趙玉玲, 馮秀麗, 宋 湦, 田動(dòng)會(huì)

?

現(xiàn)代黃河三角洲附近海域表層沉積物地球化學(xué)分區(qū)

趙玉玲1, 2, 馮秀麗1, 2, 宋 湦1, 2, 田動(dòng)會(huì)1, 2

(1. 中國海洋大學(xué)海洋地球科學(xué)學(xué)院, 山東青島266100; 2. 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)

對(duì)取自現(xiàn)代黃河三角洲附近海域的表層沉積物樣品進(jìn)行粒度分析和地球化學(xué)元素分析。研究表明, 沉積物類型主要為砂質(zhì)粉砂和粉砂, 表層沉積物粒度由近岸向渤海東部大致為由粗變細(xì)再變粗的趨勢(shì), 研究區(qū)大部分化學(xué)元素的含量和分布受沉積物粒度控制作用明顯, 即“元素的粒度控制律”。運(yùn)用Q型聚類法對(duì)研究區(qū)表層沉積物常微量元素進(jìn)行分析, 并將其劃分為3個(gè)地球化學(xué)分區(qū), Ⅰ區(qū)主要集中在渤海中部海區(qū), 該區(qū)化學(xué)元素含量高。Ⅱ區(qū)主要集中在萊州灣, 常微量元素含量比Ⅰ區(qū)稍低。Ⅲ區(qū)化學(xué)元素含量最低, 根據(jù)地理位置不同又可分為3個(gè)亞區(qū)。3個(gè)分區(qū)反映了不同物源和水動(dòng)力環(huán)境對(duì)研究區(qū)沉積物分布的影響。

黃河三角洲; 表層沉積物; 粒度特征; 地球化學(xué)分區(qū)

元素地球化學(xué)是判斷沉積物物質(zhì)組成的重要指標(biāo)之一, 它的含量變化及分布規(guī)律可以反映沉積物的物質(zhì)來源, 示蹤沉積物搬運(yùn)和沉積過程[1-2]。許多學(xué)者對(duì)現(xiàn)代黃河三角洲附近海域沉積物的搬運(yùn)和沉積作用作了大量研究。多數(shù)研究認(rèn)為, 黃河入海物質(zhì)堆積在渤海灣南部、渤海海峽南部、萊州灣以及從萊州灣向北到渤海中央的區(qū)域[3-4]。黃河泥沙入海后, 大部分沉積在河口三角洲和近海海域, 余者則在潮流和海流等因素的影響下, 擴(kuò)散至較遠(yuǎn)的海區(qū)[5]。呂成功、陳真[6]分析了取自渤海77個(gè)表層樣的8種化學(xué)成分和粒度特征。其研究結(jié)果顯示這些表層樣的8種化學(xué)元素的含量與黃海和東海接近, 表明渤海屬于正常陸架海范疇, 其化學(xué)成分與沉積物粒度密切相關(guān)。但目前為止, 黃河及渤海灣北部河流(如海河等)入海物質(zhì)及不同地理位置水動(dòng)力環(huán)境對(duì)在現(xiàn)代黃河三角洲附近海域沉積物分布的影響范圍尚未明確劃分。因此本文對(duì)采自現(xiàn)代黃河三角洲附近海域表層沉積物的17種常量和微量元素進(jìn)行分析, 研究其含量變化和分布特征, 并對(duì)其進(jìn)行地球化學(xué)分區(qū), 為進(jìn)一步了解現(xiàn)代黃河三角洲附近海域沉積物分布特點(diǎn)提供支持。

1 區(qū)域背景

黃河受水盆地渤海, 是深入中國大陸的近封閉型淺海, 平均水深18 m, 最深處位于老鐵山水道南支, 水深86 m[7]。通常將渤海分為: 遼東灣、渤海灣、萊州灣、中央海區(qū)和渤海海峽, 研究區(qū)涵蓋黃河水下三角洲、渤海灣南部、渤海中央海區(qū)、萊州灣, 東面與渤海海峽相鄰(圖1)。

