第十章 海洋沉积物化学
化学海洋学名词解释
化学海洋学名词解释
化学海洋学是研究海洋中的化学成分、反应和过程的学科。
以下是一些与化学海洋学相关的名词解释：
1. 盐度：表示海水中的溶解性盐类含量，通常以盐度（ppt）
或盐度（‰）表示。
2. pH值：表示海水的酸碱性。
pH值越低，表示海水越酸性；pH值越高，表示海水越碱性。
3. 溶解氧：海水中溶解的氧气含量，对维持海洋生物的生存进行重要。
4. 营养盐：海水中的主要营养元素，包括氮、磷、硅和铁等，对海洋生物生长和生命活动至关重要。
5. 水体分层：海洋中不同深度的水体具有不同的化学特征，形成了垂直分层结构，称为水体分层。
6. 海洋酸化：由于大气中二氧化碳的增加，海洋中的酸性增加，导致海水酸化的过程。
7. 海洋污染物：指进入海洋环境的人类活动产生的化学物质，如石油、重金属、农药等，对海洋生态系统造成影响。
8. 海洋生物地球化学循环：描述海洋中生物和地球化学过程相互作用的过程，包括有机碳循环、氮循环、硫循环等。
9. 海洋沉积物：由于河流输入、海洋生物残骸和物理/化学沉
淀物等因素形成的海底沉积物。
10. 海洋生物地球化学传感器：用于测量海水中各个化学成分
的仪器和传感器，如溶解氧、盐度、温度传感器等。
Chapter 10滨海与浅海沉积体系
对海底沉积物 影响不大
波长大， 波高近等； 周期短，似正弦波
一）坡度对波形的控制
在陆棚区或深水区，波浪图像呈近正弦曲线，为长而缓、斜率小的波，波浪摆动的直径向下呈指数 函数减小（图 10－3A）。当水深超过浪的半波长时，向前传播的浪成为一系列的脊和槽的正弦图像切面， 因此，陆棚区或深水区底部水的动荡通常是很小的，一般没有沉积物的运动，所以常把水深等于 1/2 波 长处，作为浪基面。故当水深大于波长的一半时，沉积物所受到的波浪的扰动已很弱，这就是地质学上
4
碎屑岩系油气储层沉积学——第十章
把此深度作为浪基面的理由。 当深水的波浪进入浅水区时，随着波速的减小，除了波浪产生波浪折射现象外，将发生以下的变化：
波长减小，陡度（波高/波长）增大，即波形从对称变为不对称，当深度接近于 4/3 波高时，波浪的破 碎作用就发生了；水的质点运动轨道从圆形变为椭圆形、直到往复的直线运动。只有波浪的一个特征， 即周期保持不变；这就形成了水动力的分带。
根据波浪的起因不同，海洋波浪有风浪、暴风浪和津浪（Tsunami也称海啸）。其中风浪是经常性持 续起作用的波浪，是影响沉积作用和海滩过程的主要因素；而暴风浪与津浪均为突变性的短暂事件，但 它们的作用巨大。
正常气候时，当风吹过海平面时所形成的海（湖）面波动，由于风的流动带有涡流和阵发性，它以 不规则的切线应力作用于水面，将能量传递给水面。起初在水面上吹起波纹，波纹不断发展成波浪。它 是海岸带向沿岸传送能量的主要形式，不仅本身具有侵蚀海岸和搬运改造沉积物的作用，而且还可派生 沿岸流（Longshore current）和回流（Rip current）。前者引起沉积物的沿岸漂流，后造成沉积向海迁移。 风浪从其生成区传播到沿岸地带，波谱不断发生变化；随着海水深度变浅，依次出现风浪、涌浪（Swell）、 升浪（Build—up）、破浪（Breaker）、拍岸浪（碎浪）或激浪（Surf）和冲浪（Swash）（图 10－3）。因
《沉积岩石学》海洋碳酸盐沉积环境及相模式
生物和浅水区飘运来或由碳酸盐岩重力流搬运
而来。
长江大学地球科学学院
School of Geoscience, Yangtze University
因此，温暖、清洁、透光的浅水环境有利 于碳酸盐的形成这一条件并不是绝对的，应该 辩证来看待这一问题，有关碳酸盐的形成还有 许多问题有待进一步探索。
