中国渤黄海的沉积物源及输运路径研究

基于中国渤黄海120个表层沉积物粒度分析,研究了其表层沉积物分布特征与物源和水动力的关系。结果表明,研究区底质类型主要有黏土质粉砂、粉砂、砂质粉砂、粉砂质砂、砂和砂-粉砂-黏土6种类型,以砂质粉砂和黏土质粉砂为主,整体粒度较细、分选较差,在老铁山水道、莱州湾、北黄海北部等水动力较强区域分选相对较好且沉积物粒径相对偏粗。根据沉积物粒度参数、物源、输运路径将研究区划为5个沉积区,分别为渤海湾、滦河口粉砂沉积区,黄河口、莱州湾砂质沉积区,渤海中部粉砂质沉积区,北黄海西部黏土质粉砂沉积区,北黄海北部砂质沉积区。物源和水动力条件控制了研究区沉积物粒度分布。     

青岛海岸带及邻近海域地形和沉积物类型研究

研究了青岛海岸带及邻近海域的地形特征、沉积物类型及分布特征。总体看来,沿海岸粒度较粗,为砂、粉砂质砂等,向海深处粒度有逐渐变细的趋势,海深处的沉积物主要为砂—粉砂—黏土,局部为粉砂质黏土、黏土质粉砂和黏土质砂。灵山岛周围,沉积物粒度较粗。胶州湾口内外为一海底深槽,水深流急,冲刷强烈,沉积物粒度非常粗,主要为粗砂、中砂,局部有基岩出露。深槽南北两侧各有一条突出海底的砂脊,平行于深槽延伸方向砂脊由中砂组成,混有少量黏土,北侧砂脊表面呈不规则起伏,南侧砂脊表面则较为平整。胶州湾内沉积物粒度总体较细,主要为粉砂质黏土、黏土质粉砂及砂—粉砂—黏土等。根据沉积物类型及分布特征,可把青岛海岸带及邻近海域的沉积划分为4个沉积区:胶州湾口及滨岸现代沉积区、北部浅海沉积区、南部浅海沉积区和残留—残余沉积区。     

南海北部表层沉积物类型及沉积环境区划

对南海北部224个表层沉积物样品的粒度组成和碳酸盐含量进行了测试和分析,探讨了沉积物的运移方式及其沉积环境。结果表明,南海北部表层沉积物可划分为砾砂、粗砂、中砂、细砂、粉砂质砂、砂质粉砂、砂-粉砂-黏土、黏土质粉砂、粉砂质黏土、黏土等类型,其中深海-半深海沉积物又可分为:硅质黏土、钙质黏土、含钙质和硅质黏土、有孔虫砂、钙质黏土质粉砂、钙质砂-粉砂-黏土、硅质黏土质粉砂。粉砂质黏土、黏土质粉砂、砂、砂质粉砂、黏土是分布最广泛的沉积物类,约占该区面积的80%以上。同时对粒度相关参数和碳酸盐含量进行了因子统计分析并作沉积环境分区,结果表明上述参数可分为3类因子,将研究区分为4类区域。因子1作用于Ⅰ、Ⅱ两个区域。Ⅰ区为黏土级沉积区,主要分布在研究区东南部水深较大的海域;Ⅱ区为中、细砂质沉积区,主要分布在粤西外大陆架和华南大陆沿海。因子2作用于Ⅲ区,为粗、中粉砂质沉积区,主要分布在琼东南、珠江口外海大陆坡以及台西南外大陆架。因子3作用于Ⅳ区,为粗砂质沉积区,主要分布在台西南内大陆架海域。     

山东半岛东北部滨浅海区表层沉积物粒度及矿物成分

对山东半岛东北部滨浅海区海底表层沉积物的粒度和矿物组分进行了分析,探讨了其物源及其粒度分布特征与沉积动力条件的关系。结果表明,本区表层沉积物主要来源于现代黄河物质,底质类型主要有黏土质粉砂、砂质粉砂和粉砂质砂3种类型,其中黏土质粉砂约占该区沉积物分布面积的60%以上,呈“Y”形由西北向东南展布。研究区沉积作用的主控因素是黄海沿岸流,各粒级组分的分布和粒度参数特征与海流的方向和强弱有明显的相关性。     

