長江與黃河黏土粒級沉積物地球化學(xué)特征及其物源指示意義

艾麗娜，韓宗珠，吳曉,2，畢乃雙,2，王厚杰,2

1.中國海洋大學(xué)海洋地球科學(xué)學(xué)院，海底科學(xué)與探測技術(shù)教育部重點實驗室，青島 266100

2.青島海洋科學(xué)與技術(shù)試點國家實驗室海洋地質(zhì)過程與環(huán)境功能實驗室，青島 266237

長江與黃河是位列亞洲第一、第二的大河，都發(fā)源于青藏高原，流域廣闊，橫跨東亞大陸，攜帶巨量沉積物入海，是中國東部邊緣海最重要的沉積物來源，在中國大陸上地殼物質(zhì)風(fēng)化、搬運和沉積過程中扮演著重要的角色。對長江黃河入海沉積物的準(zhǔn)確識別，是邊緣海物源判識的基礎(chǔ)，也是中國東部陸架邊緣海沉積物源—匯效應(yīng)研究的首要任務(wù)[1-2]。確定長江和黃河物質(zhì)在中國陸架海的時空分布范圍,以及在兩種物源并存混合的沉積物中估算兩種物源的比例,對于揭示中國陸架海的演化過程、了解其源—匯作用、闡述陸架海物質(zhì)通量等具有關(guān)鍵性意義[3-4]。長江和黃河物源的鑒別一直是中國陸架海沉積學(xué)關(guān)注的熱點問題之一[2]。長江和黃河沉積物地球化學(xué)特征的差異,被廣泛地運用于探索這兩種不同物源的沉積物在東部陸架海中的時空分布,得到了很多有意義的成果[5-8]。

沉積物的地球化學(xué)指紋是追蹤物源區(qū)的有效指標(biāo)，稀土元素化學(xué)性質(zhì)相近并且比較穩(wěn)定,沉積物中的這些微量元素含量主要受母巖成分、形成過程和形成環(huán)境控制,在母巖風(fēng)化、剝蝕、搬運、沉積及成巖過程中不易遷移,可以反映源巖信息,因而,它們作為沉積物物源的示蹤指標(biāo)得到了廣泛應(yīng)用[9-10]。目前國內(nèi)外學(xué)者對長江與黃河沉積物的地球化學(xué)特征進(jìn)行了富有成效的研究，并且找到了區(qū)分二者的地化指標(biāo)，楊守業(yè)等研究指出：Cu、Zn、Sc、Ti、Fe、V、Ni、Cr、Co、Be、Li 等元素可較好地用來區(qū)分長江與黃河沉積物[11]；長江與黃河稀土元素的上地殼標(biāo)準(zhǔn)化曲線指示兩條河流均表現(xiàn)為富集中稀土，但長江比黃河更富集中稀土[12]。然而這些指標(biāo)在東部海域物源識別的應(yīng)用中效果并不理想。其主要原因是由于沉積物的地球化學(xué)組成受沉積物“粒級效應(yīng)”的強烈制約，沉積物地球化學(xué)組成的不均一性也會對物源判識帶來影響[5]。河流沉積物的物質(zhì)組成受源區(qū)巖石類型、化學(xué)風(fēng)化、水動力分選等因素的控制，化學(xué)風(fēng)化的結(jié)果是沉積物中不穩(wěn)定礦物分解，次生礦物形成，活動性元素的虧損以及穩(wěn)定元素的富集，水動力分選的結(jié)果是這些礦物在不同粒級沉積物中富集，從而引起地球化學(xué)組成在不同粒級沉積物中的分異[13-16]。楊守業(yè)等研究指出沉積物因水動力分選形成的粒級與礦物不同而產(chǎn)生REE組成與配分形式的差異[12]。黏土粒級沉積物是其物源區(qū)現(xiàn)代風(fēng)化產(chǎn)物的平均組成，繼承了物源區(qū)源巖的地球化學(xué)特征，并且能夠有效剔除粒度效應(yīng)的影響[17-19]。由于東部陸架海域眾多的細(xì)粒的泥質(zhì)沉積體的物源識別研究吸引了眾多學(xué)者，對與其可能物源區(qū)的黏土粒級沉積物地球化學(xué)特征研究有利于準(zhǔn)確識別泥質(zhì)沉積物的來源。因此,對河流黏土粒級沉積物的地球化學(xué)特征進(jìn)行研究是十分必要的。

