王 鵬， 王偉偉??， 張子鵬， 索安寧， 于永海， 譚肖杰

(1.國(guó)家海洋環(huán)境監(jiān)測(cè)中心， 遼寧 大連116023； 2.中國(guó)海洋大學(xué)海洋地球科學(xué)學(xué)院， 山東 青島266100)

大筆架山是遼東灣西北部一座孤立的海島，在大陸與大筆架山島之間發(fā)育了一條由礫石組成的連接海島與陸地的天然通道——“天橋”，這一獨(dú)特的地質(zhì)景觀(guān)吸引了大量游客，帶動(dòng)了周邊區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展。然而，由于錦州港的建設(shè)，連島壩被削低1 m有余，連貫壩體被切割為四段，嚴(yán)重影響旅游環(huán)境和經(jīng)濟(jì)發(fā)展[1]。研究連島壩周邊海域的沉積環(huán)境及物質(zhì)來(lái)源對(duì)于連島壩修復(fù)有極為重要的作用。部分學(xué)者從水動(dòng)力學(xué)的角度，分析了大筆架山連島壩的形成與演化[2-4]，但是目前沒(méi)有人從沉積物類(lèi)型分布、礦物組成特征等方面，詳細(xì)分析大筆架山連島壩周邊的沉積環(huán)境與物質(zhì)來(lái)源。

沉積物粒度及其分布是沉積物的基本性質(zhì)，粒度分析是揭示沉積動(dòng)力的主要手段之一。沉積物粒度參數(shù)包含了豐富的關(guān)于沉積動(dòng)力條件和沉積物運(yùn)移方面的重要信息[5-8]。對(duì)沉積物粒度的組成特征進(jìn)行研究，可有效用于沉積物運(yùn)移方式的判定，以及沉積環(huán)境類(lèi)型的識(shí)別。自1980年代開(kāi)始，相關(guān)研究人員運(yùn)用沉積物粒度對(duì)黃海、渤海、東海的環(huán)境演變、沉積過(guò)程以及物質(zhì)來(lái)源進(jìn)行了大量的研究工作，取得了豐富的成果[9-21]。

本文通過(guò)2011年6—8月大筆架山及其附近海域底質(zhì)取樣的沉積物粒度和礦物數(shù)據(jù)，結(jié)合周邊海域水動(dòng)力環(huán)境，對(duì)大筆架山連島壩表層沉積物分布特征及物質(zhì)來(lái)源進(jìn)行了系統(tǒng)的研究，為大筆架山連島壩修復(fù)工作提供了理論依據(jù)，并為其他地區(qū)連島壩這一地質(zhì)景觀(guān)的保護(hù)工作起到借鑒作用。

1 區(qū)域海洋環(huán)境

連島壩海域波浪作用的常浪和強(qiáng)浪向?yàn)镾SW、SE向。錦州港建港前偏東向的波浪繞過(guò)大筆架山后波向變?yōu)镾E向與越過(guò)連島壩的波浪匯合。S、SSW向波浪繞過(guò)大筆架山后，連島壩兩側(cè)的波浪強(qiáng)度相差不大。結(jié)合大筆架山附近海域1980—1982短期測(cè)波資料的分析可知：E～SSW的波浪頻率可以占到所有方向波浪作用的73%。

2 資料與方法

2.1 資料來(lái)源

在研究區(qū)范圍之內(nèi)，按300 m間距布設(shè)77個(gè)調(diào)查站位，并在北側(cè)主要影響區(qū)域泥沙來(lái)源的大凌河和小凌河各布設(shè)6個(gè)河道調(diào)查站位，開(kāi)展了89個(gè)站位粒度分析、24個(gè)站位碎屑礦物分析，表層樣站位分布見(jiàn)圖1。

圖1 表層沉積物取樣站位Fig.1 Surface sediment sampling stations

2.2 分析方法

選取每個(gè)站位表層0～5 cm的沉積物樣品，對(duì)于樣品中有粒徑大于2 mm組分的沉積物，采用綜合法(篩析法+沉析法)進(jìn)行粒度分析，篩析法用于粒徑大于0.063 mm的沉積物，沉析法用于粒徑小于0.063 mm的沉積物。為方便資料的同化、處理、分析和作圖，對(duì)粒徑小于2 mm的沉積物進(jìn)行粒度分析時(shí)采用Mastersizer2000激光粒度分析儀。實(shí)驗(yàn)程序參照《海洋調(diào)查規(guī)范海洋地質(zhì)地球物理調(diào)查》[22]，獲得1Φ間隔的粒度數(shù)據(jù)，運(yùn)用McManuS矩法[23-24]計(jì)算平均粒徑X、分選系數(shù)δ、偏態(tài)SK，計(jì)算公式如下：

