南黃海北部B03孔沉積物的重礦物特征及物源指示意義*

趙 利，趙廣濤，何雨旸，徐翠玲，祁 奇，龍曉軍

（中國(guó)海洋大學(xué)海洋地球科學(xué)學(xué)院，海底科學(xué)與探測(cè)技術(shù)教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，山東 青島266100）

沉積物的“源－匯”效應(yīng)及高分辨率的環(huán)境記錄是現(xiàn)代海洋沉積學(xué)研究的兩個(gè)重要前沿課題［1］，而連續(xù)沉積的厚層泥質(zhì)沉積體是研究全新世乃至百年尺度的物質(zhì)來(lái)源及高分辨率環(huán)境記錄的良好地質(zhì)載體［2］。中國(guó)東部海域作為世界上最為寬廣的陸架海之一，在長(zhǎng)江、黃河及眾多中小河流提供的充足陸源物質(zhì)及復(fù)雜的海洋動(dòng)力條件下，形成了多個(gè)規(guī)模不等的泥質(zhì)沉積區(qū)［3］。其中黃海海域形成的北黃海泥、山東半島沿岸泥、南黃海中部泥在空間上為統(tǒng)一的沉積體，稱為黃海北部泥質(zhì)沉積體［4］。自1980年代以來(lái)，中外科學(xué)家針對(duì)泥質(zhì)沉積體的物質(zhì)來(lái)源、形成機(jī)制及環(huán)境記錄等方面取得了大量新認(rèn)識(shí)［5－9］，程鵬認(rèn)為北黃海泥為多源沉積且以黃河物質(zhì)為主［8］；山東半島沿岸泥的主要物源是黃河入海泥沙［10－13］，也可能是在黃河輸運(yùn)、山東半島徑流、海岸侵蝕物質(zhì)的堆積下形成［14］。南黃海中部泥的物源更是存在多種觀點(diǎn)：沉積物來(lái)源于黃河［15－16］，來(lái)源于老黃河和現(xiàn)代黃河［17－18］，長(zhǎng)江和黃河物質(zhì)的混源且以黃河［19－21］或長(zhǎng)江［22］為主，長(zhǎng)江、黃河及黃海兩岸物質(zhì)的多源沉積［23］。顯然，對(duì)于黃海北部泥質(zhì)沉積體的物源及成因仍存在較多爭(zhēng)議，但反映了一個(gè)基本事實(shí)，即其主要是由長(zhǎng)江、黃河2條主要河流物源供應(yīng)、水動(dòng)力條件以及近岸侵蝕等綜合因素決定的。在泥質(zhì)沉積體的環(huán)境記錄方面，針對(duì)黃海海平面的升降［13，24－25］、黃海暖流的形成［24，26－29］、短期突變事件［30］等重大的古環(huán)境、古氣候變化及長(zhǎng)時(shí)間跨度的環(huán)境演化［31－32］進(jìn)行了較為深入的研究，而對(duì)時(shí)間跨度小且高分辨率的重要環(huán)境事件記錄研究不足。

本文基于重礦物組合和角閃石單礦物電子探針化學(xué)分析方法，選取南黃海北部泥質(zhì)沉積體中部的B03鉆孔巖芯進(jìn)行綜合分析，并討論其物質(zhì)來(lái)源及其可能的環(huán)境變化記錄。

1 材料與方法

1.1 樣品采集

依托2012年渤黃海春季航次東方紅2號(hào)海洋綜合考察船，使用重力取樣器在黃海北部泥質(zhì)沉積區(qū)域中部獲得巖芯B03（122.79°E，36.65°N）。巖芯全長(zhǎng)330cm，采樣水深27m。具體位置見(jiàn)圖1。

1.2 分析方法

1.2.1 粒度分析 取樣間距為5cm，共67個(gè)樣品，采用激光粒度儀進(jìn)行粒度分析測(cè)定，在中國(guó)海洋大學(xué)海底科學(xué)與探測(cè)教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室完成。具體步驟如下：取適量的沉積物樣品，分別加入5mL 30%的雙氧水（H2O2）和0.25mol／L的鹽酸去除樣品中的有機(jī)質(zhì)和碳酸鹽（至不起泡為止）。將燒杯加滿蒸餾水，用玻璃棒充分?jǐn)嚢?，靜置24h，吸去上清液去除其中的鹽分，直到溶液呈中性為止。處理好的樣品經(jīng)超聲波振蕩分散后，使用 Mastersizer－2000激光粒度儀進(jìn)行測(cè)試。測(cè)量范圍為0.02～2 000μm，粒級(jí)分辨率為0.01 Φ，重復(fù)測(cè)試的相對(duì)誤差＜2%。對(duì)于平均粒徑、分選系數(shù)、偏態(tài)、峰態(tài)等粒度參數(shù)采用矩法計(jì)算，沉積物分類和定名采用?？说鹊娜嗽诸惙?。

