介绍海洋自生矿物钙十字沸石

钙十字沸石是J.Mnrray和A.F.Renard于1891年首次在深海沉积物中发现的。以后,海洋沉积工作者对这一矿物很重视是有多方面原因的。首先,已经查明,钙十字沸石作为典型的海洋自生矿物之一,在远洋、深海沉积中分布很广,形成了所谓的钙十字沸石区,钙十字沸石含量可高达70—80％,构成了真正的所谓“钙十字沸石岩”。其次,查明钙十字沸石的成因和形成过程有助于阐明深海沉积     

太平洋中部沉积物中的沸石矿物

在太平洋中部远洋沉积物中发现多种自生沸石矿物──钙十字沸石、斜发沸石、交沸石、钙沸石、钠沸石及毛沸石。它们为火山碎屑经海解和早期成岩作用所形成,首先出现的是蒙脱石,再逐渐转变成钙十字沸石、斜发沸石。其余沸石的形成可能与微环境及水溶液成分变化有关。生物状(钙十字)沸石的形成则系硅质生物壳体受蚀变交代的结果。     

太平洋中部柱状沉积物中的自生矿物

根据《海洋四号》861—881航次获得的岩心资料,通过对沉积物类型的观察,对其中的几种自生矿物钙十字沸石、蒙脱石、重晶石、微结核、非晶质SiO_2等矿物的成因和与沉积物类型的相关性进行了探讨。     

马里亚纳海槽沉积岩心主要元素的地球化学特征

深海沉积物地球化学的早期研究工作证明,岩性不同的深海沉积物中主要元素的含量差别很大,而且某些深海沉积物所聚集的痕量元素则明显不同于大陆和近岸环境下的沉积[1].本文研究的61KL和57KL岩心是在1988年7～8月,中国-联邦德国马里亚纳海槽和西菲律宾海盆海洋地质联合调查期间取得的.对岩心样品进行了9种主要化学元素的分析.     

深海沉积物超长取样系统研究进展

深海沉积物作为一种重要的深海环境变化记录载体,是海洋学尤其是深海研究必不可少的基础研究资料.因此如何获得超长、连续、无扰动的沉积物柱状样品是深入开展深海科学研究的关键技术环节,也是我国在深海研究国际竞争中取得优势的主要技术瓶颈之一.通过综述国内外深海超长沉积物取样系统的研究进展,发现当今通用的沉积物取样系统存在诸多技术问题,从而不可避免地对沉积物产生扰动、压缩、断层等破坏.基于深海取样系统研制的国内外发展动态,提出了一种新的结合普通重力取样器对浅表沉积物样品无扰动取样和重力活塞取样器获取超长沉积物的混合型超长沉积物取样系统的设计构想.     

中太平洋碎屑组分及其与锰结核分布的关系

本文分析了中太平洋沉积物中的碎屑成分,探讨了其分布特点和物质来源。碎屑物成分主要由轻组分——钙质化石、硅质化石和钙十字沸石组成。重矿物种类30余种。硅质化石在调查区内广泛分布,它和钙质化石的分布成制约关系。物质来源主要是大洋生源和自生形成的,少量为海底火山喷发物,极少为地外和陆源物质。此外,初步探讨了锰结核的分布与沉积物成分及其粗、细组分之间的关系。     

