海州灣巖芯沉積物元素地球化學(xué)特征及其環(huán)境指示

杜吉凈，毛龍江，2，賈耀鋒，譚志海，李楠，孫梓曜

（1.南京信息工程大學(xué)海洋科學(xué)學(xué)院，江蘇南京210044；2.江蘇省海洋環(huán)境探測(cè)工程技術(shù)研究中心，江蘇南京210044；3.北方民族大學(xué)管理學(xué)院，寧夏銀川750021；4.西安工程大學(xué)環(huán)境與化學(xué)工程學(xué)院，陜西西安710048）

海州灣巖芯沉積物元素地球化學(xué)特征及其環(huán)境指示

杜吉凈1，毛龍江1，2，賈耀鋒3，譚志海4，李楠1，孫梓曜1

（1.南京信息工程大學(xué)海洋科學(xué)學(xué)院，江蘇南京210044；2.江蘇省海洋環(huán)境探測(cè)工程技術(shù)研究中心，江蘇南京210044；3.北方民族大學(xué)管理學(xué)院，寧夏銀川750021；4.西安工程大學(xué)環(huán)境與化學(xué)工程學(xué)院，陜西西安710048）

使用X射線和ICP-MS方法對(duì)海州灣潮灘HZ02巖芯沉積物的常量與微量元素進(jìn)行分析，探討沉積物元素含量和地球化學(xué)特征，揭示沉積物來(lái)源。結(jié)果表明：常量元素平均含量大小為Al>Fe>Ca>K>Na>Mg>Ti，從底層到表層元素含量變化相似；微量元素從底層到表層的含量變化亦比較相似，且以1958年為時(shí)間節(jié)點(diǎn)，之前元素含量變化大，之后元素含量穩(wěn)定。HZ02巖芯沉積物元素的多變量分析表明海州灣潮灘沉積環(huán)境變化主要受陸源影響。海州灣沉積物主要來(lái)源為從臨洪河輸入、其次為廢黃河和黃海輸入。1958年以前，主要從臨洪河輸入，其次為廢黃河物質(zhì)，之后主要從臨洪河輸入，其次為黃海沉積物。50年代的導(dǎo)沭工程和1958年的石梁河水庫(kù)建設(shè)，臨洪河沉積物物質(zhì)輸入明顯減少，特別是粗顆粒物質(zhì)輸入減少。HZ02巖芯沉積物的化學(xué)元素含量及其變化特征清楚地揭示了海州灣潮灘沉積環(huán)境及其對(duì)人類活動(dòng)的響應(yīng)。

海州灣；潮灘；沉積物；常量元素；微量元素

沉積物元素是研究沉積環(huán)境和沉積物來(lái)源的重要指標(biāo)之一，其記錄的環(huán)境變化信息可用來(lái)示蹤沉積物來(lái)源和揭示環(huán)境演變（張存勇，2013；趙一陽(yáng)等，1994；王穎，2002）。如利用沉積物中元素地球化學(xué)特征的元素豐度、元素比值和元素間相關(guān)性等來(lái)研究河流（楊守業(yè)等，1999，2003；Yang et al，2007；Jia et al，2014；熊應(yīng)乾等，2003）、河口（陳亮等，2013；嚴(yán)杰等，2013）、海峽（馬榮林等，2012）、邊緣海（趙一陽(yáng)等，1993；藍(lán)先洪等，2002；金秉福等，2006；朱賴民等，2007）等區(qū)域沉積物的物源和沉積特征。

海州灣位于蘇魯交界，南起江蘇省連云港市高公島，北至山東省日照市嵐山鎮(zhèn)的佛手咀，是一個(gè)河流和海洋相互作用較為強(qiáng)烈的典型海灣（圖1）。海州灣東臨黃海，西連大陸，有眾多小河匯入，南面靠近廢黃河口（中國(guó)海灣志編纂委員會(huì)，1993）。海州灣沉積受到山東半島和黃海沿岸流的影響，山東半島沿岸流從北向南流向海州灣灣頂，黃海沿岸流從北黃海向南流，外海的沉積物垂直岸線向岸運(yùn)移（張存勇，2013）。海州灣周邊河流主要有臨洪河、青口河和龍王河等，其中臨洪河是流入海州灣的主要河流。在潮流的作用下，廢黃河口附近泥沙向北輸送。海州灣潮灘沉積物中地球化學(xué)元素分布特征與物質(zhì)來(lái)源和沉積環(huán)境緊密聯(lián)系，然而對(duì)海州灣沉積物地球化學(xué)的研究還比較缺乏，尤其是對(duì)巖芯中常微量元素特征及物源的研究顯得更加有限。本文通過對(duì)海州灣潮灘巖芯中沉積物常量和微量元素測(cè)定分析，以期探討海州灣近現(xiàn)代沉積環(huán)境演變過程及其變化原因。

