冲绳海槽南部表层沉积物地球化学特征及其物源和环境指示意义

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1、第20卷第4期沉积学报Vol.20No.42002年12月ACTASEDIMENTOLOGICASINICADec.2002文章编号:100020550(2002)0420680207冲绳海槽南部表层沉积物地球化学①特征及其物源和环境指示意义蒋富清李安春(中国科学院海洋研究所山东青岛266071)摘要对冲绳海槽南部陆架、陆坡和海槽33个表层沉积物进行了元素地球化学分析,结果表明研究区沉积物的主要化学组成为SiO2、Al2O3和CaO,这三种组分占沉积物总量的68%左右。多数元素在陆架和陆坡的变化范围较大,在海槽区相对稳定。

2、向海槽方向随沉积物粒径变细,SiO2和CaO减少、Al2O3和其它多数元素含量增加。常量元素和Al2O3的比值分布特征表明,本区沉积物由物源区经由陆架向海槽输送,沉积物主要由陆源碎屑沉积组成,此外还有生物碎屑沉积和自生沉积。陆架区部分微量元素富集因子(EF)与长江和黄河沉积物的富集因子对比结果表明,本区的沉积物与长江沉积物的关系更为密切。陆坡区Cu、Pb、Zn、Co、Ni和Cr的富集因子较高是由于生物的富集作用造成的,Mn的富集主要是自生沉积的结果。用R型因子分析方法对沉积物的化学组成进行了分析,结合元素的分布特征,给出了

3、四个主因子所对应的沉积环境和特征元素组合,分别为1)陆架型的元素组合:SiO2、TiO2、Zr、CaO和Sr,2)陆坡型的元素组合Fe2O3、MgO和P2O5,3)海槽型的元素组合:Al2O3、K2O、Cu、Zn、Co、Ni、Cr和Ba,4)反映沉积环境氧化—还原属性的元素组合:MnO和FeO。关键词地球化学特征物源和环境指示意义表层沉积物冲绳海槽南部第一作者简介蒋富清男1972年出生助研博士海洋沉积学+中图分类号P736.41文献标识码A1前言冲绳海槽是太平洋西北部的一个边缘海盆,北起日本的九州岛,向西南方向一直延伸到我

4、国的台湾岛(图1)。海槽东南部的琉球岛弧,西北部为宽阔平坦的东海大陆架。研究区位于冲绳海槽南部。研究表6明,每年由长江汇入东海陆架的沉积物可达478×10〔1〕t/yr,此外黑潮暖流经台湾岛东北部,沿冲绳海槽陆坡北上,对本区的沉积物的塑造起到了不可忽视的作用。冲绳海槽所处环境复杂,沉积物既有陆源沉积,又有生源沉积,还有火山和自生沉积,在不同海区各类沉〔2～5〕积物所占的比重不同。对于冲绳海槽表层沉积〔6～8〕物的地球化学特征已有研究报道,但是以往的研究侧重于区域性的调查,研究地域广,但取样站位相对稀疏,对于元素地球化学特征

5、及其所蕴含的物源和环境信息尚缺乏深入的分析,因此,有必要在前人工作的基础上,针对局部海区作进一步深入的研究工作。图1冲绳海槽及研究区位置Fig.1LocationoftheOkinawaTroughandthestudyarea2材料及方法船于1999年5月取得,采样方法为抓斗取样。沉积物本文研究区域和样品的取样站位分布如图1、2所采样站位水深为120～2093m。包括陆架边缘(水深示。所有样品由中科院海洋研究所的“科学一号”考察①国家自然科学基金重点项目(批准号:49736210)和国家重点基础研究发展规划项目(编号:G

6、2000046701)资助收稿日期:2001211210收修改稿日期:2002204219©1994-2010ChinaAcademicJournalElectronicPublishingHouse.Allrightsreserved.http://www.cnki.net第4期蒋富清等:冲绳海槽南部表层沉积物地球化学特征及其物源和环境指示意义681线的分布基本一致。所有的样品在恒温(60℃)下烘干后,研磨至200目以下进行化学分析。分析项目包括常量元素的化学全分析和8种微量元素的分析。其中SiO2和烧失量(LOI)采用

7、重量法分析,Al2O3和FeO为容量法,Fe2O3、K2O、Na2O、CaO和MnO等用原子吸收分析,P2O5、TiO2、Cu、Zn、Pb、Co、Ni、Cr、Sr和Ba采用ICP直读光谱进行分析,Zr用X—荧光光谱分析。3元素地球化学特征3.1元素组成特征不同沉积区沉积物的主要化学组成见表1。沉积物主要由SiO2、Al2O3和CaO组成,这三种组分占沉积物总量的68%左右。在陆架区、陆坡区和海槽区,图2采样站位分布SiO2的平均含量分别为49.91%、42.01%和49.26%,Fig.2Distributionofsam

8、plingsites变化范围依次为20.74%～70.1%、15.04%～61.42%和43.34%～57.32%;Al2O3的平均含量分别为小于150m)、陆坡(水深在150～1000m之间)和海6.71%、8.35%和13.96%,变化范围分别为3.24%～槽底部(水深大于1000m)的沉积物样品。