研究區(qū)海岸為粉砂淤泥質(zhì)海岸, 其中黃河口附近為典型的扇狀三角洲海岸, 海底地形從陸地邊緣向渤海中央海區(qū)傾斜, 近岸水深淺, 靠近渤海海峽附近水深最深。近岸黃河口附近海區(qū)水深梯度大, 周圍分布黃河水下三角洲。萊州灣大部分水深都在–10 m以內(nèi), 整個(gè)海底地形較為平緩。渤海海域周邊有多條河流, 其中, 黃河、灤河、海河等為主要的入海河流(如圖1), 它們定期向渤海輸入源源不斷的沉積物質(zhì), 其他的一些河流輸沙量小, 貢獻(xiàn)甚微。

研究區(qū)的主要海洋水文動(dòng)力要素為潮汐、潮流、余流和風(fēng)浪等。渤海潮波主要由半日分潮(M2)和全日分潮(K1)組成。M2分潮系統(tǒng)由渤海灣-萊州灣駐波和遼東灣駐波構(gòu)成, 兩個(gè)駐波節(jié)點(diǎn)(無潮點(diǎn))分別在研究區(qū)黃河口附近海區(qū)和秦皇島外[8]。由于風(fēng)、徑流、氣壓、密度差等因素引起的余流形成渤海環(huán)流, 渤海環(huán)流較弱, 流速一般為10~20 cm/s[9]。通常認(rèn)為, 渤海暖流的余脈從渤海海峽北端進(jìn)入黃海, 向西偏北而行, 至接近西岸時(shí)分為南北兩段, 從而形成渤海主干流(圖2)。

2 材料與方法

2.1 樣品來源

在研究區(qū)取168個(gè)表層樣進(jìn)行粒度分析, 37個(gè)表層樣進(jìn)行地球化學(xué)元素分析, 取樣站位分布見圖3。表層沉積物取自淺水作業(yè)調(diào)查船, 搭載蚌式取樣器, 取樣點(diǎn)定位采用 DGPS 差分定位, 在室內(nèi)對(duì)樣品進(jìn)行分析測(cè)試。

2.2 分析方法

2.2.1 粒度分析

樣品粒度分析在室內(nèi)完成, 對(duì)于沉積物中粒徑大于2 mm的部分采用篩析法, 小于2 mm的部分采用Microtrac3500激光粒度儀(測(cè)量范圍為0.24~2 000 μm,測(cè)量精度≤0.01 μm)。粒度分類標(biāo)準(zhǔn)采用國際通用標(biāo)準(zhǔn)烏頓-溫德華氏等比制值粒級(jí)標(biāo)準(zhǔn); 沉積物分類和命名方法采用 Shepard沉積物三角分類法; 粒度參數(shù)采用圖解法計(jì)算。

2.2.2 元素分析

地球化學(xué)樣品分析國土資源部院濟(jì)南礦產(chǎn)資源監(jiān)督檢測(cè)中心完成, 測(cè)試項(xiàng)目包括常量元素SiO2、Al2O3、Fe2O3、CaO、MgO、K2O、Na2O、MnO、TiO檢測(cè)和微量元素Cr、Cu、Pb、Zn、V、Co、Ni、Sr檢測(cè), 檢測(cè)方法參照《技術(shù)規(guī)程》和GB/T14506-93、DZG20.03—1987, 使用的主要設(shè)備有日立-557雙波長分光光度計(jì)、PE-600原子吸收分光光度計(jì)及IRIS Intrepid Ⅱ全譜直讀等離子體發(fā)射光譜儀, 檢測(cè)結(jié)果和誤差范圍符合《技術(shù)規(guī)程》要求。

3 結(jié)果與討論

3.1 表層沉積物類型與分布

依據(jù)Shepard沉積分類原則對(duì)沉積物進(jìn)行分類和命名, 研究區(qū)表層沉積物的主要類型為砂(S)、粉砂質(zhì)砂(TS)、砂質(zhì)粉砂(ST)、粉砂(T)、黏土質(zhì)粉砂(YT)。

