太平洋富稀土深海沉积物标准物质研制

深海稀土被认为是继多金属结核、富钴结壳和多金属硫化物之后发现的第四种深海矿产资源,以富含中-重稀土元素为显著特征。中国目前深海沉积物标准物质数量较少,不成系列,而且现有海洋沉积物标准物质中稀土元素总量最高为475.9μg/g,远未达到富稀土深海沉积物中的稀土元素总量(>1000μg/g)。目前国内外尚未有富稀土深海沉积物成分分析标准物质,为满足深海稀土资源勘查需要,本文报道了国家一级标准物质太平洋富稀土深海沉积物(GBW07590)研制过程。该标准物质候选物实物样品采集自4300m东南太平洋海底,经过自然风干、粉碎、混匀和灭活加工制备后,对沉积物成分进行均匀性和稳定性检验,各成分统计结果显示样品具有良好的均匀性和稳定性。国内外11家实验室采用多种分析方法对该标准物质的62种成分进行定值,确定各项成分的标准值和不确定度,稀土总量达到2103μg/g。该标准物质的研制进一步丰富了国内外深海沉积物标准物质品类,为科学研究、深海资源开发评价和地球化学分析测试等提供科技支撑。

中碳结构钢表面翘皮原因分析与改进

为了研究中高碳钢表面翘皮缺陷的形成原因,采用体视显微镜、金相检测、扫描电镜和能谱分析等检测手段对缺陷形成机制进行了分析,结果表明,磷、硫等元素偏析以及二冷水冷却不均引起的铸坯中间裂纹在热轧轧制过程中延伸至钢板表面,导致了翘皮缺陷的产生。通过控制钢水纯净度、优化二冷配水、板坯下线保温等措施的实施,板坯质量良好,板坯低倍组织改善明显,翘皮缺陷得到有效改善。

东海内陆架泥质区表层沉积物稀土元素的分布特征

通过对东海内陆架泥质区30个表层沉积物样品中的稀土元素、主微量元素、TOC、CaCO3、沉积物粒度进行了分析,讨论了影响稀土元素分布的原因。结果显示东海内陆架中ΣREEs为182.8～221μg/g,均值为206.5μg/g,明显高于黄土、黄河及雅鲁藏布江中稀土元素的含量,与长江、瓯江中稀土元素含量接近。稀土元素的球粒陨石标准化配分模式及(La/Yb)N比值显示,轻稀土显著富集,存在显著的δEu异常。稀土元素上地壳标准化配分模式显示稀土元素与上地壳之间不存在显著的分馏,稀土元素存在显著的"四分性"。稀土元素与粒径、有机质、CaCO3之间不存在相关性,表明研究区中稀土元素含量不受上述3个因素的控制。元素比值及稀土元素上地壳标准化配分模式显示研究区稀土元素主要源于长江。

88 ka 以来冲绳海槽北部古环境演化：来自元素地球化学的证据

对CSH1岩心全样沉积物样品进行元素地球化学分析,揭示了过去88ka冲绳海槽北部沉积物成分、水动力条件及陆源碎屑物质源区风化历史。冲绳海槽北部碎屑沉积物母岩主要以长英质为主,在MIS 1期沉积物存在大量火山源物质。过去88ka,沉积物源区风化程度较弱,但是自冰消期以来有逐渐增强的趋势。沉积物Zr/Nb比值表明在MIS 1期和MIS 5.1期水动力较为强烈,这与黑潮增强的时间一致,可能是指示黑潮强度的一个指标。冲绳海槽北部陆坡沉积物陆源碎屑贡献在低海平面时期显著增加,而在MIS 1和MIS 5.1期生源贡献显著增加。冲绳海槽北部沉积物成分变化明显受到黑潮和入海径流的调节,实际上受海平面和东亚季风的制约。

