木兰溪河口及邻近海域表层沉积物稀土元素组成与物源判别

福建木兰溪是我国东南沿海一条比较典型的潮控山地小河,从其流域风化剖面到河漫滩及邻近海域表层沉积物的粒度、化学风化程度及稀土元素(REEs)组成特征进行了研究。研究海区沉积物以黏土质粉砂为主,仅在木兰溪注入兴化湾口门处附近,沉积物较粗。沉积物REE的上陆壳(UCC)标准化模式具有相似性,轻重稀土元素分异不明显,稀土元素总量(ΣREE)及Eu异常的变化与平均粒径值、化学风化程度均有一定相关性。运用(La/Yb)N-ΣREE/Al图解较可靠判别了近海海域沉积物来源:(1)浙闽河流与长江细颗粒沉积物具有明显不同的REE组成;(2)兴化湾邻近海域主要受到内陆架泥质区沉积物物源的影响;(3)浙闽沿岸流携带的长江细颗粒物质影响可达泉州湾一带。由于泉州湾海域沉积物相对较粗,受石英"稀释作用"的影响,沉积物REE组成不均一性较强。     

闽江河口表层沉积物重矿物特征与物源示踪

对闽江河口近岸海域的230个表层沉积物样品和闽江20个表层沉积物样品进行重矿物分析,系统地研究了重矿物的分布特征及其物源指示。研究区共鉴定出重矿物27种,主要以普通角闪石、绿帘石、磁铁矿和黑云母为主。根据重矿物组合分布特征,将研究区分为两个矿物组合区,并划分为3个矿物组合亚区。闽江口近岸沉积区(Ⅰ-1区)矿物组合为普通角闪石-磁铁矿-绿帘石,受闽江物质影响很大;近岸混合沉积区(Ⅰ-2区)矿物组合为普通角闪石-磁铁矿-黑云母-绿帘石,受浙闽沿岸流携带物质和闽江物质共同影响沉积形成,闽江物质影响明显减弱;残留沉积区(Ⅱ区)矿物组合为普通角闪石-绿帘石-磁铁矿,主要为受后期改造的晚更新世海侵边界层。     

山东半岛南部近岸海域表层沉积物稀土元素的物源指示

通过对山东半岛南部海域147个表层沉积物样品和周边入海河流46个表层沉积物样品粒度与稀土元素(REE)测试分析,系统地研究了该区稀土元素分布、δEu和δCe异常以及稀土元素的球粒陨石标准化和上陆壳标准化配分曲线特征等。结果表明,研究区沉积物REE呈现轻稀土元素(LREE)富集、重稀土元素(HREE)平坦以及中等程度的Eu异常等特征。对代表站位与长江、黄河及周边中小入海河流沉积物的稀土元素分析对比,利用以Ce/La和Sm/Nd作为对比元素的FD判别函数分析,以及对一些在地球化学环境中比较稳定元素的比值进行了验证比较,初步判别研究海区的表层沉积物物质来源以现代黄河沉积物质为主,周边中小河流也对其物源产生一定的影响。     

闽浙沿岸东部海域表层沉积物粒度特征及其沉积环境

对闽浙沿岸东部海域83个表层沉积物样品进行了粒度分析,探讨了沉积物类型和粒度参数的分布规律,并分析了物源和水动力条件对沉积物分布格局的影响。结果表明,研究区底质主要有砂、粉砂质砂、泥质砂、砂质粉砂、粉砂和泥6种类型。表层沉积物平均粒径为2.01~7.58Φ,呈现由岸向海粒度变粗、砂含量明显增加、粉砂和黏土含量明显减少的趋势;标准偏差0.48~2.86Φ,分选较差,但由中部向东西两侧分选性变好。研究区近岸细粒沉积物主要来源于长江等沿岸河流携带来的泥沙,外部粗粒沉积物主要是具有滨岸沉积特征的陆架源残留改造沉积,而闽浙沿岸流和台湾暖流对沉积物的分布起着主要的控制作用。依据粒度及其参数特征,综合考虑物源和水动力条件的影响,将闽浙沿岸东部海域划分为3个沉积区:近岸泥质沉积区、中东部混合沉积区和外陆架砂质改造沉积区。     