研究區(qū)的沉積類型分布如圖4所示。砂在研究區(qū)內(nèi)主要集中在3塊區(qū)域, 其一位于黃河三角洲北部廢棄葉瓣水下三角洲, 其二位于研究區(qū)東北角, 其三位于萊州灣南部近岸海區(qū), 為分布最少的類型。粉砂質(zhì)砂和砂在研究區(qū)分布范圍類似, 與砂相比, 粉砂質(zhì)砂分布范圍明顯擴(kuò)大。砂質(zhì)粉砂是研究區(qū)分布最廣的底質(zhì)類型。主要分布在渤海中部、黃河三角洲以東三角洲前緣的帶狀區(qū)域以及萊州灣內(nèi)部與岸線平行呈帶狀分布。粉砂是研究區(qū)分布較廣的底質(zhì)類型, 僅次于砂質(zhì)粉砂, 分布范圍大致以黃河口為中心, 向東、向南、向北擴(kuò)散延伸至萊州灣和渤海灣三角洲平原, 而研究區(qū)東部的渤海中部平原分布較少。黏土質(zhì)粉砂主要分布在黃河入海口以東及以南區(qū)域, 另外渤海中部沉積物中黏土含量也較高, 形成黏土質(zhì)粉砂和砂-粉砂-黏土等細(xì)粒沉積物類型。

由表層沉積物類型分布圖(圖4)可以看出, 研究區(qū)表層沉積物粒度由近岸向渤海東部大致由粗變細(xì)再變粗的趨勢(shì)——表層沉積物底質(zhì)類型由陸向海依次為粉砂質(zhì)砂—砂質(zhì)粉砂—粉砂—黏土質(zhì)粉砂—砂質(zhì)粉砂—粉砂質(zhì)砂。

3.2 表層沉積物地球化學(xué)特征

3.2.1 表層沉積物常微量元素含量及分布

3.2.1.1 表層沉積物常量元素含量及分布

對(duì)研究區(qū)的37個(gè)表層沉積物樣品進(jìn)行常量化學(xué)元素豐度分析, 共測(cè)試Al2O3、SiO2、CaO、Na2O、Fe2O3、MgO、、MnO、TiO2、K2O 9種元素, 從表1可以看出SiO2是常量元素含量最多的, 其質(zhì)量分?jǐn)?shù)平均值60.23%。MnO平均質(zhì)量分?jǐn)?shù)最少僅為0.09%, 其余元素從多到少依次為Al2O3、CaO、Fe2O3、Na2O、K2O、MgO、TiO2。

表層沉積物常量元素在研究區(qū)的空間分布見圖5, SiO2的含量由岸向海沿東北方向呈先減小后增大的分布趨勢(shì), 套兒河口向東15 m等深線以淺的近岸區(qū)域、萊州灣東南部近岸區(qū)域和研究區(qū)東北部老鐵山水道附近海區(qū)是SiO2含量的高值區(qū), 其含量隨沉積物粒度變粗增加, Na2O與SiO2的分布類似。其余元素的分布與SiO2大致相反, 含量高值區(qū)主要集中在渤海灣中部海域, 元素隨粒度變細(xì)在沉積物中含量增加。

表1 研究區(qū)表層沉積物常量元素質(zhì)量分?jǐn)?shù)統(tǒng)計(jì)

3.2.1.2 表層沉積物微量元素含量及分布

微量元素地球化學(xué)分析研究區(qū)37個(gè)表層沉積物樣品的微量元素, 共測(cè)試Cr、Cu、Pb、Zn、V、Co、Ni、Sr 8種元素, 各元素質(zhì)量分?jǐn)?shù)如表2。元素質(zhì)量分?jǐn)?shù)平均值由大到小依次為Sr>V>Zn>Cr>Ni>Pb> Cu>Co。

表2 研究區(qū)底質(zhì)表層沉積物微量元素質(zhì)量分?jǐn)?shù)統(tǒng)計(jì)

從表層沉積物微量元素在研究區(qū)的空間分布圖(圖6)可以看出大部分微量元素隨粒度變細(xì)其含量升高, 其中Cu、V、Co、Ni等鐵族元素尤為明顯, 這是由于黏土礦物在細(xì)粒級(jí)沉積物中含量較高, 而黏土礦物吸附能力強(qiáng)、比表面積大, 因此這類微量元素容易吸附在黏土礦物中, 與細(xì)粒沉積物一同沉積[11]。圖中Sr元素的分布與粒度分布沒有明顯關(guān)系。

