福建安海湾表层沉积物粒度特征及其现代沉积过程分析

通过对福建安海湾表层沉积物的粒度分析和对比,应用系统聚类分析、粒径趋势模型和切应力计算公式,探讨了研究区粒度的分布特征、沉积环境分区、表层沉积物输运趋势及其影响因素.研究结果表明,研究区包括6种表层沉积物类型,以黏土质粉砂和粉砂为主,沉积物大体呈现自海湾两侧潮滩向潮汐通道变粗的分布趋势.表层沉积物粒度的分布特征与水动力条件和物质来源密切相关,湾口附近及湾内深槽内,细颗粒的沉积物被再悬浮带走,粗颗粒的含量增大;在湾内潮滩上,悬浮物质因水动力作用逐渐减弱发生分选沉降,形成向岸变细的横向分异.海湾外泥沙随潮流不断地向海湾东侧岸滩运移,海湾周边陆源来沙由湾顶部往湾口方向下泄,两者是导致表层沉积物出现明显的顺时针方向汇聚趋势的原因之一;表层沉积物的输运趋势、悬浮泥沙的输运、潮滩植被与湾口沙嘴的遮蔽效应共同影响了研究区内浅滩地形的形成和变化.研究区可分为四类沉积环境区,以潮滩和潮汐通道环境为主,不同沉积区内的粒度参数、粒级频率和敏感粒级均有差异,动力条件差异和不同物源的影响程度是现代沉积环境格局的主要影响因素.     

厦门湾现代沉积环境特征研究

应用系统聚类和因子分析的方法分别对厦门湾112个表层沉积物样品的粒度组成和其中35个样品的矿物组成进行分析。结果表明:厦门湾可以划分为三种与沉积动力特征相对应的主要沉积环境区;表层沉积物中共发现碎屑矿物50种,其中重矿物38种,优势重矿物为磁铁矿、钛铁矿、褐铁矿、赤铁矿、绿帘石、角闪石、锆石等;表层沉积物主要由九龙江等入海泥沙和厦门湾周缘基岩风化侵蚀产物组成,部分为来自台湾海峡的物质。物质来源是影响研究区表层沉积物中重矿物分布的主要因素。     

南海西北部陆架表层沉积物稀有金属矿物及相关元素的分布特征与影响因素

对南海西北部近海陆架273个站位表层沉积物稀有金属矿物进行了研究,并结合沉积物粒度和沉积物类型,及与之相关的稀有金属元素分析,探讨了研究区稀有金属矿物的分布特征及主要影响因素。结果表明,本区沉积物中稀有金属矿物的分布主要受沉积物物源、沉积物类型和水动力条件等因素的控制,稀有金属矿物与相关元素的分布存在较大差异,不能仅凭沉积物中相关元素的质量分数分布来确定金属砂矿的有利富集或成矿区。根据沉积物中稀有金属矿物质量分数的分布特征及沉积环境分析,初步划分出5个稀有金属矿物富集区,分别对应于水东湾及附近海域、珠江口南外海、上下川岛与海陵岛之间外海、湛江湾及附近海域和海南岛东南近岸海域,且每个海域富集的稀有金属矿物种类有所不同,有望成为本区不同种类稀有金属砂矿的有利成矿区,其中钛铁矿、锆石和白钛石是本区最有成矿潜力的稀有金属矿种。     

强潮海湾近岸表层沉积物时空分布特征及水动力响应——以杭州湾北岸为例

沉积物粒度参数是表征其分布和输运特征的重要信息。根据2005年7月和2006年12月采集的167个表层沉积物样品以及收集到的实测水文资料,以杭州湾北岸为例,分析研究强潮海湾近岸表层沉积物的时空变异特征,同时在应用GSTA模型对沉积物进行输运趋势分析的基础上探讨该区域的泥沙来源,并通过掀沙计算分析表层沉积物对高能水动力环境的响应过程。结果表明:（1）杭州湾北岸表层沉积物普遍较细,以粉砂质粘土为主,在南汇、金山岸段存在两个砂质密集区,并且随动力条件的不同在由岸向海方向呈现出逐渐变细的粒度趋势;（2）表层沉积物粒度特征在洪、枯季亦存有差异,枯季较洪季存在普遍粗化现象;（3）GSTA模型结果显示该区域泥沙主要来源于上游岸段来沙和湾口海域来沙,此外局部区域之间的泥沙交换过程也是区域内泥沙平衡协调的重要途径;（4）潮流掀沙作用主要以南汇和奉贤水域为主,波浪掀沙作用范围基本覆盖研究区域的整个岸段,且波高为1.5 m（P=94.9%）以下的波浪掀沙作用对浅水区域的影响最为显著。     

