渤海—北黄海沉积物黏土矿物特征及其环境意义

基于409个表层沉积物样品黏土组成的分析测试结果,结合周边河流沉积物黏土矿物组成数据,研究了渤海—北黄海底质沉积物中黏土矿物的分布特征、来源和输运趋势。渤海—北黄海底质沉积物中黏土矿物组分质量分数从高到低依次为伊利石(70%)、高岭石(12%)、绿泥石(11%)和蒙皂石(7%)。根据沉积物黏土矿物的组成和分布特征,可以把研究区分为2个区和6个亚区。I区物质来源主要为黄河,分布在黄河口外,向东北延伸至渤海海盆、东南向经莱州湾再向东北延伸至北黄海南部海域;II区物质来源主要为潍河、六股河、滦河和辽河等,还包括海岸侵蚀物质,主要分布在辽东湾、渤海湾北部和北黄海北部等海域。黏土矿物的输运和分布除了受到物源的影响外,主要受渤海环流的控制。     

淮河中游沉积物中黏土矿物组合特征

采用X射线衍射物相分析,对淮河中游河床表层沉积物中的主要黏土矿物含量组成进行分析.研究结果表明淮河中游沉积物的黏土矿物组合为伊利石(52.3%)-高岭石(17.0%)-蒙脱石(16.8%)-绿泥石(13.9%)型.淮河中游沉积物黏土矿物与长江、黄河沉积物黏土矿物相比,兼具黄河沉积物富蒙脱石的特征和长江沉积物富高岭石的特...     

大连湾近海表层沉积物矿物组合分布特征及其物源环境

对大连湾、大窑湾外近海表层沉积物进行了黏土矿物X射线衍射分析以及轻矿物的分离和鉴定,根据其组合分布特征,探讨了该区沉积物中黏土矿物和轻矿物的来源,并对沉积环境及其主控因素进行了初步分析。结果表明:研究区黏土矿物主要由伊利石(59%)、蒙皂石(20%)、绿泥石(16%)和高岭石(5%)组成,研究区西部伊利石较高,而东部绿泥石较高,蒙皂石有向湾内富集的趋势。轻矿物由斜长石(45%)、石英(34%)、钾长石(10%)、绿泥石(8%)、白云母(2%)和方解石(0.4%)组成,呈东西向条带状分布,与沉积物粒度分布特征较为一致。矿物分布受潮流、地形影响明显,研究区北部近岸水下岸坡区,水动力条件较强,沉积物粒度较粗,矿物组合以长石、石英富集为特征;向南水深增加,东部为一水下台地,矿物组合以白云母、绿泥石含量高为特征;研究区南部水深增加,又出现一水下岸坡,其下地形趋于平坦,因受出入渤海的潮流和进入渤海的黄海暖流的影响,水动力条件最强,沉积物粒度较粗,长石含量最高,轻矿物含量高。研究区潮流、地形对矿物组成、组合和含量具有控制作用。北部水下岸坡及以内近岸浅水区沉积物粒度较粗,轻矿物含量低,石英、长石含量高,物质主要来自沿岸侵蚀及...     

帕里西维拉海盆西北部表层沉积物中粘土矿物的分布特征及物源分析

提要应用X射线衍射(XRD)方法对菲律宾海帕里西维拉海盆西北部的257个表层沉积物样品<2μm粘土组分进行了分析。结果表明,本研究区粘土矿物的组合特点是伊利石含量最高(平均含量47%),蒙皂石含量次之(平均含量35%),高岭石和绿泥石含量均很低(平均含量小于10%)。根据该区表层粘土矿物中伊利石、蒙皂石相对含量的分布,可以大体上分为两种含量组合类型,据此也可以划分出两个组合分区:Ⅰ.富伊利石分区,主要位于帕劳海脊和帕里西维拉海沟之间的大部分区域的地形平坦处;Ⅱ.富蒙皂石分区,主要位于研究区东部帕里西维拉海沟附近和南部零星区域。根据粘土矿物的平面分布特征,结合个别样品的扫描电子显微镜(SEM)和X射线能谱(EDS)分析,认为伊利石主要来源于研究区以西陆地及周边岛屿。伊利石的化学指数和结晶度指数表明,伊利石形成于物理风化较强的气候环境并可能与中国内陆黄土有关系,区内大部分蒙皂石具有富铁并含少量镁的特征,基性火山物质的蚀变是其主要成因,高岭石和绿泥石以陆源为主;风力的吹扬是研究区伊利石物质来源的主要输送方式,洋流作用对粘土矿物,尤其是蒙皂石矿物的分布具有一定影响。     

