深海多金属结核采集过程对沉积物扰动试验研究

为探究深海多金属结核开采过程对海底沉积物的扰动情况,开展了不同射流速度、不同离底高度、不同行进速度条件下多金属结核采集头射流冲刷沉积物水池实验,探究了冲沟深度变化和沉积物迁移扩散规律。结果表明,多金属结核采集过程不仅冲刷沉积物颗粒,也会冲刷沉积物块,导致冲沟表面凹凸不平;沉积物被扰动后,通过上层羽状流和底层重力流形式迁移扩散。

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。