东海陆架沉积物中铁的早期化学成岩作用

【摘要】：陆架边缘海沉积物是活跃的地球化学反应器。铁是丰度最高的氧化还原敏感元素,是早期成岩作用的重要参与者。本文利用连续提取法将不同形态的铁分离出来,测定不同赋存形态的比例、分布特征,可以揭示不同形态在铁的早期化学成岩作用中的贡献,对于研究近海陆架沉积物中铁、硫、碳、磷及重金属微量元素的循环具有一定的参考意义。本论文以东海为研究目标,采集了1根东海外陆架泥质区柱状沉积物、3根内陆架泥质区沉积物和21个表层沉积物样品,分别以Poulton序列提取法对表层沉积物中总铁进行分离提取;以Lord提取法对柱状沉积物铁进行提取,并结合粒度、有机质含量等参数对表层样和柱状样铁的不同形态的含量、分布和影响因素进行分析和讨论,主要研究结果如下: 1.在东海表层沉积物中,总铁中不同形态按比例从大到小依次为:Fe_(PRS) Fe_U Fe_(ox2) Fe_(mag) Fe_(carb) Fe_(ox1) Fe_(py),其中活性铁在总铁中的比例很高,其平均含量占总铁的80.02%,活性铁氧化物在总铁中的平均比值为28%。总铁和总铝分布表现出明显的“粒控性”。碳酸盐结合态铁、易还原氧化铁、可还原氧化铁与层状硅酸盐铁之间有较好的相关性,存在一定的转化,这四种组分与粘土、粉砂和砂,尤其是粉砂之间有很好的正相关性。 2.在东海外陆架泥质区C0508柱状沉积物中,活性铁的不同形态占活性铁的比例Fe3S4最高(65.05%),Fe(III)-氧化物次之(30.34%),FeS_2含量很低(2.36%),FeS含量最低(1.55%);内陆架泥质区C0701、C0704、C0804站位沉积物中活性铁形态含量Fe(III)-氧化物 Fe_3S_4 FeS FeS_2。Fe(III)-氧化物和Fe_3S_4是泥质区柱状沉积物中活性铁的主要存在形态,过渡态铁硫化物(Fe_3S_4)的积累主要由东海较低的活性有机质以及较高的活性铁等特定的沉积条件共同决定的,较高的活性铁也抑制了黄铁矿的形成。活性铁各种形态的含量分布特征可能受不同的沉积环境、氧化还原进程等过程共同影响。 3.东海外陆架C0508站位与内陆架C0701、C0704、C0804站位相比,外陆架有机质含量及活性、Fe_3S4和FeS_2含量都高于内陆架,但总铁和铁(III)-氧化物的含量则低于内陆架。外陆架在相对高含量、高活性的有机质条件下,铁(III)-氧化物的还原作用更活跃,导致成岩作用的亚稳定产物FeS相对少,以Fe_3S_4和FeS_2相对稳定状态存在的成岩产物较多。