中国边缘海典型海域沉积物早期成岩过程中硫的循环

论文题目: 中国边缘海典型海域沉积物早期成岩过程中硫的循环

论文类型: 博士论文

论文专业: 海洋地质学

作者: 蒲晓强

导师: 钟少军

关键词: 硫循环,黄海,胶州湾,南海,粒度,早期成岩作用,酸可溶硫化物,黄铁矿,硫同位素,活性金属,黄铁矿化金属,有机质,天然气水合物

文献来源: 中国科学院研究生院（海洋研究所）

发表年度: 2005

论文摘要: 硫是海水的主要化学组分之一。硫在海洋沉积物成岩过程中的生物地球化学反应和循环导致了地球表面的氧化还原环境和大气组分的地质历史演化,直接影响和控制了海洋碳循环和一系列化学元素-尤其是对海洋生态环境有重要影响的重金属元素的海洋生物地球化学循环。另外,鉴于海洋硫循环和碳循环之间的密切关系,对硫循环的研究将对我们了解和探测埋藏在大陆坡沉积物深部的人类21世纪的新型能源-天然气水合物有重要意义。因此,海洋沉积物早期成岩过程中硫的生物地球化学循环很久以来一直是国际海洋研究的重点之一,在我国近年来也逐渐受到关注。本论文利用取自黄海陆架、胶州湾李村河口及南海陆坡三处不同沉积环境中的沉积物样品,用冷扩散法分析了沉积物中酸可溶硫化物(AVS)的含量,用逐级提取法分析了沉积物中黄铁矿的含量,结合沉积物粒度、有机质、活性铁、黄铁矿硫同位素及孔隙水中常量组分离子浓度等数据,并参考前人在东海所作的硫化物方面的工作,对中国不同典型海域沉积环境下,沉积物早期成岩硫循环过程中硫化物的形成及其主要控制因素进行了探讨。通过对胶州湾李村河口沉积物中痕量金属活性组分与黄铁矿化金属组分的分析,结合其与硫化物的关系,探讨了沉积物中AVS向黄铁矿的转化,以及痕量金属在AVS和黄铁矿组分中的分布。通过分析黄海沉积物中活性金属的分布特征,讨论了其对环境氧化还原条件的响应,从而有助于对硫循环中硫化物分布特征的理解。通过对南海NH-1孔沉积物粒度环境敏感组分的分析,探讨了NH-1孔的沉积环境变化特征,并结合AVS、黄铁矿硫同位素、无机碳及有机质等数据,探讨了可能下部来源有机碳(甲烷)存在对硫循环的影响,及其对水合物存在的指示。对南黄海和南海柱状沉积物粒度进行了测试与分析,探讨了不同前处理方法对沉积物粒度特征的影响。结果表明,不同前处理方法获得样品的粒度特征差异不大,样品在去除碳酸岩和有机质后所测的粒度结果能较好的反应陆源碎屑的粒度特征。南海NH-1对沉积环境敏感的粒度组分范围分别为1.3～2μm、10~15μm和28～50μm。其中细粒组分(1.3～2μm与10~15μm)组分可能代表了悬浮物沉降来的沉积物,而28～50μm可能是底床运动的产物。根据环境敏感组分含量在深度上的变化剖面可识别出9个明显的沉积物波动旋回。

论文目录:

摘要

Abstract

第一章绪论

1.1 引言

1.2 研究现状与文献综述

1.2.1 沉积物早期成岩作用研究现状

1.2.2 沉积物中硫化物研究现状

1.2.3 天然气水合物地球化学特征研究现状

第二章研究区域地质概况

2.1 黄海区域地质概况

2.2 南海区域地质概况

2.3 胶州湾区域地质概况

第三章研究材料与方法

3.1 研究材料

3.2 分析方法

3.2.1 粒度分析

3.2.2 沉积物中酸可溶硫化物分析

3.2.3 沉积物中活性金属组分与黄铁矿化金属组分分析

3.2.4 沉积物矿物X 衍射分析

3.2.5 沉积物中自生黄铁矿分选与鉴定及其硫同位素的测试

3.2.6 孔隙水常量阴阳离子分析

3.2.7 沉积物中总碳、有机碳、氮与无机碳分析

第四章结果

4.1 沉积物粒度特征

4.2 沉积物中酸可溶硫化物

4.3 沉积物中的活性金属与黄铁矿化金属

4.4 沉积物孔隙水常量元素分析

4.5 沉积物全样XRD 分析

4.6 南海沉积物中的黄铁矿

4.7 沉积物中的总碳、有机碳、氮与无机碳

第五章讨论

5.1 不同前处理方法对南黄海及南海沉积物粒度特征的影响

5.2 边缘海陆源物质沉积物环境敏感组分分析

5.3 边缘海海洋环境沉积物中硫化物的含量与分布特征与控制因素

5.4 硫化物及黄铁矿硫同位素分布异常-水合物可能存在的指示

5.5 活性金属在早期成岩作用中的物质循环

第六章结论

参考文献

博士在读期间发表的文章

致谢

附录

发布时间: 2006-07-27

参考文献

[1].现代黄河三角洲沉积物波浪动力响应过程对其再悬浮控制作用研究[D]. 郑杰文.中国海洋大学2013

中国边缘海典型海域沉积物早期成岩过程中硫的循环

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