广西近岸海域水下平原表层沉积物中有机质分布及其积累

【目的】研究广西近岸水下平原表层沉积物有机质的分布和积累,了解有机质的扩散和现状。【方法】以钦州湾口水下斜坡为界,东至铁山港口外古滨海平原的20m以浅的广西近岸水下平原为研究区,依据2007~2010年广西近岸海洋环境地质调查资料,分析该区海底表层沉积物和钻孔有机质的分布、关系和积累特征。【结果】表层沉积物有机质含量频率f分布不均;研究区可划分出3大类沉积环境和5种亚环境,在其间的有机质分布含量差异较大,对沉积环境的选择性较强;有机质分布与沉积物粒度参数也有较大关系,随着粒径(φ)和分选系数增大而升高,沉积物粒度正偏有利于有机质积聚;有机质随沉积动力减弱而聚集,以平均粒径衡量的话,呈现指数增长规律;在不同的沉积环境有机质序列有指数、线性、对数递增关系,表明不同的积累阶段;随着沉积物粒级变细,在3~6φ粒级段出现有机质吸附积累拐点,而且有机质与粘土有共聚性;在研究区西北部监测站位的有机质具有明显的年际变化,观测期间总体增幅0。【结论】虽然根据沉积物质量评价标准表层有机质尚未超标,但结合本底值计算得出的积累系数显示水下平原西北部、西南部、南部位置均出现富集,对应着不同的来源和影响程度,是陆源输入在水动力分配下聚集的结果。     

北部湾海槽中全新世以来气候变化与重金属积累关系

【目的】为了探寻北部湾湾口重金属沉积规律,研究中全新世以来该地区海槽重金属分布、累积及联系。【方法】在北部湾南部海槽处钻取200cm长度岩芯进行垂直分样,并对典型重金属Pb、Cr、Zn,微量元素,粒度,矿物,14 C定年等指标进行综合测试及分析。【结果】岩芯沉积物的化学蚀变指标CIA显示,气候波动变化,总体上气候趋向暖湿,陆源供给加大,可分为两个基本气候阶段;重金属具有陆源性,且细粒级与重金属对气候波动响应明显,含量随深度变浅,即随气候演进而呈增加趋势;岩芯沉积物组分以悬移质为主,与海水悬移质粒级有对应性,其中重金属来自吸附与再沉积,6~9φ为吸附粒级;重金属积累系数fa变化曲线显示,重金属自25cm以来积累加快,Pb的相对斜率增加且分化明显。【结论】重金属含量变化是对气候波动的响应,晚全新世后期重金属(尤其是Pb)积累有加快趋势,可能与人类活动有关。     

钦州湾口沉积物中重金属变化特征及其与粒度的关系

【目的】开展钦州湾口晚全新世以来沉积物中重金属变化特征及其与粒度关系的研究,为掌握近岸海区重金属分布、迁移、积累规律提供依据。【方法】利用钦州湾口内和湾口外水下斜坡沉积物样品测试数据,着重分析近2.20m深度即晚全新世以来重要重金属Pb、Cr、Zn的变化特征及其与沉积物粒度的关系,并与其在表层沉积物的积累行为进行比较。【结果】重金属Pb、Cr、Zn具有陆源性,相对含量介于0.0328~0.3630,变异性以Cr最大,Zn最小,在垂向上呈现分段变化;岩芯沉积物颗粒主要分布在1φ~F,主成分为8φ~F,临界粒级为3φ~4φ;在与粒级关系上,Pb、Zn满足粒度控制律,Cr为反粒度控制律,均与其相态有关,同步变化概率P曲线、重金属对粒级变化的响应率k的共轭特征也进一步佐证;Cr具有正响应区间窄、负响应区间宽的特征,而Pb、Zn则相反;在表层沉积物中,Cr与粒度之间的关系已经与Pb、Zn趋向一致,且临界粒级有所右移,表明重金属对细颗粒的选择性增强。【结论】重金属与粒度的关系反映出钦州湾口沉积环境的演变情况;Cr对环境变化敏感,其与粒度的关系具有环境变化示踪意义。     

北部湾北部近岸全新世沉积环境变化及对8.2 ka小冷期的响应

【目的】北部湾北部是东亚夏季风、印度季风以及蒙古冷高压影响的交汇处,对气候变化敏感,该区沉积物要素在全新世的分布与变化,可反映该区气候波动特征和海岸格局演进之影响因素。【方法】在北部湾北部广西水域依次钻取3孔岩芯并进行粒度、矿物、元素、微体古生物测试鉴定以及~(14) C测年,综合分析对比沉积物要素的垂直分布、变化以及响应特征。【结果】全新世孢粉组合为热带-亚热带山地组合。岩芯粒度波动旋回变化,经历了自河床向浅海湾的变迁,沉积物具有陆源性,元素等几乎与沉积旋回细组分同步变化。早期三角洲盆地钻孔显示为盐沼环境;相对晚更新世或者末期,全新世早期沉积物颗粒粗减细增,有机质增幅超过700%。碎屑矿物种类增加,孢粉和硅藻化石逐步丰富,硅藻属种数也保持增加趋势,沉积速率为全新世平均值的1.36~1.85倍,具有风化较强、水沙丰沛、沉积快、物质分配活跃、生物较为繁盛的特点,与邻区全新世中早期气候适宜期相符合。早期气候仍然波动,可辨认出8.2ka小冷期事件的影响,Sr/Ba比值偏低。【结论】研究区作为东亚低纬度季风区海陆过渡界面,其环境变化与气候变化相联系。     