海洋沉积物不同相态中Sr、Nd同位素提取方法研究

海洋沉积物中Fe-Mn氧化物相和残渣态的Sr、Nd同位素组成能够敏感地指示洋流循环及物质来源,但实验室对沉积物中上述相态的Sr和Nd同位素的提取易产生过量或提取不完全,进而影响同位素测定结果的准确性,因此制定有效的提取流程显得非常重要。本文采用不同浓度盐酸羟胺(Hydroxylamine Hydrochloride,HH)与醋酸(Acetic Acid,HAc)混合溶液对中印度洋海盆深海沸石黏土、北极半深海沉积物以及安达曼海近海沉积物的Fe-Mn氧化物相进行提取,残渣态用HNO₃-HF高压密闭消解法溶融,测定了各相态的主微量元素含量及Sr、Nd同位素组成,通过分析不同实验条件下得到的Fe-Mn氧化物相与残渣态的稀土元素(REE)配分模式、Al/Nd含量比值及Sr、Nd同位素组成,建立了3种不同成因类型海洋沉积物不同相态的化学提取方法。提取深海沸石黏土中Fe-Mn氧化物相的理想试剂条件为0.25 mol/L HH和15%HAc,北极半深海沉积物和安达曼海近海沉积物的试剂条件为0.5 mol/L HH和15%HAc。该方法可以准确获得沉积物中Fe-Mn氧化物相与残渣态...     

日本海富山深海水道堤坝大型泥波的成因

随着深海调查和研究,特别是深海钻探计划(DSDP)和大洋钻探项目(ODP)的实施,在现代深海海底发现了大型波状沉积体,多数为泥质、含粉砂质泥,少数为砂质,这些波状沉积体被统称为沉积物波.沉积物波可以发育在陆坡到深海平原的任何位置,面积从几平方千米至数十万平方千米,波长为1～15km,波高为5～100m.地震剖面中沉积物波横向上具有波状叠覆特征,纵向上常常呈现波状上攀现象.     

小型台式EDXRF现场快速测定深海沉积物中稀土元素

为了提高海上现场调查中沉积物稀土元素质量分数测定的准确度,采用小型台式能量色散X射线荧光光谱仪(EDXRF)对一个航次取得的3类(远洋黏土、硅质软泥和钙质软泥)75个印度洋深海沉积物中稀土元素Nd和Y的质量分数进行现场测定。与实验室电感耦合等离子体质谱仪(ICP-MS)测定结果进行对比与相关性分析,建立现场测定深海沉积物中Nd和Y质量分数与15种稀土元素总质量分数的相关关系方程,以及沉积物中Nd与轻稀土总量、Y与重稀土总量的转换关系,3种类型深海沉积物稀土元素间相关关系基本可用同一线性关系表征,3种关系的相关系数都在0.96以上。采用太平洋和印度洋不同类型深海沉积物样品进行验证,通过转换关系估算出的轻、重稀土质量分数和总稀土量与实验室ICP-MS测定值基本吻合,相对偏差小于20%。结果表明,在大洋调查中小型台式EDXRF可应用于样品现场稀土元素质量分数的测定,这为调查现场及时了解大洋深海沉积物中稀土资源分布情况提供了一种重要可行测试手段。     

深海沉积物分类与命名

详细分析了国内外深海沉积物分类与命名现状,迄今为止深海沉积物分类与命名问题没有很好解决。在调查研究南海、太平洋深海沉积物分类与命名基础上,提出了分类简便、科学合理、量化的深海沉积物分类与命名新方法,应用该方法得出南海东部海域深海沉积物有深海粘土、硅质粘土、钙质粘土、硅钙质粘土、钙质软泥、粘土质钙质软泥、粘土质-硅质钙质软泥、粘土-硅质-钙质混合软泥、粘土质硅质-钙质混合软泥、钙质硅质-粘土混合软泥。这10种沉积物基本上客观地反映了南海东部海域深海沉积物分布的实际情况,分类效果良好。     

东太平洋中国开辟区环境调查区的沉积物及其与环境关系

以生态环境为主的环境基线调查, 是与深海采矿有关的研究内容之一, 它对保护海洋自然环境有着重要的意义, 而环境小区沉积物的分析研究是其中一个不可缺少的环节。通过对东太平洋中国开辟区内沉积物类型与碎屑成分特征的研究表明, 该区表层沉积物基本上是硅藻放射虫软泥, 个别站和层位是硅质粘土和深海粘土。碎屑物成分以放射虫壳体占绝对优势。它们以大洋生物源为主体,火山喷发源和陆源为次。沉积物组分构成特点同海洋环境密切相关。上述结果为地球化学、生物学和土力学等综合研究提供了基础资料, 并有助于了解开辟区本底环境的变化。     

