东海内陆架泥质区沉积物磁性特征的早期成岩改造及其影响因素

Magnetic mineral diagenesis in marine environment is critical to sediment provenance tracing, plaeoclimate and paleoenvironment reconstruction. Therefore it receives great attention in the study of environmental magnetism. However, most of the studies are focused on deep-sea and coastal sea with minor fluvial influence. River-dominated margins have a distinct environmental features, yet its magnetic study is rare and relevant mechanism of magnetic alteration by diagenesis is not well known. In this study, five to six cores from the inner shelf of the East China Sea will be collected, and subjected to sedimentological, environmental magnetic, geochemical analyses as well as diffuse reflectance spectroscopy, electro microscopy and X-ray diffraction examinations. Spatial and temporal variations of iron oxides composition and magnetic mineral diagenesis will be analyzed. In combination with physicochemical characteristics, the influence of organic matter, iron oxide mineralogy, sedimentation rate, particle size, physical/bio-disturbance will be discussed. The results will be compared with magnetic mineral diagenesis in other marine environments and the mechanism behind the difference will be explored. This study will deepen the theory of magnetic mineral diagenesis in marine sediments. It will provide scientific basis for utilizing of magnetic properties in paleoclimate and paleoenvironment reconstruction and iron geochemistry study.

海洋沉积物磁性特征的早期成岩改造，对物源分析、古气候和古环境信息提取等具有重要影响，是环境磁学研究的前沿问题之一。但有关研究主要集中在深海和河流影响小的边缘海，大河主导的边缘海研究相对匮乏，早期成岩作用对沉积物磁性特征影响的机制仍不清晰。本项目以东海内陆架泥质区为研究对象，通过系列柱样采集，综合运用沉积学、磁性测量、化学提取、漫反射光谱、电镜扫描和X衍射分析等方法，分析沉积物中氧化铁的矿物组成、磁性特征的早期成岩改造及其时空变化，结合沉积物的理化性质，揭示有机质、氧化铁组成、沉积速率、粒度、物理/生物扰动等因素对磁性特征早期成岩改造的影响；比较大河主导边缘海沉积物与其他海洋沉积环境磁性特征早期成岩改造的异同及控制机制。本项研究可以丰富海洋沉积物磁性特征早期成岩改造理论，同时为基于沉积物磁性特征的古气候和古环境重建及铁的地球化学研究提供科学依据。

海洋沉积物磁性特征的早期成岩改造，对物源分析、古气候和古环境信息提取等具有重要影响，是环境磁学研究的前沿问题之一。但有关研究主要集中在深海和河流影响小的边缘海，大河主导的边缘海研究相对匮乏，早期成岩作用对沉积物磁性特征影响的机制仍不清晰。本项目以长江三角洲-东海内陆架泥质区为研究对象，通过表层沉积物和系列柱样采集，综合运用沉积学、磁性测量、化学提取、漫反射光谱、电镜扫描和X衍射分析等方法，分析沉积物中氧化铁的矿物组成、磁性特征的早期成岩改造及其时空变化，结合沉积物的理化性质，揭示有机质、氧化铁、沉积速率、粒度、物理/生物扰动等因素对磁性特征早期成岩改造的影响；比较大河主导边缘海沉积物与其他海洋沉积环境磁性特征早期成岩改造的异同及控制机制。取得的主要进展有：1）长江三角洲-东海内陆架泥质区表层沉积物磁性特征受到粒度的显著影响，一般细颗粒沉积物中亚铁磁性矿物含量高，但部分区域表层沉积物为早期成岩改造的‘老’沉积物（>300 a），上述粒度效应不存在；2）根据磁性特征的垂向变化，柱样可分为三类，反映了成岩作用分带完整性的不同；3）铁、碳、硫及硫同位素特征揭示了研究区域沉积物中较弱的硫酸盐还原，沉积物年龄及沉积速率影响成岩改造强度，进而导致了磁性特征垂向变化的空间差异；4）磁化率值的大小、成岩分带完整性及其反映的铁还原带和硫酸盐还原带转换深度，一定程度上可以揭示三角洲、陆架沉积的淤积和侵蚀特征。本项研究可以丰富海洋沉积物磁性特征早期成岩改造理论，同时为基于沉积物磁性特征的古气候和古环境重建及铁的地球化学研究提供科学依据。