从水体到沉积物:探寻有机质的沉积过程及其意义          下载免费PDF全文

蔡进功  曾翔  韦海伦  宋明水  王学军  刘庆 《古地理学报》2019,21(1):49-66

自然界中有机质分布广泛、类型多样且性质各异,不论在水体还是在沉积物(岩)中都扮演着重要的角色。因此,探讨各类型有机质聚集和沉积过程的差异性,对深化认识有机质沉积特征和演化规律具有重要的意义。生物体在生长过程中产生了许多有机质,包括生物体自身、生物残体、动物排泄物以及生物分泌的有机分子等,各类型有机质的性质差异极大。由于研究方法的不同,可将海洋中有机质划分为颗粒有机质(particulate organic matter,POM)和溶解有机质(dissolved organic matter,DOM),而DOM又可划分为胶体有机质(colloidal organic matter,COM)和真溶解有机质;从聚合体形式上看,又有海雪和悬浮体等存在形式。进一步分析发现有机质的形态包括生物体、生物残体、排泄物和有机质聚合体等,并且各类型有机质与无机矿物以不同的形式共存。此外,DOM与POM间存在一定的转化关系。这些性质和特征架起了不同类型有机质间聚集和沉积的桥梁。在沉积物(岩)中通过粒度或密度分级分离及孢粉相分析,也发现不同类型的有机质,如生物体、生物残体和无定形等,它们常与特定的无机矿物共生,如无定形多富集在黏粒级颗粒中,而生物体和生物残体多富集在粗颗粒中。进一步溯源发现沉积物(岩)中的各类有机质与生物有机质或海洋中有机质的类型极具相似性,这些特征展现各类型有机质在沉积过程中的差异性。综合有机质的形态、性质以及与矿物共生关系,认为有机质可通过机械沉积、化学沉积和生物沉积等3种不同的方式沉积保存,其中机械沉积的有机质以惰性的生物残体为主,化学沉积的有机质以活性极强的无定形为主,生物沉积有机质以活性较强的微生物和粘附物为主。有机质沉积方式及有机质特征、矿物—有机质间关系和保存条件的差异,决定了有机质的演化命运的不同,进而对有机质生烃以及碳循环产生重要的影响,因而应引起人们的高度关注。  相似文献   

全球主要河流流域碳酸盐岩风化碳汇评估   总被引：7，自引：0，他引：7  

李朝君  王世杰  白晓永  谭秋  李汇文  李琴  邓元红  杨钰杰  田诗琪  胡泽银 《地理学报》2019,74(7):1319-1332

碳酸盐岩风化吸收的大气CO₂主要以HCO₃ ^-形式连续地经由河流从大陆输送到海洋,成为陆地生态系统的重要碳汇。目前主要河流流域的碳酸盐岩风化碳汇估算存在不确定性,分布格局尚不清晰。基于GEMS-GLORI全球河流数据库提供的全球10万km ²以上主要河流流域多年平均监测数据,利用水化学径流法估算出全球主要河流流域碳酸盐岩对CO₂的吸收速率为0.43±0.15 Pg CO₂ yr ^-1,平均CO₂吸收通量为7.93±2.8 t km ^-2 yr ^-1。CO₂吸收通量在不同气候带下差异显著,热带和暖温带CO₂年吸收速率占全球主要河流流域年吸收速率的62.95%。冷温带CO₂年吸收速率占全球主要河流流域的33.05%,仅次于热带地区。本文划分出全球CO₂吸收通量的9个关键带,关键带的交汇处CO₂吸收通量较高。喀斯特出露流域碳酸盐岩对CO₂吸收通量的均值为8.50 t km ^-2 yr ^-1,约为非喀斯特流域的3倍。全球喀斯特出露流域碳酸盐岩风化碳汇在全球碳循环、水循环及碳收支平衡估算研究方面占据重要地位。  相似文献   

