南海北部和海南岛附近海域表层沉积物中有机质的分布和降解状态的差异

利用气相色谱法对南海北部和海南岛附近海域表层沉积物中正构烷烃(n-alkanes)和脂肪酸进行测定和分析,结合粒径、比表面积(specific surface area,SSA)、有机碳(OC%)、碳稳定同位素(δ~(13)C)等参数研究有机物来源和降解状态,并对其影响因素进行分析。研究结果表明:沉积物主要以粉砂为主,平均粒径分布范围在10.97—517.21μm之间,选取的16个站位的比表面积平均值为8.05m~2/g,最大值是S23站位的24.46m~2/g,最小值是S29站位的1.73m~2/g,OC%含量在0.15—1.18之间,δ~(13)C值为–23.05‰—–21.24‰。沉积物中正构烷烃碳链的分布范围是nC_(14)—nC_(33),低碳数峰群以nC_(16)、nC_(18)为主峰碳且具有偶碳数优势,高碳数峰群以nC_(29)为主峰碳。脂肪酸的碳数分布范围是nC_(14)—nC_(30),低碳数单峰型分布,短链饱和脂肪酸(short chain saturated fatty acids,SCSFA)和单不饱和脂肪酸(monounsaturated fatty acids,MUFA)的含量占总脂肪酸含量的70%以上,长链饱和脂肪酸(long chain saturated fatty acids,LCSFA)的含量不到10%,据此说明这两个区域有机质均以海源输入为主。在有机物保存和降解方面,海南岛附近海域有机质载荷(OC/SSA)和δ~(13)C之间的正相关,表现了良好的陆源和海源的有机物更替,但是珠江口附近海域系列样品却未见相似过程。不仅在物源更替方面,在有机质降解特征上珠江口附近海域中的有机物与海南岛附近海域和南海陆架深水区也有很大的差别。海南岛附近海域和南海陆架深水区有机质的降解符合一般规律,随着水深的增加降解程度逐渐变大,然而珠江口附近海域随着水深的增加有机质却越来越"新鲜"。结合前人对珠江口附近海域黏土矿物组成的研究,本文认为珠江口附近海域沉积物中有机质之所以会出现上述"异常"可能是因为该研究区域黏土矿物对有机质选择性吸附所导致。     

AAB-02新生代两极古气候记录在百万年尺度上的联系 北冰洋海底沉积物的粘土矿物组合及其对新生代气候变化的指示（IODPLeg302）

粘土矿物的组成可以通过红外吸收光谱（IR）和x射线衍射（XRD）方法来测定,其中,红外吸收光谱法能在数量上模拟和比较粘土矿物组合的比值特征。粘土矿物的半定量分析是以Biscaye方法为基础建立的（Biscaye,1965）。通过100个样品的两种程序分析对比后,粘土矿物的半定量分析得到了巩固。其中,第一种程序是将粘土矿物固定在玻璃片上（Moore和Reynolds,1997）,     

晚上新世以来菲律宾海盆XT4孔黏土矿物特征及其古环境意义

菲律宾海是典型风尘汇聚区,菲律宾海远离吕宋岛的深海沉积物是重建构造尺度亚洲风尘演化历史的良好载体。选取菲律宾海盆XT4孔沉积物开展了黏土矿物研究,并结合前人研究成果,在明确该孔黏土矿物来源的基础上,探讨了晚上新世以来亚洲风尘的演化历史及其可能的影响机制。菲律宾海盆XT4孔黏土矿物以伊利石为主,平均含量为39%,蒙脱石含量次之,平均为28%,绿泥石平均含量为18%,高岭石平均含量为15%。XT4孔黏土矿物组成符合亚洲大陆风尘与周边火山岛弧的二端元混合模型特征,其中蒙脱石主要为周边火山岛弧物质贡献,而伊利石、绿泥石和高岭石主要是亚洲风尘贡献。晚上新世以来XT4孔的伊利石/蒙脱石比值表现为阶段性变化,主要反映了北半球高纬冰川的扩张导致亚洲中纬度地区干旱化加剧。此外,东亚夏季风降雨强弱和空间分布的变化也是源区风尘释放的重要环境因子之一。本文结果初步揭示了晚上新世以来中国干旱-半干旱地区的环境演化历程,有助于深入理解多圈层相互作用下的风尘循环及其生物地球化学效应。     