由表層沉積物常微量元素含量及分布分析, 可以將研究區(qū)元素分為粒度控制元素和物源控制元素兩類: (1)粒度控制因素: 這類元素包括Si、Al、Fe、Mg、K等常量元素和Cr、V、Co、Ni、Cu、Zn等微量元素。元素的含量和分布受沉積物粒度控制作用明顯, 即“元素的粒度控制律”, 但各種元素受粒度控制律作用方式不盡相同, 如Al、Fe、Mg、Cr、V、Co、Ni、Cu、Zn等元素隨粒度變細(xì)而含量增加, 在黏土粒級(jí)中含量最大, 而Si相反——由砂粒級(jí)到黏土粒級(jí)含量減少。(2)物源控制元素: 這類元素主要包括Ca和Sr。現(xiàn)代黃河物質(zhì)及老黃河三角洲物質(zhì)以高鈣、高Ca/Sr為特征, 研究區(qū)表層沉積物CaO含量及分布對(duì)不同沉積物的搬運(yùn)和沉積具有很好的指示作用。海洋生物貝殼是中國近海沉積物中Ca和Sr的主要來源, 而研究區(qū)物源以陸源為主, 生物碎屑占次要地位, 黃河入海泥沙90%以上來自于中游的黃土高原, 具有黃土富Ca的特點(diǎn)[11-12], 因此CaO的含量可以作為黃河入海泥沙的有效示蹤指標(biāo), 由CaO分布圖可以清楚表達(dá)黃河入海Ca的影響強(qiáng)度, 大致由黃河入?？跒橹行南蚰媳睌U(kuò)散, 再向東北逐漸減弱。因此Ca可作為黃河入海細(xì)粒物質(zhì)擴(kuò)散的標(biāo)志。

3.2.2 表層沉積物地球化學(xué)分區(qū)

本文采用地球化學(xué)歸一化法剔除粒度效應(yīng)的影響, 以Al作為參比元素, 將化學(xué)元素含量與Al含量相比, 即可得出標(biāo)準(zhǔn)化后的化學(xué)元素含量數(shù)據(jù)。運(yùn)用Q型聚類法對(duì)研究區(qū)表層沉積物進(jìn)行地球化學(xué)分區(qū), 聚類方法采用 Ward 方法、度量標(biāo)準(zhǔn)采用歐式平方距離(squared euclidean distance), 對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行了變量標(biāo)準(zhǔn)化(0~1)。化學(xué)元素Q型聚類法將樣品分為3種類型, 分別用3種不同的顏色進(jìn)行標(biāo)注, 然后將樣品對(duì)應(yīng)的站位投放到研究區(qū)中, 結(jié)果如圖7所示。本文將研究區(qū)分為3個(gè)區(qū), 各區(qū)元素含量特征見表3。

表3 常微量元素聚類特征

注: 微量元素含量單位為×10–6

根據(jù)化學(xué)元素聚類分析結(jié)果, 我們將研究區(qū)劃分為3個(gè)地球化學(xué)分區(qū)(圖7), 本文結(jié)合粒度數(shù)據(jù)及物源和水動(dòng)力因素對(duì)3個(gè)分區(qū)進(jìn)行分析。

