Distribution of gamma-ray radionuclides in surface sediments of the KongsQorden,Arctic: Implications for sediment provenance

The Kongsfjorden is highly sensitive region to climate variability,however,the study of gamma-ray radionuclides in related areas is relatively scarce.In this study,the grain size,total organic carbon(TOC),13 Corg isotopes,and specific activities of seven gamma nuclides were analysed in surface sediments of the Kongsfjorden in the Arctic during the summer of 2017.The specific activities of 210 Pb_ex,137 Cs,238 U,226 Ra,228 Ra,228 Th,and 40 K were 12–256 Bq/kg,0–3.8 Bq/kg,25–42 Bq/kg,24–38 Bq/kg,22–40 Bq/kg,22–40 Bq/kg,and 354–738 Bq/kg,respectively,with average values of(121±94)Bq/kg,(2.0±1.2)Bq/kg,(34±6)Bq/kg,(32±4)Bq/kg,(32±6)Bq/kg,(33±6)Bq/kg,and(611±119)Bq/kg.This study observed a significant positive correlation(r=0.845,p<0.05)between TOC and 210 Pb_ex,highlighting the strong influence of organic matter on the distribution of 210 Pb_ex.The boundary scavenging of210 Pb from the open sea contributed 27.5%–46.2%to the total 210 Pb_ex in the sediments of the outer Kongsfjorden.The grain size was an important factor affecting the activity distribution of several radionuclides(238 U,228 Ra,228 Th,226 Ra,and 40 K).The specific activity of 137 Cs indicated the transport of terrestrial materials from the exposed area of the Kongsfjorden.The sediments in the Kongsfjorden were derived from various material contributions of glacial meltwater debris,glacial rivers,bare soil,atmospheric deposition,and marine sources.This study explains the source of the Kongsfjorden sediment and the distribution characteristics of radionuclides,and illustrateas the main factors affecting the distribution of radionuclides,which provides a reference for the behavior of polar radionuclides in future research.     

北极王湾表层沉积物中的粘土矿物及其对物源与古环境变化的指示意义

Kongsfjorden is a typical fjord on the edge of the ice cap of the Arctic Svalbard-Barents Sea. Its inner bay is connected with a modern glacier front along the direction of the fjord axis with a significant gradient change in the parameters of hydrology, sedimentation, and biology. In summer, ice and snow melt-water and floating ice collapse continuously and thus transport the weathering products on the surrounding land into the sea. Thus Kongsfjorden is regards as a natural laboratory for the study of unique sedimentation in polar fjords under modern glacial-sea water conditions. In this study, fifty-two surface sediments were collected in Kongsfjorden for clay mineral analysis to study the sediment source and sediment-transport process. Our results indicate that clay minerals in the surface sediments from Kongsfjorden are mainly composed of illite, chlorite, and kaolinite, and no smectite is found. Rocks from different periods exposed extensively in the surrounding areas of Kongsfjorden provide an important material basis for clay minerals in the Kongsfjorden. Kaolinite may be mainly derived from the fluvial deposits, weathered from reddish sandstones and conglomerates during the Carboniferous Period.Illite is mainly derived from Proterozoic low-grade and medium-grade metamorphic phyllite, mica schist, and gneiss. While chlorite is mainly from Proterozoic low-grade metamorphic phyllite and mica schist. In the direction from the fluvio-glacial estuary to the sea of the glacier front of Kongsfjorden, illite increase gradually,and the content of kaolinite declines gradually. However, the change pattern of chlorite is insignificant, which may be related to the provenance. Kongsfjorden detritus is mainly transported by the fluvio-glacial streams and icebergs into the sea and deposited in the inner bay. Coarse sediments are rapidly deposited in the glacier front,estuary, and near-shore areas. Clay fraction begins to deposit significantly by 200–400 m after flowing into the sea,which due to the crystal behavior of clay minerals, hydrodynamic condition and flocculation. Kaolinite and chlorite on the south of the bay near the Blomstrandhalv?ya Island is mainly affected by ice-rafted detritus and thus can reveal the trajectory of transportation by the floating ice while entering the sea.     

