白令海西部柱样沉积物中有机碳的地球化学特征与埋藏记录

基于2012年中国第5次北极科学考察专项调查获得的样品资料,重点探讨了百年来白令海西部柱样沉积物中有机碳(TOC)的地球化学特征及其埋藏记录,结果显示,基于两柱样210 Pbex随深度的指数衰变趋势,整体能反映出调查区相对稳定的现代沉积环境,可获得两沉积柱约70年以来的海洋沉积环境序列。陆架区BL16柱样中TOC的垂向分布与TN及粒度具有较好的一致性,反映出有机质来源较为一致,粒度可能对沉积有机碳的赋存起控制作用;而陆坡区BL10柱样粒度相对略粗,且TOC与TN、粒度无明显相关关系,这可能与该区复杂的沉积水动力环境、有机质输入和较强的细菌微生物作用有关。两柱样上层样品(近20年以来)都不同程度表现出TOC含量增加和CaCO3含量下降,这可能指示了近期北极地区变暖和海洋酸化加剧等过程对沉积有机质的影响。计算得到两柱样沉积有机碳的埋藏通量分别为3 100mmol C·m-2·a-1(BL16)和1 400mmol C·m-2·a-1(BL10),通过对有机碳埋藏保存效率的分析和区域对比,认为该区较高的有机碳埋藏通量,可能主要受控于较高的上层水体初级生产力和有机碳输出效率,较为有利的沉积有机碳保存代谢机制以及较快的沉积速率等因素的共同作用。     

北冰洋门捷列夫海岭富锰棕色层稀土元素组成特征与来源初步分析

北冰洋深海广泛分布的富锰棕色沉积层(棕色层)是海冰、洋流、物源供给等多种因素共同作用的结果,本文基于西北冰洋门捷列夫海岭ARC07-E25岩芯沉积物稀土元素与微量元素含量、颜色反射率参数、粗颗粒组分和无机碳含量的变化特征,对该类沉积层中稀土元素的组成特征、形成机制和物质来源进行了综合分析。结果显示,沉积物稀土元素总含量(∑REE)在122.37×10?6～231.94×10?6之间变化,北美页岩标准化配分模式显示出轻微的中稀土(MREE)富集以及由La、Ce、Nd主导的较强的轻稀土(LREE)优势。沉积物中∑REE随着粗组分颗粒(如冰筏碎屑)的增多而呈现降低趋势,表明门捷列夫海脊沉积物中的稀土元素主要富集在细粒沉积物中。根据∑REE在沉积物中的变化特征将E25岩芯沉积物划分为4种地层,反映出了冰期/间冰期的气候转变过程中温暖条件下形成的棕色层与寒冷条件下形成的浅灰绿色沉积层(灰色层)的岩性旋回中稀土元素组成的差异,由于两种沉积层在形成时受到不同的底层水氧化还原环境的控制,导致了铈(Ce)元素在氧化水体中会由Ce3+氧化为Ce4+并发生沉降,而在还原水体中则由Ce4+还原为Ce3+发生溶解,这一特性使LREE含量产生较大波动,进而影响到∑REE,使之趋于在代表氧化条件的棕色层中升高而在代表还原条件的灰色层中降低。R型因子分析和物质来源判别结果显示,E25岩芯沉积物中稀土元素与亲碎屑元素(Nb、U、Th)有较好的相关性,主要来源于东西伯利亚海和新西伯利亚群岛的近岸侵蚀物质以及勒拿河物质的输入。     

2011长江中下游旱涝急转前后河口表层沉积物地球化学特征研究

系统分析了2011旱涝急转前后长江口表层沉积物中常量元素、微量元素和有机碳等地球化学特征的变化及其影响因素,探讨了旱涝急转状况对河口沉积地球化学分区的影响。结果显示,洪涝期河口沉积物粒度总体有变粗的趋势,尤其是南支水道至三角洲前缘区。洪涝期含量下降的组分主要有Al2O3、K2O和Na2O等,含量增加主要有TFe2O3、CaCO3、CaO、TiO2、Mn和P等。干旱期常量元素组分与黏土的正相关性更高,但S4站的情况相反,这可能主要跟径流携带的流域物质的输入状况和该区特有的沉积动力条件有关。洪涝期大多数沉积物中微量元素的平均含量表现为不同程度增加,反映了研究区洪涝期沉积物粒度整体变粗和流域洪水导致的入海物质通量升高的影响。不同时期TOC和TN均具有较好的正相关关系,有机质C／N值指示洪涝期陆源贡献大于干旱期：但C／N值整体相对偏低,这可能跟物源贡献和微生物作用有关。洪涝期各元素变量在主因子载荷图上的分布更加分散,反映了洪涝期粒度对元素组合分布的控制作用有所减弱和径流携带流域物质的输入有所增强。基于各样品的因子得分,发现旱涝急转前后河口沉积物样品的元素地球化学分区基本一致。     

