黄河流域现代沉积物碎屑锆石U-Pb年龄物源探讨

在系统搜集与分析前人发表的现代黄河碎屑锆石U-Pb年龄及黄河流域内岩体锆石U-Pb年龄的基础上,对黄河上游到入海口6个站位及黄河支流2个站位现代沉积物样品碎屑锆石U-Pb年龄进行对比,结果发现200~350、350~500、700~1 000、1 000~1 800、1 800~2 000和2 000~2 600 Ma这6个年龄组是黄河流域沉积物U-Pb年龄的主要组成,其中又以200~350、350~500、1 800~2 000和2 000~2 600 Ma占主体,与黄河流域各可能物源区的U-Pb年龄对比,认为黄河上游物质主要来自松潘-甘孜造山带和很多近缘河水侵蚀的黄土,其可能源区包括华北板块、扬子板块、秦岭造山带、东昆仑造山带、柴达木板块北缘及祁连造山带,由于松潘-甘孜造山带和黄土高原黄土来源的复杂性其源区判别还需要借助其他指标加以确定,黄河中下游则有大量华北板块和大别-苏鲁造山带物质的加入。鉴于当前综合运用多种物源分析方法,对长江三角洲盆地若干钻孔地层研究取得的进展及黄河三角洲钻孔研究现状,提出对黄河三角洲钻孔沉积物开展精细物源示踪对黄河时空演化研究的重要性。     

黄河流域现代沉积物碎屑锆石U-Pb年龄物源探讨北大核心CSCD

在系统搜集与分析前人发表的现代黄河碎屑锆石U-Pb年龄及黄河流域内岩体锆石U-Pb年龄的基础上,对黄河上游到入海口6个站位及黄河支流2个站位现代沉积物样品碎屑锆石U-Pb年龄进行对比,结果发现200～350、350～500、700～1 000、1 000～1 800、1 800～2 000和2 000～2 600Ma这6个年龄组是黄河流域沉积物U-Pb年龄的主要组成,其中又以200～350、350～500、1 800～2 000和2 000～2 600 Ma占主体,与黄河流域各可能物源区的U-Pb年龄对比,认为黄河上游物质主要来自松潘-甘孜造山带和很多近缘河水侵蚀的黄土,其可能源区包括华北板块、扬子板块、秦岭造山带、东昆仑造山带、柴达木板块北缘及祁连造山带,由于松潘-甘孜造山带和黄土高原黄土来源的复杂性其源区判别还需要借助其他指标加以确定,黄河中下游则有大量华北板块和大别-苏鲁造山带物质的加入。鉴于当前综合运用多种物源分析方法,对长江三角洲盆地若干钻孔地层研究取得的进展及黄河三角洲钻孔研究现状,提出对黄河三角洲钻孔沉积物开展精细物源示踪对黄河时空演化研究的重要性。     

长江与黄河河口沉积物环境磁学特征及其对比研究

对采自长江现行主河道和黄河入海口处的表层沉积样品进行了环境磁学参数的测量和对比研究.结果表明:长江和黄河河口沉积物的磁性载体主要是亚铁磁性物质,亚铁磁性矿物晶粒以假单畴-多畴为主,同时亦有超顺磁晶粒的存在;长江河口沉积物的磁性明显强于黄河河口沉积物,特别是质量磁化率、非磁滞剩磁及饱和等温剩磁,两者相对偏差在40%以上;在粗粒级沉积物(>0.063 mm)中,长江河口沉积物的磁化率与全样磁化率平均值差别较小,在4%左右;黄河河口沉积物差别很大,可达34%.两者的差别反映了长江和黄河沉积物中磁性矿物赋存方式的差异;长江和黄河河口沉积物磁性特征的差异与两者粒度特征对比明显.长江和黄河河口沉积物的这些磁学方面的差别是源岩特征和气候环境差异上的反映,可以作为判别两者物源的有效示踪剂.     

