南沙海域沉积物铀、碘、磷的研究

摘要

本研究以南沙海域8个沉积物柱样(NS-1～NS-8)为研究对象，通过对117个样品含水率、有机碳、铀、碘以及磷元素含量的分析测定，探讨了各元素的地球化学特征，估算了NS-7和NS-8两个长柱样的沉积速率，得到其沉积年代，由此分析十几万年以来的沉积环境变化，得到的结果对南沙海域所蕴含的环境变化研究具有指示意义。
　　主要研究结果如下:
　　1)铀的地球化学研究。对沉积物中铀的测定方法进行了条件实验，测定了沉积物中铀含量范围值为1.03-2.95mg/kg，平均值为1.76mg/kg，与其他海域沉积物铀含量处于同一数量级，但相对较低。沉积物中铀对大陆具有“继承性”和“亲陆性”。铀与有机碳的相关性只有NS-1、NS-2、NS-3较好，其余相关性较差，这些说明可能沉积物沉积类型不同，例如沉积环境的物质来源不同，其铀含量的分布受不同因素的控制。
　　2)碘的地球化学研究。利用碱熔融法对样品进行预处理，淀粉比色分光光度法测定碘含量，范围值为12.54-109.77mg/kg，平均值为35.64mg/kg，与其他海域沉积物碘含量相比处于同一水平。碘的分布受沉积物类型及粒度、铁锰氧化物、成岩作用等因素的影响。碘与有机碳的比值I/Corg范围为3.53×10-4-73.66×10-4，平均值为20.05×10-4。碘与有机碳的相关性较差。
　　3)磷的地球化学研究。利用磷钼蓝分光光度法测定磷含量，得到磷含量范围值为428.02-609.24mg/kg，平均值为521.94mg/kg，与文献记载的不同海域沉积物磷含量的结果相比，水平一致。磷与有机碳的比值Corg/P范围值为8.80-83.56，平均值为40.17，比Redfield比值C∶P(106∶1)要小，这说明该海域沉积物的海洋生源物质并不多，可能更多的是受控于陆源物质。在磷与有机碳的相关性上，除NS-4、NS-6柱样具有较好的相关性以外，其余柱样的相关性较差。
　　4)各元素之间的相关性分析。铀和碘之间的相关性除NS-8柱样较好之外，其余都较差，有些甚至是负相关;磷和铀之间的相关性，NS-1～NS-6柱样呈负相关关系，NS-7、NS-8柱样呈正相关关系;磷和碘之间的相关性，NS-2、NS-3、NS-5以及NS-7柱样相关性较差，NS-1、NS-4、NS-6和NS-8柱样中具有良好的相关性，这与沉积物类型有一定关系。
　　5)根据南海沉积速率频数分布图，结合本研究的沉积站位、沉积特征以及水深等，将NS-7、NS-8两个长柱样的沉积速率定为5.5cm/ka，得到底部沉积年龄分别为139kaB.P.、75kaB.P.。
　　6)元素所反映的环境变化指示意义。不同元素的地球化学与沉积环境相对应，反映不同海洋环境的变化。元素之间的变化趋势具有相互联系。NS-7柱样碘含量与NS93-5柱样的底栖有孔虫变化趋势在27-80kaB.P.之间可以很好的相吻合，在50kaB.P.左右出现的峰值反映了末次冰期气候变化的特征。NS93-5柱样618O变化与NS-7柱样铀含量变化之间存在一定相似性。磷含量的变化可以影响海洋初级生产力，记录地球化学过程的循环，在一定程度上起到调节大气圈O2和CO2的作用，同时也反映了近代以来人类活动的增加导致磷向海洋排放逐渐增多。元素变化趋势能够很好的与碳酸盐旋回相对应，反映了当时的海洋沉积环境。

目录

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图目录

表目录

摘要

第一章 绪论

1 研究海区基本地理特征及研究进展

2 铀的地球化学

2．1 铀的基本性质

2．2 铀在自然界中的分布

2．3 铀的循环

2．4 沉积物中铀的研究现状及进展

2．5 沉积物中铀的研究意义

3 碘的地球化学

3．1 碘的基本性质

3．2 碘在自然界中的分布

3．3 碘的循环

3．4 碘与有机碳的关系

3．5 沉积物中碘的研究现状及进展

3．6 沉积物中碘的研究意义

4 磷的地球化学

4．1 磷的基本性质

4．2 自然界中的磷

4．3 磷的循环

4．4 沉积物中磷的研究现状及进展

4．5 沉积物中磷的研究意义

5 研究目的、研究内容与技术路线

5．1 研究目的

5．2 研究内容

5．3 技术路线

第二章 样品与测定方法

1 样品

1．1 采样站位信息及样品描述

1．2 研究海区沉积类型

2 沉积物含水率、有机碳含量的测定

3 沉积物铀的测定

3．1 本研究测定原理

3．2 仪器与试剂

3．3 样品预处理

3．4 样品铀含量测定步骤

3．5 结果计算

3．6 条件实验

4 沉积物碘的测定

4．1 测定方法

4．2 条件实验

5 沉积物磷的测定

5．1 测定方法

5．2 条件实验

第三章 铀的地球化学研究

1 南沙海域沉积物含水率和有机碳含量

2 南沙海域沉积物岩心铀的含量及其分布

3 不同海域海洋沉积物中铺含量水平比较

4 沉积物铀与有机碳的关系

第四章 碘的地球化学研究

1 南沙海域沉积物岩心碘的含量及其分布

2 不同海域海洋沉积物中碘含量水平比较

3 沉积物碘与有机碳的关系

4 沉积物中碘与有机碳比值I／Corg

5 沉积物碘与铀之间的关系

第五章 磷的地球化学研究

1 南沙海域沉积物岩心磷的含量及其分布

2 不同海域海洋沉积物中磷含量水平比较

3 沉积物磷与有机碳的关系

4 沉积物中有机碳与磷比值Corg／P

5 沉积物中磷与铀之间的关系

6 沉积物中磷与碘之间的关系

第六章 各元素反映的南沙海域海洋环境变化问题

1 南海的沉积速率

2 年表、年代序列的建立

3 元素反映的环境变化

3．1 元素含量变化

3．2 气候变化特征

3．3 磷对环境变化的指示意义

3．4 与碳酸盐沉积比较所反映的环境变化

第七章 结语

1 本研究的成果

1．1 元素含量的测定

1．2 元素之间相关性的比较

1．3 年代序列的建立

1．4 环境意义研究

2 本研究的特点及存在的不足

3 展望

参考文献

致谢