长江流域沿江镉异常示踪与追源的战略与战术

正在进行的多目标地球化学调查成果显示,长江流域存在全流域的Cd异常。长江流域Cd异常示踪与追源研究的长期目标是查明长江流域沿江各主要支流(汇水面积大于5000km2)Cd等重金属元素的物质来源、迁移形式和输入/输出通量、分辨自然源与人为源各自所占份额,建立沿江各支流Cd时空演化模型,监测它的未来发展趋势,对潜在生态效应进行预警预测;短期目标是针对Cd异常的重点地区,如长江源头、三峡库区、湘江流域、江淮流域、长江三角洲及流域内的4大淡水湖泊,查明Cd异常的来源,重建Cd异常形成的地球化学记录,评估可预见的将来(如10～50年)Cd异常的生态效应。     

长江口表层沉积物中正构烷烃的高分辨分布特征及有机碳来源解析

于2014年3月对长江口及邻近海域的表层沉积物进行了高分辨率采样,分析了沉积物粒级组成、比表面积、总有机碳含量及其稳定碳同位素组成(δ¹³C)、正构烷烃及其相关分子指标,讨论了此区域沉积有机碳和正构烷烃的高分辨分布特征,并结合基于主成分分析-蒙特卡洛模拟的三端元混合模型,对沉积有机碳的来源进行了定量解析。结果表明,长江口及其邻近海域表层沉积物中总有机碳含量为0.45%±0.16%,近岸泥质区总有机碳含量较高,外海砂质区含量较低。总正构烷烃(C₁₄-C₃₅)的绝对含量和相对于总有机碳的含量分别为(1.42±0.73)μg/g和(0.34±0.21) mg/g。泥质区以长链正构烷烃占优势,具有较强的奇碳优势;砂质区以短链正构烷烃占优势,且具有一定的偶碳优势。长江输入、老黄河口输入、闽浙沿岸小型河流输入和水动力分选等因素制约了正构烷烃的输运和分布特征。模型结果显示此区域沉积有机碳来自海源、土壤和高等植物的混合输入,其中以海源为主,其贡献为42.70%±18.18%,由陆地向外海贡献逐渐升高,其次是土壤和高等植物,其贡献分别为2...     

陆相湖盆海侵事件对烃源岩发育影响机制

海侵是影响湖盆烃源岩发育的重要事件之一,通过调研国内外相关文献,述评了这一领域的研究现状。海侵事件广泛分布于中国的松辽盆地、渤海湾盆地和苏北盆地以及国外多个盆地,海侵可通过古遗迹标志、矿物岩石学标志以及地球化学特征等识别。其次海侵烃源岩一般具有有机质丰度较高、有机质类型较好的特征,主要归因于海侵事件明显促进烃源岩发育,海侵作用一方面可能为湖水带来了大量的营养物质,显著提高了古湖泊生产力,另外一方面,盐度可能有利于形成稳定的水体分层,在水底形成强还原环境,促进有机质保存。以西非裂谷盆地（Termit盆地）为例,总结了海侵影响湖相烃源岩发育的模式。     

三亚湾及周边海域表层沉积物重金属分布特征及生态风险评价

基于三亚湾及周边海域73个表层沉积物样品重金属元素Cu、Zn、Pb、Cr、As、Cd和Hg的化学测试分析,运用多种技术方法,查明重金属分布特征,探讨重金属来源及影响因素,并对其开展生态风险评价。结果表明：研究区Cu、Zn、Pb、Cr、As、Cd、Hg的平均含量分别为12.77、60.11、21.11、43.84、7.05、0.067、0.022 μg/g。As含量高值区为西瑁洲北侧海域,其他重金属分布大体上为沿岸低,向海的方向逐渐增高。Cr和Hg相对背景值亏损,其他重金属相对背景值少量富集;Zn、Pb、Cr分布符合“粒度控制效应”规律,物质来源为陆源碎屑的风化剥蚀。Cu除了来自陆源剥蚀外还可能受到人类活动的影响。Cd和Hg主要来自于沿岸生活污水的排放。As主要来自生活污水排放、农业施药、网箱水产养殖等;重金属总体属于低程度污染,总体平均潜在生态风险程度处于低等级水平,反映研究区总体较好的底质生态环境,且沿岸优于离岸海域。单项重金属平均污染程度排序为Cd>Pb>Zn>As=Cu>Cr>Hg,Cd和Pb属于中等程度污染,其他重金属属于低程度污染。单项重金属平均潜在生态风险程度均为低等级,排序为Cd>Hg>As>Pb>Cu>Cr>Zn;Cd为研究区污染程度和潜在生态风险程度最大的重金属元素,需加强对其的防控与治理。     

海岸带石油污染物自然衰减研究综述

石油在海岸带泄漏后会形成长期危害生态环境的污染源区。在水动力、微生物和地球化学等的作用下,石油污染物的质量、浓度、体积、毒性和流动性降低的过程称为自然衰减。本文系统综述了海岸带石油污染物的自然衰减特征及其研究手段,阐明了石油性质、沉积物类型、水动力因素、光氧化反应和微生物等因素对海岸带石油污染源区自然衰减的影响,归纳总结了表征石油污染源区自然衰减过程的地球化学、地球生物和地球物理指标。同时,通过总结自然衰减过程的预测方法,指出了研究方向多学科交叉、多数据驱动的重点及难点,最后对海岸带石油污染源区自然衰减研究提出了展望。     

