南黄海表层沉积物中粘土矿物分布及物源分析_宋召军

南黄海表层沉积物中粘土矿物分布及物源分析

宋召军1,张志珣2,余继峰1,刘新波2

(1.山东科技大学地质科学与工程学院,山东青岛266510;2.青岛海洋地质研究所,山东青岛266071)

摘　要:以南黄海表层沉积物中粘土矿物的测试数据为基础,分析了研究区内4种粘土矿物(伊利石、高岭石、蒙皂石、绿泥石)的分布特征。研究表明:本区伊利石含量最高,蒙皂石或高岭石次之,绿泥石含量最低;粘土矿物的组合类型以伊利石-蒙皂石-高岭石-绿泥石型为主,伊利石-高岭石-蒙皂石-绿泥石型次之;南黄海粘土矿物主要是陆源成因,物质主要来源于黄河和长江的供给。

关键词:粘土矿物;南黄海;分布特征;物质来源

中图分类号:P736.21 文献标志码:A 文章编号:1672-3767(2008)03-0001-04

Study on Distribution and Material Sources of Clay Minerals in

S urface Sediments of the Southern Yellow S ea

SONG Zhao-jun1,ZHANG Zhi-x un2,YU Ji-feng1,LIU Xin-bo2

(1.College o f G eo-science&Eng.,SU ST,Qing dao,Shandong266510,China;

2.Institute o f M arine G eolo gy,Q ing dao,Shandong266071,China)

A bstract:Based on the previously av ailable data o f clay minerals in the surface sediments o f the Southe rn Yellow

Sea,this paper mainly deals with the distribution of4types o f the clay minerals(illite,kao linite,smectite and chlo-rite).T he r esear ch results show that the content of the illite in this a rea is the highest,the smectite o r kao linite a re the second and chlo rite is the low est;the illite-smec tite-kao linete-chlo rite-ty pe rock is the main ty pe of the clay min-er als assemblage in the area,and the second one is illite-kao linete-smec tite-chlorite-ty pe;the material source of clay mine ral is mainly f rom the Y ellow Rive r and theYang tze River.

Key words:clay miner al;the Southern Y ellow Sea;distributio n characteristic;material so urce

粘土矿物是海洋沉积物的重要组成部分,广泛分布于各种类型的沉积物中。由于粘土矿物具有独特的物理化学性质,它对地质作用和地质环境的变化反映敏感,因而粘土矿物的组分、组合、形态、结构等特征可用于阐明海洋沉积作用、物质来源、沉积环境、古气候以及进行地层划分[1-3]。

南黄海是半封闭的陆架海,现代泥质沉积广泛发育,粘土矿物构成了区内沉积物的重要组分,其类型多样,分布广泛,是各种地质作用信息的重要载体。近年来许多学者对南黄海海区的粘土矿物进行了较为深入的研究,取得了许多重要成果[4-6]。本文在前人研究的基础上,利用国土资源部青岛海洋地质研究所2001年所取得的62个表层沉积物样品(取样站点主要分布于32°～36°N;121°～124°E)和分析数据,对南黄海表层沉积物中粘土矿物的分布特征及物质来源进行了分析。

1　样品的处理与分析

粘土矿物的处理方法是参照国家标准(GB/T13909—1992)《海洋调查规范—海洋地质地球物理调查》的方法,将约40～70g的柱状和表层沉积物样品,根据其中泥质组分的多寡,放入2000mL的烧杯中,加入

收稿日期:2007-08-27

基金项目:国家自然科学基金项目(40706027,40176021)

作者简介:宋召军(1976—),男,黑龙江木兰人,副教授,博士,主要从事海洋地质学、沉积学方面的研究.