X=∑(fimi)/∑fi。

(1)

δ=[∑fi(mi-X)2/∑fi]1/2。

(2)

SK=∑fi(mi-X)3/∑fiδ3。

(3)

式中：mi為粒徑(用Φ表示)；fi為mi粒級(jí)所占的百分含量，沉積物分類(lèi)采用溫特沃思分類(lèi)規(guī)則，即等比制粒級(jí)中的Φ標(biāo)準(zhǔn)。沉積物類(lèi)型劃分標(biāo)準(zhǔn)，按粒組含量多少作為基本標(biāo)準(zhǔn)，同時(shí)參考優(yōu)勢(shì)粒度頻率曲線(xiàn)的分布進(jìn)行分類(lèi)命名[25-27]。

為了研究大筆架山連島壩沉積物的物質(zhì)來(lái)源，本文選取了研究區(qū)海域12個(gè)站位以及大、小凌河河道內(nèi)各6個(gè)站位的沉積物樣品進(jìn)行礦物分析(見(jiàn)圖1)。同時(shí)在筆架山連島壩、大筆架山島和連島壩后緣陸域布設(shè)了14個(gè)巖石樣本采集站位(見(jiàn)圖2)，并進(jìn)行了巖礦分析。

2.3 研究區(qū)的礦物組成及組合特征

2.3.1 輕礦物含量 研究區(qū)輕礦物含量整體較高，平均含量為97.51%，含量變化介于95.74%～98.99%之間，所有的站位輕礦物含量均大于95%，其中高值區(qū)主要位于研究區(qū)東北部海域，含量普遍大于98%，而錦州港與連島壩間的海域含量相對(duì)較低(見(jiàn)圖3)。研究區(qū)表層沉積物輕礦物中以石英、長(zhǎng)石為主，兩者含量均大于30%且遠(yuǎn)大于其他礦物，其中石英含量最大可達(dá)57.7%，長(zhǎng)石最大含量為48%(見(jiàn)表1)。

圖2 巖礦分析調(diào)查站位Fig.2 The rock ore analysis stations

圖3 研究區(qū)海域表層沉積物中輕礦物總量分布圖

2.3.2 重礦物含量 研究區(qū)表層沉積物中重礦物種類(lèi)繁多，共鑒定出普通角閃石、綠簾石等29種重礦物，其中，普通角閃石和綠簾石含量均在15%以上，是本區(qū)域的主要重礦物，褐鐵礦含量在5%以上，鈦鐵礦、磁鐵礦、赤鐵礦含量在1%，其它重礦物含量多不足1%，還有部分重礦物如白云石、鉻鐵礦、褐簾石等僅出現(xiàn)在個(gè)別調(diào)查站位且含量很低(見(jiàn)表2)。本區(qū)表層沉積物重礦物含量總體較低，介于1.1%～4.3%之間，平均2.5%，多數(shù)站位含量低于3.0%(見(jiàn)圖4)。

表1研究區(qū)海域表層沉積物輕礦物含量統(tǒng)計(jì)
Table 1 The statistics of sea surface sediment light mineral content in the study area

/%

石英Quartz長(zhǎng)石Feldspar云母Mica方解石Calcite生物碎屑Bioclast巖屑Debris輕礦物含量Lightmineralcontents最大值Maxmum57．748．09．02．013．70．398．9最小值Minimum43．724．31．30．31．00．395．7平均值A(chǔ)verage48．434．23．90．65．30．397．5

表2 連島壩附近海域表層沉積物重礦物含量統(tǒng)計(jì)

2.3.3 研究區(qū)的礦物組合特征 錦州港與連島壩之間海域的表層沉積物中的輕礦物基本以石英-長(zhǎng)石組合為主，且石英含量大于長(zhǎng)石含量，同時(shí)云母含量較少，生物碎屑含量較高，這說(shuō)明該區(qū)域沉積物受風(fēng)化、搬運(yùn)、沉積改造強(qiáng)烈，成分成熟度較高；研究區(qū)域的東北部海域的表層沉積物中輕礦物同樣為石英-長(zhǎng)石組合，但生物碎屑、云母含量較少、巖屑增多，說(shuō)明沉積物多為近源物質(zhì)，受搬運(yùn)改造較弱，成分成熟度較差。