圖1 黃海底質(zhì)沉積類型及流系（冬季）圖Fig.1 Sediment types and circulation pattern in the Yellow Sea during winter time

1.2.2 碎屑礦物分析 同樣按5cm的間隔取67個(gè)樣品進(jìn)行碎屑礦物分析。原樣加分散劑偏磷酸鈉并煮沸后過(guò)篩分級(jí)，取出大于0.125mm，0.063～0.125mm和小于0.063mm粒級(jí)樣品并烘干，將適量0.063～0.125粒級(jí)細(xì)砂樣品用相對(duì)密度為2.88的三溴甲烷重液進(jìn)行輕、重礦物組分的分離，并分別計(jì)算出輕重組分的重量百分含量。然后用體視顯微鏡和偏光顯微鏡油浸法，對(duì)輕、重組分進(jìn)行系統(tǒng)鑒定，計(jì)數(shù)300顆以上的顆粒以求得各種礦物的顆粒百分含量。

1.2.3 角閃石的挑選及EPMA分析 依據(jù)重礦物垂向分布特征，分別選取B03－A（75cm處）、B03－B（275cm處）上下2個(gè)層位的重礦物樣品進(jìn)行角閃石的挑選及EPMA分析。方法為將重礦物樣品在雙目實(shí)體顯微鏡下進(jìn)行手工挑選，挑選時(shí)將所取樣品中的所有角閃石都挑出來(lái)，主要是新鮮、未蝕變的角閃石，而對(duì)無(wú)色的透閃石、強(qiáng)烈風(fēng)化或蝕變的角閃石不選，挑選的角閃石總顆粒數(shù)量多于300顆。將挑選的角閃石按照GB／T17366—1998中顆粒試樣的制備方法進(jìn)行樣品的制備，然后進(jìn)行上機(jī)測(cè)試。

角閃石的單礦物成分分析，由中國(guó)海洋大學(xué)海底科學(xué)與探測(cè)教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室電子探針實(shí)驗(yàn)室完成，儀器型號(hào)為JEOLJXA—8230；測(cè)試條件：加速電壓15kV，探針電流2×10－8A；測(cè)試標(biāo)樣為美國(guó)SPI公司的硅酸鹽礦物及氧化物標(biāo)樣，數(shù)據(jù)采用ZAF法校正。對(duì)每組沉積物樣品的角閃石隨機(jī)測(cè)試100顆以上，以保證其統(tǒng)計(jì)的準(zhǔn)確性。

2 分析結(jié)果

2.1 粒度特征

柱狀樣的垂向粒度參數(shù)顯示B03孔的巖性表現(xiàn)上下較為均一，沉積記錄連續(xù)，顆粒粒徑均為＜0.25mm的細(xì)沙、粉砂及黏土，主要為灰色、灰褐色粘土質(zhì)粉砂。樣品定名大部分為粘土質(zhì)粉砂，少部分為砂質(zhì)粉砂。巖芯的巖性及粒度參數(shù)的垂向特征見(jiàn)圖2。

圖2 巖性及粒度參數(shù)垂向變化Fig.2 Vertical variation of lithology and grain size parameters

B03孔中粉砂含量在67.18%～74.13%之間，平均為70.12%，黏土含量在12.33%～21.55%之間，平均為16.88%。沉積物平均粒徑為5.48～6.24φ，均值為5.82φ，中值粒徑在 4.94～5.68φ 之間，均值為5.32φ，小于平均粒徑。平均粒徑和中值粒徑變化一致，其中0～175cm附近粒徑略微由大變小，沉積物變細(xì)，下段則相反。整體而言，其為略微波動(dòng)，所能顯示的變化趨勢(shì)不明顯，不能指示沉積動(dòng)力條件發(fā)生了一定的改變。分選系數(shù)、偏態(tài)系數(shù)和峰態(tài)系數(shù)整體變化范圍較小，偏態(tài)系數(shù)與峰態(tài)系數(shù)變化一致，而與分選系數(shù)變化相反。分選系數(shù)在1.83～2.14之間波動(dòng)，均值為1.98，分選較差；偏態(tài)系數(shù)在0.31～0.49間，均值為0.42；峰態(tài)系數(shù)在0.89～1.19之間，均值為1.0。

