西北太平洋春、秋季悬浮颗粒物的粒径变化与物质组分

为了解日本以东的西北太平洋200m以浅上层水体悬浮颗粒物的粒径变化与物质组分,分别于2015年5月和9月在该海区应用LISST-100X型现场激光粒度仪进行了悬浮体粒径分布的测量,并采集悬浮体水样采用扫描电镜及能谱分析悬浮颗粒物的物质组分.结果表明,研究区的悬浮颗粒物主要由大粒径颗粒(大于133μm)组成,并在100m以浅的上表层集中分布,其余层位颗粒含量较少.秋季悬浮体浓度远高于春季,但大粒径颗粒所占的比重明显降低,中等大小的颗粒(36~133μm)所占比重相应增加,中等粒径颗粒和细小粒径颗粒(小于36μm)在200m水层以浅分布较均匀,并有随着粒径的增大悬浮体浓度逐渐增加的趋势.悬浮颗粒物组成成分主要为单矿物碎屑、生物碎屑、絮凝体,主要来源于海洋浮游生物和陆源输入.悬浮体浓度及粒径分布特征主要受生物生长、大陆风尘和洋流输送等因素的影响.     

三峡工程一期蓄水后长江口悬浮体形态及物质组成

2003年6月1—10日为长江三峡工程一期蓄水期,为了研究长江三峡工程蓄水对长江口环境的影响,2003年6月15—25日组织了长江口及其邻近海域环境综合调查,对该次调查所取得的悬浮体样品进行了显微观察和X射线衍射测定,分析了不同水体中悬浮体颗粒的形态特征和物质组成。结果表明:从徐六泾到长江口邻近海域,悬浮体颗粒形态特征不同,徐六泾至南支主槽,悬浮体颗粒以单颗粒为主;拦门沙最大浑浊带,悬浮体颗粒以大絮团、团状絮团和絮网为主;长江口邻近海域,悬浮体颗粒以有机质絮团和单颗粒并存为主。长江口区悬浮体矿物颗粒主要以粒状或片状形式存在。悬浮体矿物颗粒主要由石英、长石等碎屑矿物和黏土矿物组成。从河道到长江口外的邻近海域,石英和长石含量逐渐降低,伊利石和绿泥石含量逐渐增加,高岭石含量先降低后增加。与蓄水前相比,蓄水后徐六泾附近小絮团数量有所增加,蓄水前后拦门沙和长江口邻近海域悬浮体形态特征和长江口地区悬浮体物质组成并未发生明显变化。     

南海三沙永乐龙洞悬浮体组分及其来源

三沙永乐龙洞位于南海北部永乐环礁上,水深达300m,是世界已知最深的海洋蓝洞。采用扫描电镜和能谱仪对2016年10月和2017年3月在永乐龙洞从表层到270m的24个不同深度采集的水体悬浮体组分进行了分析,发现悬浮体组分种类丰富,粒度差异大,来源/成因多样,可分为生源碎屑、陆源碎屑、自生矿物颗粒、有机包膜-海洋雪花和人工产物碎屑等5类。生源碎屑以碳酸盐为主,主要来自现代珊瑚礁的松散沉积物,是悬浮体的主要组分。陆源碎屑主要是造岩矿物如石英和长石,以及一些包括重矿物的副矿物,其中细小的陆源造岩矿物碎屑,有可能来自气溶胶沉降,粗粒碎屑可能来自附近琛航岛工程散落的海南岛沿岸海砂。自生矿物颗粒包括重晶石、球状微粒氧化铁集合体和纳米黄铁矿。纳米黄铁矿及其集合体出现在130m以深水体中,是含硫化氢的无氧极端水体的特定产物。有机包膜在生物降解过程中形成,有时包覆多个不同组分的颗粒,常呈片状漂浮在水体中,形成海洋雪花。人工产物碎屑包括多种金属碎屑、微塑料纤维丝和过硫化铅丝。金属碎屑可能来自船只金属部件耗损,微塑料纤维可能来自渔网残余。本文是首次有关海洋蓝洞悬浮体组分的系统报道。永乐龙洞悬浮体组分特色鲜明,对认识其生态系统和沉积记录有重要意义。     