南黄海西部陆架区表层沉积特征与物源分析

对南黄海西部陆架区626个海底沉积物进行了沉积特征分析,包括粒度和黏土矿物测试。研究结果表明,研究区的表层沉积物类型主要包括砾石、砂、粉砂质砂、砂质粉砂、粉砂、砂质泥和泥。依据表层沉积物成因,将调查区分为4个区:苏北近岸老黄河细粒沉积物区、中东部的残留砂沉积区、西北部的准残留砾石区和东北部的山东半岛水下楔形体末端沉积区。研究区的黏土矿物组合类型主要为伊利石-蒙皂石-绿泥石-高岭石,组合类型与黄河黏土矿物组合类型相同,表明主要物质来源于黄河。研究区中东部分布有粉砂质砂和砂,具有滨岸环境的沉积特征,而与现在所处的沉积环境不相一致,它们被解译为形成于全新世早期的滨岸环境,并在海底留存至今,属"残留沉积"。     

南海南部表层沉积物粒度分布特征及其影响因素

对取自南海南部的153个表层沉积物样品,进行了粒度、粒度参数计算和Q型聚类分析,探讨了表层沉积物的粒度分布特征、沉积类型及影响因素。结果表明,研究区沉积物主要粒级组分为黏土和粉砂,底质类型主要为泥,还有粉砂质砂、砂质粉砂和粉砂,平行于等深线基本呈带状分布;结合Q型聚类分析结果,研究区沉积物可分为外陆架及陆架坡折区粗粒沉积物(砂和粉砂)和陆坡区细粒沉积物(泥)两类,500m等深线是两类沉积物的分界线;对比粒度分析结果,判定两类沉积物属于不同成因类型,外陆架及陆架坡折区是现代沉积和残留沉积的混合沉积,陆坡区是现代沉积;影响南海南部表层沉积物粒度分布的主要因素是物源、水动力条件、水深与地形及洋流。     

楚科奇海陆坡ARC5-M06柱样晚更新世以来黏土矿物组成变化的古环境意义

对中国第5次北极科学考察采自楚科奇海陆坡的ARC5-M06柱样进行粒度、冰筏碎屑、碎屑矿物、黏土矿物、岩心XRF扫描、沉积物颜色分析,初步建立了楚科奇海陆坡晚更新世MIS3期以来的沉积地层框架。ARC5-M06柱黏土矿物组合类型为伊利石(66%)-绿泥石(22%)-高岭石(9%)-蒙皂石(3%)组合,与北冰洋边缘海表层沉积物黏土矿物组合类型对比表明,MIS3期以来楚科奇海陆坡除MIS3期晚期黏土矿物陆源主要来自北美大陆的加拿大马更些河入海物质及少量太平洋水团携入的北美育空河入海物质外,其他时期均主要来自于东西伯利亚海的输入;自MIS2末次盛冰期以来,陆坡与海盆的黏土矿物源区发生了改变,陆坡主要来自于东西伯利亚海的输入,海盆主要来自于北美大陆物源输入,受波弗特海的输入影响较大。     

舟山群岛表层沉积物粒度和黏土矿物分布特征与物源指示

通过对舟山群岛表层沉积物样品的粒度分析和黏土矿物含量测定,研究了表层沉积物的粒度分布特征及黏土矿物组成。利用Flemming三角图示法分析了研究区域的沉积动力环境,并探讨了沉积物的物质来源。结果表明,舟山群岛表层沉积物共有5种类型,其中粉砂含量最高,呈片状广泛分布于舟山群岛东部宽阔海域;研究区表层沉积物分选性较差,以正偏为主;沉积物样品在Flemming三角图上投影显示,粉砂沉积物集中在D-Ⅱ,E-Ⅱ,E-Ⅲ区,砂质粉砂等沉积物零星分布在D-Ⅱ,C-Ⅱ及S区,表明研究区沉积物整体粒径较细、岛屿间水动力较强,开阔水域水动力较弱。研究区黏土矿物中伊利石为优势矿物,质量分数均值为61.5%;其次为绿泥石,质量分数均值为15.0%;高岭石和蒙脱石含量较少,质量分数均值分别为12.7%和10.9%。黏土矿物组合类型以伊利石-绿泥石-高岭石-蒙脱石为主,伊利石-绿泥石-蒙脱石-高岭石次之,具有类长江型沉积物特征。舟山群岛表层沉积物以陆源成因为主,物质来源以长江为主、浙江河流入海输沙以及舟山群岛岩石风化产物为补充。     

