东、中亚干旱—半干旱区全新世湖泊沉积ω(TOC)与δ~(13)C_(org)意义的阈值问题

选择了东、中亚干旱-半干旱区14个湖泊全新世沉积物的ω(TOC)和δ~(13)C_(org)纪录,探讨了TOC及其不同沉积阶段对δ~(13)C_(org)变化的影响及两者的关系,为δ~(13)C_(org)在古气候研究中的正确使用提供依据.结果表明:湖泊沉积物δ~(13)C_(org)的变化在一定程度上受控于ω(TOC).该区域湖泊沉积物ω(TOC)相对于δ~(13)C_(org)变化存在相应阈值,不同阈值区间代表TOC的不同沉积模式,不同沉积模式下ω(TOC)和δ~(13)C_(org)的关系不同.ω(TOC)较低或较高时,两者均无对应关系,可能是有机质受到不稳定的沉积环境影响;不同湖泊主导有机碳沉积的模式不同;δ~(13)C_(org)在相应TOC的重沉积埋藏模式下可能与气候变化有关,因此在利用δ~(13)C_(org)解释气候变化时应结合有机质沉积阶段进行分析.     

晚冰期以来沉积物有机碳同位素记录的东、西太湖环境差异

通过东、西太湖湖泊沉积孔柱有机碳同位素(δ13,Corg)的综合分析，结果表明两者的分布特征存在明显的差异.文章分析了导致该差异的原因.     

干旱区湖泊沉积物代用指标意义——猪野泽表层沉积物样品为例

于猪野泽古湖盆南北向中心线及湖盆边缘东北部两个区域内采集表层沉积物样品共45个,既包含来源于地表径流的沉积物,也有在湖泊内部形成的沉积物.分别对其粒度、TOC、w(C)/w(N)及δ13C等分析后发现猪野泽表层沉积物颗粒随地势自高向低逐渐变细,且沉积物中的TOC和w(C)/w(N)逐渐升高,δ13C则相反.据此可知,猪野泽古湖泊表层沉积物的粒度及地球化学指标特征符合干旱区内陆河终端湖泊沉积物千年尺度上的一般规律,故可使用这些指标推测猪野泽古湖泊的水动力条件和湖面水位等.     

云贵高原深水湖库环境过程及水源保护途径

认识云贵高原的环境变化在局地、区域和全球三个层面上具有重要意义。不同湖泊沉积物—水界面的生物地球化学过程具有重要差别,因而其水源保护途径也不尽相同。a. 贵州阿哈湖汇水区煤矿开采导致Fe—Mn在沉积物中积累并产生季节性二次污染。缺氧季节硫酸盐还原作用上移至沉积物顶部,导致界面亚扩散层对Fe2+的屏蔽,Fe—Mn循环受沉积物—水地质界面和氧化—还原化学界面的双重控制。控制Fe—Mn释放和降低入湖通量、选取优质水区和清淤处理是污染控制的有效途径。b.1994年秋贵州百花湖出现“突发性”水质恶化,剖析相互关联水质指标表明：“湖泊黑潮”是特定季节、特殊气候条件下,沉积有机质生物氧化作用的耦合;脱氮过程受阻的pH控制导致亚硝酸根浓度增高。随着水体耗氧—复氧平衡、水流输送及天气好转,水质可望在一段时期内复苏。后期观测表明了水质的好转。c.云南洱海沉积物平均堆积速率为0.047 g ·cm-2 ·a-1;沉积物顶部几厘米Pb稳定同位素组成表明其铅来源稳定;沉积有机质主要为陆源,早期成岩过程Corg垂直剖面具“沉降—降解—堆积”三阶段分布。近460年间,δ13Corg小幅度频繁波动及δ13Cinorg和δ18Oinorg同步降低的总趋势表明汇水区人为活动的明显影响。控制陆源有机质的输入通量是保护洱海的基本策略。d.云南程海是一个湖水离子总浓度接近盐湖下限的中度富营养湖泊。沉积物Horg/Corg和Corg/Norg原子比率表明其有机质主要源于内生浮游藻类残骸;沉积记录中210Pbex与Corg的沉积通量显示出良好的同步关系。特别是二者同步增大时段表明：210Pbex沉积通量增加指示湖泊初级生产力增大,这种微粒清洗效应反映了湖泊自然作用对富营养演化的调控作用。     

