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2003年夏季中国第二次北极科学考察期间,在北冰洋楚科奇海陆架、楚科奇海台、陆坡流区、门捷列夫海岭和加拿大海盆等不同区域进行了200 m以浅海水和部分观察站沉积物表层叶绿素a浓度的现场观测。结果表明,观测水体叶绿素α浓度变化范围为0.002～39.008 μg/dm3。表层浓度分布范围为0.037～4.644 μg/dm3,平均值为0.612 μg/dm3;高叶绿素α浓度出现在水深20～30 m的次表层水。叶绿素α浓度分布具有明显的区域性特征,水柱平均浓度的次序为楚科奇海陆架区>陆坡流区>楚科奇海台区>加拿大海盆区>门捷列夫海岭区。表层沉积物叶绿素α浓度从未能检出～3.978 μg/g(湿重),平均浓度为0.954 μg/g(湿重),表现为沉积物表层的浓度高于下层,陆架和陆坡流区的浓度高于海岭区以及海台和海盆区的分布特征。 相似文献
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《吉林大学学报(地球科学版)》2015,(Z1)
大陆边缘贮存了全球海洋约80%以上的沉积有机碳,在海洋埋藏的有机质中占有至关重要的地位,同时,其也是陆源有机质的一个重要汇区。北极陆架是全球最大的陆架,因而,弄清楚北极沉积物中有机质的分布与来源,对增进全球碳循环的认识具有重大意义。目前北极在有机质来源方面的研究还较少,且所使用的指示参数较为单一[1]。由于大陆边缘沉积有机质的复杂性以及各个指示参数(包括整体性参数和生物标志物)本身的限制,多参数估算有机质来源的工作变得越来越重要。本文旨在应用多参数指标(有机C/N值,有机碳稳定同位素δ13C和BIT指数)示踪陆源沉积有机质,从而进一步了解楚科奇海和白令海北部陆源有机质的埋藏过程。表层沉积物样品来自西北冰洋楚科奇海与北白令海的20个站位的箱式表层样品。样品采集后置于-20℃冰柜中保存,带回实验室进行上述参数的分析。有机碳氮以及有机碳稳定同位素δ13C的测定分别使用Elementar元素分析仪(德国)以及Thermo的同位素比质谱仪(美国)。BIT指数是甘油二烷基甘油四醚酯(GDGT)中土壤来源的支链GDGT与海洋来源奇古菌醇Crenarchaeol的比例,可以指示土壤有机质在沉积有机质中的含量[2]。GDGT萃取液通过高效液相色谱质谱仪进行测定。研究区有机C/N值高值出现在白令海东南和楚科奇海南部;有机碳稳定同位素δ13C值分布情况与C/N值相似,偏轻的同位素值分布在研究区域东侧。根据支链GDGT的含量与奇古菌醇含量计算得到的BIT指数平均值约为0.150,分布为在东部较高,且在北部靠近海盆方向逐渐降低。这个结果也与王寿刚等(2013)[3]和Park等(2014)[4]的结果相近。结合上面的结果,通过二端源混合模型可以计算沉积有机碳中陆源有机碳的相对含量。δ13C值的计算结果与Naidu等(2000)[1]的相近,他们得到的海源比例约为50%。有机C/N比值计算的陆源有机质含量较低,这可能与矿物吸附的无机氮或者沉积物中微生物的降解有关。而BIT指数计算的值是最低的,这与Hopmans等(2004)[2]所述的相一致,即BIT指数指示的是一个土壤来源。以上陆源有机质的分布与研究区分布在东西侧的阿纳德尔流和阿拉斯加沿岸流密切相关。 相似文献
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《矿物岩石地球化学通报》2015,(6)