圖1 海州灣潮灘巖芯沉積物采樣站點(diǎn)圖

1 材料與方法

1.1 材料

2014年10月在海州灣潮灘潮間帶中上部的采樣點(diǎn)（34°48′64.31→N、119°13′12.67→E）（圖1），利用長(zhǎng)1.5 m、外徑75 mm、內(nèi)徑70 mm的PVC管垂直鉆取一根124 cm巖芯，編號(hào)為HZ02。在實(shí)驗(yàn)室對(duì)巖芯進(jìn)行縱向解剖、拍照和巖性描述。然后對(duì)巖芯以2 cm間隔分樣，將獲得的62個(gè)樣品混合均勻裝入聚乙烯封口塑料袋中，在室溫下自然風(fēng)干。

1.2 實(shí)驗(yàn)分析與計(jì)算方法

每個(gè)樣品使用瑪瑙研缽研磨后過100目篩子，分裝在小封口塑料袋，以備實(shí)驗(yàn)分析。常量元素測(cè)定方法采用XRF法，一共測(cè)量62個(gè)樣品。首先每個(gè)樣品取5 g左右在30Tf（37.8 MPa）的壓強(qiáng)下保壓2 min，壓制成直徑32 mm，厚度為2 mm薄片（何文鳴等，2011）。采用由荷蘭帕納科公司生產(chǎn)的Axios advanced（PW4400）X射線熒光光譜儀（XRF）測(cè)量Fe、Mg、K、Al、Ti、Ca和Na常量元素含量，儀器測(cè)量相對(duì)誤差小于2%。采用單道型等離子發(fā)射光譜儀（ICP-MS）測(cè)定31個(gè)樣品中Co、Sn、Sc、Rb、Ga、Hf、Be、Ta、U、W和Sr等微量元素含量，相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)誤差小于5%，具體實(shí)驗(yàn)分析過程見文獻(xiàn)（李獻(xiàn)華等，2002）。常量元素和微量元素測(cè)定分別在中國(guó)科學(xué)院地球環(huán)境研究所和南京大學(xué)地球科學(xué)與工程學(xué)院國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室完成。巖芯沉積樣品粒度分析使用英國(guó)Malvern公司生產(chǎn)的Mastersizer2000激光粒度分析儀，測(cè)量范圍為0.02~2 000 um，重復(fù)測(cè)量相對(duì)誤差小于2%。HZ02巖芯沉積物粒度在南京信息工程大學(xué)海洋沉積學(xué)實(shí)驗(yàn)室完成。

HZ02孔巖芯比活度測(cè)試在中國(guó)科學(xué)院南京地理與湖泊研究所湖泊與環(huán)境國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室用高純鍺井型探測(cè)器（由美國(guó)EG&GOrtec公司生產(chǎn)）測(cè)試，測(cè)試誤差小于10%。具體的實(shí)驗(yàn)分析方法參照文獻(xiàn)（劉恩峰等，2009）。HZ02巖芯137Cs值介于0~4 Bq/kg，在深度為20、46和52 cm處出現(xiàn)3個(gè)的顯著峰值，分別對(duì)應(yīng)1986年、1974年和1963年。而且，HZ02巖芯三個(gè)年代時(shí)標(biāo)與海州灣臨洪河河口L01孔巖芯137Cs的年時(shí)標(biāo)（劉志勇等，2010）具有很好的對(duì)應(yīng)關(guān)系（圖2），表明HZ02巖芯年時(shí)標(biāo)的劃定的準(zhǔn)確性。研究表明，巖芯137Cs比活度與沉積速率呈正相關(guān)關(guān)系（王福等，2011）。從圖2可以看出，臨洪河口的L01巖芯沉積速率顯著高于海州灣潮灘的HZ02巖芯沉積速率，同樣，L01巖芯137Cs比活度含量明顯比HZ02巖芯高。根據(jù)137Cs的年時(shí)標(biāo)（1986年、1974年、1963年）分別對(duì)應(yīng)著HZ02巖芯的垂直剖面3個(gè)峰的深度值，利用公式計(jì)算出沉積巖芯沉積速率，然后推算得到沉積年代（圖2），其中Yij為第i和第j特征值之間的沉積速率，Hij是第i和第j特征峰之間的厚度，Ai和Aj分別為第i和第j特征峰對(duì)應(yīng)的年時(shí)標(biāo)（王愛軍等，2006）。

