摘要:

大陆边缘海是不同来源、不同性质有机碳沉积和埋藏的主要场所，在全球碳的生物地球化学循环过程中具有重要地位。东海内陆架接收大量陆源有机碳，并且具有较高的海洋生产力，是研究沉积有机碳来源、输运和埋藏的理想场所，已取得大量研究成果。在对相关文献进行系统整理的基础上，以沉积学的视角对前人研究成果进行了梳理，旨在为后续相关研究提供参考。全样分析(如TOC/TN、δ13C等)和生物标志化合物(如正构烷烃、甾醇类、木质素等)方法揭示东海内陆架有机碳的来源受沉积环境影响，由海向陆方向陆源组分整体显著增加，并具有季节性特征。东海内陆架沉积物在沿岸方向具有“夏储冬输”的宏观输运格局，该动力过程影响着陆源有机碳沿岸的输运路径和最终归宿；在东海29°N附近存在一个“舌形”的跨陆架输运通道，可能会存在陆源有机碳的跨陆架输运，影响深海有机碳的源—汇过程；另外，人类活动和极端气候事件也显著影响东海内陆架沉积物和有机碳的沉积过程和沉积记录，需要进一步研究。东海内陆架泥质区是陆源有机碳的重要埋藏区域，其埋藏效率受区域沉积有机碳含量和沉积速率控制，并与早期成岩过程中有机质矿化路径有关。沉积物中埋藏有机碳的地球化学特征可以用来重建长时间尺度的海平面变化、初级生产力、古海洋和古气候演化等，相关研究为理清东海内陆架地质历史时期的环境演化提供了依据。

摘要:

海洋自生黄铁矿的形成过程与有机质矿化过程密切相关，是构成全球 C-S-Fe生物地球化学循环的重要一环。黄、东海陆架在全新世高水位期以来，广泛发育泥质沉积区，其中赋存大量自生黄铁矿，为研究其成因及其控制因素提供了契机。平面上，黄铁矿的分布与细粒泥质沉积伴生，因为细粒沉积物相对富集有机质且沉积环境稳定，有利于微生物硫酸盐还原的进行。黄、东海沉积动力、有机质来源和海洋生产力的区别导致黄铁矿生成与埋藏的差异，进而引起相关指标（例如C/S值）的不同。垂向上，黄铁矿的含量一般随着深度的增加而升高，说明随着埋深的增大，孔隙水中溶解氧耗尽后有利于硫酸盐还原的进行；黄铁矿硫同位素随着深度的增加而加重（富集34S），这可能与成岩系统的封闭性有关，也可能与甲烷厌氧氧化驱动的硫酸盐还原有关。另外，沉积速率通过影响有机质的埋藏、孔隙水和海水的联通效率以及硫酸盐—甲烷转换带的位置进而控制黄铁矿的含量及同位素组成。黄、东海陆架泥质区在沉积动力和沉积过程方面积累了大量优秀研究成果，可在此基础上，结合多硫同位素、原位微区测试等先进实验方法，发掘自生黄铁矿在探讨现代海洋C-S-Fe循环及深时海洋化学演化等重大科学问题的潜在价值。

摘要:

铁是海洋沉积物中重要的氧化还原敏感性元素之一,是早期成岩过程中地球化学循环变化的重要动力因素.早期成岩过程中,表层沉积物中铁氧化物的赋存形态主要可分无定形(弱晶型)铁氧化物和晶型铁氧化物,且前者的含量主要决定着沉积物中铁氧化物的还原活性;铁氧化物可以通过与硫酸盐还原产生的硫化物反应进行还原,还能在铁还原菌的参与下被表层沉积物中的有机质还原,沉积物中活性铁含量、有机质含量、沉积速率、植物根系导氧作用及底栖生物的扰动均能对铁还原率造成影响.早期成岩过程中可以形成黄铁矿,形成机理主要有:1)沉积物中先前形成的硫复铁矿(Fe3S4)等前体物质通过加硫反应形成;2)硫过饱和的球粒胶体通过脱水、成核、结晶以及聚合作用而成单个草莓状黄铁矿或初始自行黄铁矿微晶成核、生长、聚集、固化的小型黄铁矿微球团并入更大的胶体状黄铁矿结核、草莓状黄铁矿分组,从而形成黄铁矿集合体;黄铁矿化度(DOP)可作为区分古海洋氧化还原环境的指标.对铁同位素的研究表明,异化还原作用(DIR)过程中产生的铁同位素值偏低;页岩中黄铁矿的铁同位素在2.3 Ga附近发生的突变反映了第一次大气氧气增高事件.磁学参数对铁相变化具有良好的反应,环境磁学在早期成岩过程研究中的应用,有助于快速划分铁还原带、研究环境中重金属循环行为.

