早全新世白令海北部陆坡沉积环境快速变化

理解增暖背景下海洋环境的演化过程是海洋学和气候学一项重要的研究内容。在地质时期,地球经历了多次增暖时段（包括早全新世）,这为认识海洋环境演化过程提供了重要参考。早全新世全球气候经历了快速增暖,并伴随着冰原融化和海平面快速上升,对包括白令海在内的高纬边缘海的沉积过程和海洋环境产生显著影响。白令海发育宽阔的大陆架,毗邻北美大陆,接受来自育空河、阿纳德尔河和库斯科维姆河物质的供给。目前我们对白令海如何响应早全新世气候的认识还存在明显不足。本研究对位于白令海北部陆坡LV63-19-3岩心沉积物中陆源碎屑组份进行了高分辨率调查,结合沉积年龄模型,研究了早中全新世（距今11.7～5.5 ka）白令海北部陆坡陆源沉积演化过程。研究结果显示,在距今11.5～11 ka,白令海北部陆坡沉积速率高达392.9 cm/ka,在距今约9.7 ka以后降至17.2 cm/ka。在距今11～10.7 ka,发现一层厚约40 cm的暗色纹层状沉积层。在高沉积速率时段,沉积物平均粒径较细,距今9 ka以来平均粒径逐渐增大。主微量元素分析结果表明,陆源碎屑沉积物母岩性质以长英质沉积物为主,并存在少量火山碎屑源贡献。白令海北部陆坡高沉积速率事件对应于冰原融水脉冲（MWP）-1B事件（距今11.4～11.1 ka）,并导致白令海陆坡硅质生产力勃发。在距今11～10.7 ka研究区春夏季海冰覆盖增加抑制表层水体氧供给,夏、秋季持续冰川融水和高表层生产力进一步加剧了水体层化和海洋内部消耗,共同促进了纹层状沉积层的形成。距今9 ka以来白令海季节性海冰活动增强,但是陆源碎屑物质质量累积速率则逐渐减小,表明随着海平面上升,供给到研究区的陆源物质减少。我们认为早全新世白令海北部陆坡沉积环境快速变化是海平面、冰融水脉冲事件和季节性海冰活动共同作用的结果,实际上受高纬日射量、北美大陆冰原融化和全球气候变化控制。     

准噶尔盆地表层沉积物的稀土元素特征与物源指示

准噶尔盆地的新生代沉积的物质来源对认识中亚地区乃至全球气候环境演变、亚洲内陆干旱化以及粉尘输送路径等关键科学问题都具有重要的意义,但目前对盆地内沉积物的物质来源的研究还比较粗略。文章以准噶尔盆地内不同类型的表层沉积物为研究对象,通过对稀土元素特征的研究进一步探讨盆地内不同沉积的物质来源与相互联系。研究结果表明：准噶尔盆地不同区域表层沉积物的稀土元素含量（不含Y元素）变化较大,变化范围为55.54~194.44 μg/g;大部分样品的δCe值在0.95~1.05之间,未见明显的Ce异常,指示了盆地内整体干旱环境下较弱的风化成壤作用,而Eu异常和UCC标准化配分模式表现出的复杂变化,可能指示了准噶尔盆地表层沉积物物质来源的多源性。根据盆地内表层沉积物的稀土元素总量、配分模式以及δEu值表现出的不同特征,结合了盆地内的区域地形和盛行风向等要素,认为盆地东部的戈壁砂和周围山地的基岩碎屑物之间存在着一定的物源继承,同时强劲的西北风也为该地带来了来自盆地北部和中部的物质来源;北部的阿尔泰山碎屑物质是盆地北部戈壁砂和沙漠砂的主要物质来源,但戈壁砂表现出的Eu中度亏损和较高的ΣREE值可能代表着该区域还存在更为广阔的物源;盆地西部各类沉积物之间表现出的稀土元素特征的相似性表明该地缺乏外界物质的参与,物源具有明显的局域性;盆地南缘的沙漠砂和河流表层沉积物主要来源于天山碎屑物质经冰川磨蚀及寒冻风化等作用形成的粉砂粒级物质,但是该地的黄土在地形和风向的影响下表现出了复杂的物质来源,盆地中的沙漠、天山碎屑物质、盆地东部的戈壁砂,甚至于中亚广大荒漠区的粉尘都为黄土提供了部分物源。

     

南黄海西部日照至连云港海域表层沉积物粒度特征及其指示意义

基于南黄海西部日照至连云港海域200件表层沉积物样品的粒度分析结果,划分了沉积分区,探讨各分区的沉积物来源、长期运移趋势、沉积分区的成因和可能的搬运机制。结果表明,日照至连云港海域可划分为4个沉积分区,分别为中部海侵沉积区、西北部的日照近海现代沉积区以及南部的苏北废黄河水下三角洲和连云港沿海侵蚀再沉积区,特点为：1）海侵沉积区表层沉积物几乎全部为粉砂质砂,砂含量平均可达64%（剔除砾组分）。钙质结核砾石分布广泛,尤其富集在20m以深海域。该层砂质碎屑是全新世早期海侵作用的产物,应归为海侵沉积,其物源来自于原地出露的晚更新世古湖沼相或古河流相沉积物,因而具有继承性特征。2）日照近海沉积区为全新世现代沉积,沿日照海岸呈狭长带状分布,主要是砂质粉砂和粉砂。3）苏北废黄河水下三角洲的北界位于连云港埒子口外,水下三角洲前缘陡坡在120°E附近大约位于水深23m处。水下三角洲废弃后夷平作用较为显著。地势较高的水下台地剥蚀强烈,表现为硬质底的出露;而在水深相对较大或水动力较弱的局部区域,侵蚀物质再次沉积。剥蚀亚区沉积物为具有单峰态粒度曲线的粉砂质砂,而侵蚀再沉积亚区则为具有双峰态粒度曲线的砂质泥、砂质粉砂和粉砂质砂,两者差异明显,在沉积物组成和粒度参数分布图上呈现条块分割的现象,这实际上反映了夷平过程中剥蚀亚区和再沉积亚区的伴生关系。4）连云港沿海沉积区以具有双峰态粒度曲线的砂质泥和砂质粉砂为主,是淤泥质海岸侵蚀物质离岸搬运后与砂质沉积物混合改造的结果,实质上应为变余沉积。

