渤海表层沉积物中粘土矿物的研究

粘土矿物广泛分布于各种沉积物中。集聚在现代海洋沉积物中的粘土矿物是多种地质因素综合作用的自然产物,也是地质作用、自然地理条件和地球化学过程的具体反映。因此,研究粘土矿物组分是解决沉积条件的主要线索。     

渤海—北黄海沉积物黏土矿物特征及其环境意义

基于409个表层沉积物样品黏土组成的分析测试结果,结合周边河流沉积物黏土矿物组成数据,研究了渤海—北黄海底质沉积物中黏土矿物的分布特征、来源和输运趋势。渤海—北黄海底质沉积物中黏土矿物组分质量分数从高到低依次为伊利石(70%)、高岭石(12%)、绿泥石(11%)和蒙皂石(7%)。根据沉积物黏土矿物的组成和分布特征,可以把研究区分为2个区和6个亚区。I区物质来源主要为黄河,分布在黄河口外,向东北延伸至渤海海盆、东南向经莱州湾再向东北延伸至北黄海南部海域;II区物质来源主要为潍河、六股河、滦河和辽河等,还包括海岸侵蚀物质,主要分布在辽东湾、渤海湾北部和北黄海北部等海域。黏土矿物的输运和分布除了受到物源的影响外,主要受渤海环流的控制。     

帕里西维拉海盆西北部表层沉积物中粘土矿物的分布特征及物源分析

提要应用X射线衍射(XRD)方法对菲律宾海帕里西维拉海盆西北部的257个表层沉积物样品<2μm粘土组分进行了分析。结果表明,本研究区粘土矿物的组合特点是伊利石含量最高(平均含量47%),蒙皂石含量次之(平均含量35%),高岭石和绿泥石含量均很低(平均含量小于10%)。根据该区表层粘土矿物中伊利石、蒙皂石相对含量的分布,可以大体上分为两种含量组合类型,据此也可以划分出两个组合分区:Ⅰ.富伊利石分区,主要位于帕劳海脊和帕里西维拉海沟之间的大部分区域的地形平坦处;Ⅱ.富蒙皂石分区,主要位于研究区东部帕里西维拉海沟附近和南部零星区域。根据粘土矿物的平面分布特征,结合个别样品的扫描电子显微镜(SEM)和X射线能谱(EDS)分析,认为伊利石主要来源于研究区以西陆地及周边岛屿。伊利石的化学指数和结晶度指数表明,伊利石形成于物理风化较强的气候环境并可能与中国内陆黄土有关系,区内大部分蒙皂石具有富铁并含少量镁的特征,基性火山物质的蚀变是其主要成因,高岭石和绿泥石以陆源为主;风力的吹扬是研究区伊利石物质来源的主要输送方式,洋流作用对粘土矿物,尤其是蒙皂石矿物的分布具有一定影响。     

Clay mineral distribution in sediments of the Gulf of Thailand and the South China Sea

The 25 sediment samples collected from the Gulf of Thailand and the South China Sea were analyzed for clay mineral investigation. Results showed the presence of 35% montmorillonite, 13% chlorite, 30% illite, and 22% kaolinite in sediments of the Gulf and also 16% montmorillonite, 21% chlorite, 41% illite, and 22% kaolinite in sediments of the South China Sea. The relatively high concentration of montmorillonite in sediments of the Gulf as compared with that in sediments of the South China Sea may suggest that montmorillonite in these area has been largely derived from soil formation of the bordering land areas of the Gulf, particularly from the northern part of Malay Peninsula. On the contrary, the content of illite in sediments of the South China Sea is higher than that in the Gulf. This mineral appears to have been supplied from Borneo as well as the Mekong Delta. However, chlorite which shows a similar distribution to that of illite in sediments of the Gulf and the South China Sea has not indicated Borneo Isl. as a principal source area for chlorite. Greater resemblance in amount of kaolinite in both sediments of the Gulf and the South China Sea is due to the prevailing distribution of kaolinite as low latitude clay mineral on the bordering land areas. The distribution of clay minerals in sediments of the study area appears to be closely related to the soil formation and geology of the adjacent land areas.This work was carried out at Geological and Mineralogical Institute, Tokyo University of Education.     