台湾浅滩及其邻近海域沉降颗粒物及絮凝体类型研究

2004年7月25日至8月10日在台湾浅滩及其邻近海域取得悬浮体样品,通过扫描电镜及能谱分析,探讨了台湾浅滩及其邻近海域沉降颗粒物类型及其絮凝沉积作用.结果表明:单颗粒沉降颗粒物类型有生物颗粒、矿物颗粒和其他颗粒等3种类型;沉降颗粒物絮凝体类型包括住囊类、粪球絮凝体、硅藻絮凝体、矿物碎屑絮凝体、有机包膜、混杂絮凝体、微型藻类絮凝体等7种.颗粒物类型受到地形、海流和陆源输入等海洋环境的影响,生物絮凝和上升流可能是导致悬浮颗粒聚集的主要原因.絮凝在悬浮体的沉积过程中起着十分重要的作用.     

夏季东海陆架不同水团对悬浮体物质组成及粒度分布的影响

基于2012年7月东海陆架水文及悬浮体粒度等实测数据,分析不同水团内悬浮体物质组成和粒度分布特征,并探究其影响因素,为查明东海陆架海区陆源沉积物输运扩散机制、揭示海底沉积物来源和成因机制等提供理论依据。结果显示:夏季东海陆架悬浮体由两部分构成,即≤128μm的无机颗粒和?128μm以浮游生物为主的颗粒,其平均体积浓度分别为3.5μL/L和8.4μL/L。悬浮体空间分布受到该海域水团类型的制约。长江冲淡水、台湾暖流表层水、台湾暖流深层水、台湾海峡暖水以及东海冷涡的悬浮体粒径均呈双峰分布,峰值位于27.7—74.7μm和391μm;苏北沿岸流影响海域悬浮体粒径呈单峰分布,小颗粒端含量极低。悬浮体粒度组成及其空间分布差异与水团挟带的无机颗粒、营养盐输送以及水体界面阻隔密切相关。其中,长江冲淡水挟带大量无机颗粒和营养盐进入东海,致使其无机颗粒和浮游生物含量均为研究区最高;苏北沿岸流经长距离扩散后挟带的无机颗粒大多已经沉降,因此无机颗粒含量在研究区最低,而其挟带的丰富营养盐,致使浮游生物含量为次高值;台湾暖流表层水、台湾暖流深层水、东海冷涡以及台湾海峡暖水中悬浮体均以无机颗粒为主,其中前三个水团的水体界面处浮游生物含量较高;不同水团垂向交界处常形成温、盐跃层,跃层能够抑制底层营养盐向表层的扩散,导致跃层位置成为浮游生物高含量区。     

珠江口磨刀门泥沙絮凝特征

本文利用激光粒度仪实测得到珠江口磨刀门河口2013年夏季悬浮泥沙现场絮凝及絮凝体特征,同时对比悬沙分散粒径和含沙量,研究表明:悬沙分散粒径平均值为27.9μm,现场实测絮团粒径平均值为91.6μm,表明磨刀门口外的悬浮泥沙絮凝现象显著;实测絮团平均粒径变化范围为13.0~273.8μm,小潮期间絮团粒径平均值为131.5μm,大于大潮平均值76.9μm;絮凝体粒径在垂向上的变化表现为由表及底先变大再变小。絮团体积浓度、沉速与粒径的关系在不同情况下有差异,体积浓度和絮团粒径在表层和中层有明显正相关关系,絮团沉速在大潮时刻随着粒径的增大而增大。综合分析影响絮凝的因素,得知在珠江口盐度对于絮团大小影响不明显;而流速大小的差异是影响大小潮之间絮团大小不同的主要因素。研究结果有助于了解珠江口细颗粒泥沙输移特性和相关生物化学过程。     