依托第3次、第4次、第5次北极科学考察在北极楚科奇海采集的表层沉积物样品,通过碱液连续提取法对生物硅含量进行分析,以探讨楚科奇海的生物硅分布及硅质泵过程。结果显示,楚科奇海表层沉积物中生物硅的含量为1.23%~10.60%。高值区位于楚科奇海陆坡处72°N附近和楚科奇海南部阿纳德尔流和西伯利亚沿岸流的交界处68°N附近,低值区位于楚科奇海东部阿拉斯加沿岸流影响区域,其生物硅含量小于3%。楚科奇海表层沉积物中生物硅的分布与上层水体的初级生产力的分布格局较一致,而影响上层水体浮游植物生产的两个重要因素分别为楚科奇海环流格局(尤其是太平洋入流水的影响)和海冰融化。生物硅和有机碳之间存在很好的正相关关系,表层沉积物中蛋白石/有机碳(Sibio/Corg)的比值为1.6~2.02,与北太平洋中该比例相当,表明上层海洋硅质泵过程对楚科奇海碳埋藏的贡献较大,使得楚科奇海成为全球海洋吸收大气CO2重要的汇之一。 相似文献
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相对氮亏损(N:P约为7,小于16)的太平洋入流水携带的营养盐是支撑北冰洋上层生态系统的重要物质基础。海冰消退,光限制消失,楚科奇海陆架存在强烈的营养盐消耗与利用,广泛认为其表现为氮限制,因此该区域重点关注氮元素循环,对于硅元素的相关研究较少。本文基于2016年中国第七次北极科学考察和中国-俄罗斯首次联合北极科学考察两个同步进行的航次调查结果,全面展示了融冰期整个楚科奇海陆架区的营养盐分布格局。结果显示,硝酸盐和亚硝酸盐表层基本耗尽;硅酸盐表现为中心低,周围高,陆架中心区是强烈的硅限制区域,受到硅和氮的共同限制。沿着太平洋入流方向,S01、R01、LV77-01站位30 m以深硅酸盐浓度高于太平洋入流水端员,说明沉积物孔隙水向底层水释放硅酸盐,因此在浅水陆架区孔隙水可作为上层海洋硅酸盐的潜在来源。本研究结合文献数据计算得到楚科奇海陆架沉积物-水界面硅酸盐年通量为630.78 mmol·m-2·a-1,总量为3.75×1011 mol·a-1,是太平洋入流水所携带硅酸盐年通量的一半(6.59×1011 mol·a-1),表明沉积物孔隙水也是楚科奇海陆架硅酸盐的重要来源。 相似文献
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对2003年中国第二次北极科学考察所获得的部分表层沉积物样品进行了总水解氨基酸(THAA)、氨基糖(HA)的测定。不同区域氨基酸主要成分不同,楚科奇海站位的氨基酸主要成分为甘氨酸(Gly)、谷氨酸(Glu),位于加拿大海盆的B80、B11、P27站THAA的主要成分为丝氨酸(Ser)。沉积物的总有机碳(TOC)、总氮(TN)、THAA、HA含量等特征随区域不同有较大差别,白令海峡的BS11站TOC、HA含量最低,加拿大海盆的B80站THAA、TN含量最低。楚科奇海R03站TOC、TN为最高,THAA在R11含量达最大值,HA在楚科奇海台的P11站最高。初步讨论了楚科奇海—加拿大海盆表层沉积物中氨基酸的空间分布,根据氨基酸选择性降解和主成份分析结果引入DI”指标,并对七个站位表层沉积物有机质新鲜程度进行了比较,新鲜度由大至小顺序为C15>BS11>R11>S11>P11>R03>B80,这与表层沉积物来源、水动力条件等有关,由此推测楚科奇海陆架、白令海峡沉积物有机质较楚科奇海台、加拿大海盆较为新鲜。 相似文献
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对南海表层沉积物与沉降颗粒物有机碳的δ13C进行了对比研究,从古环境再造方面探讨了陆源和海源对南海表层沉积物的贡献。南海表层沉积物有机碳的δ13C比沉降颗粒物中有机碳的δ13C偏重表明,Suess效应对南海现代过程的影响不可忽视,两者的δ13C差值反映了Suess效应对南海现代过程的影响程度。利用两者的δ13C差值,对现代陆源和海源有机碳的δ13C进行修正后,计算得到,在南海陆架周围表层沉积物的有机碳中,陆源的比例为48%,海源的比例为52%;在远离陆架的表层沉积物的有机碳中,陆源的比例为14%,海源的比例为86%。 相似文献
