淺談長江和黃河河口沉積物磁性特征及其對物源判別的指示

張堯，岳偉，劉金慶

（1.中國海洋大學(xué) 海洋地球科學(xué)學(xué)院，山東 青島 266100；2.自然資源部第一海洋研究所，山東 青島 266100；3.江蘇師范大學(xué)，江蘇 徐州 221116；4.山東科技大學(xué)，山東 青島 266500）

海洋沉積物物質(zhì)來源的判識是海洋地質(zhì)學(xué)研究中的一個重要課題，是了解沉積物輸運(yùn)規(guī)律和沉積演化過程的前提和基礎(chǔ)。中國東部海域大陸架是世界上面積最大的大陸架之一，其沉積地層中記錄了豐富的物質(zhì)來源信息。長江和黃河每年攜帶巨量的陸源物質(zhì)入海，兩者入海泥沙量總和約占世界河流入海泥沙量的10%，我國河流入海泥沙量的85%，是中國東部海域陸架主要的物質(zhì)來源（Milliman et al，1983；Yang et al，2003）。因此，能夠找出一種有效識別長江和黃河沉積物的指標(biāo)和方法，對于確定不同物源沉積物的分布與通量，揭示中國東部海域陸架沉積物輸運(yùn)過程，恢復(fù)沉積環(huán)境和古環(huán)境演化過程等具有重大科學(xué)意義（胡邦琦等，2011）。

中國東部海域陸架具有多樣的地貌類型，復(fù)雜的環(huán)流體系，巨量的陸源物質(zhì)輸入和不同的沉積底質(zhì)類型（圖1） （石學(xué)法等，2014；李廣雪等，2009；Li et al，2016）。因此，在這個復(fù)雜體系的影響之下，該區(qū)域的物源判別比較困難。前人多基于礦物學(xué)和地球化學(xué)的方法識別長江和黃河的沉積物（孟憲偉等，2000；范德江等，2001；金秉福等，2014；杜吉凈等，2017），但不夠簡單有效且尚未達(dá)成共識。沉積物的磁性測量是一種研究物質(zhì)磁性特征的物理方法，它成本較低，操作便捷，測試敏感，為沉積物的物源判別提供了一種有效的方法（Oldfield， 1991； Caitcheon， 1998； Dearing，2000；Rotman et al，2008）。然而前人多關(guān)注其在古環(huán)境研究方面的意義（張樹夫，1991；王建，1996；胡守云等，2001），只有少數(shù)學(xué)者對長江和黃河河口的沉積物磁性特征做過初步對比（王永紅等，2004；牛軍利 等，2008；Wang et al，2009），且缺乏后續(xù)研究，強(qiáng)蕭蕭等（2018）研究了中國東部海域表層沉積物的磁化率空間分布特征，缺乏對物源端元及其他磁性參數(shù)的認(rèn)識。本文對長江和黃河河口的全樣沉積物，粗、細(xì)粒級沉積物以及沉積物輕礦物進(jìn)行了磁性測量，討論了不同組分沉積物的磁性特征并進(jìn)行了對比分析，從而揭示兩河口沉積物不同的物源特征及其影響因素，以提取有效的物源判別指紋。

圖1 采樣位置圖

1 樣品和方法

1.1 樣品采集及處理

本文實驗所用樣品為3 個長江干流河口段表層沉積物和4 個黃河干流河口表層沉積物（圖1）。將所有樣品置于數(shù)顯鼓風(fēng)干燥箱內(nèi)，用40 益以下的低溫烘干后，倒入瑪瑙研缽并揀出生物碎屑，自然搗碎。為研究不同粒度沉積物對磁學(xué)性質(zhì)的影響，將每個樣品用0.063 mm 套篩進(jìn)行分離，大于0.063 mm 的為粗粒沉積物，小于0.063 mm 的為細(xì)粒沉積物。此外，再對每個樣品進(jìn)行重液分離，由于重礦物含量極少，因此留用輕礦物部分參與測量，用于討論輕重礦物對于沉積物磁學(xué)性質(zhì)的影響。