圖2 海州灣HZ02巖芯137Cs剖面及其與臨洪河下游L01巖芯[16]比較

2 分析結(jié)果

2.1 沉積物常量元素地球化學(xué)特征

海州灣潮灘HZ02巖芯中常量元素Al、Fe、K和Mg含量的平均值分別為8.92%、5.30%、2.56%和2.09%，最大值和最小值分別為Al（8.27%，9.24%）、Fe（4.72%，5.67%）、K（2.39%，2.66%）和Mg（1.76%，2.37%）。Na元素含量介于2.08% ~2.63%之間，平均值為2.39%。Ca元素含量的平均值為3.15%，在2.76%~3.51%之間波動(dòng)。Ti元素含量最少，平均值為0.45%，介于0.430%~0.46%之間。HZ02巖芯常量元素含量大小分別為：Al> Fe>Ca>K>Na>Mg>Ti。元素Mg、Al、K和Fe含量整體波動(dòng)比較小，其變化趨勢(shì)一致，巖芯上部0~62 cm元素含量呈逐漸減少趨勢(shì)，并在18 cm處均出現(xiàn)最小值；62 cm至巖芯底部元素含量變化比較穩(wěn)定。Na元素波動(dòng)小且從底部向上呈減小趨勢(shì)，在68 cm處出現(xiàn)最低值。Ti元素含量比較低且從底層到表層波動(dòng)變化不大。Ca元素從底部到表層元素含量逐步增加，巖芯下部含量增加幅度比巖芯上部增加幅度大。

圖3 HZ02巖芯沉積物粒度和常量元含量垂直剖面（直線為均值）

2.2 沉積物微量元素含量特征

HZ02巖芯沉積物微量元素Co、Sn、Sc、Rb、Ga、Hf、Be、Ta、U、W、Sr、Bi、Mo、Li、Nb、Ba、Zr、V、Th和Cs含量的垂直分布如圖4所示。元素Ba、Rb、Zr和Sr元素平均含量較高，均在150 mg/kg以上，其中Ba元素平均含量最高為464.63 mg/kg。而Be、Mo、Sn、Hf、Ta、W、Bi、U元素平均含量小，其值均在5 mg/kg以下。這些微量元素含量隨深度變化比較顯著。元素Co、Sn、Sc、Rb、Ga、Hf、Be、Ta、U、W、Sr、Bi和Mo含量垂直變化趨勢(shì)一致，在0~62 cm之間，微量元素含量均較小且波動(dòng)變化不明顯，從62 cm~ 105 cm，元素含量均相對(duì)上部較大且波動(dòng)變化明顯，在74 cm深度處均出現(xiàn)高峰值，105 cm至底部，除Mo外的其他元素均波動(dòng)小。Zr和V元素含量的變化一致，0~62 cm含量低、變化小，62 cm至底層含量明顯增加，Zr元素在98 cm深度處出現(xiàn)一個(gè)低值（131.62 mg/kg）。元素Li、Nb、Ba、Th和Cs含量從表層往底層變化趨勢(shì)相一致，元素含量在0~62 cm變化穩(wěn)定，62~124 cm之間呈波動(dòng)下降的趨勢(shì)。Zr和V元素與Li、Nb、Ba、Th和Cs含量呈相反的變化趨勢(shì)。

圖4 HZ02巖芯沉積物微量元素分布圖（直線為均值）

2.3 多變量分析結(jié)果

2.3.1 粒度與元素相關(guān)分析

常量元素與微量元素之間相關(guān)性差（元素Ca和V除外），常量元素（Na、Ti、Si和Ca除外）與平均粒徑有實(shí)相關(guān)，微量元素與粒度相關(guān)性差（表1）。元素Ca與微量元素Li、Nb、Th和Cs呈正相關(guān)，而與元素V呈負(fù)相關(guān)；元素V與K和Ca相關(guān)性較好。元素Ca與Mg呈正相關(guān)（0.531），與其他常量元素相關(guān)性差；元素Na與Mg在0.01水平上顯著相關(guān)（0.530），但與其他常量元素相關(guān)性一般；元素Mg、Al、K和Fe之間有強(qiáng)相關(guān)性（置信度為99%），相關(guān)系數(shù)均在0.82以上，說(shuō)明這4種常量元素的來(lái)源可能一致；Ti元素與Al、K和Fe元素顯著相關(guān)，與Mg元素實(shí)相關(guān)，說(shuō)明元素Ti可能與這些元素來(lái)源一致。