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对南海表层沉积物与沉降颗粒物有机碳的δ13C进行了对比研究,从古环境再造方面探讨了陆源和海源对南海表层沉积物的贡献。南海表层沉积物有机碳的δ13C比沉降颗粒物中有机碳的δ13C偏重表明,Suess效应对南海现代过程的影响不可忽视,两者的δ13C差值反映了Suess效应对南海现代过程的影响程度。利用两者的δ13C差值,对现代陆源和海源有机碳的δ13C进行修正后,计算得到,在南海陆架周围表层沉积物的有机碳中,陆源的比例为48%,海源的比例为52%;在远离陆架的表层沉积物的有机碳中,陆源的比例为14%,海源的比例为86%。 相似文献
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《地球科学进展》2017,(10)
目前全球节能减排任务艰巨,海冰消退后北冰洋碳汇能力增加被期待。楚科奇海及其临近海域拥有全球海洋较高的生物固碳率和深海埋存量,在整个北冰洋碳循环中举足轻重。厘清楚科奇海碳循环过程对环境快速变化的响应机制是北冰洋碳汇能力预测的基础。然而,楚科齐海碳吸收、封存对气候变化的响应尚存争议,碳循环过程的主控因子尚不明确。建立高分辨率的海洋—海冰—碳循环模型,可以探究海冰消退对楚科奇海海—气界面CO_2吸收通量和垂直碳沉降通量的影响,认识入流与陆坡涌升增加对楚科奇海CO_2源/汇格局的作用,探讨碳的深海输运埋藏对环境变化的响应,评估楚科奇海陆架泵效率及其在全球碳汇中的作用。基于气候环境快速变化下楚科奇海域碳循环研究所面临的挑战,提出了构建北冰洋碳循环模型的基本思路及拟解决的关键科学问题。 相似文献
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《吉林大学学报(地球科学版)》2015,(Z1)
<正>利用有机地球化学方法可以从海洋沉积有机质中提取出丰富的用于重建海陆古气候和古环境的指标。其中海洋沉积物的总有机碳(TOC)、总氮(TN)含量及其稳定同位素组成(δ13Corg、δ15N)被广泛运用于判识有机质的来源,进而探讨海洋中碳、氮的生物地球化学循环过程以及地质历史时期的古气候/环境的变化。随着南海古海洋学研究的不断深入,已有学者对南海陆架—陆坡区末次冰期以来的沉积有机质的来源、组成变化以及控制因素等进行了探讨,发现沉积有机质的有机碳、氮含量及其稳定同位素在冰期/间冰期旋回中存在周期性变化规律。然而,对于南海超深水的下陆坡乃至深海盆区的沉积有机质尚未进行过此类研 相似文献
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楚科奇海融冰过程中的海水结构研究 总被引：6，自引：0，他引：6
楚科奇海是北冰洋的陆架海,中部凸起的Herald浅滩对海水流动和海冰融化过程有显著影响。利用我国1999年夏季北冰洋考察数据,讨论了楚科奇海海冰融化过程中的海水结构。结果表明,海区内存在2个相继进入的水团,一个是海冰覆盖期进入的阿纳德尔水(AW),具有低温、高盐、高硅酸盐的特点;另一个是海冰融化后进入的白令海陆架水(BSW),具有高温、低盐、低硅酸盐的特点。在开阔水域,表层水温度达到7℃以上,高于当地气温,是当地太阳辐射的加热作用形成的。开阔海域的水体向冰下扩展,表层水温在1℃以上,形成冰下暖水区,加速了海冰的融化;Her-ald浅滩阻挡了海水的流动形成绕流,其北部处于绕流的死角,表层水温在-1℃以下,形成冰下冷水区。在开阔海域,上层海水的混合深度达到15~20 m,而渗入冰下的暖水深度小于5 m,体现了海冰对暖水渗入的阻滞作用。所有海冰覆盖站位10 m层的叶绿素-a含量都很高,表明冰下海水处于浮游植物大量繁殖的状态,有可能对海水吸收热量和海冰融化产生显著的影响。 相似文献
