韓宗珠，張軍強(qiáng)，鄒 昊，衣偉虹，李 敏

（中國(guó)海洋大學(xué)海洋地球科學(xué)學(xué)院，海底科學(xué)與探測(cè)技術(shù)教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，山東青島266100）

渤海灣北部底質(zhì)沉積物中黏土礦物組成與物源研究＊

韓宗珠，張軍強(qiáng)，鄒 昊，衣偉虹，李 敏

（中國(guó)海洋大學(xué)海洋地球科學(xué)學(xué)院，海底科學(xué)與探測(cè)技術(shù)教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，山東青島266100）

采用X射線衍射物相分析，對(duì)渤海灣北部166個(gè)表層沉積物樣品和A435柱狀樣中的23個(gè)沉積物樣品的主要黏土礦物含量組成進(jìn)行分析。研究結(jié)果表明：渤海灣表層沉積物黏土礦物中伊利石（53.0%）含量最高，其次為蒙脫石（27.9%）、綠泥石（9.9%）和高嶺石（9.2%），黏土礦物組合為伊利石－蒙脫石－綠泥石－高嶺石型。渤海灣北部表層沉積物可分成3個(gè)沉積區(qū)，分別代表不同的沉積物來(lái)源：北部沿岸為灤河－海河物源區(qū)；中部和東部為黃河－海河物源區(qū)；西部沿岸為海河物源區(qū)。渤海灣北部表層沉積物黏土礦物分布和組合特征顯示了渤海灣環(huán)流對(duì)海河、黃河和灤河來(lái)源物質(zhì)的搬運(yùn)和擴(kuò)散作用。A435柱狀樣各黏土礦物含量在100 cm以上層段具有很大的波動(dòng)性，推測(cè)主要為黃河在1048—1128年和1128—1855年的改道事件的影響。

渤海灣；黏土礦物；黃河；海河；灤河

黏土礦物是海洋沉積物的重要組成部分，在淺海區(qū)約占沉積物總量的1／3［1］。由于成因和結(jié)構(gòu)上的原因，它們總是呈細(xì)粒鱗片狀，對(duì)水動(dòng)力作用有敏銳的反應(yīng)，因此無(wú)論對(duì)研究海區(qū)的沉積物來(lái)源和特征，還是對(duì)探討陸源物質(zhì)入海后的運(yùn)移沉淀規(guī)律和沉積過(guò)程都是有意義的［2］。以黏土礦物為指標(biāo)，來(lái)示蹤古氣候、沉積環(huán)境、物質(zhì)來(lái)源、運(yùn)移方向等問(wèn)題具有很好的效果［3－6］。

渤海是我國(guó)惟一的內(nèi)海，是我國(guó)海洋生物和油氣資源的主要產(chǎn)區(qū)之一，其中河流的大量注入使渤海的沉積物輸運(yùn)過(guò)程、動(dòng)力特征和環(huán)境演化更具特色。前人研究表明黃河入海物質(zhì)控制了渤海灣南部、萊州灣、渤海海峽南部以及從萊州灣向北到渤海中央的區(qū)域，成為對(duì)渤海沉積作用的影響最顯著的河流［7］；灤河對(duì)前三角洲和鄰近的渤海淺海供應(yīng)的沉積物不多，入海泥沙大多沉積在灤河口－曹妃甸一帶沿岸區(qū)域，而對(duì)渤海沉積的影響主要限制在近岸區(qū)域［8－9］。

許多學(xué)者對(duì)渤海海域沉積物分布規(guī)律、輸運(yùn)模式、現(xiàn)代沉積作用，尤其是對(duì)黃河入海物質(zhì)在河口附近的搬運(yùn)、沉積和再懸浮過(guò)程方面做了大量研究［7，10－13］，但對(duì)黃河物質(zhì)在渤海灣地區(qū)的分布特征和控制因素研究較少。渤海灣地區(qū)有黃河、海河和灤河物質(zhì)的輸入，物質(zhì)供應(yīng)豐富，沉積物保存了豐富的物源區(qū)信息，具有很高的科研價(jià)值和實(shí)際意義。本文利用在渤海灣北部濱淺海區(qū)取得的表層沉積物和柱狀沉積物樣品，對(duì)沉積物黏土礦物進(jìn)行分析，研究渤海灣北部海區(qū)沉積物物質(zhì)來(lái)源及主要控制因素，并通過(guò)柱狀樣沉積物黏土礦物的變化，探討黃河改道事件在沉積物中的響應(yīng)。