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。     

闽浙沿岸东部海域表层沉积物粒度特征及其沉积环境

对闽浙沿岸东部海域83个表层沉积物样品进行了粒度分析,探讨了沉积物类型和粒度参数的分布规律,并分析了物源和水动力条件对沉积物分布格局的影响。结果表明,研究区底质主要有砂、粉砂质砂、泥质砂、砂质粉砂、粉砂和泥6种类型。表层沉积物平均粒径为2.01~7.58Φ,呈现由岸向海粒度变粗、砂含量明显增加、粉砂和黏土含量明显减少的趋势;标准偏差0.48~2.86Φ,分选较差,但由中部向东西两侧分选性变好。研究区近岸细粒沉积物主要来源于长江等沿岸河流携带来的泥沙,外部粗粒沉积物主要是具有滨岸沉积特征的陆架源残留改造沉积,而闽浙沿岸流和台湾暖流对沉积物的分布起着主要的控制作用。依据粒度及其参数特征,综合考虑物源和水动力条件的影响,将闽浙沿岸东部海域划分为3个沉积区:近岸泥质沉积区、中东部混合沉积区和外陆架砂质改造沉积区。     

东海陆架晚第四纪沉积物化学成分及物源示踪

东海陆架EA1孔和EA5孔沉积物化学成分变化范围较大。与东海陆架表层沉积物相比，钻孔沉积物的Si,Al,Mg,Mn,Ti,P,Ba,Zr,Co,Ni,Cu,Zn,Cr明显偏高，而Fe,Na,Ca,Sr,Li,U明显偏低，与全球大陆地壳化学组成相比，钻孔沉积物的Si,Li,Rb,Ba,Th,Zr,Hf,Cu,Zn,Pb偏高，而Al,Na,Ca,Mg,Fe,Mn,Ti,P,Sr,U,Co,Ni,V,Cr偏低，钻孔沉积物的化学成分在垂向上具有明显变化，主要受岩性和沉积环境的控制，钻孔沉积物中元素的富集因子（EF）均小于10，接近于1，表明钻孔沉积物主要来自大陆地壳，一些元素因分异或外来物质加入而富集，一些元素则因分异带出而亏损，钻孔沉积物源区的DF值判别表明，钻孔沉积物与现代黄河，长江沉积物均有亲缘关系，可能是在末次冰期最盛期，由于气候带南移，干旱区域扩大，在古长江搬运沉积物中类似现今黄河沉积物的干旱组分明显增加，从而导致了地球化学示踪结果的长江与黄河双重性，或者说古气候的变化导致了古长江搬运物质成分的变化。     

钱塘江中下游沉积物磁性特征及其对沉积动力环境的指示意义

利用2010年1月与2010年8月采集的钱塘江中下游河床沉积物粒度和磁性测量数据以及2010年8月测量的流速数据,分析了沉积物粒度和磁性的时空分布特征,探讨了粒度和磁性参数对沉积动力环境的指示意义.结果表明:(1)冬季河床沉积物以粉砂和黏土为主,夏季以粉砂和砂为主,沉积物粒度呈现从中游到富春江水库逐渐变细、近口段到河口...     

Distribution and Origin of Hydrocarbons on a Transarctic Transect

The paper summarizes results on the content and composition of aliphatic hydrocarbons (HCs) in suspended particulate matter (SPM) and bottom sediments in the Kara, Laptev, and East Siberian seas obtained in 2015–2018. It was established that the “losses” in HC concentrations in surface waters in the river (Ob, Yenisei, Lena, Khatanga, Indigirka, Kolyma) and seawater mixing zone in some cases exceeded their river removal by 90%. The composition of HCs in surface waters depends on the characteristics of the river catchment area, sampling season. and time of day (high/low tide) and basically coincides with the SPM distribution. In the pelagic zone of the seas, the HC content is close to the background (2–7 μg/L). The influence of anthropogenic input was established only in the Gulf of Ob, where the composition of alkanes is close to oil with a HC content of 86 μg/mg SPM. In bottom sediments, the particle size distribution determines the HCs, and terrigenous n-alkanes play the dominant role in the molecular composition.