研究區(qū)表層沉積物中的重礦物基本以綠簾石-普通角閃石-褐鐵礦組合，屬近源礦物組合，同時(shí)，含較多的

磁鐵礦、榍石、陽(yáng)起石，自生黃鐵礦含量較少，表明研究區(qū)內(nèi)沉積動(dòng)力較強(qiáng)，氧化程度較高，物質(zhì)來(lái)源穩(wěn)定。此外，表層沉積物中造巖礦物普通角閃石、綠簾石含量較多，因此可以判斷是由大筆架山島及海岸基巖提供的。

圖4 連島壩附近海域沉積物中重礦物含量分布Fig.4 The distribution of heavy mineral content of the sediment in the Tombolo sea area

2.4 周邊河流入海物質(zhì)礦物組合特征

小凌河入海物質(zhì)中的輕礦物的含量介于78.9%～

99.5%之間，平均值96.2%，絕大部分站位的值都大于95%。輕礦物以石英-長(zhǎng)石組合為主，二者總含量介于81.3%～94.3%，其余礦物含量均小于10%，而方解石僅在一個(gè)站位中出現(xiàn)。小凌河入海物質(zhì)中的重礦物的含量介于0.5%～21.1%之間，含量相對(duì)較小，平均值3.8%。重礦物組合為普通角閃石-褐鐵礦-綠簾石，含較多的陽(yáng)起石、普通輝石及磁鐵礦。這種礦物組合也表明其來(lái)源復(fù)雜，其中變質(zhì)巖來(lái)源和表生帶形成的礦物來(lái)源占據(jù)較明顯的貢獻(xiàn)。

另外，季光天等[28]指出錦州灣東北側(cè)為五里河-小凌河礦物混合區(qū)，該區(qū)的礦物組合為磁鐵礦-角閃石-綠簾石，三者總含量為90.4%，含較多的榍石、鈦鐵礦和鋯石。五里河礦物區(qū)的礦物組合為磁鐵礦-角閃石-綠簾石，三者的含量為89.9%，含較多的鈦鐵礦、榍石和鋯石。

2.5 巖礦分析

連島壩上采集的5個(gè)站位的12個(gè)巖石標(biāo)本中，變質(zhì)石英砂巖有6塊主要分布在連島壩的中部和中南部，巖石多為齒狀變晶結(jié)構(gòu)和變余砂狀結(jié)構(gòu)，主要由長(zhǎng)石(3%～10%)、石英(40%～90%)、巖屑(5%～15%)和填隙物(3%～15%)，巖屑多為次棱角狀、次圓狀，粒徑0.27～1.0 mm，長(zhǎng)石為次棱角狀，成分為斜長(zhǎng)石，表面風(fēng)化較強(qiáng)，強(qiáng)絹云母化。石英為他形粒狀，三邊形或多邊形齒狀鑲嵌，粒徑多在0.15～0.7 mm，填隙物白云母小片、絹云母鱗片或少量黏土礦物集合體充填，含電氣石、鋯石等副礦物(見(jiàn)圖5)。

表3 各站位巖石名稱(chēng)Table 3 The names of all rocks inevery stations

圖5 連島壩壩體的巖石磨片F(xiàn)ig.5 The rock griding of Tombolo dam

大筆架山島上采集的7個(gè)站位的11個(gè)巖石標(biāo)本中，7個(gè)為變質(zhì)石英砂巖(見(jiàn)圖6)，主要位于大筆架山的東南部，巖石多為齒狀變晶結(jié)構(gòu)和變余砂狀結(jié)構(gòu)，主要由長(zhǎng)石(2%～10%)、石英(60%～95%)、巖屑(5%～10%)和填隙物(2%～10%)，巖屑多為次棱角狀、次圓狀，粒徑0.27～1.4 mm，長(zhǎng)石為次圓狀，成分為斜長(zhǎng)石，表面模糊風(fēng)化較強(qiáng)。石英為他形粒狀，粒徑多在0.5～0.7 mm，填隙物多為在石英間彼此鑲嵌，局部見(jiàn)絹云母。這些巖石標(biāo)本的礦物含量和巖石結(jié)構(gòu)可以初步說(shuō)明連島壩上的礫石礦物成分和大筆架山島東南側(cè)上的巖石礦物成分基本一致。

