渤海东部晚更新世以来的沉积物地球化学特征

为探讨渤海东部晚更新世以来的元素地球化学特征及控制因素,对渤海东部DLC70-1孔157个沉积物样品进行了化学成分、粒度及测年分析。结果表明,晚更新世以来研究区沉积物的物质来源与沉积环境较为稳定;根据DLC70-1孔沉积物地球化学特征,钻孔岩芯可划分为6层,反映了末次间冰期（暖期）晚期以来渤海东部沉积物物源的变化以及海面波动。Al₂O₃、MgO、TFe₂O₃、MnO、TiO₂、Cu、Zn、Pb、Cr和Rb等元素与细粒沉积物呈正相关,SiO₂、Na₂O与粗粒沉积物呈正相关,K₂O、Sr和Ba分布与沉积物粒度无明显正或负的相关性;R-型因子分析得出三种主要组合类型,以Mg、Sr和Ba为代表,分别对应陆源细粒物质输入与黄河物质、海河物质和滦河物质的影响。运用Ba/Al₂O₃与Sr/Al₂O₃、MgO/Al₂O₃与K₂O/Al₂O₃离散图分析了DLC70-1孔的物质来源,结果表明沉积物主要来源于黄河,该孔中上部32.30~49.00 m和9.30~23.20 m沉积物受到了滦河和海河物质的影响。     

南黄海西部日照海域海侵沉积地层及其古环境意义

南黄海西部日照海域晚更新世海侵沉积地层广泛出露。基于本区18个站位柱状岩芯的剖面观察、有孔虫和介形虫鉴定、粒度分析、腹足类纹沼螺（Parafossarulus striatulus (Benson)）和钙质结核的AMS 14C年龄识别了沉积相,并探讨了MIS 3阶段的沉积历史和古环境特征,同时大致估算出末次海侵过程中水下平原的剥蚀厚度。结果表明,在日照外海、废黄河水下三角洲以北,表层覆盖着全新世早期海侵过程中所形成的砂质改造层,灰色,席状,无层理,厚度薄,通常在10~40 cm左右。海侵沙席之下为海陆过渡相沉积,可细分为滨岸潟湖相、沙坝相和滨海相等。底栖有孔虫组合几乎都以Ammonia beccarii (Linné) vars.为优势种,其他常见种为Elphidium magellanicum Heron?Allen et Earland、Cribrononion subincertum (Asano)、Textularia foliacea Heron?Allen & Earland、 Elphidium advenum (Cushman)、Protelphidium tuberculatum (d'Orbigny)、Cavarotalia annectens (Parker et Jones)和Pararotalia nipponica (Asano)等,指示滨岸浅水沉积环境。地层沉积年代为MIS 3阶段的中期或中早期,当时的海平面波动区间主要位于现今海平面以下20 m至31 m之间。这套地层为海进沉积,是海平面波动过程中所形成的沉积旋回,沉积过程中曾经历过反复的暴露和氧化,从下向上,其垂向层序可分为两个序列:1）滨岸潟湖—沙坝沉积或仅见沙坝沉积,为砂质沉积,分布在海侵沉积区的北部和西部;2）滨岸潟湖—滨海相沉积,为粉砂质沉积,分布在海侵沉积区的东南部。前者沿着古海岸线分布,后者距离古海岸线较远。表层钙质结核的大量富集,可能意味着末次海侵的强度已经剥露至土壤剖面下部的钙积层。据此估计,在末次海侵过程中,本区水下平原的平均剥蚀厚度约为50~70 cm。     

渤海西部晚更新世以来沉积地球化学研究

渤海西部TJC-1孔51.50m以上120个沉积物样品化学组分、粒度及测年分析结果表明,TJC-1孔51.50m以上为晚更新世以来沉积,可划分为5个沉积单元;SiO2和Na2O与粗粒沉积物呈明显正相关,Al_2O_3,TFe_2O_3,MgO,TiO_2,Cu,Zn,Cr,Co,Ga,Rb和V等元素与细粒沉积物呈显著正相关,Sr,Ba和Zr分布与沉积物粒度无明显正或负的相关性。R-型因子分析显示,MgO和Na_2O分别代表陆源细粒物质输入(黄河与海河物质)和滦河物质的影响。SiO_2/Na_2O比值与Sr/Cu比值,Ba/Zn比值与K_2O/MgO比值离散图分析揭示了TJC-1孔的物质来源,该孔沉积物主要来源于黄河和海河,该孔下部30.50~51.50m和中下部25.00~30.50m沉积物以滦河物质来源为主。     