长江、黄河沉积物物源研究综述

众多学者用不同方法对已知的长江和黄河沉积物进行了分析比较，以期获得区分两者的有效指标。由于两河物源区物质成分的差异和所处气候带不同造成的后期风化的不同，其沉积物在化学元素和矿物组成等方面存在较大的差别。但是运用这些差别来判识陆架海区物质来源的问题则复杂得多，目前仍处在不断探索之中。通过对这些资料的归纳总结，提出应尽量运用多个指标进行物源判识。     

黄河物源碎屑沉积物的重矿物特征

对取自黄河口附近的黄河干道和分流河道、河口潮间带及水下三角洲不同地貌沉积环境的149个表层样品进行了碎屑矿物学研究。结果表明，近代黄河物源碎屑沉积物与长江物源相比，具有云母-普通角闪石-绿帘石组合，富含云母类矿物，但不同环境的矿物组成由于沉积动力条件的不同而有较大变化，以黑云母／白云母和磁铁矿／钛铁矿比值高以及绿帘石／榍石和闪石类／辉石类比值低为特征。     

长江和黄河入海沉积物的物源识别研究进展

长江和黄河每年输送近16亿t泥沙入海,是中国东部陆架海区最主要的陆源物质供应者.长江和黄河沉积物的物源识别一直是中国东部陆架海区沉积学热点问题之一,受到了广泛的关注.近年来,众多国内外学者运用矿物学、地球化学以及环境磁学等方法,对长江和黄河入海沉积物的物源识别做了深入研究,已经取得长足进展.在综合前人研究成果的基础上,...     

黄河入海口湿地区底质重金属污染的Pb同位素示踪

利用等离子体质谱仪(ICP-MS)和多接收同位素质谱仪(HR-MC-ICP-MS)等技术,对黄河入海口湿地区3个典型区(湿地保护区、采油区和河道)表层沉积物进行了系统的重金属微量元素和Pb同位素分析。结果表明,湿地保护区、采油区和黄河河道三个子区域表层沉积物重金属含量依次降低,受粒度控制明显,且符合第一类沉积物质量标准,处于较清洁水平。Pb同位素数据表明,黄河入海口湿地保护区表层沉积物样品207 Pb/206 Pb和208 Pb/206 Pb比值(0.839,2.090)与已发表文献的中国黄土207Pb/206Pb和208 Pb/206 Pb比值(0.841,2.083)接近,表明黄河湿地保护区内表层沉积物中的重金属Pb的主要来源为黄河自然源(黄土)。采油区及河道样品207 Pb/206 Pb,208 Pb/206 Pb比值(0.848,2.100;0.849,2.105)均高于湿地保护区样品,介于黄河悬浮体(0.865,2.131)及中国黄土之间,表明采油区和河道表层沉积中的Pb主要来源于自然源和人类生产活动。     

黄河沉积中角闪石矿物晶体化学特征和成因分析

通过对黄河极细砂中普通角闪石单矿物的电子探针测试,采用以23个氧为标准,计算了69个角闪石的阳离子系数,由化学计量限制估算其Fe3+、Fe2+浓度平均值和相应的其他阳离子数值,产生它们可能的晶体结构分子式以及有关的晶体化学特征数值。研究表明:虽然黄河角闪石主要化学组成分异性较大,但都具有高硅、高钙、镁、低碱性的特征;晶体化学分类都属于钙角闪石组,出现10个角闪石种,种类相对简单,投影集中,以镁角闪石为主,占50%以上,其次是浅闪石,其晶体化学特征可作为与其它沉积体角闪石的鉴别依据;通过几种晶体化学图件判别,角闪石成因以中酸性岩浆岩为主,其次是变质成因,岩浆成因的角闪石的生成岩浆以壳幔混合源为主,幔源次之,变质成因的角闪石生成于中温、中压以下的变质环境。黄河角闪石以其最常见的种类和成因为特征,表明其原始来源的广泛性和稳定性,可作为我国北方上地壳陆源沉积物的标准化物质。     

黄河沉积物向渤海湾扩散的沉积地球化学示踪

使用ICP-AES和ICP-MS对渤海中部118°54′E左右南北向断面的表层沉积物中53种常、微量及稀土元素进行了测试,研究了其含量变化和分布特征,并进行了物质组成分析。研究表明:该区沉积物以B94站为界,南北差异明显,南部区域沉积物以黏土质粉砂为主,富集Al2O3,CaO,Fe2O3,MgO,MnO,P2O5和TiO等常量元素以及绝大多数的微量元素和稀土元素等与细颗粒黏土矿物相关的元素;北部区域沉积物以粉砂-砂为主,富集SiO2,K2O和Na2O等常量元素以及Zr,Ba,Sr,Sb和Hf等微量元素,稀土元素相对亏损。物源对比表明南部沉积物具有黄河来源沉积物特点,北部沉积物具有滦河来源特点,两者的分界大致在38°42′N附近。河口动力过程、渤海环流是影响该区沉积物扩散的主要因素。     

