深海沉积物分类与命名的参数指标和主成分分析

对于南海中部(118个表层沉积物样,水深82~4 420 m)、东部(106个表层沉积物样,水深700~4 508 m)海域的表层沉积物的粒度资料按小于200 m,200~2 000 m,大于2 000 m水深段对水深、平均粒径、黏土含量进行统计分析,结果表明从陆架到陆坡再到深海,平均粒径和黏土含量随水深增加呈非常有规律的变化;把大于2 000 m水深区域再细分为大于2 500 m,大于3 000 m,大于3 500 m,结果表明平均粒径和黏土含量随水深增加几乎无变化,在南海中部水深大于2 000 m海域平均粒径为3.39~3.54μm,黏土平均含量为54.91%~55.47%;在南海东部水深大于2 000 m海域平均粒径为3.25~3.37μm,黏土平均含量为53.91%~54.56%。研究表明2 000 m水深具有划分深海沉积物的指示意义。南海中部水深大于2 000 m海域黏土平均含量为55.19%,平均粒径为3.39μm;在南海东部水深大于2 000 m海域黏土平均含量为53.91%,平均粒径为3.37μm;在南海中部、东部水深大于2 000 m海域平均粒径均小于4μm,黏土平均含量均大于50%,表明深海沉积物粒度特征是平均粒径小于4μm和黏土平均含量大于50%。黏土含量是非生物组分的代表和划分深海沉积物类型的一个独立参数,钙质生物和硅质生物组分是另外两个独立参数。南海东部海域表层沉积物中55种元素总含量为47.50%,硅、铝、钛、钠、钾、磷、钙、镁、铁、锰十种主元素含量为47.03%,其他45种元素含量为0.47%,虽然沉积物来源复杂、成因不同,但沉积物化学主成分并不复杂,主要由前10种主元素和氧元素组成。沉积物主元素铝、钙、硅分别富集于黏土、钙质沉积、硅质沉积中。通过建立沉积物生源组分与碳酸钙、三氧化二铝、二氧化硅的量化关系,可把碳酸钙、生物二氧化硅作为钙质生物和硅质生物的两个替代参数。     

台西南海域表层沉积物元素地球化学特征及其物源指示意义

对南海台西南海域表层沉积物的常量、微量元素含量分布变化特征、元素相关性以及元素组合特征进行了分析。结果表明,SiO2和Al2O3是研究区表层沉积物中的最主要组分,元素的含量与水深、粒度存在明显的相关性;R型因子分析识别出3个元素组合,分别代表细粒的陆源碎屑沉积组合、粗粒的生物碎屑组合和细粒的生物碎屑组合;研究区表层沉积物的物质来源主要有陆源和生物源两种,以陆源为主。     

南海表层沉积类型与沉积作用若干特征

根据底质的粒度分析结果，编制了南海表层沉积类型图。把南海的表层沉积划分为１２种主要的类型，它们的展布与水深线的走势大体一致。大陆架表层沉积物主要由现代沉积、再造沉积、残留沉积和少量残余沉积组成。半深海—深海沉积中生物碎屑的组成和含量往往成为确定沉积类型的重要因素。受碳酸盐溶解作用的影响，随着水深增大，钙质与硅质生物碎清含量呈相互消长的关系，沉积类型因而不同。     

南海表层沉积类型与沉积作用若干特征

根据底质的粒度分析结果，编制了南海表层沉积类型图，把南海的表层沉积划分为１２种主要的类型，它们的展布与水深线的走势大体一致。大陆架表层沉积物主要由现代沉积，再造沉积，残留沉积和少量残余沉积组成，半沉海一深海沉积中生物碎屑的组成和含量往往成为确定沉积类型的重要因素，受碳酸盐溶解作用的影响，随着水深增大，钙质与硅质生物碎屑含量呈相互消长的关系，沉积类型因而不同。     

南海南部表层沉积物中生物硅的分布及其环境意义

对南海南部25个表层沉积样进行了生物硅的测定分析,试图揭示南海南部表层沉积生物硅的分布及其对现代海洋环境的指示意义,以便为古海洋学研究提供进一步的科学依据。研究发现,表层沉积物中生物硅含量与其所处水深呈显著正相关关系,相关系数达到0．782。陆架浅水区表层沉积物中生物硅含量非常低,不能反映表层水体中硅质生物生产力情况,这可能与沉积类型和陆源物质输入影响有关。深水区表层沉积物中生物硅的含量分布表明,其不仅能反映出表层水体中硅质生物的古生产力水平,而且还能指示上升流的强弱,从而进一步证实了利用沉积物中生物硅含量来追踪上升流发育和变化的有效性与可信度。研究结果还显示,在研究区域中北部表层沉积生物硅中放射虫和海绵骨针较硅藻占有更大的比重,这可能是由于硅藻易被溶解并易被其他生物体摄食的缘故。在有上升流发育的海域,放射虫、硅藻和海绵骨针基本上均表现出较高的丰度,这与高的生物硅含量相一致。     

