东海内陆架泥质体远端表层沉积物孢粉分布规律及其环境意义

东海内陆架泥质沉积区是全新世高海平面时期以来形成的重要地貌单元,其包含了高分辨率沉积环境与气候变化信息,对该地区现代沉积环境及其影响条件的分析,将有助于长时间尺度古记录识别与反演.孢粉是研究植被和气候环境的重要代用指标,通过对东海内陆架泥质沉积区远端海域150个表层沉积物样品的孢粉分析,揭示了孢粉特征的分布规律,并探讨...     

海洋沉积物中有机质早期成岩矿化路径及其相对贡献

陆架边缘海沉积物是重要的生物地球化学反应器,海洋中90%以上的有机质沉积于此并在早期成岩作用过程中矿化.其矿化路径包括有氧呼吸、反硝化、锰氧化物还原、铁氧化物还原、SO4(-2)还原和CO2还原,并按生成自由能减少的顺序依次发生,构成理想的氧化还原序列.定量研究有机碳矿化路径及其对有机质矿化的相对贡献对揭示能量分配和碳...     

东海内陆架沉积物磁性特征对早期成岩作用的响应

以东海内陆架泥质区F17柱样为对象,在放射性同位素测年、磁性测量、地球化学和粒度分析的基础上,探讨了早期成岩作用对陆架沉积物磁性特征的影响。结果表明,F17柱样磁性特征存在显著的垂向变化,表现为随深度的增加,沉积物磁性减弱、磁性颗粒变粗和不完整反铁磁性矿物比例上升。粒度以及Al,Ti,Fe,Mn的含量,有机碳和总硫的分析表明,沉积物物源相对均一,粒度虽然存在垂向变化,但不是磁性特征垂向变化的主要原因,早期成岩作用是导致上述磁性特征垂向变化的主要因素。早期成岩过程中,亚铁磁性矿物含量随深度下降的现象与其他地区报道的结果类似,但磁性矿物类型和颗粒大小随深度变化的模式,不同地区存在一定差异。基于磁性矿物对早期成岩过程的敏感性,磁性测量方法对认识铁在陆架沉积物中的迁移和转化具有积极作用。     

泥质沉积物颗粒分级及其有机质富集的差异性

在泥质沉积物颗粒分级的基础上,用显微镜检、XRD和色谱分析等手段获取有机质和无机矿物的特征,探讨二者间的相互关系以及有机质富集的差异性。沉积物偏粗粒级中主要富集的是颗粒有机质,有机碳含量高,C29色谱峰显著;偏细粒级中主要富集的是可溶有机质,有机碳和氯仿沥青A含量均高,C17色谱峰显著,呈现出有机质向粗和细两个端元富集的特点。粗粒级中无机矿物是化学性质稳定的长石和石英等碎屑颗粒;细粒级中是具有较强的化学活性的粘土矿物。因此,在粗粒级中有机质是通过颗粒有机质与矿物颗粒相互共生而富集;在细粒级中有机质是通过可溶有机质与粘土矿物相互结合形成复合体而富集,这反映了不同类型有机质富集机制的差异,会对有机质的保存和演化以及有机质生烃和碳循环过程产生影响,应引起高度重视。     

东海陆架晚更新世以来沉积物常量元素的分布及其地质意义

对东海陆架西湖凹陷区SFK-1孔的岩性、粒度、常量元素以及测年数据的综合分析表明:元素地球化学信息对于地层的划分有良好的指示意义。 SFK-1孔沉积物常量元素质量分数平均值分别为SiO₂ 65.35%、Al₂O₃ 12.12%、FeO 1.75%、CaO 3.88%、MgO 2.04%、K₂O 2.63%、 Na₂O 2.04%、 TiO₂ 0.66%、 P₂O₅ 0.12%、 MnO 0.065%、TFe₂O₃ 4.74%、CaCO₃ 5.38%,标准差系数较小,反映SFK-1孔常量元素离散程度较小。SFK-1孔沉积物CaCO₃/TiO₂、CaO/TiO₂和P₂O₅/TiO₂反映了化学风化程度的强弱;TiO₂/Al₂O₃可以作为古水流能量的指标,反映当时河流水动力条件的影响强度;而SiO₂/TiO₂、Na₂O/TiO₂可以用来反映沉积水动力的强度。依据常量元素质量分数垂直变化特征划分的8个层段分别与沉积物粒度、气候变化地层划分界线吻合。研究区自91 ka BP以来沉积环境经历了剧烈变化,它们分别反映了末次间冰期( 暖期) 晚期以来东海陆架区沉积环境的变化。     

东海泥质区表层沉积物中多环芳烃的分布特征及物源

以 GC/MSD内标法定量测定了东海近岸和远岸泥质沉积区 18个表层沉积物中多环芳烃 (PAHs)的含量,探讨了多环芳烃在这些泥质区的分布特征、影响因素及来源.结果显示 ,近岸泥质区多环芳烃含量普遍较高,介于 180.3～ 424.8 ng/g(干重 )之间;冲绳海槽次之,含量为 211.7 ng/g ;济州岛西南泥质区最低,含量介于 117.1～ 211.7 ng/g之间.东海泥质区多环芳烃的分布主要受控于离物源的远近、沉积物粒度、有机碳含量以及东海环流体系.东海泥质区的多环芳烃主要来源于热成因,大气干湿沉降和河流输入是其进入泥质区的主要途径.东海泥质区多环芳烃的污染程度中等.     