漫反射光谱赤铁矿和针铁矿定量研究进展     

杨云淇  殷科  王朝文  赵璐璐  陈淑玲  赵晨蕾  程适  刘振东  洪汉烈 《矿物学报》2020,40(1):92-100

沉积物-古土壤是记录古环境演化及古气候变迁的有效载体,利用沉积物-古土壤对气候环境信息的记录来研究全球变化问题,已成为当前地球科学研究的热点课题。赤铁矿和针铁矿是沉积物-古土壤中常见的次生矿物,二者含量的变化能有效反映成土过程中冷、暖、干、湿的变化。然而,赤铁矿和针铁矿在沉积物-古土壤中结晶度差且含量低,因此,对二者进行有效定量一直是研究的难题。近年来,漫反射光谱(DRS)分析在沉积物-古土壤中赤铁矿和针铁矿的定量研究中取得了一系列显著的成果。本文系统总结了漫反射光谱在赤铁矿和针铁矿定量中的原理,并对3种常见定量方法及其应用进行归纳,同时对定量过程中存在的问题和发展趋势进行深入讨论。  相似文献   

徐闻南山镇红树林沉积物及红树植物中重金属的累积特征与迁移规律     

罗松英  梁艺琼  陈碧珊  林梦婷  梁家新  邱锦坤 《热带地理》2019,39(3):347-356

为探究重金属在红树林沉积物及红树植物中的分布累积及迁移规律，选取了徐闻南山镇红树林为研究对象，通过测定红树林沉积物及红树植物不同部位（根、茎、叶）的重金属质量分数，运用富集因子、生物富集系数、转移系数及相关性分析等方法进行分析。结果表明：1）红树林沉积物重金属质量分数表现为铬（Cr）＞锌（Zn）＞镍（Ni）＞铜（Cu）＞铅（Pb）＞砷（As）＞汞（Hg）＞镉（Cd），为中等变异程度；除了镍（Ni）元素外，其余7种重金属未超过国家一级标准，除了铅（Pb）元素外，其余7种重金属均超过广东省土壤环境背景值，说明研究区沉积物中重金属具有一定的积累效应。2）沉积物中砷（As）、铜（Cu）、锌（Zn）、汞（Hg）、镍（Ni）、铬（Cr）富集因子值均＞1.5，说明受到轻微人为活动影响；各站位镍（Ni）富集因子值均＞5，结合研究区背景，反映了镍（Ni）受到自然和人为输入的共同影响。3）白骨壤体内重金属主要集中在根部，而红海榄体内重金属在根茎叶中分布相对均匀。白骨壤根茎叶部位的大多数重金属质量分数远高于红海榄，说明白骨壤对重金属的吸附能力比红海榄强。汞（Hg）集中分布在植物的叶片部位，且与其他重金属之间相关性不明显；推测汞（Hg）主要通过叶片吸收进入植物体内，与交通运输污染有关。4）不同红树植物对不同重金属富集能力各异，白骨壤对重金属的富集能力表现为：镉（Cd）＞砷（As）＞铜（Cu）＞锌（Zn）＞汞（Hg）＞铅（Pb）＞镍（Ni）＞铬（Cr），红海榄表现为：镉（Cd）＞铜（Cu）＞汞（Hg）＞锌（Zn）＞铅（Pb）＞砷（As）＞镍（Ni）＞铬（Cr）。白骨壤和红海榄对汞（Hg）的运移能力都较强；红海榄对镉（Cd）的富集能力和转运能力都较强，而白骨壤对镉（Cd）富集能力较强，转运能力却较弱，这说明红树植物对重金属元素的富集能力与转运能力不存在正比关系。  相似文献   

西藏雄梅地区1∶5万水系沉积物地球化学特征及找矿远景     

丁吉顺  陈伟  周恒  郭奇奇  孙渺  张祎 《地质与勘探》2019,55(1):48-63

依据1:5万水系沉积物测量资料,对雄梅地区水系沉积物地球化学特征进行了初步分析。通过对元素分布、元素相关性、单元素异常、组合异常等特征的研究表明,该区Pb、Zn、Au、W、Sn、Bi等元素具有一定的成矿潜力,结合野外异常查证工作,推断大多数异常受岩浆岩和构造作用控制,区内与酸性岩体有关且强度较高、元素组合较好的异常区有利于成矿。依据水系沉积物综合异常的圈定,结合区内成矿地质构造背景,进一步优选出赤打日钨锡多金属矿、查江铅锌多金属矿2个远景区,并在后续的野外工作中得到了相应的验证。  相似文献   