渤海东部与黄海北部表层沉积物的元素地球化学记录

为研究渤海东部及黄海北部海域沉积物常量元素组成特征及与物源的关系,分析了该海域138个站位沉积物样品的常量元素含量。渤海东部及黄海北部海域沉积物常量元素Al2O3、Mg O、Na2O和TFe2O3分布基本相似;Si O2分布与Al2O3、Mg O、Na2O和TFe2O3分布相反;Al2O3、Mg O、TFe2O3、Ti O2和Na2O等元素与细粒沉积物呈正相关,Si O2与粗粒沉积物呈正相关,Ca O、Ca CO3、Mn O和K2O分布与沉积物粒度无明显正或负的相关性;北黄海东部K2O分布反映了鸭绿江物质的影响。R-型聚类分析得出3种组合类型,以Mg O、Ca O和K2O及Mn O为代表,分别对应反映陆源细粒物质输入、指示黄河和鸭绿江物质的影响和海洋自生作用。依据Q-型聚类分析特征,将调查海域沉积物划分为4个不同的地球化学分区,同时综合分析得出了Ⅰ区、Ⅱ区、Ⅲ区和Ⅳ区的沉积物运移的路径趋势。K2O/Ca O揭示黄河物质影响自南至北和自西向东呈逐渐减弱的趋势,其中研究区西南部和北黄海中西部受黄河物质影响较强,北黄海东部沉积物更多受鸭绿江物质影响。     

生物硅早期成岩作用研究进展

硅质浮游生物是海洋初级生产力的主要提供者,其死亡后所产生的硅质残骸(生物硅)向海底的传输,是保持海洋硅循环动态平衡的重要环节。由于海洋沉积物中的硅质微体生物化石记录了古海洋初级生产力的变化及其时空分布,因而生物硅也成为古环境重建的重要替代指标。本文对生物硅在水柱沉降和表层沉积物埋藏过程中所发生的早期成岩转变及其主要影响因素进行了综述,为全面了解最近几十年来该领域的研究进展提供参考。     

北苏鲁超高压变质带前寒武纪基底研究新进展

北苏鲁超高压变质带位于胶东牟平-即墨断裂以东的地区,其前寒武纪基底以出露新元古代的双峰式火成岩为主要特征,其主要岩石组合包括大量花岗片麻岩以及少量变（超）基性岩（榴辉岩）、变沉积岩。对花岗片麻岩、变质（超）基性岩的岩石组合、地球化学、锆石U-Pb和Lu-Hf同位素的研究表明,北苏鲁存在新太古代-古元古代的残留地壳,经历了1.8~2.2 Ga期间的岩浆-火山-变质事件;新元古代中期（0.72~0.80 Ga）与Rodinia超大陆的裂解相关的岩浆活动促使地壳的生长和再造,形成了北苏鲁的前寒武纪基底的主体;北苏鲁和苏鲁-大别造山带一样,其前寒武纪基底是扬子板块北缘的一部分,苏鲁造山带的西北边界是五莲-烟台断裂带。     

渤海西部表层沉积物中重金属的环境地球化学特征

为探讨渤海西部在多重环境因素变化下沉积物中重金属的环境地球化学行为,分析了渤海西部44个站位表层沉积物样品中8种重金属元素含量,研究了重金属元素的分布特征、环境影响因素及其生态风险。结果表明,渤海西部表层沉积物中As、Cu、Cd、Cr、Hg、Ni、Pb、Zn的平均含量分别为117 mg/kg、255 mg/kg、014 mg/kg、689 mg/kg、0037 mg/kg、303 mg/kg、223 mg/kg、757 mg/kg;Cu、Cr、Ni、Zn含量与有机碳含量、小于63 μm细粒沉积物呈显著正相关,其在表层沉积物中的分布明显受到有机质含量和沉积物粒径的控制,而As、Hg分布没有明显受到有机质含量的影响。富集系数显示,Cr、Ni、Pb和Zn为无富集,Cu、As为轻度富集,Cd和Hg为中度富集。与多种背景值和一致性沉积物质量基准相比较,渤海西部表层沉积物Pb、Cd的含量超出背景值,而Cu、Zn、Ni、Cr、As、Hg含量也存在一定的异常,但其含量水平引发有害生物效应的可能性不大,尽管重金属元素含量偏高,但生态风险较小。     

