印度洋钙质软泥和硅质软泥稀土元素组成和富集机制

本文针对采自印度洋深海中最常见的两类生物成因沉积物——钙质软泥和硅质软泥,开展了全岩样和不同粒级组分中常微量元素、稀土元素和Y(REY)含量的系统分析,探讨了两类沉积物中REY的组成特征、物质来源和富集机制。研究表明,钙质软泥以富含CaO和Sr为主要特征,硅质软泥则富集SiO_2、Al_2O_3、Fe_2O_3等。钙质软泥中ΣREY平均含量为40.56×10^(-6),轻稀土元素(LREE)略有富集,REY有向细粒沉积物中富集的特征,PAAS标准化后全岩样和不同粒级组分均表现为Ce负异常、Eu和Y正异常;REY以自生来源为主,继承了海水的组成特征,同时也受到了热液流体物质和洋底玄武岩风化产物的影响。硅质软泥中ΣREY的含量为248.54×10^(-6),LREE相对富集,REY在4Φ以细的沉积物中富集;研究站位沉积物中ΣREY含量处于边界品位附近,但在细粒级沉积物中重稀土元素(HREY)含量则达到了工业品位;该类沉积物细粒组分中REY主要来自陆源或火山碎屑组分中黏土矿物和铁锰氧化物吸附作用,粗粒组分中REY来源则主要与生物作用相关;硅质软泥中REY的富集与沉积物中磷灰石等矿物相关,部分不同来源的REY可能是在沉积之后的成岩过程中再次分配向磷灰石、钙十字沸石等矿物中富集。

吹填珊瑚岛礁钙质软泥的渗透特性试验研究

钙质软泥作为吹填珊瑚地基土的一部分,其渗透特性对于岛礁工程的建设具有重要意义。基于GDSPERM全自动环境岩土渗透试验系统对南海某岛礁钙质软泥进行系列固结渗透联合试验,探究孔隙比、固结历史、固结压力、水力梯度和孔隙液离子浓度对钙质软泥渗透特性的影响,并对钙质软泥孔隙比与渗透系数之间的非线性关系进行拟合分析,得出钙质软泥的系列渗透规律。结果表明:钙质软泥的渗透系数约为10-6 cm/s,且不随水力梯度的变化而变化,存在初始水力梯度;固结历史对钙质软泥渗透性有较大影响,在孔隙比相同的条件下,未经固结的土样呈现出更低的渗透性能;钙质软泥的渗透系数随固结压力的增大而减小,减小幅度不超过一个数量级;随着孔隙比的增大,钙质软泥的渗透系数也相应增大,两者呈非线性关系,“lg[k v(1+e)]-lg e”模型拟合效果较好,为适用于钙质软泥的最优非线性渗透模型;钙质软泥的渗透系数随孔隙液NaCl浓度的增大而减小。

中太平洋调查区沉积粘土矿物

通过用X射线衍射仪等手段的分析鉴定,确认该区的主要粘土矿物为伊利石、蒙脱石、高岭石、绿泥石。蒙脱石在钙质软泥中含量低,在红粘土中含量高,伊利石含量与蒙脱石相反。经综合分析得出两粘土矿物分区。影响粘土矿物分布的主要因素是物质来源。

北太平洋锰结核及其伴生沉积物

锰结核矿物主要是10埃水锰矿与δ-MnO矿物特性不同,其赋存锰结核的类型、产状、形成环境及形成过程不同。锰结核、伴生沉积物分三类,其在钙质软泥中丰度最低,在硅质软泥与红粘土交界的沉积物中最富集。在水深3000-6000m范围,锰结核丰度随水深增加而提高,在5300m左右最高,由浅而深锰结核中的Mn、Cu、Ni、Zn含量增加,Fe、Ti、Co、Pb含量减少。这种变化与深度不完全是直线变化,而与锰结核的类型交替变化一致,即S型富Fe、Ti、Pb,r型富Mn、Cu、Zn,锰结核在沉积物中呈受一种不明的向上力,这种向上的速度与沉积速率相当,锰结核为S—r型。大于沉积速率,为S型;小于沉积速率,为r型。

北太平洋中部沉积

工作区位于马绍尔群岛和夏威夷群岛之间的中太平洋海盆,区内无岛屿,外围岛屿除夏威夷群岛的一些火山岛外,其他多为珊瑚岛,富含钙质。区内地形起伏,东北为圣诞海脊的余脉,水深最浅处仅1400m;西南为麦哲伦海隆,水深3000m,东南部有的水深小于400m;

太平洋调查区沉积物中某些金属元素的地球化学探讨

通过对大洋锰结核及其伴生沉积物研究,发现锰结核与粘土组分和有机物(或生物)有关,故笔者试图了解太平洋调查区沉积物中某些金属元素的地球化学行为。研究发现,随海水的加深,沉积物中 Ca、Sr 含量减少,其他元素含量升高,沉积物类型由钙质软泥→硅钙质软泥→红粘土。在4000—6000m 水深范围内。

深海生源碳酸盐沉积物形成研究及其环境意义

生物源碳酸盐是海洋沉积物的组成部分,在深海更是如此,钙质软泥约占大洋面积的一半、全球面积的四分之一。深海造碳酸盐生物与浅海不同,主要不是底栖生物而主要是浮游生物,其中以浮游有孔虫、颗石藻、浮游软体动物翼足类、异足类等主物群最多。

漫谈海底沉积物

凡比重大于海水而又不易溶解的固体物质,都有可能沉入海底而形成无机和有机碎屑的沉积物。亿万年以来,这些沉积物覆盖在海底,厚度高达数百米至数千米。海底沉积物包括无机沉积物和有机沉积物两大类,前者是指生物遗骸含量低于30%,称为红粘土;后者是指生物遗骸含量高于30%,称为软粘泥。红粘土覆盖住大洋面积的38%,绝对面积为1.02亿平方公里、占第二位,以太平洋分布最广。

太平洋中部富REY的深海沉积物的地球化学特征及化学分类

深海沉积物中的稀土资源是潜在的海底稀土资源。本文对太平洋中部重力柱取样获得的1275个深海沉积物样品的矿物组分、常量、稀土化学分析结果进行了系统分析,并与中北太平洋海域990个深海沉积物样品的稀土元素地球化学特征进行了对比。分析研究结果表明太平洋中部深海沉积物样品的富REY的地球化学特征与中北太平洋相似。首先太平洋中部深海沉积物样品根据Ca O含量可分为两类:⑴Ca O≥10%,代表了富含钙质生物组分的沉积物类型,与沉积物分类中的钙质软泥相当。