南极半岛西部海域沉积物的氧同位素和稀土元素地球化学

我国首次(1984.12—1985.4)南大洋科学考察中,对南极半岛西部(南纬60°至66°55′,西经55°至69°30′),包括南设得兰群岛周围和阿得雷德岛西北海域进行了多学科的综合调查研究工作。为了取得有关海底沉积作用的地球化学信息,我们选用12个站位的海底沉积物样品以及对其中7个站位的沉积物分离出石英单矿物,分别做了氧同位素分析;同时,对10个站位的沉积物样品还做了稀土元素分析。根据这些样品的氧同位素组成和稀土元素分布特征,结合沉积物组分和周边地质资料,探讨了该区海底表层沉积物的形成条件和物质来源等问题。     

我国盐湖卤水及其沉积物中稀土元素的初步研究

80年代以来,我国学者曾利用中子活化分析测定了海水及其沉积物中的稀土元素.日本学者曾利用中子活化分析方法测定了日本温泉水和火山口湖湖水中的稀土元素和铀钍元素.然而对高盐度的盐湖卤水及其沉积物的研究仍系首次.这对于了解高盐度水体中稀土元素的分布及其在盐湖资源的综合利用方面均有重要意义.     

南黄海海底沉积物的磁化率特征

根据黄海、东海海域172个表层沉积物样品的体积磁化率测量结果, 讨论了磁化率的分布情况, 初步分析结果表明: 表层沉积物磁化率分布能够反映陆架海不同的现代沉积物组合, 指示沉积物不同的源区, 并以30 mCGS为界, 把黄海、东海海域按照磁化率值的大小分为H区(磁化率高值区)和L区(磁化率低值区). 在这两个区域中, H区为沿岸流区, 物质来自毗邻的陆地地区, 主要物源来自长江和黄河; L区主要为黄海和东海的冷涡沉积区, 该区终年为黄海冷水团所盘踞. 磁化率的分布还能够反映陆架海中的沉积动力强弱, 与研究区内的环流系统分布密切相关. 在水动力较弱的南黄海环流区和东海北部环流区磁化率表现为低值, 而在水动力较强的各沿岸流分布区磁化率为高值. 同时发现在本区中的氧化条件下, 磁化率值高, 在还原条件下, 磁化率值低. 总之, 与黄土、湖泊、表层土壤磁化率的气候替代性指标不同, 陆架海的磁化率更多地反映了不同的沉积物来源及沉积环境.     

中国海底沉积物中金的丰度

为了促进大陆金矿地质的研究,查明现代海洋沉积物中金的丰度,无疑有所裨益。为此本文首次报道了中国海底沉积物中金的丰度。样品选自中国四大海区:渤、黄、东、南海,包括各类沉积物,共选出233个样品。样品大体上呈均匀分布,具有代表性。样品主要分布在水深<200m的陆架浅海区(209个样品),此外在东海陆坡半深海的冲绳海槽也选了24个样品进行了分析。     

珊瑚礁区沉积物的极低放射性水平特征与成因

海洋沉积物作为放射性核素的归宿,在全球不同海区均有沉积物放射性核素的研究报道,然而珊瑚礁区却极少报道.本研究选取南海的岸礁和环礁两种类型的珊瑚礁区,采样站位跨越~1500 km(14°),系统开展南海9个不同珊瑚礁区沉积物中放射性核素研究.对比不同海区沉积物的放射性水平,本研究发现珊瑚礁区沉积物的总放射性水平(等当量镭指数)只有其他海区沉积物和全球土壤总放射性水平的1%~10%,环礁沉积物等当量镭指数平均值(3.97 Bq/kg)不到全球土壤平均值(108.70 Bq/kg)的5%,珊瑚礁区沉积物具有极低的总放射性水平特征.珊瑚礁区的沉积物同时具有低~(40)K、低~(226)Ra和~(228)Ra、低~(226)Ra/~(238)U活度比值的三大特征,该特征源于珊瑚礁区的生物矿化-破碎风化而形成的生源沉积物,显著不同于其他海区的岩石土壤风化-搬运而形成的陆源沉积物.这些特征可以作为新的地球化学指标,对传统元素(Al和Ti)、稀土元素、矿物组成等手段进行有益的补充,指示珊瑚礁区水体悬浮物/沉积物中不同物质来源的贡献.     

