长江水系沉积物碎屑矿物组成及其示踪意义

长江碎屑矿物组成研究表明,轻矿物以石英、长石和岩屑为主,不同支流轻矿物组成特征不同,成熟度指数平均是2.0,一般干流高于支流,成熟度随沉积物搬运距离增加而增大。QFL及QtFL三角图解显示长江沉积物主要来自再旋回造山带物源区,流域风化剥蚀速度较快,不同支流物质汇入干流,使得干流轻矿物组成复杂多变而难以和支流区别。重矿物含量从长江上游至下游呈递减趋势,其主要组合是磁铁矿-普通角闪石-普通辉石-石榴子石-绿帘石-褐铁矿-钛铁矿。红柱石和磷灰石是金沙江沉积物的特征矿物组合;蓝晶石是岷江流域的特征矿物;涪江的特征矿物是榍石;汉江的特征矿物组合是磷灰石、紫苏辉石和硅镁石;锆石是湘江的特征矿物。不同流域的特征矿物指示其源岩性质。上游的雅砻江、大渡河以及岷江等支流沉积物对中、下游干流沉积物的贡献较弱。涪陵以上长江流域风化作用强烈,母岩主要是沉积岩类(碎屑岩、泥岩);其下流域沉积物中近源弱风化物质明显增加,其源岩类型体现为岩浆岩和变质岩类;而金沙江攀枝花地区及湘江、沅江沉积物则更多来自流域内广泛分布的大片变质岩类。     

长江河流沉积物磁铁矿化学组成及其物源示踪

运用电子探针分析了长江干流和主要支流河漫滩沉积物中磁铁矿的元素组成.磁铁矿中的FeO平均含量稍高于其标准组成,而Fe2O3平均含量则明显低于标准组成;Ti、Al、Cr、V、Mn、Mg、Co和Zn等元素在磁铁矿中含量变化大,不同支流的磁铁矿的元素组成不同,同一取样点不同样品磁铁矿的元素组成变化也较大.金沙江、湘江、汉江及长江干流磁铁矿与钛磁铁矿、钛尖晶石、钒钛磁铁矿和铬铁矿等出溶交生,TiO2、Cr2O3和V2O3等元素含量高且变化大.金沙江磁铁矿富Mg、Al和Cr;大渡河、雅砻江和岷江磁铁矿中微量元素含量大多低于0.5%;涪江、汉江磁铁矿富Ti和V,而湘江磁铁矿富Ti和Al;总体上,长江干流上游磁铁矿富Ti,而下游磁铁矿中Ti、Al、Cr、V、Mg和Mn含量低于0.15%.干流磁铁矿的元素组成变化反映主要支流源岩组成及对干流影响程度的差异.     

现代长江沉积物地球化学组成的不均一性与物源示踪

长江沉积物从源到汇过程研究的关键是揭示长江沉积物的组成特征,准确识别其时空组成变化规律,这也是东部边缘海海陆相互作用研究和长江水系构造演化研究的关键.本文研究一些常用的元素地球化学参数在现代长江水系的河漫滩和悬浮沉积物中组成的时空变化特点.在稀土元素(REE)组成上,下游近河口段干流悬浮沉积物在季节性时间尺度上比较稳定,可以代表现代长江入海沉积物的平均组成,而长江主要支流和干流间REE组成变化较大,化学相态分析可以更好地揭示特定物源区的REE组成特征以及由矿物分异引起的REE参数变化.相比REE而言,悬浮物中Al/Ti与Zr/Rb比值更能敏感地指示不同物源区的源岩组成信息,且减弱水动力分选引起的粒级和矿物分异影响.长江入河口的干流悬浮物作为整个流域风化剥蚀细颗粒物质的平均混合,具有更好的源区平均组成的示踪特性;但在不同季节也存在不同的主导性源区,主要受控于流域内季风降雨区的迁移.在河流沉积物源汇过程重建中,要特别关注流域物质风化和输运的自然过程可能引起的这些地球化学参数变化.     

