我国湖泊沉积环境演变研究中元素地球化学的应用现状及发展方向
长江中下游地区浅水湖泊生源要素的生物地球化学循环
长江中下游地区浅水湖泊生源要素的生物地球化学循环一、本文概述Overview of this article本文旨在深入探讨长江中下游地区浅水湖泊生源要素的生物地球化学循环。
长江中下游地区作为中国的重要经济和文化中心，其浅水湖泊生态系统对于区域生态环境和经济发展具有至关重要的影响。
本文将对这一区域内浅水湖泊中的生源要素（如碳、氮、磷等）的生物地球化学循环过程进行系统的阐述和分析。
This article aims to explore in depth the biogeochemical cycles of biogenic elements in shallow lakes in the middle and lower reaches of the Yangtze River. As an important economic and cultural center of China, the shallow lake ecosystem in the middle and lower reaches of the Yangtze River has a crucial impact on the regional ecological environment and economic development. This article will systematically elaborate and analyze the biogeochemical cycling process of biogenic elements (such as carbon, nitrogen, phosphorus, etc.) inshallow lakes in this region.我们将概述长江中下游地区浅水湖泊的基本特征，包括湖泊的水文条件、生态环境和生源要素的分布状况。
在此基础上，我们将深入探讨这些湖泊中生源要素的生物地球化学循环过程，包括生源要素的输入、转化、输出和积累等关键环节。
湖泊碳循环研究进展及研究方法
化研究 的中的热点 。
１ 湖泊 碳 循 环 研 究 现 状
１１ 国外 湖 泊碳 循 环研 究现 状 ．
初至今 ， 全球 地面气温 已经上升 了 ０ ３～ ． ℃ ， １ ． ０ ６ 近 ０年 已成为 自 １６ ８０年 以来 最 暖的时期 。随着温室 气体 和 温室效应 等各种气候与环境问题的 日益 突出和国际气候
谈 判 中对 碳 源 、 汇 评 价 的客 观 需要 ， 循 环 问题 日益 受 碳 碳
湖泊生态系统 的碳库分为永久性 和活动性碳 库。一 般认 为 ， 沉积物 １ 以下 的碳储存 被称 为永久性 碳库 ， ｍ 其 碳含量不随时 间变化而改变。永久碳库 的深度并无 完全
定论 ， 有些湖泊沉积物 ３ ４ ｃ ０— ０ ｍ以下碳含量 已经达到相 当稳定性 。水柱和沉积 物 的表 面为活 动性碳 库 ， 碳在 水
关 键 词 ： 湖泊 ； 循 环 ； 究 方 法 碳 研
中国分类号 ： Ｘ １ ２
文献标识码 ： Ａ
文章 编号 ： １０ ０ ７ （０ ２ ２— ０ — ４ ０ ７— ３０ ２ １ ） ２ １ ０
ＲＥＳＥＡＲＣＨ ＰＲｏＧＥＲＳ Ｓ ＡＮＤ ＥＴＨｏＤＳ ｏＦ Ｍ ＬＡＫＥ ＣＡＲＢｏＮ ＣＹＣＬＥ
水排放 ， 及生物活体 分泌 。Ｐ Ｃ分为外 源输入 和内源 降 Ｏ
解 两 部 分 。总 有 机 碳 （ Ｏ 是 包 括 Ｄ Ｃ和 Ｐ Ｃ在 内 的 Ｔ Ｃ） Ｏ Ｏ 所有有机碳 。
根据 Ｄ ｗ ｉｇ ｏ ｎｎ 等研究估 算 ， 存在湖 泊 的生物 体有 贮
机碳大约为 ０ ０６ ｔ／ （ Ｇ ．３ ＧＣ ａ １ ｔ＝１９） 另 以 Ｄ Ｃ沉积率 ０ｔ， Ｏ