安达曼海东南部海域表层沉积物稀土元素特征及其物源指示意义

对取自安达曼海东南部海域的95个表层沉积物样品进行了稀土元素(REE)地球化学研究,揭示了区内稀土元素分布特征及其指示的物质来源。结果表明研究区沉积物REE总量变化范围为31~228μg/g,平均值为117μg/g。沉积物REE球粒陨石配分模式呈现轻稀土元素相对富集而重稀土元素平坦,无明显Ce异常,呈现中等程度的Eu负异常等特征,表现出明显的陆源属性。REE的富集和分布受物质来源、沉积物类型、生物碳酸盐以及重矿物含量共同制约。根据沉积物REE特征参数将研究区分为4个物源区,各区沉积物稀土元素UCC标准化模式明显不同。物源判别分析显示,研究区西北部(Ⅰ区)沉积物主要来源于伊洛瓦底江陆源物质的输入;马来半岛西部浅海内陆架区(Ⅱ区)沉积物可能主要来自马来半岛沿岸水系输入的陆源物质以及现代近岸侵蚀;研究区北部(Ⅲ区)为残留沉积区,主要为全新世海侵形成的残留砂质沉积;研究区中部和南部大部分海域(Ⅳ区)为多源混合沉积区,主要为受印度季风驱动的西南季风流所搬运的伊洛瓦底江和马来半岛河流输入的陆源物质,该区沉积物受马来半岛入海物质影响更大。     

中小河流对长江水下三角洲远端泥沉积的贡献:以椒江和瓯江为例

海洋沉积物的来源、输运过程及其归宿一直是海洋沉积学的重要研究课题。浙闽沿岸泥区的沉积物主要来自长江及浙闽沿岸的中小河流,对后者的贡献量进行定量化分析是相关研究比较薄弱的环节,这个问题的难点可能是缺乏同时指示"物源"和"供应量"两个指标的示踪物。本文以椒江和瓯江这两条河流对浙闽沿岸泥区的贡献为切入点,运用了粒度端元和黏土矿物两种示踪指标进行研究,目的有两个:一是综合评价两种示踪指标的效率,二是定量化地了解中小河流对浙闽沿岸泥区的贡献。借助端元粒度分析模型对浙闽沿岸泥区的表层样粒度数据进行分解,划分出4个不同的端元,结果显示,EM1端元表现出长江来源的属性,EM2端元表现出椒江和瓯江等沿岸中小河流来源的属性,EM3端元可能来源于研究区南部并有向北输送的趋势,EM4端元可能来源于陆架中部的残留砂沉积区。基于特征粒级的进一步分析表明,研究区6个站位的柱样沉积物中都出现了第一特征粒级,在3.91~9.29 μm之间,推测与长江口外悬浮颗粒物有关,并认为柱样所在的区域都会受到长江入海泥沙的影响。黏土矿物由于具有粒度依赖性,在定量探讨椒江与瓯江的泥沙贡献量时,只能指示小于2 μm的细颗粒物的贡献量,而粒度端元作为一种"全粒度"的指标,在相对封闭的系统内,可以同时解答"从哪里来"和"有多少"这两个示踪问题,是受限比较小的示踪物指标,未来在定量研究物源方面可能会有较大的作用。     

福建近岸海域表层沉积物稀土元素地球化学特征及其物源指示意义

对福建东部近岸海域173个表层沉积物进行稀土元素(REE)含量分析,探讨稀土元素分布特征及影响因素,揭示沉积物物源信息。结果表明,研究区表层沉积物稀土元素总量(ΣREE)分布范围为35.25~296.98μg/g,平均值171.05μg/g,与长江、闽江沉积物的ΣREE非常接近。轻重稀土元素含量比值(LREE/HREE)的变化范围为7.56~16.35,平均值11.27,轻稀土明显富集。REE球粒陨石标准化配分模式以及(La/Sm)CN、(Gd/Yb)CN比值显示,配分曲线为右倾负斜率,LREE内部分异明显,HREE内部分异小,存在中等程度Eu负异常(分布在0.55~1.06,平均值0.80),Ce异常不明显(分布在0.71~1.19,平均值1.00),与上陆壳REE特征相似。REE上陆壳标准化配分模式显示沉积物与上陆壳之间分异不明显,其源岩以上陆壳长英质岩石为主。综合分析认为,研究区表层沉积物REE富集和分布主要受沉积物粒度控制,REE趋向于在细粒组分中富集,局部可能受生物碳酸盐及重矿物含量制约。     

