南極半島周邊海域表層沉積物粒度分布特征及其環(huán)境指示意義

王春娟 陳志華 李傳順 杜德文 閆仕娟 朱志偉

0 引言

粒度是沉積物的基本性質(zhì)之一，粒度分析是一種經(jīng)典的沉積學(xué)研究方法。粒度組成、粒度參數(shù)及各種圖解是識別沉積環(huán)境的類型，推斷沉積物擴散搬運過程的常用手段［1］。沉積物的粒度特征是表征其物質(zhì)組成的重要參數(shù)之一，是各種沉積動力、沉積過程作用于沉積物的綜合結(jié)果，長期以來被應(yīng)用于沉積物類型的劃分、物質(zhì)運移方式的判定及沉積動力環(huán)境的識別。粒度參數(shù)不僅可以對沉積物的成因作出解釋，而且在區(qū)分沉積環(huán)境方面也具有重要的參考意義［1］。

南極大陸邊緣海沉積中最重要的特征之一是受冰川作用的影響十分強烈［2］。冰川作用不僅直接塑造了南極大陸邊緣海的沉積特性，而且通過海流的作用對海底沉積物進行不斷地改造［3］。南極半島周邊海域表層沉積物受冰川作用的影響較為深刻。本文綜合首次和第28次南極科學(xué)考察數(shù)據(jù)，以及收集的公開數(shù)據(jù)的分析結(jié)果，分析本區(qū)表層沉積物粒度組成和分布特征，并針對沉積物來源、沉積作用特點等問題加以討論。

1 地質(zhì)環(huán)境

本文所選研究區(qū)位于南極半島的西側(cè)、東側(cè)和北側(cè)，區(qū)域位置獨特，地處南極大陸和南美大陸之間（德雷克海峽南側(cè)），為南大洋大西洋扇區(qū)和太平洋扇區(qū)的過渡地帶，其西南為別林斯高晉海，東南為威德爾海。南極半島是南極大陸最大、向北伸入海洋最遠（63°S）的大半島，該地區(qū)氣候相對溫暖，同時也是近百年來南極地區(qū)氣候、環(huán)境變化最為顯著的地區(qū)［4-6］，其冰架的快速崩塌和解體已給全球海洋與氣候變化帶來了深刻影響［7-10］。主要陸地地貌單元包括南極半島、南設(shè)德蘭群島和南奧克尼群島，主要海底地形地貌單元包括德雷克海峽（Drake Passage）、斯科舍海（Scotia Sea）、南斯科舍海嶺（South Scotia Ridge）、威德爾海（Weddel Sea）、鮑威爾海盆（Powell Basin）、珍海盆（Jane Basin）、布蘭斯菲爾德海峽（Brendsfield Strait）等［11］。其中，威德爾海是地球上最大的邊緣海，也是最著名的深海，海盆深4 500—4 700 m，最深的海溝深度達8 428 m［11］。威德爾海海域處于南極圈附近，屬極地氣候。年平均氣溫－3℃，海面多浮冰，大部分由陸緣冰分裂而來，在海上可飄浮幾年到數(shù)十年，并在東南風(fēng)作用下多堆積到南極半島東岸，這里冷而重的陸架水下沉成為南極底層水，也是世界大洋深層水的主要源地。全世界的大洋底部冷水有一半以上源自南極海域，其中大部分即產(chǎn)生于威德爾海［11］?？疾靺^(qū)流系主要由南極繞極流 （ACC，Antarctic Circumpolar Current）、威德爾海底層水 （WSBW，Weddell Sea Bottom Water）、威德爾海深層水 （WSDW，Weddell Sea Deep Water）、威德爾海渦流（Weddell Gyre）以及南極半島陸架-島架水等組成［12］。研究區(qū)地處冰川和海洋相互作用的地帶，具有冰海沉積物特性。冰海沉積物是一種混雜沉積物，兼?zhèn)浔ê秃Ｑ蟮碾p重成因特性。Anderson等根據(jù)冰海沉積物的特性對其進行了分類［13-16］。