1 研究區(qū)概況

渤海灣位于秦皇島金山咀和老黃河口連線為界以西海域，被河北省秦皇島市、天津塘沽、河北省黃驊縣、山東省沾化縣等環(huán)繞，灣口朝東，為一向西凹入的弧形淺水海灣，最大深度約25 m（在灣口中部），其面積約為1.5×104km2，約占渤海面積1／5（見(jiàn)圖1）。渤海灣的海底地形從灣頂向渤海中央傾斜，灣內(nèi)水深較淺，一般均小于20 m。由于受黃河和海河帶來(lái)的物質(zhì)的影響，在渤海灣形成了我國(guó)規(guī)模最大的潮間帶，同時(shí)也形成了范圍最廣和岸線最長(zhǎng)的淤泥質(zhì)海岸［7］。

流入渤海灣的主要河流有灣口南側(cè)的黃河，西側(cè)的海河水系（潮白新河，子牙新河等）、薊運(yùn)河，北側(cè)的灤河。黃河是我國(guó)第二大河，平均每年攜帶大約1.1×109t泥沙進(jìn)入海洋，占世界河流入海沉積物的5.5%左右［15］，黃河入海泥沙多為細(xì)顆粒泥沙，統(tǒng)計(jì)表明，94.2%的泥沙粒徑小于0.063 mm，是渤海灣海底沉積的重要物質(zhì)來(lái)源［7］。黃河泥沙入海后，大部分泥沙沉積在河口三角洲和近海海域，余者則在潮流和海流等因素的影響下，擴(kuò)散至較遠(yuǎn)的海區(qū)［16］。海河年平均徑流量為9.8×109m3，年平均輸沙量為6×106t。薊運(yùn)河無(wú)論就其徑流量，還是輸沙量，其規(guī)模遠(yuǎn)比海河小，但其入海物質(zhì)對(duì)本海區(qū)的沉積也起了一定的作用，入海物質(zhì)較細(xì)，多為黏土質(zhì)粉砂。灤河全長(zhǎng)1 200 km，年平均徑流量為4.6×109m3，每年入海泥沙約1.9×107t，平均含沙量?jī)H次于黃河而高于長(zhǎng)江［7］。

渤海灣的環(huán)流主要由是高鹽的黃海暖流從渤海海峽北部進(jìn)入渤海中央并延伸到渤海西岸，受海岸阻擋分成南北2支，南支進(jìn)入渤海灣后，轉(zhuǎn)折南下，形成反

圖1A 渤海流系示意圖［10，14］Fig.1A Sketch map of water circulation in the Bohai Sea

2 研究材料和方法

本次研究樣品取自渤海灣北部，38°35′51.25″N～39°13′48.39″N，117°38′33.28″E～119°16′7.46″E之間，共涉及表層樣166個(gè)，使用箱式取樣器采集（0～40 cm）；柱狀樣1個(gè)，使用重力取樣器采集（見(jiàn)圖1），柱狀樣以4～10 cm的間距進(jìn)行取樣，A435柱狀樣位于38°35′51.56″N、118°1′49.21″E，柱長(zhǎng)214 cm，獲得23個(gè)樣品。對(duì)全部表層樣和柱狀樣的黏土礦物含量進(jìn)行測(cè)試分析。

黏土礦物分析由青島海洋地質(zhì)研究所實(shí)驗(yàn)檢測(cè)中心測(cè)定。對(duì)預(yù)測(cè)定的每個(gè)樣品經(jīng)蒸餾水水洗2次剔除鹽分，加入適量H2O2剔除有機(jī)質(zhì)，有機(jī)質(zhì)去盡后，加入濃度為0.1 mol／L的六偏磷酸鈉分散劑，靜置過(guò)夜，依據(jù)Stokes沉降原理提取＜2μm的懸濁液，至少提取5次，離心濃縮，然后均勻涂于玻璃片上，自然晾干（自然片：N）；將自然片置于乙二醇蒸氣浴中浸泡（飽和片：E），24 h后上機(jī)分析。

將獲得的自然片和乙二醇飽和片分別進(jìn)行X射線衍射分析，獲得自然片和乙二醇飽和片的X射線衍射圖譜（見(jiàn)圖2），黏土礦物測(cè)試所用儀器為日本產(chǎn)D／Max－r A型X射線衍射儀（Cu靶、管電壓40 k V、管電流80 m A、掃描范圍（自然片：2.5（°）～32（°）；飽和片：2.5（°）～30（°））、步進(jìn)長(zhǎng)度（2θ）0.02（°））。

