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。     

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。     

南黄海表层沉积物黏土矿物分布及物源

通过对南黄海表层沉积物295个站位的黏土矿物含量分析,研究了南黄海表层沉积物黏土矿物的组合特征、分布规律及与物质来源的关系.南黄海表层沉积物中伊利石含量最高,蒙脱石和高岭石含量次之,绿泥石含量最低;黏土矿物的组合类型以伊利石-蒙脱石-高岭石-绿泥石型为主,伊利石-高岭石-蒙脱石-绿泥石型次之;南黄海表层沉积物黏土矿物主...     

滦河三角洲表层沉积物黏土矿物特征

应用X射线衍射(XRD)方法对滦河口表层沉积物黏土矿物组分进行分析,结果表明,研究区黏土矿物中伊利石相对百分含量最高(46%~61%,平均56%),蒙脱石和绿泥石次之(蒙脱石15%~36%,平均25%;绿泥石8%~14%,平均11%),高岭石含量最低(5%~11%,平均8%),黏土矿物组合类型为伊利石-蒙脱石-绿泥石-高岭石型;滦河口表层沉积物中的黏土矿物主要为来自滦河的陆源物质,渤海湾环流有可能为研究区带来黄河物质,同时,研究区为辽东湾及渤海北部提供物源供给。     

北部湾表层黏土矿物分布特征及物源研究

利用X射线衍射(XRD)对北部湾表层沉积物中黏土矿物组成和结晶学特征进行了详细研究,揭示了源区和洋流对该区沉积物搬运和分布的控制机制。结果表明,北部湾表层沉积物中黏土矿物组成以伊利石、蒙脱石和高岭石为主,含有少量的绿泥石。在空间分布上,蒙脱石含量表现为中部高近岸低;伊利石含量表现为西南高东北低,绿泥石组分含量与之类似;高岭石含量表现为东北高,西南低。伊利石结晶度指数和化学指数平均分别为0.25°(Δ2θ)和0.5,表明伊利石结晶程度极好,为富Al伊利石,来源于化学风化作用占主导的源区。黏土矿物物源分析表明,红河是北部湾伊利石、绿泥石和蒙脱石的主要物源,其中蒙脱石因受沉积分异作用影响而在研究区中部富集;高岭石受到了红河、珠江以及广西和海南岛沿岸河流物质输入的共同影响。本研究结果对理解北部湾沉积物"源-汇"过程和古环境有重要参考意义。     

南海台西南盆地南部海域19 ka以来沉积物物源与输运机制分析

通过对南海台西南盆地南部海域TS6岩芯沉积物样品稀土元素地球化学特征和黏土矿物组合进行分析,探讨了研究区近19 ka (末次冰消期)以来沉积物物质来源、输运机制及物源变化特征。物源综合分析结果显示,台湾河流是研究区沉积物的主要源区,其中台湾西部河流较东部河流贡献更大,珠江也为研究区输送了部分沉积物。由于各源区物质主要黏土矿物种类及含量存在较大差异,推测研究区沉积物黏土矿物中的伊利石和绿泥石主要由台湾河流提供,高岭石主要由珠江提供,含量较少的蒙脱石由东南部的吕宋岛提供。末次冰消期以来,研究区陆源物质输入量受控于海平面变化而逐渐减少,黏土矿物组合反映的物源变化主要受控于气候和洋流变化,还可能叠加了多种因素的影响。     

渤海西部表层沉积物中黏土矿物分布特征及物源指示

利用X射线衍射分析得到渤海西部海域45个站位表层沉积物中4种主要黏土矿物分布及组合特征。结果显示:伊利石(43.1%~74.6%)含量最高,蒙脱石(5.2%~48.4%)次之,较低的高岭石含量(2.7%~9.9%)和绿泥石含量(3.0%~12.0%);组合类型以(Ⅰ)型伊利石-蒙脱石-高岭石-绿泥石组合占绝对优势,其次是(Ⅱ)型伊利石-蒙脱石-绿泥石-高岭石组合。渤海西部表层沉积物中黏土矿物成因以陆源物质为主,其供给来源多是黄河、海河、滦河等沿岸河流入海物质。研究区可划分3个不同物源沉积区:西部的海河-黄河型物源沉积区;北部的滦河物源沉积区;中东部和南部的黄河型物源沉积区。渤海西部表层沉积物黏土矿物分布和组合特征受控于沉积物物源和渤海环流影响。     

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。     

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。     

长江口外表层沉积物黏土矿物分布特征

依据对长江口外表层沉积物187个站位沉积物样品的黏土矿物含量分析,研究了长江口外表层沉积物黏土矿物的组合特征和分布规律.长江口外表层沉积物伊利石为优势矿物,平均含量为60.3％;次之为蒙脱石,平均为14.9％;高岭石平均含量13.5％,绿泥石平均含量为12.3％.黏土矿物的组合类型以伊利石—蒙脱石—高岭石—绿泥石型为主...     