东海中南部海域表层沉积物碎屑重矿物组合分区及其物源分析

对东海中南部海域表层沉积物进行了重矿物鉴定,探讨了其物质来源,并对沉积环境及其主控因素进行了分析。研究区碎屑重矿物共有40余种,还有少量岩屑和风化碎屑。暗色重矿物含量高值出现在100m以深的东海外陆架,浙闽近海一带暗色重矿物含量低。稳定重矿物含量与离岸距离有一定的相关性,从内陆架到外陆架,含量有逐步增加的趋势。云母类矿物高值集中于浙闽近海内陆架一带;自生黄铁矿也集中浙闽近海水深50m以浅的内陆架,说明该区水动力偏弱,主要为还原环境。聚类分析表明,研究区划为2个分区。Ⅰ区包括浙闽近海海域和台湾海峡中西部海域,水深在60m以浅,主要是长江物质在沿岸流作用下向南搬运沉积。Ⅱ区包括东海中外陆架、陆坡以及冲绳海槽的部分海域,水深多在80m以深,其物源来自东亚大陆,形成于晚更新世低海平面时期。     

稀土元素作为示踪标记在海洋沉积动力学中应用前景的初步探讨

根据对长江等5条河流和东海陆架区总计146个沉积物样品的稀土元素和粒度分析结果,借助统计学方法,讨论了河流和东海近岸沉积物稀土元素分布格局的形成因素及其对沉积动力作用的响应,结果表明,各河流沉积物在稀土元素总量和轻重稀土分异等参数上有差异;在长江口沉积物中稀土元素在小于2和2~31μm粒级中较富集,全岩稀土元素含量受物质组成占优的粒级控制;在东海陆架研究区稀土元素含量由岸向海有减小的趋势,在河口附近相对较高,轻重稀土分异自28°N向南有增大的趋势。     

闽江钻孔沉积物微量元素地球化学研究

河流沉积物微量元素特征对指示沉积演化历史、沉积环境及沉积物的物质来源具有十分重要的示踪作用。闽江福州段540cm的沉积物微量元素比值(Rb/Sr和Sr/Ba)和稀土元素地球化学特征,敏锐地指示了沉积环境从河流快速转变为沼泽的突变点,同时,也清楚地指示了不同沉积环境下的物源变化。受控于闽江流域丰富的岩浆岩和稀土资源以及呈酸性的福建土壤和闽江水体,闽江钻孔沉积物REE明显高于上地壳、长江和黄河,与福建土壤最为接近。经过球状陨石和北美页岩标准化之后,闽江钻孔沉积物稀土元素分配模式呈右倾型,与长江和黄河沉积相比具有更好的轻稀土富集。δEu负异常和δCe正异常非常显著,并且与∑REE密切相关,表明它们均受到源区环境变化和搬运作用的控制。     

东海内陆架泥质区表层沉积物稀土元素的分布特征

通过对东海内陆架泥质区30个表层沉积物样品中的稀土元素、主微量元素、TOC、CaCO3、沉积物粒度进行了分析,讨论了影响稀土元素分布的原因。结果显示东海内陆架中ΣREEs为182.8～221μg/g,均值为206.5μg/g,明显高于黄土、黄河及雅鲁藏布江中稀土元素的含量,与长江、瓯江中稀土元素含量接近。稀土元素的球粒陨石标准化配分模式及(La/Yb)N比值显示,轻稀土显著富集,存在显著的δEu异常。稀土元素上地壳标准化配分模式显示稀土元素与上地壳之间不存在显著的分馏,稀土元素存在显著的"四分性"。稀土元素与粒径、有机质、CaCO3之间不存在相关性,表明研究区中稀土元素含量不受上述3个因素的控制。元素比值及稀土元素上地壳标准化配分模式显示研究区稀土元素主要源于长江。     

东海西北部陆架表层沉积物重矿物组合及其沉积环境指示

研究了东海陆架360个表层沉积物的碎屑矿物和粒度组成,利用R型聚类方法提取稳定重矿物和重矿物分异指数作为矿物分布规律的指示因子;根据快速聚类结果将重矿物组成分为3个区:东海陆架海侵体系域晚期残留砂体区、高位体系域晚期长江水下前三角洲和浙闽沿岸流泥质沉积区、高位体系域扬子浅滩沉积区。结合粒度参数和特征矿物分布、沉积物14C年龄对各区沉积环境进行讨论,确定陆架残留沉积和改造沉积的成因、长江水下三角洲和浙闽沿岸流泥质区的范围,以及对应不同海侵层序的矿物分异特征和物质"源-汇"关系。聚类分析虽能够指示同一物源碎屑矿物分布与沉积动力关系,但物源不同,聚类结果可能误导沉积环境分析。扬子浅滩表层砂体是在距今6~4和3~2 ka 的两个潮流沉积发育期形成的多期改造沙波沉积。     