根據(jù)自然片和飽和片的X射線衍射圖譜對(duì)比，作者發(fā)現(xiàn)自然片中蒙脫石和綠泥石峰值均為14.0左時(shí)針向的流動(dòng)。同時(shí)黃河沖淡水沿渤海灣南岸向西運(yùn)動(dòng)，形成順時(shí)針向的流動(dòng)。渤海灣環(huán)流為北部反時(shí)針向、南部順時(shí)針向的雙環(huán)結(jié)構(gòu)（見(jiàn)圖1）［7，10，14］。右，經(jīng)乙二醇飽和處理后，蒙脫石膨脹，與綠泥石區(qū)分開(kāi)來(lái)（蒙脫石膨脹至18左右）。乙二醇飽和片在23.5（°）～26.5（°）處可以區(qū)別出高嶺石和綠泥石（高嶺石：3.58左右；綠泥石：3.54左右）（見(jiàn)圖2）。

圖1B 研究區(qū)取樣站位分布Fig.1B Distribution of sampling stations of the study area

圖2 渤海灣北部表層沉積物的X射線衍射圖譜（B171和B142站位）Fig.2 Spectrums of X－ray diffraction of the surface sediment samples from Northern Bohai Bay

考慮到各種影響因素，圖譜判讀時(shí)，一般2θ的允許誤差是±0.03，黏土礦物的判別只考慮蒙脫石、伊利石、綠泥石和高嶺石4大類(lèi)。它們的相對(duì)含量采用Biscaye修正后的方法估算［17］：以乙二醇飽和處理后樣品17、10和7附近特征衍射峰的面積分別代表蒙脫石、伊利石、（綠泥石＋高嶺石）族礦物的衍射強(qiáng)度，衍射峰面積用峰高與半高寬的乘積近似表達(dá)，衍射峰基線的確定是在衍射峰背底處用曲線尺畫(huà)弧線［18］；蒙脫石、伊利石、（綠泥石＋高嶺石）的強(qiáng)度因子分別為1、4、2，將三者衍射峰面積與強(qiáng)度因子之積歸一化后得出每一組分的相對(duì)含量；高嶺石和綠泥石的相對(duì)含量比例以23.5（°）～26.5（°）（2θ）左右3.5附近的衍射峰高比值來(lái)確定。所有的樣品均在同一實(shí)驗(yàn)室和同一條件下測(cè)試完成。

3 結(jié)果

3.1 表層黏土礦物含量組成和分布特征

采用上述XRD數(shù)據(jù)處理方法，對(duì)渤海灣北部表層沉積物黏土礦物含量進(jìn)行分析。結(jié)果表明，渤海灣北部表層沉積物黏土礦物成分以伊利石為主，平均含量為53.0%；其次為蒙脫石，平均含量為27.9%；高嶺石、綠泥石的含量相對(duì)較少，平均含量分別為9.2%、9.9%（見(jiàn)表1），符合中國(guó)近海黏土礦物分布規(guī)律［2－3］。

表1 渤海灣北部與灤河、海河、黃河表層沉積物中黏土礦物含量／%Table 1 Relative content of clay minerals in the surface sediments of the Studied area，Luanhe River，Haihe River and Yellow River

圖3 表層沉積物伊利石－蒙脫石－綠泥石＋高嶺石三角端元圖［19－25］Fig.3 Ternary plot with end members of illite，smectite and kaolinite＋chlorite of the surface sediments

本文根據(jù)渤海灣北部表層沉積物166個(gè)樣品黏土礦物組分?jǐn)?shù)據(jù)，結(jié)合前人對(duì)黃河、海河和灤河沉積物黏土礦物的研究結(jié)果［19－25］，以伊利石、蒙脫石、高嶺石＋綠泥石為端元做出三角端元圖（ISKc圖）（見(jiàn)圖3）。研究區(qū)絕大部分站位的ISKc投影與海河沉積物投影接近，大致以43%＜Cillite＜56%、25%＜Csmectie＜37%為特征，說(shuō)明本研究區(qū)的黏土礦物來(lái)源與海河密切相關(guān)，主要為海河型物質(zhì)。從ISKc圖可以看出，一些站位投影位于黃河沉積物投影區(qū)域，表明受黃河沉積物影響較深，為黃河或海河－黃河源沉積物；僅有少量站位位于海河和灤河沉積物投影之間，灤河沉積物對(duì)該區(qū)的影響比較小。

3.2 表層沉積物黏土礦物分布特征及組合分區(qū)

研究區(qū)黏土礦物主要為伊利石、蒙脫石、高嶺石和綠泥石，各黏土礦物組含量統(tǒng)計(jì)見(jiàn)表1。由于研究區(qū)西部有海河輸入，南部和北部分別有黃河和灤河的物質(zhì)輸入，因此該區(qū)塊物質(zhì)來(lái)源豐富，造成了黏土礦物在研究區(qū)內(nèi)空間分布上具有較大差別，以下詳細(xì)分析各黏土礦物含量及分布特點(diǎn)。

