渤海表层沉积物中有机碳的分布和来源

大河影响下的陆架边缘海沉积有机碳的分布和来源是全球碳循环研究的重要内容。本研究于2012年5月采集了渤海海域的29个表层沉积物样品,分析了粒度组成、总有机碳(TOC)、总氮(TN)、木质素含量和稳定碳同位素丰度(δ13C)等参数,结合基于蒙特卡洛模拟的三端元混合模型,定量研究了沉积物中有机碳的分布和来源情况,并讨论了其影响因素。结果表明,研究区域表层沉积物中TOC含量为0.19%~0.81%,渤海中部泥质区站位(大于0.65%)明显高于其周围砂质区域站位(小于0.40%);TOC与黏土含量也有显著的正相关性,说明细颗粒沉积物容易富集有机碳。沉积有机碳的δ13C范围为-23.7‰~-21.8‰,显示沉积有机碳是海源和陆源有机碳的混合输入。木质素参数,如C/V、S/V和LPVI的数值范围显示研究区域表层沉积物中木质素主要来源于被子植物草本组织与木本组织的混合,同时有少量裸子植物的贡献。基于蒙特卡洛模拟的三端元混合模型显示研究区域沉积物中有机碳主要来源于海洋浮游植物,平均为64%,陆源有机碳中来自土壤的贡献最高(平均为27%),C₃维管植物的贡献较少(平均为9%)。海洋浮游植物有机碳主要分布在渤海中部泥质区及离岸较远的区域,而土壤有机碳和C₃维管植物有机碳则主要沉积在河口附近及近岸区,并可以离岸输运到较远的地方。     

长江口表层沉积物中正构烷烃的高分辨分布特征及有机碳来源解析

于2014年3月对长江口及邻近海域的表层沉积物进行了高分辨率采样,分析了沉积物粒级组成、比表面积、总有机碳含量及其稳定碳同位素组成(δ¹³C)、正构烷烃及其相关分子指标,讨论了此区域沉积有机碳和正构烷烃的高分辨分布特征,并结合基于主成分分析-蒙特卡洛模拟的三端元混合模型,对沉积有机碳的来源进行了定量解析。结果表明,长江口及其邻近海域表层沉积物中总有机碳含量为0.45%±0.16%,近岸泥质区总有机碳含量较高,外海砂质区含量较低。总正构烷烃(C₁₄-C₃₅)的绝对含量和相对于总有机碳的含量分别为(1.42±0.73)μg/g和(0.34±0.21) mg/g。泥质区以长链正构烷烃占优势,具有较强的奇碳优势;砂质区以短链正构烷烃占优势,且具有一定的偶碳优势。长江输入、老黄河口输入、闽浙沿岸小型河流输入和水动力分选等因素制约了正构烷烃的输运和分布特征。模型结果显示此区域沉积有机碳来自海源、土壤和高等植物的混合输入,其中以海源为主,其贡献为42.70%±18.18%,由陆地向外海贡献逐渐升高,其次是土壤和高等植物,其贡献分别为2...     

孟加拉湾中部表层沉积物稀土元素特征及其物源指示意义

通过对孟加拉湾中部110个表层沉积物进行稀土元素(REE)测试分析,揭示了研究区稀土元素含量和分布特征,并讨论了其物质来源。结果表明,研究区稀土元素含量介于93.90×10-6~220.80×10-6之间,平均含量为138.25×10-6,接近上陆壳含量。REE整体表现出轻稀土富集、重稀土含量相对均一的特征,Eu呈明显负异常,无明显Ce异常。应用富集系数、判别函数及∑REE-(La/Yb)N等方法判别其物质来源,结果证实研究区沉积物主要为喜马拉雅山和青藏高原来源,还有一部分物质来自中印度半岛,而伊洛瓦底江物质对研究区沉积物组成影响不明显。G-B (恒河-布拉马普特拉河)沉积物标准化后的稀土参数聚类分析表明,印度源区的主要影响范围位于研究区西侧,其控制因素主要是物质供应方式及孟加拉湾表层环流,尤其是东印度沿岸流(EICC)对印度源区物质的输运。     