长江现代河流沉积物石英ESR信号强度空间分布特征及其物源示踪意义

近年来,石英ESR信号强度在风成沉积和河流沉积中都已被证明为一种行之有效的物源示踪指标。文章以长江流域干流不同河段及其主要支流为研究对象,共采集20个现代河流沉积物样品,对其粒度组成特征及其石英自然E'₁心,辐照5000 Gy的Al心、Ti心的ESR信号强度空间分布特征及其物源示踪意义进行了探讨,主要取得了以下初步认识：1）长江流域沉积物从上游地区到中下游地区经历了长时间、长距离的搬运,经过了充分的混合,且呈现"沿程细化"之趋势;本研究的长江流域干流河段及其主要支流（河漫滩及江心洲）的沉积物主要以125~500 μm的粒径组分为主,约占全样组分的60%~90%（平均为80%）。2）从上游河段到中下游河段,长江主要支流和干流不同河段沉积物石英自然E'₁心,辐照后的Al心和Ti心ESR信号强度都表现出了较好的空间分异性,即上游河段处于低端元值域而下游河段处于高端元值域。3）长江上游地区以及汉江是长江中下游干流沉积物的主要贡献者,而中下游地区的鄱阳湖水系和洞庭湖水系对长江干流物质的贡献度非常低。

     

长江河口水下三角洲沉积物组成变化及其环境意义

三角洲不同年代的沉积物组成记录了流域-河口-近海沉积物源汇过程动态变化信息。文章以长江河口水下三角洲A3-1和A6-6柱样为对象,进行了光释光（OSL）年代、粒度和元素地球化学分析,探讨了不同年代沉积物地球化学组成差异及其影响因素。研究结果表明,柱样长度为1.58 m的A3-1沉积物年龄为1070±50~1180±30 a（距今约1000~1200年）,柱样长度为1.80 m的A6-6沉积物为49±9~198±21 a（距今约50~200年）。柱样A3-1和A6-6元素组成存在显著差异,其中A6-6具有较高的Al、Fe、Mg、K、Ca、Cu、Cr、Co、Cd、V、U和Th等元素含量,而A3-1具有较高的Na和Zr含量。粒度是影响两个柱样元素含量的重要因素,利用Al归一化粒度影响后,柱样A3-1具有高Na和低Ca的特征,以及较低的Cr/Th比值。Ca/Al-Na/Al-Ti/Al三元图也清晰表明了A3-1和A6-6的物源差异。通过与长江主要输沙支流和黄河沉积物元素组成的比较,两个柱样元素组成差异的原因主要有两个：一是长江不同支流对长江沉积物贡献随着时间的变化,其中年龄较老的A3-1沉积物（距今约1000~1200年）更多来自汉江,年龄较轻的A6-6沉积物更多受到嘉陵江影响;二是黄河近千年南迁的影响,距今约50~200年的A6-6沉积物具有高Ca特征,反映了高Ca的废黄河物质对近期长江三角洲沉积的影响。研究表明,河口三角洲沉积物的组成存在动态变化的特征,通过年代和元素组成的分析,可以提供流域和海洋环境变化对三角洲沉积环境演变的控制信息。

     

长江现代沉积物碎屑锆石U-Pb年龄及Hf同位素组成与物源示踪研究

为研究长江沉积物物质来源,对长江流域24个现代沉积物样品进行碎屑锆石U-Pb年龄测试,并对10个样品做Hf同位素分析,结果表明:长江河流沉积物的碎屑锆石多为岩浆成因。碎屑锆石U-Pb年龄主要有6组峰:2.4~2.6Ga,1.8~2.0Ga,700~1000Ma,400~550Ma,200~300Ma 和<65Ma,其中200~300Ma和700~1000Ma为主要的两组峰。锆石U-Pb年龄谱系可区分出长江4个区段,即金沙江段、川江段、长江中游段和下游段,与地理分段相吻合。结合Hf同位素研究,可认为长江流域沉积物中生代-新生代的锆石主要来自松潘-甘孜褶皱带和秦岭造山带; 古生代的锆石多来自秦岭造山带; 元古代-太古代的锆石则多来自扬子克拉通、华夏地块和大别造山带。     