后緣陸域采集2個(gè)站位3個(gè)巖石標(biāo)本主要位于和連島壩相接的海蝕崖附近(見(jiàn)圖8)，3個(gè)巖石標(biāo)本為變質(zhì)粗粒長(zhǎng)石砂巖、安山巖和變質(zhì)含礫砂巖(見(jiàn)圖7)。其變質(zhì)砂巖的石英和長(zhǎng)石的含量比基本為1∶1，長(zhǎng)石的含量高于40%，與壩體上的巖石標(biāo)本差異較大，是同一物源的可能性較小。

3 討論

3.1 研究區(qū)地形及海流分布特征

沉積物顆粒大小受流水營(yíng)力的控制，而物源特征、海底地形特征和沉積水動(dòng)力環(huán)境則直接控制沉積物的粒度分布，因此，為探討筆架山周邊海域底質(zhì)物源，首先要了解海域地形特征及水動(dòng)力環(huán)境。從圖9可以看出，測(cè)區(qū)內(nèi)海底高程在-3.8～1 m之間，“天橋”處地勢(shì)明顯高于兩次海域，“天橋”與錦州港擋浪墻之間構(gòu)成一個(gè)近封閉海域，低潮時(shí)僅通過(guò)南側(cè)口門(mén)與外海相連，水動(dòng)力較弱，因此，西側(cè)海域處于一個(gè)逐漸淤積的狀態(tài)，且以細(xì)粒沉積物為主。與風(fēng)成沙丘類(lèi)似(迎風(fēng)面緩背風(fēng)面陡)，沖刷紋理同樣存在迎流面緩背流面陡這個(gè)特征，實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)表明，“天橋”西坡陡東坡緩，這是因?yàn)槭苠\州港擋浪墻阻擋，缺乏西側(cè)來(lái)浪，東側(cè)來(lái)浪變?yōu)閱我焕讼?，“天橋”?lèi)似于一個(gè)巨大的海底紋理構(gòu)造，在單一流向海流作用下，造成 “天橋”不斷被沖刷，形成西坡陡東坡緩的構(gòu)造單元。2011年6月，國(guó)家海洋環(huán)境監(jiān)測(cè)中心在大筆架山東北方向進(jìn)行了四個(gè)點(diǎn)位的海流定點(diǎn)觀(guān)測(cè)。實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)表明，四個(gè)潮流站的漲、落潮流向都大致呈NE—SW向，這也印證了上面所述，NE為單一浪向，使得“天橋”處于不斷被侵蝕狀態(tài)。

圖6 連島壩附近海域沉積物中重礦物含量分布Fig.6 The rock griding of the Big Bijia Mountain island

圖7 連島壩陸域側(cè)的巖石磨片F(xiàn)ig.7 The rock griding of the Tombolo close to the land side

3.2 表層沉積物分布特征

研究區(qū)海域表層沉積物類(lèi)型主要有礫石(G)、粉砂-砂-礫石(T-S-G)、礫石質(zhì)砂(GS)、粉砂-礫石-砂(T-G-S)、砂(S)、粉砂質(zhì)砂(TS)、砂質(zhì)粉砂(ST)、粉砂(T)和黏土質(zhì)粉沙(YT)共9種，礫石基本呈NW-SE條帶狀分布，與連島壩走向平行，礫石帶中零星分布有GS、ST、TS、GS、T-G-S及S等沉積物。由礫石帶向東北和西南兩側(cè)，沉積物大致呈對(duì)稱(chēng)分布，粒徑由粗變細(xì)，東北側(cè)依次為T(mén)S、ST和T，西南側(cè)為T(mén)S、T和YT。區(qū)域粒徑最細(xì)的沉積物出現(xiàn)在筆架山島西側(cè)的近封閉海域(見(jiàn)圖10，11)。

