鄒亮，竇衍光，陳曉輝，胡邦琦，林曦

1. 國(guó)土資源部海洋油氣資源與環(huán)境地質(zhì)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，中國(guó)地質(zhì)調(diào)查局青島海洋地質(zhì)研究所，青島 266071

2. 青島海洋科學(xué)與技術(shù)國(guó)家實(shí)驗(yàn)室海洋礦產(chǎn)資源評(píng)價(jià)與探測(cè)技術(shù)功能實(shí)驗(yàn)室，青島 266071

沖繩海槽是一個(gè)具有過(guò)渡性地殼特征的大陸邊緣盆地，西側(cè)與寬廣的東海外陸架相連，之間有東海陸坡作為東海陸架與沖繩海槽的折轉(zhuǎn)帶；東側(cè)為琉球島弧，將沖繩海槽與太平洋分隔。東海外陸架水深較淺，地形平坦，接受了大量末次冰期低海平面以來(lái)的陸源沉積物，隨著全新世海平面的上升，陸源物質(zhì)輸入逐漸減少，臺(tái)灣暖流和黑潮的形成開(kāi)始影響和改造著外陸架沉積物[1]。東海陸坡地形坡度大，水深從200 m開(kāi)始急速下降為1 000 m及以下，受構(gòu)造控制，廣泛發(fā)育斷裂谷、斷裂溝、陡坡、陡坎等多種地貌[2]，塊體搬運(yùn)（滑塌和滑坡）和濁流是東海陸坡主要的沉積物搬運(yùn)方式，形成海底峽谷-海底扇沉積地層結(jié)構(gòu)[3]。沖繩海槽大部分水深超過(guò)1 000 m，海槽中心水深大于2 000 m，類似于半深海盆地，是天然陸源碎屑物質(zhì)“匯”積地，其良好的沉積環(huán)境是研究“源-匯”過(guò)程和氣候環(huán)境變化的優(yōu)質(zhì)載體。

沖繩海槽沉積物來(lái)源復(fù)雜，大陸和臺(tái)灣河流攜帶入海的陸源碎屑物質(zhì)是其主要組成。另外由于構(gòu)造火山活動(dòng)頻繁和半深海沉積環(huán)境，火山物質(zhì)和生物碎屑也對(duì)沉積物有一定貢獻(xiàn)。在末次冰盛期，東海海平面相對(duì)較低，大陸一些大型的河流，例如長(zhǎng)江、黃河等入?？谙蛲夂Ｑ由?，使得大量大陸碎屑沉積于外陸架、陸坡以及海槽內(nèi)，海槽沉積物被認(rèn)為主要來(lái)源于長(zhǎng)江、黃河等大陸河流攜帶的沉積物質(zhì)[4-8]。隨著氣候回暖，東海海平面不斷升高，海槽碎屑物質(zhì)來(lái)源變得更加復(fù)雜和具有爭(zhēng)議。特別是全新世以來(lái)，黑潮不斷加強(qiáng)，其主軸線又重新回到?jīng)_繩海槽，由南向北沿海槽西邊界流動(dòng)[9]，一方面對(duì)大陸陸源向海槽輸入造成阻隔，在一定程度上限制了大陸陸源物質(zhì)的供應(yīng)[10]，另一方面黑潮在南端進(jìn)入海槽時(shí)攜帶臺(tái)灣陸源物質(zhì)由南向北沿海槽輸送，部分臺(tái)灣物質(zhì)甚至可到達(dá)沖繩海槽北部[11]，導(dǎo)致不同位置、不同時(shí)期沖繩海槽陸源物質(zhì)來(lái)源都可能產(chǎn)生差異[12]。海槽南部存在大型熱液活動(dòng)區(qū)，北部沉積物中廣泛分布階段性火山物質(zhì)，對(duì)區(qū)域陸源輸入都可能產(chǎn)生影響。為進(jìn)一步探索沖繩海槽區(qū)域表層沉積物各物源控制范圍及貢獻(xiàn)，本文擬選取沖繩海槽中部位置，范圍涵蓋大陸架、大陸坡、沖繩海槽3種不同沉積環(huán)境，將其作為一個(gè)系統(tǒng)，以探討東海外陸架-陸坡-海槽沉積物的主要組分來(lái)源。