2 數(shù)據(jù)來源及分析方法

本次研究所分析的樣品為中國第28次南極科學(xué)考察隊借助“雪龍”號船在南極半島北部和東北部的陸架、陸坡，鮑威爾海盆以及南奧克尼微地塊等區(qū)域取到的表層沉積物樣品。第28次南極科學(xué)考察海洋地質(zhì)考察共完成作業(yè)站位23站，除3個采空站位外，實際獲取到樣品的站位共有20站，其中4個站位只取到少量的礫石樣品，其他站位取到不同程度的箱式、多管和柱狀樣的沉積物樣品。此外，還收集了中國首次南極科學(xué)考察的32個表層沉積物粒度分析數(shù)據(jù)，以及Pangaea網(wǎng)站公開發(fā)表的65個表層沉積物粒度分析數(shù)據(jù)［17］（表1）。本次研究所涉及的海區(qū)范圍較廣：58°S—67°S、39°W—70°W，圍繞南極半島北部的東西側(cè)和北側(cè)；從深度為45 m的陸架區(qū)到5 356 m的深水區(qū)，涵蓋了南極半島周邊海區(qū)從表層水到深層水的廣泛深度（圖1）。

表1 南極半島周邊海域表層沉積物站位信息Table 1.Longitudes and latitudes of the surface sediment sites in the surrounding sea area of the Antarctic Peninsula

續(xù)表

對第28次南極科學(xué)考察獲取的表層沉積物樣品，除了必要的現(xiàn)場巖性描述外，還在室內(nèi)進行了粒度分析。由于所采樣品的物源及水動力條件的差異，粒徑變化較大，粒度分析采用篩析法與激光粒度分析法相結(jié)合的方法。篩析法適用于粒徑大于0.063 mm的粗顆粒樣品的分析，這也是冰磧物粒度分析常用的方法。先采用四分法取樣，樣品用量參考取樣質(zhì)量估算表［18］，將取得的樣品烘干分散后，通過不同孔徑的篩子將樣品由粗到細進行篩分，最后稱量計算不同粒級所占百分含量。

對顆粒粒徑上限為0.063 mm的細顆粒樣品則利用Malvern公司生產(chǎn)的Mastersizer 2000激光粒度分析儀進行分析。該儀器測量范圍為 0.02—2 000μm，分辨率為0.01Ф，重復(fù)測量相對誤差小于3%。其分析步驟如下：加入15 mL濃度為15%的H2O2和2 mL濃度為1%的焦磷酸鈉溶液，混合均勻并放置12 h后，放入已加熱至85℃的水浴鍋中，連續(xù)加熱2 h后取出冷卻，以去除沉積物中的有機質(zhì)；加入5 mL濃度為10%的HCl以去除鈣質(zhì)生物和碳酸鹽。此次研究還將硅藻去除，方法是加20 mL濃度為1 mol·L－1的碳酸鈉溶液，在85℃的水浴鍋內(nèi)連續(xù)加熱4 h，取出后冷卻，離心3次，然后上機測試。粒級統(tǒng)一使用Udden-Wentworth等比值Ф粒級標準表示，利用矩法計算沉積物的平均粒徑（μ）、分選系數(shù)（δ）、偏態(tài)（Sk）、峰態(tài)（Ku）等參數(shù)［18］。

圖1 南極半島周邊海域表層沉積物樣品站位Fig.1.Sites of the surface sediments in the surrounding sea area of the Antarctic Peninsula

由于本文所選海域水動力和地形的復(fù)雜性，以及站位所在地貌單元的特殊性和差異性，表層沉積物類型的劃分根據(jù)不同的水深和地貌單元分為淺海陸架（或島架）碎屑沉積物、半深海陸坡（或島坡）沉積物和深海沉積物［19］。其中，水深＜510 m的陸架和島架碎屑沉積物命名采用Folk等［20］沉積物命名方案進行命名，該方案能夠很好地反映陸架淺海區(qū)沉積物的水動力環(huán)境及成因。先根據(jù)Udden-Wentworth粒度劃分標準進行沉積組分的粒級劃分［21］，然后在不同沉積物組分比值的基礎(chǔ)上對沉積物進行命名。樣品中含礫石（粒徑＞2 mm）時，將粉砂和黏土的百分含量求和作為泥的百分含量［22］，應(yīng)用礫石、粉砂和泥參與的?？撕[沉積物的三角形分類命名（圖2a）；作為含礫?？朔ǖ臄U充，在礫石含量為0時，使用砂、粉砂和黏土參與的更加詳細的無礫 Folk等三角形分類命名（圖2b）［23］。

