南海北部湾（东部）海域表层沉积物地球化学特征及物质来源分析-海洋科学

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1、南海北部湾东部海域表层沉积物地球化学特征崔振昂,2，林进清1，甘华阳1，刘文涛1，张亮1,2(1.广州海洋地质调查局，广东广州510760；2.国土资源部海底矿产资源重点实验室，广州海洋地质调查局，广东广州510760)摘要：通过对南海北部湾东部海域61个站位表层沉积物粒度和地球化学组成的相关分析和因子分析，探讨了其空间分布特征、元素相关性以及元素组合特征，揭示了元素在区域上的分布规律和主控因素。结果表明：绝大多数常微量元素具有相似的平面分布特征，而MnO、Zr、CaO和Sr空间变异系数较大，在部分区域出现了异常高值，表明其沉积环境受到正常陆源沉积以外其他因素的

2、影响。元素和Al2O3的比值分布特征表明，广西和海南岛近岸沉积物主要由陆源碎屑沉积组成，在潮汐和近岸径流作用下，由近岸向远海输送；而研究区西部海域沉积物主要为来自红河的物质。元素相关分析和因子分析结果表明，研究区表层沉积物中绝大多数常微量元素主要受沉积物粒度的控制；CaO和Sr含量主要受生物活动活跃程度控制；Zr含量分布主要受控于源区母岩矿物组成以及自源区的搬运距离；而MnO含量则受陆源、海底热液以及自生作用等多种来源共同影响。关键词：北部湾；表层沉积物；地球化学中图分类号：X142文献标识码：A文章编号：1000-3096（2015）北部湾位于南海西北部的亚洲

3、大陆和南海结合带，西、北、东三面为陆地和岛屿环绕，是一个陆架型半封闭性海湾。北部湾海域不仅是周边河流入海物质的主要堆积场所，也是海陆相互作用的关键地带，沉积作用受河流冲淡水、外海洋流、季风环流、沿岸流等的共同影响，关于北部湾现代沉积过程的探讨已成为区域地质研究的热点之一[1-7]。海洋沉积地球化学的研究是海洋地质学研究的重要手段，北部湾海域沉积物作为陆源物质的重要沉积“汇”，其元素特征和元素组合与沉积环境和物质来源有着密切的关系，开展沉积物地球化学特征的研究，有助于了解入海陆源物质在各种水流和沉积条件下的“归宿”及其分布规律[8]。然而，迄今为止，对该海区表层沉

4、积物地球化学方面的研究异常薄弱，尤其是有关表层沉积物地球化学元素组成尚未见报道。本文通过对南海北部湾东部海域61个站位浅表层沉积物的取样和地球化学分析，研究了区内表层沉积物中常微量元素含量、空间分布规律及其控制因素，探讨了其中所包含的地质意义，为进一步了解该海域的沉积作用和沉积环境提供了基础资料。1．区域地质背景研究区位于北部湾东部海域，工作范围东起雷州半岛，西至北部湾海域中部，北起南流江河口，南抵海南岛北部海域。区内水深一般小于100m，海底地形相对平坦，具有北高南低，东高西低的趋势。北部湾处于热带－亚热带季风气候带，冬季盛行东北季风，夏季盛行西南季风。受季风

5、作用的影响，北部湾冬季整体表现为逆时针环流，而夏季为顺时针环流[7]。北部湾海域的潮汐主要由太平洋潮波传入南海再进入北部湾，潮流主要为往复流，潮流的流向大体与岸线走向一致[1]。北部湾通过琼州海峡与南部的湾口同外部进行水交换，琼州海峡终年西向流动，是南海向北部湾输水和悬砂的重要通道[2]。北部湾周边有诸多的河流流入，北部广西沿岸有南流江、大风江、钦江、茅岭江、防城河、北仑河等，西侧越南沿岸有红河流入，南部海南岛有南渡江流入，雷州半岛有雷州青年运河注入，众多沿岸河流注入为北部湾带来了丰富的陆源物质，也使得区内的水动力条件更为复杂[2,4]。2．样品采集与分析200

6、9年、2012年和2013年，广州海洋地质调查局与德国波罗的海海洋研究所合作，在北部湾东部海域联合开展了三次野外地质调查。调查期间，利用蚌式取样器在北部湾东部海域获得了61个站位的表层沉积物样品（图1），并对其进行了沉积物粒度及地球化学指标的分析测试。沉积物样品的粒度分析采用筛析法和激光粒度仪法。其中含砾石的砂质样品采用筛析法，获得砂质（>0.063mm）质量百分比，在估算其密度后换算成体积百分比，测量误差<1%。细颗粒样品利用Mastersizer2000激光粒度仪进行粒度测量，重复测量的误差小于3%。用于地球化学分析的表层沉积物样品在60℃温度下烘干，研磨成

7、200目粉末。SiO2分析采用重量法:样品用无水Na2CO3熔融，盐酸浸取后蒸发至湿盐状，冷却后加浓HCl，用动物胶凝聚硅酸，过滤、灼烧、称重;滤液中残余SiO2采用ICP-OES测试。其余主量元素分析（Fe2O3、CaO、MgO、K2O、Na2O、MnO、P2O5和TiO2）:样品以HNO3+HClO4+HF分解，蒸发后HCl提取，制成酸度为5%的溶液，在Optima4300DV型ICP-OES上进行测试。12种微量元素（Cu、Co、Cr、Sc、Sr、Ga、Ni、V、Zn、Pb、Ba和Zr）分析采用等离子体光谱法，样品以HCl+HClO4+HF加热分解，制成2

8、%的盐酸溶液，用ICP-