海洋锶物质来源及其同位素组成研究的进展及应用

自1948年瑞典地质学家Wickman提出锶同位素地层学开始,海洋碳酸盐岩的锶同位素在探索地质历史过程中的古海平面、古气候变化和全球性构造运动方面,具有非常重要的应用价值。本文简述了目前海洋锶同位素的应用,并回顾了海洋锶物质来源及其同位素组成的研究历史,综述了近十年来的研究进展。自上世纪70年代以来,海洋锶物质来源研究一直是海洋地质学研究的热点之一。早期以陆源锶研究为主,获得了大陆众多主要河流的锶同位素组成数据,并估算了全球河流锶通量和组成特征。90年代以后,在大洋钻探计划和深海钻探计划的带动下,幔源锶研究得到了很大的发展,集中探讨了洋中脊高温热液与洋壳玄武岩的作用机制和向海洋输入的锶通量,初步认为海水与洋壳玄武岩主要发生同位素交换,同位素交换率随深度而降低,但玄武岩锶含量基本不变。与此同时,洋中脊侧翼和与弧相关环境洋壳的低温热液系统锶同位素组成的研究也取得了一定的成果。     

江汉平原周缘主要河流沉积物Sr-Nd同位素组成及其示踪意义

江汉平原内部巨厚的晚新生代沉积物记录了长江形成与演化的信息。本文以流经江汉平原的几条主要河流为研究对象,以Sr-Nd同位素组成为指示荆,开展了其现代河流沉积物物源示踪研究。结果表明:流经江汉平原的几条主要河流中,长江水系沉积物具有最高的~(143)Nd/~(144)Nd值,汉江次之,漳河与沮河最低。Sr同位素组成呈现相反的变化趋势。各河流沉积物同位素组成与其流域内的源岩分布特征有很好的对应关系。由此认为,现代长江形成前后,江汉平原沉积物Sr-Nd同位素组成应有明显差异。这为在江汉平原内部通过沉积物Sr-Nd同住素组成变化探讨长江形成与演化提供了理论基础。     

风尘石英在物源示踪和古气候研究中的应用

系统总结了近几十年来应用风尘石英的物理和化学特性(如粒度、形貌特征、电子自旋共振(ESR)信号强度、结晶度指数(CI)、含量和通量,以及δ~(18)O等)进行物源和古气候示踪等方面的研究进展,并分析了其中存在的问题。结果表明石英的这些指标具有稳定性,可以指示物源和古气候变化,对目前研究提出的问题和建议也对今后用风尘石英指示古气候变化的研究有重要的借鉴意义。     

中国若干海域溶解态铀同位素的研究

本文测定了南沙海域，南海东北部海域，厦门湾塔角附近海域与九龙江口水体中溶解态＾２３８Ｕ含量及其同位素组成。南沙，南海东北部海域溶解态＾２３８Ｕ比度及２３４Ｕ／＾２３８Ｕ）Ａ．Ｒ呈均匀分布状态，进一步证实开阔大洋水中铀同位素分布的均匀性。厦门湾塔角附近海域＾２３８Ｕ含量较南海水来得高，且其变化与盐度的变化不要协调，表明海域也许存在＾２３８Ｕ的附加来源。     

流动注射Ferene分光光度法测定海水中溶解态铁的方法优化

热液流体中溶解态铁是海水原位测量的重要参数之一。本研究采用Ferene分光光度法,搭建流动注射分析系统,优化进样条件、显色条件,实现了热液流体中溶解态铁的在线测定。结果表明,测定Fe(II)时,Ferene、缓冲液浓度分别为8×10–3、0.4 mol/L,Ferene、样品流速分别为0.8、0.6 m L/min,显色盘管长度为40 cm时,方法的灵敏度、检测限最佳;测定Fe(III)时,Ferene、缓冲液、抗坏血酸浓度分别为1×10–2、0.5、0.01 mol/L,Ferene/抗坏血酸、样品流速均为1.0 m L/min,还原、显色盘管长度均为40 cm时,方法的灵敏度、检测限最佳。最佳实验条件下,Fe(II)、Fe(III)在0.2~10μmol/L和0.5~16μmol/L范围内,工作曲线回归方程分别为A=0.0834 C+0.0564(μmol/L,n=8,R2=0.997)和A=0.0478C+0.0423(μmol/L,n=8,R2=0.997)。Fe(II)、Fe(III)检测限分别为24、39 nmol/L,相对标准偏差分别为0.8%、1.2%(n=10),加标回收率为97.9%~103.0%。共存离子实验表明,流体中的Na+、Mn2+、Cu2+、Cu+不会对测量造成干扰。     

南海沉积物物质来源研究的意义及其进展

南海是典型的边缘海,其沉积物记录了南海古海洋演化、东亚季风演化和区域构造演化等重要信息.南海沉积物的物质来源研究,不仅可以深化边缘海沉积作用过程的认识;同时,为重建南海古海洋演化、探索东亚季风演化提供重要的理论依据.南海北部沉积物主要来自于北部大陆,主要输入河流包括珠江、红河以及台湾岛内河流;而长江物质以及东部吕宋岛弧...     