1 材料與方法

本文分析樣品由青島海洋地質(zhì)研究所于2015年通過(guò)箱式取樣器獲得，樣品分析均為表層沉積物（0～2 cm），取樣位置包括東海外陸架（水深小于200 m）、陸坡（水深200～1 000 m）、沖繩海槽（水深大于1 000 m）3種不同沉積環(huán)境，取得的294個(gè)表層沉積物樣品分布見(jiàn)圖1，其中外陸架取得158個(gè)樣品，陸坡區(qū)取得44個(gè)樣品，海槽區(qū)取得92個(gè)樣品。

稀土等微量元素分析：所有沉積物樣品在40 ℃溫度下烘干后，在瑪瑙研缽中研磨至粉末狀（200目），放入坩堝中在高溫下灼燒破壞有機(jī)質(zhì)。稱取一定量的樣品放入溶樣容器中，經(jīng)HNO3-HF-HClO4反復(fù)溶解完全，采用純凈的稀硝酸稀釋，定容，利用等離子質(zhì)譜分析方法（Thermo X Series 2質(zhì)譜儀）測(cè)定REEs等微量元素的含量。所有實(shí)驗(yàn)均在國(guó)土資源部海洋地質(zhì)實(shí)驗(yàn)室檢測(cè)中心完成，標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)使用國(guó)家一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)GBW07309、GBW07333、GBW07344進(jìn)行測(cè)試、結(jié)果監(jiān)控，樣品檢測(cè)結(jié)果合格率100%，分析元素的相對(duì)誤差小于5%。

圖1 取樣位置Fig.1 Locations of the surface samples

重礦物分析：主要對(duì)東海外陸架區(qū)域150個(gè)樣品進(jìn)行了重礦物的分析鑒定。原始沉積物樣品進(jìn)行濕重稱重，記錄數(shù)值（精度為0.1 g），稱量體積后，放進(jìn)干燥皿，將樣品在60 °C的溫度下烘干。烘干后稱重并記錄。將烘干后的樣品放入干燥皿中用水浸泡，利用細(xì)篩選出所需0.25～0.063 mm樣品。樣品分離采用重液法，選擇密度（相對(duì)密度）2.89 g/mL的三溴甲烷（CHBr3）。樣品分離稱量，使用感量0.001 g天平；樣品分離后，輕、重礦物達(dá)不到礦物定量的最低要求數(shù)（300粒），在該粒級(jí)樣品中再取樣品進(jìn)行分離，樣品用完除外；分離出的輕、重礦物，輕礦物中基本不含重礦物，重礦物中輕礦物的含量不得超過(guò)10%。將分離出來(lái)的重礦物在雙目實(shí)體鏡下鑒別，每個(gè)重礦物樣品鑒定300～500顆，然后統(tǒng)計(jì)每種重礦物的百分含量。重礦物的鑒定由自然資源部海洋地質(zhì)實(shí)驗(yàn)檢測(cè)中心完成。

2 結(jié)果

2.1 稀土元素組成特征

研究區(qū)表層沉積物稀土元素總含量（∑REE）平面分布如圖2a所示。稀土元素總含量范圍為38.28～532.01 μg/g，平均為 145.9 μg/g。除陸坡區(qū)個(gè)別異常點(diǎn)位，整體上研究區(qū)稀土元素含量差別不大，海槽區(qū)含量稍高，∑REE 平均含量為 157.7 μg/g，陸坡區(qū)∑REE平均含量為146.6 μg/g，外陸架區(qū)含量稍低，∑REE 平均含量為 138.9 μg/g。