中太平洋海山铁锰结核形成环境的地球化学制约

用ICP-Ms法对中太平洋海山6个站位的16个结核样品作了常量元素、微量元素和稀土元素分析, 采用碱熔Te共沉淀预富集和同位素稀释法测定了其中部分样品的铂族元素含量. 用X射线衍射法测定了样品的矿物组成. 结果显示, 中太平洋海山结核的矿物组成和化学成分, 以及主要组分的赋存状态均与水成海山富钴结壳十分接近, 表明样品是水成成因的产物. 与深海结核相比, 海山结核有明显富Fe和Co, 贫Cu和Ni的特征. 中太平洋海山结核可能形成于海山沉积物表面的弱酸性、强氧化环境中. 与富钴结壳相似的产出水深和氧化还原条件是决定海山结核化学成分、矿物成分和元素赋存状态的主要因素; 但因其产出于沉积物-海水界面, 经受了沉积物早期成岩作用的影响, 从而较典型的海山结壳略具向深海结核过渡的特征.     

东菲律宾海沉积物的地球化学特征与物质来源

通过对东菲律宾海近代深海黏土沉积物粒度、稀土元素组成及其赋存状态和铀系同位素年代学的综合研究, 探讨了研究区沉积物的特征与物质来源. 主要结论包括: (1) 沉积速率低、分选性和磨圆度较差、细粉砂以上粒级含量高, 表明研究区沉积物物源相对匮乏且没有经过长途搬运. (2) 稀土元素总量较为富集, 其页岩标准化配分模式具有较弱的重稀土富集、不同程度的Ce负异常和Eu正异常特征. (3) 有无结壳发育站位沉积物中稀土元素的赋存状态特征较一致, 主要赋存于残渣态和铁锰氧化物态中. 残渣态表现出轻稀土元素的相对富集、Ce和Eu的正异常特征; 而在铁锰氧化物态中, 重稀土元素则相对富集, Ce呈负异常. (4) 有无结壳站位沉积物在上述各指标间均存在一定的差异. (5) 综合上述特征及源区判别分析, 认为所研究沉积物主要来自于当地及附近火山物质的蚀变, 同时也受较小程度的风尘和(或)河(洋)流输入陆源物质的影响.     

黄海周边河流的稀土元素地球化学及沉积物物源示踪

黄海周边的中韩主要河流悬浮沉积物中稀土元素组成不同, 韩国河流的稀土元素分异强于中国长江、黄河和鸭绿江, 表现为上陆壳标准化模式上明显的轻稀土相对富集. 不同级别的流域内源岩组成差异是形成这些河流稀土元素组成差异的主要因素. 稀土元素分异参数(La/Yb)_UCC和(Gd/Yb)_UCC, 以及稳定的La/Sc和Th/Sc元素比是识别进入黄海的中韩河流沉积物的可靠指标, 可以用于中国边缘海沉积物物源研究和古环境分析.     

渭南黄土中温室气体组分的初步研究

温室气体的研究,是全球变化研究计划的主要内容之一.目前人们对土壤温室气体排放的监测积累了一些资料,但对土壤内部,尤其是土壤深部温室气体的了解还很少.我国西北地区广泛分布有巨厚的黄土沉积物,这些沉积物实际上是干旱半干旱气候条件下,一种成土作用较弱的古土壤.研究黄土沉积物深部气体组分的含量与分布,有助于全面了解土壤温室气体的排放机理.本文就此问题作初步探讨.1 采样与实验方法样品的采集借助于胜利石油管理局麻花钻机进行.该钻机的主要特点是使钻头前部与钻孔隔离,以使被收集的气体不与大气混合,钻入的最大深度为2.7m,它利用钻杆中间的毛细管(下部通过钻头附近的毛细孔与土壤相通,上部出口用特制橡皮密封)负压原理,用注射器直接收集土壤气体.盛装土壤气体的气样瓶是标准的密封铝合金瓶,采样前已将气样瓶抽真空至2×1.33 322Pa.土样的采集是借助钻杆螺旋形状,将某一深度上的土样返至地表获得.我们对陕西渭南黄土地层L2～SO中的气体及土样进行了采集.采样时间为1995年2月21日～22日.3个采样地点位于桥头镇附近彼此相距10～20km的3块麦田旁.在每一个采样地点,布置4～10个钻孔(钻孔之间的距离最大不超过70m,最小为0.5m).每一钻孔中,按不同深度取1～3个土壤气体及同一深度上的土样,一般是     