（1）伊利石：伊利石是研究區(qū)含量最高的黏土礦物，含量介于42.3%～80.7%，平均含量53.0%。由圖4a伊利石分布趨勢(shì)來(lái)看，伊利石百分含量沿海河河口向外，有逐漸增加的趨勢(shì)。其高含量區(qū)集中在中部水深較大的區(qū)域，低含量區(qū)集中分布在沿岸地區(qū)和海河河口附近（見(jiàn)圖4a）。（2）蒙脫石：研究區(qū)內(nèi)蒙脫石的含量為0%～45.2%，平均含量為27.9%。蒙脫石的分布規(guī)律與伊利石分布規(guī)律相反，其高值區(qū)主要分布于北部沿岸地區(qū)和研究區(qū)西南部，中部含量低（見(jiàn)圖4b）。

圖4 表層沉積物黏土礦物分布特征Fig.4 Distribution of the clay minerals in the surface sediments

（3）綠泥石：研究區(qū)內(nèi)綠泥石的含量為4.1%～14.2%，平均含量為9.9%。高含量區(qū)分布于研究區(qū)的南部，低含量區(qū)分布于研究區(qū)的東北部及中北部?？偟姆植家?guī)律是從北向南含量逐漸增加（見(jiàn)圖4c）。綠泥石含量變化趨勢(shì)和伊利石相近，與蒙脫石含量變化相反，隨著遠(yuǎn)離沿岸地帶其含量有增加的趨勢(shì)。

（4）高嶺石：高嶺石是研究區(qū)內(nèi)4種黏土礦物中含量最低的一種。區(qū)內(nèi)高嶺石的含量為4.2%～13.0%，平均含量為9.2%。高值區(qū)主要分布于研究區(qū)的東南部和西部，低值區(qū)零星分布于全區(qū)（見(jiàn)圖4d），其分布規(guī)律與綠泥石接近。

以蒙脫石、伊利石、高嶺石和綠泥石百分含量為參數(shù)，采用SPSS軟件對(duì)表層沉積物進(jìn)行Q型聚類(lèi)分析［26］。通過(guò)分析，可將渤海灣北部表層沉積物分成3類(lèi)（見(jiàn)表1），分別為T(mén)1，T2，T3。將3類(lèi)沉積物黏土礦物平均含量與黃河、海河和灤河沉積物黏土礦物含量進(jìn)行對(duì)比可以發(fā)現(xiàn)：T1類(lèi)組合以海河－黃河物源為主；T2類(lèi)組合以黃河物源為主；T3類(lèi)組合以灤河物源為主（見(jiàn)表1）。依據(jù)研究區(qū)表層沉積物黏土礦物的分類(lèi)特征，可以大致將渤海灣北部分成3個(gè)沉積區(qū)，分別為海河物源區(qū)、黃河－海河物源區(qū)和灤河－海河物源區(qū)（見(jiàn)圖5）。由圖中可以看出，灤河沉積物對(duì)研究區(qū)的影響僅限于研究區(qū)北部沿岸地區(qū)；黃河物質(zhì)對(duì)研究區(qū)的影響主要是研究區(qū)的中部和東部地區(qū)。

圖5 表層沉積物黏土礦物物源分區(qū)圖5 Provinces of clay minerals in surface sediment

3.3 柱狀沉積物黏土礦組合特征

A435柱狀樣位于研究區(qū)南部，其黏土礦物含量垂向上的分布特征如圖6所示。其沉積物黏土礦物組合為伊利石－蒙脫石－綠泥石－高嶺石型。其中，伊利石（41.5%～60.1%）和蒙脫石（20.0%～42.8%）構(gòu)成主要成分，綠泥石（8.2%～14.0%）和高嶺石（7.0%～12.0%）含量較少。伊利石、高嶺石和綠泥石的變化趨勢(shì)相似，其百分含量基本同步增減，蒙脫石含量變化趨勢(shì)與其余3種礦物變化趨勢(shì)相反。在100 cm以下層段，蒙脫石的含量比較穩(wěn)定，波動(dòng)比較小，平均含量為27.4%，伊利石百分含量平均值為51.1%；在100 cm以上層段，蒙脫石含量出現(xiàn)較大起伏波動(dòng)，其含量在90～70 cm段為平均含量為20%，到30～50 cm段迅速增加到40%，同時(shí)，伊利石的百分含量分別為58.3%和44.6%。