Ⅰ區(qū)是高化學(xué)元素含量的分布區(qū),主要集中在渤海中部海區(qū), 該區(qū)以低SiO2以及高Cu-Co-Ni-V-Zn為特點(diǎn), 沉積物類型以粉砂、黏土質(zhì)粉砂等細(xì)粒沉積物為主。這里是黃河和海河入海物質(zhì)的主要堆積區(qū)和擴(kuò)散區(qū)。Ⅱ區(qū)主要集中在萊州灣, 常微量元素含量比Ⅰ區(qū)稍低, 沉積物粒度比Ⅰ區(qū)稍粗以較細(xì)沉積物為主, 如砂質(zhì)粉砂、粉砂等。該海區(qū)是黃河入海泥沙的直接作用區(qū), 受海河影響甚微, 萊州灣沿岸有多條細(xì)小河流入海, 對(duì)該海區(qū)沉積物化學(xué)元素含量也有微弱影響。由于黃河沉積物多來自黃土高原, 有富含Ca的特征, Al、Fe、Mg、K、Cr 等元素含量也較高[13-14]。Ⅰ區(qū)、Ⅱ區(qū)的沉積物化學(xué)元素符合該特點(diǎn), 因此Ⅰ區(qū)、Ⅱ區(qū)的沉積物主要來自黃河。Ⅰ區(qū)水動(dòng)力較弱, 黃河沉積物在波浪作用下細(xì)顆粒再懸浮后向遠(yuǎn)海擴(kuò)散, 導(dǎo)致該區(qū)域沉積物主要為細(xì)顆粒, 易于吸附化學(xué)元素。Ⅱ區(qū)在強(qiáng)烈的冬季風(fēng)作用下, 其東部成為了將黃河細(xì)粒沉積物向北黃海輸送的“源”[15-19], 使部分沉積物粗化, 因此該海區(qū)有些化學(xué)元素含量與Ⅰ區(qū)相近, 有些比Ⅰ區(qū)低。

Ⅲ區(qū)的化學(xué)元素含量低,該區(qū)又可分為3個(gè)亞區(qū),分別為渤海灣南部沿岸海區(qū)、研究區(qū)東北部老鐵山水道附近海區(qū)和萊州灣南部沿岸海區(qū),以高SiO2以及低Al2O3-Fe2O3-MgO-CaO-Cu-Co-Zn-V-Ni為特點(diǎn), 與粗粒級(jí)沉積物分布一致。Ⅲ區(qū)的3個(gè)亞區(qū)雖然都是低化學(xué)元素含量分布區(qū), 但物源和水動(dòng)力環(huán)境卻并不相同。

Ⅲ-1區(qū)位于黃河三角洲北部近岸海區(qū), 由于黃河入?？谠?1976年改變, 使得岸灘動(dòng)態(tài)平衡發(fā)生調(diào)整, 活動(dòng)三角洲葉瓣成為廢棄水下三角洲, 黃河三角洲北部神仙溝口外存在一高速流帶(圖8), 高流速帶淘蝕廢棄葉瓣, 由于缺少外圍物質(zhì)補(bǔ)充, 該區(qū)一直處于侵蝕狀態(tài), 再懸浮細(xì)顆粒隨近岸西-西北向沿岸流進(jìn)渤海灣, 粗粒物質(zhì)在此沉積。Ⅲ-2區(qū)位于研究區(qū)北部老鐵山水道附近海域, 靠近渤海海峽, 受K1分潮無潮點(diǎn)的影響, 使得該區(qū)潮流流速較大。雖然底質(zhì)泥沙受海浪影響較小, 但是在潮流和海流的作用下該區(qū)泥沙大部分時(shí)間處于活動(dòng)狀態(tài)[21-22], 致使該區(qū)域長期遭受剝蝕, 細(xì)顆粒被帶走沉積物粗化。Ⅲ-3區(qū)位于萊州灣南部沿岸海區(qū), 該區(qū)沉積物主要來自萊州灣南部沿岸河流輸入物質(zhì), 受萊州灣順時(shí)針環(huán)流及沿岸流的影響, 海洋波浪等水動(dòng)力較強(qiáng), 沉積物遭受反復(fù)沖刷, 細(xì)顆粒被運(yùn)往萊州灣, 較粗的顆粒在該區(qū)沉積。Ⅲ區(qū)的3個(gè)亞區(qū)均處于較強(qiáng)水動(dòng)力環(huán)境, 底質(zhì)沉積物粗化, 不易吸附化學(xué)元素, 因此Ⅲ區(qū)的化學(xué)元素含量低。

