长江水下三角洲表层沉积物粘土矿物分布及其影响因素

采用X射线衍射(XRD)分析技术分析了长江水下三角洲地区65个表层沉积物样品的粘土矿物。结果表明,长江水下三角洲粘土矿物主要由伊利石、绿泥石、高岭石和蒙皂石构成;长江水下三角洲亚环境粘土矿物组成则不同,三角洲前缘亚环境中高岭石和绿泥石的平均含量高于前三角洲的含量,而前三角洲亚环境中伊利石和蒙皂石的平均含量高于三角洲前缘的含量。研究区粘土矿物主要来自长江流域,属于长江源,其分布主要受沉积动力环境和粘土本身性质的制约。     

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。     

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。     

东海陆架表层沉积物粘土矿物组成分布特征及来源

依照Stokes定律,由256个东海陆架表层沉积物样品中提取了2μm粒级组分、制成定向片,通过X-射线衍射(XRD)分析以及Biscaye(1965)方法计算了蒙皂石、伊利石、高岭石和绿泥石四种矿物的相对含量。结果显示,东海陆架区表层沉积物粘土矿物相对含量由高到低组成为伊利石(平均65.4%)、绿泥石(平均14.4%)、蒙皂石(平均13.3%)和高岭石(平均6.9%);东海陆架表层沉积物中高岭石含量有向海减小的趋势;陆架区东北部和中南部的伊利石含量较低、蒙皂石含量较高,东南部的伊利石和蒙皂石含量分布与其相反;绿泥石在研究区东部和东北部含量较低。聚类分析显示,东海陆架2μm粒级沉积物可分为"类长江"与"类黄河"两种类型。类长江细颗粒沉积物主要分布在东海陆架中西部地区;类黄河沉积物在研究区东北部、东部和南部的部分区域分布。东北部的类黄河沉积物可能来自黄河或废黄河口,而南部和东部的细颗粒沉积物可能是晚更新世冰期干冷气候下形成的产物与现代河流入海细颗粒的混合物。     

楚科奇海-加拿大海盆表层沉积物中的粘土矿物

楚科奇海-加拿大海盆表层沉积物中主要存在3种粘土矿物组合:1)伊利石-高岭石-绿泥石-蒙皂石,仅见于加拿大海盆北部;2)伊利石-绿泥石-蒙皂石-高岭石,主要见于楚科奇海中部;3)伊利石-绿泥石-高岭石-蒙皂石,普遍见于研究区内除上述两海区以外的广大区域.就各粘土矿物的区域变化而言,总体上由楚科奇海向加拿大海盆,伊利石和高岭石呈含量增加趋势,绿泥石和蒙皂石含量呈减少趋势.根据粘土矿物的质量分数和粘土矿物间比值的区域变化,可大体以(74°30′N,175°W)和(71°30′N,150°W)两点连线为界,将研究区分为南、北两个明显不同的粘土矿物分区:南区以绿泥石和蒙皂石含量较高为主要特征,其中S/I和S/K普遍较高、而K/I和K/CH则普遍较低;北区则以伊利石和高岭石含量较高为主要特征,其中S/I和S/K普遍较低,而K/I和K/CH则普遍较高.粘土矿物的这种分布格局和区域变化表明,在北冰洋的楚科奇海-加拿大海盆海域,不论是粘土矿物的来源还是其分布变化的控制因素,都存在着明显的南、北之别:在该海域的南部,粘土矿物主要来源于阿拉斯加的岩石风化产物、育空河的入海物质以及东西伯利亚海沿岸主要河流的入海物质,其分布主要受来自太平洋的水流结构和西伯利亚沿岸流所控制;而在该海域的北部,粘土矿物则主要来源于加拿大马更些河的入海物质和由北冰洋欧亚海盆扩散而来的细粒物质,其分布主要受北冰洋的跨极漂流、来自大西洋的水流结构以及波弗特涡流等所控制.     