HZ02巖芯Co、Sn、Sc、Rb、Ga、Hf、Be、Ta、U、W、Sr和Bi微量元素之間呈高度相關(guān)（置信度為99%），相關(guān)系數(shù)均在0.75以上，元素Mo與其他元素顯著相關(guān)，說(shuō)明這些微量元素的來(lái)源較為一致；Zr、V、Li、Nb、Th和Cs元素之間呈高度相關(guān)，但是元素Zr和V與Li、Nb、Th和Cs負(fù)相關(guān)，說(shuō)明這些微量元素的來(lái)源較為一致；Zr和V相關(guān)系數(shù)為0.888，在0.01水平上高度正相關(guān)，說(shuō)明兩種元素其來(lái)源相似；元素Ba與元素Li、Nb、Th和Cs元素存在較強(qiáng)的正相關(guān)，元素與元素Zr、V、Co、Ga和Sn存在負(fù)相關(guān)。

2.3.2 元素主成分析

先對(duì)常量與微量元素做KMO值和Bartlett檢驗(yàn)，看是否適合做因子分析。在KMO值和Bartlett檢驗(yàn)中，顯著水平為0.00，KMO值為0.637，說(shuō)明該數(shù)據(jù)可用于主成分分析。通過主成分分析，可分為三個(gè)主成分，第一主成分的特征值為12.796，總變量解釋為47.391%；第二主成分的特征值為6.082，貢獻(xiàn)了22.526%；第三主成分特征值為4.306，貢獻(xiàn)了15.949%，這三個(gè)主成分的總累積解釋方差為85.866%，大于85%，表明了這三個(gè)主成分可反映所有數(shù)據(jù)的大部分信息（表2）。然后根據(jù)載荷因子表，各個(gè)成分中，各元素占的大小和元素之間相關(guān)性來(lái)判斷元素是屬于哪個(gè)主成分。第一主成分包括元素Co、Sn、Sc、Rb、Ga、Hf、Be、Ta、U、W、Sr、Bi和Mo，第二主成分包括元素Ba、Zr、V、Li、Nb、Th和Cs，第三主成分包括所有的常量元素Ca、Ti、Na、Mg、Al、K和Fe。

3 討論

3.1 沉積物元素與粒度的相關(guān)性

元素Al、K、Mg和Fe與平均粒徑正相關(guān)，即其元素含量隨著粒度變細(xì)而升高，這與其受控于粘土礦物（徐芳建等，2009）有直接的關(guān)系，說(shuō)明元素受到“粒度控制”。而大多數(shù)元素與平均粒徑、黏土、粉砂和砂的相關(guān)性差，說(shuō)明這些元素不受“粒度控制”，可能受到其他因素的影響。常量元素Na、Ca和Ti來(lái)源可能比較復(fù)雜，水體環(huán)境和生物地球化學(xué)過程的復(fù)雜性也會(huì)影響其含量變化（杜德文等，2003；梁濤等，2008），有研究認(rèn)為Ti元素屬于親碎屑元素，可能以陸源特征有關(guān)（梁濤等，2008），Ca元素“親生物”，可能與生物介殼碎屑和鈣質(zhì)結(jié)核，或富含鈣的黃河物質(zhì)對(duì)其產(chǎn)生影響有關(guān)（趙一陽(yáng)等，1993）。Na元素主要受控于石英、長(zhǎng)石礦物質(zhì)含量或者由于沒有對(duì)原樣品進(jìn)行洗鹽（梁濤等，2008；范恩梅等，2006）。因此元素Na、Ca和Ti這三種元素均表現(xiàn)為不受“粒度控制”的特征。

