莱州湾东部海区沉积物特征及沉积环境

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本文依托金秉福教授的研究生教育项目“莱州湾东部海区黄河泥沙的沉积及组成变异”、王庆教授“山东半岛泥沙资源利用与人、地、海关系调控研究(山东省自然基金)”等项目。研究区主要是莱州湾浅滩及周围地区,以95个莱州浅滩表层沉积物样品为研究对象,进行粒度分析、重矿物分析和粘土矿物分析。 首先对莱州浅滩83个样品进行粒度分析,采用人工手筛和沉降法相结合的办法,得到样品各粒级百分含量后,采用矩法计算四个粒度参数:平均粒径(Mz)、标准偏差(δ)、偏态(Sk)和峰态(Ku)。结果表明,区内底质平均粒径为3.64φ~6.59φ(粗-中粉砂)、0.14φ~1.86φ(中-粗砂)、2.03φ~3.28φ(细砂)和-1φ~0φ(砂),出现最广泛的是粗-中粉砂;按照这四种沉积物类型分布特征将莱州浅滩沉积物划分为四个区域:浅滩两侧东北部及西南部的粗-中粉砂沉积区(Ⅰ区),浅滩顶部中-粗砂区(Ⅱ区);浅滩西南侧紧靠浅滩的细砂区(Ⅲ区)以及浅滩西北端粗砂区(Ⅳ区)。莱州湾东部沿岸流和从西向东的海水运动以及潮汐是控制研究区表层沉积物沉积作用的主要水动力。莱州浅滩的阻挡使海水的运动复杂化。这些因素综合作用使研究区内沉积物类型呈NW-SE方向带状分布。 借助于偏光显微镜、立体显微镜对研究区中69个样品做重矿物分析,结果表明,研究区内主要矿物为普通角闪石、绿帘石、云母,表层沉积物矿物组合为普通角闪石-绿帘石-云母,稳定矿物为石榴石、榍石和锆石,但含量不高。将研究区莱州浅滩及周围地区划分为四个矿物组合区:莱州浅滩东西两侧以普通角闪石-云母-绿帘石为矿物的i区,并有自生黄铁矿的存在,代表了弱水动力和还原性沉积环境。浅滩西北顶端以褐铁矿-绿帘石-普通角闪石-榍石为矿物组合的ii区,本区是褐铁矿的集中分布区,代表了较强的海水运动,以及氧化性沉积环境。浅滩顶部以普通角闪石-绿帘石-榍石-锆石为矿物组合的Ⅲ区,浅滩主体是海水交换强烈地区,因此以稳定矿物为主。浅滩西北部以普通角闪石-绿帘石-石榴石-钛铁矿矿物组合的iV区,该区受莱州浅滩影响较少,沉积环境比较单纯。 对37个浅滩样品做粘土矿物X射线衍射实验并与黄河入海粘土矿物进行对比,两者的粘土矿物相对含量排序都是伊利石,绿泥石,蒙脱石和高岭石。认为莱州浅滩粘土矿物来自两个源区,一是黄河入海泥沙自黄河三角洲向外扩散,到达莱州湾东部海区,在莱州浅滩南侧分布。另一个主要来自刁龙嘴海岸输沙,在波浪、潮流的共同作用在浅滩附近沉积。研究区的粘土矿物与黄河粘土矿物有一致性,且在浅滩东西两侧所得的四种粘土矿物的相对百分含量相差无几,表明粘土矿物在莱州浅滩扩散范围很广,涉及到莱州浅滩绝大部分地区。综合研究莱州浅滩表层沉积物的粒度特征、矿物组合特征和粘土特征,对研究区内的沉积物物源进行探讨,认为莱州浅滩表层沉积物主要有黄河输沙和东部沿岸流两个物源区,且两个物源的泥沙进入莱州湾东部海区之后,高度混合。
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