綜上分析表明，沉積物自上而下粒徑較細(xì)，粒度變化較小且沉積連續(xù)，反映了巖芯處于低能且穩(wěn)定的沉積環(huán)境，水動(dòng)力條件較弱。

2.2 碎屑礦物種類及組合

沉積物中的重礦物種類及組合可用于判別海洋沉積體的物質(zhì)來(lái)源、沉積環(huán)境特征，并可進(jìn)一步闡明蝕源區(qū)的母巖成分及環(huán)境、氣候變化特征，因而其已成為海洋沉積學(xué)研究的重要組成部分［33－35］。鑒此本文做了高分辨率的的碎屑礦物種類及組合統(tǒng)計(jì)分析。

2.2.1 碎屑礦物組成 該孔沉積物中碎屑礦物含量平均為2.42%，變化范圍1.13%～4.68%，重礦物含量低，在全部樣品中為0.10%～1.66%，平均為0.65%。已鑒定的重礦物為28種，輕礦物為13種，巖芯的片狀礦物含量高，重礦物中主要重礦物（＞5%）為片狀礦物（黑云母、白云母、風(fēng)化云母、綠泥石）、閃石類礦物（普通角閃石、陽(yáng)起石和透閃石），含量較高且分布普遍，次要重礦物（5%～1.5%）為綠簾石、金屬礦物（鈦鐵礦、磁鐵礦、赤褐鐵礦）及巖屑等，其他重礦物特別是穩(wěn)定礦物及變質(zhì)礦物含量較少（＜1%）甚至僅在部分或個(gè)別樣品中出現(xiàn)，如輝石、磷灰石、鋯石、電氣石、白鈦石、榍石、石榴石、藍(lán)晶石、紅柱石、十字石和矽線石等。主要輕礦物為石英、長(zhǎng)石（鉀長(zhǎng)石和斜長(zhǎng)石）、云母類礦物；少量輕礦物為方解石、綠泥石、白云石、海綠石及生物碎屑、巖屑等。

2.2.2 重礦物組合及垂向分布特征 主要重礦物的組成相對(duì)穩(wěn)定，普遍出現(xiàn)的礦物有普通角閃石、透閃陽(yáng)起石、綠簾石、黑云母、白云母、風(fēng)化云母、綠泥石、鈦鐵礦、磁鐵礦等。其中普通角閃石、云母類礦物、綠簾石含量較高，代表了該區(qū)沉積物的礦物組合。根據(jù)重礦物屬性及組合特征分為幾種情況：閃石類礦物 普通角閃石最大含量為59.6%，最低含量為9.4%，平均含量為25.9%，高值段位于0～85cm附近，平均含量42.2%；85～330cm含量則較低，平均為19.9%。綠簾石、透閃陽(yáng)起石分布形式與普通角閃石基本一致，前者最高含量為8.39%，低值為0.52%，平均含量為2.43%，后者最高4.26%，低值為1.04%，表明這幾種礦物的來(lái)源及沉積形式是一致的。片狀礦物 云母類礦物主要包括黑云母、白云母及產(chǎn)生的風(fēng)化類云母，其與綠泥石統(tǒng)稱為片狀礦物。前者最高值為77.43%，低值為19.3%，平均為53.92%，后者高值為13.56%，低值為3.97%，平均為8.54%。片狀礦物最高值為86.52%，低值為26.32%，均值為62.47%，存在較大差異。

金屬礦物 主要包括磁鐵礦、鈦鐵礦、赤褐鐵礦。金屬礦物的平均含量為6.89%，最高為42.99%，最低為1.07%。赤褐鐵礦分布含量較少且較為均勻，個(gè)別層位為0，平均在1%。磁鐵礦和鈦鐵礦在200cm以下含量略微升高，在265和270cm附近出現(xiàn)異常高值，分別高達(dá)42.37%和25.15%。穩(wěn)定及變質(zhì)礦物 樣品中的穩(wěn)定及變質(zhì)礦物含量低。穩(wěn)定礦物主要有電氣石、鋯石、榍石、白鈦石、石榴石、金紅石，平均含量較低，為0.85%，最高為2.51%；變質(zhì)巖礦物主要是藍(lán)晶石、紅柱石、十字石和矽線石，其含量極低，僅偶爾出現(xiàn)，平均含量?jī)H為0.19%。

