海洋沉积物中铁（Fe）的化学相态研究对了解极地Fe和碳（C）的海洋生物地球化学循环至关重要。基于中国第24至33次南极科学考察采集的表层沉积物样品，对西南极罗斯海、东南极普里兹湾及其邻近南大洋深海沉积物进行“七步顺序提取法”得到Fe的不同相态，并测定了粒度、比表面积（SSA）、总有机碳（TOC）、总Fe（Fe_T）、铝（Al）等参数，表征了Fe、特别是高活性铁（Fe_HR）相态的分布特征，讨论了其控制因素，并从全球角度初步探讨了TOC和Fe_HR之间的关系。结果表明，两个海域沉积物中，非活性的铁硅酸盐（Fe_U）是最大的铁库，其次是活性较差的片状硅酸盐Fe和Fe_HR。对Fe_HR而言，可提取的结晶态铁氧化物（Fe_ox2）、易提取的低结晶态铁氧化物（Fe_ox1）是主要组成部分，其次是磁铁矿（Fe_mag）和碳酸盐态铁（Fe_carb）。
罗斯海沉积物Fe_HR/Fe_T比值（0.20 ± 0.03）显著高于普里兹湾陆架（0.13 ± 0.04），和南大洋深海(0.18 ± 0.03)相当，均低于现代海洋沉积物（0.26 ± 0.08）。普里兹湾及南大洋深海沉积物Fe_HR/Fe_T比值和黏土（Clay）含量呈显著正相关（r = 0.77），指示普里兹湾陆架沉积物向深水运移过程中易碎矿物颗粒被不断粉碎形成粘土矿物，新形成的Fe_HR随即吸附于其上。然而，罗斯海沉积物Fe_HR/Fe_T比值与Clay含量无显著相关性，指示Fe_HR/Fe_T比值不受粒度效应控制。罗斯海东部沉积物的高Clay含量(30.1% ± 2.52%)和Fe_HR/Fe_T比值(0.20 ± 0.02)是长时间搬运/水动力分选的结果，西部沉积物的低Clay含量(18.3% ± 8.30%)和高的Fe_HR/Fe_T比值(0.20 ± 0.04)可能和冰川融水输入、局部火成岩基岩有关。此外，罗斯海和普里兹湾沉积物Fe_ox2/Fe_T比值（0.07±0.02和0.05±0.03）显著低于高风化程度的中低纬度陆架和南极冰川边缘沉积物，然而，罗斯海沉积物Fe_ox1/Fe_T比值（0.08±0.02）却显著高于它们，普里兹湾沉积物的Fe_ox1/Fe_T比值（0.04±0.02）则与它们的相当，指示低温对Fe_ox1老化为Fe_ox2过程的整体抑制。较高的Fe_ox1/Fe_T比值暗示沉积物是海水浮游植物的潜在生物可利用性铁源。
罗斯海西部沉积物的TOC/Fe_HR比值（1.14 ± 0.57）显著低于普里兹湾陆架（4.90 ± 3.83），罗斯海东部（0.63 ± 0.13）和南大洋深海（0.63 ± 0.13）无显著差异，指示东西南极的沉积环境差异：罗斯海西部和普里兹湾陆架具有相似的TOC输入条件：具有较高的初级生产、水体颗粒物沉降速率和沉积速率，上述条件均有利于TOC积累，但冰川融水和火成岩为罗斯海西部沉积物提供了更多Fe_HR；罗斯海西部沉积物的TOC/Fe_HR比值则与南大洋深海相似，两个区域OC降解均较剧烈，更长的搬运距离/水动力分选促进了Fe_HR积累。该研究强调了冰川融化速率差异显东南极和西南极Fe_HR输入的差异，在全球变暖的背景下具有启示意义。

海洋沉积物，铁相态，高活性铁，有机碳