3 表層沉積物類型及分布

對表層沉積物進行粒度分析，根據(jù)其主要粒級的百分含量，將表層沉積物分為四大類：礫質(zhì)、砂質(zhì)、粉砂質(zhì)以及泥質(zhì)沉積物。根據(jù)不同的水深和地貌單元可將其分為陸架（或島架）碎屑沉積物、陸坡（或島坡）沉積物和深海沉積物［19］。南極半島周邊海域陸架和島架淺海區(qū)的沉積物組成比較復(fù)雜，據(jù)粒度組成和Folk等［20］的海洋碎屑沉積物分類原則，劃分為12種基本類型，分別是：泥質(zhì)砂質(zhì)礫（msG）、礫質(zhì)砂（gS）、含礫砂［（g）S］、含礫泥質(zhì)砂［（g）mS］、泥質(zhì)砂（mS）、粉砂質(zhì)砂（zS）、砂質(zhì)粉砂（sZ）、粉砂（Z）、含礫泥［（g）M）、礫質(zhì)泥（gM）、砂質(zhì)泥（sM）、泥（M）。礫質(zhì)沉積物主要分布于南極半島北部迪維爾島西南和東北陸架，在南奧克尼群島西北島架也有少量分布。砂質(zhì)和粉砂質(zhì)沉積物分布較為廣泛：南極半島東部陸架大部分、南設(shè)得蘭群島大部分島架以及南奧克尼微地塊南北兩側(cè)小部分海域。泥質(zhì)沉積物在南極半島東北部陸架坡折帶和南設(shè)得蘭群島大部分島架坡折帶和部分島架均有分布，南奧克尼微地塊的中間區(qū)域大部分為泥質(zhì)沉積物?？傮w看來，沉積物類型多且復(fù)雜，以礫和砂為主要成分，粉砂和泥為次。在沉積物概率累積曲線（圖3）上表現(xiàn)為基本以滾動和躍移質(zhì)組分為主，少量懸浮質(zhì)，曲線形態(tài)各異，有二段式、三段式和四段式，粗、細截點明顯，粗組分在40%以上，反映出較強的水動力條件。

圖2 南極半島周邊海域陸架（或島架）表層沉積物Folk等三角形分類圖.（a）含礫；（b）無礫Fig.2.Folk’s triangle diagram classification of the surface sediments in the surrounding continental（or island）shelf of the Antarctic Peninsula.（a）Gravel；（b）No-gravel

半深海沉積物主要分布于陸坡和島坡，沉積物組分主要以砂和粉砂為主，個別站位以泥為主，沉積物中見有礫石，其含量各站位不一。沉積物類型復(fù)雜，概率累計曲線形態(tài)基本為二段式和三段式為主，一般表現(xiàn)為躍移質(zhì)組分多，懸浮質(zhì)組分次之，滾動質(zhì)組分較少。

水深＞2 000m的深海沉積物，主要以細粒沉積物為主，基本上是以泥質(zhì)沉積物為主要類型，砂質(zhì)沉積物次之，個別站位仍存在少量礫質(zhì)沉積物，概率累積曲線形態(tài)以三段式為主，也有二段式、四段式，表現(xiàn)為總體以懸浮組分為主，躍移質(zhì)組分為次，有的缺乏滾動質(zhì)組分，反映出深海的水動力條件相對較弱。

圖3 南極半島周邊海域表層沉積物粒度概率累積曲線圖.（a）陸架或島架；（b）陸坡或島坡；（c）深海Fig.3.Possibility curves of grain size of the surface sediments in the surrounding sea area of the Antarctic Peninsula.（a）Continental（island）shelf；（b）Continental（island）slope；（c）Abyssal sea

