台湾海峡泉州幅表层沉积物粒度特征及其指示意义

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沉积物粒度是沉积地质学中一项重要的动力指标,不同物质来源和沉积环境具有不同的沉积物粒度参数特征及其组合。本文通过分析台湾海峡泉州幅609个表层沉积物类型、粒度含量及粒度参数分布特征,利用粒度数据提取粒级组分信息,其中包括EMMA法、Weibull密度函数拟合法及粒度-标准方差法的运用与对比,并运用粒度趋势分析方法对泉州幅沉积物净运移趋势进行分析,结合浙闽沿岸流、台湾暖流、台湾岛西岸及闽东河流物质的输入背景,反演台湾海峡泉州幅的沉积环境,同时区分不同海域主要物质来源。  研究发现泉州幅表层沉积物主要为粉砂质砂、砂、砂质粉砂,其次为粉砂、含砾砂、砾质泥质砂,零星分布含砾泥质砂、砾质砂、泥质砂、砾质泥和泥。泥、砾质泥、粉砂分布于泉州近岸,远离岸线方向依次分布着砂质粉砂、粉砂质砂、砂。与沉积物类型和水深分布相对应,泉州幅黏土和粉砂含量较高的水域多为水动力较弱、物源较复杂的泉州幅沿岸或近岸,东侧有零星分布;砂和砾含量较高的水域多为水动力较强的远岸及中部水域。  泉州幅表层沉积物平均粒径为0.42~7.48Φ,平均3.70Φ;分选系数为0.37~3.46,平均1.68,分选为好到很差,泉州幅大部分水域分选为差到很差;偏度为-0.68~4.21,平均1.54,偏度为负偏到极正偏;峰态值最小为2.03,最大为27.00,平均6.56,峰态为宽到很窄。总体来说,泉州幅表层沉积物平行岸线的近岸水域平均粒径相对较细,分选性相对较差,偏度为负偏和近对称,峰态为宽或近正态,说明物源较复杂,水动力相对较弱;而平行岸线稍远岸、远岸水域则更多表现为平径粒径较粗,分选性相对近岸好一些,偏度大部分为正偏或极正偏,峰态大部分为窄或很窄,说明物源相对单一,水动力相对较强。  EMMA方法分离的沉积物粒度组分为:EM1(峰值0.76Φ,粗砂级)、EM2(峰值3.55Φ,极细砂级)、EM3(峰值1.76Φ,中砂级)EM4(峰值2.76Φ,细砂级)和EM5(峰值6.54Φ,中粉砂级);端元组分对沉积区样品总贡献率分别为:EM1≈4.16%,EM2≈23.27%, EM3≈21.06%, EM4≈35.15%, EM5≈16.36%。且每个站位贡献率≥40%的端元组分分布基本与沉积物类型或粒级含量分布相对应,总体分离效果较理想。EMMA更加侧重考虑整个沉积区主要端元组分,而对单一样品的反演拟合效果明显比Weibull密度函数法的要来得差,Weibull密度函数法更加适合于需要精确地拟合的有代表性的少数沉积样或柱样的分析。粒度-标准偏差法提取的泉州幅最为敏感的粒级组分为21.38~295.12μm(对应EMMA中的EM4与EM2),说明泉州幅中部与东侧海域的沉积环境与沉积动力在平面分布上较为多变。  浙闽沿岸流携带粉砂、砂质粉砂经平潭岛附近从泉州幅北侧流入;南侧有由西南向东北的净运输趋势,受全年北上的台湾暖流的影响,携带台湾浅滩及澎湖列岛附近的粗粒沉积物;泉州幅西侧有西南向东北的沉积净运输趋势,九龙江口-厦门海湾及小金门岛附近的黏土质粉砂和砾-粗砂物质有可能输入;东侧有东南向西北或由东向西的沉积物净输运趋势,台湾岛西岸的细砂和黏土质粉砂可经沿台湾岛西岸向北流的台湾暖流携带输入;东北端由北向南的净运输沉积物可能包含台湾岛西北岸及东海南部沉积物(砂质粉砂和粉砂质砂),由向南的黑潮水与远岸的浙闽沿岸流携带;泉州幅中部有较大的沉积物净运输集聚区,可见物源与水动力都较为复杂,水动力较强,物质来源于四面八方,最终留下的沉积物主要为砂和粉砂质砂。
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