Clay-mineral suites,sources, and inferred dispersal routes: Southern California continental shelf

Clay mineralogy is useful in determining the distribution, sources, and dispersal routes of fine-grained sediments. In addition, clay minerals, especially smectite, may control the degree to which contaminants are adsorbed by the sediment. We analyzed 250 shelf sediment samples, 24 river-suspended-sediment samples, and 12 river-bed samples for clay-mineral contents in the Southern California Borderland from Point Conception to the Mexico border. In addition, six samples were analyzed from the Palos Verdes Headland in order to characterize the clay minerals contributed to the offshore from that point source. The <2 microm-size fraction was isolated, Mg-saturated, and glycolated before analysis by X-ray diffraction. Semi-quantitative percentages of smectite, illite, and kaolinite plus chlorite were calculated using peak areas and standard weighting factors. Most fine-grained sediment is supplied to the shelf by rivers during major winter storms, especially during El Ni?o years. The largest sediment fluxes to the region are from the Santa Ynez and Santa Clara Rivers, which drain the Transverse Ranges. The mean clay-mineral suite for the entire shelf sediment data set (26% smectite, 50% illite, 24% kaolinite+chlorite) is closely comparable to that for the mean of all the rivers (31% smectite, 49% illite, 20% kaolinite+chlorite), indicating that the main source of shelf fine-grained sediments is the adjacent rivers. However, regional variations do exist and the shelf is divided into four provinces with characteristic clay-mineral suites. The means of the clay-mineral suites of the two southernmost provinces are within analytical error of the mineral suites of adjacent rivers. The next province to the north includes Santa Monica Bay and has a suite of clay minerals derived from mixing of fine-grained sediments from several sources, both from the north and south. The northernmost province clay-mineral suite matches moderately well that of the adjacent rivers, but does indicate some mixing from sources in adjacent provinces.     

南海粘土矿物组合特征及其环境意义

利用X射线衍射法(XRD)对南海12个海底表层沉积物和20个悬浮物样品中粘土矿物组成和分布特征进行了综合分析。结果表明:(1)研究区的表层沉积物粘土矿物以伊利石为主,其次为绿泥石、高岭石、伊/蒙间层矿物以及蒙皂石;悬浮物粘土矿物是以绿泥石为主,其次为高岭石、蒙皂石、伊利石以及伊/蒙间层矿物。(2)粘土矿物的组成和分布特征主要受气候条件、物质来源、水动力条件及相互间稀释作用的制约。伊利石的含量随离岸距离和水深的增加呈增大趋势;高岭石则在近岸区特别是河口区富集;绿泥石在西部沿岸海区的含量较低,在东部岛弧和北部台湾岛附近海区的含量较高;蒙皂石与火山作用密切相关,在东部火山岛弧附近海区含量较高。(3)粘土沉积物的来源以河流输入为主,海洋自生和风尘搬运对该区的沉积影响不大。(4)深海悬浮物粘土矿物的组成变化能够很好地指示短尺度气候环境的变迁,伊利石的结晶程度对气候和环境变化反映灵敏,其随所处环境的压力增大而变差。     

长江水下三角洲表层沉积物粘土矿物分布及其影响因素

采用X射线衍射(XRD)分析技术分析了长江水下三角洲地区65个表层沉积物样品的粘土矿物。结果表明,长江水下三角洲粘土矿物主要由伊利石、绿泥石、高岭石和蒙皂石构成;长江水下三角洲亚环境粘土矿物组成则不同,三角洲前缘亚环境中高岭石和绿泥石的平均含量高于前三角洲的含量,而前三角洲亚环境中伊利石和蒙皂石的平均含量高于三角洲前缘的含量。研究区粘土矿物主要来自长江流域,属于长江源,其分布主要受沉积动力环境和粘土本身性质的制约。     

西菲律宾海盆I8孔黏土矿物的物源分析

应用X-射线衍射(XRD)方法分析了菲律宾海盆西部I8柱状样35个沉积物样品中的黏土矿物组分,结果表明:I8孔中黏土矿物以伊利石(40%)为主,蒙皂石(28%)和绿泥石(20%)次之,高岭石(12%)相对较低,且伊利石结晶度较好。黏土矿物来源分析表明,伊利石主要来源于亚洲大陆的风尘输入;蒙皂石主要源于研究样品周围火山物质的蚀变;而绿泥石和高岭石可能主要源自吕宋岛风化产物。     

