长江口沉积物碳氮元素地球化学特征及有机质来源分析

发布时间：2020-06-18 02:46

【摘要】：本文根据对长江口7个柱状样沉积物的粒度、总有机碳(TOC)、总氮(TN)、无机碳和有机碳同位素(δ13C)以及长江口表层样粒度、TOC、TN的测定,得出其粒度及碳氮元素的垂直分布特征,分析各生物地球化学指标之间的相关性,利用C/N比值法和δ13C值分析有机质来源及不同来源有机质的贡献率。研究结果表明： (1)长江口柱状样沉积物的TIC、TIC、TN、C/N和δ13C的垂向分布曲线总体上变化不大,说明沉积环境较稳定。沉积物中TOC含量平均分布在0.3%-0.8%范围,与前人研究结果一致,各柱样表层沉积物的TOC均比次表层高可能与早期陆源有机质尚未矿化有关,总体上TOC从口门至外海呈降低的趋势,九段沙前缘的CJ14柱垂向曲线变化剧烈,由表层往下逐渐降低；长江口TIC含量随深度变化不明显且数值稳定在0.8%左右,TIC含量较TOC含量高0.3%左右,介于O.5%-1.0%；TN含量很少,介于0.04%-0.08%；沉积物C/N比值的平均分布在7-16间,与薛斌研究结果一致,说明长江口区有机质主要来源于陆源有机质和海洋藻类的混合,除位于圆陀角附近的CJ01柱垂向分布曲线波动明显且数值变化大,其他各柱垂向分布曲线较稳定,C/N值由陆向海呈降低趋势；δ13C值介于-26‰~-22‰,说明长江口有机质来源是由陆源和海源混合组成的,与C/N比值结果一致,靠近陆地的CJ01柱、CJ05柱和CJ19柱的δ13C值较小,显示其受陆源有机质影响明显,位于南汇边滩的CJ19柱δ13C值在36cm以上段较下段明显增大,与CJ19柱靠近陆地δ13C值理论上应该较小不符,推测可能与南汇边滩互花米草(C4植物)的引种有关； (2)柱状样沉积物类型以粉砂和粘土为主,含较少的砂,由陆向海颗粒由粗到细,CJ01柱沉积物相对较细与其泥沙主要来自涨潮时外海来沙沉降有关。不同空间位置上的沉积物柱状样各生物地球化学指标之间具有不同相关性。沉积物中粒度与其他指标之间均不具有相关性,除了CJ08柱的平均粒径与TOC和TN均呈现良好的正相关,系数分别为0.606和0.622,这可能与其靠近外海,沉积物颗粒较细有关。沉积物中TOC含量与TIC含量呈不同程度的负相关关系,与TN含量之间除了CJl4柱为良好负相关(系数为-0.746),其余均呈不同程度的正相关关系,与C／N比值间呈不同程度的正、负相关。TN与C／N比值间呈不同程度的负相关。Ω13C值只在CJl9柱中与其它TOC、TN、TIC呈良好相关性和CJ06柱中与TOC有中度相关外,在其余各柱中不表现明显相关性。 (3)长江口表层沉积物TOC的含量范围为0·17%-1·16%,平均值为0.52%TN的含量介于0.02%-0.08%之间,平均值为0.057%,由陆向海TN含量越高；C／N比值在6.8-16之间,平均值为9.6,由陆向海大体呈现由高到低的趋势；粒度特征显示长江口主要以粉砂和粘土为主,砂含量较少,由陆向海沉积物颗粒越细,粒度与长江口TN、TOC含量有良好的相关性。 (4)利用C／N和Ω13C值的特征均显示该区有机质为陆源和海洋混合,估算陆源有机碳占总有机碳的比例两者结果相近,相较于C／N比值,Ω13C值法更不易受粒度、生物活动等的影响,即CJ01柱57%,CJ05柱60%,CJ06柱55%,CJ08柱45%,CJl4柱66%,CJl6柱50%和CJl9柱约60%。显示越靠近口门地区,陆源有机碳的比例越高。上述结果显示长江口的不同空间位置碳氮元素分布特征不同,沉积记录不仅受到粒度、河口区物源的影响,还受到陆源和海源不同有机质来源输入的影响。
【学位授予单位】：南京大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2012
【分类号】：P736.21

【参考文献】