福建平海-浮葉海域表層沉積物粒度分布特征及其影響因素*

陳 欣

(福建省地質(zhì)調(diào)查研究院，福建 福州 350012)

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福建平海-浮葉海域表層沉積物粒度分布特征及其影響因素*

陳 欣

(福建省地質(zhì)調(diào)查研究院，福建 福州 350012)

對(duì)福建平海-浮葉海域878個(gè)站位的表層沉積物樣品進(jìn)行粒度測(cè)試與統(tǒng)計(jì)分析，結(jié)果表明研究區(qū)表層沉積物粒度介于黏土和礫石之間，按照福克粒度命名法可分為14種類(lèi)型。其中，粉砂分布最廣，砂質(zhì)粉砂次之，二者共占70%以上。近岸灣內(nèi)水域和遠(yuǎn)岸開(kāi)闊海域水動(dòng)力條件相對(duì)較弱，沉積物粒度相對(duì)偏細(xì)，多分布粉砂和砂質(zhì)粉砂；南日水道和興化水道兩側(cè)海域水動(dòng)力條件較強(qiáng)，沉積物的粒度較粗，由砂和含礫沉積物組成。這種分布格局受研究區(qū)物源、水動(dòng)力條件、海底地形等因素的共同控制，推測(cè)物源主要為木蘭溪帶來(lái)的陸源碎屑物，水動(dòng)力環(huán)境受閩浙沿岸流、潮流和波浪的共同影響。值得注意的是南日水道和興化水道為潮流通道，但底質(zhì)沉積物較細(xì)，廣泛分布著粉砂和砂質(zhì)粉砂，推測(cè)是由于本區(qū)的水道接近均衡狀態(tài)，水動(dòng)力條件減弱，致使細(xì)粒的物質(zhì)沉積下來(lái)。

表層沉積物；粒度；分布特征；影響因素；平海-浮葉海域

平海-浮葉地區(qū)位于福建省南日島近岸海域，北臨平潭綜合實(shí)驗(yàn)區(qū)，西接興化灣經(jīng)濟(jì)圈，南連湄洲灣(島)國(guó)際旅游島，是東南沿海重要的組成部分，對(duì)其基礎(chǔ)海洋地質(zhì)情況的了解是合理開(kāi)發(fā)利用海岸帶資源、確保整個(gè)海峽西岸經(jīng)濟(jì)區(qū)健康發(fā)展的重要保證。粒度特征是海洋表層沉積物的基本屬性之一，蘊(yùn)含了海洋沉積物物質(zhì)來(lái)源、水動(dòng)力條件、運(yùn)移方式等重要信息[1]。沉積物的粒級(jí)組成、粒度參數(shù)及其分布規(guī)律還可以反映沉積區(qū)的地形情況和沉積環(huán)境特征，對(duì)深入研究海洋地質(zhì)基礎(chǔ)信息具有重要意義。

近年來(lái)，大量學(xué)者通過(guò)野外調(diào)查結(jié)合粒度測(cè)試及統(tǒng)計(jì)分析的方法對(duì)不同海域的表層沉積物分布特征進(jìn)行了探討，取得了一系列成果。劉世昊等[2]通過(guò)對(duì)三山島岸段的地形測(cè)量和表層沉積物的粒度分析，研究了其沉積物類(lèi)型、粒度特征、運(yùn)移趨勢(shì)及其動(dòng)力機(jī)制。杜東等[3]通過(guò)對(duì)北戴河周邊海域31個(gè)表層沉積物樣品的粒度測(cè)試和統(tǒng)計(jì)分析得到了該區(qū)域表層沉積物類(lèi)型及分布特征。在眾多研究區(qū)域，對(duì)臺(tái)灣海峽表層沉積物粒度特性的探討一直是學(xué)者們的研究熱點(diǎn)，郭允謀等[4]在曾成開(kāi)等[5]討論臺(tái)灣海峽整個(gè)區(qū)域沉積環(huán)境的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步綜合考慮地球化學(xué)、生物組分等標(biāo)志，將臺(tái)灣海峽的現(xiàn)代沉積環(huán)境劃分為5個(gè)區(qū)域，平海、浮葉海域?qū)儆谂_(tái)灣海峽現(xiàn)代沉積環(huán)境的細(xì)粒沉積區(qū)。此外，近年來(lái)學(xué)者們對(duì)研究區(qū)內(nèi)的興化灣、平海灣、南日島的表層沉積物類(lèi)型、沉積環(huán)境特征也有不同程度的研究。聞新興等[6]認(rèn)為興化灣底質(zhì)沉積物以石城為界，其西以黏土質(zhì)粉砂為主，為河流下泄泥沙沉積為主；其東局部區(qū)域沉積物質(zhì)為極粗砂，為近岸山體及淺灘沖蝕物沉積為主。張海峰[7]結(jié)合平海灣海域規(guī)劃，通過(guò)海域水文泥沙測(cè)驗(yàn)、海域泥沙運(yùn)動(dòng)分析等工作對(duì)平海灣的沉積動(dòng)力特征進(jìn)行了探討，提出平海灣海底沉積物以黏土質(zhì)粉砂為主。李近元等[8]利用測(cè)得的高精度多波束數(shù)據(jù)和底質(zhì)取樣數(shù)據(jù)，繪制了南日島東部海底三維地形圖及海底深度等值線圖，認(rèn)為該區(qū)域沉積物類(lèi)型大致圍繞附近的島嶼呈不規(guī)則環(huán)帶狀分布，粉砂質(zhì)砂、砂質(zhì)粉砂、粉砂分布范圍較廣，其他類(lèi)型分布較少。

