整体上看，长江中下游赤铁矿和针铁矿的含量比上游略高。推测赤铁矿与针铁矿变化的不同步与长江流域土壤发育特征和赤铁矿本身的矿物属性有关。随着降雨冲刷，部分土壤颗粒被带到长江中，所以南通长江干流悬浮物在8月—9月表现为赤铁矿含量的显著升高和针铁矿含量的降低。......
2023-08-17
长江沉积物中的Fe循环与环境示踪意义
【摘要】：图4-14不同环境下颗粒物Fe的不同化学相态组成比较相比长江样品，黄河悬浮物样品的Fe HR/FeT更低而Fe U/FeT更高，反映了黄河样品中的Fe主要以硅酸盐结合态存在。值得注意的是，粉尘样品不同化学相态Fe的组成与黄河样品较为接近，推测与黄土高原的影响有关。
随着美国科学基金会2004年《海陆边缘科学计划》(MARGINS)中“从源到汇”研究思路的提出，该方法被广泛应用在边缘海沉积学研究过程中(高抒，2005;杨守业，2006)。长江作为东亚地区最大的河流，成为联系东亚大陆(源)和东亚边缘海(汇)的重要纽带。长江所携带的颗粒物质的地球化学行为、泥沙搬运机制和不同元素入海通量等越来越为广大科学家所关注(Li等，2007)。然而，由于长江流域范围广，地形和源岩类型复杂，再加上流域内气候变化多样，其入海物质是否稳定值得思考。
本书通过对长江颗粒物质空间分布特征分析，发现长江上游，尤其是金沙江悬浮颗粒物中的Fe主要以Fe U 的形式存在，表现为高FeU/FeT特征;而中下游悬浮物中主要富集Fe HR组分，Fe HR/FeT较高。因此，本书尝试选择这两个参数组合来区分长江不同流域的悬浮颗粒物质。为了验证这一判别组合的合理性，将南通季节性变化的样品投点在Fe HR/FeT和Fe U/FeT的二元图(图4-13)中，结果显示，南通5月—10月的样品明显落在长江上游物质范围内，而11月—次年4月份的样品则落在了下游样品范围内。这一发现与之前季节性变化(本书4.4.4节)的分析结论是一致的。即雨季的时候，长江入海颗粒物质主要由上游供应，而枯季的时候，入海物质主要来自长江中下游河段的贡献。因此，通过不同化学相态Fe的组合，可以很好地区分长江颗粒物的来源，这种判别方法的提出将为识别长江不同河段沉积物贡献的变化提供新的思路。但该方法在具体应用过程中也需谨慎，由于Fe HR/Fe T是表生环境下比较敏感的参数，受粒度、风化、成岩作用甚至污染的影响都很大，所以在使用过程中一定要排除这些因素的干扰。
图4-13 Fe的不同化学相态组成区分长江沉积物来源
为了深入了解长江颗粒物不同化学相态Fe的特征，本书还选择其他环境下的样品，例如黄河、粉尘等及前人资料数据(Poulton 和Raiswell，2002;Mao等，2010)，进行对比分析(图4-14)，从而进一步加深对长江悬浮物特征的认识。通过对比发现，不同学者对长江样品的研究结果还是有所差别的。Mao等(2010)报道的南京的长江悬浮物数据Fe HR/FeT普遍高于本书数据及Poulton和Raiswell(2002)数据。而不同学者研究结果中Fe U/FeT相对较为接近。这种差异一方面源于样品来源的差异，另一方面也说明该化学操作方法对实验条件和环境要求较高，不同实验条件下得到的数据可比性还有待检验。但比较明确的是，长江作为中国最大的河流，其内部不同流域的样品差别也较大，个别样品很难反映整个长江样品的信息，在今后对大河流域的调查过程中，样品的代表性问题值得重视。
图4-14 不同环境下颗粒物Fe的不同化学相态组成比较
相比长江样品，黄河悬浮物样品的Fe HR/FeT更低而Fe U/FeT更高，反映了黄河样品中的Fe主要以硅酸盐结合态存在。Li和Yang(2010)的研究表明，受气温和降雨的影响，黄河沉积物所经历的化学风化比长江沉积物要弱，反映在Fe的化学相态上，沉积物中的Fe更容易富集在不活性组分FeU中。