南海北部东沙海域水合物区浅表层沉积物的地球化学特征

对采自南海北部陆坡东沙海域水合物区HD319、HD196A和GC10站位的浅表层沉积物进行了地球化学特征研究。X射线衍射分析和扫描电镜观察表明,沉积物中存在具有天然气水合物和甲烷渗漏指示意义的自生碳酸盐、硫酸盐和黄铁矿。沉积物孔隙水化学组分分析显示,随着埋藏深度加深,SO42-、Ca2+、Mg2+和Sr2+浓度明显降低,CH4、H2S浓度的增加,以及Mg2+/Ca2+和Sr2+/Ca2+比值急剧增加,与世界上水合物区浅表层沉积物孔隙水中离子浓度异常特征吻合。沉积物顶空气游离烃分析结果和孔隙水化学组分变化,特别是SO42-、H2S和甲烷含量的急剧变化,说明研究区有丰富的气源,赋存水合物的可能性非常大,同时指示了研究区硫酸盐-甲烷界面(SMI)较浅,位于海底之下8 m左右。     

南黄海西部陆架区表层沉积特征与物源分析

对南黄海西部陆架区626个海底沉积物进行了沉积特征分析,包括粒度和黏土矿物测试。研究结果表明,研究区的表层沉积物类型主要包括砾石、砂、粉砂质砂、砂质粉砂、粉砂、砂质泥和泥。依据表层沉积物成因,将调查区分为4个区:苏北近岸老黄河细粒沉积物区、中东部的残留砂沉积区、西北部的准残留砾石区和东北部的山东半岛水下楔形体末端沉积区。研究区的黏土矿物组合类型主要为伊利石-蒙皂石-绿泥石-高岭石,组合类型与黄河黏土矿物组合类型相同,表明主要物质来源于黄河。研究区中东部分布有粉砂质砂和砂,具有滨岸环境的沉积特征,而与现在所处的沉积环境不相一致,它们被解译为形成于全新世早期的滨岸环境,并在海底留存至今,属残留沉积。     

黄河水系沉积物碎屑矿物组成及沉积动力环境约束

黄河水系河漫滩沉积物的碎屑矿物组成研究表明,主要支流和干流沉积物中碎屑矿物组合基本相似,不同支流和干流不同河段的矿物含量不同,具有一定的区域分布规律。重矿物主要组合为不透明矿物-石榴子石-绿帘石-碳酸盐矿物和蚀变矿物。轻矿物的物源区指数难以可靠地反映黄河主要支流和干流不同河段碎屑矿物的物源差异;轻矿物成熟度指数在不同水系间的变化较复杂,中游沉积物低于上游与下游平原沉积物,它既体现沉积物物源的控制,又反映河流泥沙输运及沉积过程中的分选性差异。石榴石、不透明矿物及角闪石的含量变化主要反映悬浮泥沙的沉积分异程度以及不同水系的水动力强度。重矿物ZTR指数的区域分布特征一定程度上反映出不同沉积物的物源区分布。重矿物分异指数F清晰地揭示出由于区域水动力强弱变化导致特征碎屑矿物组成的沉积分异,因而,可作为研究单物源河流沉积动力环境和碎屑矿物沉积分异程度的指标。总体上,黄河碎屑矿物的含量变化并不完全受物源控制,而更主要地反映季节性的河流水动力强度与沉积环境差异,以及由此引起的碎屑矿物的重力分选作用,因此,在边缘海区运用碎屑矿物组成识别黄河入海物质的贡献时需谨慎。     

改性粉煤灰性质及其封堵油层大孔道效果

粉煤灰是燃煤火力发电厂的废弃物,由大小不等、结构疏松的非晶质玻璃相球形颗粒组成,其主要化学成分是铝硅酸盐,具有来源广和成本低等特点。在水热条件下,Holler和Wirsching首先利用粉煤灰与碱（NaOH或KOH）作用合成了沸石。针对油田封堵油层孔隙即改善注水井吸水效果的实际需求,在总结和吸取粉煤灰和沸石颗粒封堵油层孔隙矿场施工成功经验和不足基础上,探索了水热条件下粉煤灰部分转化为沸石的配方组成和工艺条件,研究了改性粉煤灰组成和外观结构特征,评价了改性粉煤灰的封堵效果,分析了改性粉煤灰封堵作用机理。研究结果对改善油层孔隙封堵效果、提高油田注水效率具有重要应用价值。     