南海南部表层沉积物中生物硅的分布及其环境意义

对南海南部25个表层沉积样进行了生物硅的测定分析,试图揭示南海南部表层沉积生物硅的分布及其对现代海洋环境的指示意义,以便为古海洋学研究提供进一步的科学依据。研究发现,表层沉积物中生物硅含量与其所处水深呈显著正相关关系,相关系数达到0.782。陆架浅水区表层沉积物中生物硅含量非常低,不能反映表层水体中硅质生物生产力情况,这可能与沉积类型和陆源物质输入影响有关。深水区表层沉积物中生物硅的含量分布表明,其不仅能反映表层水体中硅质生物的古生产力水平,而且还能指示上升流的强弱,从而进一步证实了利用沉积物中生物硅含量来追踪上升流发育和变化的有效性与可信度。研究结果还显示,在研究区域中北部表层沉积生物硅中放射虫和海绵骨针较硅藻占有更大的比重,这可能是由于硅藻易被溶解并易被其他生物体摄食的缘故。在有上升流发育的海域,放射虫、硅藻和海绵骨针基本上表现出较高的丰度,这与高的生物硅含量相一致。     

日照近海表层沉积物粒度特征与沉积环境

对日照近海50个表层沉积物样品进行粒度计算、多元统计分析和沉积环境动力分区,结果表明研究区沉积物类型复杂,从泥质砂质砾到泥均有分布,共11种类型。沉积物粒度组成以砂和粉砂为主,砂含量占绝对优势,多以细砂形式存在。日照港和岚山港附近的沉积物粒径细,分选较差,负偏,峰态平坦,其它区域总体上粒径粗,分选差,正偏,峰态尖锐。研究区分为3个不同的沉积环境区。1区分布在傅疃河口近岸,为河口强动力沉积区;2区分布在东部15~20m水深区域,为潮流沉积和残留沉积混合作用区;3区分布在日照港和岚山港附近海域,为潮下低能沉积区。     

西北太平洋黑潮源区沉积特征及黑潮输入对东海沉积物的影响

在对海流和地质背景分析的基础上将源区黑潮划分为3个区域,即北赤道流区、吕宋岛以东海区和台湾东部黑潮主干区,归纳总结了其沉积物矿物组成、元素组分特征和物源研究结论,探讨了黑潮输入对东海沉积物的影响。总体看来,黑潮源区沉积物的主要外来源是菲律宾群岛、菲律宾岛弧、台湾河流输入和亚洲大陆风尘的输入。黑潮源区沉积物矿物分布受菲律宾海沟的阻隔、北赤道流与黑潮的营力作用、海底火山热液活动和水深影响较大,常量元素组成主要与海底地形和水深有关,稀土元素组成表现出具有明显陆源输入的边缘海沉积特征,Sr、Nd同位素组成的研究在该区主要用于追踪亚洲风尘输入。由于黑潮入侵东海多分支的复杂性,东海黑潮对陆架沉积物的影响尚需深入研究。进一步研究应在台湾东部沉积物物源分析、黑潮输入对东海沉积物影响的历史变化、多指标整合的综合分析方法、有效物源识别端元的构建等方面展开。深入研究黑潮源区沉积特征及物源可有效揭示黑潮流域变化、构造活动和气候变化等,且探明黑潮输入对东海陆架沉积物分布的影响有利于揭示东海生态环境变化和海洋资源环境的可持续利用。     