圖6 A435柱狀樣沉積物黏土礦物變化曲線（AMS14 C測(cè)年引自文獻(xiàn)［27］）Fig.6 Vertical distribution of clay minerals in column drill A435

4 討論

4.1 表層沉積物物源分析

物源與氣候是河流沉積物中黏土礦物含量的決定性因素［21－22］。黃河中、上游地處西北半干旱地區(qū)，屬大陸性季風(fēng)氣候，下游屬于暖溫帶半濕潤(rùn)季風(fēng)氣候區(qū)，流域內(nèi)年均降雨量大約為600～800 mm。流域內(nèi)物理侵蝕與化學(xué)侵蝕之比為75左右［28］，風(fēng)化指數(shù)在4.5左右，化學(xué)風(fēng)化率為39.29 t·km－2·a－1，以物理風(fēng)化作用為主［29］，有利于蒙脫石的保存。陳靜生認(rèn)為中國(guó)東部河流沉積物中蒙脫石和高嶺石的相對(duì)含量顯著地受流域氣候條件的影響。從東北到華南，沉積物中蒙脫石含量趨于降低，高嶺石含量趨于增加，兩者的比值趨于降低［30］。海河和灤河處于黃河流域的北部，其蒙脫石含量分別為35%和63%［25］，均高于黃河沉積物黏土礦物中的蒙脫石含量14.9%（平均值）（見(jiàn)表1），符合中國(guó)河流沉積物黏土礦物分布規(guī)律。

黏土礦物廣泛地分布于各種類(lèi)型的沉積物中，是海洋沉積物的重要組成部分，海洋黏土礦物的特征和分布受許多因素的控制和影響，其中最重要的因素是入海的沉積物物源特征和海區(qū)環(huán)流作用［2，31］，海洋沉積物的黏土礦物可以示蹤洋流的變化［1，5］。研究區(qū)附近有黃河、海河和灤河入海，所攜帶的陸源沉積物對(duì)本區(qū)有較大影響?？傮w來(lái)講，渤海灣北部近海黏土礦物組合和分布特征與渤海灣北部地區(qū)沉積物物質(zhì)來(lái)源和渤海灣環(huán)流密切相關(guān)，其沉積物分區(qū)顯示了環(huán)流體系對(duì)黃河、海河和灤河來(lái)源物質(zhì)的搬運(yùn)與擴(kuò)散作用，從圖4來(lái)看，渤海灣北部沉積物黏土礦物分布大體上與渤海灣環(huán)流相對(duì)應(yīng)。

渤海灣環(huán)流為北部反時(shí)針向、南部順時(shí)針向的雙環(huán)結(jié)構(gòu)（見(jiàn)圖1），2支環(huán)流在渤海灣中部相匯［7，10，14］。研究表明黃河水入海后有3個(gè)流向，即東北向、西北向和東南向，其中東北向和西北向的運(yùn)移的物質(zhì)主要影響本區(qū)［7］。最新研究表明，切變鋒對(duì)河口泥沙的向海傳輸有重要的阻隔作用，導(dǎo)致河口泥沙集中在切變鋒的向岸一側(cè)隨落潮流向北側(cè)傳輸，在漲潮時(shí)河口向海排沙量降低，少量泥沙隨漲潮流沿岸向南傳輸［32－33］。渤海灣順時(shí)針環(huán)流在海河口附近轉(zhuǎn)為反時(shí)針環(huán)流，因此黃河細(xì)粒的沉積物在切變峰的作用下向北傳輸，并在渤海灣順時(shí)針環(huán)流的作用下輸運(yùn)到海河口，在海河口附近向東南轉(zhuǎn)為反時(shí)針?lè)较蜉斶\(yùn)，最終到達(dá)研究區(qū)中部和東部地區(qū)；而灤河沉積物由渤海灣反時(shí)針環(huán)流由灤河口沿北部沿岸輸入研究區(qū)，因此其影響范圍為研究區(qū)的北部地區(qū)；海河沉積物入海后主要向河口南北兩側(cè)擴(kuò)散（見(jiàn)圖5）。

4.2 柱狀沉積物物源分析

對(duì)比黃河、海河和灤河沉積物黏土礦物數(shù)據(jù)可知：灤河以蒙脫石含量高，伊利石含量低為特征；黃河沉積物以伊利石含量高，蒙脫石含量低為特征，海河沉積物處于黃河和灤河沉積物之間。

