珠江口近百年来富营养化加剧的沉积记录

由于土地利用和人类活动加剧所导致的营养元素由河流输入的增加是引起河口港湾地区富营养化趋势增强的重要原因,由此引发的赤潮在中国沿海地区呈现越来越频繁的趋势。本文通过珠江口两个沉积柱状样(ZJ6和ZJ10)揭示了该水域近百年来的富营养化加剧趋势。由柱状样中的TOC/TN比值判断,TOC是陆源和水生两种来源的混合物。在假设陆源和水生有机质C/N比值分别为5和20后,计算了在沉积物中两种来源有机碳的含量得到:两钻孔柱状样中水生有机碳、总氮、生物硅、陆源有机碳沉积通量自20世纪20年代到90年代呈明显升高趋势,分别增加了2.0、3.6、2.9、12.0倍(ZJ6)和5.4、6.8、5.5、10.6倍(ZJ10)。这一趋势与中国珠江三角洲地区在此期间,特别是50年来生产力的迅速提高趋势相对应。两钻孔柱状样中生物硅沉积通量的增加幅度逐渐超出水生有机碳沉积通量的增加幅度,表明硅藻是富营养化的敏感藻类。目前,Si相对于N、P还不是珠江口水域的限制性营养元素,但若不对水域的营养物进行有效管理以平衡营养元素间的比例关系和减弱富营养化趋势,珠江口的浮游生物种群结构和底层水的溶解氧含量将受到严重影响。     

三门湾近五十年来富营养化的沉积记录

沿海(特别是河口港湾)富营养化已成为当前海洋环境的一个突出问题.以人类活动影响下的典型海湾--三门湾为研究对象,对三门湾湾内(SM-3)及湾口(SM-17)沉积物柱状样品进行研究,采用210Pb对SM-17沉积柱进行年代测定,建立年代标尺.通过对两个沉积柱多化学指标变化特征(有机碳、总氮、总磷和生物硅分布特征、生源要素...     

近百年巢湖的生态环境记录

巢湖位于安徽省中部,是合肥市的重要水源地,也是我国富营养化严重的三大湖泊之一.湖中风浪扰动作用强烈,入湖河流携带大量泥沙,湖水总悬浮物含量高,蓝藻发育,透明度低.近百年来,由于流域农业和城市化的发展,巢湖营养盐含量增加,逐渐形成富营养化湖泊.     

近2000年南海北部沉积有机碳的来源及埋藏记录

在气候变化和人类活动日益增强的背景下, 河口近海碳源汇途径的变化对区域乃至全球碳循环有着深刻的影响。本研究对南海北部河口-近岸-陆架海区3根沉积物柱状样顶部沉积记录约2000年的样品进行了有机碳(TOC)和总氮(TN)含量与稳定同位素组成等地球化学指标的分析。结果显示, 南海北部沉积物TOC含量在过去2000年表现出稳步增加的趋势。根据稳定碳同位素(δ¹³C)和TOC/TN比值构建的蒙特卡洛模拟估算, 发现不同海区沉积有机碳的来源存在差异, 其中陆源有机碳在近岸区贡献最高, 河口区次之, 南海北部陆坡贡献最小。在时间尺度上, 陆坡区TOC来源在过去2000年维持稳定, 而河口近岸区中海源有机碳比例不断增加, 特别是河口区海源有机碳在过去1000年快速增加, 同时与TN的变化存在显著的正相关关系, 反映了人类活动持续输入的陆源营养盐促进了海洋初级生产力的升高; 另一方面, 河口区陆源有机碳的减少主要归因于华南地区减弱的东亚夏季风和人类活动与沿海地区大规模的围垦活动等。不同于河口近岸海区, 南海北部陆坡沉积物有机碳埋藏的增加主要与东亚冬季风增强对营养盐供应和初级生产力的调控密切关联。整体而言, 人类活动和气候变化共同控制着近2000年南海北部沉积物有机碳埋藏的演变过程。

     

沉积事件及其在地层中的记录

这里定义的某些侧向延伸的事件沉积物几乎均产于各种类型的沉积盆地中。它们既反映了局部的盆地内的作用过程,也与区域的或全球的机制有关。事件层的某些类型,如沉积物重力流、砂质和泥质浊积岩,通常保存完好,它们构成盆地大部分充填物;而另一些事件层,如海啸沉积物和原地地震构造,在地质记录中却不太常见或十分稀少。事件沉积物的体积、频率和相受事件前沉积物的堆积、触发机制和搬运机制,以及最后沉积的方式等作用的控制。     