泰国湾表层沉积物陆源碎屑的粒度特征及其展现的沉积动力环境

海洋碎屑沉积物的粒度特征是海底沉积动力环境的直接体现,是用来研究海洋动力环境变化的重要手段,尤其是陆架海底表层沉积物的粒度分布,对于研究沿岸和水柱底边界层现今海洋动力环境可起到重要作用。该项研究通过调查遍布泰国湾至湄公河口海底表层沉积物陆源碎屑的粒度分布特征,以期获得影响现今特定海域沉积作用的海洋动力环境过程。粒度分析的结果显示,泰国湾表层沉积物的陆源碎屑以细砂-细粉砂为主,分选总体较差,频率分布以正偏为主。其中,细砂-极细砂组分主要分布在曼谷湾和柬埔寨沿岸。湄公河岸外沉积物为细砂,且分选比泰国湾区域的沉积物要好。这些表层沉积物的粒度特征具有良好的环境变化指示作用。湄公河岸外分选较好、近于正态分布的中砂沉积物指示了波浪作用下的沉积环境。曼谷湾和柬埔寨沿岸分选较差的中砂-细砂粗粒沉积物反映了潮汐和波浪的共同作用;泰国湾东西沿岸区域分选中等、呈正偏态的极细砂-中粉砂沉积物体现了潮汐的控制作用;而泰国湾中部分选较差的沉积物则指示了表层洋流作用。研究表明,泰国湾和湄公河岸外表层沉积物陆源碎屑的粒度分布特征可用于区分不同海洋动力因素的控制作用,揭示出泰国湾的沉积动力环境主要受潮汐、波浪和洋流的共同影响,湄公河岸外的沉积动力环境主要受波浪的影响。     

广西珍珠湾红树林湿地沉积物重金属分布及评价

沉积物中的重金属属于持久性污染物,具有富集性、难降解性和毒性,长时间累积会对生态环境和人体健康造成威胁。为研究珍珠湾红树林湿地表层沉积物中的重金属含量分布特征及质量现状,2021年9月在珍珠湾红树林分布区采集13件表层沉积物样品,分析测试重金属含量。结果表明: 与国内其他红树林湿地相比,珍珠湾红树林湿地表层沉积物中的重金属含量处于相对较低水平; 地累积指数法显示大部分表层沉积物样品无重金属污染,仅有2个站位受到Cd和Hg的轻微污染,潜在生态风险指数法表明湾内各站位均为低生态风险; 相关性分析和主成分分析表明,Cd主要受江平江输入和珍珠湾东南部海水养殖的影响,其他元素主要为自然背景的岩石风化沉积,利用主成分-多元线性回归模型对重金属的来源进行解析认为,表明江平江输入的重金属贡献率为57%,海水养殖影响的重金属贡献率为43%。综上所述,珍珠湾红树林湿地整体生态状况良好,但仍需重点关注Cd的输入。     

浙闽沿岸泥质潮滩沉积磁性特征及其物源判别

潮滩沉积的物源一直是沉积学领域重要的研究内容。近30年长江入海泥沙量持续减少,致使长江入海泥沙对浙闽潮滩沉积的物质贡献降低。在此背景下,探究浙闽沿岸潮滩沉积的物源具有重要的现实意义。对杭州湾至福州湾沿岸的泥质潮滩表层沉积开展了详细地磁学研究,结果显示,研究区沉积物的磁性主要受磁铁矿主导,但磁性矿物含量、磁畴和矫顽力等磁性特征存在一定差异,这可能意味着沉积物受到多物源影响。皮尔森相关性分析进一步表明,沉积物磁性特征受粒度效应影响有限,主要与物源差异有关。物源判别结果指示,浙闽泥质潮滩沉积的物源包括长江、海岸基岩和浙闽河流。杭州湾至福宁湾,沉积物普遍受到长江和浙江诸河混合物质的影响,且浙江诸河的物质贡献较大;隘顽湾和象山港沉积物还受到其附近海岸基岩的影响;福宁湾沉积物可能还受到闽江源物质和其附近海岸基岩的影响;罗源湾和福州湾沉积物的潜在物源是闽江和其附近海岸基岩,长江和浙江诸河的物质贡献相当有限。     

