用深海沉积测定宇宙尘年降落量

我们已对北太平洋6—13°N,166—178°W面积达数十万平方公里的海域进行了深海宇宙尘调查研究,并根据该区平均沉积速率和数十个采样站位沉积物中宇宙尘实际含量测定了地球表面宇宙尘年降落量。结果表明,各个站位的测定值比较相近,都在每年降落百吨级至千吨级尘埃粒子的范畴(粒径大于60μm),同前人使用同种研究方法的测定结果比较一致。     

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.     

西沙珊瑚礁锶同位素特征及其古环境意义

深海钻探计划(DSDP)的执行在全球范围内推动了“锶同位素地层学”的研究.赵焕庭等和于津生等报道了南沙群岛“南永一井”的34个样品的锶同位素数据,并对珊瑚礁的锶同位素地球化学作了开拓性的研究工作,本义将研究西沙群岛“西琛一井”(16°27′N,111°42′E)第四纪珊瑚礁地层的锶同位素组成特征,并探讨其古环境意义.     

冲绳海槽中部热水活动的新记录

1992年6月我们开展了东海冲绳海槽热水活动的调查,这是我国首次独自组织进行的热水活动调查,本文即这次调查研究的基本成果.调查的热水活动区位于海槽中部(126°50′～127°30′E,27°20′～27°50′N),为了对比还在海槽北部非热水区(128°20′～129°10′E,30°30′～31°40′N)采集了沉积物样品,进行了元素和同位素分析,热水区分析20个表层样和2个柱样,非热水区分析8个表层样和2个柱样,分析方法详见文献[2」.研究结果表明:(1)与非热水工相比(表1),热水区沉积物明显富集Mn,Cu,Pb,Co,Ni,V,As,Cd,Mo,W,Sb,Bi和Hg等(富集以大于1.5倍计);如与东海大陆架相比热水区富集的元素更加明显,除富集上述无素外,还富集Zn,Au和Ag等.由图1显而易见,以陆源为主的元素Ti,Rb,Zr,Th,Ce,Y 和亲生物的元素Ca,Sr等在热水区和非热水区变化不大,而Mn和亲硫性强的元素Hg,As,Sb,Bi,Cu,Pb,Co,Ni,Cd等含量显著增高,后者显然是由热水活动所贡献.     

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.     

地幔氧同位素不均一性: 女山单斜辉石巨晶的激光氟化分析

对女山14个单斜辉石巨晶进行了主要元素、稀土元素和氧同位素组成的分析,结果表明它们是由一幔源碱性玄武质源岩浆在高压下分离结晶的产物。巨晶的氧同位素组成内部均一,但不同样品间表现出明显的不均一性：δ^18O=4.8‰-6.48‰。巨晶氧同位素的变化自源岩浆,源岩浆的不均一性来源于洋壳物质的源区混染     

天然气水合物伴生的沉积物碳、氧稳定同位素示踪

对取自东北太平洋Oregon州海岸俯冲增生楔，天然气（甲烷）水合物脊上南北两端的两组钻孔沉积物样品全岩碳和氧稳定同位素分析，测得δ13C和δ18O值大于多在－29．81‰－48．2‰（PDB）和2．56‰－4．28‰（PDB）之间，数值落在“冷喷气孔附近典型的受甲烷气影响的碳酸盐矿物”区内，显示这类沉积物的全岩碳，氧稳定同位素特征已明显不同于一般海相碳酸盐类矿物， 它们已受到了沉积物中甲烷水保物的形成和演化的影响，此外，两处钻孔均显示出δ13C随深度增加而增加，δ18O随深度增加而减少的趋势，这种变化趋势认为主要是由于钻孔不同深度位置甲烷的缺氧氧化作用（AOM）强度和水合物形成过程中氧同位素的分馏作用而造成的，沉积物的这种碳，氧稳定同位素特殊性，认为可作为一个识别标志应用于其他海区，以确定或探索海底沉积物中是否存在天然气水合物。     

西赤道太平洋沉积物中的粘土矿物

近二十年来,不少作者对大洋沉积物中的粘土矿物做了大量的研究工作,特别是对大洋粘土矿物的分布特征研究得更为详细,提出了一些重要的观点,所谓大洋粘土矿物分布是按纬度分带的观点就是其中一例。本文将根据西赤道太平洋(150°E—165°W,25°N—15°S)30余个表层沉积样和部分岩芯样的粘土矿物分析,着重讨论该区粘土矿物的分布特征;同时,对本区蒙脱石的形成机理及其地质意义作简要说明。     

