东北印度洋大气粉尘现代沉积过程分析

海洋大气粉尘是海气相互作用的桥梁。由于现代大气粉尘沉积在时空尺度上具有广泛性和可观察性,使其成为研究海洋海气相互作用的重要基础和手段。而位于世界屋脊青藏高原南翼的东北印度洋,是全球海洋生产力最强和生物多样性最丰富的海域之一,然而,关于海洋现代粉尘的研究还未见相关的报道。文章通过对东北印度洋2020年9―11月的大气粉尘进行走航收集,分析大气粉尘样品沉积通量,利用空气粒子模型模拟粉尘传播途径,对粉尘石英颗粒进行扫描电镜及能谱分析;再结合全球遥感数据,首次对东北印度洋大气粉尘沉积的现代过程进行探讨。研究发现,东北印度洋大气粉尘沉积通量变化在221~1 221 mg/cm²/d之间,研究期内粉尘日沉积通量最高值出现在冬季风盛行的11月中旬,而最低值则在夏季风控制的9月下旬,前者通量约是后者6倍;粉尘沉积通量变化主要受粉尘源区距离的影响,而粉尘粒径大小和风力强度有关。空气粒子模拟结果显示,粉尘的传播过程受大气环流系统的季节性和区域性控制,结合大气气溶胶数据可进一步探讨粉尘的源汇过程。此外,现代粉尘石英颗粒表面结构具有明显的风成环境沉积特征,石英颗粒磨圆度较好,具有蛇曲脊或“U”型坑,明显区别于水成环境下石英颗粒磨圆度差,具有贝壳状断口及“V”型坑等特征,可作为在沉积物中区分不同搬运动力组分的依据。     

青海苏干湖表层沉积物粒度分布模式与大气粉尘记录

位于干旱区柴达木盆地具有年纹层的苏干湖是以地下水补给为主的内陆封闭湖泊, 其表层沉积物粒度具有多组分峰态分布特征, Weibull 函数的拟合结果发现, 其粒度分布全部具 有4 个基本组分: 超细粒组分, 众数粒径在1 μm 上下; 细粒组分, 众数粒径在5~10 μm; 粗粒组分, 众数粒径在50~100 μm; 砂组分, 众数粒径在500 $m 左右。粒度主峰出现在细 粒组分或者粗粒组分。直接来自大气粉尘的冬季湖泊冰面样品及当地尘暴样品的Weibull 函数粒度拟合也显现出了相似的分布模式, 冰面样品的粒度主峰位于众数粒径在15~20 μmm 的 细粒组分, 砂组分(众数粒径452.9μm) 的出现指示出砂粒在冬半年沿冰面而进入湖泊中心。 尘暴降尘样品在尘暴季节(5 月份) 和非尘暴季节(11 月份) 的粒度分布普遍具有3 个组分, 缺少砂组分, 强沙尘暴事件样品则由4 个组分组成, 粒度主峰均位于众数粒径在100~200 μm 的粗粒组分。结果显示, 苏干湖湖泊沉积能够较好记录当地大气粉尘, 砂组分与湖泊周边干旱地表经历的近地面强沙尘活动有关, 粗粒组分记录了区域性的尘暴事件, 细粒组分主要反映 流域径流状况, 超细粒组分代表干旱区的大气背景粉尘和气溶胶。研究表明, 苏干湖内陆湖 泊沉积客观记录了区域大气粉尘和尘暴事件, 具有重建干旱区大气粉尘变化历史的潜在优势。     

季风边缘区湖泊表层沉积物粒度组分分布特征与影响因素

对内蒙古等地68个湖库共139个表层沉积物样品的粒度组分分布及其影响因子进行研究,探讨湖泊沉积物粒度分布特征及其成因机制和粒度组分的环境指示意义。结果表明：湖泊表层沉积物粒度可分为C1~C6共6个组分（0.4~1.9 μm、2.0~12.0 μm、17.0~58.0 μm、70.0~150.0 μm、170.0~500.0 μm和>600.0 μm）,近湖心样品粒度组分以C1、C2、C3为主,过渡带样品以C3和C4为主,近湖滨样品以C5主导。受入湖河流影响的样点处水动力条件决定了粒度组分的空间分布,波浪作用造成的二次悬移再沉积可能造成了C3组分向湖心迁移并导致近岸C5组分富集。C1及C2组分中径流输入不容忽视,C3组分中风力悬移搬运贡献较大。C4、C5和C6含量可指示样点距河口的相对位置,C3可反映样点距岸相对位置。     

