任旭光 張燕通 劉修錦* 邢容容 陳文超

（1、河北省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)局第八地質(zhì)大隊，河北 秦皇島 066001 2、河北省海洋地質(zhì)資源調(diào)查中心，河北 秦皇島 066001）

海洋沉積物類型、粒度及分布特征是海洋沉積學(xué)的基本研究內(nèi)容，也是海洋沉積環(huán)境類型識別和沉積物運(yùn)移方式的重要依據(jù)[1]。粒度特征是沉積物和沉積巖的主要特征之一，它可以作為沉積物及沉積巖分類的定量指標(biāo)，是對沉積環(huán)境進(jìn)行分析與對比的重要依據(jù)[2]。因此，粒度分析是沉積物研究中普遍運(yùn)用的方法之一。

灤河三角洲潟湖-沙壩海岸主要分布于灤河口以南至大清河口岸段，是灤河不同時期分流入海形成的三角洲，灤河攜帶入海的沉積物主要是中細(xì)沙，含泥質(zhì)較少，大部分堆積在河口地帶，形成濱岸沙壩[3]，與其內(nèi)側(cè)的潟湖和陸域海岸組成典型的復(fù)式海岸[4-5]。

1 研究區(qū)概況

灤河三角洲海島位于唐山市樂亭縣，研究區(qū)位于灤河口以南至京唐港北部，大陸岸線長度約30km。成島物質(zhì)以灤河入海沉積物和大陸基巖蝕退殘留為主，這種物質(zhì)組成使海島具有距離大陸近、組團(tuán)分布的特點(diǎn)。灤河入海沉積物組成的堆積島嶼一般與大陸海岸線共有同一潮間帶，僅隔半封閉潟湖相望，大部分只有幾百米。

2 數(shù)據(jù)來源與分析方法

2020 年6 月對灤河三角洲海島調(diào)查取得表層沉積物樣品共計135 件，取樣剖面共計15 條，與沉積動力地貌監(jiān)測剖面相同，每條剖面布設(shè)9 個取樣站位，其中3 個站位位于海島低潮線以上區(qū)域，其余6 個站位位于離岸約2000m 以內(nèi)的近岸海域。

參照《海洋底質(zhì)調(diào)查技術(shù)規(guī)程》要求，利用1/4Φ 間隔套篩進(jìn)行粒度篩分實(shí)驗(yàn)；采用?？恕⑽值鹿剑‵ork and Ward，1957），得到沉積物粒度參數(shù)（中值粒徑D50、平均粒徑Mz、分選系數(shù)σ、偏態(tài)系數(shù)SK、峰態(tài)系數(shù)Kg），利用Shephard 三角圖分類法、Udden-Wentworth 粒度標(biāo)準(zhǔn)及其術(shù)語對沉積物樣品命名。本報告以灤河三角洲海島15條監(jiān)測剖面沉積物樣品粒度參數(shù)，分析沉積物粒度特征，以及搬運(yùn)方式和輸移趨勢。

3 結(jié)果分析與討論

3.1 表層沉積物空間分布特征

3.1.1 中值粒徑

灤河三角洲表層沉積物沿岸呈帶狀分布，中值粒徑的變化范圍為1.60～3.44Φ，均值為2.56Φ。從圖中可以看出海島表層沉積物的中值粒徑集中在1.6～2.4Φ（砂粒級）之間，分布范圍基本遍布灤河三角洲海島，在粒級上對應(yīng)中砂、細(xì)砂。高善明等（1980）早期的研究結(jié)果表明灤河三角洲海島上的沉積物顆粒主要為細(xì)砂，中值粒徑小于0.25mm(即大于2Φ)，而本次調(diào)查結(jié)果顯示，目前灤河三角洲海島沿岸的表層沉積物有粗化的趨勢，原因可能是由于目前灤河入海徑流和輸沙量快速減少，海島沉積物供應(yīng)不足，在海洋動力作用下，灤河三角洲沿岸海岸侵蝕不斷加劇，物理分選過程導(dǎo)致調(diào)查內(nèi)表層沉積物中的粗粒組分增多。

表層沉積物中值粒徑的高值區(qū)（2～3Φ）主要分布在灤河口至湖林口之間的海島上以及海島近岸海域，沉積物顆粒較細(xì)，以細(xì)砂為主；中值粒徑的低值區(qū)（＜2Φ）主要分布在灤河口附近，沉積物顆粒較粗，以中砂為主。導(dǎo)致表層沉積物中值粒徑差異性分布的重要原因是物源供應(yīng)和沉積動力環(huán)境的共同作用。灤河來沙入海顆粒沉積物在河口門附近快速淤積，從而導(dǎo)致口門區(qū)域表層沉積物粗化。而入海的細(xì)顆粒沉積物組分由于沉降速度較低，在水動力作用下輸運(yùn)至離岸區(qū)域沉積，導(dǎo)致離岸區(qū)域表層沉積物較細(xì)。

圖1 灤河三角洲表層沉積物中值粒徑分布

3.1.2 分選系數(shù)