川南地区五峰-龙马溪组页岩沉积环境及风化作用对页岩含气性指标的影响

通过对四川盆地南部兴文县僰王山镇上奥陶统五峰组-下志留统龙马溪组露头剖面的61个样品进行有机碳质量分数w(TOC)、硫质量分数w(S)和有机质碳同位素(δ~(13)C_(org-PDB))组成分析,并与长宁剖面和长芯一井的分析结果进行对比,研究了w(TOC)、w(S)、δ~(13)C_(org-PDB)等页岩含气性评价指标受风化作用的影响程度.分析结果显示兴文地区五峰-龙马溪组底部约25 m的层段w(TOC)较高,达2.28%~5.06%,平均4.01%,向上残余w(TOC)变低(0.83%~1.93%)并趋于稳定.δ~(13)C_(org-PDB)=-31.5‰~-28.8‰,平均-30.3‰.w(TOC)的分布范围及垂向上的变化特征与长宁剖面和长芯一井有良好的可对比性,表明五峰-龙马溪组页岩中高演化的残余有机质芳构化程度高、抗风化能力强,基本没有受到风化作用的影响.兴文地区五峰-马溪组页岩w(S)=0.02%~3.15%,剖面底部20m层段的w(S)远低于长宁剖面,表明底部高有机质层段页岩中的黄铁矿受风化作用的影响已基本流失(0.1%),w(S)普遍很低,用于反演有机质沉积环境已失去了有效性.兴文地区五峰-龙马溪组页岩w(TOC)与δ~(13)C_(org-PDB)总体上呈负相关关系,随着w(TOC)增大,δ~(13)C_(org-PDB)变小,显示有利于有机质保存的还原条件增强.通过长宁剖面、长芯一井和兴文剖面对比研究,结合五峰组-龙马溪页岩的岩石学和地球化学特征,认为控制龙马溪组烃源岩有机质富集的主要原因是海平面升高和深水还原环境导致有机质保存较好.川南沉积中心五峰组和龙马溪组底部高有机质海相泥岩,是页岩气富集的最有利层段.     

湘中南中奥陶统烟溪组页岩地球化学特征及有机质富集机理

为了解湘中南中奥陶统烟溪组黑色页岩有机质富集规律及模式,选择湖南城步撑架坪(CJP)、宁远棉花坪(MHP)、祁东马杜桥(MDQ)这3个剖面的烟溪组页岩样品对有机质丰度、主微量元素质量分数进行测试。研究结果表明:烟溪组有机质丰度较高,CJP黑色页岩TOC质量分数w(TOC)平均为2.52%,MHP黑色岩石w(TOC)平均为1.96%,MDQ黑色岩石w(TOC)平均为2.54%。化学蚀变指数ACI和w(Sr)/w(Cu)显示烟溪组时期为温暖潮湿的气候;生物成因钡w(Ba_(xs))为141.6～738.0μg/g,表明烟溪组沉积环境具有中等生产力;古氧化还原参数w(V)/(w(V)+w(Ni))和w(Th)/w(U)指示水体环境为缺氧—贫氧环境;有机质的富集受古生产力、古地理、海平面变化、陆源碎屑物等多方面因素影响,而闭塞性沉积盆地引起的水体缺氧环境是有机质保存下来的决定因素;烟溪组页岩有机质富集模式是受浊流沉积物影响的"深水滞留盆地"模式,华夏地块浊流沉积物的输入使盆地中部祁东地区的有机质丰度比研究区东南侧的丰度高。     

