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环境磁学视角下的北冰洋深海磁性地层:以罗蒙诺索夫脊ARC5-ICE4孔为例

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地球物理学报 2023年第7期66卷 2983-2996页

作者：张茂刘建兴邹庆超姚政权刘焱光石学法自然资源部第一海洋研究所海洋地质与成矿作用自然资源部重点实验室山东青岛266061 青岛海洋科学与技术试点国家实验室海洋地质过程与环境功能实验室山东青岛266237

近年来,北冰洋深海百万年尺度的磁性地层年代框架受到了来自诸如Mn旋回地层和钛磁赤铁矿“自反转”现象的强烈质疑,以致对该方法在北冰洋的适用性产生了巨大争议.鉴于此,本文对中国第五次北极科学考察在北冰洋罗蒙诺索夫海岭获得的ARC5-... 详细信息

近年来,北冰洋深海百万年尺度的磁性地层年代框架受到了来自诸如Mn旋回地层和钛磁赤铁矿“自反转”现象的强烈质疑,以致对该方法在北冰洋的适用性产生了巨大争议.鉴于此,本文对中国第五次北极科学考察在北冰洋罗蒙诺索夫海岭获得的ARC5-ICE4钻孔岩心(水深2860 m,进尺4.15 m)开展了深入的岩石磁学分析.结果证实岩心中的载磁组分以磁铁矿为主,部分颗粒表面发生轻微氧化作用,另含少量磁赤铁矿、赤铁矿、钛磁赤铁矿等;整体粒径呈现相对均一的准单畴(PSD:pseudo-single domain),且含量随深度变化不大.岩心1.15~2.04 m区间显示的负极性并非“自反转”所致,而是真实的古地磁场记录;结合相对古强度(RPI)曲线模式和S-ratio的旋回变化特征,将其对应于松山期(约2.58~0.78 Ma),钻孔底界年龄<3.58 Ma.另外,上述年代框架指示的沉积速率变化模式很好地吻合了北半球冰期加强(iNHG:intensification of Northern Hemisphere glaciation)和中更新世气候转型(MPT:mid-Pleistocene transition)等古气候事件,更加印证了其可靠性.因此,即使“自反转”现象在北冰洋深海地区真实存在,其影响范围也是局部的,即磁性地层对于建立该区新生代年代框架的重要性仍不容忽视.总之,目前北冰洋深海沉积物定年仍面临诸多难题和挑战,今后需加强多学科协作.

关键词：北冰洋深海沉积岩石磁学相对古强度磁性地层自反转

杭州湾表层沉积物中有孔虫分布特征及其环境意义

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海洋地质与第四纪地质 2015年第1期35卷 121-127页

作者：李小艳石学法程振波朱志伟吴永华石丰登海洋沉积与环境地质国家海洋局重点实验室青岛266061 国家海洋局第一海洋研究所青岛266061

对杭州湾海域239个表层沉积物样品进行了有孔虫鉴定分析,共鉴定出底栖有孔虫71种,浮游有孔虫6种。研究结果表明杭州湾表层沉积物中有孔虫丰度值偏低,最高丰度仅41枚/克干样,且以底栖有孔虫占绝对优势,浮游有孔虫很少;杭州湾表层沉积物... 详细信息

对杭州湾海域239个表层沉积物样品进行了有孔虫鉴定分析,共鉴定出底栖有孔虫71种,浮游有孔虫6种。研究结果表明杭州湾表层沉积物中有孔虫丰度值偏低,最高丰度仅41枚/克干样,且以底栖有孔虫占绝对优势,浮游有孔虫很少;杭州湾表层沉积物中的有孔虫以异地搬运沉积为主,主要以广盐广适的属种和小个体的海相属种为优势种,如Ammonia beccarii,Ammonia annectens,Quinqueloculia lamarckiana,Elphidium advenum,Spiroloculina communis,Pararotalia nipponica,Poroeponides lateralis等;并根据属种分布特征划分了两个底栖有孔虫组合分区。

关键词：底栖有孔虫表层沉积物海洋环境杭州湾

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渤海湾沿岸第四纪海侵研究进展

海洋地质前沿 2015年第2期31卷 9-16,70页

作者：姚政权石学法国家海洋局第一海洋研究所海洋沉积与环境地质国家海洋局重点实验室青岛266061

海岸带海侵研究具有重要的理论和现实指导意义。第四纪以来,渤海湾沿岸地区受海平面升降波动影响发生多次海进和海退事件。对渤海湾地区已发表的钻孔资料进行整理和分析,结果显示该区早—中更新世海侵在空间上分布较为局限且变化较大,... 详细信息