沉积学的研究进展及其应用
沉积学的研究进展及其应用沉积学是研究沉积物的组成、特征、成因及环境演化过程的一门学科。
沉积学的研究对象是全球范围内的各种沉积物，包括海洋、湖泊、河流和沙漠等地质环境。
沉积学的繁荣与地质学、环境科学、生态学等学科密切相关。
随着科学技术的不断进步，沉积学的研究持续推进，涌现出许多新的研究成果，广泛应用于资源开发、环境保护和地质灾害预测等领域。
一、沉积学的基本概念1. 沉积物的定义沉积物是指初始状态在液体或气体中悬浮的物质，经过重力作用沉降并固结形成的固体物质。
沉积物的形成包括物质的输入、输运、沉积和固结四个过程。
沉积物的类型包括沉积岩、沉积物和表生层。
2. 沉积相的分类沉积相指沉积物在发生时所处的水或地理环境，包括海相、湖相、河相和沙漠相等。
不同沉积相的物质来源、沉积速率、沉积物质量和物质组成等特征均不相同。
3. 沉积学的研究方法沉积学是一门综合性学科，需要借助各种手段进行研究。
例如，通过样品采集和实验室分析技术来研究沉积物的颗粒组成和结构、沉积速率和时代、沉积相和成因等。
同时，地球物理学、地球化学、古生物学等学科也为沉积学提供了有力的研究方法。
二、沉积学的研究进展1. 沉积物的源和作用沉积物的源是河流、山脉、冰川、火山和陆地等多种因素共同作用的结果。
研究沉积物的来源有助于了解形成这些物质的原因和过程，并指导资源勘探和管理。
除了源的研究，土地利用、气候变化和人类活动等因素也会影响沉积物的形成、堆积和演变。
对这些因素的深入研究有助于更好地预测、评估和管理环境问题。
2. 沉积物的成因沉积物的成因主要包括物理沉积和化学沉积两种。
物理沉积指的是重力、水流、风力和冰雪等作用下物质由高处向低处沉积。
化学沉积则是指物质通过水文、气体或生物作用形成新的化合物。
了解这些沉积物成因有助于确定沉积物古气候和古环境，帮助识别矿物资源和石油天然气等。
3. 沉积物的组成和特征沉积物的组成和特征在很大程度上受到其来源、沉积环境和时间等因素的影响。
环境化学工程的现状及发展
环境化学工程的现状及发展【摘要】环境化学工程作为解决环境问题的重要学科，在当前社会发展中扮演着关键角色。
本文首先介绍了环境化学工程的背景和重要性，然后详细阐述了环境化学工程的研究内容和应用领域，以及其现状、挑战和机遇。
展望了环境化学工程的未来发展方向，强调了其重要性并分析了其发展前景。
通过本文的深入探讨，读者将更加全面地了解环境化学工程在保护环境和可持续发展方面的作用和价值，为相关领域的学习和研究提供了重要的参考和指导。
【关键词】环境化学工程、背景介绍、重要性、研究内容、应用领域、发展现状、挑战、机遇、未来发展方向、结论、发展前景、环保、污染治理、清洁生产、可持续发展1. 引言1.1 环境化学工程的背景介绍环境化学工程是一门涉及化学原理和技术，应用于处理和解决环境问题的工程学科。
随着工业化和城市化的进程加快，环境污染成为人们关注的焦点。
环境污染不仅影响人类健康和生活质量，还对生态系统造成破坏，加剧全球环境问题。
环境化学工程应运而生，旨在通过化学手段来净化和保护环境。
环境化学工程的发展受益于化学原理和技术的不断进步，尤其是跨学科研究的兴起。
通过对环境污染源、污染物种类和污染过程的深入研究，环境化学工程为环境问题的治理提供了新的思路和方法。
在全球范围内，环境化学工程正逐渐成为环境工程领域的重要分支，为构建清洁、美丽的家园发挥着不可替代的作用。
在环境问题日益严峻的今天，环境化学工程正面临着新的挑战和机遇。
只有不断创新、完善技术，才能更好地保护环境，造福人类。
结束。
1.2 环境化学工程的重要性环境化学工程在当今社会中扮演着至关重要的角色。
随着人口的快速增长和工业化的进程，环境污染问题日益严重，给人类健康和生态环境带来了巨大的威胁。