伶仃洋河口泥沙絮凝特征及影响因素研究

泥沙絮凝对河口细颗粒泥沙运动过程起着极其重要的作用。本文通过LISST-100激光粒度仪等仪器实测伶仃洋河口2013年洪季悬浮泥沙絮凝体现场粒径及水动力、泥沙条件,结合实验室悬沙粒径分析,研究大小潮期间伶仃洋河口泥沙絮凝特征,探讨紊动剪切强度、含沙量、盐度分层及波浪等因素对伶仃洋河口泥沙絮凝的影响。结果表明:伶仃洋河口水体中现场粒径平均值为148.53 μm,大于实验室悬沙分散粒径36.74 μm,河口絮凝现象明显;沉速与有效密度、粒径呈正相关,絮团平均有效密度为153.49 kg/m3,平均沉速达1.13 mm/s;小潮时絮团平均粒径大于大潮,垂向上表底层絮团粒径小、中层大,中底层絮团沉速大于表层。伶仃洋河口水动力、泥沙条件是影响其泥沙絮凝的重要因素,低剪切强度（小于5 s-1）、低含沙量（小于50 mg/L）及高体积浓度有利于细颗粒泥沙之间的相互碰撞,促进絮凝作用;当剪切强度与颗粒间碰撞强度高于絮团所能承受的强度时,絮团易破碎分解成小絮团或更细的泥沙颗粒;伶仃洋河口盐度层化引起的泥沙捕获现象增大中层泥沙体积浓度,有利于中层絮凝体的发育;观测期相对较大的波浪增强水体紊动,增大了水体细颗粒泥沙的碰撞几率,表层絮团粒径随波高峰值的出现而增大。     

2004年夏季台湾浅滩及其邻近海域悬浮体成分与分布特征

本文根据2004年7月25日至8月10日在台湾浅滩及其邻近海域获取的悬浮体样品,采用了"微孔滤膜法"取得数据,利用偏光显微镜、体视显微镜和扫描电镜及能谱分析,结果表明:悬浮体含量在水平分布上为由近岸向外逐渐降低,总体上表层悬浮体含量高于底层;悬浮体的成分包括粗颗粒组份(它生矿物碎屑、自生矿物和生源碎屑)和细颗粒组份(无机矿物颗粒和超微生源颗粒),其中表层矿物碎屑分布特征为由岸向外递减,底层矿物碎屑则为近岸低、浅滩区高和浅滩外侧低;自生矿物和表层生源碎屑都具有自岸向外增加的特点;细颗粒组份中无机矿物颗粒为主,超微生源颗粒含量较少.研究区悬浮体分布受水文因素、物质来源及海底地形的影响,中国大陆陆源输入影响研究区悬浮体成分及其分布特征.     

冲绳海槽中南部及其邻近陆架悬浮体的分布、组成和影响因子分析

初夏冲绳海槽中南部海域悬浮体含量的分布特点为:表层水体中部海区高,南北海区低;中底层水体自南西至北东由低至高.从陆架到海槽断面的悬浮体含量分布为陆架最高值区、陆坡最低值区和海槽低值区.悬浮体组成包括矿物岩石碎屑、生物骨屑以及絮凝体.矿物岩石碎屑主要分布在陆架区中、下层水体,生物骨屑主要分布在海槽区(整个水层)和陆架区上层水体,絮凝体在研究区都有分布.海槽区与陆架区的悬浮体含量垂直分布和组分特征具有明显的差异.研究区悬浮体分布和组成主要受控于黑潮对陆架物质向冲绳海槽输送的阻隔、生物生产量以及地形、地理环境.     

