48ka以来日本海Ulleung海盆南部的海洋沉积环境演化

晚第四纪以来伴随底层水含氧量的剧烈变化,浅色和深色沉积层的交替出现是日本海半远洋沉积物的主要特征。沉积特征分析表明,日本海Ulleung海盆南部KCES1孔的沉积物具有四种不同的沉积构造:均质、纹层、纹层状和混杂构造。深色沉积层一般具有纹层和纹层状构造,并且与我国内陆的千年尺度东亚夏季风强弱变化记录有很好的对应关系,表明纹层沉积物也具有千年尺度的变化规律,从而进一步说明了冰川性海平面变化和东亚夏季风波动应该是Ulleung海盆南部底层水溶解氧含量变化的主要原因。在暖期,在东亚夏季风降水相对增强的影响下,低温、低盐的东海沿岸水对日本海表层水体的贡献要大于对马暖流的贡献,日本海水体间的交换减弱,最终造成缺氧的海底沉积环境。在冷期,夏季风强度的减弱(冬季风增强)加快了日本海西北部深层水的生成,Ulleung海盆南部的底层水含氧量高,相应地沉积了具均质构造的浅色沉积物;在末次盛冰期最低海平面时,日本海成为一个封闭的海盆,降雨量高于蒸发量,水体出现分层,底层水处于停滞缺氧状态。自距今17.5 ka(日历年,下同)以来底层水含氧量较高,对马暖流逐渐成为影响日本海海洋沉积环境的主要因素。Ulleung海盆南部底层水的含氧量在YD期间有一定程度的降低,东海沿岸水的短暂强盛制约了深层水的流通。自距今10.5 ka以来对马暖流强盛,日本海海底处于富氧的沉积环境。

末次冰消期以来冰岛周边海域古海洋环境及海冰研究进展

冰岛位于北大西洋北部地区,是对全球气候变化最为敏感的区域之一,对其周边海域古海洋环境的深入研究是全球气候变化研究的重要组成部分。海冰的大面积分布是该地区的显著特点之一,对全球气候系统产生较大的影响意义。此外,冰岛周边海域大量火山灰沉积,也为古海洋环境研究提供了可靠的年代资料。本文以冰岛为中心,回顾了冰岛周边海域末次冰消期以来古海洋环境及海冰研究的现状,探讨了该海域不同记录之间的差异,并通过分析末次冰消期以来古环境研究的不足,提出了相应的展望。

X-射线岩心扫描系统对海洋沉积物成分测定质量的综合评价和校正

基于采自东海内陆架泥质区的沉积物岩心，利用X-射线岩心扫描系统对其进行高分辨成分扫描，同时利用台式偏振X射线荧光光谱仪对该岩心进行元素测定，通过对比研究评价了X-射线岩心扫描系统元素扫描分析质量。研究表明：（1）X-射线岩·心扫描系统对海洋沉积物元素分析质量可以分为四类，I类元素分析结果可信度高、可以直接作为含量对待，Ⅱ类具有重要的参考价值，Ⅲ类具有一定参考价值，而Ⅳ类无参考价值。（2）海洋沉积物的X-射线岩心扫描元素分析受到压实作用的影响，其中钙、铁、钾、钛、硅等5种元素压实效应明显，通过压实校正可以有效消除压实作用造成的元素垂向上的系统波动。（3）对钙、铁、钾、钛、硅等5种元素，X-射线岩心扫描强度与传统的XRF元素含量之间具有良好的线性关系，相关系数在0．47～0．87，可以据此进行扫描强度和元素含量的换算。