长江口及邻近海域细颗粒沉积物中重金属的空间分布及沉积通量

长江每年输送大量的泥沙进入东海,其中细颗粒沉积物具有搬运距离远、扩散范围大的特点,成为示踪河口及近海沉积物源汇过程的良好载体。本文基于采自长江口及邻近海域的44个表层沉积物样品,分析了细颗粒组分中重金属的空间分布和沉积通量,探讨了重金属来源和搬运沉积过程。研究表明:长江口及邻近海域细颗粒沉积物中Cu、Cr、Ni、V和Zn含量、沉积通量的空间分布具有高度的相似性,总体表现为长江口及浙闽沿岸高,向外急剧降低;该区细颗粒沉积物中的重金属主要来自长江,入海后向两个方向扩散,其一为向西南方向扩散,沉积于内陆架泥质区;其二是向东的跨陆架输送,沉积于长江冲淡水影响的海域。从长江口向西南方向的输送和沉积是长江入海重金属最重要的汇。     

三亚市近岸海域SYD1钻孔沉积物的稀土元素和物质来源

文章采集三亚市近岸海域SYD1钻孔的沉积物样品,对其稀土元素的含量进行计算和对比;通过对稀土元素δEu_(CN)、δCe_(CN)和LREE/HREE等的平均值以及球粒陨石标准化配分模式的分析和对比,探讨该区沉积物的物质来源。研究结果表明:SYD1钻孔沉积物稀土元素总量的平均值低于中国浅海沉积物和南海海域表层沉积物;稀土元素含量受沉积物粒度影响,符合"元素粒度控制律";该区沉积物源具有大陆地壳性质,以海南岛近岸陆源碎屑为主。     

中国东南入海河流沉积物的稀土元素地球化学特征

系统采集了浙闽三条中小河流的代表性表层沉积物和悬浮物样品,用1N盐酸淋滤样品,研究稀土元素(REE)在酸溶及酸不溶相态中的组成特征。浙闽河流沉积物酸溶组分中的REE在总REE中的占比可达32%~82%,其中Fe-Mn氧化物和黏土矿物吸附态是细粒沉积物酸溶组分REE的主要赋存形式。浙闽河流沉积物酸溶组分的REE组成反映其遭受化学风化的信息;酸不溶组分主要由硅酸盐造岩矿物和稳定副矿物组成,尤其是锆石对REE组成有重要贡献。酸不溶相REE组成揭示,当地流域风化物质与潮流作用带入的长江源细颗粒是浙闽河口沉积物的主要来源。REE在风化及水动力分选过程中会发生分异,使得沉积物全岩组成不直接继承其源岩的REE组成特征,运用于物源判别时候需要慎重。中国东南河流沉积物显示Gd异常,这不是人类活动引起的Gd输入所致,而只反映中国东部物质的组成特征。     

青岛近岸海域表层沉积物重矿物分布及物源

对青岛近岸海域127个表层沉积物样品和周边入海河流22个表层沉积物样品重矿物分析,系统地研究了重矿物分布特征和物质来源。结果表明,研究区矿物组合为普通角闪石—绿帘石—黑云母—褐铁矿—自生黄铁矿,可划分为3个矿物分区。田横岛—千里岩岛矿物区(Ⅰ区)矿物组合为普通角闪石—绿帘石—褐铁矿—黑云母—阳起石,物源主要来自五龙河等沿岸河流,黄河物质也有贡献;崂山头东部矿物区(Ⅱ区)矿物组合为普通角闪石—绿帘石—褐铁矿—石榴子石,物源以残留沉积和沿岸侵蚀物为主;海阳—乳山近岸矿物区(Ⅲ区)矿物组合为普通角闪石—自生黄铁矿—黑云母—水黑云母—绿帘石—褐铁矿,沉积物受黄河影响显著,沿岸河流和岛屿侵蚀物也有影响。     