目前，對(duì)平海-浮葉海域表層沉積物的類(lèi)型與分布格局、沉積環(huán)境特征等方面仍缺乏系統(tǒng)性的整體認(rèn)識(shí)和深入探究。本文通過(guò)對(duì)福建平海-浮葉海域878個(gè)站位表層沉積物樣品進(jìn)行了粒度測(cè)試與分析，查明其粒度特征與分布規(guī)律，了解沉積物類(lèi)型及粒度參數(shù)特征，探討物質(zhì)來(lái)源和水動(dòng)力條件對(duì)沉積物分布的影響，以期對(duì)該海域的沉積環(huán)境形成系統(tǒng)性的全新認(rèn)識(shí)。

1 研究區(qū)概況

平海-浮葉區(qū)域位于福建海域南日島附近，臺(tái)灣海峽西北側(cè)，總面積1 243 km2，其中海域面積841 km2，范圍為：119°05′～119°45′E，25°10′～25°20′N(xiāo)(圖1)。地處低緯度，靠近北回歸線，屬典型的南亞熱帶海洋性季風(fēng)氣候。研究區(qū)海岸線曲折率高，島嶼眾多，港灣與岬角相間，灘涂十分發(fā)育。海域以近岸淺水水域?yàn)橹鳎钤?～50 m，區(qū)內(nèi)無(wú)大江大河入海。根據(jù)中國(guó)海洋大學(xué)2010-06-06—07-09在三江口、江陰壁頭、黃瓜嶼三個(gè)站位進(jìn)行的同步潮位觀測(cè)資料，臨近的興化灣潮汐屬正規(guī)半日潮型，且淺水分潮較小，灣內(nèi)平均高潮位3.17 m，平均潮差6.00 m。由歷史觀測(cè)資料可知，該區(qū)浪向以E、NE、SE為主，涌浪以E-S為主，年平均有效波高1.1 m，最大波高16.0 m。自然災(zāi)害比較頻繁，主要自然災(zāi)害有臺(tái)風(fēng)、風(fēng)暴潮、構(gòu)造運(yùn)動(dòng)及地震、海底異常沖淤等。

圖1 研究區(qū)位置圖Fig.1 Location of the study area

研究區(qū)海底地形情況較為復(fù)雜，西部海域?yàn)l臨莆田平原，北接興化灣，南為平海灣，灣內(nèi)及沿岸海域水深較淺，為0～5 m，向外海逐漸變深；區(qū)內(nèi)還分布兩條水道，分別為南日島西側(cè)與陸域之間的南日水道和南日群島北側(cè)的興化水道，水深達(dá)到30～50 m，水道兩側(cè)水深較淺且起伏較大，水深為10～25 m。

2 材料與方法

本文樣品在實(shí)施“福建海域1∶5萬(wàn)平海、浮葉幅海洋區(qū)域地質(zhì)調(diào)查”項(xiàng)目中獲取。項(xiàng)目由廣州海洋地質(zhì)調(diào)查局承擔(dān)，福建省地質(zhì)調(diào)查研究院和福建海洋研究所協(xié)作共同完成。該項(xiàng)目是福建省首個(gè)、全國(guó)第二個(gè)海洋1∶5萬(wàn)區(qū)域地質(zhì)調(diào)查項(xiàng)目。調(diào)查人員于2014年乘“延平二號(hào)”科考船在平海-浮葉海域以1 km×1 km調(diào)查網(wǎng)度取得了878個(gè)站位的表層(0～20 cm)沉積物樣品，主要使用抓斗采樣器取樣，采樣站位覆蓋整個(gè)研究區(qū)(圖2)。