黄河三角洲沿岸及莱州湾碳酸盐研究

富含碳酸盐是黄河沉积物的主要特征之一。前人曾以碳酸盐作为黄河沉积物的特征成分或示踪成分来追溯黄河沉积物在中国渤海、黄海和东海陆架上的分布和影响,并用碳酸盐在细粒沉积物中的分布来显示黄河泥沙入海后的运移。黄河沉积物中碳酸盐的研究具有明显的学术价值和实用意义。本文着重研究了黄河三角洲沿岸及河口毗邻莱州湾海域的碳酸盐成分、含量和分布,探     

胶州湾沉积物的放射性核素含量分布与沉积速率

用HPGeγ谱方法测定了胶州湾表层沉积物、沉积物岩心、潮间带沉积物和周围陆地沉积物的放射性核素238U、228Ra、228Th、226Ra、210Pb、40K和137Cs.笔者对胶州湾沉积物、潮间带沉积物和陆地表层沉积物的放射性核素分布进行研究,结果得出,湾东部沉积物和东岸陆地沉积物具有较高的放射性核素含量.对沉积物岩心放射性核素分布的成因进行了分析,并用210Pbex和137cs方法估算了沉积速率,给出的胶州湾的沉积速率为0.64～1.74 cm/a.     

台湾海峡西部表层沉积物磁化率特征

为研究台湾海峡西部表层沉积物磁化率变化特征及其控制因素,对采自平潭至汕尾近海海域的228个表层沉积物样品进行了磁化率分析,得出低频磁化率和频率磁化率值均呈从近岸向外海递减趋势,且厦门湾以北近岸海域的低频磁化率明显高于厦门湾以南的,频率磁化率在平潭岛外侧和汕尾近岸海域相对较高,且自平潭岛向南,有一明显的递减趋势。通过和前人关于台湾海峡西部沉积物类型和重矿物分布研究的对比发现台湾海峡西部表层沉积物磁化率在近岸细粒沉积物中高,外海粗颗粒沉积物中低,磁化率值的变化趋势和沉积物中磁铁矿含量的变化趋势一致,说明台湾海峡西部磁化率和频率磁化率主要受沉积作用和沉积物来源的影响。     

Geochemical characteristics and provenance implication of rare earth elements in surface sediments from bays along Guangdong Coast, Southeast China

A systematic study of the granulometric properties and the occurrence and distribution of rare earth elements (REE) within surface sediments from ten bays situated along the coast of Southeast China has facilitated a more rigorous understanding of constraints on sediment provenance in the area. The results show that REE concentrations are similar within a single bay, but vary considerably (133.58–251.77 mg/kg) among the bays. The chondrite-normalized distribution patterns show the typical enrichment of light REEs (LREEs: La–Eu) relative to heavy REEs (HREEs: Gd–Lu), and an apparent depletion of Eu, which is diagnostic of a terrigenous sediment source. Obvious enrichments of the middle REEs (MREEs: Sm–Ho) in the PAAS-normalized (Post-Archean Australian Shale) distribution patterns of these bay sediments are similar to results reported from large rivers in China. Comparing the REE composition of the bay sediments with those of adjoining fluvial sediments and with the bedrock of the surrounding drainage basins, the latter are indicated as the dominant sediment source. The uniform REE distribution patterns, and MREE enrichments, prove that the sediments are derived from the material transported by the streams and rivers that discharge into the bays.     

雄安新区白洋淀表层沉积物重金属地球化学特征及生态风险评价

【研究目的】白洋淀为雄安新区核心生态功能区,为支撑白洋淀湿地生态修复与保护,系统开展了全淀区表层沉积物环境质量调查。【研究方法】在白洋淀湿地采集表层沉积物样品484组,查明了白洋淀表层沉积物重金属地球化学特征,并采用地累积指数法、潜在生态风险指数法等多种方法开展了重金属生态风险评价。【研究结果】白洋淀表层沉积物重金属含量普遍偏高于河北省表层土壤重金属含量背景值,府河入淀口及白沟引河入淀口为重金属元素主要富集区,入淀河流输入为白洋淀重金属主要来源;环境地球化学综合评价结果为清洁无污染等级分布面积144.54 km²,占表层沉积物分布总面积的96.68%;各重金属污染程度由重到轻排序为Cd＞Cu＞Hg＞Pb＞Zn＞Ni＞Cr＞As,Cd元素污染程度等级以中度和偏中度为主,Cu元素以轻度和清洁为主,其他元素以清洁无污染为主;重金属潜在生态风险以轻度和中度为主,河流入淀口所在淀区重金属潜在生态风险高于其他淀区,潜在生态风险由高到低排序为南刘庄＞烧车淀＞小白洋淀＞王家寨＞藻苲淀＞捞王淀＞池鱼淀＞泛鱼淀。【结论】白洋淀表层沉积物环境质量总体较好,南刘庄等局部淀区存在重金属污染潜在生态风险,以Cd元素污染最为突出。创新点：采用地累积指数法、潜在生态风险指数法等多种方法,系统评价白洋淀湿地表层沉积物重金属污染程度和生态风险;重金属地球化学特征分析与主成分分析法相结合,揭示表层沉积物重金属污染主要来源为河流输入。     