以伊利石、蒙脫石、高嶺石＋綠泥石為端元做三角端元圖（ISKc圖）（見(jiàn)圖7）。通過(guò)ISKc圖可以看出，A435孔有一部分點(diǎn)位投影落于黃河沉積物區(qū)域，位于柱狀樣70～90 cm層段；一部分點(diǎn)位落于海河和灤河沉積物之間，離黃河沉積物投影較遠(yuǎn)，位于柱狀樣30～50 cm層段。A435孔70 cm處AMS14C測(cè)年數(shù)據(jù)為（1 357±20）yr BP［27］，利用沉積速率內(nèi)插法，A435孔80和40 cm處沉積年齡大約為1 550和770 yr BP。

前人研究表明，6 000 a BP以來(lái)，由于下游河道的擺動(dòng)，故形成了分布于渤海和黃海西岸一系列三角洲沉積體。除了1128—1855年黃河改道從蘇北入海在黃海形成三角洲外，其余時(shí)期黃河均從渤海入海，在渤海海岸由北向南形成一系列三角洲；歷史上黃河入?？谠诓澈车淖儎?dòng)范圍很大，變動(dòng)范圍從現(xiàn)代黃河口到海河入?？冢?4－37］。

圖7 A435孔沉積物伊利石－蒙脫石－綠泥石＋高嶺石三角端元圖［19－25］Fig.7 Ternary plot with end members of illite，smectite and kaolinite＋chlorite of the column drill A435

A435柱狀樣30～50 cm層段蒙脫石含量出現(xiàn)峰值，伊利石含量減小，其沉積物黏土礦物含量分別為蒙脫石42.8%，伊利石41.5%，高嶺石7.5%和綠泥石8.2%，其沉積物黏土礦物含量與黃河沉積物相差較遠(yuǎn)，而與灤河和海河沉積物比較接近（見(jiàn)圖6），表明黃河沉積物對(duì)該區(qū)的影響迅速減小。通過(guò)沉積速率內(nèi)插法，40 cm段沉積年齡大約為770yr BP，與黃河改道蘇北入海的時(shí)間相吻合，推測(cè)30～50 cm段為1128—1855年黃河改道蘇北入海期間的沉積物［34］；A435柱狀樣90～70 cm層段蒙脫石為最低值（20.5%），伊利石最高值（58.3%），其沉積物黏土礦物含量與黃河沉積物最為接近，根據(jù)前人研究，黃河1048—1128年曾由塘沽入海［34］。推測(cè)為這一時(shí)期形成的沉積物。

5 結(jié)論

通過(guò)對(duì)渤海灣北部表層和柱狀樣沉積物黏土礦物含量、分布和組合特征分析，得到了以下結(jié)論：

（1）研究區(qū)表層沉積物黏土礦物主要有伊利石、蒙脫石、高嶺石和綠泥石4種，其中伊利石總體含量最高，黏土礦物組合為伊利石－蒙脫石－綠泥石－高嶺石型，通過(guò)ISKc圖可以發(fā)現(xiàn)研究區(qū)沉積物的來(lái)源主要為海河，其次為黃河和灤河。

（2）通過(guò)表層沉積物黏土礦物含量及分布特征，可以將研究區(qū)分為3個(gè)區(qū)域，3個(gè)區(qū)域的沉積物分別為海河型、黃河－海河型和灤河－海河型，沉積物分區(qū)與渤海環(huán)流有很好的對(duì)應(yīng)關(guān)系。除了物源因素的影響外，研究區(qū)表層沉積物中黏土礦物含量的分布特征主要受渤海灣環(huán)流的控制，海河徑流的影響十分有限。

（3）通過(guò)A435柱狀樣沉積物黏土礦物組合特征和測(cè)年資料，可以推斷：70～90 cm段沉積物反應(yīng)了黃河1048—1128年改道海河入海事件；30～50 cm段沉積物反應(yīng)了1128—1855年黃河改道蘇北入海事件。

［1］ Petschick R，Kuhn G，Gingele F.Clay mineral distribution in surface sediment s of the South Atlantic：Sources，transport and relation to oceanography［J］.Marine Geology，1996，130（3－4）：203－229.

［2］ 何良彪.中國(guó)海及其鄰近海域的黏土礦物［J］.中國(guó)科學(xué)（B）輯，1989，（1）：75－83.

［3］ 李國(guó)剛.中國(guó)近海表層沉積物中黏土礦物的組成、分布及其地質(zhì)意義［J］.海洋學(xué)報(bào)，1990，12（4）：470－479.

［4］ Gingele F X，Deckker P D，Hillenbrand C D.Clay mineral distribution in surface sediments between Indonesia and NW Australia：Source and Transport by ocean current［J］.Marine Geology，2001，179（4）：135－146.

［5］ Liu Z F，Colin C，Huang W.Climatic and tectonic controls on weathering in south China and Indochina Peninsula：Clay mineralogical and geochemical investigations from the Pearl，Rad，and Mekong drainage basins［J］.Geochemistry，Geophysics，Geosystems，2007，8（5）：1－18.