海水中腐殖质对溶解态铁的络合及其影响因素

腐殖质(humic substances,简称HS)是地表普遍存在的天然有机物,对海洋中重要的微量营养元素-铁(Fe)的分布及生物地球化学循环具有重要的影响作用。本文对腐殖质的来源、分布及对海水中溶解态铁的迁移转化的影响做了总结,特别论述了其在河口及沿岸水域的行为。大量研究表明河口、沿岸及开放海水中溶解态铁分布的变化可以用腐殖质的浓度及其铁结合能力的变化来解释。腐殖质的络合作用不仅能够阻止溶解态铁(DFe)在河口、沿岸等水域被去除,而且能够通过洋流将DFe迁移至外海及大洋区域,此外还能增加铁的溶解度及对海水中浮游植物的生物可利用性,并且促进铁的氧化还原循环。研究还发现两者之间的络合强度受到盐度、pH等理化因素的影响。盐度是影响HS与DFe配合能力的重要影响因素,盐度增加,导致HS中可以与Fe配合的位点数量降低,配合总量呈现指数降低,而pH的增加可以增加HS与DFe的配合量。另外HS还能影响海水中DFe的氧化还原,并以此影响浮游植物对DFe的吸收利用。因此腐殖质对溶解态铁的有机络合作用是影响其海洋生物地球化学循环的一个重要参数,对进一步研究海水中腐殖质的浓度和分布具有重要的意义。     

渤海中部沉积物铅来源的同位素示踪

本研究对渤海中部表层和柱状沉积物中Pb的含量和同位素进行了分析,研究了其时空分布规律,并探讨了其物质来源。结果表明,表层沉积物中Pb的含量为14.54×10-6~59.42×10-6,其含量在渤海湾近岸、黄河口附近、研究区的东北部较高,而在研究区的中部和渤海湾北部含量较低;Pb同位素207Pb/206Pb的值为0.8341~0.8489,208Pb/206Pb的值为2.0828~2.0980。岩心沉积物中Pb含量、同位素组成与表层沉积物相似,整体上较为稳定,但在1990s以来呈现增大的趋势。渤海中部沉积物中Pb以自然来源为主,黄河沉积物是其主要物质来源,但渤海湾北端则与滦河源物质或沿岸侵蚀相关;人类活动影响主要出现在1990s以后,与中国含Pb矿石的燃烧等工业活动相关,但影响微弱,仅在黄河口西北近岸海域、渤海湾等个别站位得到体现。     

东海周边中小型河流沉积物锶钕铅同位素组成及其物源示踪意义

通过对东海周边9条中小型河流沉积物进行锶钕铅(Sr-Nd-Pb)同位素测试,分析了其组成特征及其物源指示意义。结果表明,~(87)Sr/~(86)Sr、~(143)Nd/~(144)Nd、~(206)Pb/~(204)Pb平均值分别为0.719 056、0.512 056和18.614 94。Sr-Nd-Pb同位素组成主要受地质背景和风化作用的制约,空间变化规律明显,可作为区分不同来源河流沉积物的有效指标。统计结果确立出三个端元值,分别为台湾岛东部河流(~(87)Sr/~(86)Sr-0.713 355,ε_(Nd)--8.488)、台湾西部河流(~(87)Sr/~(86)Sr-0.718 804,ε_(Nd)--12.375 7)和大陆东南部河流(~(87)Sr/~(86)Sr-0.722 195,ε_(Nd)--11.944 4)。确立这些端元可为认识中国东部陆架区沉积物"源-汇"过程及陆海相互作用提供科学依据。     

长江流域岩体锆石U-Pb年龄与Hf同位素特征及沉积物源示踪意义

物源精细示踪是当前单矿物颗粒微区分析技术运用的重要领域。长江流域因面积巨大、源岩构成与分布非常复杂,充分掌握流域内岩体锆石U-Pb年龄等微区分析信息成为精细物源示踪的关键。在系统搜集与分析近十年来发表的长江流域内岩体锆石U-Pb年龄和Hf同位素组成的数据资料,结合区域地质各类岩体岩性、年龄和面积调查的新成果,认为只有少量锆石可直接根据特定年龄峰值进行物源判别,如3 000 Ma的3组锆石分别源自长江上游的昌都地块与金沙江缝合带、扬子地块北缘的峨眉山玄武岩省和三峡地区的崆岭群;联用锆石U-Pb年龄与εHf (t)值可进一步提高物源判别精度;但需注意再旋回的沉积锆石对沉积物源判别的影响。     