长江口表层沉积物中有机碳的来源、分布与成岩状态

在长江口及其邻近海域采集了表层沉积物样品,分析了粒级组成、有机碳(OC)含量及其稳定同位素丰度(δ13 C)、木质素和沉积色素含量和相关指标,并结合基于蒙特卡洛模拟的三端元混合模型,讨论了此区域沉积有机碳的来源、分布和成岩状态。结果表明,长江口表层沉积物中OC含量为0.21%~0.63%,长江口泥质区和浙闽沿岸OC含量较高,而河口外陆架上含量较低;δ13C为-23.1‰~-20.9‰,显示沉积有机碳是海洋和陆地来源的混合。木质素含量(Λ8)为0.16~1.41mg/100mg OC,其组成特点显示了木质素的草本和木本被子植物的混合来源。沉积色素以叶绿素的降解产物为主,主要分布在河口外陆架上;类胡萝卜素中以岩藻黄素为主,表明硅藻是此区域浮游植物的优势类群。以δ13 C和Λ8为来源指标的端元混合模型显示长江口沉积有机碳主要来自海洋浮游植物,其贡献为54.3%~88.1%(平均70.2%),从河口向陆架逐渐升高,其次是土壤(9.3%~32.1%,平均22.3%)和C3维管植物(2.7%~13.6%,平均7.5%),两者贡献均在长江口和浙闽沿岸附近较高。沉积物粒级组成、OC含量、δ13C丰度和生物标志物含量之间显著的相关性和分布一致性表明水动力分选过程在决定陆源OC(包括土壤和C3维管植物OC)在河口外的输运和分布中发挥了重要作用。富含木质素的新鲜植物碎屑主要与粗颗粒物相联系,并主要沉积在河口附近,而贫木质素的土壤有机碳则主要赋存在细颗粒物上,可输运到离河口较远的位置。木质素降解参数,如酸醛比、3,5-Bd/V和P/(S+V)在长江口外陆架上的砂质区域相对较高,显示此区域陆源有机碳降解程度较高,而叶绿素降解产物的比例在长江口泥质区较高,则可能与泥质沉积物中较强的有机碳再矿化作用有关。     

杭州湾表层沉积物有机碳分布、来源及近20年来的变化

根据2002年、2008年、2012年、2017年和2022年夏季采样分析结果,对杭州湾表层沉积物中有机碳（TOC）时空分布变化进行了研究。结果表明研究区TOC平均值分别为0.55%(n=16)、0.50%(n=112)、0.44%(n=38)、0.53%(n=38)和0.51%(n=38),总体上呈现南北高东西低的“X”形平面分布特征,高值区出现在北岸金山至南汇咀海域和南侧镇海至慈溪海域,相关性分析表明TOC分布受到沉积物类型的控制,主要赋存于细颗粒沉积物内。沉积物的氧化还原环境也对TOC分布有显著影响。分区进行5个年份TOC统计分析显示,20年来北部海域先减后增,变化较为明显,南部和东部海域2017年增大之后减小,西部海域变化不大。TOC随时间的变化受到自然条件和人为活动造成的长江入海泥沙和有机物质通量下降、海洋源增加等因素的影响。C/N、δ13C特征表明,研究区沉积物中有机碳陆源贡献比例大都在30%～70%,站点差异较大,北岸近岸海域和东南侧海域陆源有机碳比例较高,湾中部和东部海域有机碳的海洋源比例较高。     

长江口表层沉积物有机碳分布及其影响因素

根据长江口及其邻近海域2007年2、5、8、11月4个航次野外调查资料,系统地探讨了长江口表层沉积物总有机碳(TOC)的时空分布特征及其主要影响因素.结果表明,长江口及其邻近海域表层沉积物类型以细砂和粉砂为主,细颗粒泥沙主要分布在调查水域南部,北部海域以砂组分为主,沉积物组成和分布具显著的季节变化特征;长江口及其邻近海...     