白令海特征区域的表层沉积硅藻分布及其古海洋学意义

对白令海表层沉积物样品进行硅藻分析,共鉴定硅藻30属56种(含变种),并确定17种硅藻新记录,其中包括Kisseieviella carina等3种化石种。白令海表层沉积物中的硅藻优势种为Neo-denticula seminae,Fragilariopsis cylindrus和Fragilariopsis oceanica,在白令海北部陆坡深水区附近以Neodenticula seminae为主,而在白令海北部陆架以Fragilariopsis cylindrus和Fragilar-iopsis oceanica为主。对硅藻结果进行聚类分析,可以划分出3个硅藻组合,硅藻组合Ⅰ代表海冰种硅藻组合,组合Ⅱ代表受阿拉斯加流影响的大洋浮游硅藻组合,组合Ⅲ代表上述两个硅藻组合之间的过渡组合。Fossula arctica是17种硅藻新记录之一,首次记录于白令海表层沉积物中,其百分含量分布趋势与Fragilariopsis cylindrus和Fragilariopsis oceanica的相近,在白令海北部陆架为11.7%～17.1%,而在陆坡深水区附近明显减少,是继Fragilariopsis cylindrus和Fragilar-iopsis oceanica之后白令海又一海冰指示种,并有望成为一种有效的海冰变化替代物运用于晚第四纪以来白令海海冰进退历史研究。

15ka以来罗斯海陆架岩心沉积学记录及古海洋学意义

本文对取自罗斯海陆架的JB04岩心沉积物进行AMS14C测年、粒度、有机碳等测试,结合沉积物粒度组分因子分析,研究该岩心的沉积学记录,探讨其古海洋学意义。结果显示:JB04岩心沉积物的底部年龄为15ka;沉积物粒度组分因子分析提取出3个环境敏感粒级,分别代表正常冰海沉积、低能海洋沉积和高能海洋沉积;综合沉积物岩相及沉积物组成特征,可以将岩心分为4段,从底部到顶部依次为主要受冰盖刮蚀影响的冰盖下沉积、属低能海洋环境的冰架下沉积、属高能海洋环境的冰架前缘沉积和主要受冰山影响的季节性海冰区沉积。该岩心的沉积地质记录及其古海洋学研究对全面认识罗斯海的海洋环境演变具有重要的意义。

从UB-2孔硅藻记录看末次冰期至早全新世日本海古海洋环境

日本海南部郁陵海盆的UB-2孔沉积物硅藻记录,反映了11000—28000aBP该区古海洋和古气候的变化。对比日本海和格陵兰冰芯(GRIP)δ18O数据,UB-2孔硅藻暖水种比率及淡水—海滨种含量变化清楚地记录了氧同位素3期(MIS3)、末次盛冰期(LGM)、波令—阿勒罗德暖期(B/A)以及新仙女木冷事件(YD)等古气候事件。淡水—海滨种硅藻含量在末次盛冰期阶段明显升高及暖水种数量的显著减少,表明此时日本海为低温、低盐的古海洋环境,这可归因于气候变冷、海平面下降造成的日本海当时相对封闭的海洋环境。自15200aBP起,Paraliasulcata含量逐渐上升,这可能与海平面上升引起的古环境变化有关,可以作为对马海峡开启的标志。全球气候变化引起的海平面变化是该区域古气候变化的主要控制因素。

海洋铁锰矿床中碲的富集过程研究进展

碲元素(tellurium或Te)被誉为"现代工业、国防与尖端技术的维生素,创造人间奇迹的桥梁"(银剑钊等,1995),广泛用于冶金等行业。但其在地壳中的含量平均为0.005μg.g-1,属分散元素(涂光炽等,2003)。但在中国西南地区发现了碲的独立矿床(陈毓川等,1994),表明碲不仅能富集。

南极罗斯海氧化还原敏感元素沉积地球化学特征及其古海洋意义

大洋深部氧化还原环境与深部水体流通状况以及表层水体生产力密切相关。表层生产力与深部流通性变化影响着有机碳-呼吸CO_2的转化及其在海洋-大气中的转移,最终与大气CO_2分压(pCO_2)变化密切相关。故探明大洋深部氧化还原环境的变化对于解决大气pCO_2冰期旋回机制具有重要意义。本次研究以中国第31和32次南极科考获得的南极罗斯海柱状岩心ANT31-R23及表层样为研究材料。通过元素钙、钛,以及氧化还原敏感元素(RSE)锰、钼、镍、钴、镉的测试分析,以表层样中RSE与Ti的比值作为判断ANT31-R23孔中相应RSE富集程度的背景值。结果显示,Mn在沉积期均表现出富集,表明罗斯海深部在该孔沉积期为氧化环境。根据Mn在不同层位出现的富集峰识别出4次强氧化脉冲事件,可能由南大洋底层水流通性增强和/或生产力降低导致。4次氧化脉冲事件层位中Mo、Ni、Co的明显富集,是由于锰(氢)氧化物对其捕获或吸附所致。此外,推测分析认为罗斯海对冰期大气pCO_2降低似乎没有明显贡献,但很可能对冰消期大气pCO_2迅速升高起重要作用。然而这些有关南极罗斯海深部氧化还原环境与大气pCO_2变化之间关联的推测,有待后续该孔精确年代模式的构建,方可进一步验证。