以上研究顯示該區(qū)重礦物種類及含量有一個(gè)顯著特點(diǎn)，即片狀礦物和不穩(wěn)定礦物占比大，如：云母類礦物、綠泥石、普通角閃石、綠簾石等，其中風(fēng)化云母含量較高平均值也達(dá)到10%，含量垂向總體變化不大，穩(wěn)定及變質(zhì)礦物所占比例低，表征礦物成熟度的ZTR／HP＝鋯石＋ 電氣石＋ 金紅石／角閃石＋ 輝石［36］約為0.015，成熟度極低，由此可以初步推斷該區(qū)沉積物應(yīng)屬近源沉積且物源供應(yīng)相對(duì)穩(wěn)定。

主要重礦物顆粒百分含量及垂向特征如圖3所示，片狀礦物（黑云母＋白云母＋綠泥石）的含量最高，簾石類礦物（普通角閃石、綠簾石）次之。

對(duì)主要重礦物的相關(guān)性分析見(jiàn)圖4，綠簾石和普通角閃石的相關(guān)系數(shù)為0.76，片狀礦物和普通角閃石的相關(guān)系數(shù)更是高達(dá)－0.84，由此可推測(cè)該孔沉積物是在相對(duì)穩(wěn)定的物源供應(yīng)及沉積環(huán)境下形成的，兩種情況共同作用下導(dǎo)致沉積物中各種組分的較好的一致性，否則水動(dòng)力環(huán)境的改變很容易導(dǎo)致重礦物的重新分布。

根據(jù)重礦物組合特征及分布規(guī)律，可以巖芯85cm處為分界將巖芯分為上下2個(gè)沉積層：

上沉積層（0～85cm） 重礦物組合為普通角閃石－云母類礦物－綠簾石，普通角閃石的平均含量為42.2%，云母類礦物為38.60%，綠簾石含量為4.89%。

圖3 主要重礦物垂向分布圖Fig.3 Vertical distribution of major heavy minerals

圖4 主要重礦物相關(guān)性圖解Fig.4 Correlation diagram of major heavy mineral

下沉積層（85～330cm） 云母類礦物含量明顯增加，礦物組合為云母類礦物—普通角閃石—綠簾石。其中云母類礦物的含量升高至59.55%，而普通角閃石的含量下降至19.95%，綠簾石的含量也降至1.53%。

2.3 角閃石的礦物化學(xué)分析

對(duì)單礦物顆粒的研究能夠較能明確闡明礦物的親緣性，有效地消除搬運(yùn)動(dòng)力的分異作用，在物源比對(duì)性上具有明顯優(yōu)勢(shì)［37－44］。金秉福［45］曾運(yùn)用電子探針手段研究了黃河極細(xì)砂中普通角閃石的礦物化學(xué)成分，對(duì)角閃石的化學(xué)成分、晶體化學(xué)特征、成因環(huán)境作了分析。趙廣濤等①趙廣濤.長(zhǎng)江、黃河入海沉積物角閃石的礦物化學(xué)特征及其物源示蹤意義.（內(nèi)部資料）對(duì)比分析了黃河源和長(zhǎng)江源角閃石在礦物種屬、成因及特征元素Mg／Fe2＋比值等方面的差異，并認(rèn)為Mg／Fe2＋比值可作為長(zhǎng)江黃河物源識(shí)別的有效礦物化學(xué)指標(biāo)，即Mg／Fe2＋＜2可用于指示親黃河源的物質(zhì)，而Mg／Fe2＋＞2.3則是存在大量長(zhǎng)江源物質(zhì)的標(biāo)志。