南海北部近代沉积物钕同位素分布及意义

南海北部及周边地区近代陆源沉积物稀土元素配分模式总体相似, 接近上地壳平均成分(PAAS), 在重稀土含量上则略为偏高, LaN/LuN比值明显小于PAAS. 但是珠江主要支流西江沉积物的稀土元素含量略高于PAAS, 在重稀土分布态势上明显偏轻, LaN/LuN比值明显大于PAAS. 南海北部地区近代沉积物钕同位素分布具有明显的区域性, 主要受控于珠江源区和闽粤沿海源区以及台湾岛源区. 闽粤沿海地区ε_Nd(0)值最大, 西江沉积物最小, 台湾岛以及海域中沉积物ε_Nd(0)值介于两者之间. 沿伶仃洋-东沙岛连线, 在该线东北区域钕同位素值相对偏高, 西南区域相对偏低. 珠江源沉积物主要影响该线西南区域, 源区母岩以发育大量古生代碳酸盐岩为特征. 闽粤沿海源区以及台湾岛源区, 主要影响该线东北区域, 闽粤沿海源区母岩以发育大量中新生代花岗岩为特征. 由于源区母岩成分上的不同, 造成沉积物在重稀土含量、Sc/Ti比值以及ε_Nd(0)值上存在明显差异. 发育在东沙群岛东南侧高沉积速率堆积体的陆源物质超过80%来自南海北部源区即闽粤沿海源区以及台湾岛源区, 来自珠江源的陆源沉积物不超过20%.     

南黄海悬浮体和沉积物的物质来源和运移:来自碳稳定同位素组成的证据

利用1998年5月航次中所采集的南黄海海域7个断面、67个站位、5个层次的284个悬浮体样品和64个底质沉积物样品, 分析测定了样品的悬浮体浓度和悬浮体与底质沉积物中的有机碳稳定同位素组成, 以研究悬浮体和沉积物的物质来源和运移过程. 由悬浮体浓度和颗粒有机碳δ ¹³C值的分布特征分析得出了南黄海沉积物搬运的主要格局. 由此格局可以认定, 在陆源物质向南黄海中部深水区的输送过程中底层起着比表层更为重要的作用. 黄海环流是决定南黄海沉积物搬运格局的一个重要控制因素. 由沉积有机质的碳同位素信号证实, 山东水下三角洲高沉积速率沉积物的主要物质来源是现代黄河物质. 在南黄海深水区的陆源沉积物主要来自废黄河物质和现代黄河物质, 现代长江物质所占比例相对较少. 来自朝鲜半岛的陆源物质其数量和影响范围都是有限的. 由悬浮体和碳稳定同位素得出的结论得到了另一个独立的物源指示剂——多环芳烃的进一步证明.     

西藏聂拉木沉积剖面微量元素的仪器中子活化分析

近来,国外有许多学者对地壳及其不同构造单元的各种沉积岩,如砂岩、页岩中稀土元素分布特征进行了大量的研究,并据此对地壳的形成和演化提出了一系列观点和理论。我们为了进一步了解我国西藏地区沉积演化历史,在聂拉木沉积剖面上采集了一系列样品,包括了从古生代-中生代-新生代(部分)各个时期的沉积样品,利用仪器中子活化分析方法,对其稀土元素和其它微量元素进行了多元素分析。     

东海沉积物中锆及稀土元素的若干地球化学特征

现代海洋沉积物中锆的地球化学研究国内尚未有报道。近年我们采用BPHA-三氯甲烷萃取分离偶氮胂Ⅲ比色分析的方法测定了东海47个样品中的锆,同时采用PMBP-苯萃取分离偶氮胂Ⅲ比色分析的方法测定了其中的稀土元素总量(REE~(**)),现将研究的结果报道如下: 东海沉积物中Zr的含量变化于30—435 ppm,按其频率分布主要集中于100—200 ppm,平均为122 ppm;REE的含量变化于85—302 ppm,主要集中于150—250 ppm,平均为186     

沉积物来源组成定量分析的磁诊断模型

系统地探讨了沉积物来源组成定量分析的磁诊断模型。以美国Ｒｈｏｄｅ河口湾和西班牙ｓａｂａｌ水库沉积物来源研究为例,提出了在样品磁参数基础上进行聚类分析,对来源物质分类;通过样品混合试验,建立磁参数混合模型;利用线性规划模型计算沉积物来源组成等方法在两个实例中,磁诊断模型实现了利用磁信息对沉积物来源组成的定量计算,其结果与相关的环境指标相吻合。     