近2ka以来东海内陆架泥质区高分辨率的生物硅记录及其古生产力意义

通过对位于东海内陆架泥质区中部的MZ02孔进行粒度和生物硅分析,AMS14C测年,获得了粒度和生物硅随时间变化的高分辨率曲线.结果表明,近2 ka以来研究区沉积环境稳定,以沿岸流控制的浅海沉积为主;沉积物中生物硅含量<1.5%,属于低含量海区,主要受低硅质骨骼供给量、高溶解作用以及陆源物质冲淡作用的影响.生物硅含量及其...     

东海内陆架沉积物中有机硫形态的K边XANES谱分析

有机硫是海洋沉积物重要的硫形态,与有机质保存及多种元素的地球化学循环密切相关。利用硫的K边XANES谱从分子水平研究了东海内陆架沉积物中腐殖酸硫(HA-S)、富里酸硫(FA-S)以及铬不可还原有机硫(non-CROS)的形态及相对含量。结果表明,HA-S和FA-S总体上均以氧化态有机硫为主,其相对平均含量分别为56%和69%,而non-CROS则以还原态有机硫为主(86%)。HA-S和FA-S的强还原态硫为还原态有机硫的主要组成,磺酸盐和硫酸酯为HA-S中氧化态有机硫的主要组分,硫酸酯为FA-S中氧化态有机硫的主要组分。FA-S的强还原态有机硫为硫化成因,HA-S的强还原态硫可能与硫化和生物成因有关,而non-CROS的强还原态有机硫则主要为生物成因。如non-CROS能近似代表海洋沉积物中的有机硫总量,则表明该沉积物中总有机硫以还原态硫为主;而腐殖质硫(HA-S+FA-S)较高比例的氧化态硫则表明腐殖质硫不能全面反映沉积物中有机硫的组成和来源。     

东海北部陆架表层沉积物重矿物组合、迁移路径对底层水团的示踪响应研究

基于东海北部陆架表层沉积物的泥温、粒度分析与重矿物鉴定数据,结合末次盛冰期(LGM)以来的东海海平面演化阶段分析,提取高海面期以来底层水团承载的沉积重矿物空间分布规律与信息记录。结果表明优势矿物种的迁移路径与区域环流系统密切相关,进而可示踪东海北部物质的大致输运方向。依据透明矿物(普通角闪石、帘石类、稳定矿物)、金属矿物(不透明矿物)、片状矿物及自生矿物等优势重矿物种迁移路径的判断和讨论,将研究区初步划分为5类矿物区,分别为冷涡矿物区(Ⅰ区)、黄海沿岸流与跨陆架流矿物区(Ⅱ区)、长江冲淡水矿物区(Ⅲ区)、暖流矿物区(Ⅳ区)和复合矿物区(Ⅴ区)。Ⅰ区受济州岛西南冷涡影响显著,高含量的自生黄铁矿指示了强还原的沉积环境;Ⅱ区是黄海沿岸流与跨陆架流(ECSC)南向输运老黄河三角洲物质的重要通道,帘石类矿物、金属矿物、片状矿物的含量变化可指示输运的路径;Ⅲ区是长江冲淡水东扩的重要通道,普通角闪石、片状矿物、石榴石为示踪的特征矿物;Ⅳ区是陆架水团混合了台湾暖流和对马暖流水体的区域,区内“洁净”的暖流水阻隔陆源物质向东输运,其西侧为物源供给侧,形成优势矿物低值区,东侧物质供给匮乏,海侵改造沉积出露,重矿物及优势矿物种呈高值;Ⅴ区是区域环流系统季节性变化与强度差异影响下的复合作用区,区内矿物学特征与邻区相比无明显优势。从矿物迁移路径的角度认识东海北部陆架的物质输运与聚集过程,可进一步理解优势矿物示踪意义与区域环流系统动力环境的响应机制。     