     

北冰洋西部表层沉积物粘土矿物分布及环境指示意义

楚科奇海及邻近的北冰洋深水区表层沉积物中粘土矿物的分布受源区母岩和海区环流结构所制约。来自加拿大马更些河的物质富含高岭石和伊利石,对研究区东北部和北部沉积物的影响较大;来自阿拉斯加西北部的河流和海岸带物质富含绿泥石,高岭石含量变化较大,对阿拉斯加西北部近海沉积物的影响明显;来自西伯利亚的物质富含绿泥石,对研究区西部沉积物的影响较为明显。自白令海峡进入的太平洋水携带富含蒙皂石的育空河物质横穿楚科奇海陆架向北扩散,导致楚科奇海中部沉积物中的蒙皂石含量高;同时,粘土矿物自身的粒度分异在某种程度上也促使蒙脱石在离岸距离较远的中部海区富集。     

南黄海DLC70-3孔晚更新世以来Rb/Zr值特征及环境意义

利用岩心扫描X荧光光谱仪(XRF Core Scanner)对南黄海DLC70-3孔沉积物进行1cm间隔的元素扫描测试。钻孔沉积物中陆源元素Rb和Zr相对含量垂向变化具有极好的分层性,Rb和Zr相对含量在不同粒级中变化较大,Rb在细粒中的含量较高,而Zr则在粗粒级中富集;Rb/Zr值可以反映沉积物中黏土矿物和石英、长石的相对含量变化。研究认为DLC70-3孔沉积物的Rb/Zr值受到海平面变化和源区气候变化共同控制,其中源区的气候变化为主要控制因素,而海平面变化主要影响26.50~38.00m(MIS 4)层位粗粒级沉积物的Rb/Zr值。Rb/Zr值显示在MIS 5和MIS 3期源区化学风化作用较强,与内陆黄土高原地区夏季风和化学风化指标的变化趋势一致,尤其是在MIS 3早期(40~60ka)记录的化学风化作用非常强,反映了黄河流域地区出现强夏季风降雨过程。     

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。     

东海南部内陆架泥质区S05-2孔沉积物4870a BP以来的沉积学记录及其对物源与季风演化指示*

以东海内陆架S05-2孔沉积物为研究对象, 进行了加速质谱仪(AMS)¹⁴C年龄测定、粒度测试、粘土矿物及地球化学元素含量分析。研究表明: 东海内陆架泥质区南部水动力环境强, 沉积物主要以粉砂为主; 4870a BP以来研究区的物源以台湾岛河流物质为主, 长江和黄河物质在不同阶段存在间歇物质作用。通过元素比值、敏感粒级、粘土矿物含量比等季风气候指标, 指示了研究区的季风气候自4870a BP以来存在稳定、增强、减弱、再次增强的4个季风气候强度变化期。     

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。     

白令海和西北冰洋表层沉积物磁化率特征初步研究

为了准确解释环境磁学参数记录的极地古气候环境变化信息,本研究对白令海和西北冰洋61个站位的表层沉积物进行了高、低频质量磁化率(χ)、非磁滞磁化率(χARM)和磁化率-温度(k-T)分析,以探明该区沉积物中磁性矿物的种类、来源与搬运路径。结果显示,样品的χ具有明显的地域分布特征。白令海的χ值整体高于楚科奇海,并在育空河口外侧和圣劳伦斯岛南侧较高,向北和向西南方向逐渐减小。楚科奇海中东部陆架上表层沉积χ值高于阿拉斯加沿岸,而西北冰洋深海平原和洋脊区的χ值最低。χARM的变化趋势与质量磁化率相似,但频率磁化率的变化趋势与质量磁化率正好相反。k-T分析结果显示阿留申海盆沉积物中的铁磁性矿物以磁赤铁矿占主导,白令海陆架育空河口外侧和圣劳伦斯岛南北两侧为磁铁矿,白令海陆架西部和楚科奇海陆架中东部为磁赤铁矿和磁铁矿,楚科奇海阿拉斯加沿岸为黄铁矿,而西北冰洋陆坡、深海平原和洋脊区为胶黄铁矿和黄铁矿,但高纬度区沉积物中的胶黄铁矿含量更高。沉积物中磁性矿物的区域性分布受沉积物来源、洋流和底质环境等因素的控制。白令海和楚科奇海陆架磁赤铁矿来源于亚洲大陆,白令海陆架东部的磁铁矿来自育空河流域,阿拉斯加沿岸沉积物中的黄铁矿,应为阿拉斯加西北部陆源侵蚀来源的或早期成岩作用形成的,西北冰洋深海盆区的胶黄铁矿,为自生成因的。