本文選取長江與黃河河口區(qū)底質(zhì)沉積物樣品為研究對象，提取黏土粒級（＜2 μm）沉積物研究其主、微量元素組成，探討其地球化學(xué)特征組成的影響因素，對長江與黃河沉積的物源屬性進(jìn)行研究，提取海洋沉積物的物源示蹤指標(biāo)。

1 材料與方法

1.1 樣品采集

16個黃河口沉積物樣品于2018年7月取得（圖1a），5個長江口樣品于2018年夏季取得（圖1b）。

1.2 元素分析

將提取的黏土粒級沉積物（＜2 μm）進(jìn)行元素地球化學(xué)分析，用電感耦合等離子體質(zhì)譜法（ICPMS）測定樣品中微量元素含量，用電感耦合等離子體原子發(fā)射光譜法（ICP-AES）測定樣品中部分常量元素和微量元素的含量，常量元素的誤差＜1%，微量元素的誤差＜5%，重復(fù)樣品的標(biāo)準(zhǔn)差為±2%。該實驗在自然資源部中國地質(zhì)調(diào)查局青島海洋地質(zhì)研究所測試中心完成。

圖1 取樣站位a.黃河口，b.長江口。Fig.1 Sampling positions a.Yellow River estuary,b.Yangtze River estuary.

將樣品在600 ℃溫度下灼燒2 h，保溫一段時間后再取出，將樣品放入小紙包中待用。用瑪瑙研缽將樣品研磨為粉末后稱取0.05 g，加入坩堝中，先加入1 mL硝酸，在加入3 mL氫氟酸，上蓋擰緊，將坩堝放入超聲機中超聲1 h，然后取出置于180 ℃電熱板上加熱48 h；取下坩堝，冷卻至常溫，彈掉蓋子上的酸，加入0.5 mL高氯酸，重新置于電熱板上，用150 ℃將溶液蒸干（注：通風(fēng)開大，進(jìn)5出13），冷卻至常溫后，加入5 mL濃度為50%的硝酸和1 mL內(nèi)標(biāo)，擰緊蓋字，將坩堝放在電熱板上以120 ℃加熱12 h，至溶液透明清亮。將坩堝取下，冷至常溫，用濃度為2%的硝酸沖洗坩堝及蓋子，將溶樣移至瓶內(nèi)定量到50 g，作為待測溶液。然后分別采用電感耦合等離子體質(zhì)譜儀（ICP-MS）和電感耦合等離子體光譜儀（ICP-AES）進(jìn)行測試，測試精度由海洋沉積物標(biāo)樣（GSD-09和GSD-11）和空白樣進(jìn)行監(jiān)控和校正。

2 結(jié)果與討論

2.1 常量、微量元素含量及特征

長江與黃河黏土粒級沉積物的常量元素含量列于表1。結(jié)果表明，MnO、P2O5的含量相近，Al2O3、K2O、Fe2O3、Ti2O的含量長江高于黃河，MgO、Na2O、CaO含量黃河高于長江，CaO含量差異最大。長江沉積物的元素含量變異系數(shù)除Al2O3外均高于黃河。

長江與黃河黏土粒級沉積物的常量元素含量列于表2，黃河沉積物的Sr、Ba含量高于長江，Be、Mo、Sc、Th、U 的含量接近，長江沉積物的 Co、Cu、Ga、Cs、Pb 含量略高于黃河，Cr、V、Li、Zn、Ni和Rb的含量在長江與黃河沉積物中的差異較大，且長江顯著高于黃河。除Li和Rb元素以外其他微量元素的變異系數(shù)均為長江高于黃河，反映出長江元素含量變化大，而黃河數(shù)據(jù)較為集中。