2009年春季九龙江口水体沉降颗粒物组分的类型与分布

对2009年3月28 ～ 29日利用沉积物捕获器在九龙江河口区分层收集的沉降颗粒物分别进行了激光粒度、X射线衍射、扫描电镜和能谱分析,分析了沉降颗粒物的粒度特征和粘土矿物组成特征,并探讨了九龙江河口水体沉降颗粒物类型及其絮凝沉积作用.结果表明:各站各层沉降颗粒物有不同的粒度组成和粘土矿物组成特征,单颗粒沉降颗粒物类型主要有3种类型(生物、矿物和其他颗粒);沉降颗粒物絮凝体类型则有5种主要类型,包括被囊类、硅藻等生物形成的絮凝体,粪球、矿物碎屑等形成的絮凝体以及由生物和有机质等形成的混杂絮凝体.研究区沉降颗粒物的类型受到地形、径流、潮流的影响,影响研究区沉积颗粒物分布的主要原因包括陆源碎屑物质的输入和人类活动的影响.颗粒物絮凝还受到河口区水体的盐度、有机物的吸附等诸多因素的影响.     

台风“灿鸿”对长江口外海域悬浮体分布的影响

台风作为事件性的强动力因素,其对河口海域沉积环境的影响目前研究较少,开展典型台风事件对长江口外海域悬浮体分布的影响研究对于深入理解长江径流挟带陆源物质向东海陆架扩散机制等具有重要意义。利用2015年09号台风"灿鸿"过境前后长江口外海域现场调查数据,分析台风前后长江口外水体结构和悬浮体粒度分布变化,结合同期环境观测数据与开源数据,阐明台风对河口外海域悬浮体分布的影响机制。结果表明:长江口外海域悬浮体中细颗粒组分(≤ 128μm)主要为无机矿物颗粒,而粗颗粒组分(>128μm)主要是生源有机颗粒。生源有机粗颗粒主要分布于中上层水体,而无机细颗粒主要分布于底层水体,使得长江口外海域悬浮体平均粒径分布呈双层结构。台风前后悬浮体粒度分布变化反映了台风对长江口外海域物理和生物过程的双重影响,其中物理过程主要影响无机细颗粒分布变化,生物过程主要影响有机粗颗粒。台风期间强烈的偏北风使得长江冲淡水在口门外海域由东北输运转为往东输运,与长江冲淡水输运方向一致的表层无机细颗粒在台风后输运方向同样往东。另外,台风作用在河口区产生的下降流将12250-4站位底部再悬浮的泥质沉积物向东搬运至12300-4站,导致12300-4站底层悬浮体浓度增加、粒度变细。台风过境还造成长江口外海域初级生产力提高,而浮游植物生长对悬浮体中有机粗颗粒的形成有促进作用,使得口门外海域上层水体中有机粗颗粒体积浓度升高。长江口外海域由于台风过境导致悬浮体中无机细颗粒和生源有机颗粒含量均增加,使得其平均粒径整体变化不大。     

2012 年春季南海南部不同水团上层海水中悬浮体分布特征及其物源分析

为了解南海南部海域不同水团对悬浮体分布特征的影响,于2012年4~5月在南海南部海域的80个测站分层采集了悬浮体水样,并现场测量各站位200 m以浅水体剖面上的悬浮体浓度、粒径、水体浊度、叶绿素a浓度以及温度、盐度等数据。分别选取受中南半岛沿岸混合水、南部陆架水、苏禄海与本地海水的混合水、南沙中央表层水等4个水团影响的多个典型站位数据,分析各水团悬浮体组分和分布特征。结果表明,南海南部海域悬浮体含量很少,浓度较小,均值为2.96μL/L;悬浮体主要组分为生源大颗粒,其粒径多在100μm以上,另有少量无机矿物碎屑,其粒径大部分小于32μm。巽他陆架北缘浅水区受南部陆架水控制,并且受到局地上升流的影响,陆源物质和生源物质含量均较多,导致其悬浮体浓度在4个水团中最高。苏禄海与本地海水混合水中悬浮体分布主要受浮游植物的影响。中南半岛沿岸混合水中悬浮体含较多陆源物质。南沙中央表层水受陆源物质影响很小,悬浮体主要由生源物质组成,且其浓度较小。     