湖泊沉积物记录的湖水古盐度定量研究进展

湖水古盐度的定量反演,可以促进过去全球变化研究由定性走向定量。内陆干旱半干旱地区湖泊尤其是封闭湖泊的盐度取决于流域降水,径流和蒸发的平衡关系,并直接表现为湖泊水位的变化。关于湖水的古盐度反演,长期以来已经根据多湖泊沉积环境指标加以揭示,包括湖泊沉积物中介形虫壳体的元素地球化学特性、硅藻-古盐度转换函数、介形虫壳体的形态学特征及其与生长环境的关系以及实验模拟等。各种方法有不同的适用条件和适用范围及一定的局限性,对此做了归纳和评述。     

增温对南极湖泊沉积物反硝化过程的影响

全球变暖导致的极地地区增温正深刻地改变着极地地区生态系统物质循环过程和速率。目前,增温对南极地区湖泊沉积物氮循环关键过程的影响还鲜有报道。中国第29次南极科学考察期间在南极中山站附近选取了5个湖泊,采集了1处含企鹅粪土的湖泊沉积物(莫愁湖)和4处自然湖泊沉积物(团结湖、大明湖、米尔湖和玉珍湖),利用样品瓶泥浆恒温培养法进行增温模拟,设置低温(1℃)、中温(5℃)、高温(11℃)培养实验。结果表明,低温条件下莫愁湖沉积物反硝化速率和反硝化潜势明显高于自然湖泊沉积物(277.37倍、244.13倍)。一定程度的增温促进了沉积物反硝化速率与反硝化潜势,但过高温度也会抑制部分样点的反硝化速率与反硝化潜势。总体而言,高温条件下自然湖泊沉积物平均反硝化速率分别是中、低温条件下的1.57倍、3.56倍,反硝化潜势为1.91倍、6.31倍;而含企鹅粪土湖泊沉积物反硝化速率为1.17倍、2.08倍,反硝化潜势为0.72倍、1.01倍。增温对自然湖泊沉积物反硝化速率和潜势的影响高于莫愁湖沉积物,但含企鹅粪的莫愁湖沉积物的反硝化速率和潜势具有更高的绝对增量。企鹅粪中较高的硝酸盐、铵盐、磷酸盐以及有机碳含量是...     

湖泊沉积物中无机碳酸盐来源的确定

湖泊沉积物中无机碳酸盐可能具有多源性,包括源自湖泊流域的陆源碎屑碳酸盐和湖泊自生化学碳酸盐,二者对气候或环境的指示意义迥异,在利用湖泊碳酸盐进行古气候及古环境意义判读时,必须先进行碳酸盐来源的确定。针对前人不同的碳酸盐区分办法,进行了归纳和述评。     

青藏高原湖泊沉积物对古气候环境变化的响应

随着全球变化研究的不断深入,青藏高原湖泊沉积物的研究得到很大发展。作为高分辨率古环境变化的“记录仪”,湖泊沉积物在重建晚第四纪全球环境变化中具有特殊的地位和意义。湖泊沉积物中储存的各种信息反映了矿物学、同位素地球化学、生物学、沉积学等方面对气候环境变化的响应。在古环境变化研究中,湖泊沉积物已经从定性化研究逐渐过渡到定量化研究。     

