冲绳海槽北部氧化还原敏感元素的早期成岩过程

The early diagenesis processes of several redox-sensitive trace metals(RSMs)(Mo, U and V) were studied with several short sediment cores(～25 cm) collected in the northern Okinawa Trough(OT). Pore water vertical profiles indicated that the sedimentary environments in all cores were between oxic and suboxic, not yet reaching anoxic sulfidic conditions. The recycling process of Mo in sediments was clearly associated with Mn and yielded little authigenic accumulation, while U showed a downcore increase in sediment and its authigenic mass accumulation rate(MAR) was estimated to be ～23% of the Changjiang(Yangtze) and Huanghe(Yellow) riverine flux. Benthic diffusive fluxes and MAR were calculated and the comparison of them showed that U and V fluxes matched relatively well both in direction and in magnitude, implying that diffusion processes at the sedimentwater interface is the dominant process controlling the remobilization or burial of V and U in northern OT. This work provided a systematic study(both in pore water and solid phase) on the RSMs geochemical behaviors during early diagenesis process, yielding a quantitative assessment of the remobilization or burial fluxes of the RSMs in northern OT. Such studies are in general lacking in the coastal margin of Northwest Pacific Ocean.     

锰细菌对锰、铁金属离子的转移作用

本文报道了锰细菌对锰的氧化和铁的氧化还原作用的实验结果.在好氧的条件下锰细菌能使可溶性的Mn2+氧化为Mn4+.在锰细菌的生长繁殖过程中其环境的pH不断升高,更有利于锰的氧化;环境的温度升高可加快细菌对锰的氧化速度.锰细菌在含低价铁的培养液中可以较快地把Fe2+氧化为Fe3+,它的氧化速度要比锰的氧化速度快;在厌氧的培养条件下,锰细菌可将溶液中的高价铁还原为低价铁,而且使其环境的pH明显下降.     

湄洲湾沉积物有机碳、铁和锰的化学成岩过程

本文研究了湄洲湾沉积物有机碳、Fe和Mn的化学成岩过程。应用一维成岩方程计算了有机碳分解速率。讨论了Fe和Mn的深度分布,认为这种分布是沉积物中氧化铁(锰)和氢氧化铁(锰)的还原、扩散和再沉积的结果。     

中太平洋西部海底沉积物中的铁和锰

中太平洋西部海底沉积物的样品,是1978年12月—1979年7月,参加首次全球大气考察的《向阳红零九》号海洋科技考察船提供的。有关调查区的站位图及取样仪器,请参阅陈穗田等同志“西赤道太平洋海区底质调查简报”(海洋湖沼通报1980年第二期)有关部分。大洋沉积物中的铁、锰研究,不仅为成矿、找矿提供资料,而且对铁、锰元素地球化学的理论研究也提出依据。所以,研究沉积物中的铁、锰不仅有其经济价值,也有其重要的理论意义。     

渤海南部沉积物中的活性铁及氧化还原环境

研究了渤海南部沉积物中的活性铁、沉积物粒度、氧化还原环境及其关系。结果表明，沉积物中的活性铁与沉积物颗粒度大小关系不大，河流输入物对沉积物活性铁浓度有重要影响，沉积物中活性铁与其氧化还原环境有密切关系。     

海底冷泉系统氧化还原环境重建方法研究进展

冷泉活动是现代深海极端环境系统之一,其在天然气水合物资源勘探、全球气候变化、极端环境生命活动等方面具有重要的科学研究意义。重建海底冷泉区氧化还原环境是研究其中生物地球化学过程、揭示甲烷渗漏活动特征的重要途径。近年来,大量矿物学及地球化学指标在冷泉系统氧化还原条件的恢复研究中获得了成功的应用。在前人研究的基础上,对自生矿物学标志、稀土元素、氧化还原敏感元素(Mo、U、Fe)和稳定同位素(钼同位素δ⁹⁸Mo、铁同位素δ⁵⁶Fe、硫同位素δ³⁴S)等不同指标对氧化还原环境变化的响应机制进行了系统总结,从测试分析方法、后期成岩改造、单一指标的多解性等多个方面探讨了各指标的影响因素和当前仍存在的问题,并指出了未来该领域需进一步加强的关键研究方向。     