渤海湾中部表层沉积物中多环芳烃分布及其来源

通过对渤海湾中部海域19个站位表层沉积物样品中检测出的13种优控多环芳烃(EPAs)进行同分异构体、甲基菲、GC—MS定量等分析,探讨了研究区沉积物中多环芳烃分布特征、输入来源和污染水平,结果表明,研究区表层沉积物中多环芳烃总含量为2.1~374.8ng/g,平均值为33.1ng/g,多环芳烃总含量呈现出由近岸区向深海区递减的趋势,除最高值BG-60站位外,研究区与其他地区相比污染水平为中—低;化合物组成上以3~4环为主,5~6环次之,从多环芳烃组成以及异构体和甲基菲比值分析表明,研究区沉积物中PAHs以燃烧来源为主,石油类产品和石油化工燃料燃烧贡献最大,煤、木材燃烧贡献次之;高含量的菲和4个高成熟度异常点证实石油烃PAHs污染客观存在。     

冲绳海槽中部表层沉积物的重矿物分布和来源

根据冲绳海槽表层沉积物的重矿物含量变化、物源、成因、地貌和沉积特征划分出东海陆坡、琉球岛坡和海槽槽底三个矿物组合区以及六个矿物组合亚区，并对其物质来源和影响范围作了讨论。     

西北冰洋表层沉积物黏土矿物分布特征及物质来源

西北冰洋表层沉积物黏土矿物分析结果显示其黏土矿物组成的区域分布和变化具有明显的规律性:从楚科奇海到北冰洋深水区,随着水深的增加,蒙皂石和高岭石含量增高,绿泥石和伊利石含量降低。自西往东,伊利石结晶度值降低,化学指数升高。根据Q型聚类分析获得的黏土矿物组合特征,结合周缘陆地的地质背景、河流及洋流情况,对研究区进行了黏土矿物组合分区,讨论了其黏土矿物来源。楚科奇海表层沉积物黏土矿物组合在靠近阿拉斯加一侧海域以Ⅰ类为主,靠东西伯利亚海一侧主要有Ⅱ类、Ⅲ类和Ⅳ类,中部主要为Ⅵ类,主要是西伯利亚和阿拉斯加的火山岩、变质岩以及一些含高岭石的沉积物以及古土壤等,经风化、河流搬运入海,在北太平洋的3股洋流及西伯利亚沿岸流的作用下沉积形成的。西北冰洋深水区表层沉积物的黏土矿物组合以Ⅰ类和Ⅴ类为主,表明其沉积物来源为欧亚陆架和加拿大北极群岛周缘海域的海冰沉积和大西洋水体的搬运以及加拿大马更些河的河流物质输入。     

东海陆架表层沉积物粘土矿物组成分布特征及来源

依照Stokes定律,由256个东海陆架表层沉积物样品中提取了2μm粒级组分、制成定向片,通过X-射线衍射(XRD)分析以及Biscaye(1965)方法计算了蒙皂石、伊利石、高岭石和绿泥石四种矿物的相对含量。结果显示,东海陆架区表层沉积物粘土矿物相对含量由高到低组成为伊利石(平均65.4%)、绿泥石(平均14.4%)、蒙皂石(平均13.3%)和高岭石(平均6.9%);东海陆架表层沉积物中高岭石含量有向海减小的趋势;陆架区东北部和中南部的伊利石含量较低、蒙皂石含量较高,东南部的伊利石和蒙皂石含量分布与其相反;绿泥石在研究区东部和东北部含量较低。聚类分析显示,东海陆架2μm粒级沉积物可分为"类长江"与"类黄河"两种类型。类长江细颗粒沉积物主要分布在东海陆架中西部地区;类黄河沉积物在研究区东北部、东部和南部的部分区域分布。东北部的类黄河沉积物可能来自黄河或废黄河口,而南部和东部的细颗粒沉积物可能是晚更新世冰期干冷气候下形成的产物与现代河流入海细颗粒的混合物。     

