长江入海沉积物中的磁学参数比较：探索Fe循环过程及环境示踪

2023-08-17 理论教育版权反馈

【摘要】：在图5-8中，长江沉积物分布范围最广，反映长江流域样品磁学属性变化最大，长江口样品基本落在长江流域范围内。图5-8不同环境下沉积物样品各磁学参数对比鉴于本书沙尘暴粉尘样品数量有限，且缺少海区沉积物环境磁学数据，我们目前只能在区分风成沉积物和河流沉积物方面做一些探索性的尝试。

通过以上分析可以发现，长江流域受母岩、风化、水动力条件及人类活动等的影响，上游和中下游沉积物环境磁学特征有显著区别。本书尝试用不同组合的磁学参数，深化对长江上游和中下游沉积物特征的认识。在SIRM 和HIRM 组合中(图5-7)，长江上游沉积物的变化范围明显比中下游要大，反映了上游地区含铁矿物的来源和组成更为复杂。与之类似，S-100和HIRM 组合也能很好地区分上游和中下游沉积物。因此，不同环境磁学参数的组合有可能成为区分长江上游和中下游沉积物的新方法。

pagenumber_ebook=149,pagenumber_book=130

图5-7　长江上游和中下游沉积物环境磁学特征区分

相比长江流域内部沉积物识别，环境磁学方法已经在黄海及东海沉积物物源识别上取得了良好的效果(Liu等，2003a;刘健等，2007;Liu等，2010;Wang等，2010)。众多学者先后提出了SIRM 与S-100(Zhang等，2008)和SIRM 和SIRM/χ(Wang等，2010)等环境磁学参数判别组合来区分长江口和黄河口沉积物，及东部中国边缘海沉积物。但前人调查主要集中在河口或边缘海地区，对于入海河流流域内部的研究较少。因此，本书在前人工作的基础之上，将流域内部沉积物同河口沉积物进行比较，同时考虑沙尘暴粉尘颗粒的环境磁学特征，探索环境磁学方法区分河流沉积物和风成沉积物的可能性。

在图5-8(a)中，长江沉积物分布范围最广，反映长江流域样品磁学属性变化最大，长江口样品基本落在长江流域范围内。相比长江流域样品，黄河流域水系沉积物样品变化范围较小，且SIRM 和S-100都比长江沉积物要低。不同学者调查的长江口数据差别不大，但黄河口数据差别明显，王永红等(2004)和Wang等(2009)的黄河口数据明显区别于本书中的黄河数据，而Zhang等(2008)与牛军利等(2008)的黄河口数据与本书中的黄河数据较接近。本书调查的北京沙尘暴粉尘样品，明显落在长江口表层沉积物变化范围内。在图5-8(b)中，长江沉积物的变化范围依然最大。与图5-8(a)类似，沙尘暴粉尘样品同样落在长江口沉积物变化范围之内。因此，SIRM 和S-100的磁学参数组合，对于区分长江和黄河沉积物，指示效果更好。但两种参数组合在区分河流沉积物和沙尘暴粉尘的过程中，效果都不令人满意。

pagenumber_ebook=150,pagenumber_book=131

图5-8　不同环境下沉积物样品各磁学参数对比

鉴于本书沙尘暴粉尘样品数量有限，且缺少海区沉积物环境磁学数据，我们目前只能在区分风成沉积物和河流沉积物方面做一些探索性的尝试。虽然中国东部边缘海沉积物中的Fe主要是由河流(长江、黄河)输送。但众多研究表明，在开放的大洋，包括Fe在内的各种元素主要依靠粉尘的搬运进入大洋(Jickells等，2005;Fan等，2006;Han等，2008;Uno等，2009;Maher等，2010)。粉尘中包括Fe在内的各种微量元素，对促进海洋表明浮游植物生产力的提高具有重要的作用(Martin，1990;Fan等，2006)。因而，定量计算海洋沉积物中粉尘的贡献，对于研究海洋生产力的变化具有举足轻重的意义。虽然由于成岩作用的存在，粉尘颗粒在海水及沉积物过程中的地球化学行为还不明确，但粉尘中大量磁性颗粒的存在，环境磁学方法对定量识别粉尘具有独特的优势(Shen等，2005;Xia等，2007;Zheng和Zhang，2008)。随着对粉尘环境磁学特征研究的深入，环境磁学方法必将成为定量区分海洋沉积物中风成物质贡献的有效手段。

长江入海沉积物中的磁学参数比较：探索Fe循环过程及环境示踪

相关推荐