南海东部海域的沉积作用和物质来源研究

1998年在南海东部海域采集了195个表层和24个柱状沉积物样,对沉积作用和物质来源研究表明:(1)南海东部海域具有典型的边缘海沉积特征,沉积物主要由陆源碎屑、生物碎屑、火山碎屑、浊流沉积物组成,沉积作用具有多样性;(2)黄岩岛以北海区沉积物中基性岩组分含量为23.2%,陆源硅铝质组分含量为76.8%,这两种组分的理论计算值与海底沉积物实际分布相一致;(3)由碎屑矿物分析得出陆源矿物、混合矿物、自生铁锰矿物和中基性火山矿物四种矿物组合区,矿物组成和含量差异反映了物源和沉积环境的变化;(4)对沉积物中大于0.063 mm的物质全组分分析表明,生源组分占66.97%,其中钙质生物含量为23.43%,硅质生物含量为43.54%,钙质生物高值区主要分布在水深小于3 500 m的海区,硅质生物高值区主要分布在水深大于3 500 m的深水区;(5)南海东部海域火山沉积作用明显,海底扩张区沉积物中铜、钡、铁、锰、钴、镍、砷等金属物质分布与海底构造和海底中基性火山活动密切相关;(6)对沉积物粒度、物质组成和生物化石组合分析表明北部陆坡区69柱187.5~190.0,287.5~280.0,377.5~380.0 cm,深海平原区149柱157~187,187~194 cm,南部陆坡区323柱280~350 cm在粒度上表现出浊流沉积特征;(7)对锶同位素物源示踪和粒度、矿物的研究表明,北部陆源碎屑向南一直扩散到约17 N,西吕宋海槽是亚洲大陆物质特别是我国大陆物质向南海东部海域输运的主要通道.     

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。     

南海表层沉积物与水柱中沉降颗粒物对比研究及其古环境再造意义

分析了南海62个表层沉积物样品中生源(有机质、碳酸钙和蛋白石)和非生源(岩源物质)组分的含量变化和分布特征,并以沉积学分区为基础,结合5个沉积物捕获器站位,将南海划分为N、C-NE、SW和S 4个区域,对比分析了各区表层沉积物和水柱中沉降颗粒物中各组分含量、沉积通量分布特征和变化,探讨了表层沉积物的输出生产力、沉降颗粒物的初级生产力及真光层下100 m输出生产力三者之间的对应关系.结果显示:南海4个海域表层沉积物中各组分平均含量多数低于沉降颗粒物中的平均含量,而碳酸钙、岩源物质的沉积通量却多数高于沉降颗粒物中的沉积通量,分析得出表层沉积物中各组分平均含量和沉积通量不仅受水柱中各组分输出量影响,还受到陆源物质输入、溶解作用和上层水体营养盐影响.南海表层沉积物中生源组分沉积通量大小对应其输出生产力的大小.但是,由于陆源有机质、生源颗粒侧向漂移的影响,表层沉积物的输出生产力大小分布并不完全对应沉降颗粒物的初级生产力大小分布,尽管南海真光层下100 m输出生产力与沉降颗粒物的初级生产力比值与世界大洋"f"比平均值基本一致,但是,明显低于表层沉积物的输出生产力大小,只有在沉降颗粒物的初级生产力较高区域,真光层下100 m输出生产力大小才最接近表层沉积物的输出生产力大小.     

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。     

琉球群岛东部海区表层沉积物中浮游有孔虫分布及指示意义

对琉球群岛东部海区123个表层沉积物样品中浮游有孔虫因子分析结果表明,浮游有孔虫组合在溶跃面以上表现为Globigerinoides ruber-Globigerinata glutinata组合,溶跃面以下为Globorotalia inflata-Neoglobo-quadrina pachyderma (dex.)组合,局部受黑潮影响区域黑潮标志种Pulleniatina obliquiloculata含量相对丰富,为Neogloboquadrina dutertrei-P.obliquiloculata组合;表层沉积物中浮游有孔虫的丰度及组合分布特征对于碳酸盐溶跃面深度及碳酸盐补偿深度有一定的指示意义。另外,碳酸盐保存特征研究表明,该区域现代碳酸盐溶跃面深度约为3100 m,碳酸盐补偿深度约为4300 m。     

南海北部表层沉积物中浮游有孔虫分布特征与环境意义

对南海北部12°以北海域表层沉积物中的浮游有孔虫丰度、属种数量与组合、碳酸盐含量以及硅质生物相对丰度等进行了分析和鉴定,结果表明:随水深的增加,浮游有孔虫的丰度降低、属种数量减少,碳酸盐含量降低,硅质生物相对丰度升高,浮游有孔虫优势种由易溶种转变为抗溶种。浮游有孔虫以及碳酸盐含量等的这些变化与深海碳酸盐的溶解作用密切相关,同时,浊流沉积作用和水团等环境因素也是影响浮游有孔虫丰度与组合以及碳酸盐含量变化的重要因子。     