海底有机质早期成岩和甲烷缺氧氧化数值模型研究进展

在海洋沉积物表层,各种碳库之间频繁的碳转换引起了越来越多科学家的关注。这些转换主要包括有机质降解生成的DIC,甲烷缺氧氧化产生DIC,以及碱度升高引起的自生碳酸盐沉淀,同时在一些甲烷强烈渗漏的冷泉区还包括游离气的渗漏过程。这些反应发生机理将在本文中逐一论述,同时文中还综述了有机质降解和甲烷缺氧氧化过程的现有计算模型,指出了目前计算模型中所存在的缺陷及每个模型的适用范围,并简要的介绍了从沉积物释放到海水中的甲烷气泡渗漏通量计算方法。然而这些模型基本都受限于目前对于机理的认识水平,为了更加精确地计算出碳在不同过程中的转换通量,今后还需要更多的工作来研究反应机理和模型中的参数,从而获得一个更加通用的模型。     

亚氧化大陆边缘沉积物中镉和锰的成岩分离

在早期成岩作用理想稳定状态的观点中,沉积物沉淀包含了多个仅能发生某些氧化还原反应的剧变的限定带。实际上由于孔隙水成分可能受到有机碳输入、底层水温度和化学成分变化及沉积速率变化的影响,带与带之间的界线多少有点模糊。这些变化能造成沉积物中氧化—缺氧边界位...     

渤海辽东湾海域海底底形特征及控制因素

基于我国海洋区域地质调查项目获取的水深、侧扫声呐、单道地震和浅地层剖面数据,结合前人的研究成果,对渤海辽东湾海区的海底底形的类型及分布特征进行了系统分析。研究发现,辽东湾海底底形类型丰富,有潮流沙脊、潮流沙席、潮流冲刷槽、古河谷、古湖泊洼地等多种类型。海底底形的发育形态是构造和古地貌、沉积物供给、海平面变化及环境变迁、水动力塑造等多种因素综合作用的结果。     

渤海辽东湾沉积物的元素地球化学

几十年以来,渤海辽东湾沉积物的元素地球化学研究取得了长足的发展,尤其对辽东湾北部、南部、河口和潮间带沉积物重金属环境地球化学的研究取得了显著成果。目前,辽东湾沉积物元素地球化学的研究多集中在辽东湾北部和河口等地区表层沉积物的重金属分布和污染评价方面,对于辽东湾沉积物系统地元素地球化学,特别是稀土元素地球化学和浅地层元素地球化学研究仍有待加强。     

东海沉积物间隙水中的碳酸盐及铁、锰的控制体系

本文根据1987年所采样品研究了东海沉积物间隙水中的碳酸盐、铁和锰。结果表明:长江口外区沉积物中的方解石有一定程度的白云石化;冲绳海槽区及台湾海峡北沉积物中有比较强的CaCO_3溶解作用,CaCO_3溶解产生的Ca~(2+)占间隙水中总钙的20—53％;三个区域均有部分的方解石转化为磷灰石;在东海沉积物间隙水中铁由“Fe_2O_3-SO_4~(2-)-FeS_2”体系控制,高价铁被还原生成的Fe~(2+)和SO_4~(2-)还原产生的S~(2-)可形成黄铁矿(FeS_2)沉淀;而锰受MnCO_3溶解和沉淀控制,MnCO_3溶解产生的Mn~(2+)可占间隙水中总Mn~(2+)浓度的60—80％。锰受氧化还原作用影响小。     

基于遥感和气象数据对辽东湾海冰变化预测研究

辽东湾是渤海海冰灾害最严重的区域,精确预报海冰的空间分布、动态变化,对降低海冰灾害风险具有重要的作用。本文以辽东湾为研究区,以MODIS数据和气象数据为数据源,根据2010/2011年度到2014/2015年度辽东湾海冰5年结冰信息得出该海域结冰概率,建立营口气象站积温与结冰概率的关系模型,对辽东湾2015/2016年度海冰初冰期至盛冰期的发展及空间分布进行模拟、预报,结果表明:利用结冰概率与营口积温相关关系可以实现对辽东湾海冰的动态预测,利用混淆矩阵对海冰提取结果检验,总体精度在90%以上,为渤海及其它地区局部条件下海冰预测提供参考。     