内蒙古炭窑口硫化物矿床Fe、S同位素组成及对硫化物成矿的制约

古—中元古代时期是地质历史上最重要的铅-锌硫化物爆发性成矿阶段,位于我国华北板块北缘西段的狼山多金属成矿带是这个时期的典型案例.作为成矿带内最大的硫化物矿床,炭窑口和东升庙矿床赋矿层位和矿化特征一致,被认为是同一个次级盆地内一次大型热液成矿事件的产物.这两个矿床所赋存的数亿吨硫化物矿石均不同程度富集重S同位素(平均值>+30‰),而对于矿石硫的具体来源及34S富集机制尚存争议.本文对炭窑口围岩和矿石中黄铁矿进行了Fe-S同位素研究,对其沉积-成岩环境和矿化过程给出综合制约.炭窑口碳质板岩中粗粒黄铁矿δ56FeIRMM值在?0.51‰ ~ ?0.15‰之间,δ34SV-CDT值在+35.0‰ ~+39.6‰之间,相比东升庙矿床围岩中不规则黄铁矿明显富集轻Fe同位素且更加富集重S同位素,可能是盆地边缘、相对氧化的浅水环境下Fe以氧化态几乎完全沉淀后成岩期转化的产物.该认识与炭窑口矿区常见层状重晶石所指示的比东升庙更加氧化的盆地边缘浅水环境一致.本文认为炭窑口矿石与围岩中硫化物均强烈富集重S同位素(δ34SV-CDT值均在+26.6‰ ~+41.0‰之间)表明成岩环境同样是矿石硫化物结晶沉淀的主战场,其中半局限环境中浓缩海水硫酸盐在较封闭成岩条件下被甲烷为主的还原剂几乎完全还原."局限盆地+成岩环境"模式可以解释炭窑口—东升庙盆地围岩和矿石均异常富集重S同位素的特征.前人报道的与成矿关系密切的碳酸盐相对富集轻C同位素所指示的有机碳参与成矿为成岩环境成矿提供了可靠证据.尽管不能完全排除细菌还原硫酸盐的作用,炭窑口—东升庙盆地各个层位围岩与矿石轻S同位素完全缺失表明开放体系细菌还原作用导致的硫化水体环境主导成矿的可能性较小.     

ODP184航次岩芯海底沉积物元素相态研究及其对有机质和轻烃的指示意义

分析了ODP184航次1 146站位海底岩芯沉积物中的Cu、Fe、Ni等7种元素的总量和相态分布及变化规律;研究发现,各元素的总量及相态的剖面分布受生物作用、有机质络合吸附、共沉淀等多种因素控制;沉积物主要来自陆源.元素Cu、Co、Ni的有机结合态及总量的分布规律表明深部地层中存在大量有机物;结合岩芯沉积物中有机气体及相关地质背景,认为该区具有良好的油气赋存条件;对各元素的相态与轻烃及各有机指标进行聚类分析,发现虽然可交换态的Cu、Fe、Ni在元素各相态中所占的比例较少,但却是指示油气存在的有效指标.     

长江、黄河流域泛滥平原细粒沉积物87Sr/86Sr空间变异的制约因素及其物源示踪意义

黄河和长江流域泛滥平原细粒沉积物的Sr同位素组成存在较大差异.前者的87Sr/86Sr变化范围较小,为0.712868～0.718860,平均值为0.715474;后者变化范围较大,为0.71305～0.736502,平均值为0.721438.黄河流域中、上游细粒沉积物的87Sr/86Sr低于下游;而长江流域细粒沉积物的87Sr/86Sr中游高于上、下游,且南侧高于北侧.由Nw向SE,SE,87Sr/86Sr逐渐增加.87Sr/86Sr这种空间变化规律明显受各汇水盆地内地壳岩石平均组成、年龄和化学风化作用强度的制约:岩石的Rb/Sr比值越大、年代越老、化学风化作用越强,87Sr/86Sr比值就越大.87Sr/86Sr比值是识别中国边缘海黄河、长江输运物质的有效参数,其端员值分别为0.719269和0.724312.     

东海陆架浙闽沿岸泥质区不同属种底栖有孔虫对14C测年的影响及其原因初探

底栖有孔虫是浅海陆架区钻孔岩芯¹⁴C测年的良好材料,但由于其个体细小,为了获得足够的样品量,常常采用不区分属种和大小的混合壳体样品,不利于高分辨率的古环境研究。本研究选择东海陆架浙闽沿岸泥质区的两个钻孔沉积物样品,对其中不同的底栖有孔虫属种壳体化石分别进行¹⁴C测年,结果显示同一沉积物样品中不同的底栖有孔虫属种壳体化石¹⁴C年龄值存在差异,以Quinqueloculina spp.壳体¹⁴C年龄最老,其次是Ammonia comperessiuscula壳体,最年轻的分别为Elphidium spp.壳体和Bolivina cochei壳体。从底栖有孔虫的生态习性和壳体的结构特征等方面分析推测,同层位不同底栖有孔虫属种壳体年龄差异,不能简单地用它们生活时壳体和所处的微生境水体同位素交换来解释;不同属种有孔虫壳壁构造不同可能是产生壳体化石¹⁴C年龄差异的原因。建议为地质钻孔建立高分辨率年代地层挑取底栖有孔虫AMS ¹⁴C测年样品时,尽量选择相同的属种,或微生境相同、个体大小相近、壳壁厚度和壁孔大小密度近一致的类别,以降低属种不同对测年结果产生的影响,为海岸带高分辨率的古环境研究提供高精度的测年数据。