4 冰海沉積物類型和分區(qū)

Anderson等［13］綜合不同學(xué)者意見將冰海沉積物定義為：由冰川和海洋作用疊加堆積于海底，經(jīng)歷冰川、冰架或有關(guān)水流搬運的沉積物，其中含有冰川冰筏帶來的未經(jīng)分選、粒徑大小各異的巖石物質(zhì)。由于環(huán)境要素的差別，不同區(qū)域可以出現(xiàn)特征各異的冰海沉積物類型。Harland［3］在對比南極冰磧物和冰磧層時提出了正冰磧物（orthotill）和副冰磧物（paratill）的概念。前者系擱淺冰架融化后沉積的產(chǎn)物，特點是缺乏分選、無層理、不含海洋生物化石以及幾乎未受底流的改造；而后者則指冰架或冰山、浮冰融化后所形成的沉積物，主要特點是沉積顆粒經(jīng)受過不同程度的海流改造，并含豐富的海洋生物化石。Anderson等［3，13］通過南極威德爾海、羅斯海冰海沉積物的研究，提出根據(jù)粒度參數(shù)、層理、古生物和海洋環(huán)境將副冰磧物進一步劃分為以細粒泥、粉砂組分為主的混合副冰磧物（compound paratill）和以砂礫為主的殘副冰磧物（residual paratill）。吳能友等［2］根據(jù)布蘭斯菲爾德海峽冰海沉積物特點，將混合副冰磧物和殘副冰磧物進行了更進一步的劃分，石豐登等［22］對此進行了總結(jié)歸納（表2）。

表2 冰海沉積物類型的劃分方案［2，22］Table 2.Compartmentation precept about glacial-marine deposits［2，22］

本文所選研究區(qū)位置獨特，是近百年來南極地區(qū)氣候、環(huán)境變化最為顯著的地區(qū)，冰架崩塌融水的注入使海區(qū)內(nèi)環(huán)境條件變化明顯。這對海底沉積物以及棲息其中的生物群落造成一定的影響。根據(jù)表2提出的冰海沉積物劃分依據(jù)，并結(jié)合表3研究區(qū)內(nèi)冰海沉積物的分類特征，可以認為南極半島周邊海域的冰海沉積物呈現(xiàn)了幾種副冰磧物特征，即基本缺乏粉砂、泥的ⅠA型殘副冰磧物、含粉砂和泥的ⅠB型殘副冰磧物、含砂礫的ⅡA型及基本缺乏砂礫的ⅡB型混合副冰磧物。其粒度組成和特征與吳能有等［2］和石豐登等［22］論述的分類特征稍有差異（表3）。

表3 南極半島周邊海域冰海沉積物分類特征Table 3.Classification of glacial-marine deposits in the surrounding sea area of the Antarctic Peninsula

冰海沉積物的類型分區(qū)主要受各種環(huán)境因素的制約，如岸線輪廓、海底地形及水文條件等。不同類型的冰海沉積物有著不同的介質(zhì)條件和相應(yīng)的生態(tài)環(huán)境組合，反映特定的沉積環(huán)境。本文根據(jù)表層沉積物的粒度特征以及冰海沉積物的不同類型，將南極半島周邊海域進行了分區(qū)（圖4），反映了現(xiàn)代冰海沉積物類型的基本分布情況。

圖4 南極半島周邊海域冰海沉積物類型分布圖Fig.4.Distribution of the glacial-marine deposits in the surrounding sea area of the Antarctic Peninsula