贵州凉风洞大气降水-土壤水-滴水的δ18O信号传递及其意义

通过对贵州荔波凉风洞(LFD)大气降水、土壤水、土壤气、洞穴滴水以及滴水对应的现代化学沉积物氧(氢)同位素组成的系统监测, 发现LFD土壤水和滴水主要来源于当地大气降水; 3种水(大气降水、土壤水和滴水)氧同位素值的变化幅度在年内依次减小, 分别在0~-10‰, -2‰~-9‰和-6‰~-8‰之间; 3种水氧同位素值之间存在大致协调同步的季节变化规律: 雨季偏轻, 旱季偏重; 地表蒸发作用导致滴水氧同位素年算术平均值相对于大气降水值偏重约0.3‰以上. 计算结果验证了LFD系统中洞穴次生化学沉积物形成过程基本达到了氧同位素平衡, 利用洞穴沉积物氧同位素值恢复和重建古气温和降水量是可行的, 但应注意研究区地表蒸发作用对氧同位素值的调节作用.     

南海北部HY4-901孔氧同位素与古气候研究

近20多年来,随着古海洋学研究的深入和氧同位素分馏机理方面的探讨,人们对海洋沉积岩芯中浮游有孔虫样品δ~(18)O变化的控制因素,有比较清楚的认识,其变化主要取决于当时海水的δ~(18)O和表层水温的变化.HY4-901柱状样位于南海北部陆坡18°49′N113°28′E,水深1120m..l 沉积特征该柱状剖面沉积连续,粒度均匀,颜色也较均一.以粉砂质粘土为主,少量粘土质粉砂,未见非正常沉积,富含浮游有孔虫、钙质超微化,硅藻、放射虫也较丰富,为典型的上陆坡沉积.2 分析方法及稳定同位素特征本柱状样长250cm,其中0～100cm段,按1cm连续取样;10～250cm段,按2cm取样,共取175个样品作碳、氧稳定同位素分析.样品先用0.063mm孔径的筛进行冲洗之后进行有孔虫鉴定,并挑选其中个体大小接近的袋拟抱球虫作稳定同位素测定.样品在甲醇中用超声波清洗后,放在小玻璃舟内压碎,放入350℃炉内烘烤去除有机质,在0,5Pa的真空条件下与无水磷酸反应生成二氧化碳,去水后,通入质谱进行测定.     

贵州凉风洞大气降水-土壤水-滴水的δ~(18)O信号传递及其意义

通过对贵州荔波凉风洞(LFD)大气降水、土壤水、土壤气、洞穴滴水以及滴水对应的现代化学沉积物氧(氢)同位素组成的系统监测,发现LFD土壤水和滴水主要来源于当地大气降水;3种水(大气降水、土壤水和滴水)氧同位素值的变化幅度在年内依次减小,分别在0～-10‰,-2‰～-9‰和-6‰～-8‰之间;3种水氧同位素值之间存在大致协调同步的季节变化规律:雨季偏轻,旱季偏重;地表蒸发作用导致滴水氧同位素年算术平均值相对于大气降水值偏重约0.3‰以上.计算结果验证了LFD系统中洞穴次生化学沉积物形成过程基本达到了氧同位素平衡,利用洞穴沉积物氧同位素值恢复和重建古气温和降水量是可行的,但应注意研究区地表蒸发作用对氧同位素值的调节作用。     

广州土壤中的稀土元素

关于土壤中稀土元素的分布和行为至今只有极少的了解.本文根据广州十个土壤样品的分析结果讨论了土壤中稀土元素的分布.土壤样品包括四个母质为花岗岩的红壤;六个母质为沉积物及沉积岩的土壤,其中包括两个母质为河流近代沉积物的水稻土、两个母质为红色岩系的紫色土、一个母质为砂     

冲绳海槽南部表层沉积物的沟鞭藻囊孢组合

近年来北大西洋及其毗邻海的晚新生代沟鞭藻囊孢化石研究进展迅速.沟鞭藻囊孢化石的基础性研究主要有两个方面,一是查明各种囊孢的形成机理及其与活体之间的关系;二是探索沟鞭藻囊孢在现代海洋表层沉积物中的分布规律.本项研究属于后者.1 材料与方法用于本项研究的16个样品采自东经122°37＇～126°40＇,北纬24°42＇～27°45＇的冲绳海槽南部(见图1).取样地点的海水深度为445～2150m.样品岩性为泥,钙质软泥,粉砂质泥     

贵州天柱大河边和玉屏重晶石矿床热水沉积成因的锶同位素证据

对分别取自贵州天柱大河边重晶石矿床和玉屏重晶石矿床的19件重晶石样品进行了锶同位素测定, 其中17件层状重晶石样品⁸⁷Sr/⁸⁶Sr比值集中在0.708310~0.708967之间, 低于同期的海水⁸⁷Sr/⁸⁶Sr比值, 反映了成矿流体中有幔源物质的混入, 锶同位素组成可能是海水与海底热卤水混合的结果, 该过程类似于造成重晶石在海底沉积物中富集的现代洋底热水活动. 研究发现, 脉状重晶石和含黄铁矿重晶石结核的⁸⁷Sr/⁸⁶Sr比值明显增高, 分别为0.709585和0.709537, 因壳源杂质的混入导致锶同位素组成的增高. 本文锶同位素的研究为天柱大河边重晶石矿床和玉屏重晶石矿床的海底热水沉积成因提供了新的证据, 并对区分晚期叠加的重晶石矿化提供了依据.     