长江口启东—崇明岛航道沉积物中多环芳烃分布来源及生态风险评价

近年来我国长江河口有关沉积物中多环芳烃(PAHs)污染的研究主要集中在长江口近海及上海主城区滨岸等区域,而长江口航道则鲜有报道。本文在长江口启东—崇明岛航道区域采集表层(0~20 cm)沉积物样品,利用加速溶剂萃取技术提取,用高效液相色谱-荧光检测器对14种PAHs进行测定,研究其分布特征、环境来源和潜在的生态风险。研究结果显示,PAHs在所有沉积物样品中均有不同程度的检出,浓度范围为83.43~5206.97 ng/g,平均值736.95 ng/g。就PAHs单体而言,含量较高的是2~4环污染物,其中菲的含量最高,占各点位PAHs总量的9.04%~24.06%;其次为荧蒽和芘;具有高致癌性的苯并(a)芘在各个点位均能检出,占PAHs总量的0.94%~10.68%。与国内外类似河口和近海海域相比,本研究区PAHs处于中等污染水平。利用比值法解析PAHs的来源,菲/蒽(Phe/Ant)10且荧蒽/芘(Fla/Pyr)≥1的点位占所有采样点位的56.25%,表明区域内PAHs的主要来源是化石燃料的高温燃烧;位于航运码头附近采样点位的PAHs以石油源为主,部分点位呈化石燃料源和石油源混合污染特征。对照风险效应低值(ERL)和风险效应中值(ERM)进行初步风险评价,表明研究区域部分采样点位的PAHs具有潜在的生态风险。     

东海东北部海域表层沉积物黏土矿物来源及输运

利用X射线衍射,对东海东北部海域80个表层沉积物样品进行黏土矿物的相对含量分析.结果表明:东海东北部海域表层沉积物黏土矿物中伊利石（65.1%）含量最高,其次为绿泥石（26.6%）、高岭石（8.9%）和蒙皂石（4.3%）;矿物组合中伊利石-绿泥石-高岭石-蒙皂石型占绝对优势,伊利石-绿泥石-高岭石型较少.由外陆架至冲绳海槽,伊利石含量分布呈低-高-低-高;绿泥石呈低-高-低;高岭石分布趋势明显异于伊利石和绿泥石,含量值分布出现由高到低的趋势;蒙皂石在个别区域缺失,高值区呈斑块状分布在水深小于100 m的外陆架.快速聚类分析显示,黏土矿物可分为“类长江”、“类黄河”和“类台湾”3种类型,呈4个区域相间展布.“类黄河”型黏土矿物主要由黄海沿岸流将黄河、废黄河等物质再悬浮搬运而来,分布于29.5°N以北、127°E以西的外陆架区,并未越过东海外陆架进入冲绳海槽.外陆架区“类长江”型黏土矿物主要为低海平面时期古长江物质,并混有少量现代长江源悬浮物质;冲绳海槽区“类长江”型黏土矿物主要来自低海平面时期古长江物质.“类台湾”型黏土矿物主要由黑潮控制,由台湾经冲绳海槽南部搬运而来,沿陆坡附近沉积.      

晚更新世以来南黄海北部泥质区沉积物元素的分布及来源分析

为研究南黄海北部泥质区元素地球化学特征对于地层划分与物质来源的指示意义,对南黄海北部DLC70-3孔(孔深71.20 m)沉积物作了元素地球化学分析和物源判别。根据元素含量及比值的变化,可将DLC70-3孔岩心划分为5层,它们分别反映了末次间冰期(暖期)晚期以来黄海海面波动以及沉积物物源的变化。运用判别函数、MgO/Na₂O与CIA的散点图等方法分析了DLC70-3孔沉积物的物质来源,结果显示该孔沉积物主要来源于黄河,长江物质对该孔中上部及下部沉积物有较明显影响。DLC70-3孔物源指数反映0~4.50 m和27.80~38.80 m沉积物以黄河源为主,4.50~27.80 m、38.80~55.00 m和55.00~71.20 m沉积物以长江源为主;可见黄河从晚更新世中期到现代对南黄海北部沉积起着重要作用,而长江物质在晚更新世早期开始对南黄海北部沉积就有明显影响。     

