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借用稀土元素长江黄河泥沙特征初露

发布时间:2019-09-13 06:41:59 编辑:笔名

借用稀土元素长江黄河泥沙特征初露

同济大学海洋地质学系杨守业博士等,通过和韩国同行的大力合作,近几年来对长江、黄河以及韩国河流所输送泥沙中稀土元素(RE)的组成、分异模式及其控制因素等进行了深入研究。最终借助RE可靠的“示踪”作用,证明长江、黄河泥沙的成分和地球表层沉积物非常相似,黄河沉积物更可作为陆源沉积物平均组成的典型代表。

据介绍,稀土元素包括原子序数从57到71的15个镧系元素,以及元素性质相似的钇(Y)元素。由于其特定的外层电子构型,具有特殊的物理化学性质,在地球表层环境中相对稳定、化学行为相当一致,基本上以复杂氧化物、硅酸盐、磷酸盐、磷硅酸盐、氟碳酸盐以及氟化物等形式存在;从而成为沉积物来源、地壳岩石化学风化特征等地壳表层作用和地壳演化过程研究中可靠的“示踪剂”,大受地质学家青睐。

在这样的背景下,世界大河的REE组成和分配特征,成为最近二十多年河流地球化学研究的一个热点。作为世界性大河,我国的长江和黄河每年输入大量泥沙进入渤海、黄海和东海等,其泥沙来源及其在我国东部和边缘海区的分布和扩散问题,当然成为科学家一直关心的重要问题。

杨守业说,近几年来,一些学者将我国边缘海沉积物的RE组成与长江黄河RE进行比较,进而探讨了边缘海沉积物的物源,取得了不少成果。但对这些RE组成的制约因素及对上陆壳或陆源物质的示踪意义,还有待更深入的研究探讨。同济大学海洋地质教育部重点实验室和韩国海洋研究院、韩国基础科学研究院的科研人员,就此展开了研究。

研究显示:长江和黄河沉积物(悬浮物)的REE组成与配分形式相似,均为“弱铈、铕异常”的相对平坦的上陆壳标准化曲线形态;与世界其他的大河流包括亚马逊河、密西西比河和印度河等比较,其REE组成具有明显的分布特点,更接近世界上陆壳(UCC)的稀土平均组成,并且主要受到河流沉积物的来源即流域的源岩组成的控制。

杨守业说,长江流域的化学风化作用要明显强于黄河流域,但它们的REE组成受化学风化影响较小。在世界大河中,黄河沉积物的REE组成独特,与世界上陆壳组成最为接近。这是因为黄河的泥沙90%来自中游的黄土地区,而黄土的化学组成被认为与世界平均的上陆壳组成非常相似,可以作为上陆壳平均组成的代表。

进一步研究揭示,黄河沉积物的稀土组成与我国上陆壳和陆表风化沉积物的平均组成更为接近,这证实了我国一些学者提出的“中国上陆壳与世界广泛接受的UCC组成并不完全一致”的观点。此外,在世界的主要大河流中,黄河沉积物具有独特的RE组成特征,可以作为陆源沉积物平均组成的典型代表,来对比研究世界其它入海河流的REE分异特征。

杨守业指出,我国边缘海沉积物的REE组成与长江和黄河的组成非常接近,具有相似的配分模式,“这也证明了长江与黄河入海的大量泥沙对边缘海的物质贡献”。


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