海洋标准化重大成果:有关微体古生物的国家新标准《海洋沉积物间隙生物调查规范》发布并实施

2017年10月14日,国家标准《海洋沉积物间隙生物调查规范》BG/T34656-2017（以下简称《标准》）由国家标准化技术委员会正式发布实施,这是我国自本世纪80年代以来首次新制定并实施有关海洋微体古生物调查的国家标准。《标准》由中国科学院海洋研究所主持,同济大学、国家海洋局第一海洋研究所、国家海洋局第二海洋研究所、国家海洋局第三海洋研究所、中国地质调查局青岛海洋地质研究所、中国科学院南海海洋研究所、中国地质大学（北京）、中国科学院南京地质古生物研究所、中国海洋大学共十家涉海单位的多位知名专家和学者共同参与起草。

现代黄河三角洲沉积物临界剪切应力研究

为研究现代黄河三角洲沉积物临界剪切应力空间分布特征及其影响要素,本文在现代黄河三角洲不同沉积区域,垂直海岸线布设测线,采用黏结力仪进行沉积物临界剪切应力测试,并在相应测点开展沉积物物理力学性质与粒度成分测量工作。研究结果表明高潮滩沉积物临界剪切应力最高,在1.1~4.02Pa之间,沉积物不易发生侵蚀,含水量低、干容重大、黏粒与粉粒含量高、平均粒径小、不排水剪切强度大是高潮滩沉积物临界剪切应力偏高的重要因素;中潮滩沉积物受生物活动影响显著,临界剪切应力在0.10~1.90Pa之间,生物活动扰动、生物排泄及遗体遗迹的程度与数量是造成不同区域测试差异的重要原因;低潮滩沉积物临界剪切应力很低,在0.08~0.80Pa之间,沉积物极易发生侵蚀,含水量高、干容重偏低、砂砾含量高、平均粒径大、不排水剪切强度小是其典型的沉积物物理力学性质,也是造成低潮滩沉积物临界剪切应力普遍低于高潮滩的重要原因;现代黄河三角洲沉积物临界剪切应力区域特征表现为北部沉积物临界剪切应力水平最低,在0.11~0.4Pa之间,东部最高,在2.8~4.55Pa之间,南部与东北部居中,分别在0.63~0.84Pa与0.83~2.99Pa之间,东北部空间非均匀性分布显著,粒度组分的分异是导致沉积物临界剪切应力区域差异显著的重要因素,黏粒含量高的沉积区域沉积物临界剪切应力普遍高于砂砾含量高的沉积区;与世界其他大型河口三角洲相比,现代黄河三角洲沉积物临界剪切应力水平偏低但非均匀程度较高。

深海沉积物元素现场测定及方法对比研究

应用Epsilon 3~x系列小型台式能量色散X射线荧光光谱仪(EDXRF)对采集的印度洋深海沉积物样品进行现场元素分析,并与电感耦合等离子体发射光谱仪(ICP-OES)、电感耦合等离子体质谱仪(ICP-MS)两种仪器的实验室测试数据进行了对比分析。结果表明,8种主量元素(Al、Mg、Fe、K、Ca、Mn、P、Ti)和16种微量元素(Ba、Sr、V、Zn、Zr、Co、Ni、Cu、Ga、Rb、Y、Nb、Mo、Nd、Pb、Th)分析数据的一致性良好,具有很好的线性相关性,主量元素除Al,微量元素除含量低于30 μg/g的Ga、Nb、Th外,相关系数都大于0.9;同时,对部分元素在不同浓度范围下的平均相对偏差进行了计算。研究表明,小型台式EDXRF现场测定值具有很高的准确度和可靠性,这为大洋现场调查中及时了解矿产资源的分布情况提供了新的方法和重要的技术手段。