北极王湾2010年夏季水体营养盐分布及影响因素

王湾海域位于北极斯瓦尔巴群岛西北侧,其水体特征主要受到北极冰川与大西洋的共同影响。为了研究冰川融水与大西洋水对王湾营养盐分布以及生态系统的影响,在2010年夏季黄河站考察期间,对王湾海水与地表径流进行采样分析,并测定了营养盐和叶绿素a。结果表明:2010年夏季王湾是大西洋水影响较弱的年份,以低温低盐高营养盐的本地变异水为主导。2010年7月王湾水体可以划分为4个水团,表层水(SW)、中层变异水(TIW)、本地变异水(TLW)和大西洋变异水(TAW),其中,表层水与中层变异水营养盐浓度较低,随着深度增加,本地变异水与大西洋变异水营养盐浓度都较高。大西洋变异水主要影响200m以深水柱,其营养盐浓度低于本地变异水影响的底部值,本地变异水中营养盐浓度的增加主要来自于颗粒物中营养盐的再生。表层水主要来源于地表径流与冰川融水,这些淡水输入与浮游植物的初级生产作用共同决定了表层水的营养盐浓度水平及结构。本地变异水中在水深100m上下出现的铵盐高值可能与浮游动物和/或微生物的代谢过程有关。     

长江口及邻近海域夏季表层沉积物中重金属等的分布、来源与沉积物环境质量

通过现场调查研究报道了长江口及邻近海域表层沉积物中重金属、有机碳、石油类、硫化物以及氮磷的分布、来源以及沉积物环境质量.结果显示,长江口及邻近海域表层沉积物中重金属、有机碳、石油类、硫化物以及氮磷的分布很不均匀,除硫化物外,重金属、有机碳、石油类以及氮磷基本呈现长江口和杭州湾东北近岸的上海外海出现高值,其他区域浓度较低...     

Abundance and biomass of heterotrophic microbes in the Kongsfjorden, Svalbard

1Introduction Heterotrophicmicrobesarenowconsideredtobe significantcomponentsofthestructureandfunctionof marinepelagicecosystems.Heterotrophicbacteriacon- stituteamajorpoolofbiomassinopenecosystem (WilhelmandSuttle,1999).Theyconsumealargepor- tionofprimaryproduction(Li,1998;Sherryetal., 2002;Lietal.,2004),andtheymineralizemostofthe dissolvedorganiccarbonthattheyconsume(Azamet al.,1983;Richetal.,1997;Azam,1998).Therolesof planktonicprotists,suchasheterotrophicflagellates andciliates,inmicro…     

南海东北部表层沉积物天然放射性核素与~(137)Cs

用HPGeγ谱仪测定了南海东北部表层沉积物中的放射性核素 .结果给出 7种核素的平均比活度分别为40 K :538Bq/kg ,2 10 Pb :1 1 6Bq/kg ,2 2 6Ra:2 7 7Bq/kg ,2 2 8Ra:4 4 9Bq/kg ,2 2 8Th :4 2 0Bq/kg ,2 38U :35 4Bq/kg和137Cs:1 1 6Bq/kg ,2 10 Pb的比活度随离岸距离增大 ,2 2 6Ra比活度随离岸距离没有明显变化 ,其余核素比活度随离岸距离减小 .与对我国近海其他海域报道的沉积物放射性核素含量相比 ,40 K和137Cs稍低于其他海域 ,其余核素为中等水平 .     

Distribution and dispersal pattern of clay minerals in surface sediments, eastern Beibu Gulf, South China Sea

Clay minerology of sediments are useful in determining distribution,sources and dispersal routes of fine-grained sediments.In the present paper,clay minerals of surface sediments throughout the eastern part of Beibu Gulf has been investigated to reveal sources and transport of detrital finegrained sediments.Four distinct clay mineral suites were observed from cluster analysis of clay mineral compositions of the samples.From the distribution pattern of clay minerals,we conclude that kaolinte in the eastern gulf is mainly derived from South China Landmass;Smectite could not be transported mainly by surface current from north-western Hainan Island,and maybe minor portion of it from Red River;Illite is mainly transported by the currents from South China Sea.Chlorite has two sources,namely South China Sea and South China Landmass.The Zhujiang River derived sediments could not be one of the sources for the clay mineral here,because of very different composition and ratios.The distribution pattern of clay minerals in the eastern Beibu Gulf is mainly controlled by fine-grained sediment source and local currents.The Silt/Clay,Smectite/Kaolinte,and Smetite/(Chlorite+Illite) ratios could be used as indicators of fine-grained sediment dispersal in the gulf.     

