碳同位素质谱法探讨现代海洋有机沉积物来源

本文用NUCLIDE RMS 6-60质谱仪测定了长江口及邻近海区(北纬30°06′至31°15′,东经122°30′至124°30′)表层沉积物中有机碳稳定同位素组成(δ~(13)C为-23.6×10~(-3)—-21.3×10~(-3))、有机碳含量(0.4—0.1％),溶剂可提取有机物浓度及有机C/N比值。结果表明,从有机地球化学角度解释并证实了其他地学家在该区域的研完成果,即东海陆架泥质沉积物主要由陆源悬浮物和海洋浮游生物体混合组成,长江入海物质随着远离长江口而递减,大部分陆源悬浮物向东南运移,并沉积在东经123°以西的长江口区。     

环渤海地区河流河口及海洋表层沉积物有机质特征和来源

2013年8月采集了环渤海地区35条主要河流河口表层沉积物样品,12月采集了渤海与北黄海24个表层沉积物样品,分析了其生物地球化学指标:总有机碳(TOC)、总氮(TN)、有机碳同位素(δ13C)和氮同位素(δ15N),探讨该区域表层沉积物有机质特征及组成。研究表明:河流河口表层沉积物有机碳同位素(δ13C)值在–26.4‰—–21.8‰,平均值为–24.5‰;渤海表层沉积物有机碳同位素(δ13C)值在–23.8‰—–21.7‰,平均值为–22.3‰。河口表层沉积物TOC含量在0.06%—3.87%,平均值为1.31%;渤海表层沉积物TOC含量在0.52%—2.09%,平均值为1.08%。河流δ13C富集较轻,偏向陆源;海洋δ13C富集较重,偏向水生有机质来源。河流河口表层沉积物的δ13C值差异较明显,最大值与最小值相差4.6‰,但是流域地理位置距离近的河流δ13C值差异不大。河流河口表层沉积物δ15N在1.5‰—10.2‰,平均值为5.5‰;渤海表层沉积物δ15N在4.4‰—5.6‰,平均值为5.0‰。河流表层沉积物δ15N范围比渤海表层沉积物δ15N范围广,原因是河流受陆源有机物影响,且陆源有机物来源差异大。海洋表层沉积物δ15N相对均一,说明海洋表层沉积物δ15N受物源影响较小,体现了水体中有机质的转化和微生物活动对氮同位素的影响。本研究中表层沉积物的δ13C与δ15N没有明显的相关性,也体现了陆源有机质输入的影响。根据经典的二元模式计算,35条河流陆源有机质的贡献比例范围为10%—90%,平均值为60%;渤海陆源贡献比例范围为10%—50%,平均值为20%。河流有机质的来源以陆源有机质为主,水生有机质为辅。渤海有机质的来源以水生有机质为主,环渤海河流的陆源输入也有重要贡献。需要指出的是,有机碳同位素(δ13C)、氮同位素(δ15N)和Corg/Ntotal对有机质来源判别有一定局限性,虽然稳定同位素有示踪性,然而其成分仍然不可避免地受到生物地球化学等过程的改造,在使用稳定同位素技术示踪物源时,须小心谨慎。     

长江口邻近海域沉积物间隙水的地球化学

长江口及其邻近海域的水文、地质情况极为复杂,对沉积物的成岩作用和间隙水中元素的生物地球化学过程,均有显著影响。本文作者曾于1980年7月对长江口邻近海域沉积物与间隙水的地球化学特征进行了调查,调查船为“金星”号,工作范围为122°00′—126°08′E,30°30′—32°31′N,共测定18个站位(图1)表层沉积物氧化还原性质的参量及间隙水主要化学成分、营养盐和微     