4 結(jié)論

1) 研究區(qū)海域表層沉積物類型有砂、粉砂質(zhì)砂、砂質(zhì)粉砂、粉砂、黏土質(zhì)粉砂5種類型, 主要為砂質(zhì)粉砂和粉砂, 研究區(qū)表層沉積物粒度由近岸向渤海東部大致為由粗變細(xì)再變粗的趨勢(shì)。

2) 研究區(qū)表層沉積物化學(xué)元素分布受物源、粒度等因素控制, 物源控制元素包括Ca和Sr; 粒度控制元素包括Si、Al、Fe等常量元素和大部分微量元素。

3) 研究區(qū)表層沉積物可分為3個(gè)地球化學(xué)分區(qū): Ⅰ區(qū)主要集中在渤海中部海區(qū), 該區(qū)化學(xué)元素含量高, 以低SiO2以及高Cu-Pb-Ni-V-Zn為特點(diǎn)。Ⅱ區(qū)主要集中在萊州灣, 常微量元素含量比Ⅰ區(qū)稍低。Ⅲ區(qū)化學(xué)元素含量低, 該區(qū)又可分為3個(gè)亞區(qū), 分別為渤海灣南部沿岸海區(qū)、萊州灣南部沿岸和研究區(qū)東北部老鐵山水道附近海區(qū), 以高SiO2以及低Al2O3- Fe2O3-MgO-CaO-Cu-Pb-Zn-V-Ni為特點(diǎn)。

參考文獻(xiàn)：

[1] 秦蘊(yùn)珊, 趙一陽, 趙松齡, 等. 渤海地質(zhì)[M]. 北京: 科學(xué)出版社, 1985. QinYunshan, ZhaoYiyang, Zhao Songling, et al. Geology of the Bohai Sea[M]. Beijing: Science Press, 1985.

[2] 韓宗珠, 張軍強(qiáng). 渤海灣北部底質(zhì)沉積物中黏土礦物組成與物源研究[J]. 中國海洋大學(xué)學(xué)報(bào), 2011, 41(11): 95-102. Han Zongzhu, Zhang Junqiang. Characteristics and provenance of clay mineral assemblages of sediments from the north part of Bohai Bay[J]. Periodical of Ocean University of China, 2011, 41(11): 95-102.

[3] 陳麗蓉, 欒作峰, 鄭鐵民, 等. 渤海沉積物中的礦物組合及其分布特征的研究[J]. 海洋與湖沼, 1980, 11(1): 46-64. Chen Lirong, Luan Zuofeng, Zheng Tiemin, et al. Mineral assemblages and their distribution patterns in the sediments of the gulf of Bohai Sea[J]. Oceanologia et Limnologia Sinca, 1980, 11(1): 46-64.

[4] 劉振夏. 現(xiàn)代灤河三角洲的影響因素和沉積物分區(qū)[J]. 黃渤海海洋, 1989, 7(4): 55-64. Liu Zhenxia. The influential factors and zoning of the modern Luanhe River Delta [J]. Journal of Oceanography of Huanghai & Bohai Seas, 1989, 7(4): 55-64.

[5] 李廣雪, 岳淑紅, 趙東波, 等. 黃河口快速沉積及其動(dòng)力過程[J]. 海洋地質(zhì)與第四紀(jì)地質(zhì), 2004, 24(3): 29-36.Li Guangxue, Yue Shuhong, Zhao Dongbo, et al. Rapid deposition and dynamic process in the modernYellow River Estuary[J]. Marinegeology & Quaternary Geology, 2004, 24(3): 29-36.

[6] 呂成功, 陳真. 渤海表層沉積物地球化學(xué)分析[J]. 青島海洋大學(xué)學(xué)報(bào), 1993, 23(3): 91-98. Lü Chenggong, Chen Zhen. Geochemical analysis of the surface sediments of the Bohai Sea[J]. Periodical of Ocean University of China, 1993, 23(3): 91-98.

[7] 耿秀山, 李善為, 徐孝濤. 渤海海底地貌類型及其區(qū)域組合特征[J]. 海洋與湖沼, 1983, 14(2): 128-137. Geng Xiushan, Li Shanwei, XuXiaotao. The bottom geomorphological types and assembly characteristics in the Bohai Sea[J]. Oceanologiaet Limnologia Sinca, 1983, 14(2): 128-137.