渤海中部表层沉积物中重金属赋存相态及来源

近年来由于环渤海经济圈的快速发展,渤海接受了来自周边河流、沿岸排污及海上油气开采所产生的大量的重金属等污染物质,使得渤海的生态环境系统面临前所未有的压力。本文采用电感耦合等离子质谱仪（ICP-MS）对采自渤海中部的25个表层沉积物样品中的Cu、Co、Ni、Zn、Pb、Cr、Cd等重金属元素的含量和赋存相态进行了分析,探讨了重金属分布规律、污染状况及来源。研究结果表明,Cu、Co、Ni、Zn、Cr在渤海湾的近岸区域和渤海中部泥质区有较高的含量,而Pb和Cd则在整个研究区的含量都较高;表层沉积物中Cu、Co、Ni、Zn、Cr主要以残渣态形式存在,而Pb和Cd则具有较高的非残渣态含量;生态风险评价结果表明该区表层沉积物未受到Co、Ni、Cr的污染,Cu、Zn、Pb和Cd则为未污染-中等程度污染。重金属元素Co、Ni、Cr以自然来源为主,在沉积物中的分布主要受沉积物物质组成的影响,而Cu、Zn、Pb,尤其是Cd,则受到了人类活动的显著影响。黄河沉积物是研究区表层沉积物中重金属的主要来源,影响范围涵盖了本区大部分区域,但在研究区的北端受到滦河来源物质的影响,渤海湾和研究区中部则受到海河物质和大气沉降来源重金属的一定影响。     

墨西哥湾表层沉积物中陆源有机碳的来源和补给

墨西哥湾表层沉积物中陆源有机碳的来源和补给ＭｉｇｕｅｌＡ．Ｇｏｎｌ等墨西哥湾是进行过广泛研究的海洋环境,部分有机碳保存在海洋沉积物中,由于邻近陆地物质,其陆源成因物质（ＯＣｔｅｒ）可能很高。包括北美大部分牧场的水系面积为３．３×１０－６ｋｍ２,密西西...     

南通近海表层沉积物粘土矿物含量分布特征及物质来源

应用X射线衍射(XRD)方法对南通近海137个表层沉积物0.002 mm的粘土组分进行分析,研究了南通近海表层沉积物中粘土矿物的组合特征、分布规律以及物质来源.结果表明,研究区粘土矿物中伊利石相对百分含量最高(70.6%~80.3%,平均值为75.0%),高岭石(9.8%~14.9%,平均值为12.4%)和绿泥石(8.1%~12.4%,平均值为10.3%)次之,蒙脱石含量最低(0~4.0%,平均值为2.3%);粘土矿物组合类型以伊利石-高岭石-绿泥石-蒙脱石型为主,伊利石-高岭石-绿泥石型次之.南通近海表层沉积物中粘土矿物主要为陆源成因,春夏季(5~9月)东北向扩展的长江冲淡水为研究区提供物源.     

孟加拉湾中部表层沉积物常微量元素地球化学:物源指示意义

通过对取自孟加拉湾中部的110个表层沉积物样品进行了常微量元素测试分析,探讨了其物质来源。在所有测试元素中,Si含量最高,其次为Al,且这两种元素的分布特征基本一致。化学蚀变指数（CIA^*）平均值为72.07,指示研究区沉积物风化程度位于喜马拉雅源区和印度源区沉积物之间。因子分析和判别函数计算分析表明研究区沉积物主要来自喜马拉雅源区和印度源区。使用Ti标准化后的元素比值反演模型估算的喜马拉雅源区和印度源区对研究区沉积物的相对贡献比例分别为83.5%和16.5%。其中,喜马拉雅源区对研究区东部沉积物贡献相对较大,而在研究区西部印度源区贡献比例相对东部为高。喜马拉雅源区物质向研究区输运的主要动力机制包括浊流及其溢流、表层季风环流携带的河流冲淡水,而印度源区物质主要通过表层季风环流特别是东印度沿岸流向研究区输运     

