海底地下水排泄对海洋锶储库的影响

海底地下水排泄（ submarine groundwater discharge, SGD）不仅是全球水循环的重要组成部分,也是各种溶解化学物质由陆向海输送的重要而隐蔽通道。笔者等在分析全球海洋锶来源的基础上,综述了多种岩性含水层条件下SGD锶的地球化学行为及其控制因素,并利用已有的SGD通量和高分辨率全球岩性数据,计算出更为保守和精确的SGD锶通量及同位素组成,确认了SGD是海洋贫放射成因锶的重要来源之一,起到平衡河流输入的富放射成因锶的作用。     

珠江口及其邻近海域沉积物甲烷-硫酸根界面分布深度及影响因素

利用化学和稳定同位素化学等方法分析研究区沉积物间隙水甲烷和硫酸根、pH和∑CO2以及δ^13C—CH4和δ^13C—ECO2的垂直剖面分布。结果显示,间隙水硫酸根浓度呈线性梯度减小,至沉积物甲烷-硫酸盐界面（sulfate-methane interface,SMI）附近,硫酸盐几乎全部消耗而甲烷浓度急剧增大;与此同时,间隙水pH和∑CO2在该深度位置明显升高。间隙水地球化学特征揭示了沉积物发生了AOM作用。在AOM过程中,由于^12CH4氧化速率较^13CH4快,故引起沉积物间隙水剩余甲烷的碳同位素偏重,而δ^13C—ZCO2值变为极负,珠江口QA11—2、QA12-9、QA12—14和GS-1四个站位SMI对应深度分别为12cm、38cm、50cm和204cm,而南海BD-7站位由间隙水硫酸根剖面变化推算约为600cm。从珠江河口到南海沉积物,由于受陆源输入的减少,表层沉积物有机质含量呈降低趋势。有机质输入量及其活性的高低是制约了沉积物SMI分布深浅的关键因素,这是由于高含量的活性有机质一方面可加速间隙水硫酸根通过有机质再矿化分解作用途径消耗;另一方面可引起向上扩散进入AOM反应带的甲烷通量增大,使得通过AOM作用的硫酸根消耗通量相应增大,其结果造成沉积物SMI的上移。根据沉积物C／N比值以及^13C剖面变化,推断AOM作用的可能发生机制是由于在沉积物表层再矿化作用过程中,因一部分活性有机质被大量消耗,导致进入沉积物硫酸根还原带底部的活性有机质数量相应减少,从而引起部分硫酸根转为与甲烷发生反应,并在微生物的作用下完成AOM过程。     

三亚湾海滩泥黑化空间差异与形成条件

三亚湾海滩泥黑化问题由来已久,严重影响了三亚市旅游资源可持续发展,受到社会各界的广泛关注。通过水动力数值模拟、现场原位观测和取样分析等手段,系统地研究海滩泥黑化空间差异及形成条件,可为海滩综合整治提供科学依据。三亚湾海流主要为EW向往复流,海湾中部与外部均以落潮优势为主,最大流速可达1.0 m/s,湾内涨落潮流速均＜0.1 m/s,最大余流流速更是低至0.02 m/s,局部地区如天涯海角与鹿回头南侧存在流速高值区,其中天涯海角处余流为离岸运动。基于野外实地踏勘与室内测试分析结果发现,三亚湾东、西部海滩的泥黑化程度相对中部较高。可将整个海湾划分为东部条带黑化区、中部正常区和西部斑状黑化区,由东至西各分区钛铁矿平均含量分别为0.35%、0.58%和2.08%,有机碳平均含量为0.20%、0.10%和0.07%,总氮平均含量为0.011%、0.006%和0.004%。三亚湾海滩西部黑化主要是由于重有色矿物钛铁矿的机械搬运与分选富集,其物质来源于马岭滨海钛铁砂矿,该处波浪能集中,钛铁矿经波浪悬扬后在EW向潮流的往复搬运下到达周边岸滩引起海滩黑化;有机质在厌氧菌作用下与细颗粒泥沙胶结后形成腐泥,使三亚湾东部海滩变黑变硬,污染物主要来源于局地生活污水排放与海底污泥再悬浮搬运,该海域海水自净能力低下是海滩黑化的重要促进因素。     