南极中山站极夜和极昼期间的辐射特征

极夜和极昼是地球上南北极圈内出现的太阳终日不出和终日不落的特殊现象。我国南极长城站(62°13′S,58°58′W)无极夜和极昼;中山站(69°22′S,76°22′E)有58天极夜和55天极昼期。1990年2月至1991年1月,我国在南极中山站进行了辐射和热状况观测实验,为本文研究提供了条件。     

冰芯记录所揭示的青藏高原升温

许多研究证实,青藏高原不仅在全球变化中具有重要作用,而且也对全球变化十分敏感,本文将以最新的冰芯资料阐述青藏高原的升温和青藏高原对全球升温的敏感性.冰芯样品中温度的最好指标是稳定氧同位素(简写δ~(18)O)和稳定氢同位素(简定δD).本文的讨论以稳定氧同位素为基础.以稳定氧同位素作为冰芯样品中反映温度的指标时,一个首先需要回答的问题是冰芯样品中的稳定氧同位素是否反映了温度的变化.为了回答这个问题,从1989     

东海沉积物的矿物组合及其分布特征

六十年代以来,许多学者对东海进行了海洋地质方面的研究,其中有些对矿物特征作了一般性的阐述。本文对东海230个表层样品的矿物组合进行了较为系统的研究。工作范围为:东经121°—129°,北纬26°30′—32°00′。每个样品选用0.25—0.1毫米和0.1—0.05毫米     

红枫湖沉积物~(137)Cs垂直剖面的计年特征及侵蚀示踪

核试验散落核素~(137)Cs(半衰期30.23年)是现代湖泊沉积作用和流域侵蚀作用的重要示踪剂之一。 红枫湖位于北纬26°25′—26°34′、东经106°20′—106°26′,是黔中高原最大的人工湖。湖周岩溶发育、石灰土和黄壤广布。该湖于1960年竣工蓄水,具有确知的沉积物堆积起始时间,研究其~(137)Cs垂直剖面具典型意义。本文根据HF8801沉积物孔柱~(137)Cs垂直剖面的实测资料,揭示出利用1975年沉积物层节的~(137)Cs蓄积作为辅助时标的可能性;并同时讨论~(137)Cs对流域侵蚀的示踪。     

白垩纪同褶皱重磁化组分揭示中扬子褶皱带构造旋转过程

为研究中扬子褶皱带的变形过程, 对重庆万州地区中三叠世灰岩和中晚侏罗世砂岩进行了古地磁研究. 系统热退磁表明, 侏罗纪样品受现代地磁场重磁化严重, 三叠纪样品分离出3个重磁化组分: 低温(0~200℃)、中温(200~360℃)和高温(400~460℃)组分. 低温组分分布于现代地磁场方向附近, 可能为黏滞剩磁. 逐步展平褶皱检验显示: 中温组分在褶皱展平至 33%±8%时获得, 相应古地磁方向为 D_ec = 11.2°, I_nc = 45.2° (α₉₅ = 4.5°, N = 34), 对应古地磁极位置79.3°N, 219.5°E (d_p = 3.6°, d_m = 5.7°); 高温组分在褶皱展平至50%±27%时获得, 在95%置信范围内取褶皱展平至 70%, 相应古地磁方向为D_ec = 24.2°, I_nc = 49.0° (α₉₅ = 3.6°, N = 23), 对应古地磁极位置为69.2°N, 195.5°E (d_p = 3.1°, d_m =4.8°). 与白垩纪参考古地磁方向或极位置比较, 上述重磁化组分揭示该地区在褶皱变形的中期经历了12.8°±3.5°的顺时针旋转, 而变形后期以来没有发生旋转. 结合前人数据, 认为中扬子褶皱带万州-香溪段部分弯曲是由弯山构造引起的; 湖北蒲圻地区在褶皱变形末期以来经历了27.5°±5.8°的顺时针旋转, 因此至少50%的构造旋转是由于弯山构造导致的. 中扬子褶皱带发生于侏罗纪末期和早白垩纪的褶皱造山事件也揭示了华南-华北地块碰撞可能一直持续到早白垩纪早期.