而环境化学工程通过研究化学原理和技术，能够有效地解决环境污染问题，保护人类健康和生态平衡。
环境化学工程可以帮助我们监测和分析环境中的污染物质，了解其来源和危害。
通过精确的分析技术，可以及时发现和跟踪污染源，从而采取有效的控制措施，减少污染物的排放和传播。
中国湖泊水体富营养化生态治理技术研究进展
中国湖泊水体富营养化生态治理技术研究进展中国是世界上湖泊数量最多的国家之一，但受到工业和农业污染的影响，许多湖泊存在水体富营养化问题。
水体富营养化是指湖泊中营养物质过量积累，导致藻类大量繁殖，使湖泊水质恶化，生态系统遭到破坏的现象。
为了解决水体富营养化问题，中国科学家和工程师进行了大量的研究和实践。
本文总结了近年来中国湖泊水体富营养化生态治理技术的研究进展。
1. 水质净化技术水质净化技术是湖泊水体富营养化治理的关键技术之一。
传统的水质净化技术包括植物修复、生物控制和化学混凝沉淀等方法。
近年来，中国科学家进行了一系列创新研究，提出了一些新的水质净化技术。
利用生态加速器（即利用植物根系和微生物的生物排泄作用）来降低湖泊中的氮和磷含量，从而减少水体富营养化。
生物床滤池等技术也被广泛应用于湖泊水体富营养化治理中，有效去除水中的营养物质和悬浮物。
2. 藻类控制技术藻类是湖泊富营养化的主要原因之一，控制藻类的生长是湖泊水体富营养化治理的关键环节。
中国科学家采取了多种控制藻类的技术。
利用特定的细菌来控制蓝藻的生长。
这些细菌具有抑制藻类和促进湖泊水体氮和磷循环的作用。
人工添加氧气、利用超声波技术等也被用于控制藻类生长。
3. 生态修复技术湖泊富营养化导致湖泊生态系统的破坏，生态修复也是湖泊水体富营养化治理的重要手段。
中国科学家开展了一系列湖泊生态修复的研究。
利用人工湿地进行湖泊富营养化的修复，在湖泊周边建立人工湿地，利用湿地植物吸收和降解水中的污染物质，减缓湖泊富营养化的进程。
人工鱼礁和生物堆肥等技术也被应用于湖泊生态修复中。
4. 综合管理技术湖泊富营养化治理需要综合考虑湖泊的生态环境特点、行业排放和湖泊流域的管理等因素。
中国科学家提出了一系列综合管理技术。
建立湖泊富营养化监测体系，对湖泊水质进行定期监测和评估，及时发现和解决问题。
制定湖泊富营养化治理规划，并实施相应的管理措施，如减少农业和工业废水排放，加强湖泊流域的生态修复等。
环境化学工程的现状及发展
环境化学工程的现状及发展环境化学工程是一门结合化学、环境工程学和生态学等学科的交叉学科，其主要任务是研究环境污染及其治理技术，保护和改善环境质量，同时推动环保产业发展。
目前，环境化学工程已成为当今社会重要的技术领域之一，其发展现状和趋势如下。
1.发展现状（1）环境污染治理环境污染治理是环境化学工程的重要领域之一。
当前，环境污染防治已成为全球性的问题。
环境化学工程在这方面的作用主要是开发研制新型环保材料、环保设备，发展新型环保技术和工艺，提高环境生态适应性等。
（2）资源回收利用环境化学工程可利用分离、浓缩、回收等技术实现资源的高效利用。
随着环保法律法规的不断完善，环保行业的刚性需求逐渐增强，资源回收利用工程的市场前景越来越广泛。
（3）优化节能降耗环境化学工程可运用先进的技术手段如机器学习、人工智能等实现优化节能降耗。
这方面的工作通常包括优化工艺流程、降低能源消耗和减少废水废气等污染物的排放。
2.发展趋势（1）高性能催化剂的研发催化剂在环境化学工程中具有重要作用，其研发和应用水平对环境污染治理和资源回收利用起着重要的推动作用。
近年来随着各类污染加强，高性能催化剂研发的需求也越来越大。
（2）大数据和人工智能在环保产业中的应用大数据和人工智能技术的应用将使环保行业的信息化水平得到进一步提高，提升环境化学工程在资源回收利用、环境污染治理和优化节能降耗等领域的应用水平。
