本文關(guān)鍵詞：非穩(wěn)態(tài)條件下東海內(nèi)陸架泥質(zhì)沉積物中硫和鐵的早期成巖作用

  更多相關(guān)文章： 東海 活動泥 硫 鐵 早期成巖作用

【摘要】：硫和鐵是海洋沉積物早期成巖過程中最重要的元素,直接影響沉積物中有機質(zhì)的埋藏、各類微量元素的地球化學(xué)循環(huán)和自生礦物的形成。通常用理想穩(wěn)態(tài)成巖模式解釋其成巖循環(huán)過程。然而在東海內(nèi)陸架,由于受波浪、潮流、風(fēng)暴潮等頻繁或周期性的水動力擾動及生物灌溉作用,表層約10 cm的沉積物發(fā)生再懸浮,形成活動層。從而導(dǎo)致東海沉積物中硫和鐵的成巖循環(huán)及保留的地化特征不同于傳統(tǒng)穩(wěn)態(tài)沉積環(huán)境。本文利用化學(xué)提取法,系統(tǒng)分析東海兩重力柱沉積物中總有機碳(TOC)以及固相硫和鐵不同形態(tài)的深度分布特征,并結(jié)合培養(yǎng)實驗條件改變后AVS、Spy、活性Fe(Ⅲ)和Fe(Ⅱ)的變化,探討了沉積物中C、S、Fe早期成巖過程及關(guān)鍵控制因素,并比較分析了東海與熱帶海區(qū)活動泥中S和Fe的地化特征。得到以下主要結(jié)論：1.DH5-1和DH7-1沉積物中TOC含量較低(～0.6%),且隨深度變化沒有明顯的增減趨勢,反映了東海沉積物中有機質(zhì)活性較低,成巖過程中有機質(zhì)的降解不足以造成總體含量的深度變化。這是由于東海動蕩的環(huán)境,沉積物再懸浮過程中有機質(zhì)被快速氧化降解,導(dǎo)致有機質(zhì)最終埋藏率低的結(jié)果。2.兩站點沉積物中AVS和S0含量均較低,固相硫主要以黃鐵礦Spy形態(tài)存在(占總固相硫～85%),其含量隨深度的變化表明硫酸鹽還原主要發(fā)生在10-40cm深度范圍內(nèi),40 cm以下硫酸鹽還原較弱,但一直存在并未消失。固相硫總體上較低的含量(8-40 μmol/g)是東海活性有機質(zhì)含量低和鐵異化還原對硫酸鹽還原的抑制共同造成的結(jié)果。沉積物中C/S比值平均為7.5,是全球陸架海洋沉積物平均值(2.8)兩倍多,與淡水沉積物低硫化特征相似。從另一方面反映了東海內(nèi)陸架沉積物中有機質(zhì)活性低,導(dǎo)致硫酸鹽還原作用較弱,進而影響了穩(wěn)定態(tài)黃鐵礦硫的形成。3.DH5-1和DH7-1沉積物中高活性鐵∑FeHR含量在143-247 μmol/g之間,其中50-80%被還原為Fe(II)。 DOP(0.06)、Py-Fe(II)(分別為0.15和0.19)以及Sid-Fe(II)(0.38和0.44)三個指標說明東海內(nèi)陸架泥質(zhì)沉積物中35-50%的還原態(tài)Fe(Ⅱ)以硫化物和碳酸鹽之外的形式存在,例如自生鐵硅酸鹽礦物、藍鐵礦等。4.東海Fecarb的大量存在(43.2-53.4 μmol/g)意味著東海內(nèi)陸架泥質(zhì)區(qū)是鐵異化還原發(fā)生的有利場所,具備鐵異化還原發(fā)生的地化條件：富含活性Feox1和Feox2 (138.9-191.8 μmol/g)、有機質(zhì)含量低且碳酸鹽含量很高的非硫化亞氧缺氧的環(huán)境。雖然反復(fù)再生使Feox1和Feox2含量深度變化不大,但總活性在0-10cm深度范圍內(nèi)迅速降低,表明鐵異化還原主要發(fā)生在表層約10cm的活動層內(nèi),據(jù)估算其對有機質(zhì)厭氧礦化的相對貢獻87%�；顒訉右韵铝蛩猁}還原的加強(即使總體上還是很弱),也在一定程度上抑制了鐵的異化還原,同時鐵氧化物活性迅速降低,導(dǎo)致鐵異化還原隨深度快速減弱。5.東海與熱帶活動泥中S的地化參數(shù)對比,均呈現(xiàn)總固相硫(TS)含量低和C/S比值高的特點,體現(xiàn)非穩(wěn)態(tài)條件下弱硫化的環(huán)境特征。而還原硫賦存形態(tài)及δ34Spy的差異與活動層的發(fā)育規(guī)模有關(guān)：在活動層發(fā)育較弱的東海,沉積物中存在AVS和SO,δ34Spy虧損相當(dāng)于開闊體系S同位素的分餾；而在活動泥層發(fā)育較好(50 cm)的熱帶海區(qū),沉積物中不存在AVS和S0,由于32SO42-和34SO42-差異擴散,34Spy明顯富集。6.東海與熱帶活動泥中Fe的地化參數(shù)相比,相同的特征有：總鐵(4-6.7%)、Fecarb (30-120 μmol/g)和ΣFe(Ⅱ) (100-300 μmol/g)含量都很高；大部分ΣFeHR成巖過程中被還原(Fe(Ⅱ)/ΣFeHR為0.4-0.9); DOP (2-8%)、Py-Fe(Ⅱ) (0.3)都很低。東海高活性鐵占總體比值(ΣFeHR/FeT～0.2)僅為熱帶海區(qū)(～0.44)的一半,這是溫帶地區(qū)較熱帶風(fēng)化作用弱的結(jié)果。另外,東海沉積物中Fe(Ⅱ)以碳酸鹽形式存在的比例Sid-Fe(Ⅱ) (0.3-0.54)高于熱帶海區(qū)(0.1-0.3)。
【關(guān)鍵詞】：東海 活動泥 硫 鐵 早期成巖作用
【學(xué)位授予單位】：中國海洋大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：P736
【目錄】：