基于以上研究成果，本文對(duì)巖心上下2個(gè)沉積層各一特征層位樣品（B03－A，B03－B）中的單礦物角閃石顆粒進(jìn)行了EPMA分析，以期能在沉積區(qū)域物源識(shí)別上有進(jìn)一步的認(rèn)識(shí)。角閃石陽(yáng)離子系數(shù)采用23個(gè)氧為標(biāo)準(zhǔn)，研究分別獲得114、117個(gè)有效數(shù)據(jù)，對(duì)數(shù)據(jù)運(yùn)用minpet2.02軟件，以23個(gè)氧原子為標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行相關(guān)晶體化學(xué)數(shù)值的計(jì)算，并由化學(xué)計(jì)量限制對(duì)Fe3＋、Fe2＋平均值和相應(yīng)的其它陽(yáng)離子數(shù)值做了估算［46－48］，產(chǎn)生了它們可能的晶體結(jié)構(gòu)分子式以及相關(guān)晶體化學(xué)特征數(shù)值。結(jié)果見(jiàn)表1。

2.3.1 角閃石的種類 2組測(cè)試樣品的角閃石化學(xué)成分分布狀況較為相近，主要氧化物含量均值相差不大，含量最高的SiO2均值分別為47.13%和46.73%，但含量集中在一較大范圍內(nèi)分布，范圍大致在41%～55%之間；2組樣品CaO和MgO的含量較高，平均值均為11.5%左右，基本無(wú)差異；TiO2的含量較低，絕大多數(shù)小于1%，均值分別為0.88%和0.82%；代表堿性程度的Na2O和K2O的含量均值分別為0.84%和0.93%，而黃河源的均值為0.70%①，表明上沉積層與黃河源的相似度更大。以上化學(xué)特征表明角閃石整體上具有高硅、鈣、鎂，低鈦、低堿的特征，與黃河源角閃石的化學(xué)成分特征［45］具有較大相似性，但也存在部分差異，MgO含量及堿性程度均有不同程度的增大，而Al2O3及TFe2O3含量略有減小。

表1 角閃石化學(xué)成分、陽(yáng)離子數(shù)值的平均值及方差統(tǒng)計(jì)Table 1 Chemical composition，the mean and variance values cations Statistics of amphibole

按照 Leak［49］及2001年角閃石專業(yè)委員會(huì)［50］基于B位陽(yáng)離子種類及含量對(duì)角閃石的最新分類方法，將由電子探針測(cè)試數(shù)據(jù)計(jì)算而來(lái)的角閃石晶體結(jié)構(gòu)式中的各陽(yáng)離子數(shù)值投影到分類圖中（見(jiàn)圖5）。

圖5 角閃石分類圖Fig.5 Classification of amphibole types

本次研究中測(cè)試樣品的角閃石都屬于鈣角閃石組，未發(fā)現(xiàn)其他3種類。在鈣角閃石組的分類中，上下2個(gè)層位樣品均以鎂角閃石為主（＞60%），鎂鈣閃石、鐵鎂鈣閃石次之（約10%左右），鐵角閃石、陽(yáng)起石含量較低（＜6%），淺閃石、鐵淺閃石、韭閃石的含量更低（總占比約為7%）。各礦物種的相對(duì)含量見(jiàn)如圖6。

圖6 角閃石種類及相對(duì)含量分布圖Fig.6 Types and relative content distribution of amphibole

基于前人［45，①］對(duì)黃河源角閃石統(tǒng)計(jì)分析得出的種類分布規(guī)律，兩組樣品的角閃石種類分布模式整體上與黃河源基本一致，鎂角閃石占比最大，鎂鈣閃石、鐵鎂鈣閃石次之，說(shuō)明沉積受黃河物質(zhì)影響較大，但同時(shí)存在一定差異，主要表現(xiàn)為樣品中出現(xiàn)較多的陽(yáng)起石，含量在4%～6%，結(jié)合沉積環(huán)境分析認(rèn)為物質(zhì)來(lái)源上除受黃河物質(zhì)的影響外，還可能有外源物質(zhì)（可能為山東半島及臨近海域基巖物質(zhì)剝蝕產(chǎn)物）的加入。上下2個(gè)沉積層角閃石種類及相對(duì)含量對(duì)比發(fā)現(xiàn)，下沉積層中鎂角閃石含量低于上層約10%，相對(duì)地鎂鈣閃石、鐵鎂鈣閃石、陽(yáng)起石含量較高，上沉積層礦物種相對(duì)含量與黃河源的相似性明顯大于下沉積層，暗示了物源供應(yīng)上可能存在差異，上沉積層與黃河源物質(zhì)的親緣性大于下沉積層。

圖7 B03角閃石成因Si－Ti變異及成因劃分圖Fig.7 Si－Ti variation and causes division map of amphibole