長江與黃河黏土粒級沉積物的ΣREE分別為243.57 、226.44 μg/g，δEu 分別為 0.68、0.66，δCe分別為 0.93、0.97，LREE/HREE、（La/Yb）UCC、（La/Sm）UCC、（Gd/Yb）UCC接近，長江與黃河沉積物的輕、重稀土元素的分餾程度相同，長江沉積稀土元素參數(shù)的變異系數(shù)均高于黃河（表3）。

長江與黃河黏土粒級沉積物的球粒隕石標(biāo)準(zhǔn)化曲線表現(xiàn)為：輕稀土元素富集，重稀土元素虧損的右傾配分模式，中度的Eu負(fù)異常，長江沉積物的配分曲線高于黃河沉積物（圖2a）。上陸殼標(biāo)準(zhǔn)化稀土元素配分曲線顯示：中稀土元素富集，具有Ce負(fù)異常和Eu正異常，長江沉積物，黃河沉積物的Ce負(fù)異常和Eu正異常均弱于長江沉積物，長江沉積物的配分曲線高于黃河沉積物（圖2b）。

2.2 不同粒級沉積物中稀土元素對比

物源區(qū)化學(xué)風(fēng)化的產(chǎn)物，在水動力的作用下向外搬運，在搬運過程中發(fā)生分選，分選改變了沉積物的礦物和元素組成[14-16]。長江與黃河入海沉積物是中國東部邊緣海重要的沉積物來源，二者的稀土元素分布模式與世界其他河流沉積物基本一致，但長江與黃河 3個粒級（全樣、＜63 μm、＜2 μm）的沉積物表現(xiàn)出不同的REE組成及特征。表4顯示長江與黃河兩條河流沉積物全樣與＜63 μm的沉積物的REE組成及參數(shù)比值十分接近，而與＜2 μm的沉積物相差較大，＜2 μm沉積物中REE含量高于其他兩個粒級，在水動力分選的影響下，粗顆粒沉積物中含更多的源巖碎屑物質(zhì)及穩(wěn)定重礦物；細(xì)顆粒懸浮物中有更多的化學(xué)風(fēng)化產(chǎn)物，REE富集于黏土礦物中[17-18]。在化學(xué)風(fēng)化的作用下沉積物化學(xué)元素重新配分，水動力分選使不同粒徑沉積物的地球化學(xué)組成具有明顯的不均一性。

表1 長江與黃河黏土粒級沉積物的常量元素含量（%）Table 1 Major element contents in the clay-sized sediments of the Yangtze and Yellow Rivers（%）

表2 長江與黃河黏土粒級沉積物的微量元素含量（μg/g）Table 2 Trace element contents in the clay-sized sediments of the Yangtze and Yellow Rivers（μg/g）

表3 長江與黃河黏土粒級沉積物的稀土元素含量及參數(shù)Table 3 REE contents and parameters in the clay-sized sediments of the Yangtze and Yellow Rivers

長江與黃河3個粒級沉積物的球粒隕石標(biāo)準(zhǔn)化曲線均表現(xiàn)為：輕稀土元素富集，重稀土元素虧損的右傾配分模式，中度的Eu負(fù)異常。全樣與＜63 μm沉積物的配分曲線近似重合，＜2 μm的沉積物的配分曲線高于二者，且長江沉積物高于黃河沉積物（圖3a）。上陸殼標(biāo)準(zhǔn)化稀土元素配分曲線為中稀土元素富集，全樣與＜63 μm沉積物的配分曲線接近，呈Ce負(fù)異常，＜2 μm的沉積物的配分曲線高于二者，Ce負(fù)異常較弱，長江沉積物高于黃河沉積物（圖3b）。REE-δCe 判別圖也顯示全樣與＜63 μm沉積物相近，與＜2 μm的沉積物差異明顯，且長江與黃河沉積物在此判別圖中區(qū)分效果明顯，可能成為長江、黃河入海沉積物的判別指標(biāo)（圖4）。