南黄海海底沉积物声学特性及其影响因素试验研究

利用自南黄海中西部海底取回的沉积物样品,对其声学特性及其影响因素进行了试验研究,结果显示,研究区海底沉积物的压缩波速为1.359～1.695km/s,剪切波速为12.5～70.9m/s;颗粒较细的沉积物与较低的压缩波速、剪切波速对应,主要集中在研究区东侧水深较深处;沉积物的物理力学性质对其压缩波速、剪切波速的影响较显著,沉积物的温度和换能器的频率对上述声学两参数也具有一定的影响,而沉积物的包含物及薄夹层等影响声波传播的理论计算结果。给出了研究区海底沉积物物理力学各参数与压缩波速、剪切波速之间的回归方程,以期为国防、工程提供基础资料。

渤海南部Lz908孔海陆交互沉积的粒度特征及其对沉积环境的指示

对采自莱州湾南岸的钻孔沉积物样品进行了粒度测试和分析。样品平均粒径介于3.3Φ-6.8Φ,以极细砂和粗粉砂为主,含有少量的黏土质;分选较差;偏度表现为正偏和极正偏;沉积物粒度表现为正态、正态-尖锐和尖锐,少数表现为平坦和极尖锐。粒度象图指示了历史时期持续高的初始沉积水动能和多种沉积环境的变化,粒度参数散点图反映了多种动能影响了沉积物的沉积改造,综合判别分析对沉积环境的限定,得到了莱州湾南岸沉积物受到河水径流、潮流、波浪等共同作用形成。沉积物总体反映了莱州湾南岸长时期处于河流相和三角洲相的沉积环境,少数较细的粒度表现可能与研究区的多期海侵过程相对应。结果表明了粒度的综合分析对渤海南部的沉积环境有良好的辨识,是判断沉积环境的重要指标。

小麦岛附近海域表层沉积物重金属分布特征及环境评价

利用等离子质谱仪(ICP-MS)对青岛市小麦岛附近海域28个表层沉积物中重金属元素Cu、Zn、Pb、Cd、Cr、Ni的含量进行了测定,平均值分别为17.9 mg.kg-1、56.5 mg.kg-1、29.8 mg.kg-1、0.12 mg.kg-1、61.1 mg.kg-1、26.5 mg.kg-1。各重金属元素的空间分布趋势较为一致,低值主要分布在研究区的中部,高值主要分布在研究区两侧,沉积物粒度是影响其分布的重要因子。潜在生态风险危害评价结果表明,所有站位的单个重金属参数Eri全部低于40,生态综合风险指数(R)I均不超过150,研究区整体为轻微生态风险水平。综合地质累积指数和沉积物质量基准评价结果,除Pb、Cr和Ni受人类活动影响明显,其他元素在底质沉积物中基本不构成污染。底质沉积物中的重金属累积尚未对附近海域的生态环境构成不良影响,小麦岛周围海域生态环境状况良好。

南海北部陆坡区DLW3101孔沉积物特征及古环境意义

利用氧同位素地层学方法确定DLW3101孔底部年龄约为306ka BP,对沉积物进行粒度和地球化学元素分析,结果显示:22.1~63μm粗粒级组分的高值可用来指示海平面下降和东亚冬季风的强盛,0.35~1.16μm和2.32~13.14μm细粒级组分的高值可用来指示海平面上升和东亚夏季风的增强;Al/Ti和K/Ti比值反映的沉积物源区化学风化强度变化可用来指示东亚夏季风的强弱。

长江水下三角洲沉积物碎屑矿物研究

研究了长江水下三角洲表层沉积物中0.063～0.125 mm粒级的碎屑矿物组成、组合类型及其分布特征,并对研究区碎屑矿物成熟度、物质来源、沉积环境以及组合分区进行了探讨。结果表明,该区轻矿物占主体,质量分数平均达95.09%,以石英、长石为主;重矿物共37种,以普通角闪石、绿帘石、绢云母、普通辉石、白云母、赤铁矿、透闪石和褐铁矿为主。依据碎屑矿物含量及分布特征,将研究划分为3个矿物组合区,各区重矿物组合类型不仅与物质来源有关,而且受水动力条件和沉积环境制约。