海槽-陸坡-外陸架不同沉積環(huán)境典型表層沉積物上地殼標(biāo)準(zhǔn)化稀土元素配分模式如圖3所示，沖繩海槽與陸坡區(qū)沉積物稀土元素配分模式較為類似，中稀土明顯富集；而陸架區(qū)沉積物與陸坡和沖繩海槽沉積物稀土元素配分模式有明顯區(qū)別，相對(duì)而言，陸架區(qū)沉積物重稀土相對(duì)虧損。圖3也顯示了稀土元素含量整體上從海槽→陸坡→陸架有略微降低的趨勢(shì)。研究區(qū)典型稀土元素含量見(jiàn)表1。

圖2 表層沉積物總稀土元素含量和平均粒徑分布 [13]Fig.2 ∑REE concentration and average grain size distribution of the surface sediments[13]

圖3 海槽-陸坡-外陸架典型樣品上地殼標(biāo)準(zhǔn)化稀土元素配分模式Fig.3 REE UCC-normalized patterns for typical samples from Okinawa Trough, slope, outer continental shelf

2.2 外陸架沉積物重礦物組成特征

外陸架區(qū)表層沉積物重礦物含量遠(yuǎn)低于輕礦物，質(zhì)量百分含量為1.17%～11.16%，平均含量為5.18%。

表1 研究區(qū)典型樣品稀土元素含量Table 1 REE concentrations of typical samplesμg/g

鑒定出的重礦物有40多種，包括金屬礦物（磁鐵礦、褐鐵礦、菱鐵礦、黃鐵礦、赤鐵礦、鈦鐵礦、白鈦石、銳鈦礦等）、閃石類（普通角閃石、透閃石、陽(yáng)起石等）、簾石類（綠簾石、褐簾石、黝簾石）、輝石類（普通輝石、透輝石、斜方輝石）、片狀礦物類（黑云母、白云母、金云母、綠泥石）、區(qū)域變化或接觸變質(zhì)有關(guān)的重礦物（石榴石、藍(lán)晶石、藍(lán)閃石、十字石、紅柱石、符山石、剛玉、硅線石等）、巖漿巖或氣成熱液重礦物類（黃玉、電氣石、磷灰石、榍石、鋯石、螢石等）、沉積礦物（海綠石、白云石、菱鎂礦、天青石、重晶石、自生黃鐵礦等）和其他礦物如風(fēng)化碎屑、獨(dú)居石、尖晶石等。圖4列出了幾類主要重礦物（普通角閃石、綠簾石、石榴石）的平面分布特征。

普通角閃石是調(diào)查區(qū)中含量最高的重礦物，含量為19.97%～45.06%，平均含量為32.75%，整體分布具西低東高的趨勢(shì)，西半?yún)^(qū)域平均含量約21.8%，東半?yún)^(qū)域含量平均值可達(dá)41.5%以上。綠簾石含量?jī)H次于普通角閃石，含量為4.04%～31.87%，平均值為14.48%。變質(zhì)礦物以石榴石為主，分布較為普遍。綠簾石和石榴石含量變化無(wú)明顯規(guī)律，局部點(diǎn)位含量相對(duì)較高。沉積物中主要重礦物數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)見(jiàn)表2。

3 討論

3.1 稀土元素含量的粒度效應(yīng)

海洋沉積物粒度的組成是影響沉積物中元素濃度及分布的重要因素。通常，稀土元素等微量元素在黏土和粉砂級(jí)組分中富集，含量相對(duì)較高，而在砂級(jí)組分中相對(duì)虧損，這主要是因?yàn)樯傲＜?jí)組分中以石英礦物為主，石英礦物的主要化學(xué)成分是SiO2，受 SiO2“稀釋”的影響，其他元素例如 Al、K、Mg、Co、Cu、V、Zn以及 REEs的含量均相對(duì)較低[14-15]。

