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氧化物相与残渣态的Sr、Nd同位素组成信息,为古海洋学的研究提供方法支持。     

能量色散X射线荧光光谱法测定海洋碎屑沉积物中28种元素

采用粉末样品压片制样,利用Epsilon3能量色散X射线荧光光谱仪(EDXRF)对我国边缘海碎屑沉积物中28种主量元素和微量元素进行测定。使用33个海洋沉积物、深海沉积物、水系沉积物、三角洲沉积物和岩石标样等国内外标准物质建立标准曲线,采用仪器软件的数学模式校正基体效应和元素间的谱线重叠效应。经国家标准物质检验,分析结果与标样值吻合;元素的检出限为0.02~124.14μg·g-1;精密度(RSD)均小于9%。对我国边缘海碎屑沉积物样品进行分析,其测定值与重量法、电感耦合等离子体光谱法和电感耦合等离子体质谱法的测定值基本一致。鉴于Epsilon3 EDXRF具有体积小、多元素同时快速分析、准确度高和精密度好的优点,可考虑作为船载仪器,在科考现场测定海洋沉积物的元素含量,对于及时指导海上工作、撰写航次报告具有重要作用。     

亚北极太平洋边缘海表层沉积物地球化学特征

对鄂霍次克海和白令海及其毗邻区40个站位表层沉积物样品的粒度和43种地球化学元素分析表明,表层沉积物类型及地球化学组成在空间上分布存在显著差异。因子分析显示,表层沉积物元素地球化学存在陆源、生源(Ba,Ca和Sr等)和自生源(Mn,Mo和Cd)三种来源。沉积物粒度与主微量元素分布没有显著的相关性。主微量元素地球化学散点图揭示表层沉积物碎屑物质存在来自火山和上地壳风化产物的贡献。白令海陆坡流和东萨哈林流对于底层沉积物分选有重要的影响。聚类分析显示,在空间分布上,鄂霍次克海以及底特律海山表层沉积物由陆源碎屑和火山物质混合构成;堪察加半岛东侧表层沉积物主要来自堪察加半岛,以火山碎屑贡献为主;白令海西北陆坡和鄂霍次克海西部陆坡表层沉积物主要来自阿纳德尔河和黑龙江(俄罗斯境内为Amur河)的输入,以陆源碎屑为主。研究区表层沉积物地球化学空间分异性与碎屑物质的来源、搬运动力、区域水动力条件密切相关。     

海洋沉积物孔隙水中痕量金属元素的测试分析方法

孔隙水是沉积物-海水界面链接沉积物颗粒和上覆水体的一个重要过渡相态,针对其研究可更好地了解痕量金属在固-液界面的早期成岩过程。近年来,针对孔隙水中痕量元素研究的方法较为匮乏,为此建立了一种分析测定海洋沉积物孔隙水中7种痕量金属元素(Mn、Cu、Zn、Ni、Cd、Co、Pb)的方法,该方法使用Nobias PA1树脂进行富集分离,再使用电感耦合等离子体质谱(ICP-MS)进行测试,可针对孔隙水中的痕量金属元素进行准确分析。通过实验结果发现该方法最优实验条件为: Nobias PA1树脂富集时的pH值为5.5~6.0,洗脱酸浓度为1.3 mol/L硝酸,体积为1 mL。同时,样品需进行紫外消解4 h以上以分解有机络合物,该消解步骤对Cu和Co这两种元素尤其重要。该方法通过加标回收获得Mn、Cu、Ni、Co和Pb的回收率在92%~100%, Zn和Cd的回收率分别为72%和82%; Mn、Cu、Zn、Ni的方法检出限范围为0.03~0.53 nmol/L, Cd、Co、Pb的方法检出限范围为2.66×10^-3~8.60×10^-3 nmol/L,满足孔隙水中痕量金属浓度的测试需求。同时,根据检出限计算的结果显示,孔隙水样品只需1 mL,即可应用该方法进行测试。应用该方法测试了一根采集于北黄海中部沉积物短柱的孔隙水样品,测试结果显示其垂相分布合理、较符合早期成岩过程规律。此研究为分析海洋沉积物孔隙水中痕量金属元素提供了一种准确而简便的方法。     

西太平洋采薇海山和徐福海山富钴结壳稀土元素地球化学特征及来源

利用X射线衍射法、等离子体发射光谱法和等离子体质谱法分析了西太平洋采薇海山和徐福海山富钴结壳矿物相组成以及常微量元素含量,探讨稀土元素地球化学特征和物质来源。研究表明,富钴结壳样品主要结晶矿物为水羟锰矿,次要矿物包括石英、斜长石、钾长石和碳氟磷灰石,同时含有大量非晶态铁氧/氢氧化物。富钴结壳的Mn和Fe含量最高,Mn含量为16.20%～26.62%,Fe含量为8.56%～18.19%,老壳层（IV和V）发生了磷酸盐化作用。富钴结壳的稀土元素明显富集,轻稀土元素明显高于重稀土元素,稀土总量为1 842～2 854μg/g,其中,Ce约占50%。老壳层中稀土元素含量明显高于新壳层,这可能与老壳层发生磷酸盐化作用有关。稀土元素配分模式呈现Ce正异常、Eu无异常,具有明显Ce富集特征。富钴结壳的稀土元素与Ce、Y、CaO、P₂O₅、Ba和Sr具有正相关性关系,与Fe、Al₂O₃、Na₂O、K₂O、MgO、TiO₂、Pb和V具有负相关性关系,与...     