Clay mineral associations in fine-grained surface sediments of the North Sea

With the help of about 500 samples of surface sediments from the North Sea crude maps of the distributions of the clay minerals illite, chlorite, smectite and kaolinite were constructed. Illite, with 51%, is the dominant clay mineral, followed by smectite (27%), chlorite (12%), and kaolinite (10%). There are well-distinguished areas of different concentrations of the individual clay mineral associations. Illite and chlorite show highest values in the north, kaolinite concentrations are high in a corridor a few hundred kilometres wide between the east coast of the UK and the Danish/south Norwegian coast. Smectite is high in the German Bight and in the southwestern North Sea. The distribution patterns of the clay mineral associations are mainly explained by late Quaternary history and by recent to sub-recent sedimentary processes. During the Pleistocene cold periods illite- and chlorite-rich sediments from the Fennoscandian Shield were transported by the great inland ice-masses in a southward direction. The present high sea-level erosion on the east coast of Great Britain provides the North Sea with kaolinite-rich fine-grained sediments. Smectites inherited from Elsterian deposits in the southeast corner and probably from sub-recent Elbe sediments are responsible for their higher values in the German Bight. The high values of smectite in the southwest may have originated from Cretaceous sediments eroded on the banks of the Strait of Dover. The present contribution of riverine suspended load to the North Sea appears to be low.     

Sedimentation of lithogenic particles in the deep ocean

Investigation of lithogenic particles collected by sediment traps in open-ocean stations revealed that the sediment flux increased linearly with depth in the water column. This rate of increase decreased with distance of the station from the continent; it was largest at the Panama Basin station and almost negligible at the E. Hawaii Abyssal Plain station. At the Panama Basin station, smectite flux increased with depth. We suggest that smectite resuspended from bottom sediments of the continental slope west of the sediment-trap station is advected by easterly deep currents, and the suspended particles are then possibly entrapped by large settling particles. On the other hand, the flux of hemipelagic clay particles, kaolinite and chlorite, was nearly constant at all depths; this can be explained by incorporation of these particles in fecal pellets which then settle from the surface water. At the Demerara Abyssal Basin Station, flux of illite and chlorite particles increased with depth and the flux of smectite was constant. A sudden increase of the flux of illite and chlorite was observed near the bottom traps at the Söhm Abyssal Plain station. The flux of quartz and feldspar was 10 to 15% of the clay flux.     

南海北部陆坡50 ka 以来黏土矿物来源与输运机制分析

在 AMS14C 定年的基础上,对南海北部 KNG5站和 KNG7站柱状沉积物中的粒度和黏土矿物进行了研究.KNG5孔黏土矿物组合的基本特点是以伊利石、绿泥石和高岭石为主,蒙脱石含量次之.而 KNG7孔黏土矿物组合的基本特点是以伊利石、绿泥石和蒙脱石为主,高岭石含量次之.物源分析进一步表明, KNG5和 KNG7孔高岭石主要来自于珠江,蒙脱石主要由吕宋岛提供,伊利石和绿泥石分别由珠江和台湾提供.相对于 KNG5孔而言, KNG7孔沉积物受珠江影响较小,而受台西南影响较大.由物源分析推测,珠江对南海北部的物源供应存在一个明显的界线,而这一界线可能位于 KNG5孔和KNG7孔之间,越过这一界线随着离岸距离的增加,南海北部陆坡陆源沉积物受珠江影响明显减弱,而主要由台湾贡献.     

渤海湾西部表层沉积物粒度及黏土矿物特征分析

对渤海湾西部海域和西岸入海河流中76个表层沉积物样品进行粒度及黏土矿物分析,研究表明该区有3种沉积物类型,黏土质粉砂分布于整个研究区,约占表层样的90%,是研究区最主要的沉积物类型;研究区黏土矿物以伊利石为主,黏土矿物组合为伊利石-高岭石-绿泥石-蒙皂石;渤海湾西部表层沉积物主要来源于海河等渤海湾西岸入海河流中的陆源碎屑物,滦河对研究区基本没有影响,黄河对研究区的影响变得比较小。对于研究渤海湾西岸的沉积特征及沉积物物源、了解陆地河流对于研究区海洋沉积环境的影响有着一定的科学意义。     