[8] 霍素霞. 黃河三角洲沉積物對(duì)波浪響應(yīng)實(shí)驗(yàn)研究和數(shù)值模擬[D]. 青島: 中國海洋大學(xué), 2003. Huo Suxia. Tesitng research and numerical simulation on the response of sediment to waves on the Yellow River Delta[D]. Qingdao: Ocean University of China, 2003.

[9] 蔣德才, 劉百橋, 韓樹宗. 工程環(huán)境海洋學(xué)[M]. 海洋出版社, 2005: 23-24. Jiang Decai, Liu Baiqiao, Han Shuzong. Engineering Environmental Oceanography[M]. Beijing: Oceanic Press, 2005: 23-24.

[10] 趙保仁, 莊國文, 曹德明, 等. 渤海環(huán)流、潮流及余流對(duì)沉積物分布的影響[J]. 海洋與湖沼, 1995, 26(5): 466-473.Zhao Baoren, Zhuang Guowen, Cao Deming, et al. Circulation, tidal residual currents and their effects on the sedimentation in the Bohai Sea[J]. Oceanologiaet Limnologia Sinca, 1995, 26(5): 466-473.

[11] 趙一陽, 鄢明才. 中國淺海沉積物地球化學(xué)[M]. 北京: 科學(xué)出版社, 1994. Zhao Yiyang, Yan Mingcai. Sedimental Geochemistry of China Shallow Seas[M]. Beijing: Science Press, 1994.

[12] 成國棟, 薛春汀. 黃河三角洲沉積地質(zhì)學(xué)析[M]. 北京: 地質(zhì)出版社, 1997. Cheng Guodong, Xue Chunting. Sediment Geological Analysis of the Yellow River Delta[M]. Beijing: Geological Press, 1997.

[13] 李國剛, 秦蘊(yùn)珊. 中國近海細(xì)粒級(jí)沉積物中的方解石分布、成因及其地質(zhì)意義[J]. 海洋學(xué)報(bào), 1991, 13(3): 381-386. Li Guogang, Qin Yunshan. The distribution, origin and geological significance of calcite in fine sediments offshore[J]. Marine Bulletin, 1991, 13(3): 381-386.

[14] Martin J M, Zhang J, Shi M C, et al. Actual flux of the Huanghe (Yellow River) sediment to the western Pacific Ocean[J]. Netherlands Journal of Sea Research, 1993, 31(3): 243-254.

[15] 馮秀麗, 魏飛, 劉杰, 等. 渤海灣表層沉積物粒度及黏土礦物特征分析[J]. 海洋科學(xué), 2013, 39(8): 70-77. Feng Xiuli, Wei Fei, Liu Jie, et al. The sediment grain size characteristics and analysis of source in the west Bohai Bay [J]. Marine Sciences, 2013, 39(8): 70-77.

[16] 胡春宏, 王濤. 黃河口海洋動(dòng)力特征與泥沙的輸移擴(kuò)散[J]. 泥沙研究, 1996, 4: 1-10. Hu Chunhong, Wang Tao. Characteristics of ocean dynamics and sediment diffusion in the Yellow River Estuary[J]. Journal of Sediment Research, 1996, 4: 1-10.

[17] 馮秀麗, 王園君, 黃明全, 等. 黃河三角洲樁西至黃河海港海域沖淤演化特征研究[J]. 海洋科學(xué), 2008, 9(32): 26-39. Feng Xiuli, Wang Yuanjun, Huang Mingquan, et al. Study on changes in scour and silting of submarine topography in the Yellow River Delta from Zhuangxi to the Yellow River Port [J]. Marine Sciences, 2008, 9(32): 26-39.

[18] Jiang W, Pohlmann T, Sundermann J, et al. A modeling study of SPM transport in the BohaiSea[J]. Journal of Marine Systems, 2000, 24(3-4): 175-200.