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。     

南黄海粘土矿物的分布特征

南黄海表层粘土组分中,按其主要粘土矿物的含量分布特征,可分为五个组合区: Ⅰ区为伊利石—绿泥石—蒙脱石—高岭石;Ⅱ区为伊利石—绿泥石—高岭石—蒙脱石;Ⅲ区为伊利石—蒙脱石—绿泥石—高岭石;Ⅳ区为伊利石—高岭石—绿泥石—蒙脱石;V区为伊利石—绿泥石—高岭石—蒙脱石。 其分布范围与沉积环境大体一致。     

南海北部西侧海域粘土矿物的含量分布特征及来源分析

应用X射线衍射(XRD)方法对南海北部西侧海域315个表层沉积物<2μm的粘土组分进行分析.结果表明,本研究区粘土矿物有伊利石、绿泥石、蒙脱石和高岭石,其组合特征在不同区域表现出明显的差异.根据粘土矿物的空间分布特征以及研究区的海底地形特征,研究区大致可以分为3个不同区块:A区是珠江口外的大陆架区域;B区是海南岛以东陆架陆坡区域;C区为西沙海槽至西沙群岛附近区域.根据研究区表层粘土矿物分布特征、周围河流供给的主要粘土成分以及洋流搬运作用,发现A区高岭石(平均含量为19%)主要来自珠江,伊利石与绿泥石(平均含量分别为53%和18%)主要由台湾的河流提供,有珠江物质的混合,蒙脱石含量较低(平均含量为10%).B区的高岭石(平均含量为13%)主要由海南岛的河流提供,蒙脱石(平均含量为16%)主要由吕宋岛的河流提供,B区东部的伊利石和绿泥石来自台湾的河流,B区西部伊利石和绿泥石主要来自红河、越南中部河流,海南岛物源亦有贡献.C区高岭石含量较低(平均含量为12%),越南中部河流和红河为C区蒙脱石(平均含量为14%)的主要物源区,C区东部伊利石和绿泥石来自台湾的河流,C区西部伊利石和绿泥石主要来自红河、越南中部河流.     

山东半岛近海表层沉积物黏土矿物分布及组合特征

对山东半岛近海表层沉积物进行黏土矿物分析,探讨了研究区黏土矿物分布和组合特征。结果表明,山东半岛近海黏土矿物组合以伊利石-蒙皂石-绿泥石-高岭石型为主,广泛分布在研究区北部、东部和东南外海,为黄河型物质;山东半岛南岸丁字河口及千里岩—石岛外海一带高岭石含量明显增大,黏土矿物组合为高岭石-伊利石-蒙皂石-绿泥石型或伊利石-高岭石-蒙皂石-绿泥石型,为半岛型物质。山东半岛近海黏土矿物分布和组合特征显示了近岸环流对黄河和山东半岛来源物质的搬运和扩散作用。     

马里亚纳海槽区粘土矿物组成及分布特征

根据７个岩芯粘土矿物的研究，马里亚纳海槽晚更新世以来的沉积物中主要粘土矿物是蒙皂石，其次是少量ＦｅＭｇ绿泥石和伊利石，蒙皂石和ＦｅＭｇ绿泥石主要是海底基性火山物质蚀变形成的自生矿物，伊利石主要是来自海槽北面和西北面陆上岩石的风化产物，蒙皂石由海槽北部向南部呈增加趋势，而伊利石则呈减少趋势，此外，在距今大约４５－１０ｋｇ形成的地层中蒙皂石呈减少趋势，伊利石则呈增加趋势，上述粘土矿物组成及分布主要与物     