东海内陆架有机碳的源—汇过程及其沉积记录

大陆边缘海是不同来源、不同性质有机碳沉积和埋藏的主要场所,在全球碳的生物地球化学循环过程中具有重要地位.东海内陆架接收大量陆源有机碳,并且具有较高的海洋生产力,是研究沉积有机碳来源、输运和埋藏的理想场所,已取得大量研究成果.在对相关文献进行系统整理的基础上,以沉积学的视角对前人研究成果进行了梳理,旨在为后续相关研究提供...     

下扬子巢湖地区中二叠统孤峰组富有机质硅质岩有机地球化学特征

华南下扬子巢湖地区孤峰组黑色硅质岩中富含有机质,是中国油气和页岩气勘探的潜在源岩,研究孤峰组有机质富集规律对开展油气勘探工作具有重要意义。文章对巢湖平顶山地区中二叠统孤峰组硅质岩进行总有机碳含量（TOC）和饱和烃分子标志物特征分析,探讨其中有机质富集规律。结果表明孤峰组有机质热成熟度参数C29 ααα甾烷20S/(20S+20R)比值分布在0.37 至0.46 之间,C31升藿烷22S/(S+R)比值分布在0.53 至0.59 之间,热成熟度水平处于生油窗的早期。有机质正构烷烃主峰为C18,以短链烷烃为主,藿烷含量较高,甾烷以C27 ααα 20R 胆甾烷为主,有机质主要来自海洋浮游藻类和细菌。孤峰组有机质Pr/Ph 比值小于0.6,伽玛蜡烷指数平均值为0.2,说明古沉积水体为中等分层缺氧环境。孤峰组普遍富含有机质可能与炎热气候下古沉积水体长期分层和缺氧有关。随着气候在孤峰组沉积早期和晚期突然变冷,高强度的海洋洋流上涌提高了初级生产力水平,造成有机质更大规模的富集。     

安徽巢湖二叠系栖霞组碳酸盐岩斜坡沉积

长期以来,人们均认为下扬子地区广泛发育的栖霞组碳酸盐岩属于浅海碳酸盐岩台地沉积。但以巢湖地区为例研究表明,栖霞组主要为碳酸盐岩斜坡沉积。碳酸盐岩碎屑流沉积物形成了臭灰岩段和顶部灰岩段的层状石灰砾岩,分布于斜坡上部;等深流沉积物形成了上、下硅质层段的砂屑硅质粒泥灰岩,主要分布于斜坡下部。而上、下硅质层段中的钙、硅质页 (泥 )岩属于斜坡远端和盆地沉积;唯有本部灰岩段可能属于浅海碳酸盐岩台地沉积。这一认识不仅突破了传统观念,而且有助于重新认识下扬子板块二叠纪的古地理特征和盆地构造演化。     

下扬子巢湖地区中二叠统孤峰组富有机质硅质岩有机地球化学特征

华南下扬子巢湖地区孤峰组黑色硅质岩中富含有机质，是中国油气和页岩气勘探的潜在源岩，研究孤峰组有机质富集规律对开展油气勘探工作具有重要意义。文章对巢湖平顶山地区中二叠统孤峰组硅质岩进行总有机碳含量（TOC）和饱和烃分子标志物特征分析，探讨其中有机质富集规律。结果表明孤峰组有机质热成熟度参数C29 ααα甾烷20S/(20S+20R)比值分布在0.37 至0.46 之间，C31升藿烷22S/(S+R)比值分布在0.53 至0.59 之间，热成熟度水平处于生油窗的早期。有机质正构烷烃主峰为C18，以短链烷烃为主，藿烷含量较高，甾烷以C27 ααα 20R 胆甾烷为主，有机质主要来自海洋浮游藻类和细菌。孤峰组有机质Pr/Ph 比值小于0.6，伽玛蜡烷指数平均值为0.2，说明古沉积水体为中等分层缺氧环境。孤峰组普遍富含有机质可能与炎热气候下古沉积水体长期分层和缺氧有关。随着气候在孤峰组沉积早期和晚期突然变冷，高强度的海洋洋流上涌提高了初级生产力水平，造成有机质更大规模的富集。     