［6］ Dou Y G，Yang S Y，Liu Z F，et al.Clay mineral evolution in the central Okinawa Trough since 28 ka：Implications for sediment provenance and paleoenvironmental change［J］.Palaeogeography，Palaeoclimatology，Palaeoecology，2010，288（3－4）：108－117.

［7］ 秦蘊(yùn)珊，趙一陽(yáng)，趙松齡，等.渤海地質(zhì)［M］.北京：科學(xué)出版社，1985.

［8］ 陳麗蓉，欒作峰，鄭鐵民，等.渤海沉積物中的礦物組合及其分布特征的研究［J］.海洋與湖沼，1980，11（1）：46－64.

［9］ 劉振夏.現(xiàn)代灤河三角洲的影響因素和沉積物分區(qū)［J］.黃渤海海洋，1989，7（4）：55－64.

［10］ 趙保仁，莊國(guó)文，曹德明，等.渤海的環(huán)流、潮余流及其對(duì)沉積物分布的影響［J］.海洋與湖沼，1995，26（5）：466－473.

［11］ Li G X，Wei H L，Yue S H，et al.Sedimentation in the Yellow River Delta：PartⅡ.Suspended sediment dispersal and deposition on the subaqueous delta［J］.Marine Geology，1998，149（1）：113－131.

［12］ Li G X，Tang Z S，Yue S H，et al.Sedimentation in the shear front off the Yellow River mouth［J］.Continental Shelf Research，2001，21（6－7）：607－625.

［13］ Wang H J，Yang Z S，Li Y H，et al.Dispersal pattern of suspended sediment in the shear frontal zone off the Huanghe（Yellow River）mouth［J］.Continental Shelf Research，2007，27（6）：854－871.

［14］ Hainbucher D，WEI Hao，Pohlmann T，et al.Variability of the Bohai Sea circulation based on model calculations［J］.Journal of Marine System，2004，44（3－4）：153－174.

［15］ Milliman J D，Syvitski J P M.Geomorphic／tectonic control of sediment discharge to the ocean：the importance of small moun－tainous rivers［J］.Journal of Geology，1992，100：525－544.

［16］ 李廣雪，岳淑紅，趙東波，等.黃河口快速沉積及其動(dòng)力過(guò)程［J］.海洋地質(zhì)與第四紀(jì)地質(zhì)，2004，24（3）：29－36.

［17］ Biscaye B E.Mineralogy and sedimentation of Recent Deep Sea clay in the Atlantic Ocean and adjacent seas and oceans［J］.Geol Soc Am Bul1，1965，1（76）：803－832.

［18］ 趙杏媛、張有瑜.黏土礦物與黏土礦物分析［M］.北京：海洋出版社，1990.

［19］ Xu D Y.Mud sedimentation on the East China Sea shelf［C］.Proceedings of International Symposium on Sedimentation on the Continental Shelf with Special Reference to the East China Sea.Beijing：China Ocean Press，1983，506－516.

［20］ Ren Mei－e，Shi Yunliang.Sediment discharge of the Yellow River（China）and its effect on the sedimentation of the Bohai and the Yellow Sea［J］.Continental Shelf Research，1986，6（6）：785－795.

［21］ 楊作升.黃河、長(zhǎng)江、珠江沉積物中黏土的礦物組合、化學(xué)風(fēng)化特征及其與物源區(qū)氣候環(huán)境的關(guān)系［J］.海洋與湖沼，1988，19（4）：336－346.

［22］ 范德江，楊作升，毛登，等.長(zhǎng)江與黃河沉積物中黏土礦物及地化成分的組成［J］.海洋地質(zhì)與第四紀(jì)地質(zhì)，2001，21（4）：7－12.

［23］ Yang S Y，Jung H S，Choi M S，et al.The rare earth element compositions of the Changjiang（Yangtze）and Huanghe（Yellow）river sediments［J］.Earth and Planetary Science Letters，2002，201（2）：407－419.

［24］ Yang S Y，Jung H S，Lim D I，et al.A review on the provenance discrimination of sediments in the Yellow Sea［J］.Earth－Science Reviews，2003，63（2）：93－120.

［25］ 劉建國(guó).全新世渤海泥質(zhì)區(qū)的沉積物物質(zhì)組成特征及其環(huán)境意義［D］.北京：中國(guó)科學(xué)院研究生院，2007.

［26］ 方習(xí)生，石學(xué)法，王國(guó)慶.長(zhǎng)江水下三角洲表層沉積物黏土礦物分布及其影響因素［J］.海洋科學(xué)進(jìn)展，2007，25（4）：419－427.