圖8 巖礦反映的巖性分布圖[3]Fig.8 Rock ore reflect lithology profile

礫石組分含量與表層沉積物類(lèi)型的分布大致相同，以121°5′E為軸線(xiàn)向東西兩側(cè)對(duì)稱(chēng)降低，軸線(xiàn)附近礫石含量在80%以上，向兩側(cè)逐漸降低，連島壩附近礫石含量大于60%，西側(cè)錦州港突堤與連島壩間的狹長(zhǎng)海域礫石含量最低小于20%；砂組分含量則以121°5′E為軸線(xiàn)向東西兩側(cè)逐漸增加，相對(duì)高值區(qū)出現(xiàn)在錦州港與連島壩的間的海域，含量大于40%，在大筆架山島東南側(cè)出現(xiàn)閉合高值區(qū)，含量大于60%；粉砂組分含量的分布規(guī)律與砂組分含量分布大致相同，即以121°5′E為軸線(xiàn)向東西兩側(cè)呈對(duì)稱(chēng)狀逐漸增加，軸線(xiàn)附近基本沒(méi)有粉砂出現(xiàn)，在錦州港與大筆架山間和研究區(qū)域東側(cè)的海域含量大于60%；黏土的含量與粉砂的含量分布規(guī)律基本一致，但在大筆架山附近大部分海域低于10%(見(jiàn)圖10)。

圖9 筆架山海域水深地特征Fig.9 Characteristics of the terrain around the sea area of BiJia Mountain

圖10 研究區(qū)海域表層沉積物分布特征Fig.10 Surface sediment distribution characteristics in the study sea area

圖11 遼東灣北部淺海區(qū)沉積物類(lèi)型圖[29]Fig.11 Surface sediment distribution characteristics in the Northern Liaodong Bar

為了分析研究區(qū)表層沉積物的沉積動(dòng)力環(huán)境特征，本文采用 Flemming 三角圖示法[30]，從沉積物組成及其反映的水動(dòng)力強(qiáng)弱來(lái)區(qū)分沉積物的沉積環(huán)境和亞沉積環(huán)境。為了指示不同的沉積動(dòng)力環(huán)境，F(xiàn)lemming 三角圖示法將三角圖劃分為代表不同沉積結(jié)構(gòu)的 25 個(gè)區(qū)塊，從 A 到 D，從Ⅰ到Ⅵ，表征的沉積動(dòng)力環(huán)境越來(lái)越弱。

根據(jù) Flemming 三角圖示法的沉積物粒度分類(lèi)方法，本文將各站位沉積物樣品中黏土、粉砂和砂的百分含量落在 Flemming 三角圖中，從圖13可以看出，各站位粒度參數(shù)主要落在B、CⅡ、DⅡ三個(gè)區(qū)域，其中B、CⅡ?qū)?yīng)較強(qiáng)的沉積動(dòng)力環(huán)境，這兩個(gè)區(qū)域中的站位主要分布在礫石組分和砂組分含量高值區(qū)，而DⅡ?qū)?yīng)較弱的沉積動(dòng)力環(huán)境，該區(qū)域中的站位則主要落在粉砂組分含量高值區(qū)，這也進(jìn)一步說(shuō)明沉積物粒徑是對(duì)沉積動(dòng)力環(huán)境的良好響應(yīng)。

3.3 表層沉積物粒度參數(shù)分布特征

3.3.1 平均粒徑 平均粒徑是反映沉積動(dòng)力環(huán)境的最直接指標(biāo)，高能環(huán)境下沉積物粒徑較粗，低能環(huán)境下沉積物粒徑較細(xì)。研究區(qū)內(nèi)平均粒徑變化范圍為-1～6.28 Ф，平均值為1.96 Ф，平均粒徑的變化趨勢(shì)與礫石粒級(jí)含量的變化趨勢(shì)基本一致，以121°5′E為軸線(xiàn)，自軸線(xiàn)向西部錦州港與連島壩間的海域呈現(xiàn)逐漸變細(xì)的趨勢(shì)，自軸線(xiàn)向東部海域呈現(xiàn)逐漸變細(xì)的趨勢(shì)。中軸處沉積物搬運(yùn)方式以推移為主，向兩側(cè)逐漸過(guò)渡為躍移和懸移。中部軸線(xiàn)靠近大筆架山東側(cè)沉積物最粗平均粒徑達(dá)-1 Ф，錦州港與連島壩間的海域沉積物平均粒徑最細(xì)達(dá)6.28 Ф。