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非海洋环境碳酸盐沉积物主要有湖泊碳酸 盐沉积、土壤中的钙结核、钙质砂丘、钙质泉 华、洞穴碳酸钙沉积等形式，其中湖泊碳酸盐 沉积具有相当的研究价值。
湖泊碳酸盐 岩一般规模很 小，局部发育， 也有呈区域性的 较大规模发育。
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中扬子下寒武统天河板组灰岩与泥岩稳定互层
关于深度：
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海洋浅水（小于30m）环境有利于碳酸盐
的沉积是毫无疑问的，但是现代深海海底三分 之一以上的地区覆盖有30％以上的钙质软泥。
第十章 海洋碳酸盐沉积环境及相模式
（Sedimentary facies and facies model of ocean carbonate）
第一节 绪 论
一、碳酸盐沉积的环境
碳酸盐沉积物的形成方式有化学的、生物 化学的、生物的和机械的，以生物成因为主。
现代碳酸盐沉积物主要发育于海洋环境， 少量见于非海洋环境。
台地碳酸盐沉积
关于温度： 近些年来，人们也ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ现了不少现代和古代
海底沉积物 海洋油气
海底沉积物在海洋底部广泛分布，包括沉积的泥、泥炭、砂、碎屑岩等，其中有一部分可能富含有机质，是海洋油气资源的潜在来源。
以下是关于海底沉积物和海洋油气的一些相关信息：
海底沉积物：
1. 组成成分：海底沉积物主要包括有机和无机物质。
有机物来自海洋生物的残体、泥炭等，而无机物则包括矿物颗粒、硅酸盐、碳酸盐等。
2. 形成过程：海底沉积物形成的过程包括生物作用、化学沉淀、机械沉淀等。
沉积物的形成速度和类型受到水深、水温、携带物质的浓度等多种因素的影响。
3. 有机质：一些海底沉积物中含有大量有机质，这些有机质可以来自海洋中的植物和动物，是海底油气形成的前提之一。
海洋油气：
1. 形成过程：海洋油气主要形成于地质历史的长时间积累过程中。
有机质在沉积物中经过埋藏和高温高压作用，逐渐转化为石油和天然气。
2. 勘探与开发：海洋油气资源的勘探通常通过海上钻探平台、地震勘探等手段进行。
一旦发现有可开发的油气资源，就会进行油田或天然气田的开发。
3. 海底油气：一部分海洋油气储藏在海底的沉积物中。
这可能包括在大陆架上的油气田、深海盆地中的潜在油气资源等。
深海油气开发对技术和环境保护提出了较高的要求。
4. 环境挑战：海洋油气开发可能涉及环境和生态系统的影响，因此需要进行可持续的开发和环保措施。
总的来说，海底沉积物是海洋油气资源的潜在来源之一，而深海油气的开发面临技术、经济和环境等多方面的挑战。
海洋沉积物中
主要步骤
顺序浸取法是用一系列不同强度的浸取剂提取固 相中不同的组分Buttenberg利用顺序提取法，分别用 不同强度的化学试剂将沉积物中的P分成不同形态， 来研究沉积物中的H取得了较好的效果。沉积物中的 无机碳来源比较复杂，可形成多种矿物。它们可以 单矿物或类质同像的形式存在。也可以以被包裹或被 吸附的形式存在，它们在沉积物中的化学结合强度有 很大的差异。这样就可以用不同强度的浸取剂把它们 分别提取出来。尽可能考虑现场海洋沉积物所处的环 境。特别是环境酸碱度梯度的变化。分别采用中性溶 剂、弱碱、强碱、弱酸和强酸浸取沉积物。以获得不 同化学结合强弱的不同形态无机碳。
2.0g沉积物
中性浸取液 25度
洗涤
残渣 残渣
NH3.H2O(0.1mol/L) 25度
25度
NaCl相无机碳
