楚科奇海及其邻近海域表层沉积物的元素地球化学特征

北极地区不仅具有丰富的矿产资源,而且在全球变化研究中具有极为重要的地位[1],同时由于其极端环境下的物理、化学作用与中低纬度有较大的差别,导致了这里的海洋地球化学过程的特殊性,因此在基础理论研究中也扮演着十分重要的角色.1999年中国首次北极科学考察对位于北冰洋的楚科奇海及其邻近海域进行了沉积物取样,开展了地球化学研究,并已取得了部分成果[2～4].     

南海海盆中部表层沉积物地球化学特征

分析了南海海盆中部224个站位表层沉积物的常量组分和微量元素组成,结果表明,这些沉积物与大陆上地壳相比,具有相对贫Si和富Fe、Mg、Na、Ca、Mn的特点,微量元素含量总体与大陆上地壳较为相近。表层沉积物化学组分可以划分为4类组合：硅酸盐碎屑组分、钙质生物碎屑组分、火山碎屑组分和自生矿物组分;硅酸盐碎屑组分和钙质生物碎屑组分占绝对优势,两者含量互为消长,自生矿物和火山碎屑含量较低,仅在局部区域起到相对明显的贡献。南海海盆中部表层沉积物化学组成主要受水深、沉积作用和物质来源3个因素控制;水深和底流搬运作用影响钙质生物碎屑分布,深水海盆碳酸盐溶解作用强烈,海盆中部沉积物钙质生物碎屑含量低,而底流作用则将陆坡区钙质碎屑搬运至海盆边缘区域。沉积物地球化学特征指示,海盆中部沉积物陆源碎屑物质主要来自于西部或西南部,火山碎屑物质可能主要来自于吕宋岛弧火山喷发,并堆积于扩张中心以北和海盆东部区域。     

渤海海峡表层沉积物地球化学特征

通过对渤海海峡412个站位的表层沉积物粒度及123个站位的表层沉积物地球化学特征分析,探讨了其空间分布特征、元素相关性、元素组合特征、表层沉积物沉积动力环境及沉积物输运方式,揭示了沉积物地球化学特征的环境意义。结果表明：研究区表层沉积物常量元素以SiO2和Al2O3为主,随着沉积物粒径变粗SiO2含量逐渐增加,Al2O3含量逐渐减小。全区表层沉积物微量元素含量最高为Ba。各类型沉积物中元素的富集因子表明元素含量的变化服从粒度控制规律。采用聚类分析方法,将元素分布划分为5个分区：残留沉积区、老铁山水道区、水道东西两侧区、海峡中部区和海峡南部区。     

闽江下游及河口区表层沉积物粘土矿物含量分布特征及其环境意义

为探究闽江下游及河口区粘土矿物的含量分布特征,于2009年在该区域采集表层沉积物样品25个,利用X射线衍射进行了粘土矿物的含量测定.结果表明粘土矿物的相对百分含量范围分别为：高岭石（33%-47%,平均值为42%）,伊利石（27%-43%,平均值为34%）,绿泥石（20%-29%,平均值为24%）,蒙脱石（0%-3%,平均值为1%）.在显著水平为0.01时,伊利石与高岭石、绿泥石的含量呈显著负相关关系,伊利石与高岭石的相关系数为-0.825,伊利石与绿泥石的相关系数为-0.611.通过对闽江下游及河口区粘土矿物含量分布的分析及与中国近海的粘土矿物含量分布对比,闽江下游及河口区粘土矿物的含量分布受物质来源、地形条件、介质环境、粘土矿物自身颗粒大小形态和人类活动的影响.相对于黄河和长江,闽江表层沉积物中具有较高的高岭石含量,较低的伊利石含量,与珠江的粘土矿物组合特征类似,这反映出气候效应的影响.     