辽河口海岸带沉积物中137Cs的分布特征及来源     

张克新  潘少明  刘志勇  李国胜 《海洋地质与第四纪地质》2019,39(1)

选取辽河口海岸带沉积物作为研究对象,通过测定沉积物中~(137)Cs比活度,来分析沉积物中~(137)Cs比活度、蓄积总量的分布特征及影响因素,并基于~(137)Cs的测年原理估算该区域的沉积速率。结果表明:辽河口海岸带表层沉积物中~(137)Cs比活度的变化范围为(1.03±1.01)～(15.68±1.13)Bq/kg,平均值为5.09±0.34Bq/kg(n=17),变化幅度较大;在空间上呈现出由陆地向潮滩、由西向东逐渐降低的趋势。该区域沉积物柱样中~(137)Cs比活度的垂直分布主要呈现出单峰型、双峰型和不规则曲线的分布态势。采用~(137)Cs起始层位法与最大峰值法计算辽河口海岸带沉积物的沉积速率,均发现辽河口海岸带沉积物的沉积速率呈现出从北到南(从陆地到海洋)逐渐增大的趋势。沉积物中~(137)Cs蓄积总量范围为(980±46)～(6094±92)Bq/m2,平均值为2278±42Bq/m2,高于研究区~(137)Cs的全球大气沉降通量值1310Bq/m2(衰变校正到2015年);全球大气沉降的~(137)Cs约占该区域~(137)Cs蓄积总量约57.5%,表明该区域沉积物中~(137)Cs的主要来源是全球大气直接沉降。  相似文献   

汶川地震同震滑坡物质在震区的滞留和运移及其对龙门山地形演化的影响   总被引：1，自引：1，他引：0       下载免费PDF全文

王伟  刘静  Vincent Godard  张金玉  许冲  李志刚  徐心悦  许强  王鹏  谢克家 《地球物理学报》2018,61(5):1970-1983

2008年M_W7.9汶川地震导致龙门山断裂发生强烈地壳变形，同时引发的巨量同震滑坡加速了该地区的地表剥蚀和河流侵蚀.然而，目前尚缺少系统的数据定量研究滑坡物质的运移以及河流侵蚀速率随时间的演化规律，这些对理解龙门山前缘物质的再分配以及强震对活动造山带地形塑造的作用至关重要.为此，本研究在汶川地震后的6年间，对震区沱江上游3条支流湔江、石亭江、绵远河流域进行了多期次的定点现代河沙采样.通过系统测量河沙中的石英¹⁰Be浓度，并与震前已发表的数据进行对比，发现如下基本特点：（1）震后河沙¹⁰Be浓度均有明显降低，表明同震滑坡物质对河沙的稀释作用；（2）震后河流对河沙的运移量增加为震前的1.3~18.5倍，因此震后龙门山地区侵蚀速率短期显著增加；（3）初步估计得到汶川地震产生的滑坡物质被完全运移出造山带所需要的时间至少为100~4000年，接近龙门山地区强震复发周期；（4）震间和同震产生的构造变形和地表剥蚀在空间上具有互补性.考虑到地表剥蚀引起的地壳均衡反弹效应，认为类似汶川地震的强震有利于龙门山的隆升.认识震前、震时和震后的地壳变形及侵蚀过程有助于更好地理解单次强震事件对高原边界龙门山地形演化的作用.  相似文献   