渤海湾西部表层沉积物粒度及黏土矿物特征分析

对渤海湾西部海域和西岸入海河流中76个表层沉积物样品进行粒度及黏土矿物分析,研究表明该区有3种沉积物类型,黏土质粉砂分布于整个研究区,约占表层样的90%,是研究区最主要的沉积物类型;研究区黏土矿物以伊利石为主,黏土矿物组合为伊利石-高岭石-绿泥石-蒙皂石;渤海湾西部表层沉积物主要来源于海河等渤海湾西岸入海河流中的陆源碎屑物,滦河对研究区基本没有影响,黄河对研究区的影响变得比较小。对于研究渤海湾西岸的沉积特征及沉积物物源、了解陆地河流对于研究区海洋沉积环境的影响有着一定的科学意义。     

渤海湾北部底质沉积物中黏土矿物组成与物源研究

采用X射线衍射物相分析,对渤海湾北部166个表层沉积物样品和A435柱状样中的23个沉积物样品的主要黏土矿物含量组成进行分析。研究结果表明:渤海湾表层沉积物黏土矿物中伊利石(53.0%)含量最高,其次为蒙脱石(27.9%)、绿泥石(9.9%)和高岭石(9.2%),黏土矿物组合为伊利石-蒙脱石-绿泥石-高岭石型。渤海湾北部表层沉积物可分成3个沉积区,分别代表不同的沉积物来源:北部沿岸为滦河-海河物源区;中部和东部为黄河-海河物源区;西部沿岸为海河物源区。渤海湾北部表层沉积物黏土矿物分布和组合特征显示了渤海湾环流对海河、黄河和滦河来源物质的搬运和扩散作用。A435柱状样各黏土矿物含量在100cm以上层段具有很大的波动性,推测主要为黄河在1048—1128年和1128—1855年的改道事件的影响。     

The distribution characteristics of clay minerals in the northern South China Sea

The clay minearals are composed of illite, chlorite, kaolinite, montmorillonite and mixed-layer minerals in the submarine sediments of the northern South China Sea. Three types of clay mineral zone can be recognized on the basis of the distributive regularity of clay minerals, submarine relief, hydrodynamic conditions and depositional characteristics in this region. Apart from the northern mainland source, kaolinites carried from the Philippines volcanic arc in the east and Malaysia in the south are also assumed to be one of the sources of the clay minerals in the deep sea. The increase of chlorites to the abyssal direction in the west of 116° E might be associated with the residual chlorites carried from the ancient Zhujiang River during the glacial period and the conversion of kaolinite into chlorite submarine volcanoes appear to be one of the sources of the increment of montmorillonite and chlorite around the Huangyan Island. From the distribution pattern of clay minerals in the whole area, it is kn     

东菲律宾海帕里西维拉海盆第四纪黏土矿物组合特征及物源分析

应用X射线衍射(XRD)方法对东菲律宾海帕里西维拉海盆的两个重力柱状样F090815和F100609的第四纪沉积物进行了黏土矿物分析。结果表明,南北两个柱状样黏土矿物呈现不同的组合特征。南部的F090815岩心蒙皂石含量(平均50%)最高,伊利石(平均37%)次之,含少量的绿泥石和高岭石(平均13%);北部的F100609岩心为伊利石含量(平均47%)最高,蒙皂石(平均39%)次之,含少量的绿泥石和高岭石(平均14%)。根据黏土矿物含量及特征变化可将两根柱状样划分为4段,并根据黏土矿物组合特征及化学指数和结晶度,认为蒙皂石主要来源于研究区东部紧邻的马里亚纳海槽基性火山物质的蚀变;伊利石主要来源于物理风化作用强烈的陆地,并很可能与亚洲风尘有关;绿泥石与伊利石有着相同的来源;高岭石在此区含量非常低,也证明了与伊利石和绿泥石来源相同。另外,两柱状样黏土矿物特征变化趋势不同,是由于整个F090815孔所揭示的地层大概只相当于F100609孔的第IV段沉积期,是该沉积期更高分辨率的反映。     