深海沉积物早期成岩过程中的Ba循环及其古海洋环境意义

深海沉积物蕴藏了丰富的古海洋环境变化信息.利用沉积物中的某种替代指标,有效地恢复古海洋环境变化历史是海洋地球化学家和古海洋学家致力研究的课题.海洋系统中Ba元素的地球化学行为及其与古海洋环境的关系研究表明,深海沉积物中Ba元素的丰度和变化特征能够很好地揭示古海洋环境变化信息.根据海洋系统中Ba元素地球化学研究的最新进展,系统归纳了深海沉积物中Ba的来源、富集相态及其在早期成岩过程中的行为,并在此基础上,探讨了沉积物中Ba元素丰度变化特征与古生产力和沉积物中甲烷释放通量的关系.     

中太平洋深海沉积物中元素组合特征及地质意义

深海沉积物中稀土(REY,包括Y)是继多金属结核、富钴结壳和热液硫化物之后又一有潜力的深海矿产资源。对中太平洋46个富稀土的沉积物样品(∑REY=(730~1 596)×10-6)和53个相对贫稀土的沉积物样品(∑REY=(324~487)×10-6)进行主微量和稀土地球化学分析,利用聚类分析和因子分析法,对元素组合特征进行了分析,划分元素组合和4个主因子。综合特征表明,2类沉积物REY的富集均与磷酸盐有关,REY含量高低取决于磷酸盐含量,但沉积物的形成具有多源多期的特点,富REY沉积物中铝硅酸岩(黏土矿物和沸石)对沉积物中磷酸盐富集REY的过程具有重要的促进作用,而在贫REY沉积物中铝硅酸岩对REY的富集意义不明显。     

印度洋钙质软泥和硅质软泥稀土元素组成和富集机制

本文针对采自印度洋深海中最常见的两类生物成因沉积物——钙质软泥和硅质软泥,开展了全岩样和不同粒级组分中常微量元素、稀土元素和Y（REY）含量的系统分析,探讨了两类沉积物中REY的组成特征、物质来源和富集机制。研究表明,钙质软泥以富含CaO和Sr为主要特征,硅质软泥则富集SiO₂、Al₂O₃、Fe₂O₃等。钙质软泥中∑REY平均含量为40.56×10-6,轻稀土元素（LREE）略有富集,REY有向细粒沉积物中富集的特征,PAAS标准化后全岩样和不同粒级组分均表现为Ce负异常、Eu和Y正异常;REY以自生来源为主,继承了海水的组成特征,同时也受到了热液流体物质和洋底玄武岩风化产物的影响。硅质软泥中∑REY的含量为248.54×10-6,LREE相对富集,REY在4φ以细的沉积物中富集;研究站位沉积物中∑REY含量处于边界品位附近,但在细粒级沉积物中重稀土元素（HREY）含量则达到了工业品位;该类沉积物细粒组分中REY主要来自陆源或火山碎屑组分中黏土矿物和铁锰氧化物吸附作用,粗粒组分中REY来源则主要与生物作用相关;硅质软泥中REY的富集与沉积物中磷灰石等矿物相关,部分不同来源的REY可能是在沉积之后的成岩过程中再次分配向磷灰石、钙十字沸石等矿物中富集。     

西太平洋底质及其分区

海底沉积物的系统研究始于1872—1876年英国《挑战者》号的调查.第二次世界大战后许多国家都大力发展了深海调查.但到1968年深海钻探计划实施前,人们仍主要局限于松散沉积物的调查.本文论述的西太平洋海区是指东起夏威夷,西至亚洲大陆,南达新西兰和澳大利亚,北到白令海峡的广大海区(图1).底质的分布及其分类,主要是根据美国拉蒙特-多尔蒂地质调查所和我国的有关资料综合分析研究后完成的.本区沉积物按其物质来源大致可分为陆源的、生物的和多源的三大类.     