南海北部湾东部海域表层沉积物地球化学特征

通过对南海北部湾东部海域61 个站位表层沉积物粒度和地球化学组成的相关分析和因子分析,探讨了其空间分布特征、元素相关性以及元素组合特征, 揭示了元素在区域上的分布规律和主控因素。结果表明: 绝大多数常微量元素具有相似的平面分布特征, 而MnO、Zr、CaO 和Sr 空间变异系数较大,在部分区域出现了异常高值, 表明其沉积环境受到正常陆源沉积以外其他因素的影响。元素和Al₂O₃的比值分布特征表明, 广西和海南岛近岸沉积物主要由陆源碎屑沉积组成, 在潮汐和近岸径流作用下,由近岸向远海输送; 而研究区西部海域沉积物主要为来自红河的物质。元素相关分析和因子分析结果表明, 研究区表层沉积物中绝大多数常微量元素主要受沉积物粒度的控制; CaO 和Sr 含量主要受生物活动活跃程度控制; Zr 含量分布主要受控于源区母岩矿物组成以及自源区的搬运距离; 而MnO 含量则受陆源、海底热液以及自生作用等多种来源共同影响。     

南海西北部表层沉积物常量元素地球化学特征

分析了南海西北部198个表层沉积物的常量元素地球化学特征,研究了沉积物常量元素的含量分布特征、富集程度和粒度效应。结果显示,沉积物的常量元素以SiO2、Al2O3、CaO含量较高,平均值分别为45.9%、8.53%、16.7%,其中SiO2、Al2O3代表了陆源碎屑组分,CaO代表了生物碎屑组分。陆架区具有较高的SiO2含量,陆坡区具有较高的Al2O3、CaO含量,但是,Al2O3的高含量在深水下陆坡区,而CaO的高含量在上陆坡岛礁区。总体上,常量元素Fe2O3、K2O、MgO、Na2O、TiO2与Al2O3具有相似的含量分布特征,指示细粒组分的吸附作用;而SiO2、CaO与Al2O3呈相反的分布特征以及负相关关系,反映了沉积物的常量元素受到石英矿物和碳酸盐矿物的稀释作用。大部分元素的富集因子介于1~2之间,富集特征不明显,表明碎屑物质主要为地壳来源,仅CaO、MnO出现较高的富集因子,指示陆坡区生物富集作用和深水陆坡区化学沉积作用的贡献。     

琉球群岛以东海域表层沉积物元素地球化学特征

对琉球群岛以东海域134个站位表层沉积物的化学元素含量进行了系统测试,结合矿物学资料等,对研究区的表层沉积物元素地球化学特征进行了分析。结果表明:(1)琉球群岛以东海域沉积物具有半深海沉积物的地球化学特征;(2)通过元素因子分析,把25种元素或氧化物分为4种组合,每一种组合对应不同的物质来源,分别为陆源成因组合(SiO2,K2O,Zr,TiO2,Y,Sc,Na2O,La,Al2O3,P2O5,Ce),生物成因组合(Sr,CaO,L.O.I,CaCO3),火山源成因组合(MgO,V,Fe2O3,Cr,Li,Co),自生源成因组合(Ni,MnO,Cu,Ba);(3)控制本区元素分布的因素主要是水深、物质来源以及生物和铁锰物质的自生作用。     

南沙海槽区表层沉积物的地球化学特征

对南沙海槽区73个表层沉积物的地球化学及沉积环境特征进行了研究。微量元素主要有Cu、Pb、Zn、Ni、Co、Cr、Sr、Ba和Zr，表现为亲陆性，常量组分为SiO2、AI2O3、TFe、CaO、MgO、K2O、Na2O、MnO、PO25、TiO2，表现为边缘海向深海过渡的沉积环境特点。沉积物质含有粘土组分、碳酸盐型生物碎屑组分、陆源碎屑非粘土组分以及火山碎屑、岛源物质，沉积环境与水深关系密切，在200m以浅，沉积物的供给复杂，沉积环境多变，在200m以深，沉积物的供给和沉积环境稳定。     

闽江下游及河口沉积物总碳的地球化学特征

分析了闽江下游及河口区的表层水质、悬浮物和沉积物样品,探讨了沉积物总碳的地球化学特征和影响因素,及与其他河流的异同.结果表明,对于相同站位,夏季沉积物总碳占比平均为1.74%,略高于秋季的1.70%,两者差异不明显.研究区沉积物总碳占比为1.21%~4.84%,平均为1.82%,从水口水库至福州市区河段,其含量逐渐升高,在北港达到最高值,而后由河口向外海逐渐降低,呈现"低-高-低"的分布特征.秋季悬浮物含量和化学需氧量(COD)高值区范围大于夏季,且含量也更高.研究区悬浮物含量、COD、颗粒态总碳均呈现先升后降的分布特征,悬浮物中总碳的含量则呈现从库区经河口向外海减少的趋势.沉积物总碳与悬浮物总碳、悬浮物含量、COD总体显著相关,悬浮物的沉降-再悬浮-再沉降过程是影响沉积物总碳分布的重要因素;人类活动产生的污水、农田和畜禽水产养殖废物是有机物的主要来源.闽江口沉积物总碳含量低于黄河、长江,而与其他中小型河口相近,处于国内河口较低水平,这与流域内源岩特性、有机物输入量以及沉积物粒度等相关.北港段沉积物总碳含量显著高于其他河流,有机污染较为严重,将成为影响水体水质的潜在因素.     