南海西北部表层沉积物黏土矿物分布特征及其来源

黏土矿物研究在示踪物源、源区风化历史乃至洋流变迁能力等方面具有重要的作用,尽管目前对南海表层沉积物黏土矿物宏观分布特征已获得了较系统的认识,但在受珠江和海南岛物源共同影响的南海西北部其高分辨率的黏土矿物学工作还未开展。本文对南海西北部表层沉积物中的黏土矿物组成、结晶学特征进行了分析,讨论了研究区黏土矿物的物质来源。结果表明,南海西北部表层沉积物的黏土矿物组成以伊利石为主（平均45%）,蒙脱石（平均27%）与高岭石（平均21%）次之,绿泥石含量最少（平均6%）。在区域空间分布上,蒙脱石含量呈现西南高东北低的特征,伊利石含量则与之相反;高岭石含量表现为近岸高离岸低,而绿泥石含量呈现离岸高近岸低的特征。总体上,研究区表层沉积物黏土矿物组成与现代珠江沉积物组成差异较大,而与珠江口2.5 ka前的沉积物黏土矿物组成比较接近,并且结合研究区岩心揭露的全新世以来极低的沉积速率（4 cm/ka）以及上部很薄（小于0.6 m）的泥质沉积,推测该区表层沉积物可能并非是现代沉积的结果,更可能主要来自全新世末期古珠江输送的沉积物。除古珠江作为研究区表层沉积物中蒙脱石的一个主要来源外,海南岛北部河流也贡献了少量蒙脱石到其邻近的东南海域。运用高岭石/伊利石比值和伊利石化学指数等进一步对比分析表明,珠江是研究区沉积物中伊利石、高岭石和绿泥石的主要物源,其次台湾和海南岛也可能分别提供了少量富含伊利石/绿泥石和高岭石的沉积物。本工作对于南海西北部沉积物源-汇过程和相应的古环境研究有重要的参考意义。     

杭州湾表层沉积物碎屑矿物分布及物质来源

对2008年采自杭州湾内的232个表层沉积物进行了碎屑矿物研究。结果表明,杭州湾沉积物中重矿物质量分数较低,平均为3.39%,重矿物以普通角闪石、绿帘石为主,富含云母类片状矿物,稳定矿物如钛铁矿、石榴子石、锆石、榍石等质量分数较低。轻矿物以石英、长石为主,绢云母为特征矿物,物源指示意义大。重矿物中优势矿物(普通角闪石,绿帘石)、赤铁矿和褐铁矿以及特征片状矿物可以作为沉积物输送和扩散的指标,碎屑矿物分布特征表明杭州湾表层沉积物以长江输入为主,湾内南部沉积物中混有钱塘江及周边河流的输入物质,岛屿侵蚀产物对沉积物碎屑矿物组成影响有限。     

湛江红树林湿地沉积物有机碳分布特征及影响因素

红树林生态系统位于海洋与陆地的交界处,具有重要的生态服务功能。红树林湿地是重要的碳库,对全球碳平衡有重要影响。然而,由于受到人口增长、社会经济发展和城市化进程加快等人类活动和全球气候变化的影响,红树林正在加速消失。文章以广东湛江市国家级红树林自然保护区为研究区,通过分析红树林沉积物中的有机碳含量及分布特征,讨论人类活动(如,人工养殖)在湿地碳循环中的影响。本研究在研究区内获取15个样品,利用重铬酸钾氧化—还原容量法测定了沉积物中有机碳含量。结果表明:研究区内沉积物有机碳(TOC)含量介于0.68%～2.50%,同时TOC含量与研究区内人工养殖场排污口的距离有密切关系:离排污口越近,TOC值越低;离排污口越远,TOC值越高。此外,研究区内红树林TOC含量与其他红树林湿地TOC含量相比明显偏低,可能与养殖排污抑制红树林的生长和繁殖,从而使其TOC含量明显减少有关。     