2.3.2 角閃石的成因 Si－Ti變異散點(diǎn)圖可用于判斷角閃石的成因類型［51］（見(jiàn)圖7）。從圖7可看出，黃河源沉積［45］與沉積巖芯兩組樣品的角閃石分布相似度較高，大多落入中酸性侵入巖與中高級(jí)變質(zhì)巖分布區(qū)域中，但巖芯樣品角閃石落入中高級(jí)變質(zhì)巖區(qū)域的明顯增多，落在退變質(zhì)或交代成因區(qū)域中的也有所增加。表明了物質(zhì)來(lái)源除來(lái)自黃河物質(zhì)貢獻(xiàn)外還受它源物質(zhì)的影響。變質(zhì)成因角閃石含量明顯增大，從另一側(cè)面說(shuō)明了物源可能受山東半島古老變質(zhì)巖及臨近海底基巖剝蝕的影響。

2.3.3 特征元素比值 Mg／Fe2＋為進(jìn)一步對(duì)角閃石的礦物化學(xué)標(biāo)型意義進(jìn)行研究，計(jì)算了角閃石 Mg／Fe2＋比值，并對(duì)其做出頻率分布直方圖（見(jiàn)圖8）。結(jié)果表明，上沉積層角閃石 Mg／Fe2＋為2.03，下沉積層為1.90，均與黃河源比值1.94①相近，在其頻率比值分布模式上也具有較高的相似度，進(jìn)一步證明了黃河源物質(zhì)是其主要的物源。

圖8 B03－A及B03－B角閃石 Mg／Fe2＋分布直方圖Fig.8 Mg／Fe2＋ distribution histogram of B03－A and B03－B′s amphibole

前人［52－55］對(duì)山東半島陸地及鄰近海域基巖隆起的斜長(zhǎng)角閃巖、榴閃巖、榴輝巖、麻粒巖等變質(zhì)巖中的角閃石礦物化學(xué)成分分析結(jié)果顯示，其Mg／Fe2＋較小，約為1.23，而對(duì)黃河口沉積物所做比值為1.94。

基于以上結(jié)論，結(jié)合沉積環(huán)境，可以推測(cè)巖芯沉積主要來(lái)自黃河沉積物，同時(shí)受外源物質(zhì)的影響，外源物質(zhì)主要為來(lái)自山東半島陸地及附近海域的基巖剝蝕產(chǎn)物，且外源物質(zhì)對(duì)下沉積層的影響大于上沉積層，與前人對(duì)研究區(qū)物源的研究相一致。

3 物源及環(huán)境指示意義

研究發(fā)現(xiàn)巖芯在重礦物種類及組合特征方面與前人對(duì)黃河源［45，56］礦物的研究具有較強(qiáng)的一致性，但也存在一定差異，主要表現(xiàn)為云母類礦物的含量較黃河源沉積豐富，礦物的成熟度低。依據(jù)重礦物的垂向特征可將巖芯分為上下2個(gè)沉積層，其顯著特點(diǎn)為下沉積層較上沉積層更加富含云母類礦物。結(jié)合研究區(qū)域所處的沉積環(huán)境推測(cè)其原因主要有兩方面：一是由于研究區(qū)沉積動(dòng)力主要受控于山東半島沿岸流［57］，沿岸流繞過(guò)成山角后水動(dòng)力條件減弱，導(dǎo)致黃河源沉積物中易沉降的云母類礦物發(fā)生快速沉降，同時(shí)導(dǎo)致了礦物的成熟度相對(duì)較低；另一方面由于山東半島近岸及臨近海底基巖主要為片麻巖、變粒巖等長(zhǎng)英質(zhì)的古老變質(zhì)巖類［53－55］，其長(zhǎng)期風(fēng)化剝蝕的產(chǎn)物中含較黃河源沉積物更為豐富的云母類礦物，并在近岸大量堆積。并由此推測(cè)，下沉積層更為豐富的云母類礦物可能是由于山東半島近岸及臨近海底基巖剝蝕產(chǎn)物對(duì)下沉積層的相對(duì)貢獻(xiàn)大于上沉積層造成的。