摘要:

随着海洋环境介质铁同位素测试技术的发展,特别是海水和沉积物中不同铁赋存形式的同位素组成研究备受重视,铁同位素已经展现出对各类生物地球化学过程的崭新的示踪作用.本文在不同铁价态和赋存形式之间转化的专属分馏机制框架总结基础上,汇总了现代海洋环境中大气沉降、陆源径流、沉积物、地下水和海底热液等不同来源的铁同位素特征范围,探讨了海洋内部铁循环的生物地球化学过程,包括生物吸收、颗粒态/溶解态铁的转化以及清除作用的铁同位素分馏机制,辨析海水剖面在不同层位上铁同位素组成的主导控制因素.另外,应用溯源混合模型甄别大西洋、太平洋和南大洋等多个海域铁来源,以此验证了全球气候变化与海陆多个物理化学过程的密切关系;利用不同结晶度和反应活度的矿物铁同位素数据可示踪早期成岩过程中铁还原的深度和程度,亦有助于辨析古海洋沉积物的铁同位素数据并提高古氧化还原环境的重建精度.

摘要:

以层序地层研究为基础,根据铸体薄片、扫描电镜、镜质体反射率、X衍射及地球化学等分析,对东营凹陷沙河街组层序与成岩的关系进行了系统研究.研究结果表明:不同层序部位具有不同的成岩响应,低位体系域主要发育微晶方解石胶结、硬石膏胶结、黄铁矿胶结等,湖盆扩张体系域主要发育有铁碳酸盐胶结、粘土矿物胶结等:高位体系域主要发育有白云石胶结、铁白云石胶结、溶蚀作用、粘土矿物胶结等:层序界面附近主要发育溶蚀现象和铁碳酸盐岩胶结现象.层序发育过程中,原始水介质条件及元素富集规律是引起早期成岩响应的主要因素,并对早期的成岩物质组分造成强烈影响;讨论了层序对成岩演化的控制作用,主要体现在3个方面:a.层序发育控制了原始成岩组分,进而控制后期成岩改造;b.早期成岩作用对层序发育过程具有一定的响应关系,后期成岩改造掩盖了部分成岩响应;c.层序界面通过河流作用、沉积间断减缓压实作用、后期成岩流体的侵入作用对成岩演化造成影响.

摘要:

白云岩是一种常见的碳酸盐岩,它广泛分布在古代碳酸盐岩台地中,却很少见于全新世沉积物中,这构成了一个未解之谜.近20多年的研究成果表明,早期成岩过程中微生物参与的硫酸盐还原反应、甲烷生成和厌氧氧化反应以及有氧呼吸作用能够促进白云石的沉淀:细菌细胞和胞外聚合物(EPS)带有负电荷,能够聚集溶液中Mg2+和Ca2+;同时上述氧化还原反应产生HCO-3,提高了孔隙水中反应物的浓度;这样在细菌细胞周围形成一个对白云石超饱和的微环境,有利于白云石的沉淀.这是一种新的白云石成因模式,微生物活动和有机质是影响白云石形成最重要的因素,特殊的球状形态和碳同位素特征是鉴别有机成因白云石的重要标志.白云岩有机成因模式为认识地质历史时期大套白云岩的成因、探索"白云岩之谜"提供了新的思路.