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通过在中印度洋海盆结核区外的印度洋其他海域内收集到的298处多金属结核站位的分布、成分和赋存环境等地质特征,圈定了5处资源潜力区.文章对这些区域内海洋长周期沉积速率、底层水含氧量、底质类型、夏季海面平均生物生产力、底栖宏生物量密度、海底地形地貌特征和海底表层沉积物有机碳含量等数据信息进行加权评估,揭示各区域结核分布密度的高低状况,辅以结核主要有用组分含量的分类,确定了印度洋内各结核区资源潜力的划分标准.笔者认为加斯科因平原结核区为印度洋多金属结核高资源潜力区,马达加斯加海盆结核区和南澳大利亚海盆西部结核区为中等资源潜力区,克洛泽海盆结核区和南澳大利亚海盆东部结核区为低资源潜力区.未来在这些区域内,尤其是加斯科因平原结核区中有希望通过进一步调查研究,精确锁定具有更高资源潜力的次级面积结核勘探区,检验和完善资源潜力评估方法,精细量化揭示这些区域的资源潜力. 相似文献
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南海表层沉积物中生物钡的分布特征及其与初级生产力的关系 总被引：3，自引：0，他引：3
分析了南海东部53个站位表层沉积物中生物钡、铝以及有机碳和生物硅等生源物质的分布特征。结果表明,南海东部表层沉积物中的有机碳含量在研究区的北部陆架区出现高值,而在吕宋岛以西的深海则最低;生物硅的平面分布则表现为在吕宋岛以西的深海低沉积速率区出现高值,而低值则出现在高沉积速率的北部海域;生物钡的平面分布与生物硅的分布特征相似,高值出现在吕宋岛以西的深海区,且表现出自北而南沉积物中生物钡的含量逐渐增加的趋势。研究区内初级生产力表现为从北向南增加的趋势,而沉积物中生物钡的含量也呈现相似的趋势,表明沉积物中生物钡的含量和上层水体的生产力有一定的相关性。但表层沉积物中生物钡与有机碳呈弱的负相关关系,而与生物硅显著相关,且生物钡和生物硅与水深的相关性均呈现显著的相关性。因此,在采用沉积物中生物钡含量研究南海上层水体初级生产力时应谨慎对待。 相似文献
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通过对中国第3次和第4次北极考察在白令海和西北冰洋采集的65个表层样沉积物中生物标记物四醚膜类脂物(GDGTs)的研究,发现西北冰洋表层沉积物中类异戊二烯和支链GDGTs的浓度分布大致以楚科奇海和波弗特海的陆坡为界线,呈现南高北低的特征,这一特征主要与水体生产力和陆源有机质的输入量有关.基于GDGTs的陆源输入指数BIT显示,从楚科奇海北部到高纬度区的阿尔法脊,陆源有机质的相对比例明显增加,与有机碳稳定同位素等结果一致,表明BIT可以用来指示北极陆源有机质输入量的变化.应用前人TEXL86-SST方程估算的研究区表面海水温度SST与现代年均SST和夏季平均SST的相关性较差,原因可能与陆源输入的类异戊二烯GDGTs干扰以及低的古菌生产力有关.从季节性海冰覆盖区到永久性海冰覆盖区,基于支链GDGTs的环化指数CBT明显升高,可能反映了CBT对海冰覆盖状况的响应,但其响应机制还不清楚.基于支链GDGTs的环化指数CBT和甲基化指数MBT估算的北极陆地年均大气温度和土壤pH差异较大,可能是由表层沉积物的来源复杂以及混合作用造成的. 相似文献
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南海表层沉积物的稀土和微量元素的丰度及其空间变化 总被引：6，自引：0，他引：6
