New results concerning the pedo- and chronostratigraphy of the loess–palaeosol sequence Attenfeld (Bavaria,Germany) derived from a multi-methodological approach

Loess–palaeosol sequences (LPS) represent important records of palaeoenvironmental dynamics throughout the Quaternary. During the Pleistocene's dry and cold phases, the Danube's riverbed was one of the major sources for loess sediments that built up LPS in southern Germany and southeastern Europe. Surprisingly, studies addressing Bavarian LPS along the Danube River often lack actuality. The Attenfeld site was one of them and is often cited as a typical LPS. Nevertheless, the site's previous interpretations are based on a few empirical data and field observations. Considering the site's closeness to the sediment's source area, the Alps, and the region's importance in Middle and Upper Palaeolithic migrational movements, those former renditions needed an evaluation. Therefore, we applied a multi-proxy approach (including analyses of grain-size distribution, element composition, and sediment colour attributes) combined with optically stimulated luminescence. Based on our findings, we conclude that the Attenfeld site's former interpretations might be too generalised. We identified units that were not mentioned by previous studies (e.g. Early Glacial dark greyish horizon). Field observations, sediment characteristics, and age estimates indicate sediment deposition of the dated units partly before MIS 4, which contrasts with previous interpretations. The results further demonstrate how sensitive LPS are to environmental settings and dynamics.     

长江口和浙江近岸海域表层沉积物中颗粒磷的形态分布和影响因素

研究长江口和浙江近岸海域的水团流向、缺氧程度、潮汐作用以及养殖活动对表层沉积物中颗粒磷赋存形式的影响,对东海生态环境的可持续发展有着重要的意义。长江口以北和浙江近岸泥质区各存在一个缺氧中心,杭州湾属于强潮区,而象山港遍布养殖场。2018年8—9月在上述4个海域分别采集表层沉积物,采用SEDEX方法进行了颗粒磷的形态划分和含量测定。研究结果表明：在长江口外北部缺氧区和浙江近岸泥质区的南部缺氧区,由于沉积物-水界面的还原环境可以活化铁结合态磷,使之转变为生物可以直接利用的弱吸附态无机磷,因此表现出沉积物中铁结合态磷的低值和弱吸附态无机磷的高值;前者的缺氧程度高于后者,因此其铁结合态磷的含量相应更低。杭州湾和象山港海域均受潮汐作用影响,两者沉积物中磷的分布比较均匀。象山港表层沉积物中铁结合态磷含量均较低,这可能是因为养殖活动造成的水体缺氧通过潮汐活动扩散到整个港底。象山港废弃养殖场沉积物中的碎屑磷和残余有机磷含量显著低于非养殖区,可能是由于养殖活动累积的生物沉积稀释了陆源输入的碎屑颗粒。     

水成相沉积物细颗粒石英光释光综合生长曲线的建立与应用

选择中国不同地区的冲洪积相等水成相沉积物样品,根据其简单多片再生法(SMAR)测量数据建立了细颗粒石英光释光信号的综合生长曲线(Standardised growth curves,SGC)。对未知年龄的水成相沉积物细颗粒石英样品,通过测量其天然光释光信号和试验剂量响应信号,并利用上述SGC方程可计算出其等效剂量值。将此值与简单多片再生法(SMAR)测量结果相比较,统计得出对于天然等效剂量为12~65Gy的样品,其误差可达19%;对于天然剂量>65Gy的样品,其误差更大;对于等效剂量<12Gy的样品,最大误差也达25%。实验表明,应用这个SGC估计未知年龄样品的等效剂量值范围,再对样品采用简单多片再生法(或单片再生法)进一步测量,可大大节省测量时间     