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。     

东海陆架北部长江、黄河沉积物影响范围的定量估算

采用粒度分析、扫描电镜观察 (SEM)、ICP— AES分析等方法 ,得到了关于长江、黄河入海沉积物的示踪粒级以及示踪指标 ,并提出沉积物物源定量识别的非线性规划数学模型 ,进而实现了东海陆架北部表层沉积物中长江型、黄河型物质的定量估算     

浅谈长江和黄河河口沉积物磁性特征及其对物源判别的指示

对采自长江和黄河河口的 7 个沉积物样品（28 个子样）进行了磁性测量并进行对比研究,结果表明：长江口沉积物的亚铁磁性物质含量高于黄河口,磁性强于黄河口;两河口沉积物的磁性特征均受亚铁磁性矿物的控制,以假单畴 PSD-多 畴 MD 晶粒为主,并存在一定量的超顺磁颗粒 SP,不同的是长江口存在着更多的单畴颗粒 SD;两河口的细粒级沉积物（< 0.063 mm） 磁性均强于粗粒级沉积物 （> 0.063 mm）,但黄河口细粒沉积物显示了更突出的磁性特征,表明黄河口沉积物的磁性物质更多地富集于细粒组分中;沉积物磁性特征与其所含的轻矿物类型和含量关系不大,相反,重矿物才是影响沉积物磁性特征的主要物质。沉积物的母岩、粒度、水动力条件和流域风化条件等因素影响着沉积物磁性特征。基于长江与黄河沉积物磁性参数的显著差异,建立了 Χ-ΧARM 和 SIRM-SOFT 物源判别图,初步探索了环境磁学指标在物源判别中的应用,对中国东部海域沉积物的物源研究具有一定意义。     

西太平洋暖池区沉积物源示踪研究进展

从沉积物中提取示踪指标是研究西太平洋暖池区古环境和古气候演化的有效途径之一,而准确识别沉积物的源区是其中的关键。目前已通过不同的物源示踪指标,如黏土矿物、石英单矿物、常量元素、稀土元素以及碎屑组分的放射性成因Sr-Nd同位素等,对西太平洋暖池北部和西部第四纪以来的沉积物来源进行了研究,结果表明暖池区沉积物主要来源于亚洲大陆和火山岛弧,部分来源于澳大利亚和/或新几内亚。本文系统归纳和总结了上述示踪指标在西太平洋暖池区的物源研究进展和成果,以及研究中存在的问题,并对西太平洋暖池沉积物源研究提出了几点建议。     

渤海主要汇入河流碎屑磷灰石地球化学特征及成因

渤海的碎屑物质详细记录了源区的地质信息,对其进行物源示踪研究有助于提高我们对周围造山带及黄河的演化、中国东部陆架海碎屑物质扩散等的认识。本文利用激光剥蚀电感耦合等离子质谱分别对辽东湾、渤海湾及莱州湾周围主要汇入河流的碎屑磷灰石进行原位微量元素分析,结合Kolmogorov-Smirnov统计方法的多维判别图与反向传播神经网络等方法,分析渤海主要汇入河流碎屑磷灰石的微量元素与稀土元素。结果表明在汇入渤海的主要河流中,碎屑磷灰石的微量元素主要以Sr元素与Y元素为主,且都出现较为明显的HREE富集,但在不同河流之间的碎屑磷灰石Sr元素与REE也存在一定差异,这可能与其母岩不同相关。     

山溪性河流锆石年代学对比及对东部海区物源示踪意义

碎屑锆石年代学常被用于示踪物源、重建源区古地理以及揭示区域构造-沉积演化历史。分析和收集了台湾山溪性河流及大陆东南部中小河流的碎屑锆石U-Pb年龄,探究了山溪性中小河流碎屑锆石年代学的主要控制因素,及对东部海区沉积物源的示踪意义。河流碎屑锆石年龄组成与流域基岩性质比较研究揭示,大陆东南部中小河流碎屑锆石年代学与流域基岩所经历的构造-岩浆活动对应,而台湾山溪性小河流的碎屑锆石年代学与流域沉积岩的构造-沉积演化历史密切相关。中国东南部山溪性中小河流的碎屑锆石年龄组成揭示出三类不同的物源端元：(1)东南沿岸的小河流具有极高的燕山期锆石峰值;(2)东南部中等流域规模的河流以明显的加里东期锆石峰值为特征;(3)台湾西部山溪小河具有较高比例的前寒武纪锆石以及明显的晋宁期和吕梁期峰值年龄。这些物源端元特征的确立为今后示踪末次冰期阶段东海内陆架和台湾海峡的粗粒沉积物来源提供重要参考。     

