不同岩性盐湖沉积物中挥发性有机质的特征

本研究通过不同岩性盐湖沉积物中C/N值，确定其有机质的来源均为藻类，然后采用气相色谱-离子迁移谱（GC-IMS）联用技术对不同岩性盐湖沉积物中的挥发性有机质进行了研究。结果显示不同岩性沉积物的挥发性有机质虽然来源相同，但是其种类和含量存在显著差异。在砂岩沉积物中，检测出16种挥发性有机质，而石盐中共检测出30种挥发性有机质。其砂岩样品中未检测出酯类化合物，而检测出的醛类、酮类、醇类以及呋喃类化合物的含量均比石盐中的含量要小，硫化物的含量与石盐中的含量差距较小，但砂岩中酸类物质的含量比石盐中高。这可能是由于在不同沉积时期，湖泊中生产有机质的藻类物质的种类和含量的不同，以及在早期成岩过程中沉积环境对有机质的保存和降解不同所造成的。本文为下一步深入研究挥发性有机质在盐湖沉积物中的地质意义提供了理论指导。     

青海可可西里东部盐湖水化学及沉积特征初步研究

2008 a夏对可可西里地区东部4个新发现的盐湖,进行了卤水水化学组分、矿物组成及其石盐元素含量分析。结果表明,该区水体卤水矿化度高,湖表卤水富硼锂等组分。通过对化学组分及水化学特征系数的研究,卤水的水化学类型主要为硫酸镁亚型和硫酸钠亚型。卤水pH值随着矿化度的增加而降低。Na+、Cl-含量与总矿化度呈正相关,SO42-"与矿化度呈负相关。Li与Mg物源、迁移规律近似。本区盐类沉积物以石盐为主,石盐中Si、Al、Fe、Sr含量低,其间相关性好,物质来源可能为周围岩石风化。布查盐湖盐类沉积存在少量硬石膏、半水石膏和铁白云石,表明布查盐湖的盐类物质来源很可能与地下热水作用有关。     

废黄河沉积记录中来自不同河流物质的信息——基于重矿物与地球化学元素分析

在全新世时间尺度内,沉积记录主要受控于沉积物供给、输运和堆积过程等因素。对废黄河沉积记录的深入分析可以反演黄河南流夺淮过程中沉积物的“源”-“汇”关系。基于废黄河故道沉积记录中重矿物和地球化学元素特征,并结合与现代黄河沉积物的对比,揭示废黄河沉积记录中物质来源的信息。结果表明,废黄河故道沉积物中重矿物平均含量为0.19%,种类多达15余种,以稳定矿物为主,不同矿物的时空变化差异较大。废黄河故道泥质和砂质沉积物中,地球化学元素表现出明显的时空变化规律,随深度递增元素含量可分为降低、稳定和增加趋势。对比现代黄河沉积物,发现废黄河故道沉积物中稳定和极稳定矿物相对含量较高,泥质沉积物中更多地富集Zn,Ni,Al,Ba,Cu,Li,K等元素。这一差异性反映出其它不同河流物质补给而产生的影响,淮河沉积物中重矿物和地球化学元素的研究为该论断提供了佐证。     

盐湖沉积物的穆斯堡尔效应研究

对青海柴达木盆地察尔汗、昆特依盐湖以及新疆罗布泊盐湖一系列沉积物样品进行了穆斯堡尔效应的研究。对全部样品做了常温下的穆斯堡尔谱学测量,并对部分样品做了低温下的测量。从穆斯堡尔谱的解析结果可知,盐湖沉积物黏土矿中含二价铁的主要矿物是绿泥石,在察尔汗盐湖样品中有少量菱铁矿;三价铁存在于多种矿物和非晶态的氢氧化物中;某些样品中含有少量的赤铁矿,它在常温下即出现磁有序。不同盐湖的沉积物样品和同一盐湖不同深度样品的含铁矿物组成及相对含量不同,Fe2+/Fe3+的比值也不同。这些结果可以反映出盐湖沉积过程中地球化学和环境及气候的变化。     

