长江口−东海内陆架早期成岩过程及影响因素

边缘海沉积物中的早期成岩作用是影响碳循环和埋藏的重要过程,目前对早期成岩过程及其影响因素的了解还不够深入。于2018年8月在长江口-东海内陆架采集了短柱状沉积物,对间隙水中溶解无机碳(DIC)、溶解无机氮(DIN)、二价铁(Fe ^(2+))、二价锰(Mn^(2+))和硫酸根(SO_(4)^(2-))离子等参数进行了分析,并结合表层沉积物中粒度、比表面积、有机碳及稳定碳同位素组成和底层水环境参数,研究了不同沉积环境下沉积物中的早期成岩过程及其影响因素。结果表明,长江口-东海内陆架泥质区沉积物间隙水中DIC和NH_(4)^(+)的浓度随着深度的增加逐渐增大,且在其中心站位有较高的DIC、NH_(4)^(+)产生通量(分别为4.03 mmol/(m^(2)·d)和0.57 mmol/(m^(2)·d))和SO_(4)^(2-)消耗通量(-4.56 mmol/(m^(2)·d)),沉积物扰动深度为20~40 cm,自长江口向浙闽沿岸逐渐降低;而在砂质区,各溶质在剖面上均无明显变化,且通量较小(DIC:0.60 mmol/(m^(2)·d);NH_(4)^(+):-0.03 mmol/(m^(2)·d);SO_(4)^(2-):-1.05 mmol/(m^(2)·d)),沉积物不存在扰动。扰动层厚度与沉积物间隙水中DIC和NH_(4)^(+)等溶质通量呈正相关,表明沉积物的物理扰动是影响泥质区沉积有机碳再矿化的重要因素。综合上述结果,发现沉积有机碳在泥质区扰动层的降解方式以铁锰还原作用为主,扰动层以下以硫酸盐还原作用为主,而在砂质区的降解主要靠耗氧呼吸作用。本研究丰富了长江口及邻近海域沉积动力过程对早期成岩作用影响的认识,有助于深入理解大河河口及邻近海域有机碳的循环和埋藏。

海带早期成岩过程中形态和物质变化的实验室模拟

通过实验室模拟海带的早期成岩作用过程,获得生物改造无定形体样品,观察海带形态变化,测定生化成分、碳氢氮元素及微量重金属元素含量,为海相底栖宏观藻类的烃源岩形成过程提供现代对比实例。研究结果显示海带在模拟过程中不断降解,到第67天海带细胞已经完全破碎呈无定形体状;微生物促进海带生化成分的转化,厌氧后期多糖和蛋白质含量下降,粗脂肪含量上升到8.16%;海带对微量重金属元素有显著的吸附解析作用,使微量元素含量波动变化。早期成岩过程中微生物改造使海带形态朝无定体转化;有利于脂类成分的增加,利于成烃;元素变化有一定规律,但要直接利用微量重金属元素进行油源对比可能还存在一些问题,需要进一步研究。

安徽巢湖蓝藻早期成岩过程中微生物作用的实验室模拟

通过实验室模拟蓝藻的早期成岩过程,获得微生物转化无定形体样品,并对样品进行光学显微镜和扫描电子显微镜形态观察,以及生化成分和碳氢氮元素分析,为干酪根早期演化过程研究提供现代对比实例。研究结果表明:蓝藻在模拟过程中不断被降解,到模拟实验的第95天,蓝藻产荧光物质基本被降解完全,样品呈无定形体状。微生物作用使多糖和蛋白质含量下降,粗脂肪含量上升到12.96%;经微生物转化作用后,蓝藻中的C,N元素含量明显减少,N元素含量比新鲜蓝藻中N元素含量降低了26.98%。可见早期成岩过程中微生物作用使蓝藻形态朝无定体转化,有利于脂类成分的增加,利于成烃。