（3）新型环保材料的研制随着环保法律法规的进一步健全，环境保护的社会效益愈发显著，要求环保产品应该安全、绿色、环保，因此新型环保材料的研制将是环境化学工程发展的一个重要趋势。
3.结论总之，环境化学工程已经成为当今社会重要的技术领域之一，其应用领域以及研发方向还有很多，可以用大数据技术、机器学习和人工智能等多种方法提高其应用水平，推进环保科技的发展进程，促进环保产业的发展，实现共赢。
水文地球化学及其应用
水文地球化学及其应用水文地球化学是地球化学的一个分支学科，其研究对象是水与地球物质的相互作用、反应和转化过程。
水文地球化学地位重要，尤其是在环境保护和自然资源管理方面具有很大的应用潜力。
本文将着重探讨水文地球化学的基本理论、应用现状和未来发展趋势。
一、水文地球化学的基本理论1、水文循环水文循环是地球上水分子在不同地方以不同形态的运动。
水分子在不同状态下所体现的物理、化学性质也不同。
水循环包括蒸发、降水和地下水的形成，它是水文地球化学的基础。
2、岩石和土壤岩石和土壤是水文地球化学的重要研究对象。
岩石化学和土壤化学是水文循环的重要环节。
岩石和土壤可以分解成不同的化学组分，并对水的特性产生深远的影响，因此，研究它们的化学特征和变化过程对于水文地球化学研究至关重要。
3、水文地球化学过程水文地球化学过程是指地球上水的循环、沉积、蒸发、降水等过程中与水相互作用、反应和转化的物质。
包括水分子与矿物、溶解气体、有机物和微生物的相互作用。
水文地球化学的过程是广泛且多样的，对其进行分析研究可以形成修正以及完善生态环境政策。
二、水文地球化学的应用现状1、水资源管理水资源是人类生存和发展的基础资源之一，对于保障人类健康和经济发展大有裨益。
水文地球化学对于水资源管理有着重要的作用。
科学有效的管理水资源是现代社会永续发展的必要条件，水文地球化学则可以提供一系列的分析方法和数据供管理层面参考，使得水资源的合理开发和保护得以实现。
2、水污染治理随着城市化的加剧和经济发展的快速发展，水污染已成为了一个不可避免的问题。
水文地球化学为水污染治理提供了一种全新的思路。
在处理水体中的化学物质时，可以运用水文地球化学的更准确的能力寻找有效的污染治理方法及杀菌程序，有效保障水生态的平衡和协调。
3、环境保护水文地球化学在环境保护领域有广泛应用。
例如，可以用化学和物理方法来检测大气、水、土壤污染程度以及其它人为污染物质的存在。
有越来越多的证据表明，环境的水文地球化学变化是关于地球气候科学和环境科学的。
中国湖泊水体富营养化生态治理技术研究进展
中国湖泊水体富营养化生态治理技术研究进展湖泊富营养化是指湖泊中营养盐的浓度过高而导致水质恶化的现象。
随着工业化和城市化的发展，湖泊富营养化问题在中国逐渐加剧，对环境和人类健康造成了严重影响。
湖泊富营养化生态治理技术的研究成为了当前亟待解决的重大问题。
湖泊富营养化主要是由于氮、磷等营养盐的过量输入，导致水体中藻类繁殖过盛。
湖泊富营养化生态治理技术主要包括物理、化学和生物方法。
物理方法主要是利用人工手段调节湖泊水体的营养盐浓度，减少富营养化程度。
常用的物理方法包括水量控制、人工漂浮物清理、湖底泥沉积清理等。
这些方法可以有效地降低湖泊水体中营养盐的浓度，阻断富营养化的发展。
化学方法主要是利用化学物质来调节湖泊水体的营养盐含量。
常用的化学方法包括草鱼放养、溶解性氧化物喷施等。
通过添加草鱼等消耗藻类生长所需的营养盐和浮游生物，可以有效地降低湖泊水体中的营养盐含量。
生物方法主要是通过调节湖泊生态系统结构和功能，降低湖泊水体富营养化程度。
常用的生物方法包括湖泊生态修复、生态调控等。
湖泊生态修复是指通过人工手段恢复湖泊的生态系统，提高湖泊生态功能，减少湖泊富营养化程度。
生态调控是指利用生物相互作用调控湖泊水体中的富营养化现象，常用的生态调控方法包括种植水生植物、鱼虾饲养等。
