本文關鍵詞：遼河口近萬年以來生物硅演化與碳埋藏通量的研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：沉積物巖芯通常保存著大量沉積環(huán)境和生態(tài)環(huán)境演變過程的信息,其中生物硅(BSi)記錄能反映硅質生物生產(chǎn)力在時間和空間上的變化。筆者及合作者于2012年5月在下遼河平原西南緣大遼河附近(坐標：40°45'18.33",122°07'11.23")獲得了ZK2的取芯鉆孔,孔深41.4 m,分樣后對沉積物樣品進行了各項物理化學指標的測定。采用AMS14C和OSL測年方法測定了年代數(shù)據(jù),在這些大量測年數(shù)據(jù)的基礎上,結合沉積物樣品的粒度、原位密度、生物硅、碳(包括總碳、有機碳和無機碳)、有孔蟲、孢粉等指標數(shù)據(jù)分析的結果,旨在揭示遼河口萬年尺度上沉積環(huán)境和生態(tài)環(huán)境的演變過程,并著重探討各沉積相中生物硅與碳的含量與埋藏速率的變化。綜合各項測試指標,將ZK2孔的沉積環(huán)境由下至上劃分為四大沉積階段,分別為河流相沉積(U1)、湖沼相沉積(U2)、海洋主導的沉積(U3)、上三角洲平原相沉積(U4)。結合各地層中測定的年代數(shù)據(jù),劃定了各個沉積階段的沉積速率。U1位于孔深23.9～41.4 m,對應于河流相沉積階段,年齡約為25.5～33kaBP。巖性以灰褐色、褐色極細砂、細砂為主,平均粒徑為(2.93±0.06)Φ,中值粒徑為(2.52±0.04)Φ,沉積物粒徑較大；本段沉積物中含極少量孢粉,幾乎不見有孔蟲和介形蟲；生物硅(BSiO2)濃度為(0.92±0.05)%,堆積速率為(4.95±0.43)mgSi02 cm-2 y-1,堆積速率相對較高但堆積的生物硅總量較低；顆�？偺�(PC)含量為(0.18±0.01)%,顆粒有機碳(POC)含量為0.11%,顆粒無機碳(PIC)含量為(0.08±0.01)%。U2位于孔深13.1～23.9 m,對應于湖沼沉積階段,年齡約為8.5～25.5 kaBP。巖性以灰色粉砂、粉砂質粘土及粘土質粉砂為主,局部見水平層理,偶見灰黑色炭斑,含少量貝殼碎片,平均粒徑為(5.96±0.07)Φ,中值粒徑為(5.69±0.08)Φ,沉積物粒徑較小;本段有孔蟲群落呈現(xiàn)分異度低,豐度低的特征,有孔蟲僅在層位中間斷的出現(xiàn),伴隨少量陸相介形蟲；生物硅(BSiO2)濃度為(1.96±0.10)%,堆積速率為(2.04±0.11)mg SiO2 cm-2 y-1,堆積速率較低,堆積的生物硅總量升高；顆�？偺�(PC)含量為(0.65±0.05)%,顆粒有機碳(POC)含量為(0.43±0.04)%,顆粒無機碳(PIC)含量為(0.21±0.03)%。U3位于孔深2.5-13.1 m,對應于海洋主導的沉積階段,年齡約為1.5～8.5 kaBP。巖性以灰色粘土質粉砂為主,中部見大量粉砂透鏡體,平均粒徑為(4.88±0.09)Φ,中值粒徑為(4.53±0.10)Φ,沉積物粒徑略有增加；有孔蟲含量較多,豐度平均值為2865,優(yōu)勢組合為Protelphidium tuberculatum與A.beccarii var.;該階段對應的生物硅(BSiO2)濃度為(1.55±±0.10)%,堆積速率為(3.73±0.26) mg SiO2cm-2 y-1,堆積速率有所提升,但堆積的生物硅總量有所下降；顆�？偺�(PC)含量為(0.42±0.03)%,顆粒有機碳(POC)含量為(0.31±0.03)%,顆粒無機碳(PIC)含量為(0.11±0.01)%。U4位于孔深0-2.5 m,對應于上三角洲平原相沉積階段,年齡約為1.5 kaBP至今。巖性主要是黃色、黃褐色粘土質粉砂,平均粒徑為(6.00±0.08)Φ,中值粒徑為(5.71±0.11)Φ,沉積物粒徑變小。有孔蟲含量少,屬種單一,以Ammoia beccarii var.與Psedononionella variabilis Zheng兩種為絕對優(yōu)勢種,優(yōu)勢度大于98%,沉積環(huán)境屬于富含有機質的滯留還原環(huán)境。其相應的生物硅(BSiO2)濃度為(2.85±±0.23)%,堆積速率為(8.68±0.37) mg SiO2 cm-2 y-1,堆積速率很高,堆積的生物硅總量也較高。顆�？