2015年春季长江口表层沉积物生源要素分布和来源

根据2015年5月对长江口及其邻近海域的生态环境调查资料, 探讨长江口春季表层沉积物总有机碳(TOC)、总氮(TN)、总磷(TP)和生源硅(BSi)4类生源要素的空间分布和来源。结果表明: 2015年春季长江口表层沉积物TOC、TN、TP和BSi平均含量分别为0.315%、0.041%、0.066%和0.450%, 其中, 沉积物中TOC、TN受到陆源输入和海洋自生输入双重影响, 且海洋自生组分的贡献较大, 二者空间分布均呈现南部分布最高并沿西北方向递减趋势; TP分布主要受陆源输入影响, 并呈西北向东南递减趋势; BSi来源于生物沉积, 总体呈现南部高、北部低的分布趋势。与2007年相比, 长江口表层沉积物有机碳、氮含量降低, 东南外海区域替代浑浊区域成为表层沉积物生源要素含量最高区域, 且陆源输入对长江口表层沉积物生源要素的贡献趋于减弱。     

长江口及邻近陆架沉积物中226Ra的分布

本文提出用阴离子交换分离,EDTA纯化和硫酸钡镭制源的226Ra分析程序.研究长江口及邻近陆架沉积物中226Ra的分布情况.研究的范围在126°38'E以西,31°0'-33°25'N之间,在此范围的沉积物中,226Ra的垂直分布基本上是均匀的,但水平分布是不均匀的,即随着距离长江口越远,226Ra的含量呈现很有规律地降低,从7.2×10-13-4.9×10-13(单位,克226Ra/克干样),说明该海区沉积物中的226Ra主要来源于陆源物质.     

渤海中南部沉积物中生源要素的分布特征

从化学结合形式出发,对渤海中南部海区沉积物中OC、N、P、BSi等生源要素的含量进行调查分析,讨论了各生源要素的分布及其影响因素。结果表明:受陆源输入的影响,表层沉积物中各形态氮、磷及有机碳均呈现"近岸高,远岸低"的分布趋势,生物硅的含量分布则与海区浮游硅藻的分布趋势相一致;可交换态氮是总氮中较活跃的部分,占总氮的比例约为3.7%;固定态铵是总氮的主要组成部分,约占总氮的38.4%,其主要与有机质含量及黏土矿物组成有关;渤海表层沉积物中OC/BSi、ON/BSi以及OP/BSi的比值分别为2.38、0.19、0.03,低于Redfield比值,说明有机质优先于生物硅分解;OC/ON平均值在6.0~14.0之间,判断渤海沉积物中有机质受陆源输入和海洋自生共同影响;其中,有机碳主要以陆源输入为主,而有机氮在沉积物表层主要以陆源输入为主,在沉积物下层则主要来源于海洋自生。     

中国边缘海沉积有机质来源及其碳汇意义

中国边缘海(本文特指渤海、黄海和东海,不包括南海)是陆源和海源有机质的重要碳汇。总有机质指标和生物标志物的结果显示,表层沉积物中陆源有机质高值集中在近岸尤其是河口附近;海源有机质在陆架海盆处有高值,受控于海洋生产力和沉积环境。利用多参数指标对表层沉积物中不同来源和不同年龄有机质的贡献比例估算的结果显示,我国边缘海的有机碳埋藏量约13 Mt/a,占全球边缘海沉积物有机碳埋藏量(~138 Mt/a)的~10%,其中陆源有机质的碳埋藏量(3.9 Mt/a)占全球边缘海沉积物陆源有机质埋藏量的~7%。若假定陈化土壤有机质和古老有机质主要是陆源物质,则非现代有机质的碳埋藏量为~6Mt/a,占我国边缘海总有机质碳埋藏量的~46%,与全球边缘海沉积物中陆源有机质的平均比例(44%)相当。这些结果表明我国边缘海在全球海洋碳循环中具有重要地位。本文利用已发表的文献数据,总结和归纳了中国边缘海沉积有机质来源及其碳汇意义。     