灤河三角洲表層沉積物分選系數(shù)的總體變化范圍為0.21～1.35，均值為0.58，分選程度大致為分選極好到分選差。調(diào)查區(qū)大部分海域分選系數(shù)在0.35～0.7 之間，即分選程度為分選好。多物源供應(yīng)和不同動力的相互作用等是影響表層沉積物分選的重要因素。本調(diào)查區(qū)的物源比較單一，因此。分選程度的好壞主要取決于調(diào)查區(qū)的水動力條件。

圖2 灤河三角洲表層沉積物分選系數(shù)分布

分選系數(shù)的低值區(qū)（＜0.35），主要集中在灤河口外長臂島附近，是調(diào)查區(qū)內(nèi)分選程度最好的區(qū)域。該區(qū)域的表層沉積物顆粒較其他區(qū)域粗，粒級分布相對集中，且水動力條件相比于其他區(qū)域較為穩(wěn)定。灤河口外表層沉積物分選較好，是由于現(xiàn)行河口周圍主要沉積了入海沉積物中的粗顆粒成分，細(xì)顆粒成分主要輸運(yùn)至離岸區(qū)域沉積，另外灤河口外區(qū)域侵蝕嚴(yán)重，沉積物粒度變粗，分選程度好。分選程度差的海域，即分選系數(shù)的高值區(qū)（1～1.35），整體范圍分布較小，且分布很不集中，零星分布（圖3）。

圖3 灤河三角洲表層沉積物偏態(tài)分布

3.1.3 偏態(tài)

灤河三角洲表層沉積物偏態(tài)的總體變化范圍為-0.75～0.65。偏態(tài)表現(xiàn)為極負(fù)偏到極正偏，跨度較大。從圖中可以看出，灤河口三島海域主要表現(xiàn)為極負(fù)偏到近對稱（其中又以極負(fù)偏和負(fù)偏的范圍較大），即偏態(tài)值小于0.1，正偏和極正偏分布范圍小且分散。蛇崗海域以正偏為主，偏態(tài)值主要在0.1～0.3 之間。明月島、吉祥島、永樂島海域以負(fù)偏到近對稱為主，偏態(tài)值在-0.3～0.1 之間。

3.1.4 峰態(tài)

灤河三角洲表層沉積物峰態(tài)的總體變化范圍為0.70～2.77。峰態(tài)表現(xiàn)為寬到很窄，跨度較大。從圖中可以看出，灤河口三島大部分海域峰態(tài)值在0.9～1.1 之間，即峰態(tài)表現(xiàn)為中等。蛇崗海域大部分峰態(tài)值在0.9～1.5 之間，即峰態(tài)主要表現(xiàn)為中等到窄。明月島、吉祥島、永樂島海域峰態(tài)值在0.8～2.7 之間，即峰態(tài)表現(xiàn)為寬到很窄。

圖4 灤河三角洲表層沉積物峰態(tài)分布

概率累積曲線以累積百分含量為縱坐標(biāo)，以粒徑Φ為橫坐標(biāo)，形成曲線。概率累積曲線可以反映沉積物的搬運(yùn)方式和粒度分布之間的關(guān)系，因而能夠較有效的辨識沉積物的搬運(yùn)機(jī)制及解釋沉積環(huán)境。

概率累積曲線圖5 中，灤河三角洲海島及近岸海域表層沉積物概率累積曲線呈三段式，自左向右一次代表滾動、躍移和懸移組分，躍移組分含量最高。滾動組分粒徑多小于1Φ，含量均在2%以下，佛手島及近岸海域該組分含量更是低至0.2%以下；躍移組分含量均超過90%，且大部分沉積物該組分含量甚至超過了95%；懸移質(zhì)組分粒徑一般大于3Φ，含量與滾動組分類似，多在2%以下，佛手島及近岸海域部分沉積物樣品中，懸移質(zhì)組分含量近10%。

圖5 表層沉積物概率累積曲線圖

3.2 表層沉積物搬運(yùn)方式

沉積物的粒度分布特征主要受控于物源和沉積環(huán)境[6]。從物源角度而言，通常近海泥沙來源主要有河流入海泥沙、海岸海灘及島嶼侵蝕泥沙、海底侵蝕泥沙以及生物殘骸形成的泥沙等[7-8](圖6)。

圖6 表層沉積物C-M 圖

根據(jù)表層沉積物樣品粒度分析C-M 圖分析發(fā)現(xiàn)，沉積物主要集中在OP 和PQ 段，有少量樣品位于OQ 段。說明灤河三角洲及近岸海域表層沉積物以滾動和懸浮為主。

4 結(jié)論

4.1 灤河三角洲表層沉積物沿岸呈帶狀分布，中值粒徑集中在1.6～2.4Φ（砂粒級）之間，屬于中砂、細(xì)砂。大部分沉積物分選程度好，偏態(tài)以極負(fù)偏和負(fù)偏為主，峰態(tài)主要表現(xiàn)為中等。

4.2 沉積物以躍移質(zhì)組分為主，反映了典型的海陸過渡的沉積環(huán)境。