经过2006~2011年样品采集积累,获得长江口、杭州湾、舟山海域、东海陆架、南黄海五个海域各种水动力交汇区的样品。本项目在前期样品积累的基础上,通过筛析法和离心法获得36个测站的<4μm、4~25μm、25-63μm、63-125μm、125-250μm、>250μm六个粒级组分物质,是研究海域各种动力条件环境不可多得的一份全面系统的分级样品。通过重液分离法获得研究区1个测站的5种密度分级样品。对研究区61个测站和36个典型测站的六个粒级和1个测站的5种密度分级样品进行有机碳(OC)及其同位素、全岩矿物组成、颗粒比表面积和孔径、粒度、粒形、镜下鉴定等系统分析。在本项目的支持下,公开发表相关的学术论文6篇,硕士研究生毕业论文1篇。取得以下几点认识:
(1)表层沉积物OC含量0.08~1.74%,平均0.45%;稳定碳同位素变化范围是?19.60~-24.55‰,平均-21.39‰。<4μm、4~25μm、25~63μm、63-125μm、125~250μm、>250μm六个粒级OC含量分别为1.18%、0.51%、0.46%、0.42%、0.99%、0.48%,δ13C分别为-21.64‰、-22.03‰、-22.52‰、-22.46‰、-22.36‰、-22.28‰,各级组分OC贡献分别为42.96%、26.06%、9.82%、5.75%、7.09%、8.33%。69.02% OC赋存于<25μm的黏土和中细粉砂粒级中。OC及其同位素综合分析表明:长江及近岸的陆源有机碳自长江口入海后分成二个分支:一支出口门北上,受苏北沿岸流南下作用影响,发生北东转向,向济州岛方向扩散,中途遇到南下的黄海沿岸流,使其转向东偏南,进入济州岛西南冷涡旋沉积作用区;另一个南下分支一部分扩散至杭州湾内,另一部分绕过舟山群岛经东海沿岸流南下,在舟山群岛东部外侧受到北上的台湾暖流分支顶托,形成了一个北东向分支,具有向济州岛西南冷涡旋区扩散的态势。
(2)36个典型测站全样和提取的各粒级样品矿物组成鉴定获得88种矿物。利用Rietveld全谱拟合方法进行矿物组成定量分析。随着粒级由细变粗,层状矿物含量由高变低,六个粒级层状矿物分别为74.7%、37.3%、23.8%、17.9%、14.1%、14.5%,架状结构、链状结构矿物和石英刚好相反,含量逐渐升高。不同粒级矿物组成与OC含量综合聚类分析表明,与有机质相关的主要为层状矿物(蒙脱石、绿泥石和云母类)和碳酸盐类矿物。OC分布受碳酸盐矿物的影响,主要与碳酸盐矿物颗粒表面孔隙大有关,碳酸盐矿物含量与孔容呈明显正相关(r=0.999,P<0.001)。
(3)研究区样品颗粒比表面积为12.296m2/g,OC载荷0.623mgOC/m2。<4μm、4~25μm、25~63μm、63~125μm、125-250μm、>250μm六个粒级颗粒比表面积、孔容随着颗粒的增大,比表面积、孔容逐渐变小,分别在63-125μm、125-250μm粒级达到最小值,然后再随着粒径的增大比表面积依次增大。颗粒孔径31.787nm,其变化与颗粒粒级大小关系不明确。各粒级有机碳载荷均值为0.23~2.46mgOC/m2。
(4)OC含量与颗粒的球形度成反比,即颗粒球形度越好,OC含量越低,其中63~125μm粒级OC与球形度成指数负相关。OC含量与<16μm细颗粒相关性明显,相关系数为r=0.78(P<0.001)。OC含量与颗粒比表面积成正相关,相关系数为r=0.82(P<0.001)。