洗涤Leabharlann 残渣NaOH(0.1mol/L)
25度 25度 洗涤
NH3.H2O相无机碳
残渣 残渣 残渣 残渣
25度
NaOH相无机碳 NH2OH.HCl相无机碳 HCl相无机碳
NH2OH.HCl(0.2mol/L) 25度 ＨCl(6mol/L) 25度
样品的处理
样品从海底取出后立即冷冻保存，在室内
分别在105度和40度下烘干样品，在-15度左右
冷冻干燥样品，然后测定样品中各相的含量，
样品应当在低温下干燥，最好冷冻干燥。
中性浸取剂 的选择
在选择浸取剂时!分别用NaCl、KCl和MgCl2作 浸取实验。在相同条件下，MgCl2的结果偏低。这 可能是碳酸盐与镁结合，形成溶解度更低的碳酸 镁，使结果偏低。而NaCl和KCl的结果相差不大，但 NaCl的稍高，因海水中的主要阳离子为Na+所以选 择NMaCl为中性浸取剂。
海洋沉积物中有机物来源和成分分析
海洋沉积物中有机物来源和成分分析海洋沉积物是指沉积在海底的各种物质，其中包括了有机物。
有机物在海洋沉积物中起着重要的作用，对海洋生态系统和全球碳循环有着重要的影响。
本文将讨论海洋沉积物中有机物的来源和成分，并探讨其在海洋生物圈中的作用。
一、海洋沉积物中有机物的来源1. 海洋生物源有机物海洋中的生物活动是海洋有机物主要的来源之一。
海洋中富含各种浮游植物和浮游动物，它们通过光合作用或摄食过程吸收二氧化碳，并将其转化为有机物。
这些有机物通过生物死亡和排泄等途径进入海洋沉积物。
2. 河流输入有机物陆地上的植物和动物残体通过河流运输进入海洋，成为海洋沉积物中有机物的重要来源之一。
这些有机物在河流中经过微生物的降解和氧化作用后，进入海洋沉积物中。
3. 大气沉降有机物大气中的颗粒物和气溶胶也是海洋沉积物中有机物的来源之一。
这些颗粒物和气溶胶中含有大量的有机物，它们通过大气沉降进入海洋中，最终沉积在海洋底部。
4. 海洋地下水输入有机物海洋地下水是指地球上含盐度较高的地下水，其中含有丰富的溶解性有机物。
海洋地下水通过海底的裂隙和渗透作用进入海洋中，成为海洋沉积物中有机物的来源之一。
二、海洋沉积物中有机物的成分海洋沉积物中的有机物是由各种有机化合物组成的复杂混合物。
它们可以分为可溶性有机物和不可溶性有机物两类。
1. 可溶性有机物可溶性有机物是指在水中可溶解的有机物，通常以溶解态存在于海洋沉积物中。
它们包括有机酸、有机碱、有机醛、有机酮等。
可溶性有机物对海洋生态系统和全球碳循环有着重要的影响，它们可促进浮游植物的生长，维持海水的酸碱平衡，并影响海洋溶解氧的分布。
2. 不可溶性有机物不可溶性有机物是指在水中不溶解的有机物，通常以固体态存在于海洋沉积物中，如有机质、腐殖质等。
不可溶性有机物是海洋沉积物中的重要成分之一，它们对海洋生态系统和全球碳循环有着重要的影响。
不可溶性有机物在海洋底部沉积后，经过长时间的压实和转化作用，可以形成石油、煤等化石燃料。
海洋沉积物的物理化学特性与环境效应研究
海洋沉积物的物理化学特性与环境效应研究海洋，这个占据了地球表面约 71%的广阔领域，一直以来都是人类探索和研究的重要对象。
在海洋的深处，沉积物扮演着至关重要的角色。
它们不仅记录了海洋的历史变迁，还对海洋生态系统和全球环境产生着深远的影响。
海洋沉积物的物理特性多种多样。
首先是粒度分布，这是其重要的物理特征之一。
粒度的大小直接影响着沉积物的沉积速度、运输方式以及后续的地质作用。
较粗的颗粒如砂，往往更容易在水流较强的区域沉积；而细小的颗粒如黏土，则更可能在较为平静的水域慢慢堆积。
沉积物的密度也是一个关键的物理参数。
不同类型的沉积物具有不同的密度，这会影响它们在海洋中的分布和堆积模式。
而且，密度还与沉积物的压实程度有关，随着时间的推移和上覆压力的增加，沉积物会逐渐被压实，从而改变其物理结构。