南极菲尔德斯半岛湖泊沉积物的稀土地球化学

本文研究了燕鸥湖、西湖和基太湖湖泊沉积物的稀土地球化学。这些湖泊沉积物的稀土分布模式与菲尔德斯半岛第三纪火山岩非常相似，它们的物质来源是菲尔德斯半岛岛弧火山岩。湖泊沉积相与冰碛层稀土模式的差异，反映了它们经历的化学风化程度不同、粘土含量不同。Ｃｅ异常意味着每个湖泊沉积旋回结束的阶段气候是比较干燥的。湖泊沉积物的稀土含量和分布模式变化小，也意味着在中晚更新世时气候是比较干燥的。     

哈萨克斯坦巴尔喀什湖沉积物粒度特征及其对区域环境变化的响应

湖泊沉积物中的粒度参数记载了丰富的流域环境变化信息,可为无器测资料地区重建古环境变化序列提供可靠的途径。通过对巴尔喀什湖岩芯沉积物中粒度、磁化率等环境代用指标的分析,结合放射性137Cs定年以及流域气候、湖泊水位等器测记录数据,研究了巴尔喀什湖沉积物中粒度变化特征及其环境指示意义。结果表明:巴尔喀什湖沉积物中黏土质(4μm)组分平均含量为20.32%,细粉砂质(4～16μm)为40.13%,中粉砂质(16～32μm)为22.86%,粗粉砂质(32～64μm)为10.55%,砂质(64μm)为6.13%。通过粒径标准-偏差法提取了沉积物中环境细颗粒敏感组分(F1,6.61～10.00μm)和粗颗粒敏感组分(F2,45.71～69.18μm)。研究表明在人类活动影响不断加强的背景下,粒度敏感组分的含量变化不能敏感的反映湖泊水位、入湖径流乃至区域气候的变化,而与沉积物中磁化率所反映的人类活动强度变化存在较为显著的相关关系(r=0.870,P0.01),这可能与人类活动增强导致的流域内富含磁性物质的细颗粒碎屑物质被搬运入湖有关,湖泊沉积物中磁化率升高的同时,湖泊沉积物中细颗粒物质增加。研究结果可为长时间尺度下古环境重建研究提供重要参考依据,同时也对揭示流域人类活动对湖泊环境的影响具有一定的科学意义。     

汉江上游现代大洪水滞流沉积物的粒度分布特征研究

对汉江上游现代大洪水高水位滞流沉积物(SWD)系统地采样测试分析,结果表明:汉江上游现代大洪水SWD沉积物性质是沙质粘土或粘土质沙、沙质粉沙或粉沙质沙。其分布特征大致分为两大类:安康段以上基本是以粉沙质沙或沙质粉沙为主,安康段以下基本是沙质粘土或粘土质沙。粒度成分和粒度参数都反映现代洪水SWD经过充分的分选,但是受多种因素影响,其粒径组成具有明显的空间变化。水库或大坝对大洪水SWD的粒度自然分布频率单峰曲线尖窄的形状没有明显的影响,而更多与其沉积的微地貌环境和水动力条件有关。     

近130 a来毛乌素沙漠北部泊江海子湖泊沉积记录的气候环境变化

 系统简单、受人类活动干扰较小的湖泊沉积物真实地记录了湖区气候环境变化方面的大量信息,特别是沉积速率较快的湖泊,其沉积物是记录高分辨率气候环境变化的良好载体。通过对湖泊沉积物粒度以及元素地球化学特征的分析,探讨了毛乌素沙漠北部泊江海子地区近130 a来的气候环境变化。结果表明：1932年前,气候总体上较为寒冷干旱（1876—1888年湖泊水位较低,气候温暖干旱,温度有下降的趋势;1888—1908年气候较上一阶段湿润,而温度有所降低;1908—1932年气候干旱并且波动频繁,又以1917年前后以及1924—1932年干旱程度最为严重,可能有强沙尘暴发生）;1932—1962年,气候温暖湿润但有变冷的趋势;1962—1976年气候频繁波动;1976年以来气候温暖湿润但有变干的趋势,尤其是1990年以后气候波动幅度增大并且出现了暖干化趋势。     