圖2 研究區(qū)表層沉積物采樣站位圖Fig.2 Sampling locations of surface sediment in the study area

除去9個(gè)基巖樣品未參與測(cè)試，對(duì)采取的869個(gè)樣品進(jìn)行了粒度測(cè)試分析。沉積物樣品粒度分析實(shí)驗(yàn)在國(guó)家海洋局第三海洋研究所完成，實(shí)驗(yàn)過(guò)程參照《海洋調(diào)查規(guī)范第8部分：海洋地質(zhì)地球物理調(diào)查》[9]。實(shí)驗(yàn)前對(duì)沉積物去除有機(jī)質(zhì)、去除鈣質(zhì)膠結(jié)物和生物殼體(CaCO3)、洗鹽、樣品分散等預(yù)處理。此后采用英國(guó)MALVERN公司的Mastersizer-2000激光粒度儀進(jìn)行粒度分析，樣品遮光度控制在10%～20%，測(cè)量范圍為0.02～2 000.00 μm，偏差小于1%，重現(xiàn)性小于1%；部分樣品含有大于2 000 μm的礫石，對(duì)這些顆粒進(jìn)行篩分，并用Mastersizer-2000軟件進(jìn)行粒度分布合成和參數(shù)計(jì)算，得到粒度分析測(cè)試結(jié)果。

3 結(jié) 果

3.1 沉積物類(lèi)型及分布特征

由于研究區(qū)部分站位的沉積物含有礫石，本文對(duì)含礫沉積物采用含礫?？朔╗10]進(jìn)行沉積物分類(lèi)命名，無(wú)礫沉積物采用無(wú)礫?？朔╗10]來(lái)定名，三角投圖結(jié)果見(jiàn)圖3，可見(jiàn)含礫沉積物主要集中在含礫泥(gM)和礫質(zhì)泥質(zhì)砂(gmS)區(qū)域，無(wú)礫沉積物主要集中在粉砂(Z)和砂質(zhì)粉砂(sZ)區(qū)域。表層沉積物可分為14種類(lèi)型，包括：粉砂(Z)、砂質(zhì)粉砂(sZ)、粉砂質(zhì)砂(zS)、砂(S)、礫質(zhì)泥質(zhì)砂(gmS)、含礫泥質(zhì)砂((g)mS)、含礫砂((g)S)、礫質(zhì)砂(gS)、含礫泥((g)M)、礫質(zhì)泥(gM)、砂質(zhì)泥(sM)、泥質(zhì)礫(mG)、砂質(zhì)礫(sG)、泥質(zhì)砂質(zhì)礫(msG)。

利用SPSS軟件對(duì)粒度測(cè)試結(jié)果進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，粒度參數(shù)采用矩法計(jì)算。粒度參數(shù)是描述沉積環(huán)境的重要依據(jù)之一，主要包括平均粒徑(Mz)、分選系數(shù)(σ)、偏度(Ski)、峰態(tài)(Kg)等，可以反映水動(dòng)力和沉積環(huán)境的變遷。平均粒徑反應(yīng)沉積物的平均動(dòng)能，分選系數(shù)反應(yīng)沉積物顆粒大小的均勻性，偏度反應(yīng)沉積過(guò)程的能量分異，峰態(tài)代表不同來(lái)源物質(zhì)的混合程度[11]。表1列出主要表層沉積物的粒度參數(shù)統(tǒng)計(jì)特征。根據(jù)統(tǒng)計(jì)結(jié)果繪制研究區(qū)底質(zhì)類(lèi)型及分布圖(圖4)，可明顯看出研究區(qū)底質(zhì)沉積物以粉砂分布面積最廣，其次為砂質(zhì)粉砂。

圖3 研究區(qū)沉積物定名三角投點(diǎn)圖Fig.3 Plot of gravel-bearing and gravel-free sediment samples in the study area

表1 研究區(qū)主要沉積物粒度參數(shù)統(tǒng)計(jì)特征Table 1 Statistical characteristics of grain size parameters for the main sediments in the study area