表2 HZ02孔巖芯沉積物中元素變量的載荷因子

微量元素含量不受“?？匦?yīng)”制約，可能受到母巖礦物種類和含量的控制（趙一陽(yáng)等，1993；梁濤等，2008）。根據(jù)元素與粒度相關(guān)性（表1）、主成分分析（表2）和常微量元素隨深度變化規(guī)律（圖3、圖4）可以把元素分為三類。第一類包括Co、Sn、Sc、Rb、Ga、Hf、Be、Ta、U、W、Sr、Bi和Mo元素；第二類包含Li、Nb、Ba、Th、Cs、Zr和V元素；第三類為Ca、Ti、Na、Mg、Al、K和Fe。第一類大多元素都表現(xiàn)為“親陸性”，W、Mo、Be、Bi與酸性巖類有關(guān)，元素Hf和Ta比較穩(wěn)定，以碎屑形式運(yùn)輸?shù)胶Ｑ螅@些元素之間的相關(guān)性高，主要指示來(lái)自酸性巖含量高的陸源。第二類元素Li和Nb是典型的親石元素，Zr和V元素是指示粗顆粒的陸源標(biāo)志，這主成分元素間相關(guān)性高，指示沉積物主要來(lái)源陸源粗顆粒輸入。沉積物中元素Ca和Mg含量受到物源、沉積環(huán)境和生物活動(dòng)控制（楊競(jìng)紅等，2006）。HZ02巖芯中Ca含量平均值（3.14%）分別與中國(guó)東部上地殼（鄢明才等，1997）（3.41%）中國(guó)淺海沉積物平均值（趙一陽(yáng)等，1993）（3.79%）接近，元素Mg平均含量（2.09%）均高于中國(guó)東部上地殼（1.38%）中國(guó)淺海沉積物平均值（趙一陽(yáng)等，1993）（1.11%）。Ca和Mg相關(guān)性較強(qiáng)，兩者值偏高，這可能與陸源輸入和海洋生物貢獻(xiàn)均有關(guān)。元素Al、K、Mg和Fe既是構(gòu)成黏土礦物的主要元素且易被細(xì)顆粒吸附（杜德文等，2003），又與以碎屑礦物存在的Ti元素有較強(qiáng)的相關(guān)性，這些元素可能來(lái)自陸源細(xì)顆粒。元素K（2.55%）和Na（2.39%）均高于中國(guó)淺海沉積物平均值（趙一陽(yáng)等，1993）（1.93%和1.48%），與中國(guó)東部上地殼平均值（鄢明才等，1997）（2.46%和2.33%）一致，可能由元素K和Na受到物理風(fēng)化作用強(qiáng)，造成HZ02巖芯中含量偏高。上述表明第三類元素主要來(lái)源于物理風(fēng)化較強(qiáng)陸源區(qū)域的細(xì)顆粒沉積物和海洋生物碎屑。因此，3個(gè)主成分分析結(jié)果表明，海州灣沉積物主要來(lái)自于陸源，其比例至少占70%以上，其次為海洋源，低于30%。

3.2 沉積物來(lái)源分析

巖芯HZ02沉積物元素含量與粒度相關(guān)性和主成分分析結(jié)果表明海州灣潮灘沉積物主要受物源控制。巖芯HZ02沉積物中特征元素比值為Nb/Ta（7.80）、Th/U（6.11）和Zr/Hf（25.86），與中國(guó)大陸沉積物特征元素比值Nb/Ta（13.63）、Th/U（4.81）和Zr/Hf（31.71）相近，而與西太平洋褐色黏土（趙一陽(yáng)等，1993）特征元素比值Nb/Ta（22.5）、Th/U（5.62）差別大。這表明海州灣潮灘沉積物元素豐度相對(duì)親近大陸，其沉積物來(lái)源主要為陸源。這與上述的主成分分析結(jié)果一致。有研究結(jié)果表明，海州灣主要接受臨洪河等河流和從北向南的沿岸流攜帶的陸源碎屑以及黃海和廢黃河口隨潮流運(yùn)移來(lái)的泥沙（張存勇，2013；范恩梅等，2009）。HZ02巖芯位于臨洪河口附近潮灘，主要受到臨洪河物質(zhì)輸入的影響。臨洪河是海州灣主要的入海河流，全長(zhǎng)50 km，流域面積620 km2，年均徑流量為57.8億m3，而海州灣沿岸其他入海河流（青口河、龍王河、興莊河）年均徑流量總和僅約為臨洪河年均徑流量的1/5（連云港市環(huán)境保護(hù)局，2015）。因此，臨洪河的來(lái)水來(lái)沙對(duì)海州灣海岸的影響最大。這從HZ02沉積物地球化學(xué)分析結(jié)果可以得到證明。1958年前后，巖芯沉積物的地球化學(xué)元素含量發(fā)生明顯變化。1958年以后，臨洪河入海泥沙明顯減少，特別粗顆粒物質(zhì)減少。Zr元素是陸源碎屑的粗顆粒物質(zhì)，Zr元素在1958年后含量明顯減低，指示了臨洪河粗顆粒泥沙來(lái)源明顯減少（圖4）。這一事件與20世紀(jì)50年代人類活動(dòng)密切相關(guān)。1950年之前，臨洪河主要由源出青伊湖的薔薇河下游匯入臨洪河入海，1950年后調(diào)整為新沂市東北部丘陵，開辟新沭河流入沙河再經(jīng)臨洪河注入黃海，從而使沉積物物源發(fā)生改變。另外，1958年新沭河中游修建石梁河水庫(kù)，攔截了大量入海粗顆粒泥沙，沉積物來(lái)源相對(duì)減少（張?jiān)品宓龋?014）。