藏南沉错沉积物的粒度特征及其古环境意义

通过对藏南沉错粒度参数的分析 ,并结合与其它环境代用指标的比较 ,可以将本地区约 1 40 0年来环境变化分为四个阶段 :约 5 93A.D.～ 82 1 A.D.是湖泊水位相对较高而且变化频繁的时期 ,反映了波动较大且比较湿润的气候状况 ;约 82 1 A.D.～ 1 343A.D.是一个较长的气候相对稳定时期 ,粒度指示该阶段湖泊扩张 ,湖面升高 ,反映了湿润的气候状况 ;约 1 343A.D.～ 1 892 A.D.是一个气候波动十分剧烈且频繁的时期 ,其中约 1 60 2 A.D.前后可能出现了一次短时间的流水突然增加 ,而在这前后各有一个浅水阶段 ( 1 343A.D.～ 1 5 1 2 A.D.和 1 670 A.D.～ 1 892 A.D.) ,反映了湖泊补给程度的减弱 ;1 892 A.D.～1 998A.D.是一个相对稳定的时期 ,湖面变化不太明显 ,而 1 892 A.D.前后具有一个明显的补给水动力减弱的变化。粒度参数所反映的湖面波动与环境变化得到了其他环境代用指标较好的支持。     

巢湖沉积物粒度特征及其沉积学意义

对采自西巢湖湖心的一根长为143 cm的沉积柱进行了粒度分析,重建了粒度组成的演变过程。湖心沉积物主要为粉砂和黏土,粒度参数（平均粒径、标准偏差、偏度、尖度、分维值）分析表明沉积物分选程度较好,均为正偏态,峰态为很窄到非常窄,且具有一定的分形特征。C-M图解和概率累积曲线揭示了较弱的水动力环境,颗粒的搬运方式主要为跃移和悬移,比例分别约为70%和25%~30%。结合因子分析,识别出第一主因子（PC1）对细粒物质含量存在显著影响,其值反映了碎屑物质在湖泊中的搬运距离,PC1因子与平均粒径M_z可作为巢湖湖泊水位的替代性指标。     

风化成壤对原始粉尘粒度组成的改造证据

对现代粉尘、黄土、古土壤、红粘土全样和对应石英样的粒度分析结果表明,现代粉尘和对应石英样的粒度组成最为相似,而其它经历了风化成壤改造后的全样,粒度组成发生了不同程度的变化,其中以古土壤和红粘土样尤为显著。全样和石英样品的平均粒径比值变化,反映了原始粉尘经风化成壤改造而细化的程度,可能与夏季风强度关系密切。灵台剖面L₆以来的黄土—古土壤序列的磁化率、全样和石英样平均粒径及其比值变化对比表明,在冰期-间冰期旋回时间尺度上,全样和石英样平均粒径记录的冬季风变化特征类似,但在千年时间尺度上,平均粒径比值和石英样的平均粒径变化则揭示出东亚季风具有更高频次的变率特征。     

呼伦湖西南部咸水湖干涸湖滨带沉积物粒度特征

沙粒是区域地表沙化的重要物质基础,以呼伦湖西南部典型间歇性干涸盐湖的湖滨带为研究对象,通过野外采样和室内测定,分析沉积物粒度组成及平均粒径、标准偏差、偏度和峰态值等粒度参数,探讨粒度与可蚀性特征。结果表明:区内干涸盐湖湖滨带沉积物属沙壤土,干涸湖滨带是潜在的风蚀粉尘释放源;粉砂和细砂是湖滨带沉积物呈现空间变化的主要粒级,从湖心到湖滨带,沉积物粒径频率分布曲线呈三峰态向双峰态渐变,地表粗化现象明显;风力搬运侵蚀是表层沉积物粒度发生变化的主要原因。受主风向影响,呼伦湖西南部咸水湖干涸湖滨带存在沿主风向扩大趋势,如进一步连通成片可能发展为呼伦贝尔沙地新的风蚀区,应该引起重视。     

