研究组发表长江口移动泥早期成岩过程相关研究成果
发布人:姚鹏  发布时间:2018-12-03   浏览次数:102

在基金委面上项目、重点国际(地区)合作研究项目等资助下,研究组通过与佛罗里达大学Thomas S. Bianchi教授团队合作,在长江口移动泥早期成岩过程方面取得新的研究成果。

大河影响下的三角洲前缘河口(Large-river delta-front estuaries,LDEs)及其邻近陆架边缘具有动态的早期成岩过程,对沿岸的生物地球化学循环具有重要影响。研究组博士生赵彬等在长江口及其邻近陆架采集了冬夏两季不同区域的箱式柱状样,分析了沉积物间隙水和上覆水中溶解无机碳(DIC)、氧化还原敏感元素(Fe2+和Mn2+)、溶解无机氮(NH4+、NO3和NO2)和常量离子(K+, Ca2+, Mg2+, SO42-, 和Cl)等参数,并结合间隙水化学计量模型,讨论了该区域沉积有机碳的早期成岩过程和自生矿物的形成,以期更好地了解LDE系统中的再矿化作用及其对碳循环的影响。结果表明,夏季不同站位沉积物间隙水中DIC和NH4+具有相同的变化趋势,在近岸站位沉积物中随深度具有较快的增加,而在离岸站位增加则较慢,主要受到活性有机碳的输入和底层水低氧条件的影响。冬季泥质区近岸站位间隙水中DIC和NH4+浓度高于夏季,而其他站位无明显差别,这表明冬季较强的水动力作用可能造成了近岸底部沉积物的侵蚀,使含有较多溶质的深层沉积物暴露出来。NO3的剖面显示大多数站位存在明显的硝化作用,并且AOB (Ammonia-oxidizing bacteria)在硝化过程中起到关键作用。离岸站位间隙水较低的N/S比和较高的C/N比表明存在明显的氮去除过程,而硝化-反硝化作用是氮去除的主导因素。大量活性有机质和长江所带来的富含铁锰氧化物的陆源物质的输入,导致了近岸站位具有强烈的铁锰还原反应和硫酸盐还原反应。较低的间隙水C/N和C/S比以及Ca2+随深度的减少表明长江口存在自生碳酸盐矿物的生成。而长江口间隙水中Mg2+和K+离子随深度的减少显示反风化作用(即自生硅铝酸盐矿物的生成)可能也是该区域重要的自生矿物形成过程。

Vertical profiles of pore-water DIC (mmol L-1), NH4+ (mmol L-1) and SO42-/Cl (mmol/mol) in surface sediments of the Changjiang LDE


该研究获得了季节性沉积动力过程对长江口移动泥早期成岩过程和自生矿物形成影响的初步认识,为今后深入研究沉积动力过程对长江口及边缘海泥质区沉积有机碳的源汇格局和输运过程的影响奠定了基础。该成果近日已被领域内知名期刊《Journal of Marine Systems》接收。

Bin Zhao, Peng Yao*, Thomas S. Bianchi, Yahong Xu, Hui Liu, Tiezhu Mi, Xiaohua Zhang, Jiwen Liu, Zhigang Yu. Early diagenesis and authigenic mineral formation in mobile muds of the Changjiang Estuary and adjacent shelf. Journal of Marine Systems, 2017. http://dx.doi.org/10.1016/j.jmarsys.2017.03.001

主要资助项目信息:

  1. 长江口-东海内陆架沉积有机碳的再矿化作用研究(国家自然科学基金面上项目,2017.01-2020.12,41676063,主持人:姚鹏)

  2. 长江口及邻近海域沉积有机碳的保存机制研究(国家自然科学基金重点国际(地区)合作研究项目,2017.01-2021.12,41620104001,主持人:于志刚,合作伙伴:Thomas Bianchi。)。

  3. 河流关键界面之间的生物地球化学过程及入海生源要素的组成与输运通量(国家重点研发计划“全球变化及应对”重点专项“大型水库对河流-河口系统生物地球化学过程和物质输运的影响机制”课题2,2016YFA0600902,2016.06-2021.06,项目负责人:王厚杰,课题2负责人:刘素美,姚鹏为课题2研究骨干。)