北冰洋西部表层沉积物粘土矿物分布

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1、维普资讯http://www.cqvip.comV01．22No．4第22卷第4期海洋科学进展October，20042004年1O月ADVANCESINMARINESCIENCE北冰洋西部表层沉积物粘土矿物分布及环境指示意义陈志华，u，石学法，韩贻兵，辛春英。，杨作升(1．中国海洋大学，山东青岛266003；2．海洋沉积与环境地质国家海洋局重点实验室，山东青岛266061；3．国家海洋局第一海洋研究所，山东青岛266061)摘要：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

2、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。关键词：楚科奇海；北冰洋；表层沉积物；粘土矿物；物源；海洋环流中图分类号：P736．2文献标识码：A文章编号：1671-6647(2004)04—044609粘土矿物具有颗粒微细、结构和成分多变等特点

3、，对海洋沉积环境和地质作用反映敏感。利用海洋沉积物中的粘土矿物及其组合能够有效识别沉积物中碎屑物质的来源和搬运路径，反映源区的岩石和气候特征，了解污染物质在海洋中的输运过程等I1q]。在北极地区，气候寒冷，多冰冻，岩石的物理风化作用强，化学风化作用很弱，粘土矿物在识别沉积物的来源、推断沉积物的搬运路径方面意义尤为突出lg叫。本文分析了中国第1次(1999年)和第2次(2003年)北极科学考察区——楚科奇海及邻近的北冰洋深水区表层沉积物中的粘土矿物特征，进而探讨了研究区沉积物的来源和主要搬运路径。1样品和方法研究区地形与粘土矿物的分析站位见图1(分析站位为5O个)。受调查限制，粘土

4、矿物的分析站位主要集中在楚科奇海陆架，在北部的楚科奇海台、楚科奇高地以及加拿大海盆比较稀少，而白令海峡内部沉积物以砂、砾为主，无法提取足够的粘土级组分进行x射线衍射分析。粘土矿物的分析程序大体如下：取大约5-10g的沉积物样品放人大烧杯中，加少量的蒸馏水后，多次滴加少量的3O的双氧水(H：O：)去除有机质，滴加少量的5的稀盐酸去除碳酸钙，然后根据Stokes沉降法提取<2gm的粘土级组分，制取粘土矿物的定向片。待定向片干燥后，一套直接上机测试，另一套用乙二醇蒸汽饱和48h后再上机测试。粘土矿物的x射线衍射分析在中国海洋大学测试中心完成，仪器的工作条件为：CuK。发射，工作电压为5

5、0kV，工作电流为100mA，扫描宽度为3。～35。(20)，扫描速率为5。／rain。对比分析未经处理样品和用乙二醇饱和样品的x射线衍射图谱，确定粘土矿物的种类；根据Biscaye方法l_1引，统计蒙皂石、伊利石、绿泥石和高岭石的相对百分含量。在乙二醇饱和定向片的X衍射图谱上，17A收稿日期：2004—05—08基金项目：海洋沉积与环境地质国家海洋局重点实验室开放基金——北冰洋西部沉积物来源与古海洋学记录(MASEG200401)；中国第2次北极考察项目(CHINARE一2003)作者简介：陈志华(1970一)，男，湖南宁乡人，博士研究生，主要研究方向为海洋沉积学与地球化学。(

6、责任编辑杜素兰)维普资讯http://www.cqvip.com4期志华．符：北球汗郝采沉帆物祧土司’物分mJ主环境指示盥义447附近常有多个小峰．这些小峰通常做视为‘。蒙石嘭胀旗”一Naidu等认为是蒙皂f伊利的混层膨胀柑c为了准确计：各粘土矿物的衍射峰特别是‘’蒙皂百膨胀旅”的蜂积．乖研究采用了峰值称重的办法一即几】剪刀小心剪蒙皂仃、伊利石、绿泥石+高岭f的衍射峰，用电了天‘卜进行称雨·从而计算Ⅲ辛}峰的面积·得出{种粘土矽物的相对百分含。2粘土矿物的含量分布伊利石在1种牯土矿物巾的相对百分含量摄高，变化范围为5．6s～71．47．平均值为63．dj如图2a所示．伊利石的含量

7、分布不太舰则．高、低值呈崩块状分布，总的趋势足楚科奇海沉积物(<6j)小于北冰洋深水区沉积物(>65)．但是在两者的过渡带等值线并不平直．如巴罗角附近海域伊利石含大』65。蒙皂石在4种牯上矿物中的柿对含量最低，变化范围为0．65～833．平均值为4．74如图2b所不．蒙皂石的含量分布比较规则；蒙皂石含量在研究区北部深水区低，在楚科奇海区高在楚科奇海的南部，大致沿霍普角和弗兰格尔岛的中线位置，有一个明显的蒙皂石的高值区(>5)向北延伸．72附近折向东北．然后延伸到】56W，73N附