太湖沉积物和湖岸土壤的污染元素特征及环境变化效应

太湖沉积物和湖岸土壤具有相似的物质组成，具有相同的物源，通过补给区的径流，营养元素和重金属元素随着土壤迁入湖泊，由于沉积物和土壤物化条件的不同，它们的营养元素和重金属含量有差异。土壤中氮，磷的总量和有效态均比沉积物中高，表明有一部分营养物质进入了水体；营养元素高的沉积物均靠近城镇，其原因为居民生活污水排放，土壤和沉积物中多数重金属元素尚未超过自然背景值，只有沉积物中Cd和Pb，土壤中的Cu,Cd和Hg超过，但沉积物中重金属元素大多比土壤中高，特别在北部沿岸沉积物中，重金属元素含量大大超过平均值，这种不正常的高值是由人类不合理的废水，废物敢排放引起。     

广西典型近岸海域表层沉积物碎屑矿物分布及其物源意义

基于“我国重点海岸带滨海环境地质调查与评价”项目,分析了广西典型岸段20 m以浅的海域表层沉积物和地貌类型及其分布特征,并在此基础上探讨了碎屑矿物含量和种类的分布、变化以及组合。研究结果表明: 研究区水动力较强,作用方式多样,有近30种碎屑矿物,其中主要有石英、长石、钛铁矿、云母、锆石、黄铁矿以及海绿石等,重矿物较为丰富; 自全新世早期海侵以来,研究区先后进入了浅海海湾相沉积环境,但碎屑矿物种类与之前基本相似,其含量变化是由于气候和海平面的波动而致; 研究区碎屑矿物在以沉积物和地貌类型为单位的各类地质单元中,其含量和种类均有所不同,尤以重矿物的变异性最为突出; 各研究区重矿物组合可分为2~3个亚分区,均反映出与沉积环境关系密切。结果表明,研究区碎屑物质主要源于周缘陆区风化剥蚀、海岸侵蚀和河流输入,碎屑物质具有陆源性。     

江苏典型地区河流沉积物重金属元素分布特征及其污染来源

通过对河流沉积物等地表沉积物中重金属元素分布等环境地球化学调查数据的统计分析,总结了江苏典型地区河流沉积物中重金属元素的分布特点与规律:江苏局部地区河流沉积物中,Cd、Pb、Zn、Cr、Cu、Ni、Hg等相对富集趋势明显,Cd最大富集倍数 100;不同河流沉积物的重金属元素分布存在差异,与其污染来源密切相关;工业排放是导致河流重金属污染的主要原因,使用含Cd的颜料作为调色剂导致部分河流出现严重Cd污染;与土壤等其他地表沉积物相比,河流沉积物中重金属元素的分布更不均衡。查明河流沉积物的重金属元素分布可为相关农产品安全性预测、确定重金属污染来源、追踪涉重产业的发展历程、防治局部耕地重金属污染等提供科学依据。     

Elemental distribution of coastal sea and stream sediments in the island-arc region of Japan and mass transfer processes from terrestrial to marine environments

A total of 49 elements have been identified in 338 coastal sea sediment samples collected from an area situated off the Ise-Tokai region of Japan for a nationwide marine geochemical mapping project. The spatial distribution patterns of the elemental concentrations in coastal seas along with the existing geochemical maps in terrestrial areas were used to define the natural geochemical background variation, mass transport, and contamination processes. The elemental concentrations of coastal sea sediments are determined primarily by particle size and regional differences. Most elemental concentrations increase with a decrease in particle size. Some elements such as Ca, Mn, and Yb are found to exist in large quantities in coarse particles containing calcareous shells, Fe–Mn oxides, and felsic volcanic sediments. Regional differences reflect the mass transfer process from terrestrial areas to coastal seas and the influence of the local marine geology. An analysis of variance (ANOVA) reveals that for many elements, the particle size effect is predominant over regional difference. The mean chemical compositions of coastal sea sediments are similar to those of stream sediments in adjacent terrestrial areas and in the upper crust of Japan. This observation supports the fact that coastal sea sediments have certainly originated from terrestrial materials. However, the spatial distributions of elemental concentrations are not always continuous between the land and coastal seas. The scale of mass movement observed in marine geochemical maps occurs at a distance of 20 km from the river mouth. A detailed examination of the spatial distribution patterns of K (K₂O) and Cr concentrations suggests that terrestrial materials supplied through rivers are deposited near the shore initially, and then gravity-driven processes shift the sediments deeper into the basin. Contamination with heavy metals such as Zn, Cd and Pb was observed in coastal bays surrounded by urban and industrial areas. It is noteworthy that the areas with the highest concentration of these elements usually do not occur near the shore (not near the contamination source) but at the center of the bay. Unexpected low concentrations of Zn, Cd and Pb near shore may either be due to a decreased anthropogenic load in the most recent sediments or to dilution by unpolluted flood sediments.     