粉砂在本區(qū)分布最為廣泛，以粉砂粒級(jí)為主要組分，占總站位的42.4%。粉砂平均粒徑Φ值平均為6.86，為中粉砂到細(xì)粉砂范圍；σ平均1.58，分選較差；Ski平均0.54，為極正偏，說(shuō)明主要粒度集中在粗粒部分；Kg平均2.15，峰度很尖銳；綜合來(lái)看粉砂沉積物的沉積環(huán)境水動(dòng)力條件相對(duì)較弱。圖4可以看出粉砂在整個(gè)研究區(qū)均有分布，主要在近岸灣內(nèi)海域和離陸地較遠(yuǎn)的東南部海域有大面積分布，反映出這些區(qū)域水動(dòng)力條件相對(duì)不強(qiáng)，對(duì)沉積物的沖刷和篩選較弱。此外在南日水道、興化水道也有大面積分布。依據(jù)各類(lèi)沉積物的若干隨機(jī)樣品繪制粒度頻率曲線見(jiàn)圖5。由粉砂樣品的頻率曲線可看出它呈明顯的單峰特征，主峰較窄，在6 Φ～7 Φ，以中粉砂～細(xì)粉砂組分為主。

圖4 研究區(qū)表層沉積物類(lèi)型分布圖Fig.4 Distribution of surface sediments in the study area

砂質(zhì)粉砂在本區(qū)約占29.5%，僅次于粉砂。平均粒徑在粗粉砂范圍，分選差，偏態(tài)為極負(fù)偏，說(shuō)明主要粒度集中在細(xì)粒部分，峰度很尖銳，綜合來(lái)看砂質(zhì)粉砂的沉積環(huán)境水動(dòng)力條件相對(duì)較弱，但強(qiáng)于粉砂分布區(qū)域，沉積環(huán)境改造程度強(qiáng)烈。由圖4可見(jiàn)，砂質(zhì)粉砂與粉砂相伴出現(xiàn)，在近岸灣口、南日水道及其西南側(cè)、興化水道及其東北側(cè)等區(qū)域均有出現(xiàn)，且相較于南部海域，在北部海域分布更廣。圖5顯示砂質(zhì)粉砂樣品的頻率曲線為典型的雙峰特征，頭峰尖而窄，以中細(xì)砂為主，第二峰相對(duì)更寬，曲線平滑，以粉砂為主。

以砂質(zhì)為主要組分的沉積物在本區(qū)分布較廣泛，包括粉砂質(zhì)砂(zS)、砂(S)、礫質(zhì)泥質(zhì)砂(gmS)和含礫泥質(zhì)砂((g)mS)、礫質(zhì)砂(gS)、含礫砂((g)S)六種。其中粉砂質(zhì)砂分布最廣，占全部站位的6.4%。平均粒徑平均為3.76Φ，為極細(xì)砂到細(xì)砂范圍；分選差，偏態(tài)為極正偏，峰度很尖銳。綜合來(lái)看粉砂質(zhì)砂的沉積環(huán)境水動(dòng)力條件較砂質(zhì)粉砂有所加強(qiáng)，水動(dòng)力作用過(guò)程波動(dòng)的幅度可能較大。主要分布于南日水道西部海域，在興化水道兩側(cè)和陸域沿岸、小日島北側(cè)等海域也有零星分布。頻率曲線呈明顯雙峰特征，主峰尖而窄，在0～3Φ，以粗砂到細(xì)砂為主，次峰寬而平，在6Φ～8Φ，以粉砂為主。

其次為砂，占3.34%。平均粒徑為中砂～粗砂范圍；σ平均1.10，分選較差，接近中等；偏態(tài)為極正偏；峰度很尖銳。綜合來(lái)看砂質(zhì)沉積環(huán)境水動(dòng)力條件較強(qiáng)。主要分布于陸域和南日島沿岸水域，與南日水道兩側(cè)和在興化水道兩側(cè)也有分布，與粉砂質(zhì)砂相伴出現(xiàn)。頻率曲線也為雙峰，主峰在1Φ～3Φ，以中細(xì)砂為主，與粉砂質(zhì)砂的區(qū)別是次峰不甚明顯。

礫質(zhì)泥質(zhì)砂和含礫泥質(zhì)砂在區(qū)內(nèi)分布有限，各占2.9%,0.7%。二者均分選差，偏態(tài)為極正偏，峰度非常尖銳，綜合來(lái)看水動(dòng)力條件較強(qiáng)。圖4顯示礫質(zhì)(含礫)泥質(zhì)砂零星分布在小日島、小麥嶼、浮嶼、塘嶼附近海域，雖然分布較為零散，但幾乎都是在島嶼周?chē)霈F(xiàn)，且伴隨砂和粉砂質(zhì)砂共同出現(xiàn)。礫質(zhì)(含礫)泥質(zhì)砂頻率曲線多為多峰特征，主成分為中細(xì)砂或中粗砂。