长江口邻近陆架区表层沉积物的木质素分布和有机物来源分析

对长江口邻近陆架区表层沉积物的有机物进行碳、氮元素、碳稳定同位素和木质素测定,以分析其物质来源,特别是陆源有机物的迁移埋藏。结果表明,碳与氮含量的比值为6.2~7.7,δ13C为-19.9×10-3~-22.4×10-3。8种木质素酚单位的总含量(相对于总有机碳)为0.15×10-2~1.56×10-2mg/mg,显著低于长江口门处的2.50×10-2mg/mg。香草基酚类的酸醛比平均值为0.90,表明该海区的陆源有机物是高度降解的;紫丁香级酚类与香草基酚类的含量之比为(0.78±0.35),肉桂基酚类与香草基酚类的含量之比为(0.13±0.08),表明这些陆源有机物源于草本和木本混合的被子植物。31.5°N以南站位木质素的降解程度比北部的高,草本植物源的贡献更大,被子植物的主导优势也更明显;长江输入的有机物以沿岸堆积为主,具有显著的离岸降低趋势。在31.5°N以北的陆架区,虽然近岸站位陆源有机物的贡献显著高于其他站位,但其他站位并没有离岸递减趋势。这种南北分布差别可能是由海流条件和水深梯度的差异引起的。计算结果显示,该海区表层沉积物中的陆源有机物占总有机物的5%~57%,且主要来自土壤有机质。     

莱州湾沉积物有机质来源

应用C/N、δ13C、δ15N解析了莱州湾沉积物有机质来源,发现湾内有机质主要存在海洋、河口浮游植物以及陆地有机质3种来源。通过C/N、δ13C定量示踪,发现海洋浮游植物是湾内沉积物有机质的最主要来源,相对含量在41.6%—58.5%之间。河口浮游植物有机质、陆源有机质相对含量波动较大,分别在3.8%—43.8%、0—53.5%之间。海洋浮游植物有机质在整个海湾都表现出较高含量。近岸河口附近海域往往表现出高含量的河口浮游植物有机质特征,陆源有机质含量较高区域大都集中在黄河口周围海域,高河口浮游植物有机质以及高陆源有机质特征在黄河口周围海域均有出现。     

东海沉积物中轻矿物的研究

本文对东海大陆架、冲绳海槽及长江表层沉积物中的轻矿物进行了研究。调查区范围为121°-129°E,32°-26°30′N。长江采样区段为芜湖——长江口。共分析了124个样品,其中长江样品11个,东海大陆架样品100个,冲绳海槽样品13个。使用的样品粒级为0.1-0.25毫米。     

广东省典型海湾表层沉积有机质的来源和分布

于2009年对广东省3个典型海湾湛江港、深圳湾和流沙湾表层沉积物的稳定碳同位素进行了分析。结果显示,湛江港表层沉积物δ13C值的范围为25.9‰—23.9‰,平均值为25.2‰;深圳湾表层沉积物的δ13C值的范围为25.9‰—23.2‰,平均值为25.1‰;流沙湾表层沉积物的δ13C值的范围为23.2‰—20.0‰,平均值为20.9‰。根据经典二元模式计算,湛江港陆源有机质的贡献比例范围为0.57—0.90,平均为0.78;深圳湾陆源有机质的贡献比例范围为0.45—0.90,平均为0.76;而流沙湾表层沉积有机质中海洋有机质的贡献比例较大,陆源有机质的贡献比例很小。湛江港和深圳湾表层沉积有机质主要来源于陆架,可能是C3(光合作用最初产物为三碳化合物)植物和海洋浮游微藻的混合有机质,但起主导作用的是陆架C3植物;而流沙湾表层沉积有机质主要来源于大型海藻和贝类的排泄物。各海湾沉积有机质的分布没有明显的规律性,主要受大陆径流、航运和潮汐的影响,同时也受海域初级生产力和水产养殖业的影响。     

海洋腐植质的研究——Ⅲ.长江口及东海海水和沉积物中腐植质的分布

本文介绍了测定海水和沉积物中腐植质(HS)含量的方法,并对长江口和东海海水、沉积物中的HS含量进行了调查研究。综合1981—1983年的调查资料,结果表明:124°E以西的长江口海区,表层海水中HS的浓度为150—435μg/L,与盐度S有负相关关系;124°E以东海域,其浓度为100—150μg/L,变化幅度较小。上述海区沉积物中的HS含量为0.416—3.371mg/g,其含量的变化与该海区沉积物颗粒的大小密切相关。     