粒度在沉积物物源判别中的运用

自然界中沉积物的组成和成因具有多样性。应用粒度方法可以区分、提取和判别沉积物中的各个组分。粒度方法主要有频率曲线和累积曲线分布法、数学函数组分提取法(包括Weibull分布函数拟合法、端元模型分析法、标准偏差法、粒度分维法等)和粒度参数判别公式法。综合应用上述方法可有效地判别出单一沉积物的物质来源或者复杂沉积物中的各个组分,而这些方法被前人广泛地应用于湖泊研究中,提取了过去的环境变化信息,也指导了作者在盐湖沉积中的研究工作。     

柴达木盆地马海盐湖储卤层渗透特征及卤水富集机制

通过野外抽水试验方法,确定了柴达木盆地马海盐湖储卤层渗透系数,并结合地下卤水赋存特征与沉积环境对其渗透性能进行分析。结果表明：本地区石盐层大多不纯,石盐晶体内包裹有泥、砂,且晶体间也有泥、砂充填。在石盐沉积期间,由于受到洪水与间歇性河流影响,导致地质环境演化过程中沉积形成的储卤层渗透性能在各处相差较大,区域地下卤水的连通性相对较弱。根据试验开采区27口开采井钻孔资料和地下卤水监测数据,进行了储卤层差异性分类,将钻孔所揭露储卤层划分为3种类型,不同类型储卤层卤水富集性能具有较大差异,表现为渗透系数和单井涌水量在平面分布上的较大数值差距。通过对钻孔岩心岩性、孔隙特征及补给条件等方面进行分析,得出卤水富集性能强的基本条件：储卤层具备天然良好的颗粒骨架和稳定的卤水补给来源与通道。依据储卤层渗透性能和卤水富集规律,将马海盐湖试验开采区划分出不同地下卤水富集区段。     

盐湖卤水及其沉积物中微量元素的初步研究

用中子活化分析测定盐湖卤水及其沉积物中的微量元素仍是首次．从其测定结果来看，一般盐湖卤水中的微量元素均高于南极海水和大洋水，并随着卤水的浓度增高而增加着．其盐沉积物中的微量元素均高于其卤水，主要是由于粘土的吸附作用所致．     

察尔汗盐湖线形沙丘沙物质来源及输移路径

采用地球化学元素方法,探讨了察尔汗盐湖北岸线形沙丘的沙物质来源,并对区域物质输移路径进行了讨论。结果表明：戈壁、雅丹廊道流沙和线形沙丘的常量元素均以SiO₂、Al₂O₃和CaO为主,微量元素均以Cl、Ba、Sr和Co含量较高;线形沙丘与戈壁表层沉积物的常量与微量元素的UCC标准化值分布模式均较一致,且与距盐湖较近的雅丹廊道流沙也存在一定程度的相似性;沉积物的化学风化程度较弱,均处于早期的脱Na、Ca阶段,且在A-CN-K三角图中均位于大陆风化趋势线的反向延长线上,可能代表河流溶质的风化趋势。因此,戈壁表层沉积物和雅丹廊道流沙在线形沙丘形成过程中均可提供沙物质来源,且前者提供的沙物质应该更多。柴达木盆地可能为其下风向黄土的物质源区之一,但是提供的粉尘颗粒有限。     

南极南设得兰群岛附近海域表层沉积物中有色溶解有机物的分布特征及来源分析

在南极南设得兰群岛附近海域采集了6个表层沉积物样品,测定了提取液中溶解有机物(DOM)的有机碳含量、紫外-可见吸收光谱和三维荧光光谱,并对有色溶解有机物(CDOM)的分子量信息及各荧光组分的成分和来源进行了分析。结果表明,南设得兰群岛附近海域表层沉积物中DOM提取液的溶解有机碳(DOC)及沉积物有机碳(SOC)的含量呈现由近岸向开阔海域递减的趋势,紫外-可见吸收光谱中的吸收系数(a)也表现出了相似的性质,光谱斜率比(SR)表明近岸沉积物CDOM老化程度较强。通过对三维荧光光谱的分析可知,南设得兰群岛附近海域表层沉积物中的CDOM包含3种荧光组分,即类色氨酸、海洋类腐殖质和陆源类腐殖质,表现出较强的自生源特征,整个研究海域CDOM来源以内源为主,受陆生植物和土壤有机质的外源输入影响较小。通过CDOM各参数的相关性分析发现,沉积物DOM提取液的DOC含量与SOC含量以及吸收系数和腐殖化指数(HIX)等参数相互之间都呈显著正相关,相关系数(r)均在0.88以上,显著性水平P0.01。     