环雷州半岛近海表层沉积物有机碳分布及其控制因素分析

对环雷州半岛近海43个海底表层沉积物的总有机碳(TOC)、总氮(TN)、沉积介质条件(包括沉积物粒度)进行了分析,探讨了沉积物TOC、TN的区域分布特征以及影响有机碳分布的主要因素。结果表明,环雷州半岛近海海域海底表层沉积物有机碳含量在0～0.79%之间,平均值为0.26%。与中国其它近海海域相比,环雷州半岛大部分近海区域海底表层沉积物有机碳含量明显偏低,为有机质贫乏区,仅雷州半岛西南部流沙湾近海海域为TOC相对高值区。总氮含量也不高,在0.011%到0.100%之间,TOC与TN存在较强的正相关性,且平面上TOC与TN分布高度重合,显示氮元素主要以有机化合物形式存在。TOC/TN比值在5.1～14.3之间,表明沉积有机质具有陆源输入和海洋自生来源的混合特征,但以雷州半岛西侧北部及东侧中部海域受陆源有机质输入影响更大。大多数站位海底沉积物粒度构成以粉砂为主、粘土次之,少数站位以砂质沉积为主。沉积物有机碳含量与粘土及粉砂含量呈弱正相关性,与沉积物pH值、Eh值及砂含量呈弱负相关性,这表明海底沉积物有机质丰度受有机质来源输入、海底氧化还原状态和沉积水动力条件(沉积物粒度)等因素综合控制。     

珠海高栏港湾表层沉积物重金属分布特征及来源分析评价

于2013年5月对高栏港湾内11个采样站位表层沉积物中Cu、Zn、Cd、Pb、Cr与As等重金属元素进行测定,探讨了表层沉积物重金属平均含量及其分布特征。并对由11个采样站位分组而成的4个区域(填海区、浇灌养殖排污区、航道区与外海区)进行了表层沉积物重金属的污染程度分析以及潜在生态风险评价。结果表明,该湾表层沉积物重金属的平均含量较低,除Cu与Cr属于国家海洋沉积物二类标准外,其余4种元素均低于国家海洋沉积物一类标准,平均含量由多到少依次为Zn、Cr、Cu、Pb、As、Cd。重金属的分布特征具有明显的区域性:除Cr外,其余5种重金属元素含量由高到低的区域依次为:填海区、浇灌养殖排污区、航道区、外海区。高栏港湾表层沉积物重金属单因子污染程度总体不高,属于中等污染水平,污染程度排序由大到小依次为Cd、Cu、Zn、Pb、As、Cr。高栏港湾表层沉积物生态风险评价处于较低水平,区域评价上由高到低依次为:填海区、浇灌养殖排污区、航道区、外海区,其中填海区的生态风险评价为中等水平,主要受Cd元素的高风险水平的影响。     

南四湖表层沉积物营养元素分布特征

对南四湖不同湖区的20个表层底泥样品的营养盐浓度做了实验分析,结果表明:南阳湖的总磷最高,独日湖次之;独山湖的总有机碳和总氮含量最高,南阳湖次之;而昭阳湖的总有机碳、总氮和总磷含量为最低。显然,南阳湖和独山湖两个湖区显示出一定程度的营养盐污染。表层底泥总氮与土覆表层湖水的总氮相关程度不高,其原因是该湖水中的总氮主要是无机氮含量;而底泥中的总氮主要是有机氮。而表层底泥总磷与土覆表层湖水的总磷含量相关程序很高。这表明南四湖底泥与湖水中的总磷在其来源和迁移转化途径上是相同的,即是湖水中的总磷主要是由流域内工农业及生活污水排放带来的,并在底泥中沉积和积累。