长江口及邻近海域现代沉积物中正构烷烃分子组合特征及其对有机碳运移分布的指示

报道了长江口及邻近海域现代沉积物中正构烷烃的浓度及分布特征,通过因子分析法对正构烷烃来源进行了探讨.结果表明,调查站位正构烷烃主要可归纳为3种类型:陆源输入优势型(单峰群)、陆源和海洋内生混合类型(双峰群)和石油类污染类型(单峰型,不具奇偶优势).长江口邻近站位正构烷烃色谱指标的突变,是长江河口区2种不同水团造成沉积物差异的客观反映.除P4外,研究站位总正构烷烃含量(∑n-Alk)与有机碳总量(TOC)相关性良好,且长江口东南-浙江沿岸软泥区正构烷烃的陆源高等植物组分(TER-Alk)、海洋内生组分(PL-1)、奇偶碳优势指数(CPI)等指标与运移距离呈线形关系.在因子分析显示不同来源的4种正购烷烃中,以陆源烷烃输入比重最大(51.5%),在陆源烷烃中又以东海河流物质贡献最大(49.1%);根据因子负荷差异,推测东海北部沉积有机质可能多数来源于苏北沿岸及老黄河口水下三角洲,冲绳海槽区则可能大部分来源于长江及东海内陆架物质,并探讨了其运移机理.     

东山湾表层沉积物中几种化学成分的分布特征

东山湾位于福建省的南部,即23°40′—23°57′N;117°25′—117°37′E。湾内水深介于0—31米之间(经潮流订正)。湾的西北面有漳江河水流入,年径流量约为4.675亿立方米。由于河水带入大量的有机质和营养物质,使沉积物中有机碳和全氮的丰度较大。有关东山湾沉积地球化学的研究,目前报道不多。我们于1982年采集了表层沉积物样品52个(图1),分析了其有机碳、碳酸盐、全氮和可溶性硅酸盐的含量,探讨了各要素的主要分布特征,初步讨论了它们之间以及它们与粒径和沉积类型的关系。     

北冰洋西部沉积物有机碳、氮同位素特征及其环境指示意义

通过对楚科奇海及邻近的北冰洋深水区表层沉积物中有机碳同位素含量(δ13C)、氮同位素含量(δ15N)及生物成因SiO₂(BSiO₂)含量分析,结果表明海源和陆源有机质的分布受海区环流结构和营养盐结构所制约.楚科奇海中西部和楚科奇海台受太平洋富营养盐海水的影响,海洋生产力高,沉积物中海源有机质和BSiO₂含量高;靠阿拉斯加一侧海域海水的营养盐含量和生产力都偏低,沉积物中陆源有机质比重增加;在研究区北部和东北部的楚科奇高地和加拿大海盆,冰封时间较长,营养盐供应少,海洋生产力低,但来自马更些河和阿拉斯加北部的陆源有机质增多,沉积物中BSiO₂含量小于5%,海源有机质百分含量小于40%.由于亚北极太平洋水通过楚科奇海向北冰洋海盆输送,研究区营养盐池表现为开放系统,营养盐的利用率与它的供应成反比,与海洋生产力成反比.     

墨西哥湾表层沉积物中陆源有机碳的来源和补给

墨西哥湾表层沉积物中陆源有机碳的来源和补给ＭｉｇｕｅｌＡ．Ｇｏｎｌ等墨西哥湾是进行过广泛研究的海洋环境,部分有机碳保存在海洋沉积物中,由于邻近陆地物质,其陆源成因物质（ＯＣｔｅｒ）可能很高。包括北美大部分牧场的水系面积为３．３×１０－６ｋｍ２,密西西...     