礫質(zhì)砂(gS)和含礫砂((g)S)分別占2.4%和1.7%，主要由粗砂組成。二者的平均粒徑在粗砂～極粗砂范圍，分選較差，偏態(tài)為極正偏，峰度很尖銳，推斷沉積環(huán)境水動(dòng)力條件較強(qiáng)，水動(dòng)力作用過(guò)程波動(dòng)的幅度可能較大。這兩類(lèi)沉積物在研究區(qū)內(nèi)零星分布于南日水道西北部、大蛇嶼西南部、小日島南部、下嶼西南部、興化水道西南部等海域，多與礫質(zhì)(含礫)泥質(zhì)砂伴隨出現(xiàn)。含礫砂與礫質(zhì)砂的頻率曲線均呈雙峰特征，主峰在0～2Φ，較窄但平滑，以粗砂為主，次峰為-1Φ～0Φ，尖銳，以極粗砂為主，有的樣品還有極不明顯的第三個(gè)峰。

圖5 研究區(qū)表層沉積物粒度頻率曲線Fig.5 Grain size frequency curves of the sediment samples in the study area

主要由泥質(zhì)粒級(jí)(粉砂與黏土總和)組成的沉積物中基本全部含礫。其中礫質(zhì)泥分布較廣，占7.1%。含礫泥占1.7%，而無(wú)礫的砂質(zhì)泥在本區(qū)只覆蓋到2個(gè)站位。礫質(zhì)泥的平均粒徑范圍為粗粉砂～極細(xì)砂，分選差，偏態(tài)為極負(fù)偏，峰度非常尖銳，含礫泥和砂質(zhì)泥的粒度參數(shù)也較為類(lèi)似。綜合來(lái)看，這3種沉積物沉積環(huán)境的水動(dòng)力條件并不很強(qiáng)，多分布于南日群島西北部海域、南日水道東西兩側(cè)海域、塘嶼東南側(cè)海域，在興化水道有零星分布，以南日島最北點(diǎn)做東西向直線，含礫泥質(zhì)類(lèi)幾乎全部分布于直線以北。由圖5可見(jiàn)，礫質(zhì)泥和含礫泥的頻率曲線均為多峰特征，主峰在6Φ～7Φ，平滑而寬，以粉砂為主，次峰在1Φ～2Φ，較主峰窄，以中砂～粗砂為主，還有一個(gè)非常尖銳的峰在-1Φ～0Φ，成分以細(xì)礫～極粗砂為主。

礫質(zhì)成分為30%以上的沉積物在研究區(qū)分布最少，共有3種，分別為砂質(zhì)礫、泥質(zhì)礫和泥質(zhì)砂質(zhì)礫，共占總站位的1.8%。它們具有共同的粒度參數(shù)特征：平均粒徑Φ值較小，達(dá)到粗礫，分選較差，Ski為極正偏，主要粒度集中在粗粒部分，峰度很尖銳。綜合來(lái)看，這3種沉積物的沉積環(huán)境對(duì)沉積物的改造程度很強(qiáng)烈，水動(dòng)力條件較強(qiáng)，但水的波動(dòng)較大，這3種沉積物在研究區(qū)零星分布。由圖4可見(jiàn)，其主要位于小日島西北部海域，黃瓜嶼及小麥嶼周?chē)Ｓ?，反映這些區(qū)域沉積物被沖刷淘洗的程度強(qiáng)烈，細(xì)粒的沉積物大部分被帶走；也顯示出此區(qū)域有非常強(qiáng)的水動(dòng)力條件，對(duì)應(yīng)的等深線也較為密集曲折，地形起伏較大。砂質(zhì)礫和泥質(zhì)礫的頻率曲線呈典型多峰特征，主峰均0～-2Φ，非常尖銳，成分以極粗砂和極細(xì)礫為主，砂質(zhì)礫的次峰在1Φ～2Φ，以中砂為主，泥質(zhì)礫的次峰在5Φ～7Φ，以粉砂為主，次峰和第三峰均較平滑。

3.2 沉積物的粒度組分分布特征

沉積物顆粒按粒徑大小可分為黏土(<0.003 9 mm)、粉砂(0.003 9～0.062 5 mm)、砂(0.062 5～2.000 0 mm)、礫石(>2 mm)四個(gè)粒級(jí)組分[11]。對(duì)研究區(qū)底質(zhì)沉積物粒級(jí)組分質(zhì)量分?jǐn)?shù)的特征值進(jìn)行統(tǒng)計(jì)(表2)，可見(jiàn)粒級(jí)組分平均質(zhì)量分?jǐn)?shù)由高到低依次為粉砂、砂、黏土、礫石，其中粉砂組分均值最高，為55.7%。依此繪制底質(zhì)沉積物各粒級(jí)組分質(zhì)量分?jǐn)?shù)的平面分布圖(圖6)。