為了進(jìn)一步驗(yàn)證廢黃河和黃海等區(qū)域?qū)Ｖ轂吵练e物來(lái)源的影響，可以利用元素富集系數(shù)K可以判別區(qū)域元素的接近程度。元素富集系數(shù)K分為K≤0.75（貧化）、K>1.25（富集）和0.75< K≤1.25（接近）三個(gè)等級(jí)（謝麗等，2015）。HZ02巖芯沉積物與渤海、黃海和黃河沉積物相比（圖5），1958年之前沉積物元素平均含量與黃河沉積物（7種）更接近，而與渤海和黃海沉積物元素平均含量存在一定差異，表明了1958年前沉積物除從臨洪河泥沙輸入外，黃河帶來(lái)沉積物也是其物質(zhì)來(lái)源地，并且這些物質(zhì)可能來(lái)自于廢黃河物質(zhì)。黃河奪淮入海，給蘇北地區(qū)帶來(lái)大量泥沙，1855年以后改道北上，連云港南部廢黃河在后期海洋環(huán)境動(dòng)力條件下不斷向北輸送，然后隨著潮流向?yàn)稠斶\(yùn)輸（高良，1982）。有研究表明連云港近岸海域，廢黃河三角洲物質(zhì)是重要的沉積物來(lái)源（張存勇等，2009）。1958年之后沉積物元素平均含量與黃海沉積物（5種）更接近，與黃河和渤海沉積物存在差異，表明1958年以后海州灣沉積物除從臨洪河輸入外，可能來(lái)源于黃海，黃海沉積物隨潮流向海州灣輸入。

圖5 HZ02孔巖芯沉積物1954年前（a）后（b）與周圍海域、河流沉積物元素富集系數(shù)

4 結(jié)論

（1）海州灣HZ02巖芯沉積物常量元素平均含量大小為Al>Fe>Ca>K>Na>Mg>Ti。元素Mg、Al、K和Fe含量整體波動(dòng)比較小，其變化趨勢(shì)一致；Na元素波動(dòng)小且從底部向上呈減小趨勢(shì)，Ca元素從底部到表層元素含量逐步增加，Ti元素含量比較低且從底層到表層來(lái)回小波動(dòng)。海州灣HZ02巖芯沉積物微量元素變化比較相似，巖芯62 cm深度往上元素變化較小，在62 cm深度向下元素波動(dòng)大。

（2）海州灣HZ02巖芯沉積物主要受到陸源的影響，陸源物質(zhì)占70%以上，其中從臨洪河輸入泥沙是主要的沉積物來(lái)源，其次是廢黃河和黃海物質(zhì)。

（3）人類活動(dòng)對(duì)海州灣沉積環(huán)境影響顯著。1950年代的導(dǎo)沭工程和1958年的石梁河水庫(kù)建設(shè)，臨洪河沉積物物質(zhì)輸入明顯減少，特別是粗顆粒物質(zhì)的輸入減少。1958年以前可能主要來(lái)源為從臨洪河輸入、其次是廢黃河物質(zhì)；1958年之后主要來(lái)源為從臨洪河輸入，其次是黃海沉積物輸入。

Jia X P,Wang H B,Wang H F,2014,Sources and trace element geochemical characteristics of the coarse sediment in the Ningxia-Inner Mongolia reaches of the Yellow River.Geosciences Journal, 18(2):181-192.

Yang S Y,Youn J S,2007.Geochemical compositions and provenance discrimination of the central south Yellow Sea sediments.Marine Geology,243:229-241.