     

长江现代河流沉积物石英ESR信号强度空间分布特征及其物源示踪意义

近年来,石英ESR信号强度在风成沉积和河流沉积中都已被证明为一种行之有效的物源示踪指标。文章以长江流域干流不同河段及其主要支流为研究对象,共采集20个现代河流沉积物样品,对其粒度组成特征及其石英自然E'₁心,辐照5000 Gy的Al心、Ti心的ESR信号强度空间分布特征及其物源示踪意义进行了探讨,主要取得了以下初步认识：1）长江流域沉积物从上游地区到中下游地区经历了长时间、长距离的搬运,经过了充分的混合,且呈现"沿程细化"之趋势;本研究的长江流域干流河段及其主要支流（河漫滩及江心洲）的沉积物主要以125~500 μm的粒径组分为主,约占全样组分的60%~90%（平均为80%）。2）从上游河段到中下游河段,长江主要支流和干流不同河段沉积物石英自然E'₁心,辐照后的Al心和Ti心ESR信号强度都表现出了较好的空间分异性,即上游河段处于低端元值域而下游河段处于高端元值域。3）长江上游地区以及汉江是长江中下游干流沉积物的主要贡献者,而中下游地区的鄱阳湖水系和洞庭湖水系对长江干流物质的贡献度非常低。

     

渤海湾西部海域表层沉积物重金属含量分布与评价

通过分析测定渤海湾100个站位表层沉积物中重金属元素的含量,探讨其分布特征及富集状况,并通过地累积指数法和潜在生态危害指数法对渤海湾西部岐口凹陷海域底质环境进行了评价。结果表明：渤海湾西部海域表层沉积物中As、Hg、Cu、Pb、Cd的平均含量分别为12．9×10－6、0．031×10－6、29．5×10－6、27．4×10－6、0．159×10－6。结合5种元素的地球化学图及地累积指数法分析表明,研究区表层沉积物整体上未受到As、Hg、Cu、Pb、Cd的污染,而在高值区Pb和Cu达到轻度污染的水平;潜在生态危害指数法的评价结果指明,重金属元素的潜在危害程度顺序是Hg＞Cd＞As＞Pb＞Cu,研究区重金属的潜在生态危害轻微,只有在高值区,Hg和Cd才达到中等程度的生态危害。     

海洋沉积物中石英单矿物的化学分离

海洋沉积物中的石英作为陆源物质的标志性矿物,是古环境和古气候演化的信息载体,已成为古环境和古气候演化研究的重要替代指标.提供了改进了的化学分离海洋沉积物中石英单矿物的方法流程.在流程中的不同阶段可有效去掉全样中的生物组分、粘土矿物和长石等,取得海洋沉积物全样的总陆源矿物、石英+长石、石英的相对和绝对含量,通过计算可获得各种组分的通量,通过粒度分析可获得粒度数据.同一样品的17次重复实验表明,含量结果的平均相对误差仅为2.36%;显微镜和X射线衍射分析检查所分离出的石英纯度可达98%以上;激光粒度分析表明,化学试剂对石英的溶蚀作用不明显,不影响粒度分析结果.     

河北XD银矿外围水系沉积物地球化学异常特征和找矿方向浅析

对XD银矿床外围水系沉积物地球化学异常特征研究表明,区内具有极好的寻找银（金）多金属矿前景,认为Ag,Pb是近程指标元素,Zn,As,Sb为远程指标元素,拆离断层及隐伏拆离断层上盘,次火山岩与长城系碎屑岩接触带的Ag多金属异常分布区是今后找矿的重要靶区。     

海水盐度对沉降泥沙固结过程影响研究

黄河每年输送上亿吨泥沙入海,其中80%以上沉积在河口附近水下三角洲。受黄河入海径流量、气候及海洋动力条件影响,黄河口海域海水盐度变化显著。目前,不同盐度海水环境下入海泥沙沉降形成的海床土,固结过程有何差异尚不清楚。本文在黄河水下三角洲潮坪配制不同盐度的流态沉积物,模拟不同沉积环境下新沉积土的固结过程,利用轻型贯入测试、十字板剪切测试等现场原位试验,实时观测沉积环境盐度对沉降泥沙固结过程的影响。研究发现:随着海水盐度增加,沉积物固结强度增大,沉积环境盐度每增高1‰,沉积物固结后强度可增加0.15倍;海水盐度对沉积物固结速率的影响,在初始阶段表现不明显,在沉积物固结后期,盐度每增高1‰,固结速率可增长1.23倍;海水盐度的增高,还加剧了沉积物固结强度的空间非均匀性。本研究的发现,促进了对河口区海底工程环境的认识。