北极楚科奇海近代沉积物稀土元素地球化学特征初探

于 1 999年夏季我国首次北极科学考察期间在楚科奇海采集了三个沉积物岩芯 ,并采用中子活化法 (INAA)测定了沉积物样品中稀土元素的含量。结果表明 ,其含量与东海大陆架细粒沉积物的稀土元素含量十分接近。稀土元素的含量沿沉积物岩心的垂直分布呈现出随深度轻微增大的趋势。页岩标准化的稀土元素配分模式相对平缓 ,Ce有轻度负异常 ,表明沉积物稀土元素除了陆源物质以外 ,也存在生物沉积作用的来源。稀土元素与指示陆源的元素Al具有良好的正相关关系 ,相对于地壳丰度所计算的富集因子接近于 1 ,进一步说明楚科奇海沉积物中的稀土元素以陆源物质输入为主 ,通过江河携带入海 ,最后随碎屑物质、悬浮物而沉积下来 ,并保持一种稳定的沉积状态。     

Lacustrine Sedimentary Organic Matter Records of Late Quaternary Paleoclimates

Identification of the sources of organic matter in sedimentary records provides important paleolimnologic information. As the types and abundances of plant life in and around lakes change, the composition and amount of organic matter delivered to lake sediments changes. Despite the extensive early diagenetic losses of organic matter in general and of some of its important biomarker compounds in particular, bulk identifiers of organic matter sources appear to undergo minimal alteration after sedimentation. Age-related changes in the elemental, isotopic, and petrographic compositions of bulk sedimentary organic matter therefore preserve evidence of past environmental changes.We review different bulk organic matter proxies of climate change in tropical and temperate sedimentary records ranging in age from 10-500 ka. Times of wetter climate result in enhanced algal productivity in lakes as a consequence of greater wash-in of soil nutrients, and these periods are recorded as elevated Rock-Eval hydrogen indices, lowered organic C/N ratios, less negative organic 13C values, and increased organic carbon mass accumulation rates. Lowering of lake water levels, which typically depresses algal productivity, can also cause an apparent increase in organic carbon mass accumulation rates through suspension of sediments from lake margins and redeposition in deeper basins. Alternations between C3 and C4 watershed plants accompany climate changes such as glacial/interglacial transitions and wet/dry cycles, and these changes in land-plant types are evident in 13C values of organic matter in lake sediments. Changes in climate-driven hydrologic balances of lakes are recorded in D values of sedimentary organic matter. Visual microscopic examination of organic matter detritus is particularly useful in identifying changes in bulk organic matter delivery to lake sediments and therefore is important as an indicator of climate changes.     

扎龙湿地克钦湖表层沉积物中有机质、全氮和全磷含量分布特征

为了了解扎龙湿地克钦湖沉积物中营养物质的分布状况,在扎龙湿地克钦湖设置了21个采样点,于2016年7月9日,采集了0~5 cm深度的沉积物样品,测定了表层沉积物样品中有机质、全氮和全磷含量;利用克里金插值法,绘制表层沉积物有机质、全氮和全磷含量的空间分布图,并分析了其空间分布特征及影响因素。研究结果表明,克钦湖0~5 cm深度沉积物中有机质和全磷含量整体上由东北向西南逐渐减小,北湖区表层沉积物中的有机质和全磷含量都大于南湖区;克钦湖中西部表层沉积物中的全氮含量较大,东南部的较小,南、北湖区表层沉积物中全氮含量平均值较接近;克钦湖表层沉积物整体呈弱碱性,北湖区表层沉积物组成以粉砂土为主,南湖区表层沉积物组成以砂土为主;表层沉积物中有机质、全氮和全磷含量与研究区的地势、植物群落分布和周边人类活动有关,粉砂土含量和pH是影响表层沉积物中有机质、全氮和全磷含量分布的主要指标。     