• 摘要5-7
• Abstract7-12
• 0 前言12-14
• 1 文獻綜述14-26
• 1.1 海洋沉積物成巖循環(huán)模式14-17
• 1.1.1 穩(wěn)態(tài)沉積條件下的早期成巖模式14-15
• 1.1.2 非穩(wěn)態(tài)沉積條件下早期成巖模式15-17
• 1.2 硫的早期成巖作用17-20
• 1.2.1 硫的成巖循環(huán)過程17-19
• 1.2.2 非穩(wěn)態(tài)沉積條件下硫成巖作用的特點19-20
• 1.3 鐵的早期成巖作用20-23
• 1.3.1 鐵的早期成巖過程20-21
• 1.3.2 沉積物中不同形態(tài)鐵21-23
• 1.4 選題依據(jù)和研究內(nèi)容23-26
• 1.4.1 選題依據(jù)23-24
• 1.4.2 本研究主要內(nèi)容與目的24-26
• 2 研究區(qū)域概況26-30
• 2.1 東海環(huán)流26-27
• 2.2 東海沉積物27-30
• 2.2.1 東海陸架沉積物泥砂分布27-29
• 2.2.2 東海陸架沉積物地球化學(xué)特征29-30
• 3 材料與方法30-37
• 3.1 研究材料30-31
• 3.2 實驗儀器31
• 3.3 實驗方法31-37
• 3.3.1 沉積物中C的測定31
• 3.3.2 沉積物中硫形態(tài)提取與測定31-32
• 3.3.3 沉積物中鐵形態(tài)提取與測定32-35
• 3.3.4 培養(yǎng)實驗35-37
• 4 東海沉積物中C、S、Fe形態(tài)深度分布與成巖作用37-51
• 4.1 結(jié)果37-40
• 4.1.1 沉積物中C含量及垂直分布結(jié)果37
• 4.1.2 S形態(tài)垂直分布結(jié)果37-38
• 4.1.3 Fe形態(tài)垂直分布結(jié)果38-40
• 4.2 討論40-49
• 4.2.1 有機質(zhì)特征40-41
• 4.2.2 S的成巖作用41-44
• 4.2.3 Fe的成巖作用44-49
• 4.3 小結(jié)49-51
• 5 東海表層沉積物中硫酸鹽還原和鐵異化還原及影響因素51-59
• 5.1 東海表層沉積物培養(yǎng)結(jié)果51-55
• 5.1.1 原始沉積物與添加鉬酸鹽沉積物的培養(yǎng)結(jié)果51-52
• 5.1.2 添加有機質(zhì)的沉積物培養(yǎng)結(jié)果52-53
• 5.1.3 添加活性鐵的沉積物培養(yǎng)結(jié)果53-54
• 5.1.4 添加有機質(zhì)和活性鐵的沉積物培養(yǎng)結(jié)果54-55
• 5.2 討論55-57
• 5.2.1 東海沉積物早期成巖作用的關(guān)鍵控制因素分析55-56
• 5.2.2 東海表層沉積物中鐵異化還原估算56-57
• 5.3 小結(jié)57-59
• 6 東海與熱帶活動泥中硫、鐵成巖特征對比59-63
• 6.1 硫的地化特征參數(shù)對比59-61
• 6.2 鐵的地化特征參數(shù)對比61-63
• 7 結(jié)論63-65
• 參考文獻65-70
• 致謝70-71
• 個人簡歷71
• 發(fā)表的學(xué)術(shù)論文71-72
• 附表72-73