胶州湾表层沉积物地球化学特征及控制因素

通过对胶州湾150个站位表层沉积物的粒度和地球化学组成进行特征分析、相关性分析和因子分析,探讨了其空间分布特征、元素相关性和元素组合特征,充分挖掘沉积物的地球化学特征及其控制因素。结果表明,胶州湾表层沉积物类型丰富,主要以砂质粉砂为主。沉积物常量元素以SiO2、Al2O3为主,SiO2高值区主要分布于调查区东北部以及中部偏西等区域,Al2O3在调查区北部、东北部河口及其近岸含量较高,表明沉积物主要为陆源碎屑沉积物。微量元素含量最高的为V,其次为Li和Ni,其含量分布与Al2O3相近。除CaO外,研究区常微量元素的空间变异系数均较小,表明各元素在研究区分布相对均匀。元素的相关性和因子分析结果显示,研究区大部分常微量元素（Al2O3、MgO、CaO、TiO2、MnO、Fe2O3、Ni、Co、Li、W、V等）含量的变化遵循粒度控制规律,而CaO、P2O5的含量主要受风化作用和人类活动的共同影响。     

闽江口上升流区多毛类生态特点

闽江口上升流区多毛类种类组成以热带-亚热带及广温暖水性种占优势。平均生物量和密度较低,分别为1.94g/m~2和34个/m~2。高生物量和高密度区出现在沿岸。文中讨论了多毛类分布的季节变化及与环境和渔业的关系。     

闽江口及周边海域沉积物输运及资源效应

河流入海泥沙的大部分主要分布在河口、三角洲及近岸陆架地区,发育一系列的粗颗粒沉积体系,是海砂资源重要分布区。本文以福建闽江口为研究对象,初步探讨了沉积物输运过程及海砂资源的形成机制。观测结果表明,闽江河口水体盐度由河口内部向口外海域逐渐增大,水体浊度总体减小;闽江河口附近海域近底部(距离海底25cm)流向表现出一定的旋转流特征,潮周期内余流表现为向海输运,而推移质输运主要发生在涨潮期间,并且潮周期内净向陆输运。表层沉积物粒度分析结果表明,闽江河口水下三角洲前缘表层沉积物主要由粗颗粒物质组成,沉积物类型以砂和砂质粉砂为主,中值粒径小于4Φ;前三角洲地区表层沉积物主要由细颗粒物质组成,中值粒径介于4Φ—6Φ之间。沉积物粒径趋势分析结果表明,闽江入海泥沙经梅花水道和长门水道入海后,在盐淡水混合、径流、潮流的作用下,在闽江河口形成了四个粗颗粒沉积物汇聚区,成为闽江口地区海砂资源的重要分布区;而细颗粒物质在河口羽流和潮流的作用下向偏东方向输运,形成了以黏土质粉砂为主的前三角洲。     

鸭绿江河口及近岸地区稀土元素的物源指示意义

通过对鸭绿江河口及近岸地区所采集的沉积物样品,分析研究了该地区沉积物REE的组成特征及分异模式,确立其地球化学参数,探讨了它的物源指示意义。结果显示,鸭绿江沉积物的REE总量较高,其REE组成分异特征与世界其他大河相类似,LREE富集,而HREE相对亏损;源岩是控制该区沉积物REE组成特征的主要因素,风化作用、粒度与重矿物等因素对其影响相对较弱;鸭绿江沉积物REE组成相对上陆壳分异很弱,表明沉积物来源于上游源岩的风化产物;此外,其REE组成/分布模式及分异参数与长江、黄河较为接近,而与韩国一些河流相差较大,因此,可作为鸭绿江入海物质组成代表,指示黄海海洋陆源沉积物物质组成。     