16ka以来青海湖沉积物有机碳同位素的变化特征及其影响因素

结合有机碳、氮和粒度资料,对16 ka以来青海湖沉积物有机δ13C的波动特征及其影响因素进行了研究.结果表明:近16 ka以来青海湖沉积物有机δ 13C的变化经历了7个阶段,不同的古气候环境因素对不同阶段有机δ13C的影响程度不同.14.3 ka以前、4～2.1 ka期间,青海湖沉积物δ13C主要受控于大气CO2浓度的变化;14.3～10.4 ka期间,大量冰融水入湖造成的湖水硬度的减小是有机δ13C相对偏正的原因,而其间两次明显的偏负同博令(Bolling)和阿勒罗得(Allerod)暖期输入湖泊的G3植物有关;10.4～4 ka和2.1～0 ka期间,温度和降水引起的C4和C3植物生长的相对多少成为有机δ13C变化的主要影响因素.另外,2.1～0 ka期间各项指标的剧烈频繁波动可能同近代人类活动有关.     

鄂尔多斯盆地延长组长7段沉积速率及其对烃源岩有机质丰度的影响

以鄂尔多斯盆地延长组长7段富有机质页岩为对象,基于米兰科维奇旋回理论,计算了该段3个小层的沉积速率,发现长7段的沉积速率整体较小(平均1.31 cm·a~(-1)),并且具有从长73到长71逐渐增大的特征。另外,利用△logR法对已经计算了沉积速率的井进行TOC含量测井预测,并结合沉积速率和TOC含量的数据建立了两者的相关关系。研究表明:当沉积速率小于1.35 cm·a~(-1)时,TOC含量与沉积速率没有明显的相关关系,沉积物中的有机质丰度主要受其他因素的控制,如古生产力条件和保存条件;当沉积速率大于1.35 cm·a~(-1)时,TOC含量具有随沉积速率变大而逐渐减小的趋势,说明沉积速率越大,沉积物中的有机质被稀释或破坏越严重,有机质丰度就越小。     

九龙江口红树林湿地沉积物中有机碳和氮的分布特征及来源辨析

【目的】探讨九龙江口红树林湿地沉积物中总有机碳(TOC)和总氮(TN)的影响因素及来源,加深对红树林湿地中碳和氮的生物地球化学过程的认识。【方法】测定九龙江口红树林湿地表层沉积物粒度、TOC和TN含量,并对其分布特征进行分析。利用TOC/TN比值分析有机质来源及不同来源的贡献率。【结果】九龙江口红树林湿地沉积物中TOC和TN的含量分别为1.24%~3.81%和1.19~2.05mg/g,TOC/TN比值为11.6~26.3,TOC、TN含量和TOC/TN的平面分布均呈现出由陆向海方向逐渐降低的趋势。沉积物中TOC和TN含量没有表现出明显的粒度效应。【结论】控制沉积物中TOC和TN含量分布的主要因素并不是粒度效应,而可能是其来源。沉积物中TOC和TN的主要来源可能是红树林植物碎屑、养殖废水输入的有机碳和氮污染,以及海洋浮游植物碎屑。     

页岩油气勘探中热解分析与总有机碳预测

岩石热解可快速提供总有机碳含量(TOC)等表征有机质丰度的指标,是页岩气评价的重要技术手段之一,但页岩岩石热解测定中发现有TOC数据存疑的问题。本次通过不同岩性样品,研究称样量对热解测定TOC的影响,并确定合理的称样量范围。结果表明：对于TOC含量较高的样品(w(TOC_QC34)=16.82%),称样量需小于92.1 mg,否则热解测定TOC会低于真实值;对于TOC含量较低的样品(w(TOC_QC03)=0.33%;w(TOC_QC05)=0.54%),若称样量低于54.2 mg,将无法获得稳定的TOC数据;对于中等有机质丰度的样品(w(TOC_QC30)=1.42%;w(TOC_IFP160000)=3.28%),在14.4～94.7 mg的称样范围内,均能获得满意的测试结果。     