根據(jù)Fork等人提出的沉積物分類三角圖解法，研究區(qū)底質(zhì)類型主要由砂、粉砂質(zhì)砂、砂質(zhì)粉砂、粉砂組成[13]。東海外陸架沉積物類型主要以粉砂質(zhì)砂和砂為主，局部分布砂質(zhì)粉砂沉積物；東海陸坡沉積物類型主要以砂質(zhì)粉砂為主，局部點(diǎn)位分布粉砂及粉砂質(zhì)砂；沖繩海槽沉積物類型主要以粉砂為主，局部分布砂質(zhì)粉砂[13]。受粒度的影響，研究區(qū)沉積物大部分元素（例如 Al、K、Mg、Co、Cu、V等）豐度遵循“粒度控制規(guī)律”，在海槽粉砂質(zhì)沉積區(qū)含量相對(duì)較高，在陸架砂質(zhì)沉積區(qū)含量相對(duì)較低（圖 5）。

根據(jù)研究區(qū)稀土元素含量結(jié)果的分析可以看出，無(wú)論是稀土元素含量平面分布圖（圖2），還是不同環(huán)境沉積區(qū)典型稀土元素配分模式圖（圖3），稀土元素的含量從沖繩海槽→陸坡→外陸架都有略微降低的趨勢(shì)，海槽區(qū)∑REE平均含量為157.7 μg/g，陸坡區(qū)∑REE平均含量為 146.6 μg/g，外陸架區(qū)∑REE平均含量為138.9 μg/g，總體上同樣遵循“粒度控制規(guī)律”。相較于大部分其他主微量元素（圖5），圖2中顯示的稀土元素含量變化相對(duì)而言不太明顯，可能是因?yàn)榫植奎c(diǎn)位稀土元素含量異常導(dǎo)致的整體分區(qū)不明顯。

此外，組詩(shī)還對(duì)統(tǒng)治者進(jìn)行了歌頌，并如實(shí)記錄了戰(zhàn)后的冊(cè)封行賞。組詩(shī)之十七《大飲至》的詩(shī)序敘述了阿桂將軍向乾隆皇帝晉獻(xiàn)俘虜索諾木、乾隆親臨軍營(yíng)與將士同飲同食之事。詩(shī)云：

3.2 稀土元素組成對(duì)物質(zhì)來(lái)源的指示

全新世高海平面以來(lái)，陸架-陸坡-沖繩海槽形成了復(fù)雜的洋流系統(tǒng)，長(zhǎng)江沖淡水、沿岸流、臺(tái)灣暖流以及黑潮的相互影響，使得沖繩海槽沉積物具有多種來(lái)源。除了海槽北部具有較多的火山物質(zhì)[16-17]以及區(qū)域性熱液活動(dòng)的產(chǎn)物[18]，一般認(rèn)為，沖繩海槽接受了大量來(lái)源于長(zhǎng)江和黃河的陸源碎屑物質(zhì)[19-22]。近年來(lái)，越來(lái)越多的研究顯示，隨著全新世海平面的上升，黑潮加強(qiáng)，其在沖繩海槽南部攜帶的臺(tái)灣物質(zhì)也是海槽沉積物重要的物質(zhì)來(lái)源[8,11,23]。

稀土元素因其晶體化學(xué)性質(zhì)相似而密切共生，同一地質(zhì)體在經(jīng)過(guò)風(fēng)化搬運(yùn)再沉積后，稀土元素的組成依然會(huì)保持原巖的性質(zhì)[14,24-25]，稀土元素這種穩(wěn)定的化學(xué)性質(zhì)常被用來(lái)判別沉積物質(zhì)的來(lái)源，是沉積物源有效的指示劑[25-26]。為了消除稀土元素鋸齒狀的含量變化，通常都以標(biāo)準(zhǔn)化后的模式呈現(xiàn)。稀土元素的豐度可能受到粒度和重礦物的影響[27]，但其配分模式曲線主要受物質(zhì)來(lái)源的控制。圖6展示了研究區(qū)沖繩海槽、陸坡、陸架沉積物以及長(zhǎng)江、黃河、臺(tái)灣河流典型沉積物稀土元素上地殼（UCC）標(biāo)準(zhǔn)化曲線。從標(biāo)準(zhǔn)化的稀土元素配分模式可以看出，外陸架區(qū)具有與長(zhǎng)江、黃河相似的稀土元素標(biāo)準(zhǔn)化曲線，表現(xiàn)為相對(duì)的中稀土富集和明顯的重稀土虧損，但相比較而言又更加接近重稀土相對(duì)虧損嚴(yán)重的長(zhǎng)江。海槽和陸坡沉積物稀土元素配分模式基本一致，表現(xiàn)為中部相對(duì)凸起的中稀土富集，這與臺(tái)灣物源呈現(xiàn)的稀土元素標(biāo)準(zhǔn)化曲線變化特征有很高的相似之處。