苏北浅滩沉积物中的大型绿藻微观繁殖体的垂直分布和物种多样性   总被引：1，自引：0，他引：1  

刘峰  刘兴凤  金柘  于仁成  孔凡洲  颜天 《海洋与湖沼》2018,49(5):983-990

本研究通过在2017年秋冬季组织实施的2个绿潮种源调查航次,研究苏北浅滩紫菜养殖区沉积物中的大型绿藻微观繁殖体的垂直分布和物种多样性。对沉积物中的微观繁殖体的定量实验结果表明:表层泥样中绿藻微观繁殖体的丰度最高,随着深度的增加迅速降低。在9月份表层沉积物中丰度为9±2ind./g,而在11月份表层丰度达到98±25ind./g;与9月份相比, 11月份浅滩沉积物中绿藻繁殖体数量呈现出显著升高的趋势。通过对51个绿藻样品的分子鉴定发现:沉积物中存在石莼属(Ulva)、尾孢藻属(Urospora)、盘苔属(Blidingia)等大型绿藻的微观繁殖体;数量占优是石莼属繁殖体,主要包括曲浒苔(Ulva flexuosa)、浒苔(Ulva prolifera)、扁浒苔(Ulva compressa)、缘管浒苔(Ulva linza);其中曲浒苔占据的比例最高,在9和11月份分别达到80.94%和73.33%。在2个调查航次中,都从沉积物中发现了绿潮浒苔的微观繁殖体,这些微观繁殖体是绿潮浒苔在苏北浅滩种源维持的重要方式和关键阶段,也构成了黄海浒苔绿潮连年暴发的"种子库"。  相似文献   

太平洋深海沉积物来源的菌株Tenacibaculum sp.HMG1对孔雀石绿降解特性的研究     

曲武  洪国粦  赵晶 《海洋学报(英文版)》2018,37(6):104-111

本文在太平洋深海沉积物中分离得到一株孔雀石绿降解菌株，鉴定命名为Tenacibaculum sp.HMG1。通过菌株生长实验和高效液相色谱的研究表明， HMG1菌株可以在20 mg/L的孔雀石绿中维持较快的生长速率，并且在12 h内可降解98.8%的孔雀石绿，这证明该菌株具有很高的孔雀石绿耐受能力和降解活性。通过基因组测序在HMG1菌株发现一条过氧化物酶基因可能参与了孔雀石绿的降解，随后利用原核表达获得了相应的重组蛋白。实验表明，该重组过氧化物酶具有极强的活性，可在1000 mg/L的孔雀石绿中发挥降解功能。本文利用液相色谱-质谱联用（LC-MS）技术对孔雀石绿的菌株降解产物和重组酶降解产物进行鉴定，并基于鉴定结果推测了两种降解途径。结果发现两种降解方式存在共同的降解途径。此外，孔雀石绿降解条件的实验结果证明重组过氧化物酶可以在低温（20℃）、复杂的pH值（6.0–9.0）、高盐度（100 mmol/L）、金属离子和EDTA等反应条件下依旧维持很高的孔雀石绿降解活性。以上实验结果表明，HMG1菌株和重组过氧化物酶均在孔雀石绿污染生物修复方面具有很大潜力。  相似文献   

东太平洋海隆13°N表层含金属沉积物物质组成与元素赋存状态     

荣坤波  曾志刚  武力  李康 《海洋科学》2018,42(7):70-79

为了解不同类型含金属沉积物在物质组成和元素赋存状态的差异,对东太平洋海隆13°N洋中脊两侧表层含金属沉积物(站号:E271和E53)进行了矿物学、地球化学分析,顺序提取实验,并与前人对轴部表层沉积物(站号:17A-EPR-TVG1)的研究结果作了对比分析。研究结果表明, E271和E53是远端含金属沉积物,由非浮力热液羽状流中颗粒物沉降所形成的;17A-EPR-TVG1沉积物是近喷口含金属沉积物,由黑烟囱或者热液硫化物丘状体崩塌、堆积,或者由热液羽状流中Fe-Mn氧化物和硫化物快速沉淀而形成的,近喷口沉积物比远端沉积物更富集Fe、Cu和Zn等元素。元素在两种含金属沉积物中的赋存状态基本相同,除了Fe,Cu,Zn,Mo和稀土元素(REE)等元素在远端沉积物中主要存在于Fe-Mn氧化物相,在近喷口沉积物中主要在残留相中。远端沉积物中REE页岩标准化配分模式与海水相似,表明REE主要来自海水,而近喷口沉积物中REE配分模式与热液流体相似,说明REE以高温热液流体来源为主。相关研究结果加深了对热液沉积作用研究的认识。  相似文献