偺�(PC)含量為(0.73±0.06)%,顆粒有機碳(POC)含量為(0.61±±0.06)%,顆粒無機碳(PIC)含量為(0.12±0.02)%。研究表明：ZK2孔由下往上的各沉積階段,平均粒徑均值呈低-高-低-高的變化趨勢,中值粒徑總體變化趨勢與平均粒徑類似。其中U1階段的Φ值較低,砂含量較高,水動力較弱；其它三個階段Φ值在較高的水平中波動,其相應的砂含量也較低,水動力增強；ZK2孔生物硅含量及其堆積速率在各個沉積階段發(fā)生不同程度的變化,其中生物硅含量最高值是最低值18.5倍左右,堆積速率最高值是最低值的51.4倍,這些變化表明了研究區(qū)近33 ka以來初級生產(chǎn)力具有十分顯著的差異。本地區(qū)生物硅含量與其它地區(qū)對比發(fā)現(xiàn),河口與海灣的生物硅堆積量要低于深海與大洋的生物硅堆積量。PC和POC含量在U1階段平均含量最高,U2階段開始下降,U3階段有所回升后至U4階段又下降,呈現(xiàn)出一個高-低-高-低旋回變化的趨勢。生物硅含量的波動與顆粒總碳(PC)和顆粒有機碳(POC)含量的波動同步。特別地,在17～25 cal ka BP冰期形成的湖沼沉積階段出現(xiàn)了較大的顆粒無機碳(PIC)濃度的波動,推測與當時干冷氣候條件下CaC03過飽和從湖水中沉淀析出有關。鉆孔沉積物生物硅濃度記錄對格陵蘭冰芯18O同位素值的響應存在大約300 a的滯后現(xiàn)象。
【關鍵詞】：遼河口 生物硅 粒度 碳埋藏 沉積環(huán)境
【學位授予單位】：中國海洋大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：Q911;P595
【目錄】：

• 摘要5-8
• Abstract8-15
• 0 前言15-16
• 1 研究現(xiàn)狀與意義16-21
• 1.1 水體中生物硅的形成與研究意義16-17
• 1.2 生物硅在國內外的研究現(xiàn)狀17-19
• 1.3 本文研究內容、目的及創(chuàng)新點19
• 1.4 本文研究工作量及完成情況一覽表19-21
• 2 研究區(qū)域概況21-31
• 2.1 遼河三角洲自然地理概況21-27
• 2.1.1 氣候22-23
• 2.1.2 水文23
• 2.1.3 土壤23-24
• 2.1.4 沉積物24-25
• 2.1.5 地形地貌25-27
• 2.2 遼河三角洲區(qū)域地質與地質構造27-31
• 3 遼河三角洲晚更新世晚期以來沉積演化與環(huán)境變遷31-54
• 3.1 測試和分析方法31-35
• 3.1.1 樣品采集31-32
• 3.1.2 沉積物測年方法32-34
• 3.1.3 粒度測試方法34-35
• 3.1.4 微體古生物鑒定方法35
• 3.1.5 孢粉鑒定方法35
• 3.2 ZK2孔的巖性和粒度特征35-40
• 3.2.1 ZK2孔巖芯的粒度指標特征37-38
• 3.2.2 ZK2孔巖芯的敏感粒度組份提取及其指示意義38-40
• 3.3 ZK2孔的微體古生物特征40-47
• 3.4 ZK2孔的測年結果和沉積速率變化特征47-49
• 3.5 ZK2孔晚更新世晚期以來的沉積環(huán)境變遷49-54
• 4 遼河三角洲ZK2孔近萬年以來生物硅特征與碳埋藏通量研究54-66
• 4.1 測試與分析方法54-57
• 4.1.1 生物硅的測定方法及計算54-57
• 4.1.2 總碳、有機碳、無機碳的測定57
• 4.1.3 含水量、原位密度及堆積速率計算57
• 4.2 ZK2中生物硅、碳、粒度參數(shù)的分布特征57-64
• 4.2.0 粒度指標分布特征58-59
• 4.2.1 生物硅的分布特征59-61
• 4.2.2 碳埋藏的分布特征61-62
• 4.2.4 ZK2中近萬年來生物硅、碳、粒度之間演化特征和聯(lián)系62-64
• 4.3 生物硅的分布情況與其他指標的對應關系64-66
• 4.3.1 生物硅與格陵蘭冰芯氧同位素的關系64-65
• 4.3.2 生物硅與碳的關系65-66
• 5 總結66-68
• 5.1 結論66-67
• 5.2 展望與不足67-68
• 參考文獻68-73
• 致謝73-74
• 個人簡歷、在學期間發(fā)表的學術論文與研究成果74

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本文編號：288931