陳亮，張玉芬，李團(tuán)結(jié)，等，2013.珠江口及瓊東北海區(qū)元素地球化學(xué)特征及物質(zhì)來(lái)源.沉積學(xué)報(bào)，31（1）：130-138.

杜德文，石學(xué)法，孟憲偉，等，2003.黃海沉積物地球化學(xué)的粒度效應(yīng).海洋科學(xué)進(jìn)展，21（1）：78-82.

范恩梅，陳沈良，張國(guó)安，2009.連云港近岸海域沉積物特征與沉積環(huán)境.海洋地質(zhì)與第四紀(jì)地質(zhì)，29（2）：33-40.

高良，趙一陽(yáng)，趙松齡，等，1982.海州灣南岸的沉積特征與動(dòng)態(tài).海洋與湖沼，13（6）：497-509.

何文鳴，吳峰，張昌盛，等，2011.河岸帶土壤重金屬元素的污染及危害評(píng)價(jià).生態(tài)學(xué)雜志，30（9）：1993-2001.

賈延權(quán)，2007.連云港市臨洪灘涂圍墾及墾區(qū)經(jīng)營(yíng)管理.南京農(nóng)業(yè)大學(xué)碩士學(xué)位論文.

金秉福，林曉彤，張?jiān)萍?，等?006.沖繩海槽中段近4萬(wàn)年來(lái)沉積物屬性和來(lái)源.海洋通報(bào)，25（4）：49-56.

藍(lán)先洪，申順喜，2002.南黃海中部沉積巖心的稀土元素地球化學(xué)特征.海洋通報(bào)，21（5）：46-53.

李獻(xiàn)華，劉穎，徐湘林，2002.硅酸鹽巖石化學(xué)組成的ICP-AES和ICP-MS準(zhǔn)確測(cè)定：酸溶與堿熔分解樣品方法的對(duì)比.地球化學(xué)，31（3）：289-294.

連云港市環(huán)境保護(hù)局，2015.連云港市生態(tài)文明建設(shè)規(guī)劃技術(shù)報(bào)告（2015-2022），連云港，1-170.

梁濤，陳巖，張朝生，等，2008.利用網(wǎng)格采樣法比較潮間帶沉積物不同粒度區(qū)域重金屬含量特征.環(huán)境科學(xué)，29（2）：421-427.

劉恩峰，薛濱，羊向東，等，2009.基于210Pb與137Cs分布的近代沉積物定年方法-以巢湖、太白湖為例.海洋地質(zhì)與第四紀(jì)地質(zhì)，29（6）：89-94.

劉志勇，潘少明，殷勇，等，2010.臨洪河口現(xiàn)代沉積環(huán)境及重金屬元素的分布特征，地球化學(xué)，39（5）：456-468.

馬榮林，何玉生，楊奕，等，2012.瓊州海峽表層沉積物元素地球化學(xué)特征.海洋通報(bào)，31（2）：131-135.

王愛軍，高抒，陳堅(jiān)，2006.137Cs測(cè)年在海岸鹽沼中的應(yīng)用.海洋地質(zhì)與第四紀(jì)地質(zhì)，26（5）：86-90.

王福，王宏，2011.海岸帶地區(qū)137Cs沉積剖面類型劃分及其意義.地質(zhì)通報(bào)，30（7）：1099-1110.

王穎，2002.黃海陸架輻射沙脊群.北京：中國(guó)環(huán)境科學(xué)出版社.

謝麗，張振克，何華春，等，2015.長(zhǎng)江北支口門圓陀角附近潮灘沉積物元素地球化學(xué)特征及其環(huán)境指示意義.地理研究，34（6）：1053-1065.

熊應(yīng)乾，楊作升，劉振夏，2003.長(zhǎng)江、黃河沉積物物源研究綜述.海洋科學(xué)進(jìn)展，21（3）：355-362.

徐芳建，李安春，萬(wàn)世明，等，2009.東海內(nèi)陸架陸源物質(zhì)礦物組成對(duì)粒度和地球化學(xué)成分的制約.地球科學(xué)-中國(guó)地質(zhì)大學(xué)學(xué)報(bào)，34（4）：613-622.

鄢明才，遲清華，顧鐵新，等，1997.中國(guó)東部地殼與巖石化學(xué)組成.中國(guó)科學(xué)（D）輯，27（3）：193-199.

嚴(yán)杰，高建華，李軍，等，2013.鴨綠江河口外海域柱狀沉積物稀土元素的分布特征及物源指示.海洋通報(bào)，32（6）：601-609.