胶州湾海水-沉积物界面氮、磷、铁的地球化学特征

对胶州湾底层水溶解氧、总氮、总磷、溶解无机氮、活性磷酸盐、铁及孔隙水中溶解无机氮、磷酸盐、铁和沉积物粒度、有机碳进行了分析。结果显示除铵氮外,孔隙水浓度明显高于底层水中浓度,其中硝酸氮、亚硝酸氮、活性磷酸盐、铁在孔隙水中的浓度分别为在底层水中浓度的17.8、9.3、12.5、7.7倍,暗示孔隙水中的物质可能向上覆水体扩散。在横向上,底层水及孔隙水中硝酸氮、亚硝酸氮、铵氮、活性磷酸盐都呈东岸高西岸低的分布规律,在西南部出现低值。Fe在底层水及孔隙水中的分布规律为东低西高,然而在沉积物中则与此正好相反。氮、磷、铁主要补给源有河流输入、工业生活污染排放、海洋生物自身分解以及孔隙水的释放。影响氮、磷、铁分布的主要因素为物源、河流输入及水动力条件,同时受到沉积物粒度的制约。相关分析显示,溶解氧、有机碳、铁对水体中磷及氮的分布具有某种制约作用。

88ka以来冲绳海槽北部物源及沉积通量演化

通过对CSH1岩心131个沉积物样品中的稀土元素进行分析,恢复了冲绳海槽北部88ka以来碎屑物质来源及古环境的演化历史。结果显示,88ka以来稀土元素含量发生了剧烈的波动,范围为111~171.3μg/g（均值为130.9μg/g）,高值出现在MIS2期,低值主要出现在MIS1期。在MIS4期存在显著的Ce负异常,这与底层水体通风减弱相关。物源分析表明,8ka以来冲绳海槽北部沉积物存在火山碎屑的贡献,MIS2—MIS5a期以陆源碎屑为主。在MIS2期与MIS4期及末次冰消期早期和晚期沉积物来源存在显著的差异。海平面与东亚夏季风是控制冲绳海槽北部陆源碎屑物质累积的主要因子。

鳌山湾沉积物间隙水营养盐的含量及其分布

根据2004年6月中旬鳌山湾的调查资料,分析了鳌山湾海域5项营养盐NO2-N,NO3-N,NH4-N,PO4-P,SiO3-Si的浓度分布特征。得知间隙水中NO2-N浓度分布在1.01￣48.86μmol·L-1,NO3-N为2.1￣108.16μmol·L-1,NH4-N为3.02￣18.28μmol·L-1,PO4-P为0.13￣1.42μmol·L-1,SiO3-Si为70￣168μmol·L-1之间,并将间隙水浓度与底层水相比较。结果表明:间隙水营养盐的浓度远远高于底层水营养盐的浓度,揭示了间隙水与上覆水体之间营养物质的交换并不是十分强烈。

胶州湾海域大型底栖生物的调查与研究

根据2003年6月初对胶州湾海域的调查资料,分析了该海域的底栖生物的种类组成及生物量分布。共鉴定了40种底栖生物,平均总生物量为23.93g/m2,平均栖息密度为400个/m2。调查结果表明,生物量受盐度影响,而栖息密度受水深和有机质含量影响。胶州湾由于受污染缘故,多样性指数远低于3,生物群落呈非健康状态,并与20世纪90年代的调查结果相比较发现,生物量呈严重下降趋势,而栖息密度呈上升趋势。

湿地水文模型浅析

介绍了湿地系统模型的研究现状。分别阐述湿地水量模型、地表及地下水模型、溶质运移模型、蒸散模型及泥沙运移模型,并对当前湿地综合模型系统进行评述,指出建立湿地模型的意义及存在的问题。