【相似文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 梅洪明;一個多層的早期成巖作用模型[J];科學(xué)通報;1997年09期

2 王冠民,馬在平,鐘建華;黃河三角洲表層土壤早期成巖作用初探[J];石油大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版);2001年06期

3 王益友;張國棟;周福根;仇�？�;朱靜昌;;長江口及其鄰近陸架區(qū)沉積物的早期成巖作用[J];礦物巖石地球化學(xué)通訊;1988年01期

4 王益友,張國棟,朱靜昌,周福根;長江口及其鄰近陸架區(qū)沉積物的早期成巖作用[J];沉積學(xué)報;1991年01期

5 鄒建軍;石學(xué)法;李雙林;;北黃海淺表層沉積物微量元素的分布及其早期成巖作用探討[J];海洋地質(zhì)與第四紀地質(zhì);2007年03期

6 王國忠,呂炳全;植物與早期成巖作用——關(guān)于滲濾巖管及其形成機理[J];沉積學(xué)報;1984年01期

7 鮮本忠,吳戰(zhàn)國,姜在興,邢煥清,楊偉利,何志平;早期成巖作用研究進展及發(fā)展方向[J];石油大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版);2004年06期

8 劉娟;朱茂旭;姬泓巍;;膠州灣沉積物中微生物可還原Fe(Ⅲ)的定量評價及早期成巖作用意義[J];中國海洋大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版);2013年11期

9 劉嘉慶;李忠;韓銀學(xué);彭守濤;;塔里木盆地塔中上奧陶統(tǒng)碳酸鹽臺地高頻層序控制的早期成巖作用及其對儲層分布的影響[J];巖石學(xué)報;2010年12期

10 ;[J];;年期

中國碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 陳可可;非穩(wěn)態(tài)條件下東海內(nèi)陸架泥質(zhì)沉積物中硫和鐵的早期成巖作用[D];中國海洋大學(xué);2015年

，

本文編號：594824