近2.1 Ma以来帕里西维拉海盆黏土矿物输入变化及其对中更新世气候转型的响应

对帕里西维拉海盆PV090102孔2.1 Ma以来沉积物中黏土矿物的含量、特征参数和形貌特征进行了分析,结果表明,黏土矿物以伊利石（48%）和蒙皂石（34%）为主,绿泥石（13%）和高岭石（6%）含量较低。伊利石结晶度平均为0.29°△2θ,表明其形成于气候寒冷且水解作用弱的陆地源区;伊利石化学指数平均为0.32,表明该孔伊利石为富Fe-Mg伊利石,且经历了较强的物理风化。黏土矿物的组合特征和形貌特征表明,蒙皂石主要来源于周围火山岛弧,伊利石、绿泥石和高岭石主要来源于亚洲大陆风尘。在中更新世气候转型期,伊利石通量、绿泥石通量和高岭石通量均呈增加趋势,这与该孔总的风尘通量和风尘石英通量的变化趋势一致,且与亚洲大陆干旱化一致,表明其响应了中更新世气候转型期亚洲内陆的干旱变化,因而可以作为亚洲内陆干湿变化的示踪指标。此外,第四纪以来PV090102孔蒙皂石通量的变化与该孔火山物质通量的变化趋势具有很好的一致性,因而可以作为火山物质输入西菲律宾海的替代指标。     

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。     

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。     

南海西部表层沉积物黏土矿物的分布

对南海西部表层沉积物进行系统取样分析表明,该区黏土矿物总体以伊利石为主,平均含量超过50%,其次为蒙脱石、绿泥石和高岭石含量较低,伊利石和蒙脱石含量变化较大,两者呈负相关关系,而绿泥石和高岭石含量变化较小,两者呈正相关关系。根据黏土矿物组合及其分布特征,南海西部海域大致可以分为A、B、C、D四区,其中A区以高伊利石和低蒙脱石含量为特征,B区伊利石含量明显下降,蒙脱石含量增多,C区以较高蒙脱石含量和低绿泥石、高岭石含量为特征,D区为相对低伊利石,高蒙脱石、绿泥石和高岭石,且往东南方向蒙脱石含量增大,而伊利石含量下降。与邻区黏土矿物组合对比研究表明,高伊利石含量的A区物源,除来自华南大陆的珠江、韩江等大小河流外,可能有相当部分来自东北方向,包括台湾岛及台湾海峡等。越南岸外的陆坡区细粒沉积物与陆架区有明显的继承性,表明其物源主要来自中南半岛,而红河物源对陆坡及深海盆的影响相对较小。南部陆架-陆坡区的物源主要有湄公河和加里曼丹岛,但两者的混合明显。因此,从区域分布来看,来自台湾海峡的细粒沉积物对南海深海盆影响最大,这可能主要是有由于表层环流所致。     

西菲律宾海盆I8孔黏土矿物的物源分析

应用X-射线衍射(XRD)方法分析了菲律宾海盆西部I8柱状样35个沉积物样品中的黏土矿物组分,结果表明:I8孔中黏土矿物以伊利石(40%)为主,蒙皂石(28%)和绿泥石(20%)次之,高岭石(12%)相对较低,且伊利石结晶度较好。黏土矿物来源分析表明,伊利石主要来源于亚洲大陆的风尘输入;蒙皂石主要源于研究样品周围火山物质的蚀变;而绿泥石和高岭石可能主要源自吕宋岛风化产物。     

胶州湾表层沉积物黏土矿物分布特征及物源分析

利用X射线衍射（XRD）对胶州湾150个站位表层沉积物的黏土矿物组成及含量进行分析,研究了胶州湾表层沉积物黏土矿物的分布特征及其物质来源。结果表明,胶州湾表层沉积物中黏土矿物组成主要是伊利石（65.1%）和蒙脱石（17.1%）,其次是绿泥石（9.0%）和高岭石（8.8%）。在空间分布上,伊利石含量表现为西侧高、东侧低,高值区主要分布在大沽河、洋河口外两侧;蒙脱石含量高值区分布于胶州湾东北部、大沽河口东侧和湾口附近;绿泥石含量表现为东侧高、西侧低,且高值区整体呈条带状分布;高岭石含量表现为斑状分布,规律性不明显。黏土矿物物源分析表明,大沽河、洋河等入海河流所携带的陆源物质是胶州湾的主要物质来源,其中,大沽河是胶州湾沉积物中伊利石、蒙脱石和高岭石的主要物源,绿泥石则是大沽河、李村河及胶州湾东侧沿岸物质侵蚀风化产物共同作用的结果。     

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。