基于放射性核素的沉积物源识别技术探索与优化以红树林−海草床−珊瑚礁系统为例

物质来源是沉积学研究的关键问题。沉积地球化学是沉积学的重要研究手段,放射性核素在沉积地球化学中的应用探索仍较为匮乏。本研究利用高纯锗γ谱仪同时测量红树林、海草床、珊瑚礁三大典型生态系统的沉积物中天然放射性核素（²³⁸U、²²⁶Ra、²²⁸Ra、⁴⁰K）,分析3种生态系统的沉积物中放射性核素分布特征,探索基于放射性核素的一维视角下活度特征、二维视角下核素对与活度比值、三维视角下三角图解的指纹表征技术,识别沉积物中不同物质的来源,并尝试推广至中国不同海域。本研究强调三维指纹表征技术—基于核素活度的²³⁸U-²³²Th(²²⁸Ra)-⁴⁰K/10三角图解可以综合展示3种放射性核素的活度大小、组成比例、空间分布等信息,指出²³⁸U-²³²Th(²²⁸Ra)-⁴⁰K/10三角图解可能是沉积物中物源识别的一种优化方法,可为沉积地球化学研究中的现有代用指标工具库提供有益补充。     

北部湾SO-50柱状沉积物地球化学特征及其物源分析

通过对北部湾SO-50柱状沉积物进行粒度、Sr-Nd同位素、主微量元素及AMS14C分析,结果表明该柱状沉积物可以划分为两段,即上段（0~540 cm,0~3.0 ka BP）和下段（540~571 cm,3.0~3.3 ka BP）,它们反映了不同的物质源区贡献。下段较上段砂含量相对较高,主量元素（除SiO₂外）及稀土元素含量相对减少,87Sr/86Sr与ε_Nd除异常点外,总体变化幅度不大。研究结果显示SO-50柱状沉积物的物质来源比较稳定,具有强烈的陆源特征,下段沉积物的源区主要是琼州海峡东侧原有沉积物的再搬运和台湾岛河流携带沉积物的混合,上段沉积物除了琼州海峡东侧和台湾岛的贡献外,周边陆区海岸侵蚀物的贡献相对加强。根据SO-50柱状沉积物的研究结果表明,北部湾东部泥质区的物质来源除了琼州海峡东侧沉积物和沿岸侵蚀物的贡献外,台湾岛河流携带的沉积物对其影响也应引起重视。     

兴化湾西岸潮间带沉积物岩心放射性核素分布与沉积速率

利用2007年8月31日采集于福建兴化湾西岸的潮间带沉积物岩心样品,用γ谱方法测量了其放射性核素含量,对岩心中核素的分布及其成因进行了讨论,估算了研究区沉积物的沉积速率,探讨了沉积物的物源,结果表明:(1) 238U、228Th、228Ra、226Ra、210Pb、137Cs和40K的含量分别为35.0～60.6、52.6～69.3、49.0～66.5、22.7～36.2、26.3～84.8、0.5～1.3和775～831 Bq/kg;(2) 用238U、226Ra、137Cs和40K作为示踪剂进行物源分析发现,兴化湾潮间带沉积物主要源于邻近的福州和莆田地区的土壤,所占比率分别为54%和46%;(3) 用210Pbex和137Cs方法估算得兴化湾西岸潮间带沉积物的平均沉积速率分别为0.38 cm/a和0.36 cm/a.岩心中210Pbex分布表明,自20世纪末,研究区潮间带沉积速率加快.     

胶州湾表层沉积物黏土矿物分布特征及物源分析

利用X射线衍射（XRD）对胶州湾150个站位表层沉积物的黏土矿物组成及含量进行分析,研究了胶州湾表层沉积物黏土矿物的分布特征及其物质来源。结果表明,胶州湾表层沉积物中黏土矿物组成主要是伊利石（65.1%）和蒙脱石（17.1%）,其次是绿泥石（9.0%）和高岭石（8.8%）。在空间分布上,伊利石含量表现为西侧高、东侧低,高值区主要分布在大沽河、洋河口外两侧;蒙脱石含量高值区分布于胶州湾东北部、大沽河口东侧和湾口附近;绿泥石含量表现为东侧高、西侧低,且高值区整体呈条带状分布;高岭石含量表现为斑状分布,规律性不明显。黏土矿物物源分析表明,大沽河、洋河等入海河流所携带的陆源物质是胶州湾的主要物质来源,其中,大沽河是胶州湾沉积物中伊利石、蒙脱石和高岭石的主要物源,绿泥石则是大沽河、李村河及胶州湾东侧沿岸物质侵蚀风化产物共同作用的结果。     