综合利用上述物理、化学和生物方法，可以取得较好的湖泊富营养化生态治理效果。
目前，中国在湖泊富营养化生态治理技术方面取得了一系列研究进展。
在物理方法方面，研究人员通过人工增加湖泊出流水量，减少湖泊水体中营养盐的积累。
对湖底泥沉积进行清理，降低湖泊富营养化程度。
这些方法在实际应用中取得了较好的效果。
在化学方法方面，研究人员通过溶解性氧化物喷施、草鱼放养等方式，降低湖泊水体中的富营养化程度。
这些方法可以有效地减少湖泊水体中藻类的繁殖，改善水质。
中国在湖泊富营养化生态治理技术研究方面取得了一些进展，但仍然存在一些问题。
湖泊富营养化治理技术的操作和管理仍然需要进一步优化和完善，湖泊富营养化治理的效果需要长期观察和评估。
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第7卷 第3期1999年9月盐湖研究JOU RNAL O F SAL T LA KE R ESEA RCHV o l.7 N o.3Sep.1999我国湖泊沉积环境演变研究中元素地球化学的应用现状及发展方向α谭红兵 于升松(中国科学院青海盐湖研究所,西宁810008)α摘要 全球气候恶化,洪涝、风沙、干旱等自然灾害频繁,科学研究预测区域乃至全球环境演变趋势,并采取有效措施加以防治,成为目前全人类面临的一大课题。
要科学的掌握环境变化的规律,就必须研究过去的环境变迁,沉积物无疑是最好的研究对象。
而湖泊在其发生发展过程中,直接出露于地表,其沉积物则是最好记录环境变化信息的载体。
近几年来元素地球化学在研究湖泊演变历史,揭示湖泊环境变迁等方面取得了很大的进展。
根据目前的研究现状,今后的工作应着眼于分析研究引起源泊环境变化的原因,环境演变与人类活动的关系及其演变规律,进而对未来环境演变趋势进行预测和对自然灾害进行防治,或许是今后湖泊沉积物元素地球化学研究的主要方向。
关键词 湖泊沉积物 元素地球化学 环境演化 影响因素分类号 P941.78 X142目前对湖泊沉积物地化元素的研究主要从其特征元素的含量及其元素对的比值分析、微量元素异常分析、稀土模式分析、同位素分布特征等几个方面着手研究,力图找到变化规律,建立变化模式,并应用于实践。
1 湖泊沉积物元素地球化学研究的应用现状1.1 湖泊沉积物有机质中特征元素含量变化的研究沉积物元素的地球化学性质和沉积环境对元素在空间上的分布有重要影响〔1〕,而沉积物中的有机质与生物作用密切相关,生物活动又依赖于环境条件,故对这些有机地化元素的研究更具突出意义。
目前分析最多的有机质元素有C,N,P,S,H等。
目前有机碳常用测定方法:重铬酸钾(K2C r2O7)容量法-外加热法,也可将样品烘干用L ECOCHN-932元素分析仪测定〔2〕。
有机N,P用过硫酸盐-紫外分光光度法测定,有机S可将样品压制成饼,使用R igaku R I X2000型荧光分析仪测定〔3〕。
氢指数(H I)在ROCK-EVAL 热解仪上进行,结果以S23100 TOC计算,即可得每克有机质碳热解产生的毫克烃量作为指标。
〔4〕对于分析结果,在湖泊沉积物研究中则常把有机碳(TOC),总硫和其比值(TOC T S),αα修回日期:1999201212收稿日期:1998212221C P ,C N ,N P ,S P 作为判识环境的一个重要指标,因为气候与环境的变化对湖水性质的影响。
通过水-沉积物界面交换而保留于沉积物中,因此,沉积物有机质中所含的这些化学元素的含量对沉积时的湖水盐度,生物活动以及沉积环境的pH 值,Eh 值都有一定的反映。
近年来一些资料表明〔5-6〕,如果湖相沉积中C P ,C N 比值明显偏低,而N S ,C S 显著偏高则显示该湖沉积物中有机质成分偏向水生生物,陆生生物生长受抑制,反映当时气候比较干冷,反之则属于湿暖气候下的沉积。