渤海底质沉积物粒度特征及输运趋势探讨

基于对渤海171个表层沉积物样品的粒度分析测试结果,使用Gao-Collins粒径趋势分析方法,研究了渤海底质沉积物的分布特征和输运趋势,结果表明:渤海粗粒级沉积物主要分布于辽东和渤中浅滩附近,在滦河口和黄河口也有零星分布;细粒级沉积物主要分布于渤海湾中部和南部,并呈条带状向辽东湾方向延伸;细粒级沉积物分选较粗粒级沉积物好,偏态系数较低;渤海细粒级沉积区为渤海的现代沉积中心,周边沉积物有向这个沉积中心汇聚的输运趋势。这种沉积物分布格局和输运趋势主要受潮流和渤海环流的控制。

东海内陆架泥质区表层沉积物常量元素地球化学及其地质意义

通过分析东海内陆架泥质区表层沉积物的粒度、有机质(TOC)、常量元素氧化物(SiO2,Al2O3,Fe2O3,MgO,CaO,Na2O,K2O,P2O5,TiO2,MnO),探讨东海内陆架泥质区常量元素空间分布特征及其地质意义。结果表明,东海内陆架泥质区表层沉积物中常量元素氧化物组成较为稳定,含量最高的2种组分为SiO2和Al2O3,两者组分占沉积物总量的72%左右。常量元素氧化物的含量与沉积物类型密切相关,SiO2,CaO,P2O5倾向于富集在粗颗粒沉积物中;Al2O3,K2O,MnO则倾向于富集在细颗粒沉积物中;而MgO,Na2O,Fe2O3和TiO2基本不受沉积物类型影响。R型因子分析结果表明,东海内陆架泥质区表层沉积物的常量元素氧化物可以分为3组,第1组包括SiO2,Al2O3,Fe2O3,MgO,TiO2,P2O5和MnO;第2组包括CaO,K2O,CaCO3和TOC;第3组包括Na2O,可能分别代表了陆源碎屑沉积、海洋生物沉积和海洋化学沉积。

黄河口及邻近渤海海域悬浮体和沉积物中有机碳、氮的分布特征及其影响因素

利用元素分析仪对2007年获取的黄河口及邻近渤海海域悬浮体和沉积物进行了有机碳、氮含量分析。结果表明,在同一站位有机碳大体上的分布为,表层沉积物中TOC含量≤底层悬浮体中POC含量<表层悬浮体中POC含量;依据表层沉积物中TOC、TN含量和悬浮体中POC的分布,研究区可划分为5个区,依次为莱州湾西部靠近黄河口区(Ⅰ和Ⅱ区)、莱州湾南部(Ⅲ区)、莱州湾东南部(Ⅳ区)和莱州湾北部(Ⅴ区)。Ⅰ区位于清8分汊口外,以POC、C/N值高和TOC、TN值低为特征;Ⅱ区位于现代黄河口近岸区域,以TOC、TN、C/N值高和POC值低为主要特征;Ⅲ、Ⅳ和Ⅴ区位于119.5°E以东的区域,这些区域POC值较高,而TOC、TN和C/N值较低。各区POC、TOC、TN的含量和分布主要受河流排放、排污口输入、海洋生物生产力和沉积动力环境的影响。

东海内陆架表层沉积物粒度及其净输运模式

根据对东海内陆架海底沉积物的粒度测试,运用Gao-Collins"粒度趋势分析"方法,探讨了东海内陆架海底表层沉积物的粒度分布特征和净输运趋势。结果表明,研究区表层沉积物可以分为两类:细颗粒(>5Φ)和粗颗粒(<5Φ);细颗粒分布于研究区的大部分区域,而粗颗粒主要分布在闽江、瓯江等入海河流口门以及马祖等海岛附近;表层沉积物的平均粒径、分选系数、偏态等粒度参数对应性较好,总体特征为粒径越粗,分选越差,偏态更正偏,而粒径越细,分选越好,偏态也较低;粒径趋势分析显示东海陆架表层沉积物的运移模式总体为NE—WS方向运移,而研究区边缘在运移过程中发生向左右两侧的偏移,南部闽江河口区沉积物由近岸向海方向辐射运移,研究区表层沉积物的净输运模式主要受控于流系和地形等多种因素。