青岛近岸海域表层沉积物重矿物分布及物源北大核心CSCD

对青岛近岸海域127个表层沉积物样品和周边入海河流22个表层沉积物样品重矿物分析,系统地研究了重矿物分布特征和物质来源。结果表明,研究区矿物组合为普通角闪石—绿帘石—黑云母—褐铁矿—自生黄铁矿,可划分为3个矿物分区。田横岛—千里岩岛矿物区(Ⅰ区)矿物组合为普通角闪石—绿帘石—褐铁矿—黑云母—阳起石,物源主要来自五龙河等沿岸河流,黄河物质也有贡献;崂山头东部矿物区(Ⅱ区)矿物组合为普通角闪石—绿帘石—褐铁矿—石榴子石,物源以残留沉积和沿岸侵蚀物为主;海阳—乳山近岸矿物区(Ⅲ区)矿物组合为普通角闪石—自生黄铁矿—黑云母—水黑云母—绿帘石—褐铁矿,沉积物受黄河影响显著,沿岸河流和岛屿侵蚀物也有影响。     

长江与黄河黏土粒级沉积物地球化学特征及其物源指示意义

本文对长江与黄河口黏土粒级沉积物主微量元素的地球化学特征进行了研究。结果表明:长江相对富集Al、K、Fe、Ti等常量元素以及Cr、V、Li、Zn、Ni和Rb等微量元素,黄河以高Ca、Sr和Ba为特征;长江沉积物中稀土元素含量高于黄河沉积物,长江与黄河黏土粒级沉积物中稀土元素的分馏程度相同,均具有轻稀土元素富集、重稀土元素亏损的右倾的球粒陨石标准化配分模式,上陆壳标准化配分模式为中稀土元素富集,黄河沉积物的Ce负异常和Eu正异常程度较长江沉积物偏弱。长江沉积物中元素含量变化较大,而黄河沉积物中元素含量较为稳定。黏土粒级沉积物的稀土元素更接近其物源区,<2μm的黏土粒级沉积物中的REE可以作为判识长江与黄河沉积物的地球化学指标。ΣREE、δCe可以作为长江、黄河入海沉积物的判别指标。长江与黄河黏土粒级沉积物的地球化学特征受源区岩石类型、化学风化、水动力分选等因素的控制。化学风化引起河流沉积物相对其源岩发生地球化学分异,水动力分选使矿物在不同粒级沉积物中富集,从而引起地球化学组成在不同粒级沉积物中的分异。     

东海内陆架表层沉积物粒度及其净输运模式

根据对东海内陆架海底沉积物的粒度测试,运用Gao-Collins"粒度趋势分析"方法,探讨了东海内陆架海底表层沉积物的粒度分布特征和净输运趋势。结果表明,研究区表层沉积物可以分为两类:细颗粒(>5Φ)和粗颗粒(<5Φ);细颗粒分布于研究区的大部分区域,而粗颗粒主要分布在闽江、瓯江等入海河流口门以及马祖等海岛附近;表层沉积物的平均粒径、分选系数、偏态等粒度参数对应性较好,总体特征为粒径越粗,分选越差,偏态更正偏,而粒径越细,分选越好,偏态也较低;粒径趋势分析显示东海陆架表层沉积物的运移模式总体为NE—WS方向运移,而研究区边缘在运移过程中发生向左右两侧的偏移,南部闽江河口区沉积物由近岸向海方向辐射运移,研究区表层沉积物的净输运模式主要受控于流系和地形等多种因素。     

长江和黄河入海沉积物不同粒级组分中稀土元素的比较

为探索区分黄、东海陆架沉积物中来自长江和黄河源的有效替代性指标,从长江和黄河河口区各取3个沉积物样品作为长江和黄河入海沉积物的端元样品。研究结果表明:长江和黄河沉积物不同粒级组分中REE的变化范围分别为145.49~256.77μg/g和121.22~135.56μg/g,随粒度由细变粗分别呈下倾的"双峰"型分布和倒"S"型分布;长江沉积物中REE约为黄河的1.5倍,最低值比黄河的最高值高出20%;8~16μm和2~4μm是凸显长江和黄河沉积物稀土元素差异的敏感粒级,REE、LREE/HREE和(La/Yb)n等稀土元素特征参数在这两个粒级组分中差异明显。本次实验结果大幅度地提高了两条河流REE差异的灵敏度和可信度,为建立区分长江与黄河入海沉积物物源实用的有效指标提供了可能。