长江、老黄河口及东海陆架沉积有机质物源指标及有机碳的沉积环境

利用2002年9月“东方红2号”调查船调查中获得的沉积物样品,定量研究了长江、老黄河口以及东海陆架沉积物中正构烷烃和无环类异戊二烯烷烃(姥鲛烷和植烷)两种天然示踪物,结果表明:(1)各采样站位样品的碳数范围为n-C14~n-C34,主要可分为陆源单峰、双峰和石油污染等3种类型。(2)长江口东南软泥区和浙江沿岸软泥区沉积物样品中高碳正构烷烃n-C27、n-C29和n-C31含量较高,奇碳优势显著,表明其来源以陆源高等植物输入占优势;相反,“东海冷涡”泥质区和黄海中南陆架区沉积物样品中的低碳正构烷烃n-C17、n-C18和n-C19含量较高,奇偶优势不明显,表明其来源主要以浮游生物和细菌为主。冲绳海槽泥质区沉积物样品中高碳与低碳正构烷烃的含量几乎相当,表明其来源为海洋低等生物和陆地高等植物共同输入,其中陆源物质是从东海陆架经底流搬运而来的。(3)有机质的堆积受控于物质供应和沉积环境两大因素。东海中陆架区沉积物中正构烷烃总量和有机碳含量为最低,这是由于台湾暖流的顶托,使黄河和长江两大物质扩散系统对该区的物质供应量减少,沉积速率低,潮流冲刷作用强,沉积物保存有机碳的能力较差;表层沉积物中正构烷烃及有机碳的最高值分别出现在浙江沿岸软泥区(E 5站)和冲绳海槽泥质区(P 4站);“东海冷涡”泥质区沉积环境最为适宜,但是陆源有机质供应则相对较少。     

长江口外赤潮多发区近几十年来的古生产力记录及环境意义

选取长江口外赤潮多发区沉积物柱状样,在高分辨率测年基础上,通过有机碳、有机碳同位素(δ13C)、生物硅、绿素等多项指标的分析获得了调查海区古生产力的变化信息。并结合近几十年来营养盐浓度及组成结构的变化探讨了海洋浮游藻类组成结构的变化在海洋古环境中的记录。柱状样年代可追溯到20世纪40年代初。δ13C值在柱中的分布为-26.15×10-3~-19.5×10-3,表明有机碳为陆源与海生的混合。生物标志物在柱状样中的分布可大致分为三个阶段,50年代以前含量均较低;50年代至80年代含量均增加,表明海洋浮游藻类活动强烈且以硅藻为主,与此阶段长江口营养盐浓度迅速增加相对应;80年代以后,生物硅的含量下降至整个柱中最低水平,绿素有所降低,但高于50年代前的水平,而有机碳含量增加,表明在该时段硅藻生物量降低,其他藻类生物量有所增加,这与长江口营养盐氮盐持续增加而硅酸盐逐年降低、氮与磷的含量比值、磷与硅的含量比值迅速增大有关。沉积记录还表明此阶段陆源有机碳的贡献增强。     

嵊山水域中肋骨条藻赤潮发生过程主导因子分析

嵊山位于我国长江口、杭州湾的长江三角洲浅海大陆边缘,系长江口赤潮多发区[1]的东北部(30°45'27"N,122°48'15"E),是我国最东侧的一个居民岛.该岛地处中纬度,周围海域北面受制于黄海冷水团,东南接纳外海暖水,西面濒临长江径流的季节影响,生态环境复杂多变,时常有赤潮发生[1-3].     

XRF岩心扫描估算海洋沉积物有机碳含量的适用性

X射线荧光光谱仪(XRF)的沉积物岩芯扫描技术可以无损、快速获得高分辨率的溴(Br)计数信息, 可用来估算海洋沉积物中有机碳含量, 但是其准确性及各种校正方法的效果还需要深入研究。文章选择两根在有机质来源构成上有明显差异的阿拉伯海和南海的沉积柱, 系统开展了沉积物有机碳(total organic carbon, TOC)含量与Br计数的相关性分析, 深入剖析了沉积物含水量、Br计数校正方法等对利用Br计数估算沉积物TOC含量的影响及评估该方法的适用性。对于有机质含量较高的海洋沉积物而言, Br计数与TOC含量之间存在较好的相关性, 且其相关性与是否校正Br计数没有显著关系。在陆源有机质输入量比较大的沉积物样品中, 则需谨慎采用Br计数来估算沉积物的总有机碳含量。