南太平洋富稀土海区海水中的溶解态稀土元素空间分布特征研究

深海富稀土沉积物因其资源潜力巨大,近年来备受关注。一般认为,沉积物中稀土元素和钇（总称REY）的主要来源为上覆海水,但针对富稀土海区上覆海水中REY的研究较少。本研究针对南太平洋富稀土海区采集的3个站位的全水深海水样品,测试出了15种溶解态REY,并对比了邻近海域已发表的数据,分析了该海区REY的空间分布特征。研究区表层水中溶解态REY浓度主要受风尘输入影响,而中层和深层水体中溶解态REY浓度主要受水团控制。经过澳大利亚后太古代页岩（PAAS）和北太平洋深层水（NPDW）归一化后的配分模式可确定REY间的分馏特征,分辨出不同水团。与其他大洋中报道的REY数据比较发现,表层水中REY浓度受风尘和河流输入影响导致差别较大,中层水中REY浓度与印度洋较为接近,深层水中REY浓度与不同大洋的水团年龄表现为正相关趋势,即REY浓度由小到大依次为大西洋、印度洋、南太平洋、北太平洋。     

渤海海域秦南凹陷东南缘断层活动对古近系油气富集的控制

秦南凹陷东南缘陡坡带沙一二段储层中发现了大量油气,但油气富集的控制因素不清,严重制约了该区的进一步勘探和评价。利用钻井、测井、三维地震和分析化验等资料,结合沉积背景,运用断层活动速率法定量分析了秦南凹陷东南缘断层的活动特征,探讨了断层活动性与古近系油气富集的关系。研究表明：研究区古近纪至现今,断层活动呈“弱—最强—弱—强—最弱—弱”的特点。沙三段、东三段和东二段沉积期,断层活动较强,为主要的烃源岩和盖层发育期,断层活动越强的位置,烃源岩厚度越大、成熟度越高; 沙一二段、东一段至现今沉积期,断层活动弱,为主要的储层发育期,断层活动弱的位置以及调节带储层较发育。断层活动弱的位置,易形成岩性圈闭; 断层活动强的位置,易形成断层-岩性圈闭。古近纪时断层纵向上的强弱演化为油气成藏提供了优质的烃源岩和储、盖层条件。东营组沉积末期,烃源岩成熟并开始运移,断层幕式活动活化了断层带,为油气在纵向和横向上的运移创造了有利的通道条件。明化镇组上段沉积期,油气进入储层并开始成藏,断层活动直接影响着油气的保存和再分配,由于盖层厚度较大且分布广,成藏后断层活动减弱,进而阻止了油气的再分配,使得油气主要在沙一二段储层中富集,形成现今亿吨级大油田。     

南海神狐海域水合物发育区浅表层沉积物甲烷周转定量模拟

在天然气水合物发育区海底沉积物中甲烷厌氧氧化作用(AOM)是碳循环的重要组成部分。通过定量计算表层沉积物中甲烷迁移转化通量,可以更准确评估甲烷来源碳对沉积物碳库和海洋深部碳库影响。本文利用反应―运移模型对采集于南海神狐水合物发育区两个站位(SH-W19-PC、SH-W23-PC)采集的孔隙水SO42-、溶解无机碳(DIC)、Ca2+剖面进行拟合,同时对DIC碳同位素进行分析,确定近海底沉积物中的碳循环。研究显示两个站位孔隙水中SO42-和Ca2+浓度在剖面上随深度呈线性减少,DIC浓度随深度逐渐增加,其δ13CDIC值随深度逐渐降低至约-25‰,表明两个站位存在一定程度的AOM。模拟计算两个站位沉积物孔隙水溶解甲烷向上的通量分别为25.9和18.4 mmol·m^-2 a^-1,AOM作用产生的DIC分别占其总DIC量的70.7%和60%。由沉积物向海水中释放的DIC通量占DIC汇的约60%。因此,在天然气水合物发育区向海底渗漏甲烷大部分以DIC的形式进入上覆海水,这些具有极负碳同位素值的甲烷来源的DIC可能对局部深海碳库产生一定的影响。     

一次黄海爆发性气旋的观测分析和数值模拟研究

本文利用再分析资料和WRFV3.9模式（Weather Research and Forecasting Model）对2020年7月22－24日发生在黄海海域的一次爆发性气旋进行了研究,并对其演变过程和发展机制进行了详细分析。该气旋22日12UTC在山东南部生成,入海后开始爆发性发展,最大加深率达到1.2 Bergeron,23日在黄海中部气压降至最低990 hPa左右,24日在韩国登陆。高空强辐散、低层的暖舌结构、水汽输送和下垫面热通量的变化增强了大气斜压性,使其迅速发展。使用WRF模式对气旋进行模拟,涡度的诊断分析表明,大气低层强斜压性主要通过涡度方程的散度项对气旋的发展起作用,对流项在涡度发展旺盛的时刻也有一定影响。海温的敏感性试验表明,海温变化对气旋移动路径和中心气压影响明显。