通過(guò)中國(guó)地質(zhì)調(diào)查局近20年對(duì)中國(guó)東部海域的高精度調(diào)查取樣,對(duì)渤海、黃海和東海表層沉積物中的稀土元素?cái)?shù)據(jù)進(jìn)行了系統(tǒng)總結(jié),旨在揭示其賦存特征、分布規(guī)律及其控制因素。結(jié)果表明,整個(gè)中國(guó)東部海域大致可以劃分為4個(gè)稀土含量富集區(qū),分別位于渤海西部泥質(zhì)區(qū)、南黃海中部泥質(zhì)區(qū)、濟(jì)州島西南泥質(zhì)區(qū)以及東海內(nèi)陸架泥質(zhì)區(qū),富集區(qū)內(nèi)的表層沉積物稀土含量普遍高于180 mg/g;稀土元素的球粒隕石配分模式和UCC配分模式顯示出各海域較為一致的總體特征,與中國(guó)大陸的稀土元素分配曲線類似,指示了較強(qiáng)的陸源特征。通過(guò)對(duì)稀土元素各特征參數(shù)的相關(guān)性分析,發(fā)現(xiàn)與中國(guó)東部海域稀土元素含量相關(guān)性最強(qiáng)的是δEu,呈明顯負(fù)相關(guān),其次是沉積物的平均粒徑,呈明顯正相關(guān)。利用δEu-（La/Yb）n物源判別圖對(duì)這4個(gè)稀土含量富集區(qū)的樣品進(jìn)行判別,結(jié)果表明渤海西部泥質(zhì)區(qū)和南黃海中部泥質(zhì)區(qū)的沉積物具有同源性;南黃海東南部的濟(jì)州島西南部泥質(zhì)區(qū)除了有來(lái)自長(zhǎng)江和黃河物質(zhì)以外,朝鮮半島東南部的河流輸入作用也不可忽視;東海內(nèi)陸架泥質(zhì)區(qū)北端的沉積物基本來(lái)源自長(zhǎng)江,而南端則表現(xiàn)出不同的稀土分餾特征,很可能與閩浙沿岸和臺(tái)灣島中小河流的輸入有關(guān)。大型河流和中小... 

【文章來(lái)源】：中國(guó)地質(zhì). 2020,47(05)北大核心CSCD

【文章頁(yè)數(shù)】：12 頁(yè)

【部分圖文】：

中國(guó)東部海域表層沉積物平均粒徑(Φ)、砂、粉砂、黏土含量（%）分布圖

中國(guó)東部海域的表層沉積物主要以河流入海攜帶的泥沙為主（石學(xué)法等，2015），所以稀土元素的含量與源區(qū)物質(zhì)組成和氣候條件等密切相關(guān)（Yang et al.,2002）。中國(guó)東部陸域的入海河流眾多，既有長(zhǎng)江、黃河這種規(guī)模較大的河流，也有類似珠江和閩江這種中小規(guī)模的河流，而近年來(lái)山地型河流的貢獻(xiàn)更是得到了研究者的重視（李傳順等，2013）。不同河流在地質(zhì)背景、氣候帶、生物面貌、人類活動(dòng)等方面的差異，可導(dǎo)致其輸運(yùn)入海的陸源物質(zhì)稀土元素組成不同。一般認(rèn)為，粒度是影響沉積物稀土元素組成及分布的重要因素，稀土元素多富集在細(xì)粒沉積物中（Cullers,1994）。從稀土含量分布圖也可以看出，中國(guó)東部海域稀土元素富集區(qū)的分布和泥質(zhì)區(qū)的范圍基本吻合，這是由于稀土元素的富集與表層沉積物的黏土吸附有關(guān)。對(duì)全海域所有樣品的Mz（平均粒徑）、∑REE、特征參數(shù)δEu、δCe、∑LREE/∑HREE、(La/Yb)n（輕重稀土分餾）、(Sm/Nd) n（輕稀土內(nèi)部分餾差異）、（Gd/Yb) n（重稀土內(nèi)部分餾差異）之間的相關(guān)關(guān)系進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，結(jié)果如表2所示，與∑REE相關(guān)性最強(qiáng)的是δEu，呈明顯負(fù)相關(guān)，相關(guān)系數(shù)可達(dá)0.564；其次是Mz，呈明顯正相關(guān)，相關(guān)系數(shù)為0.471；而Mz和δEu的相關(guān)系數(shù)非常低，僅為0.135。Eu是一種變價(jià)元素，大多數(shù)情況下以Eu3+存在，化學(xué)性質(zhì)與其他稀土元素相近，但是當(dāng)環(huán)境溫度足夠高且處于還原條件下時(shí)會(huì)出現(xiàn)Eu異常，即部分Eu元素從三價(jià)（Eu3+）還原成二價(jià)（Eu2+)(Cullers et al.,1987；李俊等，2005），因此，在表生沉積環(huán)境下，Eu異常表征了源區(qū)原巖的形成演化特征�！芌EE與δEu、Mz的強(qiáng)相關(guān)性意味著中國(guó)東部海域表層沉積物中稀土元素組成首先受控于物質(zhì)來(lái)源。中國(guó)東部海域長(zhǎng)江、黃河等大型河流所攜帶的陸源物質(zhì)量大，在暖流、沿岸流的控制下顆粒停留時(shí)間較短，是海洋沉積物的主要來(lái)源（石學(xué)法等，2015），快速搬運(yùn)沉積導(dǎo)致沉積物可以很好地保留原巖的特征，且受后期改造影響較小。沉積物粒度是控制中國(guó)東部沉積物稀土元素組成的次要因素，已有研究表明稀土元素明顯富集于<2μm的黏土粒級(jí)中（王金土，1990），稀土元素可以通過(guò)類質(zhì)同相進(jìn)入粘土礦物的晶格之中（趙一陽(yáng)和鄢明才，1994），或以鈦的氧化物、磷灰石等富稀土礦物形式出現(xiàn)在黏土相中（Caggianelli et al.,1992）。