全新世以来广西主要河口近岸沉积物粘土分布及富集特征

【目的】了解粘土在广西主要河流出海口近岸的分布、变化、联系和富集特征。【方法】对钦州湾-廉州湾近岸浅海区沉积物进行取样测试,分析了4个钻孔43个岩芯样品和表层样品52个,阐明了该河口湾区全新世以来粘土分布、粒级分配、相互联系以及沉积环境、物源与富集。【结果】该区粘土广泛分布,钻孔粘土为0%~48.64%,表层为0%~62.10%,来源以河流和海岸侵蚀为主;垂向上粘土随环境变化而波动,总体上为下降趋势或者波动维持,但自晚全新世1m以来均为转折增加,多是F粒级的升高;粘土最细F粒级为主导因素,粒级分配显示该区粘土有一定的内在稳定性,与陆架浅海反相,高F粒级及其比例具有河相和河口湾指示意义。表层粘土是对全新世以来的继承和发展,F粒级比例在0.65以上,最高达0.84,显示河流影响的稳定性和加强迹象;粘土对动力沉积环境变化响应灵敏,环境选择性强。【结论】结合了粘土本底值的表层沉积物粘土富集系数C/C′显示,粘土主要在钦州湾口水下斜坡、钦州湾口与三娘湾的结合部近岸以及湾口西南部富集,与潮流控制的低能动力沉积环境分区相对应。     

广西近岸西部中全新世显著海侵及气候特征

【目的】北部湾北部是冷暖空气的交汇带,气候复杂多变,而断裂活动导致的沉降差异又是海岸变迁的重要驱动因素,为了探究该区域环境变迁的规律,研究其中全新世显著海侵和气候特征。【方法】以广西西部近岸为典型,于防城港湾口外水下斜坡进行沉积物岩芯取样和粒度、元素、矿物、微体古生物、~(14)C年龄等地质地球化学要素综合测试,分析对比要素的变化特征及其气候联系。【结果】孢粉组合反映植被以山地热带、亚热带种属居优。沉积物组分为粘土质粉砂、砂质粉砂和粉砂质砂。体现出元素分段变化,碎屑矿物含量变异性较高的分布规律;化学元素等基本以3.00~2.80m深度为界,前后分布有明显环境差异,显示气候变干变冷之特征。该转折点亦是大规模海侵的起始阶段,主要表现为绿石明显富集,Sr/Ba显著增高,有孔虫、硅藻、钙质和硅质生物碎屑随之快速增加;该转折点在时间和要素变化特征方面与邻区相近,揭示这并非偶然现象,与中全新世6.00ka B.P.前后夏季风减弱、冬季风加强的大尺度气候变化相联系。【结论】中全新世广西西北部近岸出现了大规模海侵,可能与区域乃至全球气候变化有关。     

广西近岸海域水下平原表层沉积物中重金属分布及其积累

【目的】研究广西近岸水下平原沉积物重金属分布和积累特征,促进对重金属自河口海湾向陆架扩散规律的对比与把握。【方法】从广西近岸水下平原采集表层沉积物和岩芯,通过实验测试的手段,分析表层沉积物重金属Pb、As、Hg的分布和积累特征。【结果】广西近岸水下平原表层沉积物中Pb含量为8.0×10-6~44.7×10-6,As含量为1.6×10-6~31.4×10-6,Hg含量为0.001×10-6~0.086×10-6,变化较大;Pb、As、Hg的分布受沉积环境和沉积物类型影响,As含量在水下平原北部水动力作用强烈之处出现局部高值,与含As的母岩风化有关;Pb、As、Hg有一定的共聚性,并显示亲Ni、Zn、Ga、Zr和疏Sr的特征;Pb、As、Hg与粒度参数有线性和聚类关系,对粒级响应性即斜率k的拐点在~0.125mm至~0.063mm之间,视沉积环境和沉积物的不同而有所移动;贫有机质站位由于水动力作用强烈,以自然风化的物理过程为主,重金属含量很低,而有机质积累成因为主的站位重金属含量积累增幅区间的频率,Pb的以40%~60%最高,As和Hg的均是60%~80%最高,增幅序列均遵循单增自然对数关系,曲线分段对应不同的沉积环境。【结论】广西近岸水下平原表层沉积物质量总体较好,但相对区域本底值来看,Pb积累性比较突出,As次之。