Delivery and deposition of organic matter in surface sediments of Lagoa do Caçó (Brazil)

Elemental and isotopic compositions of organic matter in surficial sediments from five transects across Lagoa do Caçó (Brazil) were analyzed to identify the depth-related processes that affect the production and deposition of sedimentary organic matter in this shallow tropical lake. Each of four transverse transects began at a margin dominated by aquatic macrophytes (Eleocharis), crossed the central deep part of the lake, and terminated in the opposite, macrophyte-dominated margin. In each transect, TOC concentrations, C/N ratios, and δ¹³C values decreased between 0 and 4 m, whereas δ¹⁵N values increased. The variables remained stable in sediment from 4 m water depth to the center of the lake at 10 m. The depth-related patterns reflect differences in both the delivery and the deposition of organic matter in the lake. Organic matter is produced in abundance in the marginal area by emersed and submerged macrophyte vegetation that diminishes with depth and disappears at 4 meters. After the disappearance of macrophytes, organic matter is produced at low rates principally by open-lake phytoplankton. Drawdown of dissolved oxygen is high in the lake margins, but it is low in the oligotrophic open waters of the lake. Preservation of organic matter is consequently better in sediments of the lake margins than in deep waters. The depth-related pattern of organic matter delivery and deposition in the sediments of Lagoa do Caçó, in which water levels are sensitive to groundwater fluctuations, shows that the elemental and isotopic compositions of sediment organic matter can provide a record of changes in the paleohydrology of this and other similar shallow lake systems.     

北极新奥尔松地区湖泊沉积物色素含量变化及环境意义

大量的古气候资料和现代器测数据表明,最近100年来北极气候经历了明显的变暖过程,这必然会对脆弱的极地湖泊生态系统产生影响。以北极新奥尔松地区的湖泊沉积柱样为研究对象,对其中4种色素(叶绿素及其衍生物CD、总胡萝卜素TC、蓝藻叶黄素Myx和颤藻黄素Osc)进行了分析,结合其他物化指标如碳酸钙含量、TOC等,从历史演化的角度重点探讨了新奥尔松地区最近100年以来湖泊初级生产力演化过程。结果表明,在相对寒冷的小冰期,气候对湖泊中藻类的生长不利,湖泊生产力下降,沉积物中色素含量出现低值,生物硅含量降低;表层5cm(对应约1890AD)沉积物中有机质含量显著升高,各色素含量均明显增加,表明小冰期后气温上升,导致湖泊藻类生长迅速,湖泊生产力大大提高,但此时生物硅仍保持在相对较低的水平,这可能与其他藻类的竞争生长有关。最近100年,沉积物中Osc/Myx比值不断降低,表明该湖泊中蓝藻含量不断上升,暗示北极地区人类活动的增强可能导致湖泊营养水平增加。     

昌都地区盐泉水化学特征与找钾研究

昌都地区发育有大量的膏盐、白云石及菱镁矿,研究其区域成钾潜力意义重大。在对昌都盆地蒸发岩矿点实地考察过程中,共采集12个盐泉水样及2个泉水样。通过常微量元素及水化学特征系数研究,查明研究区盐泉水水化学类型为氯化物型和硫酸钠亚型,属于岩盐溶滤成因,溶滤了大量的石盐和少量的碳酸盐岩及硫酸盐岩,纳西盐井盐泉水同时还受深部循环水的影响。昌都地区盐泉水样中Na、Cl含量及矿化度由北向南逐渐降低,Br、Li、B含量较低,整体上呈现以贡觉为中心,向北、向南逐渐增高的变化趋势。研究区盐泉水具有内陆盐湖性质,北部含盐地层更具海相成因特征,盆地由北至南从海相沉积环境逐渐过渡为内陆海沉积环境,受陆表水影响愈大。研究表明,类乌齐含盐地层经历了最强烈的浓缩蒸发及岩盐溶滤作用,其浓缩阶段晚于纳西及贡觉含盐带,其成钾潜力同样也优于纳西及贡觉含盐带,可作为钾盐矿异常点。贡觉和纳西含盐地层在不同程度上受到了陆表水的影响。综合对比前人研究成果,发现囊谦—昌都—兰坪盆地自北向南,成钾潜力逐渐变优。     