由上述分析可知，中國(guó)東部海域表層沉積物稀土元素組成存在一定的差異性，且其控制因素也不盡相同，稀土元素因其在表生環(huán)境中相對(duì)穩(wěn)定的地球化學(xué)性質(zhì)使其在隨各種巖石風(fēng)化、搬運(yùn)、沉積后，將源區(qū)的信息帶到了新的混合沉積物中，這就使其有可能成為判別不同來(lái)源沉積物成為可能。已有研究表明，稀土元素參數(shù)判別圖δEu-(La/Yb)n，δEu-∑REE,(La/Yb)ucc-(Gd/Yb)ucc等可作為區(qū)分不同來(lái)源沉積物的有效指標(biāo)，并成功應(yīng)用于亞洲大陸邊緣海域（竇衍光等，2012;李傳順等，2013）。中國(guó)東部海域的4個(gè)稀土含量高值區(qū)的表層沉積物基本為粉砂類型，粒級(jí)較為集中，故選擇這幾個(gè)泥質(zhì)區(qū)的部分樣品進(jìn)行物源判別。根據(jù)前面所做的相關(guān)性分析，研究區(qū)的δEu平均粒徑的相關(guān)性很小，基本上可以忽略不計(jì)；(La/Yb)n與平均粒徑呈現(xiàn)弱的負(fù)相關(guān)，這兩個(gè)參數(shù)基本可以消除沉積物粒度對(duì)判別結(jié)果的影響；另外從δEu和(La/Yb)n的平面分布圖可以看出東海內(nèi)陸架高值區(qū)由北往南隨著距離長(zhǎng)江口的遠(yuǎn)近，參數(shù)值出現(xiàn)顯著變化，故將這個(gè)高值區(qū)分成東海內(nèi)陸架北端和南端兩塊區(qū)域進(jìn)行物源判別。最終選擇了這5個(gè)研究區(qū)內(nèi)的部分樣品點(diǎn)繪制了稀土元素高值區(qū)δEu和(La/Yb)n關(guān)系圖（圖4）。從圖上可以看出5個(gè)區(qū)域沉積物投點(diǎn)分布在不同的位置，且區(qū)分明顯，其中東海內(nèi)陸架北端高值區(qū)的δEu值最低，說(shuō)明其Eu異常明顯；南黃海東南部高值區(qū)的樣品分布跨度大，主要是(La/Yb)n值變化范圍較大，但絕大多數(shù)的樣品基本位于判別圖的最上方，意味著(La/Yb)n值較大，輕重稀土分異明顯；渤海高值區(qū)和南黃海中部高值區(qū)的樣品分布范圍較為一致，進(jìn)一步說(shuō)明這兩個(gè)區(qū)域物質(zhì)的同源性；比較特殊的是，東海內(nèi)陸架南部高值區(qū)的投點(diǎn)與其他4個(gè)區(qū)截然不同，其δEu值是整個(gè)研究區(qū)最高的，意味著其表層沉積物的Eu異常最不明顯。這5個(gè)研究區(qū)在稀土含量值都很高的情況下，受不同物質(zhì)來(lái)源的控制，各個(gè)研究區(qū)稀土元素分餾差異還是很明顯的，也進(jìn)一步說(shuō)明δEu和(La/Yb)n分異參數(shù)判別圖可以作為區(qū)分這各區(qū)域物源的良好指標(biāo)。一般認(rèn)為渤海西部泥質(zhì)區(qū)和南黃海中部泥質(zhì)區(qū)主要來(lái)自黃河入海物質(zhì)，這兩個(gè)區(qū)域在物源判別圖上的投點(diǎn)位置較為集中，跟以往的研究結(jié)果較為一致；濟(jì)州島西南部泥質(zhì)區(qū)的物質(zhì)來(lái)源較為復(fù)雜，以往研究認(rèn)為其物質(zhì)主要來(lái)自黃河，但本次研究發(fā)現(xiàn)，其樣品分布差異較大，小部分樣品顯示與長(zhǎng)江源區(qū)和黃河源區(qū)較為類似，但大部分樣品顯示出與長(zhǎng)江源區(qū)和黃河源區(qū)都不盡相同的特征，主要表現(xiàn)在輕重稀土分異明顯；東海內(nèi)陸架南端的樣品分布在判別圖的右端，其δEu值為全區(qū)最高，說(shuō)明其Eu異常最不明顯，以往研究表明東海內(nèi)陸架泥質(zhì)區(qū)的物質(zhì)主要來(lái)自長(zhǎng)江，但本次研究結(jié)果顯示其北端和南端表現(xiàn)出不同的稀土分餾特征。圖4 δEu-(La/Yb)n判別圖

【參考文獻(xiàn)】：
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