長江與黃河的全樣沉積物與＜63 μm沉積物的REE組成及特征相近，而與＜2 μm的沉積物差異較大。化學(xué)風(fēng)化、水動力分選都可能是導(dǎo)致REE組成差異的影響因素.本文所用數(shù)據(jù)均為河口采集的樣品數(shù)據(jù)，所以水動力分選可能是導(dǎo)致不同粒徑沉積物REE組成不均一的主要因素。沉積物的地球化學(xué)組成受沉積物“粒級效應(yīng)”的強烈制約，這一點已得到充分證實。元素與Al做比值來消除粒度效應(yīng)已經(jīng)在許多研究中得到應(yīng)用，Mg/Al和Fe/Al的比值也被認(rèn)為是鑒別黃海和東海沉積物來源的潛在指標(biāo)，但是Jung等的研究指出Mg/Al和Fe/Al可能不能完全粒度效應(yīng)[22]，目前，這種由沉積物粒級大小引起的元素含量的影響在以前的沉積物源研究中沒有得到完全解決。

圖2 長江與黃河黏土粒級沉積物球粒隕石標(biāo)準(zhǔn)化曲線（a）與上陸殼標(biāo)準(zhǔn)化曲線（b）Fig.2 Chondrite standardized curves （a） and upper continental crust standardized curves （b） for rare elements of clay-sized sediments in the Yangtze and Yellow Rivers

圖3 長江與黃河不同粒級沉積物稀土元素配分曲線a.球粒隕石標(biāo)準(zhǔn)化曲線，b.上陸殼標(biāo)準(zhǔn)化曲線。Fig.3 REE distribution curves of different grain-sized sediments of Yangtze and Yellow Rivers a.Chondrite standardized curves,b.Upper Continental Crust standardized curves.

圖4 REE-δCe 判別圖Fig.4 Discrimination diagram of REE-δCe

王金土指出REE賦存于＜2 μm的黏土粒級沉積物中，Jung等和Lim等研究表明黃海東南部和東海北部大陸架粗顆粒沉積物中稀土元素的高度富集，稀土元素含量受到重礦物豐度的強烈限制[23-26]。Yang等研究了重礦物對REE含量及其配分模式的影響，重礦物對河流沉積物中總稀土含量的貢獻(xiàn)不足20%，黏土礦物依然是REE的主要載體，沉積物中的REE主要賦存于黏土礦物中。因此，在控制REE含量方面，黏土礦物可能比重礦物更為重要[27]。長江、黃河全樣沉積物與＜63 μm沉積物的REE組成及特征相近，這可能表示長江與黃河沉積物中的碎屑礦物，尤其是重礦物對沉積物的REE組成及特征的影響較小，因此，全樣與＜63 μm的沉積物的REE指標(biāo)會對粒徑不同、粒級組分含量差異較大的沉積物的物源判識產(chǎn)生偏差。陸架沉積物中的REE不是被黏土礦物表面吸附，而是存在于礦物晶體格架或礦物層間構(gòu)造中，黏土粒級的REE更接近其物源區(qū)，＜2 μm的沉積物的REE組成與全樣、＜63 μm沉積物具有較大差異，可能成為長江黃河物源識別的有效指標(biāo)。

表4 長江與黃河不同粒級沉積物稀土元素組成及參數(shù)Table 4 REE contents and parameters in different sized sediments from the Yangtze and Yellow Rivers

