摘要:

本文对取自南黄海北部的B03孔岩芯(330 cm)沉积物进行了粒度和重矿物特征分析,并运用电子探针技术,分析了其典型层位角闪石的矿物化学特征.研究表明,B03孔柱状样为均一连续的粉砂质沉积,重矿物含量较低(平均仅0.65％),主要为云母类和闪石类矿物,岩芯以85 cm处为界分为上、下2个沉积层,其重矿物组合分别为普通角闪石-云母类矿物-绿帘石和云母类矿物-普通角闪石-绿帘石.角闪石的EPMA分析显示其种属主要为镁角闪石,其次为镁钙闪石、铁镁钙闪石及阳起石,成因以中酸性侵入岩与中高级变质岩为主,上下沉积层角闪石特征元素Mg/Fe2+比值分别为2.03、1.90.综合分析认为,岩芯的主要物源为黄河源物质及山东半岛陆架基岩剥蚀产物的混源,上下沉积层的矿物特征差异暗示了沉积物源发生了变化,其分界线可能代表了黄河1855年改道事件在山东半岛东部陆架的区域响应.

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对位于闽浙沿海岸泥质区北部的DD2孔沉积物采用激光粒度仪进行了粒度分析,采用ICP-MS进行了稀土元素质量分数测定,分析了该孔稀土元素质量分数与粒度的关系,讨论了稀土元素组成及分馏特征,并与长江、黄河沉积物进行了对比.分析表明,该孔沉积物的w(HREE)、w(LREE)均明显高于长江和黄河沉积物,并随粒度变细而增大,其中Ce的富集造成DD2孔相对更富LREE;[w(La)/w(Lu)]N、[w(La)/w(Yb)]N、[w(Gd)/w(Yb)]N的变化相对较小,且这3个参数的值略小于黄河沉积物的值,而远小于长江沉积物的值,但[w(La)/w(Sm)]N的变化大,且与长江沉积物的值更为接近.这说明该孔沉积物轻重稀土元素分馏、HREE之间的分馏均要弱于长江、黄河沉积物,特别是HREE间的分馏程度,DD2孔要弱得多;而LREE间的分馏程度,DD2孔总体上要比长江和黄河沉积物显著.DD2孔沉积物的δ(Ce)和δ(Eu)平均值分别约为0.92和0.66,即Ce为弱亏损,而Eu异常明显.黄河改道前后该区沉积物的稀土元素地球化学特征无明显变化;从稀土元素组成特征上也难以识别出其物质来源是长江还是黄河,产生这种现象的主要原因是黄河和长江沉积物REE的组成及其特征差别不大以及粒度的控制规律,其中[w(La)/w(Lu)]N、[w(La)/w(Yb)]N随粒径减小呈现出变小的趋势.

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当前南黄海沉积学研究的核心问题是泥质沉积的形成过程和动力机制及其物质来源.许多学者对南黄海中部泥区的成因和物源进行了大量研究,但比较局限,缺少系统性.现有研究认为南黄海泥质沉积的形成受黄海冷水团和上升流的影响,但黄海冷水团并不是其形成的必要条件.对泥区物源的研究,主要考虑现代黄河物质、老黄河物质以及长江物质对其的影响,并且仅是定性的研究.对于朝鲜半岛物质对南黄海中部泥区的影响,国内的研究更是寥寥无几.海水对海底基岩的侵蚀沉积以及黄海暖流对海底沉积物的改造和再悬浮作用对南黄海中部泥区沉积的贡献仅是个别学者的观点.

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南黄海北部泥质沉积区3个柱状样的沉积学研究表明,冰后期海侵沉积序列包括底部的粗粒沉积层即海侵滞留沉积(贝壳碎片层或富含贝壳碎片的砂质粉砂层)、中部正粒序沉积层(由砂质粉砂、砂-粉砂-黏土或黏土质粉砂组成,从下至上粒度递减)和上部细粒沉积层(平均粒径在8φ左右、富含水分的粉砂质黏土层).有孔虫和介形虫的深水种主要出现在细粒沉积层中,而有孔虫的广盐性滨岸种、浅水种和冷水种以及介形虫的陆相种、广盐性和半咸水种、浅水种等基本上只在正粒序沉积层中出现,且大都表现出从底向上数量递减的趋势.这说明正粒序沉积层形成于冰后期海平面上升时期,而细粒沉积层形成于全新世高海平面时期.南黄海北部细粒沉积物在全新世海泛面之上的稳定堆积,反映了全新世中期最大海泛面以来伴随着黄海暖流的出现在黄海海域现代环流格局的形成并维持至今.

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中国海域辽阔,分为渤海、黄海、东海和南海4个海区.各海区沿中国大陆均有呈斑块状或条带状的泥质沉积分布.选取各沿岸泥的代表性样品,采用先进的xRF和ICP-MS等方法,测定了K、Li、Rb、Cs、Mg、Ca、Sr、Ba、Al、Fe、Ti、Be、Nb、Ta、W、Sn、Bi、La、Ce、Th.元素的地球化学研究表明:渤海和黄海、东海、南海沿岸泥的地球化学特征分别与黄河、长江、珠江沉积物的地球化学特征一致,显示了元素的物源效应;从渤海到南海,由于气候的变化使沿岸泥中某些元素有所流失或富集,显示了元素的气候效应;中国沿岸泥元素的丰度相对接近中国大陆沉积物的丰度,而异于西太平洋褐色粘土和深海粘土的丰度,显示了元素的亲陆性.

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目的在于尝试从东海内陆架上建立全新世高分辨率的东亚冬季风替代性序列.通过对位于东海内陆架闽浙沿岸泥质中部的PC-6孔(740 cm)进行AMS14C年龄测试和粒度分析,综合沉积构造、沉积层序与海平面变化讨论该孔的沉积环境,其上(0～450 cm)、中(450～540 cm)、下(540～740 cm)段分别对应于前滨、近滨和与现今环境基本一致的浅海沉积环境,其中上段的沉积作用主要受控于东海冬季沿岸流.通过计算该孔的粒级-标准偏差,提取了环境敏感粒度组分,该孔沉积物粒度由以28 μm 为界的2个粒度子体构成,它们的峰值即约5～6 μm与102～125 μm分别为对应于冬季沿岸流和波浪的敏感粒级;细粒组分(＜28 μm)对应于沿岸流,为沿岸流所携带,表现为平行于海岸的横向迁移,粗粒组分对应于波浪,沉积物以垂直于海岸的纵向迁移为主.PC-6孔上段细粒组分的含量一般在85%以上,利用其平均粒径序列建立了研究东亚冬季风演化的替代性序列.

摘要:

中国东部陆架(渤、黄、东海)是欧亚大陆和太平洋之间的一个重要物质交换通道,其周边的河流每年向海输入了大量的细颗粒沉积物.这些物质在海洋动力(潮流、波浪、环流等)的作用下形成了多个泥质沉积区(带).过去的数十年间,国内外学者对东部陆架海沉积物扩散和沉积动力机制进行了深入的研究,但是,目前对陆架泥质沉积的形成机制以及沉积物收支情况还存在争议.本文利用整理的现代沉积速率资料,从物源控制的角度出发,研究了各泥质沉积区10～100a尺度的沉积速率和沉积通量的分布规律,并与全新世泥质沉积记录进行对比,指出物源是控制这些泥质沉积形成的主要因素.河流携带入海物质是这些泥质沉积的主要“源”,而这些泥质区是典型的“汇”.小型河流河口沉积过程和物质贡献需引起重视.定量化物源分析需结合物源供应等方面的资料,在遵守沉积物收支平衡的前提下进行.