為進(jìn)一步探討研究區(qū)不同沉積環(huán)境的物質(zhì)來(lái)源，利用輕、中、重稀土之間相互比值的散點(diǎn)圖解能夠較為直觀地判別沉積物來(lái)源[8,12,23]。除了長(zhǎng)江、黃河、臺(tái)灣河流攜帶大量的陸源碎屑物質(zhì)入海，浙閩沿岸一些小型河流、火山作用的產(chǎn)物等也可能會(huì)對(duì)陸架和沖繩海槽沉積物有一定的貢獻(xiàn)[12-13,17]。圖7展示了研究區(qū)海槽-陸坡-陸架不同沉積環(huán)境以及不同物源端元沉積物L(fēng)a/Sm-Gd/Yb散點(diǎn)圖，由于海槽熱液活動(dòng)具有明顯的區(qū)域性，而且迄今發(fā)現(xiàn)的熱液區(qū)與研究區(qū)有一定的距離[29-30]，本研究暫不考慮熱液物質(zhì)對(duì)研究區(qū)沉積物的貢獻(xiàn)。

從圖7中可以看出，沖繩海槽沉積區(qū)與外陸架沉積物L(fēng)a/Sm-Gd/Yb散點(diǎn)圖完全落在不同的區(qū)域，最明顯的特征就是海槽區(qū)沉積物重稀土含量相對(duì)較高，Gd/Yb的值相對(duì)偏低；陸坡區(qū)散點(diǎn)圖點(diǎn)位大部分都與海槽區(qū)重疊，小部分落在陸架區(qū)域，表明陸坡沉積物來(lái)源與海槽基本相同，但又保持了部分過(guò)渡區(qū)的性質(zhì)。

對(duì)比各源區(qū)物質(zhì)端元，從整體上看，臺(tái)灣河流沉積物L(fēng)a/Sm相對(duì)偏高且Gd/Yb相對(duì)偏低，在散點(diǎn)圖中主要落在右下方。稀土元素的配分模式圖（圖6）和散點(diǎn)圖（圖7）都顯示長(zhǎng)江和黃河沉積物有類似的特征，整體來(lái)說(shuō)長(zhǎng)江沉積物比黃河沉積物重稀土虧損更加嚴(yán)重。浙閩沿岸河流沉積物與長(zhǎng)江、黃河沉積物也比較類似，但相對(duì)而言，其輕稀土虧損較嚴(yán)重，導(dǎo)致La/Sm相對(duì)偏低?；鹕轿镔|(zhì)端元稀土元素組成差別明顯，La/Sm和Gd/Yb都顯著偏低（圖7）。

上地殼（UCC）稀土元素標(biāo)準(zhǔn)化（圖6）顯示海槽和臺(tái)灣河流沉積物有類似的配分模式，La/Sm-Gd/Yb散點(diǎn)圖（圖7）也同樣顯示海槽沉積物主要分布在臺(tái)灣物質(zhì)端元區(qū)域，表明臺(tái)灣河流攜帶的陸源物質(zhì)可能是研究區(qū)海槽沉積物主要來(lái)源。陸坡典型沉積物稀土元素配分模式與海槽非常相似，其La/Sm-Gd/Yb散點(diǎn)圖分布與海槽區(qū)域類似，大部分都落在臺(tái)灣物質(zhì)端元區(qū)域，但也有小部分落在中國(guó)大陸河流物質(zhì)端元區(qū)，表明研究區(qū)陸坡沉積物主要來(lái)源也是臺(tái)灣。