此外,对C S 比值的分析还认为淡水沉积物C S 比值高于海洋沉积物,借此可以指示当时古盐度的大小,还因为有机质在氧气充足的环境下沉积时,分解速度快而彻底,造成大量有机C 以CO 2形式逸出而损耗,TOC 含量降低,而S 正好相反,在还原环境下,易生成H 2S 而损失,故氧化层位中会出现C S 比值降低的情况,此指标可以间接反映当时的湖水位的高低,高水位情况下沉积物处在深水缺氧环境,OC T S 比值较高,反之,则较低。
另外,有机S 对环境污染有一定的指示意义,可作为人类活动对环境影响的一个附加因子考虑。
对现代湖泊的研究认为,湖泊沉积物中90%以上硫为有机态,据此推测湖泊能大量降低人为产生的硫,所以有机S 在淡水湖泊沉积物环境研究问题中意义重大。
至于湖泊沉积物中H 的研究,近年来一些学者〔3〕提出了氢指数(H I )作为评价湖泊沉积环境的有效指标,可用于判识有机质来源和沉积时的氧化还原环境,并可间接指示水位波动。
认为H I 的低值,可能是由于陆上沉积物的暴露,或是水中混合O 的分解作用,使有机质的数量与类型发生变化;而H I 的高值,则代表内源有机质的增加与湖泊水深较大的稳定还原环境。
当然,湖泊沉积物研究中虽然常把总有机质(TOM )或总有机碳(TOC )作为判识环境的一个重要指标,但由于湖泊沉积物中有机质来源广泛,有内源亦有陆源,前者属于湖泊自身的产物,后者受控于流域气候的环境状况,故陆源有机质(C )才是环境气候演变的重要指标,但到目前为止,尚没有人能直接准确测定其含量,只作近似处理。
另外,沉积物中C ,N ,P ,S 等元素存在形式不定,有还原态的,一般为生物作用形成的有机质,而氧化态的则为无机盐类,在分析测试有机质的过程中,无可避免的会介入无机盐的影响。
而且目前分析湖泊沉积物中的有机氮(TON )时,往往忽视其无机氮含量而用沉积物总氮代替总有机氮,这样在将分析结果作为指标时自然会有错误的信息代入。
除此而外,人为因素的影响尚未定量考虑进去。
1.2 湖泊沉积物中一些常量、微量元素的研究研究认为,对湖泊沉积物中这些常量、微量元素的分析,可以获得沉积时期水热条件及元素迁移变化过程,建立湖泊演化的气候干湿波动曲线。
目前湖泊研究中对环境变化具有特征指示意义的元素有:Si 、A l 、M g 、Ca 、N a 、K 、Fe 、M n 、T i 、Sr 、B a 、Cd 等。
在选取这些元素作为指标时,要视具体的湖泊沉积环境而选用不同的元素,如一般在碳酸盐沉积比较富的湖泊中,c Sr c Ba 、c Sr c Ca 、c M g c Ca 比值常被作为探讨湖水位变动的指标。
但在一些现代湖泊中,由于离子浓度低,少碳酸盐而选用一些对湖水浓度变化灵敏的c M g c A l 、c Si c A l 等比值作为估计湖水浓缩程度或湖水位变动的指标才有意义。
目前这些元素的测试常用的是将样品溶解之后用原子吸收光谱法测定。
除此之外,近几年采用的等离子体法(I CP )可以克服原子吸收法中“自吸收”和“自倒转”等现象的干扰,提高测量精度。
研究证明〔7-10〕,湖泊沉积物中的Fe 、M n 、T i 、Ca 、N a 、K 、M g 等元素的含量变化对于指示气候冷暖干湿波动有重要意义。
因为一般在温暖潮湿气候条件下,湖水成弱酸性,使M n 、T i 、95第2期 谭红兵 于升松:我国湖泊沉积环境演变研究中元素地球化学的应用现状及发展方向 Co、C r、N i、V等元素活性增加,迁移能力增大,导致沉积区浓度相对富集;而在干冷气候条件下,由于风化作用减弱,介质碱性增强,生物活动降低,从而使Fe、M n、C r、V、Co、N i等元素活性降低,使这些元素在沉积区降低。
此外,Fe、M n都是变价元素,对氧化还原环境的变化反映特别敏感,一般在干热气候条件下,氧化性很强,故Fe对应的两类氧化物w Fe2O3 w Fe O比值显著增高(>1)。