殘副冰磧物沉積區(qū)（Ⅰ）大部分集中分布于環(huán)南極半島的陸架海域，另外，南設(shè)得蘭群島的利文斯頓島南部島架、南斯科舍海脊東南部、南奧克尼群島的西部和北部小部分海域、南奧克尼微地塊的中南部的斜坡深海區(qū)域、威德爾海西部海域的陸坡至深海區(qū)域等，有較小范圍的分布。殘副冰磧物區(qū)域的大部分為含粉砂和泥的ⅠB型冰海沉積物，沉積物以砂礫為主，含少量粉砂和泥，分選較差?；救狈Ψ凵昂湍嗟蘑馎型沉積物主要分布于南極半島北部的迪維爾島和茹安維爾島的島架島坡、以及環(huán)鮑維爾海盆東北西三側(cè)海域，基本上屬于一種無屏障開放性海洋環(huán)境，表層沉積物薄或缺失，分選性差，沉積物以砂礫為主，基本缺乏泥和粉砂，物源復(fù)雜，海流改造作用強烈，可能是南極底層水流和威德爾海水流流經(jīng)處，或者是一個高密度寒冷水團。另外，南極半島西部陸架和南奧克尼微地塊的南部小部分海域有少量的分布。

含砂礫的ⅡA型混合副冰磧物主要分布于南極半島東北部的威德爾海中北部陸坡至部分深海區(qū)域、南奧克尼微地塊的大部分以及南斯科舍海的南部、在布蘭斯菲爾德海峽的北部象島陸架海域和西南島坡區(qū)域、海峽內(nèi)靠近南設(shè)得蘭群島的喬治王島—納爾遜島—格林威治島一線以南島架島坡帶，另外，南極半島東部陸架也有少量分布，沉積物以泥和粉砂為主，含少量砂礫，分選性較差?；救狈ι暗[的ⅡB型混合副冰磧物分布較有規(guī)律，以水深＞2 000 m的深海區(qū)域為主。南極半島西側(cè)的陸坡及深海區(qū)域直至南斯科舍海的深海海域、布蘭斯菲爾德海峽的中央海槽和南部下陸坡環(huán)境、鮑威爾海盆、珍海盆及威德爾海水深＞3 500m的大多深海海域都有集中分布，基本反映了半深海-深海的沉積特征。另外，威德爾海西部靠近南極半島的陸架和南奧克尼微地塊的中央臺地有少量分布，沉積物以泥和粉砂為主，基本不含砂礫，分選性較差。

4 討論

本文所選研究區(qū)的水深范圍變化極大，地形變化比較復(fù)雜，流系較為豐富（圖4）。沉積作用主要受到物源、氣候、沉積動力過程、生物活動等一系列因素的制約［24-25］。根據(jù)沉積物粒度特征和冰海沉積物特性，結(jié)合物源、海底地形、水文動力條件及海流特征討論研究區(qū)的沉積環(huán)境。

研究區(qū)沉積物中，南極半島西部海域的絕大部分陸源碎屑來自無地表徑流的南極半島和南設(shè)得蘭群島，而東北部南奧克尼微地塊海區(qū)的陸源碎屑主要來自于南奧克尼群島。根據(jù)沉積物的粒度分選特征和累積曲線，并結(jié)合柱狀沉積物的組織構(gòu)造，判斷西部的布蘭斯菲爾德海峽、東部的威德爾海和南奧克尼微地塊［11，26］均存在不同程度的濁流沉積物。這可能是由于冰川部分融化，筏運碎屑物質(zhì)增加，重力流的產(chǎn)生使海流的營運能力增強，重力流夾雜碎屑物質(zhì)順坡而下，從而產(chǎn)生濁流沉積。由于南極半島和南設(shè)得蘭群島存在不少與弧后擴張［27-29］有關(guān)的頻繁的火山活動，例如，僅喬治王島火山噴發(fā)中心就有12處，噴發(fā)中心見有大量的火山渣、火山礫和火山灰，而屬于現(xiàn)代火山的欺騙島依然還在活動［30］?；鹕絿姲l(fā)物質(zhì)對南極半島西北側(cè)沿岸區(qū)和南設(shè)得蘭群島周圍島架海域的陸源碎屑物質(zhì)的貢獻是必不可忽視的，火山噴發(fā)物質(zhì)主要是基性玄武巖和玄武質(zhì)安山巖［31］，其中，南設(shè)得蘭群島周圍海域以基性火山碎屑礦物為特征，南極半島西北側(cè)沿岸區(qū)和利文斯頓島西北部海域以中酸性火成碎屑礦物為特征［32］。根據(jù)沉積物的碎屑成分和鄰近基巖的巖性比較分析，認為研究區(qū)的陸源碎屑物質(zhì)主要為近地沉積的產(chǎn)物，主要來自鄰近大陸和島嶼，即南極半島和南設(shè)得蘭群島。