另外，孔隙度在海洋沉积物的物理特性中也不容忽视。
孔隙度决定了沉积物中孔隙空间的大小和比例，这对于水和气体的储存、传输以及生物的栖息都有着重要意义。
高孔隙度的沉积物能够容纳更多的水分和气体，为海洋生物提供了一定的生存空间。
从化学特性来看，海洋沉积物包含了丰富多样的化学成分。
其中，常见的有各种矿物质，如石英、长石、云母等。
这些矿物质的种类和含量会因沉积环境的不同而有所差异。
有机物质也是海洋沉积物化学组成的重要部分。
它们来源于海洋生物的遗体、排泄物以及浮游植物的残骸等。
有机物质的含量和分解程度对海洋生态系统的营养循环起着关键作用。
例如，在某些特定的海域，丰富的有机物质沉积可以为底栖生物提供充足的食物来源。
此外，海洋沉积物中还含有各种微量元素和重金属。
这些元素的来源包括陆地径流的输入、大气沉降以及海洋内部的生物地球化学过程。
一些重金属如汞、铅、镉等，如果在沉积物中的含量过高，可能会对海洋生态环境造成潜在的危害。
海洋沉积物的这些物理化学特性所带来的环境效应是多方面的。
在生态系统方面，沉积物为众多海洋生物提供了栖息地和繁殖场所。
海洋沉积科普
海洋沉积科普海洋沉积是指在海洋底部逐渐堆积的各种质地的物质，包括沙、泥、碎屑和有机物等。
海洋沉积物广泛分布于全球海洋，是了解海洋历史、地质、气候等方面的重要依据。
下面我们就来一起了解一下海洋沉积的相关知识。
一、海洋沉积物的分类根据成因和化学性质的不同，可以将海洋沉积物分为以下几类：1.化学沉积物：由于海水中存在多种化学成分，部分化学成分在一定的环境下就能形成沉积物，比如生物的骨骼、碳酸钙、硫化铁等。
2.生物沉积物：指由生物活动而形成的沉积物，比如海绵、海藻、珊瑚和贝类等。
3.碎屑沉积物：指由物理因素如风、水流和波浪等使物质破碎成碎屑后沉积，包括沙、石、泥等。
二、海洋沉积的作用1.提供生物栖息地：海洋沉积物为海洋生物提供繁殖和生长的场所。
2.记录气候变迁：海洋沉积物中质地、成分以及分布规律等，能够反映当地的气候变迁和历史演变。
3.布尔法伊尔不规则裂面：由沉积物的不均匀沉积所产生的不规则裂面，在勘探过程中可以为油气地质勘探提供有用的信息。
三、海洋沉积相关领域1.海洋地质学：研究海洋沉积物在地质过程中的作用和影响。
2.海洋化学：研究海水和沉积物中的元素和化合物的含量及其变化。
3.海洋生态学：研究生物对海洋沉积物的形成和演变所起的作用。
四、海洋沉积物保护意识由于人类活动的影响，海洋沉积物的保护已成为一项全球性的环保课题。
我们应该从以下几个方面加强保护意识：1.减少海洋污染：降低固体废弃物和重金属等污染物的排放，保持海洋环境的清洁和健康。
2.杜绝海洋过度开采：减少利用海洋资源的过度开采和掠夺，保护海洋生态环境的平衡。
3.保护海洋生态系统：加强海洋保护区的建设，保护生物多样性和生态系统平衡。
总之，海洋沉积作为非常重要的一种自然现象，其独特的地质化学性质和对我们对于历史和生态知识的发掘，也使得它成为我们重视保护并正视的重要领域之一。
海洋沉积物化学
海洋沉积物化学
海洋沉积物化学是研究海洋沉积物中化学成分和化学反应的学科。
海洋沉积物是指在海洋底部沉积的各种物质，包括有机物、无机物、生物残骸等。
这些物质的化学成分和化学反应对海洋生态系统和全球环境变化具有重要影响。
海洋沉积物中的化学成分主要包括有机碳、无机碳、氮、磷、硫等元素。
其中，有机碳是海洋沉积物中最重要的成分之一，它来源于海洋生物的遗体和排泄物，以及陆地植物和土壤中的有机物。
有机碳的含量和组成对海洋生态系统和全球碳循环具有重要影响。
无机碳主要包括碳酸盐和硅酸盐，它们是海洋沉积物中的主要矿物成分。