南海西北部表层沉积物黏土矿物分布特征及其来源

黏土矿物研究在示踪物源、源区风化历史乃至洋流变迁能力等方面具有重要的作用,尽管目前对南海表层沉积物黏土矿物宏观分布特征已获得了较系统的认识,但在受珠江和海南岛物源共同影响的南海西北部其高分辨率的黏土矿物学工作还未开展。本文对南海西北部表层沉积物中的黏土矿物组成、结晶学特征进行了分析,讨论了研究区黏土矿物的物质来源。结果表明,南海西北部表层沉积物的黏土矿物组成以伊利石为主（平均45%）,蒙脱石（平均27%）与高岭石（平均21%）次之,绿泥石含量最少（平均6%）。在区域空间分布上,蒙脱石含量呈现西南高东北低的特征,伊利石含量则与之相反;高岭石含量表现为近岸高离岸低,而绿泥石含量呈现离岸高近岸低的特征。总体上,研究区表层沉积物黏土矿物组成与现代珠江沉积物组成差异较大,而与珠江口2.5 ka前的沉积物黏土矿物组成比较接近,并且结合研究区岩心揭露的全新世以来极低的沉积速率（4 cm/ka）以及上部很薄（小于0.6 m）的泥质沉积,推测该区表层沉积物可能并非是现代沉积的结果,更可能主要来自全新世末期古珠江输送的沉积物。除古珠江作为研究区表层沉积物中蒙脱石的一个主要来源外,海南岛北部河流也贡献了少量蒙脱石到其邻近的东南海域。运用高岭石/伊利石比值和伊利石化学指数等进一步对比分析表明,珠江是研究区沉积物中伊利石、高岭石和绿泥石的主要物源,其次台湾和海南岛也可能分别提供了少量富含伊利石/绿泥石和高岭石的沉积物。本工作对于南海西北部沉积物源-汇过程和相应的古环境研究有重要的参考意义。     

北极圈海域表层沉积物的黏土矿物特征及其环境意义

应用X射线衍射(XRD)分析技术对北极圈海域15个表层沉积物的黏土矿物进行了研究。结合伊利石的结晶度指数综合分析了研究区黏土矿物的组成和分布特征及其物质来源、沉积环境和水动力条件。结果表明,北极圈海域研究区的黏土矿物以伊利石为主(33%),其次为伊/蒙间层矿物(25%)、绿泥石(23%)、高岭石(15%)以及蒙皂石(4%)。伊利石的开形指数(Ns)都比较小,大多在1~2之间,Ns的分布对物源有一定的指示意义。楚科奇海区具较弱的水动力条件,沉积环境较稳定;白令海具强烈的水动力条件,属于冲刷环境。认为北极圈海域研究区的黏土沉积物均有三方面来源,即河流输入、海洋自生和冰筏搬运物。     

大连湾近海表层沉积物矿物组合分布特征及其物源环境

对大连湾、大窑湾外近海表层沉积物进行了黏土矿物X射线衍射分析以及轻矿物的分离和鉴定,根据其组合分布特征,探讨了该区沉积物中黏土矿物和轻矿物的来源,并对沉积环境及其主控因素进行了初步分析。结果表明:研究区黏土矿物主要由伊利石(59%)、蒙皂石(20%)、绿泥石(16%)和高岭石(5%)组成,研究区西部伊利石较高,而东部绿泥石较高,蒙皂石有向湾内富集的趋势。轻矿物由斜长石(45%)、石英(34%)、钾长石(10%)、绿泥石(8%)、白云母(2%)和方解石(0.4%)组成,呈东西向条带状分布,与沉积物粒度分布特征较为一致。矿物分布受潮流、地形影响明显,研究区北部近岸水下岸坡区,水动力条件较强,沉积物粒度较粗,矿物组合以长石、石英富集为特征;向南水深增加,东部为一水下台地,矿物组合以白云母、绿泥石含量高为特征;研究区南部水深增加,又出现一水下岸坡,其下地形趋于平坦,因受出入渤海的潮流和进入渤海的黄海暖流的影响,水动力条件最强,沉积物粒度较粗,长石含量最高,轻矿物含量高。研究区潮流、地形对矿物组成、组合和含量具有控制作用。北部水下岸坡及以内近岸浅水区沉积物粒度较粗,轻矿物含量低,石英、长石含量高,物质主要来自沿岸侵蚀及周边河流注入。其外侧的水下台地上沉积物粒度较细,白云母、绿泥石含量高,主要为通过东部海域自西向东进入研究区的远源物质;离岸较远的深水岸坡之下,沉积物粒度最粗,轻矿物含量高,石英、长石含量富集,可能在潮流作用下接纳了较多的近岸和邻近区域的物质。     