全新世长江泥沙堆积的时空分布及通量估算

利用长江中下游、河口及口外、浙-闽沿岸陆架6个主要沉积盆地的40个晚第四纪钻孔及其年代学数据和长江口外、陆架的浅地层剖面,计算了全新世不同阶段各沉积盆地的沉积速率,并进行了近7 000年来泥沙堆积通量的估算。研究发现全新世早期距今10 000年至8 000年间长江口下切古河谷是长江泥沙的主要堆积中心,沉积速率可高达15m/ka。随着海平面上升,全新世中期长江中下游也成为长江泥沙的重要沉积盆地,其中江汉盆地的沉积速率可达10m/ka。近2 000年来,口外、陆架的堆积呈明显增加趋势,反映长江中下游盆地和河口可容空间日益减小。根据沉积速率估算,距今7 000年来长江中下游堆积泥沙约13 074×108 t,同期水下三角洲和陆架的泥沙堆积量约为9 470×108 t。研究还发现全新世以来有两个异常低沉积速率时期：距今8000-7 000年期间上述各沉积盆地沉积速率均显著低,未见长江泥沙的沉积中心; 距今4 000-2 000 年期间长江口呈现低沉积速率。 这两次异常的原因推测与海平面、气候波动事件密切相关。     

深圳湾海域表层和柱样沉积物中的重金属分布特征

分析深圳湾表层沉积物中锌、铬、镉、镍、铅、铜等6种重金属元素的含量发现它们的浓度均值已全部超过广东省海岸带沉积物背景值。根据潜在生态危害法,在6种重金属中镉造成的污染最严重,从潜在的生态危害指数评价看镉的含量已达到很高的污染水平。从面状分布看,重金属污染危害指数值在深圳河口区最低,在蛇口段居中等水平,在深圳湾内侧的近岸水域最大。柱样沉积物的浓度变化以1950年为界划分为两部分:1950年以来的现代沉积物中有较强的人类活动干扰痕迹,表现为重金属元素的浓度增长幅度大,且浓度很高,其均值全部大于广东省海岸带的背景值;1950年以前的近代沉积物中有稍弱的人类活动干扰痕迹。研究认为沉积物粒度特征、沉积速率、人类活动与重金属在沉积物中的浓度高低有直接相关关系,并直接影响到重金属在沉积物中的污染水平。     

中国主要红树林表层沉积物中重金属的分布特征及其影响因素

红树林生态系统处于海洋与陆地的动态交界面,遭受海水周期性浸淹,因而在结构与功能上具有既不同于陆地生态系统,也不同于海洋生态系统的特性。红树林作为初级生产者,为林区动物、微生物提供食物与营养,为鸟类、昆虫、鱼虾等提供栖息、繁衍场所。因此,红树植物对维护生态平衡、保护海岸生态系统起着重要的作用[1-2]。近年来由于工农业的发展,沿海城市人口与经济的增长,大量的污染物汇集于河口、海湾区,使这些地区的重金属污染日趋严重,特别是在直接向红树林区倾污排废的地区更是如此。     

琉球群岛以东海区沉积物重矿物分布及来源

琉球群岛东部海区沉积物中富含大量火山碎屑矿物、岛屿岩石遭受风化蚀变形成的普通角闪石以及水生的铁锰微结核,其重矿物种类、特征、组合分区等与火山作用、沉积环境、地形、物质来源等内外生因素密切相关。通过对本区重矿物的种类、特征及组合分区的研究,初步判断位于研究区北部、菲律宾板块向欧亚大陆俯冲而导致的正在活动的的琉球岛弧区为火山碎屑的主要源区,重矿物成分主要为水携成因来源,受同期火山作用控制;少量紫苏辉石来自先期形成的海岭或海底高原(如冲大东海岭、奄美海岭及九州海岭等)上的火山岩系,是经过剥蚀、搬运再沉积的产物;琉球群岛、九州等火山活动产物受海底高地等阻隔而在本区表现为向南或东南影响力逐渐减小;本区地质历史上的及正在进行的岩浆活动主要以基性及中性岩浆为主。此外,流经本区的黑潮对自生铁锰微结核的富集具有重要影响。     