3.3.2 分選系數(shù) 分選系數(shù)用來(lái)指示沉積物粒度的分選程度，與平均粒徑之間具有協(xié)變性, 隨著平均粒徑的增加分選系數(shù)增加(分選逐漸變差)[31]，水動(dòng)力條件和物源供給是控制沉積物分選程度的兩個(gè)重要因素，沉積物在較強(qiáng)水動(dòng)力分選作用下，分選程度趨向變好，反之亦然，多物源供給則會(huì)使沉積物分選變差。研究區(qū)內(nèi)分選系數(shù)變化范圍為0.66～3.63，平均值為2.19，分選性大致為中等至較差。分選系數(shù)最小的區(qū)域分布在筆架山島西南側(cè)，該海域水動(dòng)力較強(qiáng)，細(xì)粒物質(zhì)不斷懸浮被帶走，促使沉積物粗化，分選變好。分選系數(shù)最大的區(qū)域分布在研究區(qū)域東部海域，該區(qū)位于小凌河口附近，水動(dòng)力條件較為復(fù)雜且物源較多，因此沉積物分選差。

圖12 研究區(qū)表層沉積物礫(a)、砂(b)、粉砂(c)、黏土(d)百分含量分布圖Fig.12 The surface sediment in the study area gravel (a), sand (b), silt (c),clay (d) percentage distribution

3.3.3 偏度 從圖9可以看出，研究區(qū)內(nèi)偏度大致呈對(duì)稱(chēng)分布，即自121°5′向兩側(cè)逐漸增大，偏度變化范圍為-0.38～0.58，平均值為0.11，大部分站位偏度值介于±0.3之間，以正偏態(tài)為主，說(shuō)明研究區(qū)總體上以粗粒沉積物為主，包含細(xì)粒沉積物尾部，進(jìn)一步表明在粗粒沉積基礎(chǔ)之上有懸浮的細(xì)粒沉積物加入。正偏幅度最大的站位出現(xiàn)在錦州港與連島壩間的海域。

3.3.4 峰度 研究區(qū)內(nèi)峰度值變化于0.7～2.0之間，平均值為0.95，大部分站位其值小于1.0，粒度頻率曲線(xiàn)為單峰，接近常態(tài)，說(shuō)明研究區(qū)海域水動(dòng)力和物源相對(duì)比較單一，沉積環(huán)境比較穩(wěn)定。錦州港與連島壩間的海域和研究區(qū)域東部海域偏度值在整個(gè)區(qū)域內(nèi)較大，指示粒度頻率曲線(xiàn)峰態(tài)更窄，說(shuō)明其物源相對(duì)比較復(fù)雜。

圖13 各站位粒度參數(shù)在 Flemming 三角圖中的分布Fig.13 The distribution of the grain size parameters in the Flemming triangle diagram

3.3.5 平均粒徑與各組分粒級(jí)間的相關(guān)關(guān)系 平均粒徑與砂粒級(jí)組分間有較明顯的負(fù)相關(guān)性(見(jiàn)圖14a)，隨著砂粒級(jí)組分含量的減小，平均粒徑值相應(yīng)變小，沉積物變粗；而平均粒徑與粉砂粒級(jí)組分則呈較強(qiáng)的正相關(guān)性(見(jiàn)圖14b)，隨著粉砂粒級(jí)組分含量增加，平均粒徑值相應(yīng)的變大，沉積物變細(xì)；相比于與粉砂組分相關(guān)性，平均粒徑與黏土粒級(jí)組分之間的相關(guān)性較差，但是也呈較強(qiáng)的正相關(guān)性(見(jiàn)圖14c)，隨著黏土粒級(jí)組分含量增加，平均粒徑值相應(yīng)的變大，沉積物變細(xì)。

3.4 沉積物運(yùn)移趨勢(shì)分析

采用Gao-Collins方法對(duì)研究區(qū)內(nèi)底質(zhì)沉積物運(yùn)移趨勢(shì)進(jìn)行分析，從圖12可以看出，在研究區(qū)東部海域形成一個(gè)沉積物匯集區(qū)，說(shuō)明該區(qū)域?yàn)槎辔镌闯练e區(qū)，也與該海域沉積物分選差相一致。研究區(qū)及附件海域潮流數(shù)據(jù)表明，該海域內(nèi)漲、落潮流向大致呈NE—SW向，是懸移物質(zhì)搬運(yùn)的主要地質(zhì)營(yíng)力。從物源供給來(lái)看，北部海域大、小凌河輸入物質(zhì)在海流作用下直接為該海域提供了物質(zhì)來(lái)源，南部海域再懸浮物質(zhì)也有向北輸運(yùn)趨勢(shì)，西部錦州港的擋浪墻使得波浪在此發(fā)生折射、反射，促使沉積物發(fā)生物理沉積分異作用，由于“天橋”處地勢(shì)高，波浪沖刷淘洗作用強(qiáng)烈，促使“天橋”上部細(xì)粒物質(zhì)不斷向西輸運(yùn)再沉積，這也與“天橋”東坡緩西坡陡的地貌特征相吻合，進(jìn)一步說(shuō)明“天橋”正在不斷遭受侵蝕。

