元素地球化学是示踪物源与沉积环境的重要手段,对于资源勘查与环境评价具有重要的指示意义。本文基于南海西北近海获得的880个站位的表层沉积物常、微量元素以及3251个站位粒度数据,利用因子克里格分析和粒径趋势分析等方法,开展空间不同尺度的元素地球化学、沉积动力学研究,旨在揭示沉积物在不同空间尺度上的自然变化规律与人为活动影响特征。主要取得以下几点认识：利用表层沉积物粒度数据,分析了砂-粉砂-粘土的含量及分布特征,结合沉积物粒径参数特征及水动力条件,将研究区划分为四类沉积环境：(Ⅰ)近岸粗H粒砂质沉积区；(Ⅱ)北部湾中部至海南岛西部以及粤西沿岸至海南岛东北部海域的泥质区； (Ⅲ)琼州海峡及东西出口砂质沉积区；(Ⅳ)残留沉积区。基于多元地统计分析的沉积物粒径趋势分析显示,局部尺度上(半径约33km)研究区大致存在A-R等18个较小范围的粒径“汇聚中心”,分布于各类型的沉积环境中,反映了河流输入、地形、海流等多种因素的控制作用。区域尺度上(半径80km),大致存在A’-Ⅰ’等9个较大范围的粒径“汇聚中心”,空间上与Ⅰ、Ⅱ型沉积环境较为一致，且汇聚中心空间展布具有明显的方向性,显示了区域性环流的控制作用。根据常微量元素的相关性分析,选择Al2O3,Fe2O3,MgO,MnO,TiO2,P2O5,K2O,Na2O与Mz组(常量元素组),Ni,Zn,Pb,Cu,Cd，Cr与Mz组(微量元素组),CaO-Sr组,SiO2-砂组等四组组分分别进行了因子克里格分析。结果显示,常量元素组、微量元素组、SiO2-砂均存在三种尺度的空间结构：块金尺度、变程为70km球状结构(局部尺度)和变程为160km的球状结构(区域尺度)。而CaO-Sr则表现为块金尺度、变程为120km球状结构(局部尺度)和变程为250km的球状结构(区域尺度),明显不同于其他元素的空间结构,归因于CaO的海洋自生属性。常量元素组在局部、区域尺度上,均主要受控于陆源粘土组分以及水成Fe-Mn氧化物组分。局部尺度上,两种组分具有类似的空间分布特征,主要分布在河流的入海口及其近海的海湾、港口等Ⅰ类近岸的粗粒沉积环境,与粒径趋势汇聚中心A,E,G,J,N,P相对应,显示了陆源河流输入的控制作用；Fe-Mn氧化物组分还受到河流入海后碱性、氧化的海水影响产生自生沉淀,导致了Fe-Mn氧化物组分的空间分布比陆源粘土类组分更为接近陆地。区域尺度上,陆源粘土类组分呈现环陆地分布、向海降低的特征,高值区分布于Ⅰ型近岸粗粒沉积环境,推测为海平面上升时期的陆源粘土组分沉积在低海平面时粗粒组分之上形成的。Fe-Mn组分高值区主要分布于Ⅱ型泥质区以及Ⅲ型琼州海峡东出口等水动力较强的地区,对应了区域尺度上粒径汇聚中心A’,B’,C’,G’,H’,I’,指示了区域性环流与氧化还原环境的控制作用。Si02-砂组与CaO-Sr组分别代表了陆源硅质粗粒组分和海洋生物组分,两者空间分布的尺度效应不明显,Si02主要分布在Ⅰ、ⅢH型高能的沉积环境,反映了水动力条件控制作用；CaO主要分布在远离陆地的较深海域,与水深正相关分布,指示了水深对生物类组分的控制。微量元素组在局部尺度上主要受人为活动的影响,Pb,Cd是人为活动影响的指标元素,分别约8.4%和6.5%的站位富集系数已达到中等富集-显著富集的程度,表明Pb,Cd可能已受到人为污染,且高值区分布的防城港、廉州湾、江洪湾、海口湾、湛江港、雷州湾、博鳌港、八所港等人类活动密集、工业或交通发达的地区是可能污染区。微量元素在区域尺度上主要为陆源粘土类吸附组分,空间分布上表现出自陆地向海增加的特征,高值区主要分布于Ⅱ类泥质沉积环境,对应了区域尺度上粒径汇聚中心A’,B’,C’,G’,H’,I’,与区域性环流的影响有关。Cd独特的地球化学性质使其在区域尺度上成为一个独立的主成分,高值区主要分布在琼州海峡、海南岛西南沿岸海域以及漠阳江南部海域,推测是低海平面时近源的陆源碎屑沉积以及海陆相互作用的结果。综上所述,研究区自然的陆源组分具有局部尺度(70km)和区域尺度(160km)两种尺度的空间变化；局部尺度上,中小型河流的陆源输入是最主要的控制因素,水深、地形、海流、氧化还原环境对沉积物的搬运、沉积具有重要作用；区域尺度上,海平面升降以及区域性海洋环流是主控因素。海洋生物组分主要表现为区域尺度上(250km)的空间变化,水深是主要的控制因素。人为影响组分则表现为局部尺度(70km)上的空间变化,主要受控于局部人为污染源的输入。