黄河口及邻近海域沉积物中铜的研究

利用1984年夏季的现场调查,作者研究了黄河口及邻近海域表层沉积物中铜的地球化学形式。含量及其分布,分析了铜和有机质、铁、锰、锌及中值粒径之间关系,并指出总铜平均含量为20.4mg/kg.其中残渣部分占55％,有机结合铜为19.4％、Fe-Mn氧化物结合铜为12.1％、碳酸盐结合铜为13.1％,可交换铜的含量小于1％。此外讨论了沉积物中各种形式铜含量与铁、锰、有机质及中值粒径关系。     

长江口沉积物重金属元素地球化学特征及其底质环境评价

通过对长江口区32个表层沉积样品中Cu、Cr、Zn、Pb等重金属元素及Al等常量元素的含量分布进行定量研究，揭示水动力和沉积作用是研究区元素分布的主要控制因素，进而采用聚类分析将研究区划分为4个沉积地球化学分区。此外，本次研究采用模糊数学方法，以Cu、Cr、Zn、Pb重金属元素作为评价因子对长江口区进行底质环境的多因子评价，结果发现研究区的底质环境都受到了不同程度的污染，从而为探讨研究区沉积地球化学过程和环境保护提供了科学依据。     

珠江口表层沉积物中微量元素地球化学

采用多元统计方法分析了珠江口八大口门海域表层沉积物中13种微量元素的含量、相关性、空间分布规律和来源,探讨了元素空间分布的影响因素,并与珠江和南海北部浅海及其他区域沉积物微量元素含量进行了对比。珠江口表层沉积物中Sr、Zn、Zr和Ba的含量平均值都超过了100 μg/g;Cd和Hg的含量平均值都在1 μg/g以下;其他元素含量平均值则在21.5至82.3 μg/g之间。元素Co、Ga和Zr,Ba、Pb和Ga,Cu和Ni以及Cr和Ni之间存在较为明显的相关性。因子分析表明陆域岩石的风化剥蚀、人为排放和海洋生物是珠江口微量元素的主要物质来源。除Sr之外的所有被研究的微量元素的含量在空间上总体都呈现出近岸高、离岸低和某些口门区低值的特征,物质来源和沉积环境是影响微量元素空间分布的主要因素。研究区除Zr和Sr之外的微量元素,平均含量都高于上游的珠江沉积物和下游的南海北部浅海沉积物,Pb、As、Cd和Zn含量超过了全球页岩平均值。     

广利港海域悬沙分布及黄河口泥沙扩散对其影响

基于遥感影像资料和实测水文泥沙资料,对广利河口海域悬沙分布特征和黄河口入海泥沙扩散进行了分析研究。结果得出,在一般天气情况下,广利港海域工程海域含沙量比较低(3),黄河口泥沙向南直接扩散距离为10~20 km,对工程区无直接影响,但是在大风天气下,广利河口附近海域含沙量会增高至0.5 kg/m3以上,黄河口入海泥沙扩散向南可达30~40 km,最远可达小清河口,对工程区则有一定的影响;从广利港海域含沙量、底质特征、冲淤性质上来看,黄河口泥沙扩散对工程区是有限的,造成航道和港池淤积的主要泥沙来源为风浪和潮流作用下就地泥沙的搬运输移;黄河入海泥沙呈减小趋势,黄河改由"清8断面"入海,黄河入海泥沙浑水主轴线与广利港的距离增加,对工程区的影响趋于减小。     

长江口上升流海区的生态环境特征

根据 1 985年 8月的调查资料 ,讨论了长江口上升流海区的生态环境特征。研究表明 ,在长江口外 ,大约在 1 2 2°2 0′— 1 2 3°1 0′E、31°0 0′— 32°0 0′N海区存在着明显的下层高盐冷水的抬升现象 ;伴随这种上升运动 ,于 5— 1 0m层 ,在上述高盐冷水区明显地存在一个低溶解氧、高营养盐区。资料表明 ,该低氧、高营养盐海水不是直接来自表层的长江冲淡水 ,而是来自深底层的变性后的台湾暖流水。分析表明 ,长江口外的浮游植物高值区的分布位置与上升流区基本一致 ,两者比较浮游植物高值区略向东南方向偏移约 1 5— 2 0km。作者认为形成这种偏离现象的原因可能与上升流中心区水温偏低有关