渤海莱州湾表层沉积物中金属元素分布及环境质量

利用X-射线荧光光谱仪、等离子质谱仪或原子荧光光度计测定了莱州湾表层沉积物中金属元素的含量,探讨了它们的分布特征、来源及污染程度,结果表明,沉积物中铜、锌、铅、镉、砷、镍、铬、钴、钒、钪、铁、锰的含量由近岸向湾内递减,莱州湾北部海域的含量大于南部的。银含量高的沉积物主要分布在莱州湾中部偏西南的环流中心区。沉积物中砷和镍含量超过ERL值,潜在生态风险较高。富集系数和主成分分析显示,沉积物中铁、铜、锌、镉、砷、铬、镍、钴、锰、钒和钪为无富集,砷为轻度富集,铅和银为中度富集。铁、铜、锌、镉、铬、镍、钴、锰、钒、砷和钪主要来源于自然源,铅既有岩石和土壤风化产物硅酸盐矿物等自然源的贡献,又受到了人为活动的影响,银主要受人为活动的影响。聚类分析表明,可把莱州湾沉积物分为4类,其中黄河口西北缘沉积物中砷和镍污染生态风险最高,其次是莱州湾中部和北部。

东海内陆架泥质区沉积速率

对东海内陆架泥质区7个重力柱状样进行了210Pb活度分析测试,计算所得沉积速率为0.79～3.66cm/a,平均值为1.97cm/a,最高值出现在研究区最北端的CJ12-11号孔,属于东海高沉积强度区,其他6个柱状样沉积速率较低,属于次高沉积强度区。表层210Pb活度值分布与沉积物类型密切相关,可能主要受控于黏土矿物含量的高低;而表层210Pb活度值与悬浮体浓度则呈现出明显的正相关关系。另外,沉积速率与粒度参数综合分析,揭示了近百年来东海内陆架泥质区沉积作用稳定、泥质区呈向北扩张的趋势。

胶州湾东部和青岛前海表层沉积物重金属分布特征及其对比研究

根据2003年对胶州湾东部和青岛前海2008年奥运赛场海域表层沉积物中重金属、有机碳和硫化物的调查结果表明:研究区的重金属(As除外)高含量主要分布在团岛污水处理厂,大港出口北侧至李村河口沿岸一带。作者通过与胶州湾周围岩体、地层和松散沉积物中重金属的平均含量比较以及重金属与环境因子有机碳、硫化物的相关分析,证明了研究区的重金属污染主要来自于工业和生活污水的排放,并且重金属与硫化物的物源不尽相同。作者发现由于胶州湾的潮流作用模式使胶州湾东部排入的污染物向西扩散的可能性削弱,是胶州湾东部污染严重的一个自然因素。同时由于胶州湾东部的部分污染物经由沧口水道搬运到青岛前海的退潮三角洲区域而出现局部高值区,其中沉积物中的Cr和Cu已有超标现象,应引起重视。

麦哲伦海山群MK海山富钴结壳稀土元素的赋存相态

利用ICP-OES和ICP-MS,分析了麦哲伦海山群西北端MK海山2 170 m水深的MKD23B-3号富钴结壳样品,获得了其剖面上主元素、稀土元素（REE）和Y含量数据,并基于元素含量间的线性相关关系,研究了REE和Y的赋存相态。结果显示：该样品剖面从基岩到表面可划分为5层,第Ⅰ、Ⅱ层为磷酸盐化壳层,第Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ层为未磷酸盐化壳层。在未磷酸盐化壳层中,REE和Y主要赋存在δ-MnO2相中;而在磷酸盐化壳层中,REE和Y除了赋存在Fe、Mn氧化物相中外,主要赋存在独立于碳氟磷灰石（CFA）的矿物相态中,可能为稀土的磷酸盐。并提出利用磷酸盐中REE/Y估算富钴结壳磷酸盐化壳层次生稀土的方法,据此估算了MK海山富钴结壳磷酸盐化壳层次生稀土的量。在该样品中,次生稀土占稀土总量的42%~88%,近一半以上的稀土是次生的,磷酸盐化作用对于REE和Y的次生富集具有显著的贡献;因此解读磷酸盐化富钴结壳的稀土元素（特别是Nd同位素）古海洋记录必须排除次生稀土元素的干扰。