内蒙古嘎顺诺尔湖泊沉积物磁化率与粒度的古环境意义

湖泊沉积物磁化率和粒度已被广泛地应用于古环境和古气候研究,但在不同地区两者的关系不同,一般与磁性矿物来源、种类和赋存粒级有关。查明磁性矿物来源和赋存状态是利用粒度和磁化率恢复古环境的重要基础。通过测定干旱区嘎顺诺尔GXN剖面湖泊沉积物的磁化率与粒度及两者的相关关系,结合代表性样品的岩石磁学特征,揭示此类地区湖泊沉积物磁性矿物来源和赋存状态,探讨它们在干旱区湖泊沉积物中所反映的环境变化信息。结果显示,剖面下部（200~105 cm）和上部（36~0 cm）沉积物磁化率与粗砂含量呈正相关,中部（105~36 cm）与粉砂含量呈正相关,表明磁性矿物主要富集于粗颗粒和较粗颗粒组分中。剖面下部和中部沉积物以顺磁性矿物为主,含少量亚铁磁性矿物（如磁铁矿+磁赤铁矿）,含少量顺磁性矿物;剖面上部沉积物以亚铁磁性矿物为主（如磁赤铁矿+磁铁矿）,含少量顺磁性矿物。根据嘎顺诺尔晚全新世湖泊沉积物剖面的岩性、磁化率和粒度组合特征,可将其划分为河漫滩相沉积（200~105 cm）、浅湖相沉积（105~36 cm）和滨浅湖相沉积（36~0 cm）3个阶段。该湖粒度组分中<4 μm和4~64 μm颗粒主要反映了湖泊水动力的变化,受碎屑物来源和水动力条件的控制;而河漫滩相中>64 μm粗颗粒组分的峰值是风力作用的结果。河漫滩相及滨浅湖相的磁化率高值则指示了湖面较低,水动力较强,有较多的磁性矿物随粗颗粒入湖;浅湖相的磁化率低值则指示该时期湖面较高,水动力较弱,磁性矿物随入湖粗颗粒含量的减少而降低。     

艾比湖干涸湖底不同景观类型下富盐沉积物盐分积聚特征

以艾比湖东南部历史时期干涸湖底为研究区,对6种不同景观类型下富盐沉积物进行采样分析。运用经典统计研究了干涸湖底各景观类型下富盐沉积物盐分含量及盐分积聚特征。结果表明:不同景观类型的沉积物可溶性盐分含量差异显著。从平均值角度看,各景观类型表层沉积物中0～30 cm层的盐分含量占0～60 cm层盐分含量的70％,即沉积物盐分垂直分布呈强表聚性。各景观类型的沉积物盐分含量均属于中等变异强度（30%相似文献   

藏南沉错湖泊沉积多指标揭示的2万年以来环境变化

通过对藏南沉错湖芯TC1孔的研究,分析了TC1孔的粒度、TOC、TN、C/N、Fe/Mn、Sr/Ba以及环境磁学参数等环境代用指标,基本上获得了这一地区2万年以来的环境变化记录。结果显示约19 800~18 000 Cal aBP的温度下降在各指标中具有明显的反映;约16 000 Cal aBP左右,温度在一次跃动上升之后,随即出现急剧下降;约15 200~12 000 Cal aBP,是降温之后的缓慢回升过程;约12 000~9 500 Cal aBP,各种指标均显示湖区环境处于不适宜阶段,特别是11 600~10 400 Cal aBP,湖区环境显著恶化。进入全新世后,湖区环境经历了3次明显的暖期(约9 500~7 600 Cal aBP、约6 800~5 800 Cal aBP、约4 800~3 800 Cal aBP) 和2次冷期(约7 600~6 800 Cal aBP、约5 800~4 800 Cal aBP),呈现出暖干/冷湿的交替规律,具有南亚季风(西南季风) 区气候变化的特征。沉错湖区2万年来的气候环境变化序列中的某些特征时段与格陵兰冰芯记录和青藏高原其他记录相比具有较好的一致性,反映了湖区及藏南地区的气候环境演变特征具有全球性特征。