沖繩海槽與大陸河流沉積物稀土元素組成存在明顯差別，主要表現(xiàn)為大陸河流，例如長(zhǎng)江、黃河沉積物重稀土虧損（Gd/Yb值偏大），而海槽區(qū)表層沉積物中稀土富集（La/Sm值偏?。?。在末次冰期時(shí)，東海海平面比現(xiàn)在低130 m左右，大陸河流入?？诳芍苯友由熘镣怅懠?，海槽主要沉積物為大陸河流輸入[8]。隨著全新世海平面的上升，臺(tái)灣暖流的形成和黑潮的加強(qiáng)在東海陸架會(huì)形成水障，很大程度上影響了近現(xiàn)代大陸陸源向沖繩海槽的輸入[10]。最近研究表明，黑潮能夠攜帶大量的臺(tái)灣物質(zhì)在沖繩海槽中南部沉積[33-35]，部分臺(tái)灣物質(zhì)甚至可到達(dá)沖繩海槽北部[11]。

外陸架區(qū)沉積物稀土元素標(biāo)準(zhǔn)化配分模式與大陸河流沉積物類似，表現(xiàn)為重稀土相對(duì)虧損。La/Sm-Gd/Yb散點(diǎn)圖中陸架區(qū)主要落在長(zhǎng)江黃河物質(zhì)端元區(qū)域，個(gè)別點(diǎn)位落在浙閩沿岸小河流區(qū)域和臺(tái)灣物質(zhì)端元，表明研究區(qū)長(zhǎng)江和黃河攜帶的碎屑沉積物可能是外陸架沉積物的主要來(lái)源。

圖7 研究區(qū)及各物質(zhì)端元沉積物Gb/Yb-La/Sm散點(diǎn)圖長(zhǎng)江、黃河數(shù)據(jù)[27], 臺(tái)灣河流數(shù)據(jù)[28], 九龍江數(shù)據(jù)[31], 火山巖數(shù)據(jù)[32]。Fig.7 Discrimination plot of Gb/Yb vs La/Sm for the sediments of research areaChangjiang and Huanghe data[27], river data from Taiwan[28],Jiulongjiang data[31], volcanic data[32].

3.3 外陸架重礦物組成對(duì)物質(zhì)來(lái)源的指示

根據(jù)稀土元素的判別結(jié)果，研究區(qū)海槽、陸坡與外陸架物質(zhì)來(lái)源區(qū)分明顯，海槽和陸坡沉積物主要來(lái)源于臺(tái)灣河流，陸坡少部分樣品有陸架的性質(zhì)，顯現(xiàn)了過(guò)渡區(qū)的特點(diǎn)；而外陸架沉積物主要來(lái)源于大陸各河流的輸入。大陸潛在的輸入端元長(zhǎng)江、黃河、浙閩沿岸河流其稀土元素組成差別并不明顯，重稀土都表現(xiàn)為相對(duì)的虧損，尤其是長(zhǎng)江與黃河稀土元素組成相似度更高。原巖類型的不同往往導(dǎo)致其沉積物重礦物組合各具特征，這也為確定沉積物物質(zhì)來(lái)源及其性質(zhì)提供了重要的示蹤手段[36-39]。外陸架沉積物主要為砂和粉砂質(zhì)砂沉積，重礦物含量較高，很適合利用沉積物重礦物的組成特征來(lái)共同探討其沉積物來(lái)源于何種大陸河流的輸入。

