北海西部海域表层沉积物粒度特征与沉积环境

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摘 要：在河流和海洋的相互作用下，受地形、水动力条件控制，近岸海域的沉积特征往往是比较复杂的。根据北海西部海域表层沉积物的粒度分析结果，使用萨哈-兰判别式进行沉积环境分析。结果表明，研究区表层沉积物类型有：砾砂、砂、粉砂质砂、粘土质砂、砂―粉砂―粘土、粉砂质粘6种类型；沉积环境有风海滩环境、动荡海滩、浅海冲积环境、河口冲积环境、冲积环境、浊积环境和其它沉积环境。

关键词：粒度参数 沉积作用 沉积环境 萨哈-兰判别

中图分类号：TV148 文献标识码：A

研究区位于北部湾的顶部，北边与大风江口与廉江湾相连接，南面与涠洲岛隔海相望。注入区内的主要河流有南流江、那彭江等9条，其中南流江是广西沿海最大的入海河流，年平均入海水量达51.5亿m3。周边海岸类型较为复杂：南流江口为三角洲型海岸，洲岛密布，并有水下沙洲发育；大风江口为典型的溺谷海岸，海水可深入离海滨数十公里的谷地中；北海市冠头岭一带的海岸属台地型海岸，台地逼近海岸，海岸线比较平直，因台地受海水侵蚀成为海崖，崖前有沙堤和海滩。水下地貌类型主要为水下三角洲及潮成深槽，其中南流江口为水下三角洲，三角洲向外堆积旺盛，形成广西最大的三角洲；北海市地角嘴至冠头岭一带为弧形分布的潮成深槽。

对本区及周边水域的研究，前人做过大量的工作，尤其对动力、地貌和泥沙运动等方面都做过深入的探讨[1-3]。本文在已有成果基础上，以该区表层沉积物样品的粒度分析资料为主，结合本区域的地形、水动力条件和泥沙特征，尝试分析该区域的沉积作用特征。

一、资料来源及研究区位置

为了配合中国西部大开发战略的实施，解决广西沿岸地区经济发展过程中存在的环境地质问题，中国地质调查局支持在北部湾广西沿海地区开展近岸海洋地质环境与地质灾害调查，并把该项目纳入国土资源大调查“十一五”计划。2006年6月，广州海洋地质调查局开展北部湾广西近岸海洋地质环境与地质灾害调查的地质调查项目，采用了多学科、多手段综合调查研究的技术路线，取得了大量的实测资料。本文选取了其中的35个地质取样站位的粒度分析资料结果，对该区域的沉积作用特征进行分析研究。研究区位置及取样站位布设见图1，取样时间为2007年4月。

二、研究方法

表层沉积物的分类标准采用《海洋调查规范 海洋地质地球物理调查》(GB/T 13909―92)，其分类命名原则如下：

（1）粒级标准采用尤登―温德华氏等比制φ值粒级标准；

（2）粒度分析采用沉析法，粒级间隔为1φ；

（3）沉积粒度分类与命名采用谢帕德三角图分类法；

（4）粒度参数计算采用福克和沃德公式计算。

由于沉积物的结构参数包含丰富的环境信息，萨哈-兰迪姆（Shakha-Landim）曾建立起一系列的结构参数与沉积环境间的关系式，人称萨哈-兰判别式，一共有6个判别式[4-5]，其中前四式见表1，后两式研究对象为冰碛物和冰水沉积，这里没有列出。

应用萨哈-兰判别式对本区域表层沉积物的粒度参数进行计算，判别分析该区域的沉积作用特征。

表1：萨哈-兰判别式

图1：研究区位置及站位布设图

三、结果与讨论

（一）表层沉积物类型及其分布特征

根据表层沉积物粒度分析结果，表层沉积物类型有：砾砂（GS）、砂（S）、粉砂质砂（TS）、粘土质砂（YS）、砂―粉砂―粘土（STY）、粉砂质粘土（TY）共6种类型（图2）。

各类沉积物特征如下：

（1）砾砂（GS）：砾石含量在15%左右，砂含量60.10-70.10%，粉砂含量5.81-14.72%，粘土含量0-16.14%。中值粒径0.17-1.07φ，分选很差。零星分布在调查区中部和冠头岭西南方对开的水域。

（2）砂（S）：砾石含量0-15%，砂含量79.41-99.87%，粉砂含量0.06-8.52%，几乎不含粘土。中值粒径0.22-3.44φ，分选大致为好或中等。分布于调查区的中部和东南部的广阔水域。

