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西南印度洋脊热液区和Santa Monica海盆冷泉区生物壳体C、O同位素研究

周杰  
【摘要】:生活于海底热液区和冷泉区中的生物壳体能够记录所处海水的环境信息。本研究以西南印度洋脊(SWIR)热液调查区取得的藤壶壳体和美国加利福尼亚近海岸SantaMonica海盆冷泉区取得的双壳类壳体为研究对象,通过电子显微镜、X射线衍射(XRD)、C、O同位素测定等实验测试手段,对样品进行了矿物组成以及元素组成研究,以探讨深海极端环境下生物壳体记录的环境信息,为研究深海环境提供依据。本次研究得出以下两方面的成果: 热液区样品:实验样品种类鉴定结果显示藤壶可能属于厚板藤壶科Pachylasmatidae,似厚板藤壶Pachylasmasp.的种。XRD测试结果显示,藤壶壳体矿物组成主要为方解石,仅有两个样品含有不到1%的石英杂质。壳体δ13C值分布在0.54–1.80‰之间,平均值为1.15‰(n=30),符合正常海相生物碳酸盐壳体δ13C值取值范围。壳体δ18O值分布在4.02–5.67‰之间,平均值为5.21‰(n=30),根据δ18O值范围推测,藤壶壳体形成时海水的盐度存在异常。通过对δ13C值和δ18O值的分析,可以推测藤壶靠近热液喷口生活,周围海水中的含碳气体浓度与正常海水环境差别不大。 冷泉区样品:实验样品种类鉴定结果显示主要有以下两种双壳类:长形伴溢蛤CalyptogeniaelongataDall,扁满月蛤Lucinomasp.。XRD测试结果显示,两种冷泉双壳类壳体矿物组成主要为文石(99%以上)。壳体δ13C值分布在-23.05–2.11‰之间,平均值为-6.62‰(n=30),多数壳体δ13C为负值(低于-1.27‰),低于正常海相生物碳酸盐壳体δ13C值。个别壳体表现出13C较大亏损(δ13C值低至-23.05‰),且随年龄增长壳体δ13C值发生较大变化(变化幅度达到15.61‰)。这是至今报导的最亏损13C的新鲜海洋双壳类壳体。壳体δ18O值分布在2.19–3.66‰之间,平均值为2.91‰(n=30),部分壳体的δ18O值比与海水达到同位素平衡时形成的碳酸盐壳体重。通过对δ13C值和δ18O值的分析,可以推测双壳类周围的甲烷浓度发生了变化。


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