生物硅在东南极湖泊古初级生产力研究中的应用

本文对南极中山站区的莫愁湖和大明湖沉积物中生物硅、有机质等环境指标进行了分析,并在对比研究的基础上,探讨了生物硅在重建东南极湖泊沉积生态环境记录研究中的应用.研究结果表明,大量保存较好的硅藻出现在东南极淡水湖泊沉积物中,生物硅含量在深度剖面上表现出显著波动,与有机质等生物地球化学指标具有一致的垂向变化趋势,表明它们具有...     

西藏昌都地区盐泉水化学特征与找钾研究 秦西伟 马海州 张西营 樊启顺 程怀德 李永寿 苗卫良 海擎宇 石海岩

西藏昌都地区发育有大量的膏盐、白云石及菱镁矿,研究其区域成钾潜力意义重大。在对昌都盆地蒸发岩矿点实地考察过程中,共采集了12个盐泉水样及2个泉水样。通过常微量元素及水化学特征系数研究,查明研究区盐泉水水化学类型为氯化物型和硫酸钠亚型,属于岩盐溶滤成因,溶滤了大量的石盐和少量的碳酸盐岩及硫酸盐岩,纳西盐井盐泉水同时还受深部循环水的影响。昌都地区盐泉水样中Na+、Cl-含量及矿化度由北向南逐渐降低,Br、Li、B含量较低,整体上呈现以贡觉为中心,向北、向南逐渐增高的变化趋势。研究区盐泉水具有内陆盐湖性质,北部含盐地层更具海相成因特征,盆地由北至南从海相沉积环境逐渐过度为内陆海沉积环境,受陆表水影响越大。研究表明,类乌齐含盐地层经历了最强烈的浓缩蒸发及盐岩溶滤作用,其浓缩阶段晚于纳西及贡觉含盐带,其成钾潜力同样也优于纳西及贡觉含盐带,可作为钾盐矿异常点。贡觉和纳西含盐地层在不同程度上受到了陆表水的影响。综合对比前人研究成果,发现囊谦—昌都—兰坪盆地自北向南,成钾潜力逐渐变优。     

Porewater geochemistry and solute flux from bottom sediments,Devils Lake,North Dakota

Sediment cores were collected for pore-water analysis from the eastern end of Devils Lake, located in northeastern North Dakota, to determine diagenetic reactions occurring in surficial bottom sediments and to evaluate the impact of these reactions on chemical concentrations in the overlying lake water. Sediment pore waters are enriched in major ions and nutrients relative to lake water. The principal sources of major ions to pore water are saline sediments located in the upper 1 m of bottom sediment. The principal source of titration alkalinity and nutrients to pore water is microbial decomposition of sedimentary organic matter by sulfate reduction. Sediment pore waters in the eastern part of Devils Lake have higher major-ion concentrations and solute-flux rates than the sediment pore waters in the central part of the lake. In contrast, sediment pore waters in the central part of Devils Lake have significantly higher nutrient concentrations and solute-flux rates. Major-ion concentrations and solute-flux rates in sediment pore water increase from west to east. These trends indicate that bottom-sediment diagenetic processes are, in part, responsible for the observed concentration gradient in the lake. The higher nutrient concentrations and the higher nutrient diffusional-flux rates in Main Bay are the result of more labile sedimentary organic matter and the occurrence of sulfate reduction. Environmentally-reactive trace-metal concentrations (Cu, Pb, Zn, and Fe) in bottom sediments decrease from west to east with distance from the surface-water sources and with increasing surface-water salinity.