沉积记录研究的现代过程视角

沉积记录是揭示地球演化的主要数据来源之一,地层学提供了宏观大尺度沉积记录的分析方法,而沉积学则提高了沉积记录的时空分辨率。但上述方法主要是针对沉积体系特征和现象信息的,而有关沉积体系过程和机制信息的提取还较为薄弱。通过评述现代过程在沉积记录研究中的定位,提出了新的科学问题。研究结果表明,基于现代过程研究的勘测性模拟是一种值得追求的方法。经典数值模拟依赖于未知变量与方程个数相同的控制方程,用实测数据作为验证材料,而勘测性模拟是控制方程加工作假说构成的体系,其模型输出指示了过程—产物关系。因此,通过现代沉积体系模拟及其与钻孔资料的对比,可以获取沉积记录所含的过程和机制信息。勘测性模拟也是地球久远时代沉积记录的潜在分析工具。     

青海湖现代滨岸沉积微相及其特征

本文将青海湖滨岸带沉积划分为沿岸砾沙坝、泥坪、沙滩、砾石滩、泻湖和水下风沙堆积六个微相。与国内外其它湖泊滨岸沉积相比,以发育沿岸砾沙坝和水下风沙堆积为其特征。其中规模较大的沿岸砾沙坝和沙滩分布于地形坡度不大（坡度１０°±）和波浪、沿岸流及风力作用强烈的滨岸地区,粒度概率曲线以推移和跳跃总体为主、悬移组份含量少和跳跃总具双跳跃式为特征,垂向层序由分选差（δ_１＞１）的上部粗碎屑物与分选好（δ_１＜１）的下部细碎屑物构成反韵律层;砾石滩主要分布于冲积扇或扇三角洲入湖地带和湖蚀岸边,以砾石均匀、磨圆较好、绝大多数砾石长轴平行湖岸线和最大扁平面倾向湖方向且倾角８°±为特征;泥坪主要分布于湖水动力弱、无大河流注入的湖湾、湖岸地形平缓以及坝后湖水滞流地带;水下风沙堆积以分选好、磨圆好、石英表面具风蚀凹坑、概率曲线呈上凸和双跳跃式总体以及粒度参数δ_１＜１、Ｓ_ｋ＝－０．１５～０．２１、Ｋｇ＝０．７５～１．１３和Ｍ_ｄ＝０．２２～０．０２３ｍｍ为特征。本文对丰富湖泊沉积相内容具有一定意义。     

湖北梁子湖近代沉积记录对人类活动的响应

为了研究人类活动背景下的湖泊生态响应过程和机制, 分析人类活动对湖泊富营养化的贡献, 在210Pb计年和历史事件记载基础上, 通过梁子湖沉积物水生生物遗存和色素分析重建了梁子湖地区过去100多年来湖泊生态系统演化过程.沉积物色素和水生生物遗存组合带的变化表明梁子湖营养演化具有5个阶段: 过去100多年梁子湖地区经历了生态环境良好的贫营养化期(1885-1902A.D.)、轻度富营养化期(1902-1964A.D.)、中度富营养化期(1964-1988A.D.)、富营养化期(1988-1998A.D.)、中度富营养化期(1998-2003A.D.).水生生物遗存随着湖泊富营养化的发生而呈现一定的分布特征, 对富营养化敏感的奥古茨藻、荇菜、角果藻、纹沼螺、表壳虫等逐步减少.通过湖泊演化阶段与区域人类活动重大阶段的联合对比研究发现随着人类活动的增强及对湖泊生态的持续干扰, 湖泊生态演化呈现明显的阶段性, 湖泊富营养化的发生与流域强烈的人类活动如围垦与农业活动带来的营养物质输入有着直接联系, 湖泊生态环境演化对重大人类活动事件具有响应性.本研究对于认识湖泊生态环境演化与人类活动的关系、整治湖泊环境具有重要的指导意义.      