深海沉積物的物源主要是生源物質(zhì)，如硅藻、放射蟲和有孔蟲的遺骸，它們是構(gòu)成本區(qū)表層沉積物的一個不可忽視的組成部分。不僅在深海，在水深＜1 000m的南極半島西北陸架區(qū)，硅藻數(shù)量仍然較多，與粉砂一起構(gòu)成陸架海域表層沉積物的細粒組分。

鄰近極地海域，浮冰筏運對碎屑沉積物搬運起著重要作用［33］。研究區(qū)由西北東環(huán)南極半島，屬于地理上的南大洋極地海域，而且南極大陸缺少攜帶泥沙入海的地表徑流，其搬運介質(zhì)顯然以冰川的冰筏搬運為主。南極海域冰筏是搬運大量碎屑物質(zhì)的主要營力，通過冰筏所沉積下來的沉積物呈現(xiàn)分選較差、粗細混雜的主要特點。冰筏作用的沉積物具有隨機性，本區(qū)表層沉積物不論其離岸遠近和海底水深深淺，均有站位含有大小不等的礫石，粒級不集中（圖5a），粗細混雜、分選程度多為差—中等、概率累積曲線呈四段式、三段式或兩段式，礫石的磨圓度多數(shù)呈棱角狀和次棱角狀，只有少量的才是扁平狀或半滾圓狀，而且它們的含量變化幅度較大（圖5），出現(xiàn)無規(guī)律性的分布。顯然，這是冰筏作用的結(jié)果，說明了研究區(qū)冰筏作用對海底沉積的影響較大。

研究區(qū)地形復(fù)雜，海流較多，受到威德爾海冷水支流的影響，水動力條件相對較強。南極繞極流［34］從南極半島西北部深水區(qū)域向東穿過德雷克海峽，向南斯科舍海繼續(xù)分流而去（圖4）。南極半島東部的威德爾海底層水發(fā)源于威德爾海中部，向北分成兩支，一支向西進入鮑威爾海盆，向西北繞鮑威爾海盆轉(zhuǎn)向海盆東南部又進入威德爾海，另一支沿著珍海盆南部向東演變成威德爾海深層水［12］，又分成兩支，其中一支向東繞過南奧克尼臺地沿南斯科舍海脊向東南進入南極半島西部的別林斯高晉海。進入鮑威爾海盆的一支威德爾海底層水在海盆的西北部沿又分出一支強烈的底層流沿南奧克尼微地塊的西北邊緣對海底沉積物進行沖刷，使海盆西北部直至南斯科舍海的粗組分較多（圖5a、5b）。南極半島西北側(cè)的海域大致以威德爾海底層水為界（圖4），東部陸架區(qū)處于威德爾海底流深層水強烈沖刷地帶，使海底沉積物變粗，成為以砂礫為主的殘副冰磧物沉積區(qū)，水深一般＜1 000 m，表層沉積物以砂組分為特征，砂組分含量較高（圖5b），個別站位高達83%，礫石組分含量不一，有的站位最高達79%，也有的站位根本不含礫石，采集的礫石樣品多呈棱角狀和次棱角狀，說明其未經(jīng)海浪和海流的充分磨蝕和搬運；以威德爾海底層水為界的西部半深海-深海區(qū)海底沉積物組分以粉砂和泥為主，由于具有良好的自然地理條件，海流對海底的沖刷相對較弱，形成基本不含砂礫的混合副冰磧物，個別站位含有少量礫質(zhì)組分，表層沉積物表面普遍蓋有一層浮泥，浮泥之下的沉積物粗細混雜，表明近期沉積環(huán)境相對穩(wěn)定，同時也說明冰川筏運對沉積作用有一定的貢獻。在南極半島的東部海域，向西進入鮑威爾海盆的另一支威德爾海底層水產(chǎn)生底流的強烈沖刷作用，沿底流產(chǎn)生明顯的分界，底流的內(nèi)部鮑威爾海盆受底流沖刷的程度很少，形成基本不含砂礫的混合副冰磧物；海盆外部地形起伏復(fù)雜的地帶，受底流沖刷影響較大，且在該區(qū)域的幾個站位只取到少量的礫石樣品，沉積層薄或者缺失，形成反差較大的基本不含粉沙和泥的ⅠA型殘副冰磧物。顯然，該區(qū)受到強烈的底流沖刷作用而使細粒沉積物幾近缺失。

