最近，国际地学期刊《Journal of Asian Earth Sciences》在线发表了题为“Transportation and transformation of sedimentary Fe speciation in the northern South China Sea”的研究成果。该成果由中国海洋大学海底科学与探测技术教育部重点实验室张志顺博士生、赵彦彦教授和李三忠教授等合作完成。

铁（Fe）是海洋浮游植物生长所必需的营养元素，其生物地球化学循环过程影响着海洋初级生产力，而海洋生产力又会影响碳循环，因此是调控全球气候变化的重要因子。此外，由于Fe的氧化还原敏感性，Fe形态特征被广泛作为氧化还原指标，用来重建地质时期的海洋氧化还原状况。考虑到Fe在海洋生产力和古环境研究中的重要性，研究现代不同海洋环境中的Fe循环至关重要。然而，目前对沉积Fe循环的研究多集中于缺氧、低氧海洋环境以及受风尘影响的开阔大洋，在氧化大陆边缘还缺少系统研究。

为此，我们选择南海北部这一氧化大陆边缘，开展了不同Fe形态的输运和转化研究（图1）。结果表明沉积物中的Fe主要来自周围的河流输入（珠江、台湾河流等），Fe形态包括Fe_silicate、Fe_ox、Fe_mag、Fe_carb以及Fe_py，它们的占比依次减小（图2）。研究区河流颗粒Fe向海洋输运过程中，河口的颗粒清除并不显著。然而，相较于河流颗粒物，海洋沉积物的活性Fe在总Fe中的占比(Fe_HR/Fe_T)减小，这主要是由于海洋反风化作用使得部分活性Fe氧化物转化成了非活性的含Fe自生粘土（图3）。此外，从陆架到海盆，沉积物中的活性Fe经历了再分布，“Fe穿梭”以“物理分选”为主，而不是广泛认为的“氧化-还原穿梭”（图3, 4）。南海北部深层沉积物中的Fe形态还受到早期成岩作用的影响，黄铁矿主要是Fe氧化物还原转化形成的（图3）。我们的研究提供了一个新的环境案例，证实了沉积Fe形态会受到陆地化学风化、输运过程和各种成岩因素的影响，而且在不同沉积环境中这些因素对Fe形态的影响也存在差异。这提醒我们在使用基于Fe的古环境指标前，非常有必要进行区域背景沉积分析。

图1 本研究相关站位、河流以及洋流概况图 

图2 研究样品中各种Fe形态的相对比例

图3 南海北部沉积Fe形态输运和转化诊断图 

图4 南海北部颗粒活性Fe的源-汇过程示意图

该研究受到中央高校基本科研业务费（2021072002, 202172003）、国家自然科学基金（42121005）和山东省自然科学基金（ZR2023MD092）等项目的资助。

Zhang, Z., Zhang, G., Zhao, Y., Liu, C., Liu, S., Yang, J., Guo, X., Wei, H., Li, S., 2024. Transportation and transformation of sedimentary Fe speciation in the northern South China Sea. Journal of Asian Earth Sciences, 276, 106371.

文章链接：https://doi.org/10.1016/j.jseaes.2024