大洋有孔虫碳,氧稳定同位素标准物质的研制

在孔虫氧、碳稳定同位素比值的微量测定是古海洋学研究的最基本手段之一,其中标准物质对获取高准确度数据起关键作用。测定表明,标准物质的氧同位素比值和有孔虫样品的氧同位素比值越接近,则测出的样品值就越准确,反之,若相差越远,则测出的样品值系统误差就越大。国内现有的碳酸盐碳,氧同位素标准物质的氧同位素值与有孔虫相比都偏负,不适宜用作有孔虫的稳定同位素分析,鉴于此,我们选取云南大理地区的二叠系茅口组地为候选     

海气CO2通量的溶解无机碳δ^13C值示踪研究进展

海洋是地球表面上碳的重要贮存库,是全球碳循环系统的一个重要子系统,国际上研究海气间CO2交换调控机制的工作长期以来倍受关注.文章简要阐述海气CO2通量研究概况和对海水溶解无机碳δ13CDIC指标的地球化学特征的分析基础上,综述海气CO2通量的溶解无机碳稳定同位素示踪研究进展,并对该方法存在问题和研究发展趋势作了分析与展望.     

菲律宾海沉积物中石英的来源及其搬运方式

为了识别菲律宾海沉积物中风尘信号和源区,以及沉积物的搬运方式,取菲律宾海沉积物中的石英,系统研究了石英的粒度组成、形貌特征、氧同位素特征和结晶度指数。菲律宾海中远离岛弧和海脊的石英粒度较细,西菲律宾海中石英主要由EM1(众数粒径平均为2.9μm)、EM2(众数粒径平均8.17μm)和EM3(众数粒径平均为21.67μm)三个端元组成,东菲律宾海中主要由EM1和EM2两个端元组成。靠近岛弧和海脊的石英粒度较粗,吕宋岛附近的石英具有众数粒径平均为103μm的EM4端元。EM1端元石英表面有明显的碰撞凹坑, EM2端元石英有溶蚀孔洞, EM3端元石英呈棱角状,表面相对光滑。包含EM1端元的石英的δ18O值和结晶度指数与塔克拉玛干沙漠中相同粒级石英的特征相近,不包含EM1端元的石英的δ18O值和结晶度指数与火山岛弧来源的石英特征相近。综合分析表明,EM1端元的石英为主要来自于塔克拉玛干沙漠的风尘石英,经由盛行西风搬运至太平洋,并由南向或西南向的风搬运,最终在菲律宾海沉积。EM2和EM3端元石英主要来源于太平洋火山岛弧,其中, EM2端元的石英经历了强烈的化学风化,经河流或洋流输送到研究区; EM3端元的石英没有经历长距离运输,可能是附近岩石风化的产物。     

酸性介质中溴离子对铁阳极溶解行为的影响

海水中的氯离子(Cl-)及溴离子(Br-)是造成金属孔蚀或缝隙腐蚀的主要元素,因而这些离子对金属阳极极化行为的影响受到有关领域的普遍重视,国内、外许多专家对此进行了大量研究,然而,这些研究关于Cl-的较多,对Br-的研究则相当少。Br-介于Cl-和I-之间,在许多性质方面与这两种离子存在相似性,它们在对铁阳极溶解的作用机理方面也应存在一定的内在联系,因此对Br-的研究有可能会揭示卤素离子之间的这种关系,并能加深对Cl-作用机理的认识。基于以上,作者利用动电位扫描方法对工业纯铁在酸性介质中存在Br-条件下的阳极极化行为进行了研究,结果表明Br-在铁电极表面上存在吸附和脱附的过程,Br-的阳极脱附是产生铁阳极极化曲线中电流剧增平阶区的本质原因。由于Br-存在与缓蚀剂的协同效应,这一研究将对高效缓蚀剂的开发具有一定的指导意义,同时也为金属防蚀技术在生产中的应用提供了理论依据。     

九龙江河口区溶解态、颗粒态铀同位素的地球化学行为

对九龙江河口区枯、丰水期水体中溶解态、颗粒态铀同位素地球化学行为的研究表明,溶解态铀与盐度存在良好的正相关关系,证实枯、丰水期该河口区水体中的铀均是保守行为。在低盐度区域（Ｓ＜１０）,~２３８Ｕ主要以颗粒态形式存在,颗粒态~２３８Ｕ所占份额随盐度增加而降低。~（２３８）Ｕ之条件分配系数介于 １． ２ × １０~３～１． ５ ×１０~５ｄｍ~３／ｋｇ之间,它与盐度呈负相关关系,但与悬浮颗粒物浓度无相关关系存在。枯水期悬浮颗粒物上~２３４Ｕ／~２３８Ｕ_Ａ．Ｒ．与盐度的负相关关系为河口区悬浮颗粒物中~２３４Ｕ的优先沥取理论提供了有力的证据。     