圖14 研究區(qū)表層沉積物平均粒徑(a)、分選系數(shù)(b)、偏態(tài)(c)、峰態(tài)(d)分布圖Fig.14 Surface sediment average grain size (a), sorting coefficient (b), skewness (c), kurtosis (d) distribution in the study area

圖15 研究區(qū)表層沉積物平均粒徑與砂(a)、粉砂(b)和黏土(c)組分相關(guān)性Fig.15 Correlation components of surface sediments sand (a), silt (b), clay (c) in the study area

圖16 沉積物運(yùn)移趨勢(shì)圖Fig.16 The transport trend of sediments

3.5 沉積物物源分析

根據(jù)對(duì)研究區(qū)表層沉積物的分布特征，粒度參數(shù)分析等對(duì)該區(qū)域水動(dòng)力環(huán)境有了清晰的認(rèn)識(shí)。結(jié)合該海域水動(dòng)力環(huán)境特征大致可以看出大筆架山海域表層沉積物可能來(lái)自于東南部。

通過(guò)對(duì)研究區(qū)表層沉積物礦物組合和各河流的入海沉積物中礦物組合對(duì)比可知：研究區(qū)重礦物組成與小凌河的礦物組成比較接近，說(shuō)明小凌河輸沙是研究區(qū)表層沉積物物源之一。然而，研究區(qū)沉積物中綠簾石含量明顯高于小凌河，且石英含量較高，而小凌河下游入海物質(zhì)中長(zhǎng)石含量高于石英，這說(shuō)明海島或海岸基巖侵蝕風(fēng)化的產(chǎn)物也是研究區(qū)表層沉積物來(lái)源之一。

同時(shí)，通過(guò)對(duì)比連島壩壩體與大筆架山島上的巖石標(biāo)本的礦物含量、巖石結(jié)構(gòu)可知，連島壩壩體上礫石的礦物成分與大筆架山島東南側(cè)上的巖石礦物成分基本一致，說(shuō)明大筆架山島周緣基巖侵蝕風(fēng)化的產(chǎn)物也是研究區(qū)表層沉積物，尤其是連島壩處的物質(zhì)來(lái)源之一。

4 結(jié)論

(1)研究區(qū)表層沉積物中礦物種類(lèi)眾多，共發(fā)現(xiàn)34種礦物，其中重礦物29種，以普通角閃石、陽(yáng)起石、褐鐵礦、磁鐵礦、綠簾石為主，重礦物組合為綠簾石-普通角閃石-褐鐵礦，輕礦物5種，組合為長(zhǎng)石-石英。

(2)研究區(qū)表層沉積物類(lèi)型主要有礫石、粉砂-砂-礫石、礫石質(zhì)砂、粉砂-礫石-砂、砂、粉砂質(zhì)砂、砂質(zhì)粉砂、粉砂和黏土質(zhì)粉砂共9種，連島壩周邊表層沉積物類(lèi)型主要為礫石、粉砂-砂-礫石、礫石質(zhì)砂，沉積物大致呈對(duì)稱(chēng)分布，即沉積物粒徑由筆架山連島壩向兩側(cè)逐漸變細(xì)。

(3)研究區(qū)表層沉積物粒度參數(shù)分布特征與沉積物類(lèi)型分布基本一致，且平均粒徑與砂組分呈負(fù)相關(guān)性，與粉砂、黏土組分均呈正相關(guān)性。

(4)在單一流向的海流沖刷作用下，“天橋”不斷被沖刷侵蝕，形成東坡緩西坡陡的地貌構(gòu)造特征，同時(shí)在“天橋”東西兩側(cè)各形成一個(gè)細(xì)粒沉積物匯集區(qū)。

(5)巖礦和沉積物粒度分析表明：研究區(qū)表層沉積物主要物質(zhì)來(lái)源為大、小凌河輸入物質(zhì)、再懸浮物質(zhì)以及筆架山基巖風(fēng)化侵蝕產(chǎn)物。

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