圖6 研究區(qū)表層沉積物黏土、粉砂、砂和礫組分的質(zhì)量分?jǐn)?shù)(%)等值線圖Fig.6 Contour map of clay, silt, sand and gravel fractions of the surface sediments(%)

表2 表層樣粒級(jí)組分統(tǒng)計(jì)特征Table 2 Statistical characteristics of grain size compositions

由圖6可知，黏土組分的平均值為16.5%，相對(duì)較低。黏土組分與粉砂組分的分布特征較為相似，在南日水道海域、興化水道及周邊遠(yuǎn)岸海域和近岸等水域質(zhì)量分?jǐn)?shù)相對(duì)較高，但質(zhì)量分?jǐn)?shù)均只有粉砂的1/4左右，在南日水道兩側(cè)、興化水道兩側(cè)及平海灣東側(cè)含量較低。

粉砂組分的平均值為55.7%，是研究區(qū)分布最多的粒級(jí)組分。粉砂組分的高值區(qū)主要集中在南日水道海域、興化水道及周邊遠(yuǎn)岸海域和平海灣、興化灣等近岸水域，低值區(qū)在南日水道兩側(cè)、興化水道東北側(cè)海域較為明顯，與沉積物底質(zhì)分布特征有很好的對(duì)應(yīng)性。

砂粒級(jí)組分的平均值為25.5%，次于粉砂。分布特征與沉積物底質(zhì)分布特征對(duì)應(yīng)性也很好，且與粉砂組分的分布呈相反趨勢(shì)，在南日水道和興化水道兩側(cè)海域含量均較高，在陸區(qū)沿岸和南日島沿岸含量也較高并呈帶狀分布，在其他區(qū)域分布較少。

礫石組分的平均值為2.4%，含量最低。由圖6可見(jiàn)，礫質(zhì)組分主要分布于小日島北部海域，也就是南日水道和興化水道之間偏北的海域，與底質(zhì)沉積物分布圖反映的情況相同。

4 討 論

綜上，研究區(qū)底質(zhì)沉積物的整體分布格局是：整個(gè)區(qū)內(nèi)大面積分布著以粉砂組分為主的沉積物，粒度相對(duì)偏細(xì)，沉積物類(lèi)型主要為粉砂，其次為砂質(zhì)粉砂，特別是在近岸灣內(nèi)水域和遠(yuǎn)岸海域等分布較多；在南日水道東西兩側(cè)、興化水道兩側(cè)海域沉積物的粒度較粗，由砂和含礫沉積物組成，沉積物粒度相對(duì)偏粗。在陸域和南日島沿岸，多有砂與粉砂質(zhì)砂沉積物沿海岸線分布，這種分布形態(tài)與陸區(qū)的砂質(zhì)海岸也有較好的對(duì)應(yīng)關(guān)系；在南日群島周邊海域沉積物以礫質(zhì)(含礫)泥為主。值得注意的是，南日水道和興化水道南部的底質(zhì)沉積物也以粉砂和砂質(zhì)粉砂為主。此外，在整個(gè)研究區(qū)做東西向中線，中線以北區(qū)域的沉積物種類(lèi)更多，分布更復(fù)雜，中線以南海域沉積物類(lèi)型簡(jiǎn)單，以粉砂、砂質(zhì)粉砂、砂、粉砂質(zhì)砂為主，少見(jiàn)泥質(zhì)和含礫沉積物。

底質(zhì)沉積物類(lèi)型分布受物質(zhì)來(lái)源、海洋水動(dòng)力環(huán)境、海底地形、泥沙運(yùn)移特征等因素制約。其中物源和動(dòng)力是認(rèn)識(shí)海洋沉積物分布格局的兩把鑰匙[12]。對(duì)沉積物的分布情況起著非常重要的作用。

4.1 物質(zhì)來(lái)源

物源是控制沉積物的類(lèi)型及其分布的基本因素[12]。海域沉積物的物質(zhì)來(lái)源多為陸源碎屑物，通過(guò)河流搬運(yùn)、陸域剝蝕、海岸侵蝕等方式輸運(yùn)至海，其次為周邊海洋沉積物通過(guò)洋流、潮汐等作用輸運(yùn)而來(lái)。研究區(qū)沿岸水系不發(fā)育，無(wú)大江大河入海，地表徑流僅能提供少量沉積物，其中興化灣泥沙主要來(lái)自于木蘭溪的入海泥沙及沿岸小溪或沖溝向海的輸沙[13]，而平海灣的泥沙來(lái)源以海岸侵蝕來(lái)沙為主[7]。推測(cè)興化灣北側(cè)的木蘭溪(研究區(qū)外)為本區(qū)海域沉積物的主要物源，海岸侵蝕來(lái)沙為本區(qū)的第二物源，海流特別是影響研究區(qū)東南部海域的閩浙沿岸流帶來(lái)的周邊海域物質(zhì)也為本區(qū)提供了部分沉積物。

