珠江口及其邻近海域沉积物甲烷-硫酸根界面分布深度及影响因素

【摘要】：利用化学和稳定同位素化学等方法分析研究区沉积物间隙水甲烷和硫酸根、pH和ΣCO2以及δ13C-CH4和δ13C-ΣCO2的垂直剖面分布。结果显示,间隙水硫酸根浓度呈线性梯度减小,至沉积物甲烷-硫酸盐界面(sulfate-methane interface,SMI)附近,硫酸盐几乎全部消耗而甲烷浓度急剧增大;与此同时,间隙水pH和ΣCO2在该深度位置明显升高。间隙水地球化学特征揭示了沉积物发生了AOM作用。在AOM过程中,由于12CH4氧化速率较13CH4快,故引起沉积物间隙水剩余甲烷的碳同位素偏重,而δ13C-ΣCO2值变为极负.珠江口QA11-2、QA12-9、QA12-14和GS-1四个站位SMI对应深度分别为12cm、38cm、50cm和204cm,而南海BD-7站位由间隙水硫酸根剖面变化推算约为600cm。从珠江河口到南海沉积物,由于受陆源输入的减少,表层沉积物有机质含量呈降低趋势。有机质输入量及其活性的高低是制约了沉积物SMI分布深浅的关键因素,这是由于高含量的活性有机质一方面可加速间隙水硫酸根通过有机质再矿化分解作用途径消耗;另一方面可引起向上扩散进入AOM反应带的甲烷通量增大,使得通过AOM作用的硫酸根消耗通量相应增大,其结果造成沉积物SMI的上移。根据沉积物C/N比值以及13C剖面变化,推断AOM作用的可能发生机制是由于在沉积物表层再矿化作用过程中,因一部分活性有机质被大量消耗,导致进入沉积物硫酸根还原带底部的活性有机质数量相应减少,从而引起部分硫酸根转为与甲烷发生反应,并在微生物的作用下完成AOM过程。 【作者单位】： 同济大学海洋地质国家重点实验室;中国科学技术大学地球与空间学院;
【关键词】： 沉积物间隙水 硫酸根还原 甲烷厌氧氧化(AOM) 甲烷-硫酸根界面(SMI) 碳同位素组成 有机质输入 表层沉积物 活性有机质 影响因素 珠江口
【基金】：国家自然科学基金资助项目,40803020号 同济大学海洋地质重点实验室开放基金项目,MG023号
【分类号】：P734
【正文快照】： 沉积物内部通常会发生一系列以微生物为媒介的生物地球化学反应即有机质再矿化(remineraliza-tion)过程。由于这些反应的吉布斯自由能大小存在差异,使得微生物按一定次序利用不同的电子受体氧化消耗沉积物有机质(Froelich et al,1979)。就海洋沉积物而言,由于其间隙水中SO42?

您可以在本站搜索以下学术论文文献来了解更多相关内容

夏季珠江口外近海沉积物/水界面营养盐的交换通量    张德荣;陈繁荣;杨永强;张凌;吕莹;

利用低层大气和海底浅表层沉积物间隙水烃类检测方法预测北黄海盆地含油气远景    龚建明;陈建文;李武;闫桂京;安伟;文丽;

HDTMA改性粘土吸附固定沉积物间隙水中多环芳烃的模拟研究    刘娜;陈畅曙;付云娜;