枯季珠江河口悬浮泥沙絮凝沉降特征的观测与分析

2000年1月,利用L ISST-ST现场激光粒度沉速仪,对珠江河口悬浮泥沙的现场粒级与沉速特征进行观测和分析,结果表明:珠江河口悬浮泥沙絮凝沉降特征具有复杂的时空变化,悬浮泥沙颗粒现场中值粒径为10~96μm,各粒级颗粒的现场中值沉速为0.001~0.02 cm/s,并可用关系式iω=k.din(0.29相似文献   

黄河口毗邻渤海陆架区悬浮体成分

扫描电镜配合能谱分析、X射线衍射及光学显微镜分析表明,黄河口毗邻的渤海陆架区悬浮体主要由矿物、浮游生物和有机包膜三类成分组成。在悬浮体中鉴别出23种矿物,主要是石英、长石、云母、方解石和粘土矿物(依次为伊利石、蒙皂石、绿泥石和高岭石),特征矿物是云母、方解石、蒙皂石和角闪石。辨识出21种藻类,大多数是硅藻,少数为钙藻和鞭毛藻。生物成分主要集中在水体上层。首次在渤海悬浮体中发现了有机包膜。并讨论了悬浮体成因及其沉积作用。     

南海中部沉积物颗粒组分特征

为研究南海中部沉积物的粒度特征及其蕴含的古海洋信息,对南海中部中沙以南的陆坡和海盆区表层沉积物及分别位于陆坡和海盆的2根柱样进行了粒度、扫描电镜、CaCO3和生物硅含量的分析.结果显示,南海中部沉积物由三类颗粒组分构成,其中,第一类颗粒组分的峰值粒径在5～10μm之间,主要由陆源矿物碎屑组成;第二类组分的峰值粒径在40～70 μm之间,主要由有孔虫和硅藻组成;第三类颗粒组分的峰值粒径＞ 400 μm,由生物骨骼碎屑组成.这三类颗粒组分中第一类在研究区表层沉积物中均存在,第三类则随机分布,第二类颗粒组分多以有孔虫为主,其含量受水深控制.在南海中部碳酸钙临界补偿深度[Dc(CaC03)]以浅的陆坡区,因有孔虫含量较多,沉积物粒度曲线多为双峰形态,而在Dc(CaCO3)值以下的海盆区,因大部分有孔虫被溶解,沉积物中第二类颗粒组分为含量相对较低的硅藻,沉积物粒度曲线呈单峰或双峰形态.无论是陆坡区还是海盆区的柱样沉积,其平均粒径、第二类颗粒组分含量的变化均反映了有孔虫或硅藻含量的变化,因此,可以作为研究南海中部古生产力的替代性指标.     

长江河口悬浮颗粒物研究

１９９４年１１月、１９９６年９月和１９９７年１月使用ＦＡＣＳｃａｎ流式细胞仪技术等分析观测手段对长江河口悬浮体进行了研究。结果表明,长江河口悬浮体中,具有有机性的颗粒数占总颗粒数的６０％￣７０％;在颗粒粒径分布上,粗颗粒物质（〉８μｍ）主要为有机物质（生物残体、小型藻类、矿物－有机物集合体）,细颗粒物质（〈８μｍ）主要为粘土矿物、有有机物附着和具有有机裹层的粘呈集合体;有机性颗粒物质含量随盐度变化     

夏季北黄海不同性质悬浮体分布特征及其控制因素分析

为了探讨夏季不同性质悬浮体在研究区的分布特征及其控制因素,于2016年6—7月在北黄海使用LISST-100X(C)型激光粒度仪和CTD测量了悬浮体浓度和水体温度、浊度、荧光叶绿素浓度数据。结合现场水文数据对不同粒径悬浮体的分布规律进行分析。结果表明,夏季研究区悬浮体含有大量以生源颗粒为主的粗颗粒(128μm),其浓度在下层水体较低,在远岸层结水体的温跃层附近最高。粒径128μm的细颗粒浓度与浊度分布趋势一致,主要反映陆源无机颗粒的变化。其浓度整体呈近岸高远岸低、下层高上层低的分布特征;在成山头近岸海域最高,并且在鲁北沿岸浅水与远岸深水之间存在浓度锋。潮混合作用和温跃层是影响悬浮体浓度空间分布的主要控制因素。潮混合作用促使鲁北沿岸出现陆架温度锋,阻碍沿岸细颗粒物质向海输运;成山头近岸较强的潮混合作用导致当地沉积物再悬浮,使该区域细颗粒浓度最高。温跃层不仅阻碍了下层细颗粒物质向上扩散,还对上层沉降下来的颗粒有"累积"作用。此外,跃层附近丰富的浮游植物对粗颗粒浓度高值区的形成有促进作用。     