2.3 長江、黃河黏土粒級沉積物元素組成的影響因素

長江、黃河沉積物母巖性質(zhì)和源區(qū)物理、化學(xué)風(fēng)化差異是控制沉積物地球化學(xué)特征的主要因素。長江流域巖性復(fù)雜，長江河流沉積物的元素組成具有不均一性，主、微量元素的變異系數(shù)較高，茅昌平等通過對長江下游懸浮物Sr-Nd同位素研究顯示，長江上游地區(qū)是長江入海泥沙的主要來源，其產(chǎn)沙量對長江下游懸浮物通量起著控制性作用[28]；何夢穎等對長江沉積物中的黏土礦物研究發(fā)現(xiàn)長江上游流域?qū)χ邢掠纬练e物貢獻(xiàn)較大，長江干流的黏土礦物面貌受到了上游支流的影響較大，長江上游地區(qū)是長江入海泥沙的主要來源[29]。長江干流沉積物的Sr-Nd同位素組成也呈現(xiàn)明顯的區(qū)域性變化規(guī)律：εNd（0）從上游到下游先減后增,而87Sr/86Sr逐漸增大，在中游和下游略有降低（圖5a,b）。沉積物中的87Sr/86Sr值不僅受到地質(zhì)背景的制約，還受到化學(xué)風(fēng)化強度的影響，其比值隨著化學(xué)風(fēng)化強度的增強而增大[31]，長江上游以古生代碳酸鹽巖為主，中下游以酸性變質(zhì)巖和第四紀(jì)碎屑沉積為主，自上游向下游化學(xué)風(fēng)化強度逐漸增強[31,34]，沉積物的87Sr/86Sr值逐漸變大。（La/Yb）UCC與（Gd/Yb）UCC表現(xiàn)出上游和下游低，中游相對較高的變化趨勢（圖5c）。上陸殼標(biāo)準(zhǔn)化配分曲線顯示，長江上游沉積物的REE含量范圍較大，長江沉積物平均REE組成與下游河段沉積物相近（圖5d）。由于REE在風(fēng)化過程及水動力分選過程中會重新分配，使沉積物不直接繼承其源巖的REE組成特征，而成為源區(qū)風(fēng)化物質(zhì)平均REE組成的代表。長江流域位于長江克拉通和華南造山帶，地層自元古界至第四系均有出露，源巖組成復(fù)雜[33]。長江沉積物的Sr-Nd同位素組成與其地質(zhì)背景有關(guān)，長江上游廣泛分布的喜馬拉雅期和燕山期花崗巖以及峨眉山玄武巖使長江上游水系沉積物具有較高的εNd（0）值和較低的87Sr/86Sr，而長江中游中下游出露的中新元古界淺變質(zhì)巖和顯生宙沉積巖具有較低的εNd（0）值和較高87Sr/86Sr[33,35-36]，上游地區(qū)是長江入海泥沙的主要來源，其產(chǎn)沙量對長江下游懸浮物通量起著控制性作用[28]，所以下游沉積物的Sr-Nd同位素組成與上游沉積物相近，這一特征在長江沉積物的黏土礦物特征及REE元素組成中也有體現(xiàn)。這些變化規(guī)律體現(xiàn)出長江河流沉積物組成的不均一性特征，反映了長江水系不同子流域的源巖類型、化學(xué)組成特征和風(fēng)化作用強弱等多因素的制約效應(yīng)。

圖5 長江干流沉積物Sr-Nd同位素、(La/Yb)UCC、(Gd/Yb)UCC變化、上陸殼標(biāo)準(zhǔn)化曲線（長江沉積物同位素數(shù)據(jù)來自[30-31]，黃河沉積物同位素數(shù)據(jù)來自[32]，長江沉積物REE數(shù)據(jù)來自[33]）Fig.5 Sr-Nd isotope,（La/Yb）UCC,（Gd/Yb）UCC,and upper continental crust standardized curves of sediments from the main stream of Yangtze （Sr-Nd isotope data of the Yangtze and Yellow Rivers sediments from [30-31] and [32],respectively,REE of Yangtze Sediment from [33]）

黃河發(fā)源于青藏高原，流經(jīng)黃土高原攜帶巨量沉積物入海，是中國東部邊緣海的重要物質(zhì)來源。黃土高原對黃河沉積物的貢獻(xiàn)高達(dá)90%，黃河沉積物主要繼承了黃土的元素組成特征，但卻并不完全一樣。黃河干流上游源頭具有最高的εNd（0）值，且與長江相同，這可能與松潘甘孜地塊的火成巖具有較高的 εNd（0）值有關(guān)。由于其他低 εNd（0）物質(zhì)的沿程加入，向黃河下游方向εNd（0）值逐漸降低，黃土高原物質(zhì)的加入使中游εNd（0）值升高，下游華北克拉通物質(zhì)具有極低的εNd（0）值，由于近源物質(zhì)的加入使下游 εNd（0）值降低（圖5a），這些變化規(guī)律體現(xiàn)了流域地質(zhì)背景的差異[10]。黃河沉積物的87Sr/86Sr值在整個干流中的變化趨勢表現(xiàn)為：上游較高，中游和下游相對較低，且明顯低于長江（圖5b）。這一變化規(guī)律表明，物源對Sr同位素的組成影響較大，具有較低87Sr/86Sr值的黃土沉積物對黃河中下游沉積物的貢獻(xiàn)較大。黃河位于華北克拉通，是世界上最古老的太古宙克拉通之一，黃河流域90%的泥沙來自黃河中游廣泛分布的黃土沉積，這是其沉積物中Sr-Nd同位素組成與長江沉積物存在較大差異的主要原因[10,37]。