中国多金属结核开辟区沉积物地球化学特征

对中国多金属结核开辟区沉积物的详细研究表明,研究区内沉积物处于氧化至弱氧化环境,两种色调的沉积物在粒度分布特征以及化学组成上都存在着显著的差异,它们是不同沉积环境的反应.不同色调之间的界面为一沉积间断面.沉积物中的铁和锰具有不同的来源,铁可能以岩源碎屑为主,而锰则更可能是自生成因.钙和镁以生物成因为主.     

全海深海底沉积物力学特性原位测试技术

海洋开发已经步入全海深时代,迫切需要获取全海深海底沉积物力学特性。由于海洋工程地质环境的特殊性,尤其是深海,常规取样难度较大,并且会扰动原状土体,海底沉积物原位测试成为海底工程勘察的重要手段。介绍了静力触探测试、十字板剪切测试和全流动贯入测试等海底沉积物力学特性的原位测试方法;归纳总结了影响原位测试结果的因素主要包括水深、底质类型以及解析方法等;重点介绍了一种全海深海洋探索技术“深海着陆器”;展望了全海深沉积物力学特性原位测试技术面临的机遇与挑战。     

名词解释

现代海洋沉积物中的矿物主要可分成两大类:即自生矿物及陆源矿物。 自生矿物:在现代海洋环境中由各种作用(如化学作用、生物—化学作用等)所形成的新生矿物,通称自生矿物。它是一种指相矿物,可以反映沉积环境的物理、化学条件。海洋是形成自生矿物的天然宝库。海洋沉积物中最典型的自生矿物如海绿石、磷钙石、锰结核、钙十字沸石等。 陆源矿物:大陆剥蚀区母岩风化后由各种营力(如河流、波浪、海流和风等)搬运入海的原生矿物,通称陆源矿物。它是蚀源区的标志,     

南海中部表层沉积物的元素地球化学

根据1983年9月—1984年7月所调查的南海中部91个表层沉积物中Fe,Mn等18种元素分析并结合其它资料的详细研究结果表明:(1)南海中部沉积物具有在近海—深海环境下形成的半深海沉积物的地球化学特征;(2)元素含量分布规律是,Al,K,Fe,Mg,Cu,Ce,Ni,Ba,Mn,Zn,Pb,N含量从陆架外缘到陆坡直至深海递增;Ca,Sr,C_(有机)从陆架外缘到陆坡含量渐增,由陆坡向深海锐减;Si和Ti含量在陆坡低、陆架外缘和深海高;(3)因子分析得出三种元素组合,即常量元素Al,Si,K,Fe,Mg,Ti,微量元素Cu,Co,Ni,Mn,Ba和Ca,Sr,C_(有机),N组合;(4)沉积物元素组成和含量的主要控制因素是沉积物类型。     

北极深海沉积物中细菌和古菌群落结构研究

在北极深海沉积物生态系统中,微生物的群落结构由有机质输入、能量的可用性及其他环境因素决定.然而,全球气候变暖及其导致的冰盖提前融化正在影响微生物的多样性.为描述北极深海沉积物中的微生物群落结构及其与环境因素的相关性,我们利用罗氏454对北极深海沉积物样品的16S rDNA扩增子进行了测序,对细菌和古菌群落的丰富度、成分、结构及其系统发育分类地位进行了描述.硫还原和化能有机营养类是细菌群落中的主要类群;而古细菌群落主要是由微生物的关系最为密切的氨氧化奇古菌门(96.66%)和产甲烷古生菌界(3.21%).这项研究描述了北极极点附近深海沉积物(> 3500米)中的微生物多样性,将为以后研究类似环境中微生物代谢过程和途径等功能分析奠定基础.