南海表层黏土矿物的分布与来源

南海表层黏土矿物组合主要包括伊利石、绿泥石、高岭石和蒙皂石,这些矿物在不同地区不同水深有着不同的分布特征,而物源区的不同是导致分布特征存在差异的主要因素。结合在南海西部和北部的工作以及近年来其他学者发表的南海表层黏土矿物资料将其大致分为东南西北4个部分,并确定各自的物源区。台湾和吕宋岛是南海东部表层黏土矿物的主要来源;湄公河、婆罗洲、巽他陆架和印度尼西亚岛弧是南海南部的主要物源区;南海西部表层黏土矿物主要来自红河、湄公河、珠江、台湾、巽他陆架、印度尼西亚岛弧以及婆罗洲;珠江、台湾、长江和吕宋岛则是南海北部的主要来源。     

The clay mineralogy of particulate material from some surface seawaters of the eastern Atlantic Ocean

The concentrations of the clay minerals montmorillonite and illite have been determined in 28 samples of particulate material from surface (0–～5 m) waters along the eastern margins of the Atlantic Ocean, and the concentrations of chlorite and kaolinite have been determined in nineteen of the samples.The average concentration of the four clays in the particulate material decreases in the following order: illite (～42%) > kaolinite (～25%) > chlorite (～19%) > montmorillonite (～14%). There are specific trends in the latitudinal distributions of illite and kaolinite in the particulate material; illite decreases and kaolinite increases towards low latitudes. These trends are also found in eolian dusts and deep-sea sediments from the same region, and these clays are considered to have a detrital origin.The concentrations of montmorillonite in the particulate material and deep-sea sediments are similar in the North Atlantic. However, in the South Atlantic the sediments contain about twice as much montmorillonite as does the particulate material. It is suggested that whereas the montmorillonite in North Atlantic deep-sea sediments is largely detrital, that in South Atlantic sediments is both detrital and authigenic.     

南海中南部表层沉积物黏土矿物分布及控制因素

利用南海中南部表层沉积物151个样品中黏土矿物的测试数据,计算了主要黏土矿物含量的平均值并编制分布图,据此分析黏土矿物的分布特征及其控制因素。南海中南部表层沉积物中的黏土矿物组合类型为伊利石-蒙脱石-高岭石-绿泥石,含量平均值依次为47%、19%、17%和16%。高岭石含量分布具有北部低、南部高的特点,与之对应的是蒙脱石矿物含量呈现北部高、南部低的趋势。伊利石和绿泥石含量分布规律不甚明显。前者呈现北部略高、南部稍低的分布趋势,含量变化起伏较大;后者的含量变化呈西北陆坡区稍偏低,其他部位含量分布均匀的趋势。伊利石/高岭石含量的比值变化与高岭石含量变化呈明显的负相关关系。从黏土矿物含量的分布规律来看,控制本区黏土矿物分布的主要因素有物源的搬运和输送、水动力条件变化、海底火山活动、地球化学环境影响等。     

长江粘土矿物示踪标记稳定性的初步研究

选择物质来源相对单一、区域较广的浙江沿岸东海内陆架区，以4种主要粘土矿物(伊利石、蒙皂石、高岭石、绿泥石)为研究对象，以探讨长江粘土矿物作为示踪标记的稳定性问题。研究区5组沉积物样品中粘土矿物的X射线衍射实验及含量分析结果表明，伊利石、蒙皂石和高岭石的相对含量较稳定，具有作为长江物源示踪标记的价值．而各区域的绿泥石含量之间不具有显著的统计相似性。现有资料还不能完全解释长江口及邻近东海内陆架区内粘土矿物组合的相对稳定状态，今后应对絮凝作用、沉积分异作用、海底生物地球化学作用等因素的效府做进一步的研究。     

中太平洋西部深海沉积物中的火山碎屑与粘土矿物

对于太平洋深海沉积物的研究虽有很久的历史(如1873-1876年“挑战者”号的科学考察),但对该区开展深入系统的岩石学和矿物学研究却是六十年代以后的事.随着研究手段的发展和进步,已积累了关于该区深海沉积物的大量资料.目前我国的海洋工作者也正在努力开展这方面的科学研究工作.     