方格星虫滩涂养殖对沉积物TOC和TN垂直分布的影响

为探讨方格星虫(Sipunculus nudus)滩涂养殖对沉积物环境的影响,采用滩涂围隔法研究方格星虫不同养殖密度(0、5、10、15、20 ind./m²)条件下围隔中沉积物总有机碳(TOC)和总氮(TN)含量的季节变化。结果显示,10 ind./m²养殖密度处理下的方格星虫成活率和规格最高,分别为(61.1±36.1)%和(5.21±0.69) g/ind.,但不同处理间差异不显著(P>0.05)。方格星虫不同密度养殖过程中,滩涂沉积物的TOC含量基本呈随着深度的增加而升高的趋势,且不同深度间TOC含量存在显著差异(P<0.05);而TN含量垂直分布比较均匀,说明方格星虫生物扰动会导致有机质向下层迁移。整体上来看,所有养殖密度处理围隔中滩涂沉积物TOC和TN平均含量分别呈现“V”型和“∧”型的季节变化规律。15 ind./m²和20 ind./m²养殖密度处理围隔中滩涂沉积物TOC的全年平均含量低于空白对照;所有养殖密度处理围隔中滩涂沉积物TN的全年平均含量均高于空白对照。研究结果...     

米草引种对潮滩沉积物有机质的贡献及碳埋藏的影响

米草(Spartina)为C4光合作用类型植物.20世纪60年代以来的引种有效地改变了我国滨海潮滩的生态系统,使潮滩沉积物有机质的来源发生了变化,从而引起沉积物有机碳同位素的值发生明显变化.定量分析前后潮滩的碳埋藏量变化,有助于合理预测潮滩蓝碳的埋藏潜力,为我国的蓝碳调查与评估提供重要依据.通过分析苏北王港潮滩的互花米草滩(DF01孔)、过渡滩(DF02孔)和光滩(DF03孔)三处的柱状沉积物有机碳(TOC)含量和有机碳同位素(δ~(13)C)的值,得到如下结论:(1)米草滩DF01孔沉积物地球化学特征随深度变化可分为两段,168cm以下为粗颗粒,TOC平均含量为0.13%,有机碳δ~(13)C平均值为-28.05‰;168~0cm沉积物颗粒变细,从4.88Φ变化到7.74Φ,TOC含量从0.17%增大到0.88%,δ~(13)C的值不断增大,到表层达到-21.89‰,说明潮滩沉积物有机质中米草的贡献明显.(2)根据米草滩柱状样沉积物δ~(13)C变化深度,结合王港潮滩米草的引种时间1982年,估算得出该地的沉积速率为4.94cm·a-1.进一步得出米草引种以来有机碳的埋藏速率约为311.0g·m~(-2)·a~(-1),引种之前约为45.1g·m~(-2)·a~(-1).米草引种之后有机碳埋藏速率为引种之前的7倍,米草的引种大大增加了潮滩的蓝碳埋藏能力.     

平顶山市白龟湖湿地沉积物有机污染状况及来源解析

以平顶山白龟湖湿地公园为研究对象,在研究区域布设了10个采样点,共采集29个沉积物样品,对其有机碳(TOC)、有机氮(TON)的含量进行测定和评价,同时对有机物来源进行简单分析.结果表明,沉积物中TOC含量变化范围为0.005 17%~9.602%,平均2.733%,TON含量变化范围0.014 50%~0.276 1%,平均0.101 0%,总体来说,沉积物中TOC含量随着沉积深度的增加而减小,TON含量随土深的增加而减小,C/N为6.9~75.4,平均值为24.8,沉积物中有机污染主要来源为外部来源.     