苏北新洋港潮滩柱状沉积物粒度分布特征

通过对江苏省新洋港柱状样的粒度参数及典型粒度频率曲线分析,结合柱样剖面颜色变化情况,对柱状样进行不同演化阶段粒度信息的提取,运用粒径-标准偏差进行环境敏感性分析,以了解影响潮滩沉积物分布的动力特征.结果显示,光滩柱样呈现了由光滩-大米草滩-光滩逐渐演化的粒度变化信息,而互花米草滩、盐蒿滩和盐蒿互花米草混合滩柱样分别记录了大米草滩-互花米草滩、盐蒿滩-大米草滩-盐蒿滩,以及盐蒿滩-大米草滩-盐蒿互花米草混合滩演化的粒度信息,水动力条件的差异与变化导致沉积物水平方向上自光滩-互花米草滩-盐蒿滩逐渐变细,芦苇滩成为独立的系统,基本不受到潮水动力作用的影响,沉积结构十分稳定,植被的引种加剧了潮滩沉积物水平分布的变化,光滩、互花米草滩、盐蒿互花米草混合滩、盐蒿滩的沉积速率分别为2.34、≥3.09、2.45和2.09 cm/a.     

谢帕德和福克碎屑沉积物分类方法在南黄海表层沉积物编图中的应用与比较

谢帕德(Shepard,1954)和福克(Folk)等(1970)的沉积物结构分类是较为常用的两种分类方法。尽管都是基于沉积物粒度组成的三元分类,但分类的出发点和基本思路有很大的不同。Shepard分类是三端元等价的纯描述性分类,不反映沉积物粒度组成的水动力学属性,砾质沉积物未考虑在内。Folk分类虽然也是三端元分类,但三个端元是不等价,首先按砂/泥比划分基本类型,然后再按粉砂/黏土比进一步分类,砂/泥比反映动力强度的大小,粉砂/黏土比反映介质的混浊度,具有明显的动力学意义。鉴于粒度分异与搬运距离的成因联系,Folk分类也是分析物源区的工具。笔者用两种分类研究了南黄海的表层沉积物,发现按照Folk分类,南黄海的表层沉积物分布可以分为两个沉积系列。在南黄海西部,沉积物由西向东依次为砂-粉砂质砂-砂质粉砂-粉砂;而在东部,由东向西依次为砂-泥质砂-砂质泥-泥组成。由岸及海随着沉积水动力由强变弱,沉积物粒度变细,大致与由东西两侧的强潮流作用区到中部的静水涡流作用区的动力学格局相一致,在一定程度上反映了沉积环境的变化、沉积物的物源和输运方向。实践证明,Folk分类的应用效果明显优于Shepard分类,可以较好地满足海洋地质研究的需要,应当在我国海洋沉积物的研究中予以推广。     

Microbial photosynthesis in coral reef sediments (Heron Reef, Australia)

We investigated microphytobenthic photosynthesis at four stations in the coral reef sediments at Heron Reef, Australia. The microphytobenthos was dominated by diatoms, dinoflagellates and cyanobacteria, as indicated by biomarker pigment analysis. Conspicuous algae firmly attached to the sand grains (ca. 100 μm in diameter, surrounded by a hard transparent wall) were rich in peridinin, a marker pigment for dinoflagellates, but also showed a high diversity based on cyanobacterial 16S rDNA gene sequence analysis. Specimens of these algae that were buried below the photic zone exhibited an unexpected stimulation of respiration by light, resulting in an increase of local oxygen concentrations upon darkening. Net photosynthesis of the sediments varied between 1.9 and 8.5 mmol O₂ m⁻² h⁻¹ and was strongly correlated with Chl a content, which lay between 31 and 84 mg m⁻². An estimate based on our spatially limited dataset indicates that the microphytobenthic production for the entire reef is in the order of magnitude of the production estimated for corals. Photosynthesis stimulated calcification at all investigated sites (0.2–1.0 mmol Ca²⁺ m⁻² h⁻¹). The sediments of at least three stations were net calcifying. Sedimentary N₂-fixation rates (measured by acetylene reduction assays at two sites) ranged between 0.9 to 3.9 mmol N₂ m⁻² h⁻¹ and were highest in the light, indicating the importance of heterocystous cyanobacteria. In coral fingers no N₂-fixation was measurable, which stresses the importance of the sediment compartment for reef nitrogen cycling.