南黄海沉积物磁性特征及其对物源变化的指示 ——以南黄海中部泥质区YSC-10孔为例

南黄海中部泥质区是东亚大陆沉积物巨大的汇,识别这一地区的物源变化对理解古气候和古海洋变化有重要作用.基于黄河和长江携带的碎屑物质在磁性特征上的差异,环境磁学参数、磁化率—中值粒径的相关性可用于指示南黄海中部泥质区物源的可能变化.根据YSC?10孔环境磁学参数变化和磁化率—中值粒径的相关关系,推测4.8 cal ka B...     

海南岛东南海域碎屑锆石年代学物源示踪及构造指示意义

为探索海南岛东南海域表层沉积物来源,揭示物源区主要地质构造演化事件,采用箱式取样法获取8个站位沉积物样品,进行锆石U-Pb定年.结果表明,773个有效年龄分布在33~3 205 Ma,主要年龄峰集中在燕山期(100 Ma、140 Ma和159 Ma)、印支期(242 Ma)和加里东期(439 Ma),次要年龄峰集中在新元古代(776 Ma、965 Ma)和古元古代(1 836 Ma、2 487 Ma),并零星保留太古宙基底年龄信息.少量变质锆石记录了加里东期和印支期强烈的变质事件.与潜在物源区对比分析表明,海南岛东南海域沉积物以约100 Ma的年龄峰值为识别标志,主要来源于海南岛.结合前人资料,本研究年龄频谱指示加里东期华夏武夷-云开造山带可延伸到海南岛,海西-印支期古特提斯洋的闭合及印支-华夏地块的碰撞导致其强烈的构造-岩浆-变质作用,燕山期受太平洋板块俯冲的影响发育多期次岩浆活动.      

长江口及邻近陆架沉积物中Pt、Pd分异的物源示踪

Pt/Pd比值在研究区分布呈显著的区域特征.南黄海沿岸流输送物质以Pt/Pd > 1为特征, 为古黄河三角洲来源; 长江流域来源物质以Pt/Pd≤1为特征.长江物源组分的影响范围广, 在125°E、33°N沉积物中还能发现受长江物质的明显影响.除了源岩中Pt、Pd分配因素外, 黄河和长江流域不同类型和程度的风化作用对沉积物中Pt、Pd分异起着关键的控制作用.虽然沉积物中氯含量、粒度效应在一定程度上影响着Pt、Pd分布, 但是没有造成显著的Pt、Pd分馏.Pt/Pd≤1区域中元素组成和长江沉积物的组成特征一致, 呈现比较强的硅质风化作用; Pt/Pd > 1区域沉积物中的元素组成和黄河沉积物一致, K/Na-Rb/Sr图解显示古黄河物质在再侵蚀、搬运和沉积过程中化学成分进一步分异.      

长江口北支沉积物粒度特征与沉积环境

长江口北支为喇叭口型中潮河口,在径流－潮流共同作用下,塑造了典型的心滩、边滩、沙嘴、潮流脊和潮汐汊道等地貌形态。本文根据所采集的长江口北支底质的粒度分析结果,利用数字地质方法对粒度参数进行对应分析;并在此基础上分析北支的沉积特征及沉积环境,揭示其沉积作用的动力机制。     

长江口崇明东滩沉积物间隙水中营养盐剖面及其数学模拟

2005年410月,对长江口崇明东滩潮间带高潮滩站位沉积物间隙水中营养盐成分进行了每月一次的连续观测。结果表明,该站点间隙水中营养盐NH4+和S iO32-的浓度一般在200400μmol/L之间;NO2-+NO3-以及PO43-浓度一般在1μmol/L以下,但9月份后的3次采样得到的沉积柱表层（010 cm）NO2-+NO3-浓度则一般超过10μmol/L,甚至接近100μmol/L。沉积物中有机N含量以及受粘土矿物含量影响的蛋白石（BS i）的溶解度是决定间隙水中NH4+和S iO32-的浓度的主要因素。间隙水中S iO32-浓度和温度之间存在着显著的正相关关系（P<0.01）,说明其主要是受温度影响的溶解过程的控制;而NH4+浓度与温度之间没有明显的相关关系,说明与S iO32-相比,沉积物中NH4+产出的控制因素较为复杂。我们采用了经典的早期成岩方程对NH4+和S iO32-浓度剖面进行了数学模拟,在模型中考虑了扩散作用、埋藏作用以及营养盐的代谢作用等因素。模拟结果表明,通过改变扩散项系数基本可以模拟出营养盐剖面中间浓度高、上下浓度低的总体趋势。此外,沉积速率和代谢反应速率也在不同程度上对模拟结果产生影响。      