胶州湾海水中的铁

海水中的铁对浮游植物的生长有重要的意义。Gran曾用一种骨条藻做试验，证实了铁能剌激浮游植物的生长。Thompson等则注意到海水中的铁有季节变化。Menzel及Ryther发现马尾藻海营养物质消耗殆尽的表层海水中，影响浮游植物繁殖的主导因素是铁而不是磷酸盐和硝酸盐。类似的实验在东印度洋也有人做过；在印度洋贫水中加入铁或铁加硝酸盐或铁加磷酸盐，二氧化碳有显著的变化，而单独加入硝酸盐或磷酸盐，则没有那么显著的变化。 为了了解胶州湾海水中铁的含量、分布及其季节变化，我们从1964年6月起至1965年6月止，每隔一个月在胶州湾作8个站的非同步定点观测。测定的项目有总铁和活性铁两种。1964年12月的一次观测及7站、8站的几次观测因故未能进行。1965年初，自制了一批硝化纤维素膜，其平均孔径约为0.5微米。1965年4月用这种膜过滤了二个站的水样，测定了粒状铁的样品，同年6月测定了7个站的粒状铁样品。采样站位如图1。调查船是海鹰号和海燕号。1964年6月和1965年4月，调查时定位误差较大。     

珠江口伶仃洋海底沉积

在前人工作的基础上,利用2003—2005年广州海洋地质调查局1∶10万《珠江三角洲近岸海洋地质环境与地质灾害调查》项目的实测资料,综合分析了伶仃洋海底的沉积特征,认为伶仃洋表层沉积物类型有:砂、黏土质砂、砂-粉砂-黏土、砂质黏土、黏土质粉砂、粉砂质黏土等6种类型。伶仃洋晚更新世以来的海底地层主要有两套:层A为全新世冰后期海侵以来逐渐堆积而成的沉积物,钻孔揭示的沉积物类型主要为黏土质砂和砂—粉砂—粉砂质黏土;层B为一套晚更新世的黏土质粉砂、细砂—粗砂(含砾)、粉砂质黏土—黏土,以陆相沉积和剥蚀为主,局部为海陆交互相沉积,其下地层则为基岩风化物和基岩。     

胶州湾海水-沉积物界面氮、磷、铁的地球化学特征

对胶州湾底层水溶解氧、总氮、总磷、溶解无机氮、活性磷酸盐、铁及孔隙水中溶解无机氮、磷酸盐、铁和沉积物粒度、有机碳进行了分析。结果显示除铵氮外,孔隙水浓度明显高于底层水中浓度,其中硝酸氮、亚硝酸氮、活性磷酸盐、铁在孔隙水中的浓度分别为在底层水中浓度的17.8、9.3、12.5、7.7倍,暗示孔隙水中的物质可能向上覆水体扩散。在横向上,底层水及孔隙水中硝酸氮、亚硝酸氮、铵氮、活性磷酸盐都呈东岸高西岸低的分布规律,在西南部出现低值。Fe在底层水及孔隙水中的分布规律为东低西高,然而在沉积物中则与此正好相反。氮、磷、铁主要补给源有河流输入、工业生活污染排放、海洋生物自身分解以及孔隙水的释放。影响氮、磷、铁分布的主要因素为物源、河流输入及水动力条件,同时受到沉积物粒度的制约。相关分析显示,溶解氧、有机碳、铁对水体中磷及氮的分布具有某种制约作用。     

2009年夏、冬季辽东湾网采浮游植物群落结构分析

分析了2009年夏季(8月)、冬季(12月)辽东湾25个大面站的网采浮游植物的物种组成,群落结构及其与环境因子的相关性。经初步分析,共鉴定出浮游植物3门48属108种,其生态类型主要为温带近岸的世界广布种,硅藻是浮游植物的主要类群,但个别甲藻在冬季也成为优势种。夏季优势种主要为菱形藻(Nitzschiaspp.)、长菱形藻(Nitzschia longissima(Breb.)Ralfs)、虹彩圆筛藻(Coscinodiscus oculus-iridis Ehrenberg)。冬季优势种主要为威氏圆筛藻(Coscinodiscuswailesii Gran&Augst)、具槽帕拉藻(Paralia sulcata(Ehr.)Cleve)、布氏双尾藻(Ditylum bright-wellii(West)Grunow)、圆筛藻(Coscinodiscus spp.)。2009年夏、冬季浮游植物的物种组成和优势种组成存在季节差异,说明浮游植物群落结构随季节发生变化。浮游植物细胞丰度表现出沿岸高于远岸,且夏、冬季平均细胞丰度均明显低于同期历史数据的特点。2009年夏、冬季平均香农-威纳指数均大于3.0,平均Pielou均匀度指数均大于0.5,说明调查海域群落结构相对稳定,种间个体数目空间分布较均匀;夏季丰富度指数高于冬季,表明夏季较冬季物种丰富。冬季调查区各站位浮游植物群落相似性在50%以上;夏季群落相似性水平低于冬季。2009年夏、冬季浮游植物细胞丰度变化的主要影响因素是温度。