通过分析测定南海北部湾中东部海底柱状沉积物的主量、微量元素和矿物组成,结合AMS^(14)C定年,研究了11.3 ka BP以来该海域全新世沉积地球化学特征及其对物源和海洋环境变化的指示意义。结果表明,剖面以86 cm为界限,大部分主量、微量元素含量呈现明显的上、下两阶段变化特征,分别为3.2~0.2 ka BP的上部沉积层段(86~4 cm)和11.3~3.2 ka BP的下部沉积层段(200~86 cm),其中Si、Ca、Zr等元素含量在上部层段沉积物中显著减少,而A1、Fe、Ti、V、Cr、Co等元素含量明显升高,稀土元素含量变化不明显。此外,剖面中的矿物组成主要为石英、伊利石、绿泥石和长石。相比于下部层段,上部层段中绿泥石含量更高、长石含量更低。综合来看,沉积物物源输入比较稳定,主要来自周边海岸侵蚀产物和琼州海峡的下切侵蚀产物,其次是红河和珠江携带的沉积物。剖面上、下层段沉积物中元素和矿物含量的差异主要与3.2 ka BP以来,高海平面下琼州海峡进一步扩张引起的海底下沉和海水深度增加有关,从而导致上部沉积时期水动力较弱,黏土矿物含量增加。
长江将大量泥沙排入东海,对杭州湾的沉积演变产生重大影响,但长江型碎屑对杭州湾不同时期、不同位置的贡献差异缺乏研究。通过分析杭州湾舟山海域水下钻孔(HZW1907孔)沉积物中有机、无机元素地球化学特征,对杭州湾沉积过程中的水体古盐度、源区风化过程、沉积物组成与来源和长江–杭州湾–东海陆架沉积系统进行研究,并基于稀土元素组成的两端元混合模型,定量探讨长江泥沙对杭州湾不同位置沉积的贡献程度差异。结果表明,杭州湾湾口从晚更新世以来,经历了冰期的下切河谷深切、河谷充填和河谷埋藏3个阶段演化过程,相应发育了河床相(约33.9~23.7kaBP)、河漫滩相(约23.7~12.0kaBP)、古河口湾相(约12.0~9.0 ka BP)、浅海相(约9.0~4.0 ka BP)和现代河口湾相(约4.0 ka BP至今);沉积物的Ga/Rb和K_(2)O/Al_(2)O_(3)关系揭示了中国东部在33.9 ka BP以来经历了冷干–暖湿的气候变化;TS和TOC的变化反映了淡水–不稳定淡水、海水混合–稳定海水的沉积水体演替,与东海陆架一致。晚更新世期间,杭州湾地区发育的河床相、河漫滩相沉积物源区主要来自钱塘江流域,显示长英质火成岩的特征;全新世以来的古河口湾相、浅海相和现代河口湾相沉积物为钱塘江型碎屑与长江型碎屑的混合,显示中基性火成岩的特征,湾口受到长江物质的影响更强。以长江和钱塘江流域(Gd/Yb)_(UCC)为端元的模拟结果显示,杭州湾湾口与湾顶受到长江物质影响差异较大,古河口湾相时期,长江供给杭州湾湾口沉积物约78%,湾顶约39%;浅海相时期,长江供给杭州湾地区超过80%的碎屑,湾口、湾顶无明显差别;现代河口湾相时期,长江供给湾口沉积物约76%,湾顶约22%。该模拟方法在长江向杭州湾输送的碎屑分析中具有定量化的作用,并有望适用于其他沿海陆架河流系统。