蒸馏水充分洗涤搅拌成悬浮液。对于含有机质较多的样品,则先用适量的双氧水除去有机质并搅拌成悬浮液;然后按斯托克斯沉降定理,提取<2μm 的粘土组分,将提取到的粘土组分分别制成甘油饱和定向片及自然定向片。保留剩余的粘土组分,以备进行其他测试和验证用。本样品含铁、钙质不高,仅用双氧水处理后样品即可充分分散,为尽量保持样品中粘土矿物的原始特征,故未进行去铁、钙处理。

粘土矿物的X 衍射分析采用日本理学D /Max -RA 型高功率转靶X 射线衍射仪。粘土矿物的定性鉴定主要是根据经甘油饱和处理后的定向片的X 衍射图谱进行的。衍射图谱出来后对粘土矿物进行半定量分析,粘土矿物相对含量的半定量计算据Biscaye 方法[7]。

2　粘土矿物组合类型

研究区的粘土矿物类型主要为伊利石、蒙皂石、高岭石和绿泥石,混层粘土矿物在个别样品中的X 衍射图谱中有显示。

蒙皂石普遍结晶不良,在其X 衍射图谱中表现为在甘油处理后的X 衍射图谱中其衍射峰弥散、宽化,而其他三种粘土矿物的衍射峰则相对较尖锐,说明它们结晶良好。在研究区的沉积物中,粘土矿物的含量普遍以伊利石为主,其次分别为蒙皂石或高岭石,再次则为绿泥石。

研究区内粘土矿物的组合类型根据样品中各粘土矿物的相对含量,特别是蒙皂石的相对含量,可分为四种组合类型:伊利石-蒙皂石-高岭石-绿泥石型(Ⅰ型)、伊利石-高岭石-蒙皂石-绿泥石型(Ⅱ型)、伊利石-高岭石-绿泥石-蒙皂石型(Ⅲ型)、伊利石-高岭石-绿泥石型(Ⅳ型)。在表层沉积物中,粘土矿物的组合类型以Ⅰ型为主,其次为Ⅱ型,然后分别为Ⅲ型、Ⅳ型。Ⅲ型和Ⅳ型在本区表层沉积物中所占的比重不大(表1)。表1　粘土矿物的组合类型表T ab .1　T y pes of clay mineral assemblag e 各组合类型的频数粘土矿物组合类型Ⅰ型Ⅱ型Ⅲ型Ⅳ型样品个数472095百分比/%58.024.711.16.23　粘土矿物的含量和分布特征

3.1　伊利石

由表1可知,伊利石是研究区沉积物中含量最高的粘土

矿物,含量为44.5%～78.8%,平均值为61.80%。以56%

和64%为界,将伊利石分为低含量区(<56%)和高含量区

(>64%)。伊利石高值区(>64%)分布在研究区的西北部、西南部(苏北浅滩)和中部海域的小块地区;低值区(<56%)

主要分布在研究区中南部和东部。伊利石总的分布特征是,在研究区西北部、西南部和中部海域含量较高,其他地区含量较低(图1)。

3.2　蒙皂石

蒙皂石是研究区沉积物中含量较低的粘土矿物,含量为0.0～40.3%,平均值为15.8%。以12%和16%为界,将蒙皂石分为低含量区(<12%)和高含量区(>16%)。蒙皂石的高值区主要分布在研究区的东北部、海州湾外海和中南部;蒙皂石的低值区主要分布在研究区的南部、中部和西北部。蒙皂石总的分布特征是,研究区东北部、西部和中南部含量较高,而中部、西北部含量较低(图2),与伊利石相反。

3.3　高岭石

高岭石含量为9.3%～20.9%之间,平均值为13.0%(表1)。以12%和16%为界,将高岭石分为低含量区(<12%)和高含量区(>16%)(图3)。高岭石的高值区主要分布在研究区南部、中北部和西部;低含量分布区主要在研究区的中部和东北部、西北部。高岭石的总分布特征是,西部、中北部含量较高,而东南部、东部含量较低。

3.4　绿泥石

绿泥石含量在5.5%～14.6%之间,平均值为9.4%(表1),是研究区沉积物中含量最低的粘土矿物。以8%和12%为界,将绿泥石分为低含量区(<8%)和高含量区(>12%)(图4)。绿泥石的高值区主要分布在研究区西南部和中北部。绿泥石的低含量分布区主要在研究区的西北部和东部。