南极湖泊沉积物中有机硫组成及其与铁硫化物的联系

摘要

本文利用有机硫硫同位素组成(δ^(34) S_(org))及活性铁的黄铁矿化度(DOP)和硫化度(DOS)研究了南极阿德雷岛受企鹅活动影响的Y2湖和未受影响的菲尔德斯半岛燕鸥湖YO沉积物中有机硫的来源组成及其与铁硫化物的联系.结果表明,Y2沉积物1~15 cm较低的δ^(34) S_(org)指示有机质硫化形成的贫34 S成岩有机硫(S_(diag))占比较高,其中在8~15 cm较高的DOS指示铁硫化物形成和有机质硫化同时发生,源于该层位高含量的活性铁供给.Y2剖面48~56 cm沉积物有机硫富集34 S显著,对应于企鹅数量高峰期,表明大量企鹅粪的外部输入使沉积物中富34 S的生物有机硫(S_(bio))快速增加,并超过了内部硫转化过程中成岩有机硫的增加.YO沉积物在28 cm处δ^(34) S_(org)显著降低,主要是由于该层位硫酸盐异化还原强,有机质硫化形成的大量S_(diag)成为有机硫的主要成分,同位素质量平衡计算结果显示该层位S_(diag)占比高达95.4%;同时,28 cm处较高的DOP指示沉积物黄铁矿的形成与有机质硫化同时发生,主要源自沉积物中高硫酸盐还原强度产生了足够多的硫化氢前体.本研究表明,有机硫组分的来源转化与有机质、活性铁紧密耦合,对区域湖泊有机质成岩埋藏及潜在的气候环境效应具有重要的指示意义.