东太平洋CC区沉积物稀土元素特征及物源

对东太平洋CC区中西部33站表层沉积物进行了稀土元素(REE,包括Y)地球化学研究。结果表明,REE在沸石粘土中最富集,在硅质沉积物中含量明显偏低;所有沉积物样品中REE都存在Ce负异常和Eu正异常的轻稀土(LREE)亏损特征,表现为典型受到海水来源物质影响的REE配分模式;硅质粘土中Ce亏损程度、Eu正异常和REE富集程度都比硅质软泥更明显。与东区相比,西区沉积物中LREE、HREE(重稀土和钇元素)和∑REE(稀土元素总量)普遍偏高,LREE与HREE分异更明显,HREE相对更富集,LREE和Ce亏损更显著。研究区表层沉积物中REE主要来自海洋自生物质,同时受到陆源物质、海底火山物质的影响。

安达曼海东南部海域表层沉积物稀土元素特征及其物源指示意义

对取自安达曼海东南部海域的95个表层沉积物样品进行了稀土元素（REE）地球化学研究,揭示了区内稀土元素分布特征及其指示的物质来源。结果表明研究区沉积物REE总量变化范围为31~228μg/g,平均值为117μg/g。沉积物REE球粒陨石配分模式呈现轻稀土元素相对富集而重稀土元素平坦,无明显Ce异常,呈现中等程度的Eu负异常等特征,表现出明显的陆源属性。REE的富集和分布受物质来源、沉积物类型、生物碳酸盐以及重矿物含量共同制约。根据沉积物REE特征参数将研究区分为4个物源区,各区沉积物稀土元素UCC标准化模式明显不同。物源判别分析显示,研究区西北部（Ⅰ区）沉积物主要来源于伊洛瓦底江陆源物质的输入;马来半岛西部浅海内陆架区（Ⅱ区）沉积物可能主要来自马来半岛沿岸水系输入的陆源物质以及现代近岸侵蚀;研究区北部（Ⅲ区）为残留沉积区,主要为全新世海侵形成的残留砂质沉积;研究区中部和南部大部分海域（Ⅳ区）为多源混合沉积区,主要为受印度季风驱动的西南季风流所搬运的伊洛瓦底江和马来半岛河流输入的陆源物质,该区沉积物受马来半岛入海物质影响更大。

近百年来长江口外泥质区高分辨率的沉积记录及影响因素探讨

通过对长江口外泥质区ZM11柱样的粒度和常微量元素分析,结合210Pb年代测定,探讨了研究区近百年来的沉积历史及影响因素。研究表明,ZM11柱样1950年以来平均沉积速率约为2.5 cm/a;受长江深水航道建设以及水下三角洲前缘侵蚀的影响,近十年来ZM11柱样沉积速率仍然保持3 cm/a以上;46 cm处0.3 cm厚的细砂层记录了1998年特大洪水事件,1998—1999年前后ZM11柱样沉积厚度高达20 cm。ZM11柱样沉积物物质成分较为均一,以粉砂为主;近百年来粒度变化与大通站泥沙粒径变化趋势不尽相同,可能主要受水下三角洲沉积环境控制。元素分析结果表明ZM11柱样沉积物物源比较稳定,基本来自长江物质输入,影响岩芯沉积物元素含量变化的因素主要有沉积物粒度组成、长江碎屑物质输入、生物作用以及人类活动。