大西洋洋中脊海底表层热液沉积物的铅同位素组成及其地质意义

新测得 TAG热液区中 6件海底表层热液沉积物样品的铅同位素组成 ,其变化范围不大 ,具有均一性的特征。在 Pb- Pb图解上 ,热液沉积物的铅同位素数据大多落在 MARB的铅同位素组成范围内 ,与大西洋沉积物和 Fe- Mn结核相比明显具较少的放射成因铅 ,反映其上部洋壳岩石为该区热液沉积物的形成提供了铅。对比研究表明 ,因不同地质 -构造环境中的海底热液区为热液沉积物形成提供物源的情况不同 ,是导致有沉积物覆盖洋中脊中热液沉积物的铅同位素组成与无沉积物覆盖洋中脊不同的主要原因。海底扩张中心的扩张速率与热液沉积物的铅同位素组成有一定的对应关系 ,但其并不是热液沉积物铅同位素组成的唯一控制因素     

夏季长江口海域溶解态铁的分布及混合行为研究

本文基于2015年7月长江口的现场调查资料,分析讨论了长江河口区溶解态铁(DFe)的含量分布与混合行为及其影响因素。结果表明:长江径流携带大量的DFe入海,且口内区(Ⅰ)浓度高于混合区(Ⅱ)和外海区(Ⅲ),平均浓度分别为166.45±6.26nmol/L,14.04±8.80nmol/L和6.18±1.51nmol/L。受去除作用和海水稀释的影响,在河口区DFe的浓度下降率达到96.92%。DFe浓度与盐度的关系符合指数模型,由模型与理论稀释线估算的长江口海域DFe的理论最大去除率为97.75%,与实际测得的最大浓度下降率相近。长江冲淡水、苏北沿岸流和台湾暖流影响DFe的水平分布。受长江冲淡水影响,长江口外海域DFe浓度高达176.50nmol/L。苏北沿岸流主要影响研究区域北部的表层水,其携带的DFe浓度低于长江冲淡水。台湾暖流是导致研究区域东南部DFe浓度较低的主要原因,使得中层和底层水中浓度分别低至4.04nmol/L和4.79nmol/L。另外,在表层海水中DFe的分布受到叶绿素a、溶解有机碳和溶解氧的共同影响,DFe与叶绿素a、溶解氧呈显著负相关,与溶解有机碳呈显著正相关。     

冲绳海槽Jade热液场烟囱物稀土元素和锶、钕同位素地球化学特征

热液烟囱物是弧后扩张盆地现代海底热液活动成矿系统的重要产物.冲绳海槽中的伊是名(Izena)海洼Jade热液活动区烟囱物稀土元素特征表现为轻稀土元素相对富集,并具有铕的较强的正异常.87Sr/86Sr和143Nd/144Nd的平均值分别为0.708928和0.512292,介于冲绳海槽海水和海槽酸性浮岩中的值之间.这些特征表明,Jade热液活动区的热液硫化物矿床的成矿物质来源于下伏的酸性火山岩.矿床的成矿机制可描述为:下渗的海水被加热,它与酸性火山岩发生水-岩热化学交换反应时淋滤出大量的成矿物质形成以富含轻稀土元素为特征的热水溶液;当热液喷出并发生快速结晶沉淀时,形成了以具有轻稀土元素相对富集和铕的正异常为特征的铜-锌硫化物和重晶石-非晶质SiO₂型矿石.     

富Co铁锰结壳铂族元素与铼-锇同位素组成及其意义

用ICP－MS测定了太平洋富Co铁锰结壳铂族元素和铼－锇同位素组成。富Co铁锰结壳不仅异常富集铂族元素，而且铂族元素及其它亲铁元素的配发与陨石特征非常相似。铁锰结壳的铼－锇同位素组成明显有别于大陆地壳岩石，和K－T界线沉积物相似，接近陨石值。世界大洋范围内的富Co铁锰结壳均产于远离海底构造热液活动区，几乎不可能受到地幔源热液作用的直接影响。因此，富Co铁锰结壳中的铂族元素可能部分来源于地外物质。     

大西洋中脊TAG热液活动区海底热液沉积物的硫同位素组成及其？…

对１９８８年取自大西洋中脊ＴＡＧ热液活动区的海底表层热液沉积物中３６件硫化物样品进行了硫同位素组成分析。结合ＯＤＰＬｅｇ１５８的近期成果,对ＴＡＧ区热液沉积物的硫同位素组成及其时空演变、硫源、硫同位素偏重的原因和硫的演化进行了探讨,得出如下结论：（１）ＴＡＧ区表层热液喾物的δ＾３４Ｓ值从２．９‰－７．６‰变化,均值为５．９８‰,与其它洋中论脊热液合活动区相比明显偏重,（２）从海底表层区到蚀变玄武岩