南海北部陆坡NH-1孔沉积物中碳酸盐碳同位素特征及其地球化学意义

源于深部天然气藏渗漏或天然气水合物分解释放的甲烷,可导致海洋沉积物中生成δ13C明显负偏的碳酸盐矿物.对NH-1孔沉积物样品的碳酸盐含量、全岩碳酸盐及生物碳酸盐δ13C、有机碳含量等参数进行了分析.结果表明:沉积物中碳酸盐含量较高(平均6.90%);全岩碳酸盐δ13C(-6.09‰～-0.48‰)与正常海相碳酸盐相比明显负偏;浮游有孔虫(G.rube)壳体碳酸盐δ13C(-0.834‰～0.004‰)明显低于正常值.结合海域的地质特点,认为这很可能是沉积物中较高甲烷通量背景条件下自生碳酸盐的形成所导致的.有机碳、氮数据与全岩碳酸盐δ13C的相关性分析指示了有机质也可能是全岩碳酸盐δ13C偏低的根源之一.因此,NH-1孔碳酸盐碳同位素特征是较高甲烷通量背景下甲烷缺氧氧化-硫酸盐还原及有机质缺氧氧化-硫酸盐还原等地球化学过程的综合反映.全岩碳酸盐δ13C含量可用于指示沉积物中自生碳酸盐矿物及较高甲烷通量的存在.     

黄土高原西缘末次盛冰期以来古气候演化的有机碳同位素记录

综合CaCO3含量、碳酸盐碳、氧同位素资料，并结合研究区的区域特征，对兰州红咀寺剖面有机碳同位素气候指示意义进行了研究．结果表明，在黄土高原西缘，有机碳同位素δ^13Corg波动反映C3／C4植物比例改变，指示温度变化．δ^13Corg值偏正时，表明C4植物含量较大，反映温度较高．有机碳同位素和CaCO3含量、碳酸盐碳、氧同位素共同揭示了兰州地区末次盛冰期气候较全新世明显偏低，在11．5kaBP，13．9kaBP存在两次明显的降温；进人全新世以后，兰州气候开始逐渐变暖，但仍存在8．8kaBP、5．0kaBP和3．2kaBP的三次突然升温以及8．0kaBP、6．8kaBP和5．3kaBP的降温事件，说明了兰州地区气候变化的复杂性和不稳定性．     

草海表层沉积物有机碳、氮、磷分布特征及污染评价

本文以浅水型湖泊草海为研究对象,系统地研究了营养盐在草海湿地沉积物中的分布规律和来源,并采用单因子指数法对沉积物中TOC、TN和TP的污染程度进行了评价。结果表明:草海表层沉积物的TOC、TN含量普遍较高,且具有显著的同源相关性;TP含量相对较低,且与TN不同源。E区及近岸区域沉积物中TOC、TN和TP的陆源污染相对较重。草海沉积物TOC和TN含量足以造成严重的生态毒性效应;而TP对环境产生的危害较小。草海各采样区表层沉积物TOC和TN的污染程度为S区>N区>E区,TP的污染程度为E区>S区>N区。     

珠江三角洲全新统横栏组淤泥沉积中的有机碳、总氮和碳氮比值记录

对广州番禺区ZK5孔中全新统横栏组淤泥沉积进行了总有机碳，总氮含量和碳氮比值分析。根据其变化可划分2个不同的沉积环境阶段，阶段Ⅰ（15.8-9.0m)的总有机碳含量变化幅度较大，总氮含量很低，碳氮比值较高。表明其有机质以陆源为主，有机质生产力明显受气候的控制，阶段Ⅱ（9-1.4m)总有机碳和总氮含量上升，变化较小，而碳氮比值下降，表明其主要受海洋的影响，有机质主要来源于原地浮游生物。     