海岸带海侵研究具有重要的理论和现实指导意义。第四纪以来,渤海湾沿岸地区受海平面升降波动影响发生多次海进和海退事件。对渤海湾地区已发表的钻孔资料进行整理和分析,结果显示该区早—中更新世海侵在空间上分布较为局限且变化较大,对于早更新世海侵存在与否仍存有争议,而大规模海侵发生在晚更新世以来MIS5、MIS3和MIS1时期。研究表明本区海侵的发生是在第四纪以来持续构造沉降的背景下,间冰期气候变暖造成海平面上升的结果。MIS3时期强烈的区域性"视海侵"在空间上并非普遍存在:在靠近渤海湾的地区,MIS3时期海侵为水深较深的滨海-浅海相沉积;而向内陆方向,该时期沉积转变为海陆过渡相和陆相。对于这种现象,一种解释是该区当时西高东低的地势起伏较大,海水逐渐向内陆侵入形成同期异相;另一种可能原因是由于冰盛期时河流侵蚀作用加强,靠近内陆地区的MIS3时期海侵沉积遭受后期河流侵蚀,其确切原因或者是否还存在其他因素,如以前测得的MIS3海侵实际在MIS5形成还需进一步研究。

关键词：渤海湾海侵海平面变化 MIS3阶段

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深海黏土定年研究进展

海洋地质与第四纪地质 2024年第2期44卷 183-198页

作者：贺湘锋刘建兴毕东杰高建华石学法南京大学地理与海洋科学学院南京210023 自然资源部第一海洋研究所自然资源部海洋地质与成矿作用重点实验室青岛266061 青岛海洋科技中心海洋地质过程与环境功能实验室青岛266237

深海黏土广泛分布在水深超过碳酸盐补偿深度(CCD)以下的大洋盆地中,其沉积速率十分缓慢,只有少量的生物组分(主要是生物磷灰石)被保存,通常具有较高的稀土元素含量;海洋沉积物常用的磁性地层与生物地层相结合的定年手段通常不能有效使... 详细信息

深海黏土广泛分布在水深超过碳酸盐补偿深度(CCD)以下的大洋盆地中,其沉积速率十分缓慢,只有少量的生物组分(主要是生物磷灰石)被保存,通常具有较高的稀土元素含量;海洋沉积物常用的磁性地层与生物地层相结合的定年手段通常不能有效使用。因此,深海黏土沉积年龄框架的建立一直存在巨大的困难和挑战,严重阻碍了对沉积环境演化和稀土超常富集机制等方面的深入研究。本文回顾总结了20世纪以来逐步发展应用的多种深海黏土定年方法,主要包括磁性地层、鱼牙87Sr/86Sr定年、鱼牙U-Pb定年、10Be测年、230Thex测年、187Os/188Os定年、鱼鳞石生物地层、恒定Co通量模型以及常用的地层对比方法。这些方法各具优缺点,单一使用以上任何一种定年方法几乎都难以获得完整可靠的年龄框架。因此,综合运用多种定年方法,对获得的年龄框架进行系统对比和验证,将会更为有效地提高深海黏土年龄框架的可靠性。

关键词：深海黏土定年方法磁性地层鱼牙/鱼鳞石综合年代学

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改性大洋黏土填充聚乙烯的力学性能研究

塑料科技 2010年第11期38卷 37-42页

作者：吕华华石学法杨刚张培萍国家海洋局第一海洋研究所海洋沉积与环境地质国家海洋局重点实验室山东青岛260061 吉林大学材料科学与工程学院吉林长春130026

为确定大洋黏土的实际应用效果,对北太平洋东部的大洋黏土沉积物进行悬浮扩散提纯、硅烷偶联剂干法改性后,设计了一系列高密度聚乙烯填充实验,利用冲片机制备相应的聚乙烯复合材料进行拉伸实验,结果表明:复合材料的拉伸强度和断裂伸长... 详细信息

为确定大洋黏土的实际应用效果,对北太平洋东部的大洋黏土沉积物进行悬浮扩散提纯、硅烷偶联剂干法改性后,设计了一系列高密度聚乙烯填充实验,利用冲片机制备相应的聚乙烯复合材料进行拉伸实验,结果表明:复合材料的拉伸强度和断裂伸长率随着黏土用量的增加呈现完全相反的变化趋势,填充效果较好的黏土用量约为2%,双辊混炼的效果略胜于单螺杆挤出;同时,添加相容剂和抗氧剂对于改善复合材料力学性能的意义不大。

关键词：大洋黏土改性高密度聚乙烯填充力学性能

菲律宾蛤仔壳体生长过程中Ca，Mg，Sr，Mn和Fe元素富集规律研究

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海洋通报 2008年第2期27卷 43-51页

作者：刘升发范德江石学法张爱滨中国科学院海洋研究所中国海洋大学山东青岛266003 国家海洋局第一海洋研究所山东青岛266061

为了解壳体的生长过程中内部元素含量的变化规律,结合现场养殖实验探讨了菲律宾蛤仔(Ruditapes philippinarum)壳体元素组成的"生命效应"问题。结果显示:菲律宾蛤仔壳体生长过程中Ca,Mg,Sr,Mn,Fe五种元素含量的绝对变化量不是很明显,均... 详细信息