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。     

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。     

700年以来冲绳海槽南部黏土矿物来源及其对沉积环境的响应

本文对冲绳海槽南部HOBAB4-S2站700年以来的黏土矿物组成及结晶学特征进行了研究和分析,并对该区的物质来源以及黏土矿物所记录的东亚季风的演化历史进行了探讨。研究发现冲绳海槽南部HOBAB4-S2站黏土矿物组合总体是以伊利石（59%~77%,平均含量69%）和绿泥石（11%~17%,平均含量14%）为主,蒙脱石（5%~23%,平均含量12%）和高岭石含量（2%~6%,平均含量4%）则相对较低。通过黏土矿物研究对物源进行分析,发现冲绳海槽南部研究站位的黏土矿物中,伊利石、绿泥石以及高岭石主要来自于台湾岛上的河流,尤其是兰阳溪,蒙脱石则主要是来自于长江和东海大陆架的悬浮再沉积。蒙脱石/（伊利石+绿泥石）比值可以用来大致反映长江和东海大陆架与台湾岛对研究区物质输入的相对贡献。其相对贡献量的变化很好地记录了小冰期（1405 A.D.—1850 A.D.）东亚夏季风的减弱和台湾岛东北部-冲绳海槽南部地区相对湿润的气候特征。而该比值所指示的现代暖期（1960 A.D.）夏季风强度的减弱则可能主要是受到人类活动的影响。     

三门湾表层沉积物黏土矿物特征及来源分析

利用XRD方法分析了三门湾表层沉积物中的黏土矿物组成和含量,结合沉积物粒径趋势分析及长江和三门湾流域中小河流的黏土矿物组合特征,开展了三门湾沉积物的来源分析。结果表明,三门湾表层沉积物中黏土矿物以伊利石为主,其次为高岭石和绿泥石,蒙脱石含量最低。其中,伊利石高值区位于海湾中部,高岭石和绿泥石高值区分布在港汊附近,蒙脱石则在近岸呈斑块状分布。三门湾现代表层沉积物主要来源于长江入海物质,海湾周边短源山溪性河流带来的物质仅影响了河口近岸区。     

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.     

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。     

220 ka以来西菲律宾海黏土矿物输入变化及其控制因素

为揭示晚更新世以来西太平洋暖池黏土矿物输入变化的控制因素,对采自西菲律宾海本哈姆隆起上的Ph05-5孔沉积物中的黏土矿物组成、来源和堆积速率进行了分析。结果表明,220 ka以来,该孔沉积物中的黏土矿物主要以伊利石（13%）和蒙皂石（8%）为主,其次为绿泥石（6%）和高岭石（2%）。伊利石和绿泥石主要来源于亚洲大陆,蒙皂石主要源于菲律宾海周围岛屿的火山物质在海底遭受海水侵蚀后形成的自生Fe-蒙皂石和西菲律宾海周围岛屿上的物质风化后形成的他生Al-蒙皂石。220 ka以来,伊利石和绿泥石的堆积速率表现出明显的冰期高-间冰期低的旋回变化,与该孔总的风尘堆积速率、亚洲风尘和北太平洋风尘堆积速率一致。冰期/间冰期太阳辐射降低/增强、亚洲内陆干旱程度加强/减弱,是导致伊利石等源于亚洲内陆的黏土矿物向菲律宾海输入增加/减少的主控因素。Ph05-5孔蒙皂石的堆积速率同样表现出明显的冰期高-间冰期低的特征,与该孔总的火山物质堆积速率一致。蒙皂石在轨道尺度的变化,主要受到海平面变化和热带类ENSO过程影响的降雨过程控制。冰期低海平面,菲律宾岛和海水的混合作用加强,使得蒙皂石的输入增加。此外,冰期在热带太平洋类拉尼娜较强,降雨量增加,导致向菲律宾海输入的火山物质（蒙皂石）增加,间冰期则相反,由于类厄尔尼诺增强,菲律宾岛区域干旱,火山物质（蒙皂石）向菲律宾海的输入减少。