波浪导致黄河口海床沉积物超孔压响应现场试验研究

黄河口海床特殊的工程地质性质与复杂的工程动力稳定性问题,均与海床沉积物在波浪荷载作用下的孔压动力响应密切相关。在现代黄河水下三角洲潮间带岸滩选择4个典型研究点,现场模拟波浪作用对原状海床沉积物实施循环加载,利用孔隙水压力观测、沉积物强度测试、样品采集与实验室土工测试等方法手段,测定黄河口原状海床沉积物在循环荷载作用不同阶段的孔压响应与强度变化。研究发现,黄河口原状海床沉积物在经历循环加载过程中,典型的超孔压响应可分为逐渐累积、部分消散、快速累积、累积液化和完全消散5个阶段,分别对应沉积物强度的衰减、增大、衰减、丧失和恢复过程,沉积物的粒度组成与结构性强弱决定了超孔压的具体响应模式。波浪导致原状海床液化深度受沉积物的干密度、孔隙比、饱和度等初始物理性质影响显著,细颗粒组分的相对含量高低也在很大程度上控制着沉积物的液化特性。

冲绳海槽现代沉积物磁学性质分布特征与环境的关系

选取东海陆架至冲绳海槽槽底平原的110个表层沉积样品,通过磁化率、等温剩磁、非磁滞剩磁和饱和等温剩磁等多种磁学参数测量试验手段,分析探讨了沉积物磁性与物质来源及环境的内在联系,指出不同沉积环境中,各磁性参数表现出不同的磁性特征。冲绳海槽东槽底平原沉积物因含有较多的火山物质,磁学特征与其它沉积环境有明显差异,各磁性参数特征值明显较强。CaCO3含量与磁性参数没有明显的相关性,但在高含量区可能对沉积物磁性矿物的含量具有稀释作用,使沉积物表现出相对减弱的磁性特征。

孟加拉扇沉积作用与古气候研究进展

"气候-构造-沉积"耦合问题是全球变化研究的重要内容,孟加拉深海扇作为世界第一大浊积扇,沉积物主要来自喜马拉雅山及青藏高原的侵蚀物质,且处于亚洲两大季风区之一的印度季风区,是研究三者相互关系的天然实验室。通过总结该区前人研究成果,对孟加拉扇沉积作用与古气候研究现状进行了综述,提出了该区尚存争议的主要科学问题并展望了今后的研究方向。研究认为,除来自喜马拉雅山和青藏高原的物质外,孟加拉扇还受到印度、东南亚大陆等源区的影响,另外还有少量生物沉积和火山来源物质等。孟加拉扇沉积物以细粒物质为主,扇体表面遍布浊流通道。浊流和等深流是孟加拉扇主要的沉积动力机制。目前对孟加拉扇扇体沉积模式及其在青藏高原隆升、孟加拉扇"源-汇"过程、"气候-构造-沉积"耦合研究中的作用仍存在不同见解,尚需更加深入的研究。

渤海沉积环境中细菌汞还原酶基因merA的多样性分析

细菌汞还原酶MerA对环境中的汞具有潜在的还原和解毒作用。本研究对2011-2012年采自渤海湾天津滨海新区大沽河排污河口、渤海湾近岸及莱州湾垦利养殖区的表层沉积物,进行了放线菌门、厚壁菌门、α-变形菌纲和β/γ-变形菌纲汞还原酶基因merA克隆文库的构建和序列测定,并对merA基因序列编码的MerA蛋白序列进行分析。结果表明:渤海沉积环境中发育多样性丰富的MerA,排污河口和养殖区中厚壁菌门、α-变形菌纲和α/β/γ-变形菌纲的MerA多样性均高于渤海湾近岸的。3个区域具有不同的MerA组成特征,厚壁菌门中与Bacillus sp.MB2021亲缘关系最近的MerA的总丰度在养殖区最高(24.3%),与Paenisporosarcinasp.TG20亲缘关系最近的MerA的总丰度在排污河口最高(46.3%)。不同环境背景、外源merA基因输入、汞等重金属污染物的联合选择可能导致了渤海沉积环境中MerA多样性和组成的变化。