波流共同作用下潮滩剖面沉积物和地貌分异规律——以长江口崇明东滩为例

通过对崇明东滩两个海滩剖面、表层沉积物和悬沙粒度以及同步水沙资料的分析,探讨波流共同作用下表层沉积物和地貌的分异规律。受波流共同作用的影响,表层沉积物中值粒径由破波带向两侧逐渐变细,分选由破波带向两侧逐渐变差,偏度由极正偏变为正偏,峭度由很窄尖变为宽平和中等峭度。由破波带向岸方向,流速逐渐减小,含沙量逐渐增加。悬沙和表层沉积物粒度特征的对比分析表明,潮间带上部的悬沙主要来源于破波带泥沙的再悬浮。破波带内泥沙以“波浪掀沙”引起的分选运移为主,而破波带两侧的泥沙以潮流对破波带水体的“平流输移”为主。以潮汐水位和高精度海滩剖面数据对崇明东滩微地貌类型按高程进行了新的划分。     

长江口表层沉积物粒度时空分布特征

结合近期长江口558个表层沉积物采样资料，分析了长江口表层沉积物时空分布特性，得到了近期长江口表层沉积物中值粒径和沉积物类型分布特征。横沙以上海域表层沉积物粒径洪枯季变化较小；浑浊带海域洪季粗，枯季细；口外海域则枯季粗，洪季细。横沙以上和口外海域沉积物类型洪枯季变化较小，浑浊带海域沉积物类型变化较复杂。无论洪枯季北港表层沉积物最粗，北槽次之，南槽最小。表层沉积物大小潮变化较小，两次采样平均差别为9.7％；沉积物年际变化随大通流量和输沙量的变化而变化。近十五年来，长江口表层沉积物类型变化较大的区域主要是北支上段、南北港分流口、北槽和南槽浑浊带海域，主要与河槽的自然演变和人类活动有关。结合Pejrup新三角图对长江口各沉积动力环境进行分区，对比各沉积环境亚区的粒度特征，并对黄河口、长江口、珠江口表层沉积物粒度参数进行对比。     

长江口沉积物全量硼的测定初探

利用ICP－AES测试方法准确测定长江口水下沉积物中的全量硼，对三种不同的样品消化方法进行了初步探索，我们认为HF－HCIO4－HNO3-H3PO4消化方法是可靠的理想的样品消化方法。     

崇明岛CY孔沉积物的磁性特征及其环境意义

对崇明岛CY孔样芯磁性特征的研究表明,该孔沉积物的磁性矿物以假单畴/多畴晶粒的亚铁磁性矿物为主.按磁化率等磁参数的变化可将该孔划分为7个磁性层.同时,参照沉积物粒度、化学分析结果,探讨了磁参数与沉积动力环境、地球化学环境的关系,并以磁性层位划分与岩性岩相分析、 14C测年相结合,建立了长江河口中全新世以来的沉积相序和地层层序.     

长江口海域表层沉积物中磷的形态分布及环境意义

用分级浸取的方法对2009年2月采自长江口海域27个表层沉积物样品中P的形态和相关环境特征进行了研究。结果表明,物质来源和沉积物粒度是各形态P的含量与分布的主要控制因素。Ex-P（可交换态磷）,Fe-P（铁结合态磷）,Al-P（铝结合态磷）,Lea-OP（可浸取有机磷）和CFA-P（自生钙磷）5种形态的沉积磷在适当条件...