与大部分河流样品(阴影部分)相比，塔克拉玛干沙漠颗粒样品和北京沙尘暴粉尘样品的Fe HR/Fe T也较低，尤其是沙漠样品，Fe U/FeT的波动范围较大。这说明不同沉积体系和环境下，样品不同化学相态Fe的分布还是有较大差距的。值得注意的是，粉尘样品不同化学相态Fe的组成与黄河样品较为接近，推测与黄土高原的影响有关。作为世界上含沙量最大的河流，黄河泥沙要来自流经黄土高原地区的侵蚀作用(Ren和Shi，1986)。对于北京地区沙尘暴的来源，一般认为，北京的沙尘暴主要来自北京西部和北部干旱半干旱地区(李令军等，2001;Kim 等，2003)。郑妍等(2007)通过对比沙尘暴样品和黄土样品的环境磁学特征发现，二者有较大区别。由于本书研究沙尘暴样品只有一个，且缺乏黄土样品不同化学相态Fe的资料，很难揭示它们之间的关系。这为今后工作提出了新的研究方向。
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长江入海沉积物中Fe循环与环境示踪意义详细阅读
图7-5南通沉积物中与赤铁矿和针铁矿相关各参数的季节性分布图7-6所示的相关性分析显示，对长江干、支流样品，FePR与χ和SIRM 存在较高的相关性，相关系数分别为0.75 和0.71，而S-100与FePR和SIRM 没有显示明显相关性。对南通悬浮物样品来说，S-100与FePR和SIRM 之间存在弱的负相关性。但反映磁铁矿与赤铁矿、针铁矿比例的S-100，并没有表现出随FePR、χ和SIRM 增大而增大的趋势，而且S-100与SIRM 还显示出负的相关性。图7-6长江悬浮物中与磁铁矿相关的参数之间相关性......
2023-08-17
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综合上游及中下游粒度数据之后，可能CIA 与粒度之间的规律性会更加明显。自上游至下游，长江中下游悬浮物CIA 明显高于上游悬浮物，暗示了中下游硅酸盐岩的化学风化程度比上游要高。长江流域自然地理环境十分复杂，在地理纬度、海陆分布状况和地形条件的控制下，长江流域主要是亚热带季风气候，同时，流域局部范围内又存在特殊的区域气候特征。......
2023-08-17
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长江入海沉积物中Fe循环研究：环境示踪意义详细阅读
国际上的早期文献中，都有对我国河流入海颗粒物Fe含量的报道。但这些研究大都集中在入海沉积物总Fe含量上，且样品较少，没有对我国河流沉积物Fe的地球化学循环做系统的研究。如前所述，河流和海洋Fe循环是当前国际海洋科学界特别关注的热点问题，而我国目前在这一领域的研究还非常薄弱。......
2023-08-17
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磁化率χ和饱和等温剩磁SIRM 主要反映物质磁性的强弱。大量样品的磁性测试表明，含量不很高的铁磁晶粒在很大程度上决定了物质的磁化率，故一般可将磁化率看作磁性矿物含量的粗略度量指标。土壤、岩石及沉积物中的磁性强弱主要是由亚铁磁性矿物决定的，例如磁铁矿、磁赤铁矿、钛赤铁矿等。但除了与含量有关外，χ和SIRM 还依赖于磁性矿物晶粒和类型。表5-1不同磁性矿物的磁性比较续表注：数据来源：俞劲炎等;Thompson和Oldfield......
2023-08-17
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长江入海沉积物中的Fe循环与环境示踪意义详细阅读
南通长江干流样品赤铁矿特征峰明显，出现在565 nm 处;针铁矿主峰出现在505 nm 处，次峰出现在435 nm 处，次峰高于主峰。长江干流、支流一阶导数图谱的差异，反映了干流、支流赤铁矿和针铁矿组成的不同。由峰的位置和高度可知，岷江样品赤铁矿和针铁矿含量最低。结果显示，长江沉积物赤铁矿和针铁矿变化范围较大，雅砻江、岷江和大渡河显示出极低的赤铁矿和针铁矿含量。与长江沉积物相比，黄河沉积物的赤铁矿含量普遍较高。......
2023-08-17
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2023-08-17
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2023-08-17
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