研究海底沉积物中Fe循环过程及环境示踪意义

2025-09-29 理论教育版权反馈

【摘要】：以Fe元素作为具有普遍性意义的“标识物”或环境替代性指标，从河流沉积物质“源—汇”的过程入手，研究其在流域风化剥蚀、河流搬运入海过程中的地球化学循环特征，及其对流域风化环境的响应。本研究的主要成果对今后深化长江沉积地球化学研究，尤其是从全球变化和地球系统科学的角度，将长江流域、河口及陆架海作为一个整体，开展系统的陆源入海物质的“源—汇”过程及其环境效应研究具有重要意义。

20世纪80年代以来，国际地圈生物圈计划(IGBP)以及其他许多全球科研计划针对人类活动所引起的系列全球变化，例如温室效应、臭氧层破坏、海洋升温、海水酸化等进行的研究，都与元素的地球化学行为密切相关。与欧洲的北海、美国东部陆架海及其边缘海相比，中国东部边缘海有其独特的区域特点。首先，中国东部陆架海位于世界最大的大陆和最大的大洋之间，是世界上最宽的陆架浅海之一。同时，中国东部陆架海受季风驱动，太平洋强西边界流(黑潮)和太平洋潮波传入的共同作用;又受中国大陆长江和黄河水沙大量输入的影响，形成了明显的季节性变化黄海冷水团和复杂的环流系统，以上种种复杂环境条件使中国东部边缘海成为全球独特的边缘海系统(吴德星等，2006)。

长江作为发源于青藏高原的最大河流，也是东亚大陆最长和最大的河流，其入海物质的地球化学行为对于这样一个多尺度非线性复杂海洋系统的物理化学环境演变及其生态环境效应，有着重要的影响(杨守业，2006)。而众多元素中，Fe在生物地球化学循环中扮演着重要角色。河流入海Fe元素在河口及边缘海地区的吸附与解析过程，对于边缘海的初级生产力、氧化还原环境及成岩作用等起重要作用。然而，目前对长江流域水系沉积物的Fe组成特征认识并不清楚，尤其对不同支流和干流不同地区颗粒态Fe的化学与矿物相态组成缺乏深入理解，对长江入海颗粒态Fe组成的季节性变化特征也没有开展深入研究。这些都在很大程度上制约了长江口和东海海洋生物地球化学研究的深化。(https://www.chuimin.cn)

本书正是在这样的背景下，通过多种分析技术结合的方式，研究长江水系沉积物中Fe元素在时空上的变化特征。以Fe元素作为具有普遍性意义的“标识物”或环境替代性指标，从河流沉积物质“源—汇”的过程入手，研究其在流域风化剥蚀、河流搬运入海过程中的地球化学循环特征，及其对流域风化环境的响应。重点通过悬浮颗粒物和河漫滩沉积物的化学组成、矿物谱学和矿物环境磁学特征分析，研究长江沉积物中不同化学相态Fe在整个流域干流和支流的分布特点、季节性变化特征;同时探索性地应用U 同位素示踪技术，研究碎屑沉积物的搬运时间。本研究的主要成果对今后深化长江沉积地球化学研究，尤其是从全球变化和地球系统科学的角度，将长江流域、河口及陆架海作为一个整体，开展系统的陆源入海物质的“源—汇”过程及其环境效应研究具有重要意义。

研究海底沉积物中Fe循环过程及环境示踪意义

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