对南海表层沉积物中稀土元素、微量元素丰度和分布特征的研究结果表明,在空间分布上,∑REE与Nb、,Th、Ta、Rb、Ti、Zr、Hf、Cs、Ga、Li等相似,呈显著正相关,反映出这些元素在风化、搬运和沉积过程中地球化学行为非常相似;元素Sr几乎与所有元素都呈负相关,指示其来源或存在形式不同于其他元素,主要来源于生物作用,而在粗粒级的钙质生物贝壳和碎屑中富集.∑REE与Nb、Th、Ta、Rb、Ti、Zr、Hf、Cs、Ga、Li在陆架区具有沿陆分带特点,北部陆架区、中南半岛中东部和加里曼丹岛西北部沿大陆区域富集,与该区陆源河流物质输入及海流的分选作用,造成某些富含稀土和微量元素的重砂矿的富集有关;西南部巽他陆架和东南部岛礁区以及中、西沙附近区域含量较低,与该区域的生源碳酸盐的稀释作用,使粘土矿物相对减少和火山物质对其产生的“稀释“作用有关.南海各海区沉积物和全海区表层沉积物平均值的球粒陨石标准化稀土元素分布模式,总体上与中国大陆沉积物和浅海沉积物相似,而与大洋玄武岩完全不同,反映了南海沉积物与中国浅海沉积物及中国大陆沉积物的物源大致相同,主要来自陆源.南海各海区沉积物稀土元素的球粒陨石标准化配分曲线仍表现出了一定差异,陆架区轻稀土比重稀土明显富集,存在比较明显的Eu负异常,与陆架区相比较,陆坡区和海盆区则轻稀土含量相对降低,重稀土含量有所上升,LREE/HREE从陆架区、陆坡区到海盆区逐渐降低,显示陆架区主要为陆源,而陆坡和海盆沉积物中则有幔源物质加入.稀土元素的大陆壳标准化配分模式大部分较为平坦,少数样品呈轻稀土弱富集型或重稀土弱富集型.说明南海海表层沉积物主要来源于周边大陆.从各海区沉积物稀土元素的大陆壳标准化配分曲线对比来看,陆架区表现为轻稀土富集、重稀土亏损,具一定的铕负异常,深部海盆区则出现明显的中稀土和重稀土的富集,铕异常变弱,与深部海盆区有基性火山物质的加入的地质事实相吻合.南海表层沉积物稀土元素和微量元素总体上呈现出以陆源沉积为主的特征.其元素平均丰度和各参数值都比较接近陆源河流和中国浅海沉积物,而与深海沉积物和大洋玄武岩差别显著,显示南海沉积物虽然受到火山沉积和生物沉积的混合作用的影响,但其物质源仍然主要来自于周缘大陆. 相似文献
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为探究全球变暖对于高纬度海洋生态环境的影响,对中国第5次北极科学考察在白令海陆架区采集的BL16柱样沉积物中的脂类进行了研究.沉积物中检测到丰富的饱和烃和脂肪酸等化合物,其组成和分布显示,该沉积柱中有机质为陆源和海源混合输入.其中长链正构烷烃和长链饱和正构脂肪酸主要来源于陆源高等植物,饱和异构和反异构脂肪酸主要来源于海洋自生细菌,短碳链正构烷烃、反异构烷烃和烷基环戊烷烃的浓度相互间有较好的相关性,表明其来源较为一致,主要来源于海洋浮游藻类和细菌.海源短链正构烷烃与陆源长链正构烷烃的比值∑C15-21/∑C23-33在0.14~0.90之间,表明该沉积柱中正构烷烃主要以陆源输入为主.沉积柱中短链正构烷烃、反异构烷烃和烷基环戊烷浓度,以及脂肪酸中异构、反异构脂肪酸组分与长链饱和正构脂肪酸组分的相对变化与总有机碳含量（TOC）、总氮含量（TN）变化一致,尤其在20世纪70年代以来明显升高,可能反映了海洋初级生产力持续增加的趋势,并且对全球变暖做出了灵敏的响应. 相似文献
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东海陆架泥质区沉积地球化学比较研究 总被引：38，自引：4，他引：34
利用东海陆架泥质沉积区和周围砂质沉积区的表层沉积物元素含量和海水悬浮沉积物总量分析资料,对泥质区的沉积地球化学进行了比较研究。结果表明东海不同泥质区的沉积地球化学过程很不相同。浙江近岸泥质区沉积物元素以Fe、Mn、Zn的含量高,Na、Sr、Al、Ca的含量低为特征,其地球化学特征与长江沉积物非常一致。近岸泥质区的沉积物基本来源于长江输入海的沉积物,在台湾暖流的作用下沉积在浙江沿岸。远岸济州岛西南泥质区沉积物以Na、Sr的高含量,较高的Al、Ca含量和低的Fe、Mn、Zn含量为特征,其地球化学特征与黄河源沉积物有好的相关性,但有一定的混合源性质,该泥质区的沉积物主要来源于黄河源的细颗粒沉积物,由黄海沿岸流搬运到该区并沉积下来。沉积物在搬运沉积过程中,元素粒度分异作用明显。东海陆架泥质区沉积地球化学过程的控制性影响因子是东海环流系统和物源,其中台湾暖流对东海陆架远岸和近岸泥质区的沉积地球化学分区具有关键作用。 相似文献