南海西部表层沉积物黏土矿物的分布

对南海西部表层沉积物进行系统取样分析表明,该区黏土矿物总体以伊利石为主,平均含量超过50%,其次为蒙脱石、绿泥石和高岭石含量较低,伊利石和蒙脱石含量变化较大,两者呈负相关关系,而绿泥石和高岭石含量变化较小,两者呈正相关关系。根据黏土矿物组合及其分布特征,南海西部海域大致可以分为A、B、C、D四区,其中A区以高伊利石和低蒙脱石含量为特征,B区伊利石含量明显下降,蒙脱石含量增多,C区以较高蒙脱石含量和低绿泥石、高岭石含量为特征,D区为相对低伊利石,高蒙脱石、绿泥石和高岭石,且往东南方向蒙脱石含量增大,而伊利石含量下降。与邻区黏土矿物组合对比研究表明,高伊利石含量的A区物源,除来自华南大陆的珠江、韩江等大小河流外,可能有相当部分来自东北方向,包括台湾岛及台湾海峡等。越南岸外的陆坡区细粒沉积物与陆架区有明显的继承性,表明其物源主要来自中南半岛,而红河物源对陆坡及深海盆的影响相对较小。南部陆架-陆坡区的物源主要有湄公河和加里曼丹岛,但两者的混合明显。因此,从区域分布来看,来自台湾海峡的细粒沉积物对南海深海盆影响最大,这可能主要是有由于表层环流所致。     

南海中南部表层沉积物黏土矿物分布及控制因素

利用南海中南部表层沉积物151个样品中黏土矿物的测试数据,计算了主要黏土矿物含量的平均值并编制分布图,据此分析黏土矿物的分布特征及其控制因素。南海中南部表层沉积物中的黏土矿物组合类型为伊利石-蒙脱石-高岭石-绿泥石,含量平均值依次为47%、19%、17%和16%。高岭石含量分布具有北部低、南部高的特点,与之对应的是蒙脱石矿物含量呈现北部高、南部低的趋势。伊利石和绿泥石含量分布规律不甚明显。前者呈现北部略高、南部稍低的分布趋势,含量变化起伏较大;后者的含量变化呈西北陆坡区稍偏低,其他部位含量分布均匀的趋势。伊利石/高岭石含量的比值变化与高岭石含量变化呈明显的负相关关系。从黏土矿物含量的分布规律来看,控制本区黏土矿物分布的主要因素有物源的搬运和输送、水动力条件变化、海底火山活动、地球化学环境影响等。     

南海北部西侧海域粘土矿物的含量分布特征及来源分析

应用X射线衍射(XRD)方法对南海北部西侧海域315个表层沉积物<2μm的粘土组分进行分析.结果表明,本研究区粘土矿物有伊利石、绿泥石、蒙脱石和高岭石,其组合特征在不同区域表现出明显的差异.根据粘土矿物的空间分布特征以及研究区的海底地形特征,研究区大致可以分为3个不同区块:A区是珠江口外的大陆架区域;B区是海南岛以东陆架陆坡区域;C区为西沙海槽至西沙群岛附近区域.根据研究区表层粘土矿物分布特征、周围河流供给的主要粘土成分以及洋流搬运作用,发现A区高岭石(平均含量为19%)主要来自珠江,伊利石与绿泥石(平均含量分别为53%和18%)主要由台湾的河流提供,有珠江物质的混合,蒙脱石含量较低(平均含量为10%).B区的高岭石(平均含量为13%)主要由海南岛的河流提供,蒙脱石(平均含量为16%)主要由吕宋岛的河流提供,B区东部的伊利石和绿泥石来自台湾的河流,B区西部伊利石和绿泥石主要来自红河、越南中部河流,海南岛物源亦有贡献.C区高岭石含量较低(平均含量为12%),越南中部河流和红河为C区蒙脱石(平均含量为14%)的主要物源区,C区东部伊利石和绿泥石来自台湾的河流,C区西部伊利石和绿泥石主要来自红河、越南中部河流.     

峰高与峰面积统计量表示岩心黏土矿物相对含量的差异

目前黏土矿物分析主要依据XRD衍射峰的峰高或峰面积统计量,为了分析两种统计量计算黏土矿物相对含量的差异。对取自黄海的YSZD02岩心短柱开展了黏土矿物XRD测试,分别利用峰高和峰面积表示4种主要黏土矿物蒙皂石、伊利石、高岭石、绿泥石的相对百分含量,探究两种统计量表示黏土矿物相对含量随深度变化的差异,结果发现两算法都能显示黏土矿物的相对组成特征,对YSZD02岩心而言,其黏土矿物主要为伊利石,其次为高岭石,再次为绿泥石,最次为蒙皂石。两种算法得到的4种矿物的相关系数由高到低依次为:高岭石0.94,绿泥石0.93,蒙皂石0.82,伊利石0.73,呈正相关。峰面积法求4种矿物的相对含量随深度变化的离散程度比峰高法大。用峰高、峰面积法表示黏土矿物相对含量随深度的变化,两种方法相对差异由小到大依次为伊利石,高岭石,绿泥石和蒙皂石。以上结果表明两种算法既有共性又有明显的差异。随着分析技术的不断更新,相较于峰高法较难解决的误差问题,未来峰面积法会得到更广泛的应用。因此研发更精确的计算机分析软件、统一研究方法将是未来发展的必然趋势。本文的研究加深了对峰高与峰面积统计量的理解,为其他分析方法的比较与选择提供了参考。     