楊競(jìng)紅，王穎，張振克，等，2006.蘇北平原2.58Ma以來(lái)的海陸環(huán)境演變歷史-寶應(yīng)鉆孔沉積物的常量元素記錄.第四紀(jì)研究，26（3）：340-352.

楊守業(yè)，李從先，1999.長(zhǎng)江與黃河沉積物元素組成及地質(zhì)背景.海洋地質(zhì)與第四紀(jì)地質(zhì)，19（2）：19-26.

楊守業(yè)，李從先，JUNG Hoi-soo，等，2003.中韓河流沉積物微量元素地球化學(xué)研究.23（2）：19-24.

張存勇，馮秀麗，2009.連云港近岸海域沉積物粒度空間分布特征及其分析.海洋學(xué)報(bào)，31（4）：120-127.

張存勇，2013.連云港近岸海域沉積物運(yùn)移趨勢(shì).海洋學(xué)報(bào)，35（3）：172-178.

張?jiān)品?，張振克，王萬(wàn)芳，等，2014.江蘇省石梁河水庫(kù)高分辨率沉積速率變化及環(huán)境意義.湖泊科學(xué)，26（3）：473-480.

趙一陽(yáng)，鄢明才，1994.中國(guó)淺海沉積物地球化學(xué).北京：科學(xué)出版社，203.

趙一陽(yáng)，鄢明才，1993.中國(guó)淺海沉積物化學(xué)元素豐度.中國(guó)科學(xué)：B輯，23（10）：1084-1090.

中國(guó)海灣志編纂委員會(huì)，1993.中國(guó)海灣志（第四分冊(cè)）.北京：海洋出版社，354-422.

朱賴民，高志友，尹觀，等.2007.南海表層沉積物的稀土和微量元素的豐度及其空間變化.巖石學(xué)報(bào)，23（11）：2963-2980.

（本文編輯：袁澤軼）

Geochemical characteristics and source identification of elements in sediments from the core in the Haizhou Bay

DU Ji-jing1,MAO Long-jiang1,2,JIA Yao-feng3,TAN Zhi-hai4,LI Nan1,SUN Zi-yao1
（1.School of Marine Sciences,Nanjing University of Information Science&Technology,Nanjing 210044,China;2.Jiangsu ResearchCenter for Ocean Survey Technology,Nanjing 210044,China;3.School of Management,Northern Universityfor Nationalities,Yinchuan 750021, China;4.Environmental and Chemical Engineering College,Xi'an Polytechnic University,Xi'an 710048,China）

The major elements and trace elements of HZ02 core sediments in the Haizhou Bay were analyzed by using X-ray and ICP-MS to discuss the element content and chemical characteristics of sediment origins,and to analyze the origin of the sediments.The results show that,in descending order,the relative average concentrations of the major elements are as the order of Al>Fe>Ca>K>Na>Mg>Ti,and the change of the major elements has a similar regularity from the bottom to the top;the trace element concentrations also have the similar trend,which varies greatly before 1958,after that it tends to be stable.The study also shows that most elements of the sediments are associated with the sedimentary environment change and the effect of the terrestrial sources through the multivariable analyses.The sediments,inputting into the Haizhou Bay,are derived mainly from the Linhong River,as well as the abandoned Yellow River and Yellow Sea.Due to the Guide Shuhe project in the 1950's and the construction of Shilianghe reservoir in 1958,the sediment inputs,especially coarse sediment inputs become less.In conclusion,the components and variations of chemical elements of core HZ02 reveal the profound changes of sedimentary environment of the Haizhou Bay,and this change correlates with human activity directly.

Haizhou Bay;tidal flat;sediments;major elements;trace elements

P736.4

A

1001-6932（2017）04-0449-09

10.11840/j.issn.1001-6392.2017.04.012

2016-03-16；

2016-06-13

國(guó)家自然科學(xué)基金（41271228）；江蘇省青藍(lán)工程中青年學(xué)術(shù)帶頭人資助項(xiàng)目；江蘇省大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練計(jì)劃項(xiàng)目；江蘇高校優(yōu)勢(shì)學(xué)科建設(shè)工程資助項(xiàng)目。

杜吉凈（1990-），碩士研究生，主要從事海洋沉積環(huán)境等方面的研究。電子郵箱：djijing@163.com。

毛龍江，博士，教授。電子郵箱：mlj1214@163.com。