山东半岛南部近岸海域碎屑矿物对中小河流的物源响应

对山东半岛南部近岸海域的106个表层沉积物样品及大沽河、五龙河和乳山河的94个表层沉积物样品进行碎屑矿物分析,系统地研究了碎屑矿物的分布特征及物源指示。研究区共鉴定出40种重矿物和13种轻矿物,重矿物以普通角闪石、绿帘石、黑云母和自生黄铁矿为主,轻矿物以石英、斜长石、钾长石和风化云母为主。根据碎屑矿物组合特征,将研究区分为4个矿物区:Ⅰ区为胶州湾口至崂山头的附近海域;Ⅱ1亚区为丁字湾和鳌山湾附近水深约15 m以浅的海域,Ⅱ2亚区为研究区东南部水深＞20 m的远岸区;Ⅲ区处于Ⅱ区和Ⅳ区的过渡带;Ⅳ区为乳山口西南部近岸海域。Ⅰ区和Ⅱ区的矿物组合均为普通角闪石-绿帘石-石英-长石,Ⅰ区和Ⅱ1亚区受大沽河、五龙河和乳山河输入的物质及沿岸基岩、岛屿风化碎屑的影响较大,Ⅱ2亚区主要为晚更新世低海平面时形成的陆架残留沉积。Ⅲ区矿物组合为普通角闪石-石英-长石-片状矿物,Ⅳ区矿物组合为云母类-自生黄铁矿-普通角闪石-石英,Ⅲ区、Ⅳ区物源多样,黄河物质对两区贡献显著。     

南海西沙永乐龙洞沉积物组成、来源及其沉积作用

南海永乐龙洞发育于永乐珊瑚礁台地,龙洞深度达300m,为世界之最。沉积物堆积在龙洞的洞壁斜坡、龙洞中部的转折平台以及洞底等部位。使用激光粒度仪、X射线粉晶衍射仪、X射线荧光光谱仪等对采自不同深度的沉积物进行了粒级、矿物物相、元素含量的研究。研究结果表明:龙洞沉积物绝大部分为钙质生物碎屑,以砂粒级碎屑为主,含砾石碎屑、粉砂碎屑,分选和磨圆差;沉积物矿物组成以文石、高镁方解石为主,含少量低镁方解石,其平均含量分别为69%、28%、3%;化学组成以Ca、Mg、Sr为主,平均含量分别为35.5%、0.9%、0.5%,含少量Si、Al、Ti、P、S等元素。该区沉积物来源包括礁坪生物碎屑和东亚季风风尘陆源物质两个方面,以礁坪来源的生物碎屑为主;龙洞沉积作用包括机械捕获作用和垂直沉降作用两种方式,而以机械捕获作用为主。     

莱州湾表层沉积物粒度和黏土矿物分布特征与运移趋势分析

运用粒度参数分析、黏土矿物含量分析、Flemming三角图示法和Gao-Collins二维的"粒度趋势分析"等方法,对采自莱州湾海域的表层沉积物样品和黏土矿物样品进行分析,了解了该研究区域的沉积环境及沉积物的运移趋势。研究区由岸向海沉积物类型大致依次为砂-粉砂质砂-砂质粉砂-粉砂-黏土质粉砂,并且研究区表层沉积物在近岸区域呈现较为明显的平行岸线的条带状特征;同时沉积物的平均粒径、分选系数、偏态、峰态等粒度参数也呈现出良好的正相关性或负相关性;研究区黏土矿物为伊利石、蒙脱石、绿泥石、高岭石,除伊利石分布大致为黄河三角洲近岸低,向研究区东北方向逐渐升高外,其余的黏土矿物都表现出了近岸高,远海低的分布特征,且主要物源为黄河物质输入。Flemming三角图研究区所有采样点大部分分布在Ⅱ区,少部分分布在Ⅲ区,说明研究区整体水动力较强;采样点在A—E区均有分布,但在C、D两区分布最多,说明研究区沉积物粒径较集中。研究区表层沉积物整体呈由岸向海输运的趋势,具体来看,黄河沉积物入海后向北、向东、向南运移,研究区内沉积物的来源是黄河输沙以及周围入海的小河流的输沙和沿岸冲刷的物质。