洞庭湖盆地沉积环境分析方法探索

本文利用洞庭湖盆经定量化处理后的定性资料,探索了一种用水流能量指数来定量研究沉积环境的方法。按此法研究后提出,更新世早期古沅水从桃源向北流经临澧湖盆,再进入澧县湖盆的新认识。     

塔里木盆地轮台断隆第三系盐湖沉积环境研究

详细研究了塔里木盆地塔北隆起轮台断隆第三系盐湖-碎屑岩沉积体系的沉积环境。整个研究以干旱-半干旱的气候条件为主因素,以盐湖沉积中盐类矿物硬石膏的不同构造类型与环境关系为突破口,结合元素地球化学,从一个新的角度总结了研究区的沉积特征。     

太湖大浦湖区近百年来湖泊记录的环境信息

通过对太湖TJ-2钻孔的137Cs、粒度、总有机碳(TOC)、总氮(TN)、总磷(TP)及化学元素等多指标综合分析,探讨了太湖大浦湖区近百年来的环境演变特征。研究结果表明,20世纪50年代以前,沉积物中大部分金属元素如Al、Mn、Cu、Cr、Ni、Zn与粘土含量具很好的相关性,相关系数在0.74～0.82之间。此阶段湖泊生产力不高,水环境较好,沉积物以较低的营养元素含量为特征。50—90年代,是太湖向现代湖泊环境转化的显著时期,湖区生产力大幅提高,人为活动对湖泊系统严重干扰,湖区迅速达到富营养化。在沉积物中表现为Fe/Mn值下降,有机碳、总氮、总磷与重金属元素急剧上升,且重金属元素变化明显不同于沉积物粒度及Al元素变化曲线。90年代以后,湖区一直持续着富营养化状态,富营养趋势渐缓,沉积物中粘土含量上升、营养元素稍降及重金属指标变化不明显的趋势很好地体现了这一特征。TJ-2钻孔显示的环境信息与湖泊实际环境监测结果基本一致。     

湖泊沉积物记录的藏中地区2.8Ma以来的环境演变历史

对青藏高原中部错鄂钻孔岩芯湖泊沉积物δ13C、总有机碳(TOC)、总氮(TN)、C/N和Rb/Sr比值等进行了分析,并结合岩性、孢粉组合特征等,建立了2.8Ma以来藏中地区的环境演化序列、区域构造活动和湖盆演化过程.研究显示,大约在2.8Ma,错鄂构造成盆,2.6Ma的构造运动之后,湖泊扩张,夏季风降水增加,湖泊沉积物以青灰色泥为主,藏中地区总体上处于温湿或凉湿的环境下;约0.78Ma后,沉积岩性明显变粗,湖盆快速充填,反映了强烈的构造隆升运动,并使高原中部整体隆升到4000m以上,δ13C和TOC反映藏中地区环境具明显的高寒特点;高原剧烈隆升时期,化学风化较弱,而在高原相对稳定的剥蚀夷平阶段,化学风化较强,说明藏中地区的化学风化在受气候强烈影响的同时,又受高原阶段性的构造隆升所控制.     

定量再造湖泊古生产力的尝试

根据海洋学计算古生产力的方法,利用云南现代陆相断陷湖盆的沉积学和生物学资料,推导出了湖泊中用有机碳法计算古生产力的公式：R＝C×ρ×（1－Φ）／（0．00421×S^0.0826）,并比较了用此公式和海洋中计算古生产力的公式计算出的山东济阳坳陷沙三段沉积时期的古生产力。结果表明,湖泊古生产力大多高于海洋古生产力,推导出来的计算湖泊古生产力大多的公式,对定量计算新生代古湖泊,尤其是类似于渤海湾盆地的断陷湖泊的古生产力有着重要的实际意义。     

近百年来西居延海湖泊水位变化的湖岸林树轮记录

通过对西居延海柽柳树轮年表与气象、水文要素进行相关分析,结果表明:标准年表和西河下游5～8月平均地下水位变化呈显著正相关,而且这一相关具有明确的生物学意义.利用标准化年表和地下水位的相关关系,重建了西居延海近100a以来5～8月的水位变化,检验表明重建结果是可靠的.结合西居延海在1960—1962年干涸的史实和重建水位变化曲线,将湖岸林柽柳树轮年表涵盖的近百年分为湖水水位和地下水水位变化两个时期.其中湖水水位上升阶段为1932—1952、1956—1958年,下降阶段为1920—1932、1952—1956、1958—1960年,持续时间分别为20a、2a、12a、5a和2a;地下水水位上升阶段为1974—1981、1996—1997年,下降阶段为1961—1973、1981—1995、1997—2002年,持续时间分别为8a、1a、13a、15a和5a.