（3）粉砂质砂（TS）：含少量的砾石，砂含量约45%，粉砂含量约30%，粘土含量约20%。中值粒径4.53-4.91φ，分选极差。主要分布在冠头岭西侧的外滨海8-10米等深线内，呈条形状展布。

（4）粘土质砂（YS）：砂含量约45%，粉砂含量约20%，粘土含量约30%。中值粒径2.49-5.24φ，分选极差。分布在调查区的南部，另一处分布在大风江口外端，形成河口拦门浅滩。

（5）砂―粉砂―粘土（STY）：砂含量25.98-34.27%，粉砂含量28.8-38.84%，粘土含量31.01-45.23%，中值粒径5.46-7.63φ，本类底质是在沉积物源丰富和水动力作用较复杂的环境下形成的，样品分选性极差。零星分布在调查区的南部。

（6）粉砂质粘土（TY）：以粘土为主，含量53.25-60.48%，粉砂31.71-39.21%，砂7.55-7.82%，不含砾石，中值粒径8.72-9.08φ，分选差。分布在三娘湾外西南方的水域。

图2：研究区表层沉积物类型分布图

中值粒径（φ50）：沉积物粒度累积含量50%时的粒径，反映沉积物粗、细组分分布的总趋势。本区表层沉积物中值粒径在0.17-9.08φ之间（图3），小于4φ的粗物质主要分布在调查区的中部和东南部。由北西往东南方向，表层沉积物变化趋势大致为细粗细粗细。

（二）表层沉积物粒度参数的萨哈-兰判别结果

对本区35个表层沉积物的粒度参数进行萨哈-兰判别，使用萨哈-兰判别式的前四式：S1、S2、S3和S4，其结果见表2。

经判别，本区沉积环境比较复杂，有以下几类：

（1）风海滩环境，如78号站位，该站位水深3m左右，离大风江口较近，受风的影响较大。

（2）动荡海滩、浅海冲积环境，如76、77、80、81、82、84、85、86、98站位，沉积物以砂为主。

（3）动荡海滩、河口冲积环境，如89、94站位，沉积物以砂为主。

（4）冲积环境，出现的站位较多，有73、74、79、83、91、92、93、95、96、97、101、102、103、104、105、106、107站位，是本区最主要的沉积环境。

（5）浊积环境，如90、99站位，沉积物呈黄色，夹大量贝壳碎片，砾砂颗粒呈次圆状，推测其为南流江水下古滨海平原残留下来的物质。

（6）其它沉积环境，如87、88、100站位。其中88、100站位已处于南流江水下前三角洲范围，沉积环境为冲积扇。87站位底质类型为STY，本类底质是在沉积物源丰富和水动力作用较复杂的环境下形成的，样品分选性极差（来不及簸选或水流分选作用弱）[6]。

图3：研究区表层沉积物中值粒径（φ50）等值线图

表2：研究区表层沉积物粒度分析结果表

四、结论

1.研究区表层沉积物类型有：砾砂（GS）、砂（S）、粉砂质砂（TS）、粘土质砂（YS）、砂―粉砂―粘土（STY）、粉砂质粘土（TY）共6种类型，以砂质沉积物为主，泥质沉积物较少。

2.沉积环境复杂多样，有风海滩环境、动荡海滩、浅海冲积环境、河口冲积环境、冲积环境、浊积环境和其它沉积环境，沉积物大多数为冲积形成，分选性普遍较差。

3.使用萨哈-兰判别式进行沉积环境分析，其结果虽然比较简单粗糙，但与传统的一些分析方法得出的结果是吻合的，另外在一些沉积作用复杂的区域则无法进行判别，具有一定的局限性。

[参考文献]

〔1〕孙和平，业治铮，广西南流江三角洲沉积作用和沉积相，海洋地质与第四纪地质，1987年9月，（3），1-13页

〔2〕谷东起，吴桑云，廉州湾南部海域泥沙来源及运移趋势分析，黄渤海海洋，2001年3月，（1），25-31页

〔3〕黎广钊，梁文，廉州湾重矿物组合区与泥沙来源，广西科学，2002年5月，（2），119-123页

〔4〕徐开志，忠实，粒度分析的电算处理及其应用，长春地质学院学报，1983年2月，101-108页

〔5〕何良彪，李宗霖，台湾岛西南部近岸区沉积作用的特征，黄渤海海洋，1999年，（4），30-35页

〔6〕龙云作，《珠江三角洲沉积地质学》，北京地质出版社，1997年6月， 37-38页

（作者单位：国土资源部广州海洋地质调查局 广东 广州）