地表巖石的礦物組成和元素組成在風(fēng)化過程中都會發(fā)生改變，化學(xué)風(fēng)化是引起河流沉積物相對其源巖發(fā)生地球化學(xué)分異的重要因素[13]。伴隨著風(fēng)化過程，Na、Ca、K等元素以離子形式隨地表流體大量淋失，同時一種或幾種黏土礦物開始形成，風(fēng)化產(chǎn)物中Al2O3的含量變高[38]?；瘜W(xué)風(fēng)化的強度受到季風(fēng)氣候的影響，導(dǎo)致河流沉積物地球化學(xué)成分的時空不均一性，改變河流沉積物源匯過程，在構(gòu)造、季風(fēng)氣候和人為活動的相互作用控制下，長江大流域河流沉積物的源匯過程可能非常復(fù)雜，Bi等使用地球化學(xué)和Sr-Nd同位素方法研究了全新世長江沉積物從源到匯的變化過程，提出季風(fēng)氣候?qū)е略缛率莱练e物源輸運模式的變化，流域季風(fēng)降水鋒的季節(jié)性變化可導(dǎo)致長江沉積物的優(yōu)勢物源區(qū)向河口和邊緣海轉(zhuǎn)移[39]。亞洲季風(fēng)強度的變化，特別是大河流域降雨的空間和季節(jié)變化，可能是驅(qū)動流域物源變化的首要動力。因此，季風(fēng)氣候控制下的化學(xué)風(fēng)化強度會影響河流不同物源區(qū)物質(zhì)的剝蝕速率、泥沙供應(yīng)及輸運效率，對河流沉積物的組成產(chǎn)生深遠(yuǎn)的影響，使河流沉積物的地球化學(xué)特征發(fā)生改變[40]。

2.4 長江、黃河河流入海沉積物的物源屬性

河流源匯系統(tǒng)對外部驅(qū)動的響應(yīng)機制極為復(fù)雜，對應(yīng)沉積物產(chǎn)生、輸運和沉積的整個過程，坡積物、沖積扇、河道及河漫灘等不同沉積單元都對氣候變化及人類活動有不同時空尺度的反饋和響應(yīng)[41]。黃河和長江是受人類活動影響的大河，人類活動已經(jīng)成為與自然營力相當(dāng)?shù)男碌牡刭|(zhì)營力，對河流沉積物通量和組成結(jié)構(gòu)也產(chǎn)生重要影響[42]。因此，充分認(rèn)識到河流沉積物組成的不均一性，掌握河流沉積物的組成特征，建立具有“排他性”的物源指標(biāo)體系，對邊緣海沉積物物源源識別以及河流沉積物源—匯過程的研究具有重要意義。