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长江口沉积物碳氮元素地球化学特征及有机质来源分析 总被引：7，自引：0，他引：7
根据对长江口水下三角洲上部(CJ16)和口门浅滩(CJ19)柱状样的粒度、总有机碳(TOC)、总氮(TN)和有机碳同位素(δ13C)以及长江口表层样TOC的测定,得出其粒度及碳氮元素特征,利用C/N和δ13C分析有机质来源及不同来源的贡献率。研究结果表明:(1)沉积物中有机碳含量在0.19%～1.17%之间,CJ16柱中有机碳含量比CJ19柱略高;总氮含量均比较少,且变化幅度小;C/N比值在5～17间变化;CJ16柱的δ13C值在24.70‰～22.86‰间变化,CJ19柱为24.88‰～22.37‰,且CJ19柱δ13C值在36 cm以上段较下段明显增大,推测可能与南汇边滩互花米草(C4植物)的引种有关;(2)长江口表层沉积物TOC的含量范围为0.17%～1.16%,平均值为0.52%;(3)粒度特征显示长江口主要以粉砂和粘土为主,砂含量较少,粒度与长江口TN、TOC含量有较好的相关性;(4)C/N和δ13C值的特征均显示该区有机质为陆源和海洋混合,利用C/N比值估算出来自陆源的有机碳比例在CJ16柱约为40%,而在CJ19柱中约为60%;根据δ13C值估算出CJ16柱陆源和海源两种有机质来源几乎是各占一半的比例,CJ19柱来自陆源的有机碳占总有机碳的60%,与用C/N比值法测得的结果较一致。上述结果显示长江口的不同空间位置碳氮元素分布特征不同,沉积记录受到粒度、河口区物源的影响,还受到陆源和海源不同有机质来源输入的影响。 相似文献
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黄东海陆架和朝鲜海峡等5个泥质沉积区全新世中期以来(自约6kaB.P.至今)的细粒沉积物主要是黄河、长江和朝鲜半岛的河流入海物质在复杂的海洋动力系统中的沉积产物.对取自山东半岛北部近岸泥质区和长江口以南的闽浙沿岸泥质区(舟山群岛近岸海区)的表层细粒沉积物(粘土质粉砂和粉砂质粘土)开展了详细的岩石磁学测试,包括磁化率、等温剩磁和样品磁化率随温度的变化等分析,并将实验数据与以往研究过的济州岛西南陆架区、南黄海东南部陆架区和朝鲜海峡西岸等3个泥质沉积区细粒沉积物的磁学特征进行比较研究.结果表明,上述5处细粒沉积物的磁性矿物主要组分为磁铁矿、磁赤铁矿和赤铁矿,其中低矫顽力磁性矿物为主,平均粒度为准单畴(PSD).根据磁性矿物的粒度和低矫顽力组分的相对含量,这5处细粒沉积物可以划分为3种类型:第1种类型是朝鲜海峡西岸细粒沉积物,其磁性矿物的粒度最粗,低矫顽力组分的相对含量为中等;第2种类型是南黄海东南部陆架细粒沉积物,其磁性矿物的粒度为中等,低矫顽力组分的相对含量最大;第3种类型是山东半岛北部近岸、闽浙沿岸(舟山群岛近岸)和济州岛西南陆架区的细粒沉积物,其磁性矿物的粒度最细,低矫顽力组分的相对含量最低.在这5处细粒沉积物中,闽浙沿岸(舟山群岛近岸)细粒沉积物的磁性矿物含量最高,其他4处细粒沉积物的磁性矿物含量都较低且大体相当.这种磁学特征的差异反映了物源的不同.从磁学特征来分析,济州岛西南陆架区的泥质沉积物主要来自黄河和长江;南黄海东南部泥质区的主要物源是朝鲜半岛进入黄海的河流,黄河和长江对其没有重要贡献. 相似文献