南海粘土矿物组合特征及其环境意义

利用X射线衍射法(XRD)对南海12个海底表层沉积物和20个悬浮物样品中粘土矿物组成和分布特征进行了综合分析。结果表明:(1)研究区的表层沉积物粘土矿物以伊利石为主,其次为绿泥石、高岭石、伊/蒙间层矿物以及蒙皂石;悬浮物粘土矿物是以绿泥石为主,其次为高岭石、蒙皂石、伊利石以及伊/蒙间层矿物。(2)粘土矿物的组成和分布特征主要受气候条件、物质来源、水动力条件及相互间稀释作用的制约。伊利石的含量随离岸距离和水深的增加呈增大趋势;高岭石则在近岸区特别是河口区富集;绿泥石在西部沿岸海区的含量较低,在东部岛弧和北部台湾岛附近海区的含量较高;蒙皂石与火山作用密切相关,在东部火山岛弧附近海区含量较高。(3)粘土沉积物的来源以河流输入为主,海洋自生和风尘搬运对该区的沉积影响不大。(4)深海悬浮物粘土矿物的组成变化能够很好地指示短尺度气候环境的变迁,伊利石的结晶程度对气候和环境变化反映灵敏,其随所处环境的压力增大而变差。     

海底地形特征对东菲律宾海表层黏土矿物分布的影响

对东菲律宾海帕里西维拉海盆南部的125个表层沉积物样品的黏土矿物组成、含量及其矿物学特征进行了分析。研究结果表明,研究区黏土矿物组成以蒙脱石为主,平均含量为49%;其次是伊利石,平均含量为35%;绿泥石平均含量为11%;高岭石含量最少,平均含量为5%。通过将研究区黏土矿物组合特征与潜在物源区进行对比,并结合主要黏土矿物的结晶学特征,认为蒙脱石主要来源于帕里西维拉海盆周边的海山或海脊物质的风化和蚀变,其分布可能主要受控于底层洋流;伊利石和绿泥石主要来自于亚洲大陆,风力吹扬为其主要输运方式。黏土矿物表层分布显示伊利石主要富集于地势较低处,蒙脱石在靠近帕劳海脊和雅浦海脊等地势较高处呈现高值。由于较少受到周边海山或海脊物质稀释和底层洋流侵蚀作用的影响,东菲律宾海深水区沉积物中风尘组分通量最能代表亚洲大陆风尘对研究区的实际贡献量,这一研究将对从东菲律宾海沉积物中提取亚洲大陆风尘物质输入信号进而追溯亚洲大陆的古气候演化历史具有重要意义。     

云南星云湖断陷湖盆中粘土矿物组合特征与沉积环境关系的初步探讨

于１９８８年对云南星云湖盆地区进行调查，运用Ｘ射线衍射，差热分析，红外光谱分析和扫描电镜方法，对该盆地的第四系泥岩和现代沉积环境的泥质沉积物的４９个样品进行研究。发现，现代环境中粘土矿物分布规律明显，且与第四系沉积物有对比性，从而推断盆地沉积环境分布和演化与泥质沉积物的微量元素聚类分析结果相吻合。     

淮河中游沉积物中黏土矿物组合特征

采用X射线衍射物相分析,对淮河中游河床表层沉积物中的主要黏土矿物含量组成进行分析。研究结果表明淮河中游沉积物的黏土矿物组合为伊利石(52.3%)-高岭石(17.0%)-蒙脱石(16.8%)-绿泥石(13.9%)型。淮河中游沉积物黏土矿物与长江、黄河沉积物黏土矿物相比,兼具黄河沉积物富蒙脱石的特征和长江沉积物富高岭石的特征。其伊利石与蒙脱石的比值均在6以下,与黄河沉积物接近;高岭石与绿泥石比值在1以上,与长江沉积物接近。淮河流域地处中国南北气候过渡带、长江流域与黄河流域之间,流域两侧气候和地质背景的差异是形成淮河中游沉积物黏土矿物组合的主要原因。淮河以南地区气候接近长江流域,其沉积物主要是秦岭-大别山造山带岩石在以化学风化为主的风化条件下形成的,沉积物黏土矿物中高岭石含量比较高;淮河以北地区气候接近黄河流域,其沉积物主要是黄土、黄泛沉积物和黄河冲积物在以物理风化为主的风化条件下形成的,因此,沉积物黏土矿物中蒙脱石含量比较高。