海洋沉积物中有机质早期成岩矿化路径及其相对贡献

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• 责任者：朱茂旭^c中国海洋大学海洋化学理论与技术教育部重点实验室^d1967^f教授 ; 史晓宁 ; 杨桂朋 ; 李铁 ; 吕仁燕
• 刊名：地球科学进展
• 出版年：2011
• 卷期：26^b4总196
• 关键词：海洋沉积物 ; 矿化作用 ; 成岩作用20^a生物地球化学 ; 有机化合物
• 页码：355～364
• 索书号：P206/208-147
• 图表：^c表1参67插图
• 分类号：0700
• 文摘期号：2011/10

摘要

陆架边缘海沉积物是重要的生物地球化学反应器，海洋中90%以上的有机质沉积于此并在早期成岩作用过程中矿化。其矿化路径包括有氧呼吸、反硝化、锰氧化物还原、铁氧化物还原、SO₄^2-还原和CO₂还原，并按生成自由能减少的顺序依次发生，构成理想的氧化还原序列。定量研究有机碳矿化路径及其对有机质矿化的相对贡献对揭示能量分配和碳循环具有重要的生态学和环境学意义，也是揭示铁、硫、磷及许多氧化还原敏感性微量组分生物地球化学循环的基础。介绍了海洋沉积物中有机质早期成岩矿化路径的主要特点及不同路径对有机质矿化的相对贡献，重点阐述了长期被忽略的铁锰氧化物异化还原路径的研究进展。总体而言，在远洋深海沉积物中，有氧呼吸是有机质矿化唯一的重要路径;而近海沉积物中，铁异化还原和SO₄^2-还原是最主要的厌氧矿化路径，其中SO₄^2-还原占(62±17)%。从远洋深海到近海陆架，沉积物中有氧呼吸和SO₄^2-还原对有机质矿化的相对贡献具侧向分带特征。最近的反应—传输模拟表明，在全球尺度上，有氧呼吸、反硝化、铁异化还原以及SO₄^2-还原对有机质矿化的相对贡献分别为15%、6.2%、2.8%和76%。