晚更新世以来北黄海中部沉积物常微量元素的分布及物源识别

通过对北黄海中部DLC70-2孔沉积物常微量元素地球化学研究,分析了其常微量元素地球化学特征,并与周边河流进行了对比,揭示了它的物质来源。结果显示,可将DLC70-2孔岩心划分为6层,它们分别反映了末次间冰期(暖期)晚期以来北黄海海面波动以及沉积物物源的变化。运用因子分析、Na2O/TiO2与K2O/TiO2散点图等方法分析了DLC70-2孔沉积物的物质来源,结果表明该孔沉积物主要来源于黄河,鸭绿江物质对该孔中部及底部沉积物有较明显影响;物源判别指数(PI)揭示DLC70-2孔上部32.10 m以上和下部37.60~60.72 m沉积物以黄河源为主,32.10~37.60 m和底部60.72~70.45 m沉积物以鸭绿江源为主。研究表明黄河从晚更新世早期到现代对北黄海中部沉积起着重要作用,而鸭绿江物质在晚更新世早期开始对北黄海中部沉积作用就有明显影响。     

表层沉积物粒度所指示的渤海现代沉积体系

本文基于140个渤海表层沉积物样品的粒度分析,探讨渤海的现代沉积体系。结果表明,渤海现代沉积体系主要分为三类：1）渤东潮流沉积体系,以潮流动力作用为主,包括渤东涨潮流三角洲及其前缘的泥质沉积,以及该三角洲以北的变余沉积和残留沉积;2）河流水下三角洲沉积,以河流与海洋动力交互作用为主,主要包括黄河水下三角洲、滦河水下三角洲、辽河水下三角洲、海河水下三角洲和潍河-弥河水下三角洲等;3）陆架沉积,其中,渤海湾中部发育陆架泥质沉积。渤海东部涨潮流三角洲沉积体呈较为完整的扇形分布,扇形中轴大致由老铁山水道强潮流速区指向秦皇岛至滦河口近海的弱潮流速区,其三角洲前缘发育泥质沉积。渤东涨潮流三角洲以北存在一块面积较大的古河流相沉积洼地,由于周边碎屑物质供应匮乏,尚未被现代沉积物明显覆盖,估计应为渤海面积较大的一处变余沉积-残留沉积区。渤海泥质区（带）由渤海湾内的陆架泥质沉积和渤东涨潮流三角洲的前缘泥质沉积相互叠加、衔接而成。从物源上来看,该泥质区（带）由黄河（再）悬浮的细颗粒物质长期、缓慢沉降堆积而成,由此也构成了黄河物质向北扩散的边界。模式分析显示,落潮流可能是黄河物质向北黄海搬运的主要驱动力。

     

南黄海西部日照至连云港海域的春季温跃层和化学跃层

利用2016年5月5个站位的温盐深（CTD）和海流（ADCP）同步测量资料,分析南黄海西部日照至连云港海域温跃层和化学跃层的日内生消过程及强度变化,探讨深层水温度、盐度的周期性变化及其与潮流的关系。结果表明：南黄海西部海域在5月已存在日内生消的温跃层和溶解氧（DO）、pH跃层。温跃层厚度为2～4 m,层位水深为4～7 m至7～10 m之间波动,跃层强度最大可达0.80 ℃/m。DO跃层和pH跃层位于温跃层之下,水深为10～14 m,两者的形成在时间上和深度上具有一定的同步性,且不受温跃层控制。在DO跃层之上,氧浓度在白天都保持在相当高的水平,甚至处于过饱和状态,但存在显著波动,其峰值并不出现在表层（0～2 m）,而是位于次表层（2～14 m）。在DO跃层之下,氧浓度低且稳定,约为4 mg·L−1,向下呈缓慢降低的趋势。pH跃层表现为垂向上的快速跳变,包括向下的正跳变和负跳变,强度最大值可达0.03～0.04个pH单位。小潮期间,温跃层稳定,强度较大;大潮期间,温跃层强度明显减弱,稳定性变差;这表明潮流的增强对温跃层有明显的抑制和破坏作用。深层水的温度、盐度等参数存在日内周期性变化,与潮位变化同步,是潮流驱动下水体水平对流的结果。