为了解壳体的生长过程中内部元素含量的变化规律,结合现场养殖实验探讨了菲律宾蛤仔(Ruditapes philippinarum)壳体元素组成的"生命效应"问题。结果显示:菲律宾蛤仔壳体生长过程中Ca,Mg,Sr,Mn,Fe五种元素含量的绝对变化量不是很明显,均在同一数量级范围内波动;根据5种元素在壳体生长过程中的相对含量变化规律,可分为两类:①与壳体生长率不相关的Ca,Mn,Sr,Mg元素;②大致与壳体生长率呈负相关的Fe元素。Fe元素与壳体生长率的负相关性主要受环境因子和蛤仔壳体生命过程因素的影响,其中温度是最主要的影响因素。

关键词：双壳类硬体元素组成生长率生命效应

印度洋钙质软泥和硅质软泥稀土元素组成和富集机制

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海洋学报 2019年第1期41卷 58-71页

作者：刘明孙晓霞石学法张文强范德江杨作升中国海洋大学海洋地球科学学院海底科学与探测技术教育部重点实验室山东青岛266100 青岛海洋科学与技术试点国家实验室海洋地质过程与环境功能实验室山东青岛266061 自然资源部第一海洋研究所海洋沉积与环境地质国家海洋局重点实验室山东青岛266061

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... 详细信息

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。

关键词：印度洋钙质软泥硅质软泥稀土元素富集规律

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白令海表层沉积物中的放射虫与海洋环境

极地研究 2000年第1期12卷 24-31页

作者：程振波石学法高爱国鞠小华国家海洋局第一海洋研究所海洋环境科学和数值模拟国家海洋局重点实验室青岛266003

通过对白令海 1 2个表层沉积物中微体生物化石放射虫的分析 ,共鉴别放射虫 2 4 72枚 ,计36属、45种。表层沉积物中放射虫的分布特点为 :1 .浅水陆架 -陆坡上部区的粉砂、细砂沉积物中放射虫化石数量少且属种单调。2 .陆坡下部区的火山... 详细信息

通过对白令海 1 2个表层沉积物中微体生物化石放射虫的分析 ,共鉴别放射虫 2 4 72枚 ,计36属、45种。表层沉积物中放射虫的分布特点为 :1 .浅水陆架 -陆坡上部区的粉砂、细砂沉积物中放射虫化石数量少且属种单调。2 .陆坡下部区的火山碎屑及浊流沉积物中放射虫化石亦不丰富。3.海盆区粘土沉积物中的放射虫化石丰度高且分异度高。本区陆架放射虫化石的优势种为Spongotrochus glacialis.影响放射虫分布的主要因素为海流、地形、水深、水温等。另外 ,该区沉积物的物源主要为陆源沉积物、生物源沉积物和火山源沉积物 ,它们主要来源于俄罗斯东部的勘察加半岛。

关键词：白令海放射虫化石海表层沉积物海洋环境

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南大西洋赤狐热液区硫化物特征及成矿机制

海洋科学进展 2024年第2期42卷 296-311页

作者：张琦李兵刘季花李传顺王赛石学法自然资源部第一海洋研究所山东青岛266061 海洋地质与成矿作用自然资源部重点实验室山东青岛266061 山东省深海矿产资源开发重点实验室山东青岛266061

赤狐热液区是中国科研人员在南大西洋中脊首次发现的拆离断层型热液区。该区位于拆离断层的下盘,目前发现2个热液点,围岩类型为基性玄武岩。利用ICP-OES、ICP-MS、LA-ICP-MS等方法对2019年获得赤狐热液区硫化物样品开展详细的矿物学和... 详细信息

赤狐热液区是中国科研人员在南大西洋中脊首次发现的拆离断层型热液区。该区位于拆离断层的下盘,目前发现2个热液点,围岩类型为基性玄武岩。利用ICP-OES、ICP-MS、LA-ICP-MS等方法对2019年获得赤狐热液区硫化物样品开展详细的矿物学和地球化学研究,结果显示该区包括块状、角砾状、浸染状三类硫化物。与其他拆离断层型热液区相比,赤狐热液区上2个热液点具有明显不同的化学特征;全岩的主微量、黄铁矿的微量元素以及热液区硫化物的硫同位素特征明显指示,赤狐热液区可能受到基性与超基性岩的共同影响。热液区2个热液点的差异指示了同一个热液系统不同时期产出硫化物有差异及遭受后期改造的不同。

关键词：南大西洋中脊赤狐热液区热液硫化物拆离断层硫同位素