Concentrations and contamination trends of heavy metals in the sediment cores of Taihu Lake,East China,and their relationship with historical eutrophication

To assess the contamination trends and potential bio-availability of sediment-bound heavy metals, concentrations of heavy metals in acid-leaching fraction and in bulk sediments from the two typical bays (the Meiliang Bay and Xuhu Bay) of the Taihu Lake, East China, were studied. Pb and Zn showed elevated concentrations in the sediments from both areas, although sedimentation history and degree of pollution are different between the two bays. In the Meiliang Bay, both Pb and Zn pollutions started in the late 1970’s, the same time as the beginning of eutrophication of the lake, while the in the Xuhu Bay the metal contamination started since recent 10 years. The concentrations of acid-leachable Pb in the sediments from the Meiliang Bay are correlated with the historical eutrophication process. Before the eutrophication and heavy metal pollution, the chemical properties of the lake sediments were the same as the source compositions of the Xiashu loess. Both Pb and Zn in the sediments mainly occur in leachable forms by nitric or hydrochloric acid, whilst most of Cu is in residual fraction. The results indicate that both Pb and Zn may have higher mobility and bioavailability in water and biology than Cu.     

大冶铁山地区河流水体及水系沉积物中重金属元素分布特征

矿产资源的长期勘探、开采和冶炼活动给大冶铁山地区的自然生态环境造成了严重破坏.对该区西港河、东港河河水和水系沉积物中重金属元素分布特征的研究结果表明,该区矿山开采和冶炼活动形成的重金属污染元素主要为Cd、As、Zn;其主要污染源为冶炼厂排放的废水,其次是采矿废弃物堆积渗漏水;重金属元素在河水与水系沉积物中的空间分布特征较相似,但水系沉积物中元素质量分数比河水中的普遍增高,元素变化的剧烈程度加剧.     

华南地区含硫化物金属矿山生态环境中的重金属元素地球化学迁移模型——重点对粤北大宝山铁铜多金属矿山的观察

粤北大宝山是华南金属成矿带的大型铁铜、铅、锌、钼等多金属综合性矿床,富含硫化物,位于北江支流横石河的上游分水岭,流域封闭性很好。矿山开发引起横石河下游的上坝村成为远近闻名的"癌症"村,部分村民出现"痛痛病"疑似症状。由于其特殊的地理位置和对下游引发的严重污染,该矿山成为研究湿热地区含硫化物金属矿山重金属元素生态-环境地球化学迁移的理想场所。以Zn为例,该矿山重金属元素从矿体中向生物体迁移过程经过尾砂/水反应界面、水/沉积物反应界面、土壤/间隙水溶液界面和土壤/植物界面4个重要的反应界面。其中,尾砂/水反应界面控制重金属从源头尾砂中的释放;水/沉积物反应界面控制重金属在水体中与河流沉积物的沉淀与释放的平衡;土壤/间隙水溶液界面控制土壤生物有效性;土壤/植物界面控制生物对重金属的吸收与利用。4个界面的介质间相互作用较好地刻画大宝山矿山因为开采,重金属元素从内生环境中曝露出来,然后在表生环境中释放、迁移、转化、归宿的迁移模式。上述认识对矿山重金属污染治理具有重要的指导意义。通过改变重金属迁移反应界面的条件,可以阻断矿山元素的迁移,达到污染治理的目的。     

Ecological-geochemical evaluation of the state of surface water streams in the impact area of the tailing dump of the Urupsky Ore Mining

Surface waters are subject to intense contamination with trace elements in ore mining areas. A complex study was performed for the state of waters and bottom sediments from the Bogachukha and Urup Rivers in the area of the abandoned tailing dump of the Urupsky Ore Mining. The impact exerted by the tailing dump on the concentration of elements in the water, suspended particulate matter, and bottom sediments of the rivers is evaluated. The major contaminants of surface waters and bottom sediments, as well as the forms of their element distribution are revealed.