氮、磷、硫等元素则主要来源于海洋生物的遗体和排泄物，它们对海洋生态系统的生产力和营养循环具有重要影响。
海洋沉积物中的化学反应主要包括氧化还原反应、酸碱反应、络合反应等。
其中，氧化还原反应是海洋沉积物中最重要的化学反应之一。
海洋沉积物中的有机物和无机物在缺氧条件下会发生氧化还原反应，产生甲烷、硫化氢等气体。
这些气体对海洋生态系统和全球气候变化具有重要影响。
酸碱反应和络合反应则主要影响海洋沉积物中的矿物成分和微量元素的分布和形态。
海洋沉积物化学是一个重要的学科，它对海洋生态系统和全球环境变化具有重要影响。
未来，随着科技的不断发展，我们将能够更加深入地了解海洋沉积物中的化学成分和化学反应，为保护海洋生态
系统和应对全球环境变化提供更加科学的依据。
第十章沉积-成岩-变质作用地球化学
南京大学表生地球化学研究所
一、沉积作用的主要搬运介质
大陆剥蚀及物质搬运的主要营力是水力（河流和地 下水）、风力、冰川作用和重力
海洋则是各种风化剥蚀产物的最终归宿。海洋中约 88％的无机沉积物是由河流搬运的。其他来源所占 比例很小。如大气降尘和火山作用带入海洋的物质 进占其输入总量的约0.5％（Pytkowicz, 1983）
南京大学表生地球化学研究所
三、元素的表生地球化学活动性及其度量
根据停留时间和水／岩分配系数的定义不难看出，
表生过程中活动性较强的元素显然应有较高的τ y和
值，即元素活动性越强，它在海洋中的停留时间就越
长，在海水中相对于上部地壳的浓度也越高。
根据这两个参数可定量地将化学元素的表生活动性
分为以下三类。
潜育还原环境中活动 （Kx= n～0.n）而氧化 环境中呈惰性的 （Kx=0.0n）元素
多数环境中难 迁移的元素
酸性、弱 酸性水
酸、碱性水
Fe, Mn, Co
Zn, Ni, Cu, V, U, Mo, Pb, Cd, Se, Re Hg, Ag,
Al, Ti, Zr, Cr, REE, Y, Ga, Nb, Th, Sc, Ta, W, In, Bi, Te, Au, ΣPt
南京大学表生地球化学研究所
三、元素的表生地球化学活动性及其度量
1. 水迁移系数 元素的水迁移系数Kx 等于化学元素x在水的矿质残渣 中的含量与流经该水系的岩石中的含量之比，即 Kx =mx100 / anx
式中mx是元素x在水中的含量/（mg/L）， nx是元素x 在岩石中的含量/%，a是水的矿质残渣（mg/L）。Kx 值越大，元素的迁移能力越强。
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矿产资源开发利用方案编写内容要求及审查大纲
矿产资源开发利用方案编写内容要求及《矿产资源开发利用方案》审查大纲一、概述
㈠矿区位置、隶属关系和企业性质。
如为改扩建矿山, 应说明矿山现状、
特点及存在的主要问题。
㈡编制依据
(1简述项目前期工作进展情况及与有关方面对项目的意向性协议情况。
(2 列出开发利用方案编制所依据的主要基础性资料的名称。
如经储量管理部门认定的矿区地质勘探报告、选矿试验报告、加工利用试验报告、工程地质初评资料、矿区水文资料和供水资料等。
对改、扩建矿山应有生产实际资料, 如矿山总平面现状图、矿床开拓系统图、采场现状图和主要采选设备清单等。
二、矿产品需求现状和预测
㈠该矿产在国内需求情况和市场供应情况
1、矿产品现状及加工利用趋向。
2、国内近、远期的需求量及主要销向预测。
㈡产品价格分析
1、国内矿产品价格现状。
2、矿产品价格稳定性及变化趋势。
三、矿产资源概况
㈠矿区总体概况
1、矿区总体规划情况。
2、矿区矿产资源概况。
3、该设计与矿区总体开发的关系。
㈡该设计项目的资源概况
1、矿床地质及构造特征。
2、矿床开采技术条件及水文地质条件。