4.2 水動(dòng)力條件

研究區(qū)屬于臺(tái)灣海峽西側(cè)海域。西側(cè)沿岸海域是浙閩沿岸流與南海暖流等多種水系交匯區(qū)，水動(dòng)力條件活躍，泥沙運(yùn)移和沉積特征明顯[14]。區(qū)內(nèi)東南部開(kāi)闊海域受到浙閩沿岸流的影響較大。興化灣和平海灣內(nèi)的沉積物主要受到潮流和波浪的共同作用。這幾個(gè)因素共同構(gòu)成了本區(qū)復(fù)雜的水動(dòng)力環(huán)境。沉積物的粒度能反應(yīng)動(dòng)力場(chǎng)的強(qiáng)度。粗碎屑代表高能環(huán)境，細(xì)碎屑代表低能環(huán)境[12]。區(qū)內(nèi)不含黏土類(lèi)沉積物，粉砂和砂質(zhì)粉砂為主體組成且廣泛分布，砂、含礫沉積物也有分布，整體來(lái)看水動(dòng)力條件為中等偏強(qiáng)。在近岸灣內(nèi)和遠(yuǎn)岸開(kāi)闊海域水動(dòng)力相對(duì)較弱，致使較細(xì)沉積物沉積下來(lái)；在水道兩側(cè)海域水動(dòng)力條件相對(duì)較強(qiáng)，導(dǎo)致細(xì)粒物質(zhì)被沖刷淘洗搬運(yùn)，粗礫物質(zhì)沉積。此外，沿海岸呈帶狀分布的砂質(zhì)沉積物與沿岸流作用有關(guān)。

較為特殊的是，兩個(gè)水道為潮汐通道，一般情況水動(dòng)力條件應(yīng)較強(qiáng)，卻廣泛分布粉砂和砂質(zhì)粉砂沉積物，相對(duì)較細(xì)。這與海南島的洋浦深槽沉積物較細(xì)[15]的情況較為類(lèi)似，卻與潮汐通道由較粗物質(zhì)所組成的發(fā)育模式[16]相反。推測(cè)可能由于本區(qū)的水道接近于一種均衡狀態(tài)。水道的水動(dòng)力環(huán)境是動(dòng)態(tài)變化的，在發(fā)育初期水深較淺，流速較快，沉積物輸運(yùn)強(qiáng)度較高，將大量粗細(xì)各異的沉積物帶走。隨著水道刷深，水道內(nèi)流速降低，沉積物輸運(yùn)強(qiáng)度減弱，水道沖刷速率減緩，最終達(dá)到均衡態(tài)[15]。水動(dòng)力條件減弱，細(xì)粒的物質(zhì)沉積于此。由此推斷本區(qū)的沉積層可能較薄。

4.3 地形因素

研究區(qū)底質(zhì)沉積物分布情況也與海底地形關(guān)系甚密，在等深線較稀疏的區(qū)域，地形起伏較為平緩，過(guò)渡平穩(wěn)，多分布為粉砂、砂質(zhì)粉砂等較細(xì)的沉積物，反映這一帶水動(dòng)力條件較弱，包括水深較深的遠(yuǎn)岸海域和水深較淺的平海灣、興化灣等近岸灣內(nèi)。在等深線較密集、地形較為復(fù)雜的區(qū)域水動(dòng)力環(huán)境也較為復(fù)雜，動(dòng)力條件較強(qiáng)，包括南日水道東西兩側(cè)和興化水道東西兩側(cè)的海域，這些區(qū)域主要分布有粉砂質(zhì)砂、砂、含礫(礫質(zhì))泥質(zhì)砂、礫質(zhì)砂(含礫砂)、礫質(zhì)泥等沉積物，零星分布有砂質(zhì)礫、泥質(zhì)礫和砂質(zhì)泥質(zhì)礫。在潮汐通道——南日水道和興化水道水深達(dá)到極大值，形成深槽，卻廣泛分布粉砂和砂質(zhì)粉砂，推測(cè)水動(dòng)力條件可能處于水道的均衡期，并不很強(qiáng)。此外，研究區(qū)北部沉積物類(lèi)型較南部更復(fù)雜，粒度更粗，推測(cè)是由海底地形地貌較復(fù)雜所致。

