【摘 要】
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深渊科学是当前海洋研究最新的前沿领域,其物质来源研究仍然有许多未解决的问题。对挑战者深渊西南部边缘CD-1孔沉积物进行了涂片鉴定、U-Th年代、粘土矿物、常微量元素及Sr-Nd同位素分析,并基于稀土元素和Sr-Nd同位素二端元混合模型,半定量-定量计算了沉积物中火山物质和风尘物质的相对贡献量。同时,对沉积物中铁锰结核进行了矿物学和地球化学分析。结果表明:沉积物为太平洋典型的粘土粒级组分,粘土含量为
【基金项目】
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中国地质调查局项目（No.DD20160218）；
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深渊科学是当前海洋研究最新的前沿领域,其物质来源研究仍然有许多未解决的问题。对挑战者深渊西南部边缘CD-1孔沉积物进行了涂片鉴定、U-Th年代、粘土矿物、常微量元素及Sr-Nd同位素分析,并基于稀土元素和Sr-Nd同位素二端元混合模型,半定量-定量计算了沉积物中火山物质和风尘物质的相对贡献量。同时,对沉积物中铁锰结核进行了矿物学和地球化学分析。结果表明:沉积物为太平洋典型的粘土粒级组分,粘土含量为74%左右,其次为生物残渣（13%）和碎屑矿物（13%）;沉积速率低,仅为2.01mm/ka,其上部16.5 cm处对应的沉积历史约为82 ka。粘土矿物以蒙脱石（53%）和伊利石（35%）为主,绿泥石（9%）和高岭石（3%）含量较低。伊利石化学指数介于0.17～0.33之间,平均为0.26,为富Fe-Mg伊利石,形成于较强烈的物理风化环境。伊利石结晶度变化范围为0.21～0.33°?2θ,平均为0.24°?2θ;蒙脱石结晶度介于1.22～1.44°?2θ之间,平均为1.32°?2θ。粘土矿物来源分析表明,蒙脱石主要由附近火山物质蚀变而成,伊利石、绿泥石和高岭石主要来源于亚洲大陆风尘物质的输入。沉积物常量元素含量介于附近火山物质与风尘物质之间,微量元素典型比值（Rb/K）指示了火山物质对沉积物的贡献较大。CD-1孔的?REE变化范围为152μg/g～223μg/g,平均为189±20μg/g,稀土元素球粒陨石和上地壳标准化配分模式表明了研究区沉积物具有火山源和陆源混合属性。基于稀土元素二端元混合模型物源定量计算,认为沉积物主要来自于附近火山物质（平均为72%）,亚洲大陆风尘物质也有一定贡献（平均为28%）。87Sr/86Sr、143Nd/144Nd平均值分别为0.70535和0.51232。Sr-Nd同位素组成分析也表明沉积物为火山物质与风尘物质的混合,利用Sr同位素二端元混合方程计算得出附近火山物质贡献量平均为76%,亚洲大陆风尘物质贡献量平均为24%,与稀土元素定量计算结果一致。铁锰结核Mn/Fe比值介于0.3～14.0之间,平均为6.7,具有高Mn低Fe特征,为成岩成因的钠水锰矿,可能是受沉积物孔隙水和上覆水的共同影响。近年来,少量的工作揭示出风尘在该区生物地球化学循环中的重要作用,本文进一步定量的揭示了亚洲大陆风尘物质对太平洋最深处-挑战者深渊边缘的物质输入,阐明了风尘物质对世界大洋物质输入的重要性。
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