粤东南澳岛近岸海域表层沉积物碳、氮、磷分布特征及污染评价

本研究旨在了解粤东南澳岛近岸海域表层沉积物中总有机碳(TOC)、总氮(TN)和总磷(TP)的分布情况及污染状况,为该海域环境保护和治理提供科学依据。实验以粤东南澳岛近岸海域32个表层沉积物样品为研究对象,分析其TOC、TN和TP的含量及分布特征,采用单因子污染指数法和内梅罗综合污染指数法对TOC、TN和TP的污染程度进行评价,基于表层沉积物中TOC和TN的摩尔比值探讨其有机质的来源,并在此基础上探讨表层沉积物中TOC、TN和TP的富集影响因素。研究结果表明,南澳岛近岸海域表层沉积物中TOC、TN和TP含量分别为0.180%-0.920%、0.006%-0.210%和0.015%-0.059%,表现出南澳岛南北两侧高、东西两侧低,南澳岛以东由岸及海,含量逐渐降低的分布特征;与国内相邻海域相比,南澳岛近岸海域表层沉积物TOC、TN和TP含量处于较低水平。根据TOC和TN摩尔比值推断,南澳岛近岸海域表层沉积物中有机质以海源和陆源混合输入为主。南澳岛近岸海域表层沉积物未受TOC和TP污染,但大部分区域受到TN污染;40.6%的表层沉积物处于较清洁及以上水平,59.4%的表层沉积物为轻度污染到中...     

渭河宝鸡段表层沉积物营养盐分布特征及污染评价

以渭河宝鸡市区段流域为研究对象,研究了沉积物中总有机质(OM)、总氮(TN)和总磷(TP)的分布特征,分析了沉积物碳-氮-磷两两间的耦合关系,并对渭河宝鸡段沉积物中营养盐的污染状况进行了评价.结果表明:沉积物中OM浓度为0.378%~1.702%,TN浓度为0.031%~0.335%,TP浓度为0.053%~0.100%,沉积物TOC与TN和TP两两间具有显著的相关性(P0.01),且主要来源于藻类和水生生物;通过对营养盐污染评价发现,该河段沉积物有机污染较轻(有机指数均值为0.129),处于较清洁状态,N、P污染相对严重,具有造成较小生态风险的可能性,应注意控制外源氮磷的输入.     

上海城市内河中有机碳含量的时空变化及影响因素分析

2015年12月至2016年12月间,对苏州河、黄浦江4个固定站点的表层水样进行逐月采集,测定溶解态有机碳(dissolved organic carbon, DOC)和颗粒态有机碳(particulate organic carbon, POC)的含量,结合总悬浮颗粒物(total suspended matter, TSM)和稳定碳同位素(δ~(13)C)等参数,研究有机碳的时空变化,并对其影响因素进行初步分析.结果显示,苏州河非汛期时上游DOC质量浓度(4.52±0.48 mg·L~(–1))明显高于下游(3.66±0.32 mg·L~(–1)),而汛期上下游DOC质量浓度无明显差异,推测在汛期与非汛期DOC在上下游输送过程中的停留时间不同可能是DOC空间分布存在差异的主要因素.苏州河汛期颗粒物δ~(13)C(–29.1‰±1.0‰)比非汛期(–28.1‰±0.6‰)更负,表明汛期浮游生物的生长对POC贡献更大.苏州河汛期与非汛期POC质量分数(POC%)则无明显差异,但非汛期POC%平均值(6.01%±2.27%)略高于汛期(4.10%±0.99%).黄浦江DOC(年平均值3.56±0.31 mg·L~(–1))和POC%(年平均值2.18%±0.56%)上下游差异不明显, DOC呈现冬高夏低的特征.汛期更负的δ13C(–28.1‰±0.9‰)与更低的TSM(79.1±26.4 mg·L~(–1))显示黄浦江汛期时主要受到了太湖来水的影响, POC%表现出汛期高、非汛期低的特征.两条河的有机碳输送均以DOC输送为主,水体自净能力的差异使得苏州河DOC/POC变化范围大于黄浦江.从历史数据比对分析来看, 2005—2016年黄浦江DOC质量浓度逐渐降低,一定程度上表明了污水治理三期工程对黄浦江的有机污染治理初显成效,但总有机碳(total organic carbon, TOC)质量浓度的高值表明黄浦江有机污染仍处于较高水平.