西南印度洋超慢速扩张脊49.6°E热液区硫化物矿物学特征及其意义

2005年在西南印度洋脊49.6°E发现热液异常,并于2007年取得硫化物样品,这是首个在全球超慢速扩张洋脊发现活动的海底热液区。对该区硫化物开展了矿物学和矿物化学研究。结果表明,西南印度洋脊49.6°E热液区硫化物可划分出富Zn和富Fe两种矿石自然类型,矿石中广泛发育溶蚀孔洞构造、"黄铜矿疾病"结构、网格状固溶体分解结构、同质增生结构等结构构造。根据矿物化学成分变化,矿石矿物可划分出Fe-S系列、Zn-S系列、Cu-Fe-S系列、Cu-S系列及Au、Cu、W自然金属系列等。该区硫化物的沉积过程可划分为2个阶段:Ⅰ.富Zn硫化物沉积阶段,矿物组合以闪锌矿-黄铁矿-黄铜矿为主,成矿流体沉积温度相对较低;Ⅱ.富Fe硫化物阶段,矿物组合以黄铁矿-白铁矿-闪锌矿-等轴古巴矿为主,成矿流体沉积温度相对较高。后期沉积过程(阶段Ⅱ)对早期沉积过程(阶段Ⅰ)的硫化物进行了部分叠加改造。     

大洋铁锰结壳中分散元素初步研究

分散元素在地壳中具有含量低(通常10-9级),且趋向于分散的重要特征(涂光炽等,2003)。分散元素因其独特物理化学性质,在高科技新材料领域,常被称为金属原料工业中的味精。另一方面,由于某些分散元素具有重要的环境效应,比如Tl,当它通过食物链进入生命体后,会发生累积,造成慢性Tl中毒。大洋海底     

渤海沉积环境中细菌汞还原酶基因merA的多样性分析

细菌汞还原酶MerA对环境中的汞具有潜在的还原和解毒作用。本研究对2011-2012年采自渤海湾天津滨海新区大沽河排污河口、渤海湾近岸及莱州湾垦利养殖区的表层沉积物,进行了放线菌门、厚壁菌门、α-变形菌纲和β/γ-变形菌纲汞还原酶基因merA克隆文库的构建和序列测定,并对merA基因序列编码的MerA蛋白序列进行分析。结果表明:渤海沉积环境中发育多样性丰富的MerA,排污河口和养殖区中厚壁菌门、α-变形菌纲和α/β/γ-变形菌纲的MerA多样性均高于渤海湾近岸的。3个区域具有不同的MerA组成特征,厚壁菌门中与Bacillus sp.MB2021亲缘关系最近的MerA的总丰度在养殖区最高(24.3%),与Paenisporosarcinasp.TG20亲缘关系最近的MerA的总丰度在排污河口最高(46.3%)。不同环境背景、外源merA基因输入、汞等重金属污染物的联合选择可能导致了渤海沉积环境中MerA多样性和组成的变化。     

中太平洋富钴结壳不同壳层He,Ar同位素组成

对中太平洋MH海山富钴结壳不同壳层样品的稀有气体同位素丰度与组成测定结果表明:富钴结壳中He同位素组成类似于深海沉积物,主要来源于宇宙尘,其3He含量由老到新呈现基本稳定的特征,但在8Ma时3He含量明显增加,是其他样品的4～5倍,与深海沉积物中3 He含量在8Ma达到最大值相吻合.在未磷酸盐化壳层中,D4、D5、D7...     

太平洋海山成矿系统与成矿作用过程

文中初步探讨了太平洋海山富钴结壳成矿系统的结构与成矿作用过程。海山成矿系统的控矿要素主要包括地质要素和海洋要素,地质要素主要包括海山的形成、迁移、沉降和水道的开合等,海洋要素主要包括大洋温盐环流、最低含氧带(OMZ)、文石溶跃面、碳酸盐补偿深度和海山周围海水的动力情况等。重点分析了海山漂移和沉降、水道开合、最低含氧带变化、大洋环流以及气候变化等要素对富钴结壳成矿的控制作用。海山为富钴结壳成矿提供了一个容矿空间,稳定的基岩,即长期稳定的容矿空间,是富钴结壳成矿的基本条件;海山的形成年龄、海山的迁移和水道的开合决定并改变了富钴结壳的成矿背景条件,促使海山成矿系统发生演化。最低含氧带作为富钴结壳成矿的地球化学障,是直接的矿源层;而海山周边的地形旋涡沟通了最低含氧带与富氧、富铁的深层和底层水,使得最低含氧带中的成矿金属离子得到氧化,进而发生胶体凝聚沉淀,形成富钴结壳。以西太平洋海山成矿系统为例,将该区白垩纪以来富钴结壳成矿作用过程划分为5个阶段:(1)白垩纪—始新世,(2)始新世末—晚渐新世,(3)晚渐新世—中中新世早期,(4)中中新世早期—晚中新世早期,(5)晚中新世早期—现代,其中(2)、(3)阶段有利于发育富钴结壳。