环境受到正常陆源沉积以外其他因素的影响。元素和Al₂O₃的比值分布特征表明, 广西和海南岛近岸沉积物主要由陆源碎屑沉积组成, 在潮汐和近岸径流作用下,由近岸向远海输送; 而研究区西部海域沉积物主要为来自红河的物质。元素相关分析和因子分析结果表明, 研究区表层沉积物中绝大多数常微量元素主要受沉积物粒度的控制; CaO 和Sr 含量主要受生物活动活跃程度控制; Zr 含量分布主要受控于源区母岩矿物组成以及自源区的搬运距离; 而MnO 含量则受陆源、海底热液以及自生作用等多种来源共同影响。     

北部湾暖池水域表层沉积特征及其环境指示*

海洋暖池的发展、变化及其效应与沉积环境有密切关系。文章对北部湾暖池主要水域进行表层沉积物取样, 测试鉴定其粒度、化学元素、微体古生物化石, 并对数据进行分析比较。结果表明: 研究区物源来自陆区上陆壳风化, 在水动力作用下粒度组成分异明显, 平均粒径为1.1Φ~6.9Φ (Φ=-log₂d, d为直径, 单位: mm)。常量元素以SiO₂占优, 其平均质量分数最高达到66.61%, 其次为Al₂O₃; 微量元素的质量分数平均为9.05~297.00μg•g^-1, 稀土元素的平均质量分数为0.34~69.43μg•g^-1, 化学蚀变指数(CIA)平均为47.33, 轻重稀土元素分馏比为7.46~10.07。古生物多样性指数(H°)为0~2.52。在海湾尺度下化学要素分布的空间异质性显著。在研究区西部, 大部分化学元素质量分数高, 沉积物颗粒最细, 稀土元素分馏显著, CIA较高, 物质来源多样, 古生产力较高; 而东部则几乎表现相反, 以砂质沉积物为主, 除了CaO、MnO、Sr较高之外, 大部分元素质量分数低且稀土元素分馏弱, CIA低下, 古生产力偏低, 显示出物源有限和海洋自生碳酸盐沉积的可能性。浮游类有孔虫以表层暖水种占优, 硅藻为热带和亚热带种, 属种内在结构显示出暖水、高盐等特征。该暖池兼具一定的独立性和开放性, 对生物活动、生物多样性乃至碳酸盐沉积等具有维护作用。     

Trace metal composition of and accumulation rates of sediments in the Upper Gulf of Thailand

Sediment cores and grab samples were collected in the Upper Gulf of Thailand to determine sedimentation rates and to determine if metal concentrations reflect anthropogenic inputs.Accumulation rates of sediments in the Upper Gulf measured using the ²¹⁰Pb method, appear to vary from ca. 4 to 11 mm yr^?1. Sediment budgets suggest that little of the sediment delivered to the Upper Gulf by the major rivers is ultimately transported to the Lower Gulf. Metal concentrations in Upper Gulf sediments appear to be dominantly controlled by natural inputs.