发现于浮游硅藻中的长链正烷烃

广泛分布于古代沉积岩、现代沉积物及各种生物体中的烷烃类是构成石油的重要组分。生油岩与原油中烷烃化合物的特征与原油母质来源之间的关系是研究石油成因最基本和普遍注意的问题。通常认为,以浮游藻类等低等水生植物为主来源的有机质烷烃类化合物以C_(15)—C_(17)等低分子量烷烃类占优势,而以陆源高等植物为主的母质输入的有机质烷烃类化合物以高     

水合物降压分解过程中沉积物孔隙结构动态演化规律

选取两种不同粒径分布的天然海砂样品,在相同实验温度及压力条件下合成甲烷水合物.开展水合物降压分解X-CT微观实验,获取不同时刻的沉积物内部构成图像.对X-CT扫描图像进行阈值分割、三维重建及拓扑等效等处理,建立不同粒径含水合物沉积介质不同分解阶段的三维孔隙网络模型,研究水合物降压分解过程中沉积物孔隙结构动态演化规律及其控制机理.研究表明,甲烷水合物微观分布非均质特征显著,分解过程开始于气-水合物接触的位置,分解初期水合物具有孔隙填充、颗粒胶结等多种赋存模式,而分解后期孔隙中主要赋存颗粒胶结型水合物.随着水合物饱和度的减小,不同粒径含水合物沉积物的平均孔喉半径、孔隙度、绝对渗透率以及两相共渗区宽度均不断增大,配位数、形状因子及束缚水饱和度逐渐减小.受水合物分解动力学行为影响,分解前期沉积物平均孔隙半径缓慢降低,水合物饱和度下降至某一临界值(小于0.1)后,平均孔隙半径和绝对渗透率急剧增大.粒径分布越窄,相同水合物饱和度下沉积物平均孔隙及孔喉半径、孔隙度和绝对渗透率越高,但不同粒径沉积介质配位数和形状因子的变化存在交叉点,表明含水合物沉积物微观孔隙结构特征受粒径分布、水合物微观赋存状态及空间分布的协同影响.     

华北晚第四纪沉积物细颗粒组分红外释光与绿光释光测年

对华北地区不同类型的第四沉积物中31个样品进行了同一套细颗粒测样长石波长330~480 nm的红外释光(IRSL)信号与主要是石英(340 ± 25) nm波长的绿光释光(GLSL)信号的测年对比试验, 拟探讨评价沉积物细颗粒光释光测年可靠性的一种可能途径. 结果表明, 约80%的样品IRSL测得的DE值和年龄与GLSL测得的结果在1~2个标准差范围内一致. 风积黄土样品的这种一致性尤其明显, 而水沉积物样品则差些. 鉴于细颗粒长石的IRSL与石英的GLSL对剂量响应不同, 具有不同的热稳定性和光晒退行为, 从这两种光释光信号得到的DE值各自独立, 其一致性有可能作为沉积物样品OSL测年值可靠性的一种自检指标.     

黄河中游地区马兰黄土的稀土元素

文启忠等人曾对中国黄土的稀土元素作过研究,他们先后采用纸色层光度法和中子活化分析法主要分析和研究了陕西洛川剖面黄土的8个稀土元素,且对面上的工作涉及不多.作者为全面考察中国马兰黄土的稀土元素地球化学特征,在黄土高原进行大范围野外考察和系统取样的基础上,采用等离子体光谱测定了147块黄土样品的15个稀土元素.现将研究结果报道如下.     

盐藻热模拟产物中长链类异戊二烯烃的检出

通过对自然条件下培养获得的盐藻样品的热模拟烃研究,首次从藻类生物的热模拟产物中发现了含量丰富的长链规则类异戊二烯烃,特别是检出高含量２,６,１０,１４,１８－五甲基二十烷,表明高盐环境中的规则ｉＣ２５有可能来源于特殊的嗜盐藻类,从而为沉积物中发现的长链规则类异戊二烯烃的母质来源及古环境判识提供新的参考证据。     

小麦籽粒中痕量稀土元素的背景含量及分布特征

通过ＩＣＰ－ＭＳ方法,测定了采自种子库的６０个不同品种小麦籽粒样品中１５种痕量稀土元素的背景含量。观察了小麦籽粒中ＲＥＥ含量的分布模式,并与土壤中ＲＥＥ平均含量进行了对比,同时与有关文献中的测定结果进行了对照。