东海内陆架泥质区表层沉积物稀土元素的分布特征

通过对东海内陆架泥质区30个表层沉积物样品中的稀土元素、主微量元素、TOC、CaCO3、沉积物粒度进行了分析,讨论了影响稀土元素分布的原因。结果显示东海内陆架中ΣREEs为182.8～221μg/g,均值为206.5μg/g,明显高于黄土、黄河及雅鲁藏布江中稀土元素的含量,与长江、瓯江中稀土元素含量接近。稀土元素的球粒陨石标准化配分模式及(La/Yb)N比值显示,轻稀土显著富集,存在显著的δEu异常。稀土元素上地壳标准化配分模式显示稀土元素与上地壳之间不存在显著的分馏,稀土元素存在显著的"四分性"。稀土元素与粒径、有机质、CaCO3之间不存在相关性,表明研究区中稀土元素含量不受上述3个因素的控制。元素比值及稀土元素上地壳标准化配分模式显示研究区稀土元素主要源于长江。     

北极东西伯利亚陆架沉积物物源:来自黏土矿物和化学元素的证据

本文对北极东西伯利亚陆架表层沉积物进行了粒度、黏土矿物以及常微量元素测定,阐述了粒度、黏土矿物和常微量元素的分布特征.利用因子分析与聚类分析划分了不同的沉积区,并探讨了各区沉积物的主要来源.结果表明,研究区可以划分为4个沉积区:(1)东西伯利亚海近岸河口区(Ⅰ区),沉积物以粉砂和砂质粉砂为主,TiO2、Zr、SiO2含...     

中印度洋海盆表层沉积物稀土元素分布特征及富集规律

对中印度洋海盆14个站位的表层沉积物进行了稀土元素(REE+Y,简称REY)分布特征和富集规律研究.结果表明,样品中REY主要富集于沸石黏土和远洋黏土中(稀土元素总量最高为1239×10?6),且明显富集钇(Y)等重稀土元素(Y富集系数高达14.1,重稀土元素和Y富集系数最高为11.6);富稀土沉积物呈明显Ce亏损,发...     

2012年秋季黄河口及莱州湾颗粒有机碳的地球化学特征及其影响因素北大核心CSCD

根据2012年9月在黄河口及莱州湾取得的悬浮体和水文调查资料,探讨了非调水调沙期间黄河15及莱州湾颗粒有机碳（POC）的地球化学特征及其影响因素。结果表明：（1）2012年秋季黄河口及莱州湾POC浓度介于42．25-1018．87gg／L之间,平均为316．35μg／L,底层POC浓度高于表层,这与沉积物再悬浮有直接关系;（2）黄河口POC呈现近岸区高,远岸区低的趋势,高值区出现在新、老两个河口区域,指示了陆源输入对河口区POC的直接控制作用;（3）在盐度为26～28（psu）之间黄河口POC有高值,表明絮凝沉降作用对POC空间分布的影响;底层POC与浊度显著相关,表明海底沉积物再悬浮对研究区POC空间分布的直接影响;悬浮物含量超过20mg／L时,生命态颗粒有机碳对总颗粒有机碳的贡献明显下降;（4）POC／PN值显示黄河15及莱州湾POC来源的复杂性,生物作用、沉积物再悬浮和黄河水沙输入对研究区的POC生物地球化学过程都有一定的影响。     

印度尼西亚卡利安达岛近岸热泉微生物和氢酶基因的多样性

研究对2011年7月采自印度尼西亚卡利安达岛近岸热泉的样品,进行了细菌和古菌16S rRNA基因和细菌氢酶基因克隆文库的构建、序列测定和多样性分析。结果表明:热泉系统的细菌和古菌由16个门组成,Proteobacteria为热液流体和沉积物的优势类群,丰度分别为59.5%和73.3%,Cyanobacteria为菌苔的优势类群(丰度,56.5%);具有氨氧化作用的Crenarchaeota为古菌的优势类群。热泉系统中,70%以上的种类与海洋细菌的亲缘关系最近,说明该系统具有海洋特性;约20%的种类与陆地热泉中嗜热或中等嗜热细菌的亲缘关系最近,这些种类可能来源于高温地层内部,并参与了铁氧化还原、氢氧化、硫氧化和硝酸还原等过程。热泉系统中,NAD(P)-关联的双向NiFe-氢酶基因和FeFe-氢酶基因的组成分布也受到温度和盐度分布变化的影响。研究为揭示浅海热液系统提供理论参考。     

太平洋富稀土深海沉积物标准物质研制

深海稀土被认为是继多金属结核、富钴结壳和多金属硫化物之后发现的第四种深海矿产资源,以富含中-重稀土元素为显著特征。中国目前深海沉积物标准物质数量较少,不成系列,而且现有海洋沉积物标准物质中稀土元素总量最高为475.9μg/g,远未达到富稀土深海沉积物中的稀土元素总量(>1000μg/g)。目前国内外尚未有富稀土深海沉积物成分分析标准物质,为满足深海稀土资源勘查需要,本文报道了国家一级标准物质太平洋富稀土深海沉积物(GBW07590)研制过程。该标准物质候选物实物样品采集自4300m东南太平洋海底,经过自然风干、粉碎、混匀和灭活加工制备后,对沉积物成分进行均匀性和稳定性检验,各成分统计结果显示样品具有良好的均匀性和稳定性。国内外11家实验室采用多种分析方法对该标准物质的62种成分进行定值,确定各项成分的标准值和不确定度,稀土总量达到2103μg/g。该标准物质的研制进一步丰富了国内外深海沉积物标准物质品类,为科学研究、深海资源开发评价和地球化学分析测试等提供科技支撑。