南海东北部表层沉积物天然放射性核素与137Cs

用HPGeγ谱仪测定了南海东北部表层沉积物中的放射性核素.结果给出7种核素的平均比活度分别为40K:538Bq/kg,210Pb:116Bq/kg,226Ra:27.7Bq/kg,228Ra:4.49Bq/kg,228Th:42.0Bq/kg,238U:35.4Bq/kg和137Cs:1.16Bq/kg,210Pb的比活度随离岸距离增大,226Ra比活度随离岸距离没有明显变化,其余核素比活度随离岸距离减小.与对我国近海其他海域报道的沉积物放射性核素含量相比,40K和137Cs稍低于其他海域,其余核素为中等水平.     

黄海表层沉积物的矿物组成特征及其物源分析

以黄海66个表层沉积物为研究对象,通过粒度、黏土矿物和碎屑矿物分析,研究了黄海表层沉积物的粒度分布与矿物组成特征,探讨了研究区沉积物的矿物组成特征对其物源、沉积环境的指示意义。黄海表层沉积物平均粒径为5.2Φ,分选较差;黏土矿物组合类型为伊利石-高岭石-蒙脱石-绿泥石,其中伊利石的含量最高,蒙脱石的含量最低;碎屑矿物（粒径为0.063～0.125 mm）平均含量为8.07%,标准偏差为4.03,分布趋势与平均粒径分布基本一致,轻矿物以石英和长石为主;重矿物以角闪石和绿帘石为主,其次是不透明矿物和片状矿物,重矿物主要集中分布于黄海南部。物源识别结果表明：黄海的东北部海域接受鸭绿江沉积物的供应;黄海北部主要为黄河源沉积物;南黄海西部沉积物主要为黄海沿岸流南下带来的现代黄河物质和再悬浮的老黄河沉积物;南黄海中部沉积物来源复杂以黄河沉积物为主,长江沉积物的供应较少。     

三门湾表层沉积物矿物分布特征及物源分析

由于沉积环境和物质来源的差异,不同海域矿物组成及分布各异。为查明三门湾海域表层沉积物碎屑矿物和黏土矿物的含量、分布特征,在三门湾海域采集了25个海域表层沉积物、5个河流沉积物和2个潮滩沉积物样品,对沉积物样品进行63～125 μm粒级颗粒的碎屑矿物鉴定分析和<2 μm粒级颗粒的黏土矿物含量分析。结果显示,海域表层沉积物中共鉴定出27种重矿物、11种轻矿物。金属矿物、绿帘石、岩屑、普通角闪石、片状矿物含量占据重矿物的93.0%。轻矿物中81.1%为岩屑、斜长石、石英和片状矿物。三门湾黏土矿物以伊利石为主（平均61.1%）,绿泥石和高岭石次之（19.3%和15.8%）,含少量蒙脱石（3.8%）。根据Q型聚类,可将三门湾沉积物分为河口矿物区（Ⅰ区）、潮流通道矿物区（Ⅱ区）和浅水水下平原矿物区（Ⅲ区）。Ⅰ区以绿帘石、金属矿物和斜长石含量高为特征,受到河流输入直接影响,碎屑矿物与河流沉积物类似;Ⅱ区以金属矿物含量极高、片状矿物含量低为特征（80.6%）,指示湾内潮汐通道的强水动力状况;Ⅲ区以金属矿物和片状矿物含量高为主要特征,显示出陆架碎屑矿物的重要影响。矿物物源分析结果表明,研究区内细颗粒沉积物以长江来源为主,沿岸河流输入影响较小,未改变以伊利石为主的黏土矿物组合格局;而粗颗粒沉积物主要受到湾外内陆架和沿岸河流输入沉积物的共同影响,沿岸河流输入使得研究区内岩屑和绿帘石含量高,在靠近基岩海岸的区域,还可能受到部分基岩风化输入的影响。     