又由于M n与O的亲合力明显低于Fe与O的亲合力,在沉积过程中易发生Fe、M n分离,Fe先沉淀,导致w Fe w M n比值偏高(>1),当然基于这一点,w Fe w M n比值还可以指示当时的水深条件,一般浅水环境的沉积物中w Fe w M n比值比深水沉积物的要高的多;相反,如沉积物中w Fe2O3 w Fe O,w Fe w M n比值偏低(<1),则说明当时沉积环境湿冷,湖水位较高。
对于Ca、N a、K、M g等碱金属元素而言,其含量变化与当时沉积环境的干湿条件有关,干旱时候这些元素迁移能力受到抑制,在湿润时期又受淋滤并搬运至湖泊之中,相对富集。
因此,通过湖泊沉积物中上述元素的分析,借助于一定的数理统计处理(如对样品的Q型群分析,对影响因素的R型群分析等),可以建立各项指标对应的垂向气候波动曲线,根据各个曲线组合反映的峰值、谷值和平稳值,分析其变化规律和变化趋势,达到预测未来气候变化的目的。
至于目前微量元素的分析研究中的不足之处,是对于一些分布不太明显的分散元素(B a、Cd、T l、Pb、H g)及放射性元素U等的研究报导很少,事实上,B a、Cd、T l、Pb、H g等元素对湖泊中的植物有明显的毒害作用〔11-12〕,而一些生物成因的有机质中又往往富集这些元素,对于这些元素地球化学行为的研究,或许能提供当时环境下的生物活动情况或者间接提供环境方面的信息。
而U、Pb等的化学性质很活泼,价态多变,尤其在一些水体低等植物藻类等中,富集程度相当可观,又与人类核污染密切相关,或更具地球化学研究意义。
1.3 湖泊沉积环境中稀土元素地球化学的研究稀土元素具有十分相似的物理化学性质,且性质活泼,在自然界倾向于成组出现。
对外部地质环境的变化反应敏感,同时各种元素对变化的敏感程度又有所差异。
基于此特性元素地化中常用R EE变化作为成岩-成矿过程中物理化学条件改变的一项重要指标〔13〕,近年来在湖泊沉积环境研究中也引入了稀土模式分析作为环境变化的证据之一。
其样品的测定用等离子体法(I CP)可完成稀土总量和分量分析。
分析结果用球粒陨石标准化处理后建立模式〔14〕。
将样品分析显示的稀土模式与前人得出的结果对比分析,可以提供物源信息,反映形成时的沉积环境和气候条件。
如分析结果对Ce、Eu、Cd异常的解释认为:∆Eu异常系数可以灵敏的反映沉积体系内地球化学状态,并可作为鉴别物质来源的重要参数,Eu负异常指示沉积环境为还原条件,物质来源于酸性母岩,而Ce异常的出现,则与当时沉积环境的氧化还原条件更为密切(Ce3+-Ce4+时,Ce4+与其它稀土元素性质不同而发生分离),故Ce的亏损指示当时的气候干燥,属浅水湖相沉积。
另外,研究中还往往分析稀土总量(∑R EE);轻稀土总量(L R EE);重稀土总量(HR EE)。
前人对各类成因,各种环境下的沉积稀土总量都建立了一定的对比标准,对研究区沉积物的稀土含量分析的基础上,与这些标准模式作对比,可以指示湖泊演化中的动态变化剧烈程度。
如对剖面(从下而上)稀土模式分析认为,稀土元素分布曲线缓慢,近平行向下移动,∑R EE平稳减少,HR EE相对富集,而L R EE逐渐减少,那么这种变化06 盐湖研究 第7卷趋势一般代表湖泊形成演变过程中自下而上动态变化(表生分化作用)逐渐增强,导致稀土元素活化,迁移流失,分配逐渐趋于均一化〔14-15〕。
但是,目前湖泊沉积物稀土模式分析中,其对比标准都是以内生作用或者气成热液作用为模式。
而实际上,内生或气液成岩成矿作用过程中,经历了复杂的地质作用过程,稀土元素都是伴随着岩浆的熔融,固结,重熔的一系列过程而发生富集,活化,迁移再富集,所以与湖泊沉积环境有很大的差异,结果分析中自然会过分强调地质作用而忽视生物作用和人为因素的影响。