浙江舟山海岸带古木埋藏区铁的微生物成矿作用

以浙江舟山海岸带铁矿石为研究对象, 通过对铁矿石及其周围环境背景样品的形态学显微观察、矿物学及地球化学分析, 结果显示渗漏水沉淀铁泥中存在大量形貌与Leptothrix ochracea和Gallionella ferruginea中性铁氧化菌极为相似的微生物鞘, 该微生物可促进Fe2+的氧化和Fe3+的快速沉淀, 并且细胞最终被完全矿化后将永久保存起来.与此相对应的是: 在铁矿石内部存在大量的似球形和丝杆状的针铁矿, 并且还保留了死亡的铁细菌外鞘, 这些特征揭示该铁矿石与微生物历史活动密切相关.将现代渗漏水铁泥中铁细菌的矿化作用和铁矿石中保留的微生物活动记录相对比, 为该环境下的铁矿石生物成矿作用及其成因机制提供了良好的佐证.铁矿石的形成与古木堆积密切相关, 古木埋藏腐烂过程产生的腐植酸加剧了基岩及其周围土壤中的铁淋滤进入到潮间带, 从而为铁矿石形成提供充足的铁来源.该研究有助于更好理解和认识地史时期腐植质及微生物在铁矿床形成中的作用.      

戴维斯站区与长城站区企鹅粪土层生物标型元素的确定与比较

在中国第22次南极考察(2005/2006)期间,采集了东南极戴维斯站区加德纳岛(GardnerIsland)上一根含企鹅粪的沉积泥芯。分析测试了该沉积物、新鲜企鹅粪和当地基岩中部分化学元素的含量。对元素进行聚类分析并结合对比新鲜企鹅粪、基岩中的部分元素含量特征后得出,该粪土沉积的生物标型元素组合包括P、Se、F、S、As、Cu和Sr等7种元素。这与西南极阿德雷岛企鹅粪土层的生物标型元素组合是基本一致的。在此基础上,对东、西南极企鹅粪土层的生物标型元素进行了优选,得出东南极优选生物标型元素为P和Se,西南极则为F、P和S。这为探讨东南极企鹅数量变化及东、西南极企鹅数量变化的对比研究打下了基础。     

EPR 9°～10°N L喷口黑烟囱体形成环境重建:来自矿物学及铅-210年龄的限制

为了重建EPR 9°~10°N L喷口的形成环境,采用矿物学、地球化学及年代学的方法,对黑烟囱体的矿物组成、矿物结构、元素剖面分布以及黑烟囱体内外层铅-210测年进行了研究。矿物学观察表明,该喷口烟囱体内壁主要由方黄铜矿组成,而外壁则主要由硬石膏组成。铅-210测年结果表明,烟囱体形成于EPR 9°~10°N区域内1991年的火山喷发事件之后,并有较低的生长速率,约为0.3cm/a。结合该喷口及其附近A喷口已发表资料认为,该烟囱体开始生长是由于蒸气相流体引起的,其后期受到卤水相流体的影响,而且流体温度应不小于330℃。     

海洋雾状层的成因及其对海洋碳循环过程的影响

海洋雾状层既是陆源物质进入海底的输送通道,又是海洋水体中沉降颗粒及底部再悬浮颗粒物的停留场所。雾状层物质来源主要有陆源、生源以及海底表层沉积物的再悬浮,不同海区、不同层位的雾状层的物质来源有所差异;雾状层的成因具有复杂性,既有物理作用,又有生物及化学作用,大量研究表明,海底洋流、内波(潮)等物理作用是雾状层形成的主要控制因素。雾状层中碳的存在形态主要有颗粒有机碳(POC)、溶解有机碳(DOC)、胶体有机碳(COC)以及无机碳,雾状层与其上下海水之间、雾状层与海底表层沉积物之间不同形态碳在生物-化学-物理动力系统作用下不断发生物质交换与迁移,对海洋碳循环生物地球化学过程起重要的控制作用,是整个海洋碳循环的一个不可忽视的环节。