從沉積物粒度分析結(jié)果可知多數(shù)樣品分選程度中等到差，表明碎屑物質(zhì)沉積時“泥沙俱下”，未經(jīng)過充分淘選，顯然海流侵蝕沖刷了南極半島西部的陸架、上陸坡區(qū)、淺灘和臺地，產(chǎn)生主要由冰筏粗碎屑和粗砂礫組成的殘副冰磧物沉積作用。在陸架、島架等淺水區(qū)，主要發(fā)生冰川的侵蝕作用和砂礫等粗碎屑的沉積作用，由于冰川的強烈侵蝕和冰筏的搬運作用，粗碎屑沉積物向海方向遷移至陸坡區(qū)，以陸架區(qū)侵蝕而來的沉積物沉積下來，形成殘副冰磧物。在深水區(qū)沉積物中，冰筏產(chǎn)生的砂礫較少（圖5a、5b）。水深＞2 000 m的深水區(qū)，鮑威爾海盆和威德爾海東部，主要分布泥質(zhì)沉積物和粉砂質(zhì)沉積物，細組分含量較高（圖5c、5d），沉積物類型隨地形變化較為明顯。南奧克尼群島、周邊海域地形較為復(fù)雜，相對而言，沉積物類型多、也較為復(fù)雜，冰海沉積類型相對豐富，但是根據(jù)水深的不同，地塊內(nèi)部中心位置輻射向外為粉砂，再向外直至坡地海區(qū)為砂質(zhì)沉積物（圖5b、5c），沉積物隨地形部位變化呈環(huán)帶狀分布的規(guī)律較為明顯。

圖5 南極半島周邊海域表層沉積物各粒級百分含量分布.（a）礫石；（b）砂；（c）粉砂；（d）黏土Fig.5.The percentage contentofeach composition of the surface sediments in the surrounding sea area of the Antarctic Peninsula.（a）Gravel；（b）Sand；（c）Silt；（d）Clay

5 結(jié)論

對表層沉積物進行粒度分析，根據(jù)其主要粒級的百分含量，將表層沉積物分為四大類：礫質(zhì)、砂質(zhì)、粉砂質(zhì)以及泥質(zhì)沉積物。根據(jù)不同的水深和地貌單元可分為陸架（或島架）碎屑沉積物、陸坡（或島坡）沉積物和深海沉積物［10］。

根據(jù)冰海沉積物劃分依據(jù)，南極半島周邊海域的冰海沉積物呈現(xiàn)了幾種副冰磧物特征，即以砂礫為主的Ⅰ型殘副冰磧物和以粉沙和泥為主的Ⅱ型混合副冰磧物，前者又細分為基本缺乏粉砂和泥的ⅠA型殘副冰磧物、含粉砂和泥的ⅠB型殘副冰磧物，后者又分為含砂礫的ⅡA型與基本缺乏砂礫的ⅡB型混合副冰磧物，幾種副冰磧物的分布呈現(xiàn)一定的規(guī)律性。

南極半島周邊海域冰海沉積物的搬運介質(zhì)以冰川、冰筏為主，沉積了所負載的粗碎屑，其中的細粒物質(zhì)入海后遠離冰川漂移，在其搬運途中不斷將封凍在其中的碎屑物質(zhì)卸載。研究區(qū)內(nèi)海流對沉積物的影響較為明顯，礫石、砂以及黏土的含量在研究區(qū)內(nèi)具有較好的規(guī)律性，沉積物類型隨地形變化而呈有規(guī)律的分布。

致謝 本研究使用的中國第28次南極科學(xué)考察采集的樣品由中國極地研究中心沉積物庫提供。

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