论文部分内容阅读
北极东西伯利亚陆架是世界上罕见的宽广大陆架,发育特色的沉积体系,具有复杂的海洋环流以及强烈的陆源物质和淡水输入。研究其现代沉积物的分布特征、来源及其运移过程将有助于更好地理解北极陆架沉积物的源-汇过程,揭示北极边缘海与周围大陆、海洋之间的相互作用机制。该区域以往在源-汇方面的研究大多局限于对沉积特征的刻画,缺乏源-汇过程系统的研究,且大多研究采用单一指标进行物源示踪,多指标结合的研究还相对较少。本文对北极东西伯利亚陆架表层沉积物的粒度、常微量元素、粘土矿物、全岩矿物以及SrNd-Pb同位素进行了测试分析,阐述了各指标的分布特征,利用聚类分析将研究区划分为4个的沉积区,从各指标角度探讨了北极东西伯利亚陆架沉积物的来源与运移。这4个沉积区分别为东西伯利亚海近岸河口区(Ⅰ区)、东西伯利亚海中部(Ⅱ区)、东西伯利亚海北部深水区(Ⅲ区)以及楚科奇海(Ⅳ区),各区沉积物分布、特征和物质来源如下:Ⅰ区海底沉积物以粉砂和砂质粉砂为主,平均粒径5.80φ,是研究区内沉积物颗粒最粗的区域;Si O2、Ti O2、Zr、Sr在该区含量最高,其他元素都处于低值;∑REE在该区含量最高,为178μg/g,轻重稀土分异明显,δCe基本无异常,δEu是四个沉积区中负异常最显著的区域;87Sr/86Sr比值为0.71376,εNd平均值为-9.62,207Pb/206Pb比值为四个沉积区中最高,平均值为0.83415;粘土矿物中伊利石占绝对优势,平均含量为70%,绿泥石次之,平均含量19%,蒙皂石与高岭石含量<10%;全岩矿物以斜长石、石英和钾长石为主,长石/石英比值为1.78,是四个沉积区中的最高值。该区沉积物主要为河流(因迪吉尔卡河和科雷马河)与海岸侵蚀输入物质。Ⅱ区海底沉积物以粉砂和泥为主,平均粒径6.91φ;Mn O、Ni、Ba等元素在该区显示较高的含量;∑REE为166μg/g,是东西伯利亚海稀土元素含量最低的区域,轻重稀土分异明显,δCe基本无异常,δEu为负异常;87Sr/86Sr比值比Ⅰ区略高,为0.71401,εNd平均值为-9.16,207Pb/206Pb比值比Ⅰ区略低,平均为0.83002;粘土矿物与Ⅰ区极其类似;全岩矿物以石英、斜长石和云母为主,长石/石英比值为1.29。该区沉积物主要来源自河流输入的细粒沉积物,且随着离岸距离的增加海洋自生组分开始增多。Ⅲ区海底沉积物以泥为主,平均粒径7.47φ,是研究区沉积物最细的区域;Al2O3、TFe2O、Mg O、V、Li和Cr在该区达到最大值;∑LREE/∑HREE为9.08,是研究区内轻重稀土分异最为明显的区域,δCe为0.96,基本无异常,δEu为负异常;87Sr/86Sr比值为0.71802,为四个区域中的最高值,εNd平均值为-10.30,是四个沉积区中的最小值,207Pb/206Pb平均值为0.82760;伊利石含量在该区为最低值,平均含量为60%,蒙皂石与高岭石在该区达到最大值,分别为12%和13%;全岩矿物以石英、斜长石和云母为主,且方解石和白云石平均含量在该区出现最大值,长石/石英比值为1.24。该区沉积物除东西伯利亚陆架区输入的物质外,很可能还受到大西洋中层水以及波弗特环流携带物质的影响。Ⅳ区海底沉积物主要由粉砂和砂质粉砂组成,平均粒径6.41φ;Na2O、P2O5、Ca O与Sr在该区含量较高;∑REE为130μg/g,为四个区域中的最小值,∑LREE/∑HREE为7.72,是研究区内轻重稀土分异最弱的区域。δCe为0.94,基本无异常,δEu为0.88,为负异常,但是是四个区域中Eu负异常最弱的区域;εNd平均值为-8.06,是四个沉积区中的最大值,87Sr/86Sr比值为0.71099,207Pb/206Pb平均值为0.81318,均为四个区域中的最低值;伊利石含量较东西伯利亚海略低,绿泥石在该区最为富集,平均含量为25%;全岩矿物以石英、斜长石和云母为主,且绿泥石和石英在该区含量最高,长石/石英比值为1.24。该区沉积物来源包括陆源物质和生源物质,其中,海岸侵蚀是主要的陆源物质来源,其次,受太平洋入流水的影响,该区是研究区内生物生产力最高的区域。