5 結(jié) 論

研究區(qū)海底表層沉積物類(lèi)型復(fù)雜多樣，分布格局規(guī)律性強(qiáng)，也具有一些特殊性，受幾個(gè)方面的共同影響與制約。

1)研究區(qū)表層沉積物類(lèi)型復(fù)雜，按照?？嗣蓜澐譃榉凵?Z)、砂質(zhì)粉砂(sZ)、粉砂質(zhì)砂(zS)、砂(S)、砂質(zhì)泥(sM)等14種類(lèi)型，其中粉砂分布范圍最廣，砂質(zhì)粉砂次之。

2)研究區(qū)近岸灣內(nèi)水域、遠(yuǎn)岸海域等地沉積物粒度相對(duì)偏細(xì)，多分布粉砂和砂質(zhì)粉砂，反映這些區(qū)域的水動(dòng)力條件相對(duì)較弱；在南日水道兩側(cè)和興化水道兩側(cè)海域沉積物的粒度較粗，由砂和含礫沉積物組成，顯示出這些區(qū)域較強(qiáng)的水動(dòng)力條件。這種分布規(guī)律與粒度各級(jí)組分的分布具有一致性。

3)研究區(qū)表層沉積物分布格局受物源、水動(dòng)力條件、海底地形等因素共同控制。其中物質(zhì)來(lái)源是基礎(chǔ)，水動(dòng)力條件為主導(dǎo)因素。本區(qū)沉積物物源主要為木蘭溪帶來(lái)的陸源碎屑物，其次為海岸侵蝕物質(zhì)，地表徑流攜帶、周?chē)Ｓ蜉斔?。水?dòng)力環(huán)境主要受閩浙沿岸流、潮流和波浪共同控制。等深線稀疏、地形過(guò)度平穩(wěn)的區(qū)域水動(dòng)力條件相對(duì)較弱，沉積物粒度相對(duì)較細(xì)；等深線密集、地形起伏較大的區(qū)域水動(dòng)力條件較強(qiáng)，沉積物粒度相對(duì)較粗。

4)研究區(qū)南日水道和興化水道為潮流通道，沉積物粒度卻相對(duì)較細(xì)，多分布粉砂和砂質(zhì)粉砂，推測(cè)是由于本區(qū)的水道可能接近均衡狀態(tài)，水動(dòng)力條件減弱，細(xì)粒的物質(zhì)沉積下來(lái)，而大量的沉積物可能在強(qiáng)水動(dòng)力條件時(shí)被帶走，推斷水道的沉積層可能較薄。

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Received: January 26, 2016

Grain Size Distribution of Surface Sediments in Pinghai-Fuye Sea of Fujian Province and Its Controlling Factors

CHEN Xin

(FujianInstituteofGeologicalSurvey，F(xiàn)uzhou，350012，China)

Grain size measurements and statistical analysis have been carried out for the surface sediments of 878 stations collected from Pinghai-Fuye sea of Fujian Province. The results show that there are 14 types of sediments varying from clay to gravel, according to Folk descriptive terminology. Sediments are dominated by Silt, and silt and sandy silt constitute 70% of all the samples. Alterative hydrodynamic conditions result in different grain-size distributions in the study area, i.e., weak hydrodynamics corresponds to silt and sandy-silt in the areas of coastal bay and offshore area, while coarser sediments, e.g., sand and gravel, are attributed to strong hydrodynamics occurring at both sides of Nanri channel and Xinghua channel area. Factors including sediment source, hydrodynamic condition and submarine topography, affect the grain-size distribution in the study area. The sediments in study area are probably loaded by the Mulan River. The sedimentation process is influenced by Min-Zhe coast current, tide and wave. It is note that, both of the Nanri channel and Xinghua channel are tidal channels, but the surface sediments in the channels are dominated by silt and sandy silt. We suggest that the hydrodynamics in the channel may be close to a balanced status, resulting in a relatively quiet environment where the fine materials could deposit.

surface sediments； grain size； distribution； controlling factors； Pinghai-Fuye sea area

2016-01-26

中國(guó)地質(zhì)調(diào)查局地質(zhì)大調(diào)查項(xiàng)目——福建海域1∶5萬(wàn)平海、浮葉幅海洋區(qū)域地質(zhì)調(diào)查項(xiàng)目(GZH2014002011)

陳 欣(1982-)，男，福建福州人，碩士，主要從事海洋地質(zhì)方面研究.E-mail：791692726@qq.com

P736.4

A

1671-6647(2016)04-0560-11

10.3969/j.issn.1671-6647.2016.04.012