中国近海沉积物中钍同位素的分布

本文对采自中国7个近岸海域的沉积物中钍(铀)同位素的分布进行了研究。发现表层沉积物中,~(230)Th/~(232)Th)_(A.R.)均小于1.0且呈均匀分布的态势。但~(230)Th/~(232)Th)_(A.R.)的数值及其深度分布特征与深海沉积物截然不同。~(230)Th/~(232)Th)_(A.R.)与水深呈良好的正相关。钍系不平衡普遍存在,其特征是~(228)Th/~(232)Th)_(A.R.)<1.0,据此推测了沉积物中可溶化学物质与上覆海水发生交换的深度。研究了沉积物中~(232)Th的含量、比度和~(232)Th/~(238)U)_(C.R.)的分布特征。从~(234)Th_(ex.)的深度分布求出秀屿站的表层混合系数(0.49×10~(-6)cm~2/s)和沉积柱中~(234)Th_(ex.)的总量。     

北冰洋西部沉积物黏土的Sm-Nd同位素特征及物源指示意义

通过对北冰洋西部(楚科奇海及北部边缘地带、加拿大海盆)34个表层沉积物样品中黏土组分的Sm-Nd同位素分析,结果表明:(1)黏土组分的Sm-Nd同位素分异明显,可将沉积物划分为北部、西部、南部和东部等多个同位素物源区;(2)在楚科奇海,太平洋入流的向北输运自西向东形成了3个不同的同位素物源区,沉积物的c(147Sm)/c(144Nd)比值、ε_Nd(0)值和T_DM年龄自西向东呈递减趋势;(3)在研究区北部,顺时针方向流动的波弗特涡流将马更些河物质向西搬运至加拿大海盆和楚科奇高地,使该区沉积物ε_Nd(0)值明显偏低,T_DM偏大;(4)在楚科奇海北部外陆架、海台和陆坡区,太平洋水、大西洋水和波弗特涡流的相互作用使该区沉积物T_DM年龄的标准偏差大,同时出现了南-北源和西-南源等同位素混合类型。     

闽江河口表层沉积物重矿物特征与物源示踪

对闽江河口近岸海域的230个表层沉积物样品和闽江20个表层沉积物样品进行重矿物分析,系统地研究了重矿物的分布特征及其物源指示。研究区共鉴定出重矿物27种,主要以普通角闪石、绿帘石、磁铁矿和黑云母为主。根据重矿物组合分布特征,将研究区分为两个矿物组合区,并划分为3个矿物组合亚区。闽江口近岸沉积区(Ⅰ-1区)矿物组合为普通角闪石-磁铁矿-绿帘石,受闽江物质影响很大;近岸混合沉积区(Ⅰ-2区)矿物组合为普通角闪石-磁铁矿-黑云母-绿帘石,受浙闽沿岸流携带物质和闽江物质共同影响沉积形成,闽江物质影响明显减弱;残留沉积区(Ⅱ区)矿物组合为普通角闪石-绿帘石-磁铁矿,主要为受后期改造的晚更新世海侵边界层。     

北极东西伯利亚陆架沉积物物源:来自黏土矿物和化学元素的证据

本文对北极东西伯利亚陆架表层沉积物进行了粒度、黏土矿物以及常微量元素测定,阐述了粒度、黏土矿物和常微量元素的分布特征.利用因子分析与聚类分析划分了不同的沉积区,并探讨了各区沉积物的主要来源.结果表明,研究区可以划分为4个沉积区:(1)东西伯利亚海近岸河口区(Ⅰ区),沉积物以粉砂和砂质粉砂为主,TiO2、Zr、SiO2含...     

南极罗斯海柱样沉积物中有机碳和氮元素地球化学特征及其来源

南极周边海域沉积物中的有机碳和氮元素地球化学特征对于深入研究全球碳循环和海洋生态环境演变具有重要意义。本文对取自南极罗斯海的RBA08C柱状样沉积物进行了有机碳和氮元素地球化学特征分析。结果表明：RBA08C柱样中TOC含量在顶部0~12cm呈现随柱深增加而降低的趋势, 自12cm以深含量总体相对稳定; TN总体具有与TOC相同的变化趋势, 两者含量变化呈现较强正相关性, 说明可能具有相同来源; 沉积物TOC/TN比值和δ13C值揭示RBA08C柱样有机质主要为海洋生源沉积, 其含量变化应主要受控于上层水体生产力、沉积速率和氧化还原环境等因素的共同作用; RBA08C柱样的TOC埋藏率约为50%, 与位于普里兹湾埃默里冰架边缘的IS-4站柱样相同, 加之较为相近的TOC和TN含量及变化趋势, 表明两者可能具有相近的沉积速率, 其所在的海区是南极海域较重要的碳循环和碳储区。