［27］ 陳文文.渤海灣北部5000年以來(lái)環(huán)境變化及其背景［D］.青島：中國(guó)海洋大學(xué)，2009.

［28］ 陳靜生，李遠(yuǎn)輝，樂(lè)嘉祥，等.我國(guó)河流的物理與化學(xué)侵蝕作用［J］.科學(xué)通報(bào)，1984，29（15）：932－936.

［29］ Li J，Zhang J.Chemical weathering processes and atmospheric CO2 consumption of Huanghe River and Changjiang River basins［J］.Chinese Geographical Science，2005，15（1）：16－21.

［30］ 陳靜生，洪松，王立新，等.中國(guó)東部河流顆粒物的地球化學(xué)性質(zhì)［J］.地理學(xué)報(bào)，2000，55（4）：417－427.

［31］ 何良彪，劉秦玉.黃河與長(zhǎng)江沉積物中黏土礦物的化學(xué)特征［J］.科學(xué)通報(bào)，1997，42（7）：730－734.

［32］ Liu Z F，Colin C，Li X J et al.Clay mineral distribution in surface sediments of the northeastern South China Sea and surrounding fluvial drainage basins：Source and transport［J］.Marine Geology，2010，277（1－4）：48－60.

［33］ 王厚杰，楊作升，畢乃雙.黃河口泥沙輸運(yùn)三維數(shù)值模擬Ⅰ－黃河口切變鋒［J］.泥沙研究，2006（2）：1－9.

［34］ Wang H J，Yang Z S，Li Y H，et al.Dispersal pattern of suspended sediment in the shear frontal zone off the Huanghe（Yellow River）mouth［J］.Continental Shelf Research，2007，27（6）：854－871.

［35］ 薛春汀，成國(guó)棟.渤海西岸貝殼堤及全新世黃河三角洲體系.中國(guó)近海及沿海地區(qū)第四紀(jì)進(jìn)程與事件［M］／／楊子賡，林和茂，編.中國(guó)近海及沿岸地區(qū)第四紀(jì)進(jìn)程與事件.北京：海洋出版社，1989：117－125.

［36］ Saito Y，Wei H，Zhou Y，et al.Delta progradation and chenier formation in the Huanghe（Yellow River）delta，China［J］.Journal of Asian Earth Sciences，2000，18（4）：489－497.

［37］ Saito Y，Yang Z，Hori K.The Huanghe（Yellow River）and Changjiang（Yangtze River）deltas：a review on their characteristics，evolution and sediment discharge during the Holocene［J］.Geomorphology，2001，41（2－3）：219－231.

［38］ 薛春汀，周永青，朱雄華.晚更新世末至公元前7世紀(jì)的黃河流向和黃河三角洲［J］.海洋學(xué)報(bào)，2004，26（1）：48－61.

Characteristics and Provenance of Clay Mineral Assemblage of Sediments from the Northern Part of the Bohai Bay

HAN Zong－Zhu，ZHANG Jun－Qiang，ZOU Hao，YI Wei－Hong，LI Min
（The Key Laboratory of Submarine Geosciences and Prospecting Techniques，Ministry of Education，College of Marine Geoscience，Ocean University of China，Qingdao 266100，China）

The clay minerals of 166 surface sediments and 23 sediments of sediment core A435 from the northern part of the Bohai bay were analyzed with the X－ray diffraction method.The results showed that Illite，averaging 53.0%，was the dominant clay mineral in the surface sediments of the northern part of the Bohai bay，followed in concentration by smectite（27.9%），chlorite（9.9%）and kaolinite（9.2%）.The illite－smectite－chlorite－kaolinite type was the main clay mineral assemblage of the surface sediments.The surface sediments could be divided into three sedimentary provinces：the northern coastwise from Luanhe river and Haihe river，the middle region from the Yellow river and Haihe river and the other area from the Haihe river.The assemblage and distribution of the clay mineral in surface sediments of the northern Bohai bay were influenced by the source of the rivers and transports of the current.In the sediment core A435，the assemblage of clay mineral varied greatly above the layer of 100 cm.That＇s may be caused by the migration of the Yellow River，which discharged into the Bohai from 1048 to 1128 AD and emptied into the South Yellow Sea from 1128 to 1855 AD.

the Bohai Bay；clay mineral；the Yellow River；the Haihe River；the Luanhe River

P512.2

A

1672－5174（2011）11－095－08

2010－12－05；

2011－09－05

韓宗珠（1964－），男，教授。E－mail：hanzongzhu＠ouc.edu.cn

責(zé)任編輯 徐 環(huán)