黄河下游营养盐浓度季节变化及其入海通量研究

2001年3月～2002年2月期间在黄河下游采集溶解及颗粒态营养盐样品,分析了黄河径流中各形态的营养盐的浓度及其月动态,估算此时段内黄河的营养盐入海通量。研究发现,溶解无机氮是溶解总氮的主要存在形式,硝酸盐是黄河中氮的最主要存在形态,其季节变化与水量变化趋势相反,年平均含量为(260.6±84.0)μmol/L,显著高于世界其它河流,为世界背景值(7.14μmol/L)的20多倍;黄河中磷主要以颗粒态存在,颗粒态磷含量变化规律与SPM的分布一致,其年平均含量为(16.2±22.9)μmol/L,磷酸盐含量较低,年平均含量为(0.42±0.20)μmol/L,与世界河流的平均水平相当。硅酸盐年平均含量为(122.0±18.2)μmol/L。每年约有17 200 t的总氮和1 600 t的总磷输入渤海,氮通量表现出在春季3月较高;磷通量在9月出现最高值,春季3,4月也较高;硅酸盐通量在3月出现最高值。     

黄河调水调沙期间黄河入海水沙的扩散与通量

以2007年夏季黄河调水调沙期间黄河三角洲海域3断面连续站及渤海南部24个大面站观测的流场、温度、盐度及含沙量资料为依据,分析了调查区水沙扩散特征,计算了各连续站的拉格朗日余流及泥沙输送单宽通量。结果表明,黄河入海泥沙扩散范围非常有限,主要分布在南至莱州湾西南部、北至北纬38°附近离岸约20km以内的带状沿岸区域;但黄河冲淡水出现大面积扩散,覆盖了整个莱州湾的北部和中部,最远可至龙口附近,黄河入海水沙扩散不同步。在现行河口和钓口流路废弃河口存在两个高浓度泥沙中心,分别对应于黄河入海泥沙和废弃钓口流路海域底质再悬浮产生的两个泥沙来源。河口及三角洲近岸切变锋的阻隔及辐聚作用,是大部分黄河入海泥沙沉积在河口及沿岸13m水深以内的主要动力因素。受余流方向及水体垂向湍动较弱的影响,两个高浓度泥沙中心很少有泥沙交换。冲淡水的大面积扩散主要受表层余环流的影响。余流及悬浮泥沙通量计算显示,夏季黄河入海水沙在近岸主要向东北方向扩散。     

山东半岛东部海域表层沉积物元素组成及物源指示意义

通过对山东半岛东部海域表层沉积物常量、微量元素、有机碳(TOC)以及碳酸盐(CaCO₃)等指标的分析,研究了该海域表层沉积物元素组成特征及其控制因素,并对物质来源进行了探讨。结果表明,山东半岛东部海域表层沉积物元素的平均组成与上陆壳(UCC)相比Al,K,Na,Mg,Fe,Ca,Cu和Zn等元素,相对较低,而Mn,Co,Ni,Cr以及REE元素含量较高,Si和Ti与UCC的含量相当。研究区砂粒级沉积物轻重稀土分异明显,(La/Yb)_N值与韩国河流的非常相近;其余粒级沉积物LREE分异较弱,标准化曲线与黄河沉积物的具有相似性。研究区沉积物的元素含量主要受控于源岩组成,存在明显的"粒级效应"。除此之外,Fe-Mn氧化物、生物碳酸盐等因素对元素组成产生一定影响。沉积物物源判别结果显示,山东半岛近岸及其东南部沉积物主要来源于黄河,该区域沉积物分布受山东半岛沿岸流及近岸潮流影响。研究区东北部为残留砂,其沉积物元素组成特征与朝鲜半岛和鸭绿江沉积物组成相近,表明研究区东北部砂质区沉积物代末次冰期低海平面时可能由朝鲜半岛或鸭绿江供应。     

渤海海砂资源分布特征及物源分析

海砂是十分重要的海洋资源,基于对渤海海域1 366个表层沉积物样品的粒度分析,确定了渤海海峡北部、辽东浅滩、辽东湾东岸、兴城-绥中近岸、秦皇岛近岸、曹妃甸、莱州浅滩等7个海砂资源区,分布面积约12 800km2。通过对表层沉积物样品的重矿物分析,对比前人研究成果,对各海砂资源区进行了物源分析,渤海海峡北部海砂资源区主要为老铁山水道潮流长期冲刷形成的粗粒沉积物堆积,辽东浅滩海砂资源区物质来源为老铁山水道冲刷物质的再堆积,其他海砂资源区物质主要来源于沿岸河流的输运。