南海西北部表层沉积物黏土矿物分布特征及其来源

黏土矿物研究在示踪物源、源区风化历史乃至洋流变迁能力等方面具有重要的作用,尽管目前对南海表层沉积物黏土矿物宏观分布特征已获得了较系统的认识,但在受珠江和海南岛物源共同影响的南海西北部其高分辨率的黏土矿物学工作还未开展。本文对南海西北部表层沉积物中的黏土矿物组成、结晶学特征进行了分析,讨论了研究区黏土矿物的物质来源。结果表明,南海西北部表层沉积物的黏土矿物组成以伊利石为主（平均45%）,蒙脱石（平均27%）与高岭石（平均21%）次之,绿泥石含量最少（平均6%）。在区域空间分布上,蒙脱石含量呈现西南高东北低的特征,伊利石含量则与之相反;高岭石含量表现为近岸高离岸低,而绿泥石含量呈现离岸高近岸低的特征。总体上,研究区表层沉积物黏土矿物组成与现代珠江沉积物组成差异较大,而与珠江口2.5 ka前的沉积物黏土矿物组成比较接近,并且结合研究区岩心揭露的全新世以来极低的沉积速率（4 cm/ka）以及上部很薄（小于0.6 m）的泥质沉积,推测该区表层沉积物可能并非是现代沉积的结果,更可能主要来自全新世末期古珠江输送的沉积物。除古珠江作为研究区表层沉积物中蒙脱石的一个主要来源外,海南岛北部河流也贡献了少量蒙脱石到其邻近的东南海域。运用高岭石/伊利石比值和伊利石化学指数等进一步对比分析表明,珠江是研究区沉积物中伊利石、高岭石和绿泥石的主要物源,其次台湾和海南岛也可能分别提供了少量富含伊利石/绿泥石和高岭石的沉积物。本工作对于南海西北部沉积物源-汇过程和相应的古环境研究有重要的参考意义。     

CIAY MINERALS IN THE SURFACE SEDIMENTS OF THE BOHAI SEA

Analyses of clay mineralogy about 30 surface sediments indicate widespread occurrence of illite, kaolinite, chlorite and montmorillonite throughout the Bohai Sea. Illite is the most abundant mineral, averaging 60%, kaolinite, next to illite, is the most abundant one,averaging 18%. Chlorite and montmorillonite come second, averaging 12% and 10% respectively. The distributive patterns of clay minerals in the surface sediments are closely related to the suspended materials carried into the Bohai Sea, especially to those did by the Huanghe River, and to water dynamics in the area. Based on the distribution, the assemblages and the others of clay minerals, the Bohai Sea can be divided into two clay mineral regions, the Liaodong Gulf region and the Bohai-Laizhou Bay region.     

北极圈海域表层沉积物的黏土矿物特征及其环境意义

应用X射线衍射(XRD)分析技术对北极圈海域15个表层沉积物的黏土矿物进行了研究。结合伊利石的结晶度指数综合分析了研究区黏土矿物的组成和分布特征及其物质来源、沉积环境和水动力条件。结果表明,北极圈海域研究区的黏土矿物以伊利石为主(33%),其次为伊/蒙间层矿物(25%)、绿泥石(23%)、高岭石(15%)以及蒙皂石(4%)。伊利石的开形指数(Ns)都比较小,大多在1~2之间,Ns的分布对物源有一定的指示意义。楚科奇海区具较弱的水动力条件,沉积环境较稳定;白令海具强烈的水动力条件,属于冲刷环境。认为北极圈海域研究区的黏土沉积物均有三方面来源,即河流输入、海洋自生和冰筏搬运物。     

Clay minerals as an indicator of the accumulation of the Upper Quaternary deposits in the St. Anna Trough (Kara Sea)

This paper is devoted to the studies of clay minerals from two cores collected in the northern and central regions of the St. Anna Trough, the largest trough of the Kara Sea. The Upper Quaternary glacial, glaciomarine, and marine deposits are characterized by various contents of kaolinite, chlorite, illite, and smectite. It is established that, from older to younger deposits, the amounts of kaolinite and chlorite generally decrease, while those of illite and smectite, on the contrary, increase. A joint analysis of the distributions of clay and heavy minerals over the section allowed us to refine the position of the sources for the terrigenous matter and their temporal variability. It is shown the changes in the sources of supply were directly related to the climate changes that occurred when passing from the glacial to marine sedimentation environments.