黄河口潮滩泥沙絮凝研究

本文基于现场观测的絮团粒径、悬沙浓度及水动力数据,研究了黄河口南部潮滩泥沙絮凝特征。研究发现,黄河口潮滩絮团粒径在25.42～264.44 μm之间,平均为95.20 μm。水体紊动对黄河口潮滩絮凝的影响存在差异,紊动对絮凝促进作用的上限约为G_l=3.76 s?1。紊动强度低于G_l时,紊动促进泥沙絮凝,絮团粒径随紊动加强而增大;反之水体紊动对絮凝主要起抑制作用,絮团粒径随紊动强度增大而减小。悬沙浓度对黄河口潮滩泥沙絮凝起抑制作用,同等紊动条件下高悬沙浓度对应的絮团粒径更小。黄河口潮滩絮团有效密度与粒径呈现负相关关系,沉速主要受粒径影响。本研究补充了对弱潮河口潮滩泥沙絮凝特性的认识。     

珠江口黏性泥沙絮凝的湍流动力机制

本文利用2010年枯季在珠江口进行的大、中、小潮LISST剖面及底边界层观测资料，分析了磨刀门河口枯季稳定存在的絮团三峰结构，即构建絮团的基本粒子的平均粒径约为8.3～9.0 μm，小絮团为36～100 μm，大絮团大于180 μm。小潮期，盐跃层捕集的悬浮泥沙以强絮凝过程为主，大絮团含量占优；中、大潮期，平均粒径普遍增大，絮凝占优。潮内的动力变化对絮团多峰结构及形态参数的影响不明显，絮凝与解凝处于动态平衡。结合坐底三角架的湍流资料和简化的群体平衡模型(Population Balance Equation，PBE)，进一步揭示了絮团变化的湍流动力机制。高流速下的强紊动剪切力，直接导致大絮团被破坏形成小絮凝体，絮凝体平均粒径减小，反之絮凝强于解凝作用。同时，基于高斯矩积分方法求解PBE，得到的粒径分布基本与观测值吻合，说明在有较好的现场湍流与粒径观测资料的条件下，PBE包含的湍流动力机制可以用来研究黏性泥沙的絮凝过程。     

白令海北部悬浮体含量分布及其颗粒组分特征

对中国第四次北极科学考察期间在白令海北部获取的海水样品进行悬浮体含量及其颗粒组分特征的分析。结果表明,白令海陆架海区悬浮体含量大体呈现出表层浓度低而底层浓度高的特点。表层海水悬浮体含量在白令海峡西侧和陆架东侧靠近阿拉斯加沿岸含量较高,而底层海水中悬浮体含量则在白令海峡西侧,以及白令海陆架西南部的圣马修岛西北侧较高。陆架流系对底床物质的再悬浮作用致使白令海悬浮颗粒物浓度的高值区多位于近底层海水中。受白令陆坡流沿陆架坡折带输运作用,研究区西南部悬浮体浓度较高。白令海陆架水以及阿纳德尔流携带悬浮颗粒向北输运,使得底层悬浮体浓度呈现出自南向北逐渐减弱的模式。圣劳仑斯岛以北靠近楚科奇半岛一侧海域,受高营养盐的阿纳德尔流的影响,悬浮颗粒物以藻类为主;东侧阿拉斯加沿岸流区悬浮颗粒则以陆源的碎屑矿物为主。