东北太平洋胡安·德富卡隆起西翼晚第四纪以来的碳酸盐记录

通过对东北太平洋胡安·德富卡隆起西翼沉积柱样中的碳酸盐含量和浮游有孔虫氧同位素测试以及浮游有孔虫丰度、溶解指数和粗组分的统计,发现在晚第四纪约65 ka以来碳酸盐含量变化幅度大(0 4%~77 2%),相差非常悬殊,但其变化未呈现出冰期时溶解作用减弱、间冰期时溶解作用强烈这样明显的旋回性。粗组分分析结果显示,地层中有明显的浊流沉积发育。另外,碳酸盐含量和浮游有孔虫丰度分析结果揭露了研究区的 CCD在3 500 m左右。研究认为,在约65 ka来水深浅于3 500 m的区域碳酸盐含量的无规律性变化应与浊流沉积影响有直接的关系,而水深深于3 500 m的区域碳酸盐含量主要受控于深海碳酸盐的溶解作用。     

南海西沙海槽83PC柱状沉积物组成特征及其古环境意义

为了解南海北部末次间冰期以来的沉积环境演化,分析了西沙海槽83PC柱状沉积物的浮游有孔虫氧碳同位素、碳酸钙、有机碳和粒度组成。浮游有孔虫的δ18 O值具有冰期-间冰期旋回特征,记录了海平面的升降和古气候的变化,而海平面变化控制了沉积物的碳酸钙和有机碳含量。冰期,海平面下降,陆源物质输入增多,带来了大量的碎屑物质和陆源有机质,沉积物具有低碳酸钙含量和高有机碳含量;间冰期,海平面上升,陆源物质输入减少,碎屑物质的稀释作用减弱,沉积物具有高碳酸钙含量和低有机碳含量。南海北部83PC柱状沉积物记录了末次间冰期以来的多次海平面升降旋回,还记录了气候变冷事件以及低碳酸钙沉积事件,其中,150、510、660和740cm处的低碳酸钙含量和相对重δ18 O值记录了全球性气候变冷事件,而冰后期的低碳酸钙沉积事件,则主要反映了季风降雨的增强,出现了洪水高发期,陆源碎屑物质对碳酸钙沉积的稀释作用明显增强。     

Surface sediment carbonate mineralogy and water column chemistry: Nicaragua Rise versus the Bahamas

Periplatform surface sediments were studied for carbonate mineralogy in conjunction with analyses of the water column for carbonate chemistry on the eastern Northern Nicaragua Rise (NNR) in the Caribbean Sea. The results show a strong correspondence between variations and disappearance, with increasing water depth, of metastable carbonate minerals (fine aragonite and magnesian calcite) and their respective saturation levels in the overlying waters. Similar correspondence between variations in sediment proportions of fine aragonite and magnesian calcite and their respective saturation levels has previously been established in the Bahamas. There are, however, significant differences between the two areas. The sharp decrease in aragonite content and the measured aragonite saturation level occur at 4000 m in the Bahamas, compared to 1800 m on the eastern NNR. In both areas, magnesian calcite minima correspond to the in situ PCO₂ maxima in the water column. The magnesian calcite minimum, however, is at 950 m in the Bahamas and 750 m on the eastern NNR. Magnesian calcite disappears in the Bahamas at 3800 m and at 2000 m on the eastern NNR. These results demonstrate the importance of the influence of overlying water chemistry on the preservation of metastable carbonate minerals in off-bank periplatform sediments, and they clearly demonstrate the difference in terms of carbonate preservation between the poorly ventilated waters of the Caribbean Sea and the well-oxygenated waters of the adjacent Atlantic Ocean. They also open the possibility of obtaining paleoceanographic information on the depth of the CO₂ maximum (O₂ minimum) and its separation from the aragonite saturation depth in at least some areas.     

Microfossils, carbonate lysocline and compensation depth in surface sediments of the northeastern South China Sea

INTRODUCTIONTwoimportantinterfacespunctuatingtheabyssalverticaltrans sectionarecarbonatelyso clineandcarbonatecompensationdepth (CCD) .Thecarbonatelysoclineislabeledbyabruptincrementofcarbonatedissolutiononcalcitemicrofossilssuchasplanktonicforaminifertests(Berger,1 96 8) ,ordecreasingapparentlyinpercentageofthecarbonateproportion (Panetal ,1 988) .ThoughtherearemanyachievementsonthecarbonatecycleandCCDresearches(Wangetal ,1 995;Rottman ,1 979;Thunelletal ,1 992 ;Zhengetal ,1 993;Mia…     

太平洋北部锰结核区沉积物中Fe,Mn,Al和CaCO3的含量分布特征

1985年12月至1986年4月对西太平洋锰结核进行了调查并对所获沉积物样品进行了分析,研完了锰结核区域沉积物中Fe,Mn,Al和CaCO_3的含量分布特征及其相关关系,说明沉积物中Fe,Mn,Al和caCO_3的含量分布特征主要受水深的制约。