[19] 王海龍, 李國勝. 黃河入海泥沙在渤海中懸移輸送季節(jié)變化的數(shù)值研究[J]. 海洋與湖沼, 2009, 40(2): 129-137. Wang Hailong, Li Guosheng. Numerical simulation on seasonal transportion of suspended sediment from the Yellow River to Bohai Sea [J]. Oceanologiaet Limnologia Sinca, 2009, 40(2): 129-137.

[20] 山東省科學(xué)技術(shù)委員會(huì). 山東省海岸帶和海涂資源綜合調(diào)查報(bào)告集-黃河口調(diào)查區(qū)綜合調(diào)查報(bào)告[M]. 北京: 中國科學(xué)技術(shù)出版社, 1991: 325. Science and Technology Committee of Shandong Province.Synthesis Research Report of Coastal Zone & Shoal Resource- Comprehensive Investigation Report of the Yellow River Esturay[M]. Beijing: Science and Technology of China Press, 1991: 325.

[21] 馮秀麗, 吳世強(qiáng), 林霖, 等. 黃河三角洲埕島近岸海域懸浮泥沙運(yùn)動(dòng)[J]. 海洋科學(xué), 2003, 27(12): 80-92. Feng Xiuli, Wu Shiqiang, Lin Lin, et al. Offshore supended sediment reansport in Yellow River delta Chengdao marine area[J]. Marine Sciences, 2003, 27(12): 80-92.

[22] 呂丹梅, 李元潔. 黃河口及渤海中南部沉積特征變化及其環(huán)境動(dòng)力分析[J]. 中國海洋大學(xué)學(xué)報(bào), 2004, 34(1): 133-138. Lü Danmei, Li Yuanjie. Variability of sediment distribution and analysis of hydrodynamic environment in the Yellow River Esturay and the mid south Bohai Sea[J]. Periodical of Ocean University of China, 2004, 34(1): 133-138.

(本文編輯: 劉珊珊)

Geochemical partition of surface sediments in the seas near the modern Yellow River Delta

ZHAO Yu-ling1, 2, FENG Xiu-li1, 2, SONG Sheng1, 2, TIAN Dong-hui1, 2

(1. College of Marine Geosciences, Ocean University of China, Qingdao 266100, China; 2. Key Laboratory of Submarine Geosciences and Prospecting Techniques, Ministry of Education, Qingdao 266100, China)

In this paper, surface samples from the modern Yellow River Delta are analyzed for grain size and geochemistry. Results show that sediment types in this area are mainly sandy silt and silt. The surface sediment particle size from nearshore to the eastern Bohai Sea shows a rough trend of coarse–fine–coarse. In the study area, the content and distribution of almost all the chemical elements are significantly controlled by the sediment grain size (i.e., “the control of elements by granularity law”). A Q-modelcluster method is applied to geochemical zoning in the study area that is divided into three zones: area Ⅰ, mainly concentrated in the center of the Bohai Sea, is an area with high chemical element content; area Ⅱ, mainly concentrated in the Laizhou Bay, shows a lower chemical element content than area Ⅰ; and area Ⅲ shows the lowest chemical element content of all three areas and can be further divided into three subareas. These subareas reflect the effects of provenance and hydrodynamics on sediment distribution.

the Yellow River Delta; surface sediment; granularity characteristics; geochemical partition

Apr. 22, 2016

P736.4+1

A

1000-3096(2016)09-0098-09

10.11759/hykx20160422002

2016-04-22;

2016-06-14

國家自然科學(xué)基金(911422281); “基于模糊聚類方法的黃渤海表層沉積物源和輸運(yùn)”專項(xiàng)資助

趙玉玲(1987-), 女, 山東煙臺(tái)人, 碩士研究生, 從事海洋沉積方面的研究, 電話: 18366262863, E-mail: zhaoyulingya@163.com; 馮秀麗(1962-), 通信作者, 女, 博士, 教授, 博士生導(dǎo)師, 從事海洋沉積與工程環(huán)境研究, 電話: 0532-66782057, E-mail: fengxiuli@ouc.edu.cn

[Foundation: National Natural Science Foundation of China, No.911422281; Surface sediments provenance and transportation of the Yellow Sea & the Bohai Sea based on Fuzzy Clustering Method]