對(duì)角閃石礦物化學(xué)統(tǒng)計(jì)分析表明，在礦物種類分布模式、成因及特征元素比值方面，兩組樣品均與黃河源特征具有較大相似性，同時(shí)也出現(xiàn)了部分不同。主要表現(xiàn)為礦物種出現(xiàn)了約4%～6%的變質(zhì)礦物陽(yáng)起石，落在中高級(jí)變質(zhì)巖成因區(qū)域的明顯增多，其差異推測(cè)主要受外源即山東半島近岸及臨近海底基巖剝蝕產(chǎn)物加入的影響。上下兩個(gè)沉積層在角閃石種類及Mg／Fe2＋方面存在差異，下沉積層中陽(yáng)起石含量高，Mg／Fe2＋值低，結(jié)合黃河源及山東半島陸地及基巖角閃石的礦物化學(xué)特征可認(rèn)為，下沉積層受外源物質(zhì)的影響大于上沉積層。

綜合分析重礦物及角閃石礦物化學(xué)特征認(rèn)為，研究區(qū)內(nèi)沉積物的物源主要由兩個(gè)方面，一是山東半島沿岸流攜帶的黃河源物質(zhì)在此的快速沉積，二是山東半島近陸架物質(zhì)的風(fēng)化剝蝕及海水對(duì)海底基巖侵蝕產(chǎn)物的大量堆積，共同作用下形成了獨(dú)特的沉積構(gòu)型。上下沉積層間的礦物組合及礦物化學(xué)差異均暗示了沉積體的物源供應(yīng)發(fā)生了變化，山東半島近岸及臨近海底基巖剝蝕產(chǎn)物對(duì)下沉積層的相對(duì)貢獻(xiàn)明顯大于上沉積層，而上沉積層與現(xiàn)代黃河源物質(zhì)的親緣性更大。

前人對(duì)臨近研究區(qū)的沉積體進(jìn)行了大量210Pb測(cè)年［58－63］分析，研究結(jié)果均表明該區(qū)屬于中高速沉積區(qū)域，沉積速率約為0.4～0.6cm／a。本次研究中巖芯85cm處為上下沉積層的分界線，可推測(cè)該處沉積年齡約為140～170a。據(jù)記載黃河尾間長(zhǎng)期以來(lái)不斷發(fā)生變遷改道，交替注入渤海和黃海［64］，黃河曾于1855年由黃海入海改道至渤海，時(shí)間上推斷該分界線與黃河1855年改道相呼應(yīng)，因而上下沉積層的差異極可能是由黃河改道引起的。下沉積層為未改道前的沉積，此時(shí)的黃河河口距研究區(qū)域較遠(yuǎn)，山東半島近岸及海底基巖剝蝕的產(chǎn)物對(duì)研究區(qū)域的相對(duì)貢獻(xiàn)占比較大，上沉積層為黃河改道后的沉積，改道后山東半島沿岸流攜帶的大量黃河源物質(zhì)在此處快速沉積，此時(shí)黃河源物質(zhì)對(duì)研究區(qū)的影響變大，近岸及基巖物質(zhì)的影響相對(duì)降低。綜上可認(rèn)為巖芯85cm的分界代表了黃河1855年改道事件在山東半島東部陸架的區(qū)域響應(yīng)。

4 結(jié)論

（1）研究區(qū)域重礦物種類較少，相對(duì)比較單一，優(yōu)勢(shì)重礦物為云母類礦物、角閃石、綠簾石，反映了沉積體物源供應(yīng)及沉積環(huán)境較為穩(wěn)定。

（2）基于重礦物種類、組合及特征礦物角閃石的礦物化學(xué)特征分析，推測(cè)沉積區(qū)域物源為山東半島沿岸流輸運(yùn)的現(xiàn)代黃河源物質(zhì)及山東半島陸架及海底基巖侵蝕產(chǎn)物的混源。

（3）依據(jù)重礦物的垂向特征可將巖芯以85cm處為界分為上下2個(gè)沉積層，上沉積層重礦物組合為普通角閃石—云母類礦物—綠簾石，下沉積層礦物組合為云母類礦物—普通角閃石—綠簾石，云母類礦物更為豐富，結(jié)合角閃石礦物種及特征元素Mg／Fe2存在的差異，均表明下沉積層與山東半島及臨近海底基巖的物質(zhì)親緣性更大。

（4）綜合210Pb測(cè)年數(shù)據(jù)及重礦物特征分析認(rèn)為，上下2個(gè)沉積層的分界代表了黃河1855年改道事件在山東半島東部陸架的區(qū)域響應(yīng)。

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