沉積物的地球化學(xué)指紋是追蹤物源區(qū)的有效指標(biāo)，REE在表生環(huán)境中非常穩(wěn)定，在河流中主要以碎屑態(tài)搬運，沉積物中REE組成及分布模式主要取決于源巖，而受風(fēng)化剝蝕、搬運、水動力、沉積、成巖及變質(zhì)作用影響小，因而REE常用作為沉積物的物源示蹤指標(biāo)[9-10]。長江與黃河沉積物的REE組成及特征受多方面因素控制。黃河沉積物繼承了黃土的地球化學(xué)特征，REE含量偏低，黃河流域以物理風(fēng)化為主，風(fēng)化過程中REE不易產(chǎn)生分餾，黃河沉積物的δEu、δCe、（La/Yb）UCC、（La/Sm）UCC、（Gd/Yb）UCC值較為接近，也反映了黃河沉積物的物質(zhì)來源單一，REE變化幅度較小[10]。長江流域面積廣闊，支流水系龐大，流域內(nèi)從上太古界深變質(zhì)巖到全新世河湖相沉積均有出露，還有太古宙至新生代的各類火成巖出露[30]。長江流域源巖種類復(fù)雜，沉積物源眾多，復(fù)雜地質(zhì)背景決定了長江沉積物中的REE含量變化高于黃河沉積物。長江流域化學(xué)風(fēng)化作用強烈，土壤呈弱酸性，Ce易遷移，Ce異常稍大于黃河沉積物。長江沉積物的Sr-Nd同位素組成、（La/Yb）UCC、（Gd/Yb）UCC、δCe值變化范圍較大，從上游到下游沉積物REE特征變化較大，反映出長江沉積物物源復(fù)雜多變。沉積物的地球化學(xué)組成受沉積物“粒級效應(yīng)”的強烈制約，REE主要賦存于黏土粒級沉積物中，通過對比3個粒級（全樣、＜63 μm、＜2 μm）沉積物中 REE 組成發(fā)現(xiàn)，全樣與＜63 μm沉積物的REE組成及特征相近，而與＜2 μm的沉積物差異顯著。黏土粒級沉積物（＜2 μm）能夠代表其物源區(qū)現(xiàn)代風(fēng)化產(chǎn)物的平均組成，并且它的REE組成更接近其物源區(qū)[32,43]，長江＜2 μm的沉積物的REE含量比黃河高，更加富集中稀土元素，且具有較強的Eu正異常（圖2）。因此，＜2 μm的黏土粒級沉積物的REE可以作為長江與黃河物質(zhì)判識的地化指標(biāo)。

3 結(jié)論

（1）長江與黃河黏土粒級沉積物元素組成明顯不同。長江沉積物相對富集Al2O3、K2O、Fe2O3、Ti2O等常量元素，以及Cr、V、Li、Zn、Ni和Rb等微量元素，Co、Cu、Ga、Cs、Pb含量略高于黃河沉積物，黃河沉積物則以高Ca、Sr和Ba為特征。長江沉積物中絕大多數(shù)元素的變異系數(shù)均高于黃河沉積物，反映長江沉積物元素含量變化大，而黃河沉積物中的元素含量較為集中。

（2）長江與黃河黏土粒級沉積物的稀土元素的分餾程度相同，具有輕稀土元素富集、重稀土元素虧損的右傾的球粒隕石標(biāo)準(zhǔn)化配分模式，上陸殼標(biāo)準(zhǔn)化配分模式為稀土元素富集。長江沉積物的稀土元素含量高于黃河，黃河沉積物的Ce負(fù)異常和Eu正異常均弱于長江沉積物。長江與黃河3個粒級（全樣、＜63 μm、＜2 μm）的沉積物表現(xiàn)出不同的REE組成及特征，黏土粒級沉積物的稀土元素更接近其物源區(qū)，＜2 μm的黏土粒級沉積物的REE可以作為長江與黃河物質(zhì)判識的地化指標(biāo)。長江與黃河沉積物在REE-δCe判別圖中區(qū)分效果明顯，可以作為長江、黃河入海沉積物的判別指標(biāo)。

（3）長江與黃河黏土粒級沉積物的地球化學(xué)特征受源區(qū)巖石類型、化學(xué)風(fēng)化、水動力分選等因素的控制。長江流域復(fù)雜的地質(zhì)背景與黃河流域黃土為主的物源區(qū)特征決定了長江沉積物中元素含量變化明顯地大于黃河沉積物?；瘜W(xué)風(fēng)化引起河流沉積物相對其源巖發(fā)生地球化學(xué)分異，水動力分選使礦物在不同粒級沉積物中富集，從而引起地球化學(xué)組成在不同粒級沉積物中的分異。