根據(jù)對(duì)重礦物分析鑒定結(jié)果，外陸架沉積物礦物組成的特征是普通角閃石占主導(dǎo)，平均含量為32.7%；綠簾石含量?jī)H次于普通角閃石，平均值為14.5%；石榴石含量偏低但分布較為普遍，局部點(diǎn)位含量相對(duì)較高，可達(dá)10%以上；金屬類礦物例如鈦鐵礦、磁鐵礦、褐鐵礦、赤鐵礦、白鈦石、銳鈦礦中，赤褐鐵礦是含量相對(duì)最高的礦物種類。重礦物以普通角閃石-綠簾石-石榴石-赤褐鐵礦為組合特征。

根據(jù)前人對(duì)長(zhǎng)江、黃河、浙閩河流、臺(tái)灣河流的研究結(jié)果，其流域地質(zhì)背景存在明顯差別，導(dǎo)致各物質(zhì)端元碎屑沉積物中重礦物組合存在明顯差異。長(zhǎng)江上游及支流對(duì)長(zhǎng)江中下游沉積物貢獻(xiàn)較弱，中下游源巖類型主要為巖漿巖和變質(zhì)巖，研究表明長(zhǎng)江中下游與長(zhǎng)江水下三角洲礦物組合特征相同，基本以角閃石-綠簾石-金屬礦物組合為特征[40-42]；黃河上游有少量花崗巖和變質(zhì)巖，但其入海的碎屑礦物主要來(lái)源于中游黃土和各個(gè)地質(zhì)時(shí)代的沉積巖，沉積物重礦物以黑云母-角閃石-綠簾石組合為特征[43]；浙閩沿岸河流沉積物重礦物由高級(jí)變質(zhì)巖、酸性巖漿巖及接觸變質(zhì)巖共同構(gòu)成，重礦物組合為不透明鐵礦類（磁鐵礦、赤鐵礦）-綠簾石-鋯石-電氣石-角閃石[44]；臺(tái)灣河流流域主要巖性為沉積巖，最大的特點(diǎn)就是鋯石含量高，重礦物以鋯石-金屬礦物（赤褐鐵礦等）組合特征為主[45]。

由此可見(jiàn)，中國(guó)大陸河流入海沉積物典型的重礦物為磁鐵礦、角閃石、綠簾石等，主要代表著巖漿巖和變質(zhì)巖源區(qū)，臺(tái)灣河流、長(zhǎng)江和黃河沉積物中含量較高的重礦物分別為鋯石、角閃石和云母類礦物。

為確定外陸架重礦物分布規(guī)律和劃分礦物組合分區(qū)，選擇代表性較強(qiáng)、含量較高的礦物或其組合作為變量進(jìn)行Q型聚類分析。本次選擇角閃石類、簾石類、金屬礦物、云母類、ZTR（鋯石、金紅石和電氣石）、石榴石、榍石、輝石、巖屑9種礦物類型為變量，這9種礦物類型占碎屑重礦物總量的95.2%（表 2）。

根據(jù)計(jì)算機(jī)程序軟件（SPSS）計(jì)算處理后的聚類樹(shù)形圖（省略）結(jié)果，當(dāng)聚類為五類時(shí)，樣品才開(kāi)始有明顯的分區(qū)，表明研究區(qū)外陸架沉積物來(lái)源的一致性。對(duì)重礦物進(jìn)行2—4類的聚類分析，外陸架區(qū)樣品只有2—7個(gè)樣品歸為一類，其余樣品礦物類型保持整體一致，礦物組合穩(wěn)定，與長(zhǎng)江沉積物礦物組合具有很高的相似性，研究區(qū)外陸架砂質(zhì)沉積物應(yīng)主要源于長(zhǎng)江。

研究區(qū)外陸架沉積物樣品重礦物中磁鐵礦含量平均為1.4%，鋯石平均含量為0.2%，黑云母含量為0.07%，與浙閩沿岸河流、臺(tái)灣山溪性河流、黃河沉積物中礦物組成相差甚遠(yuǎn)。根據(jù)前人研究結(jié)果，浙閩沿岸河流沉積物重礦物中磁鐵礦平均含量約為30.9%[44]，臺(tái)灣山溪性小河流沉積物重礦物中鋯石平均含量約為15.9%[45]，黃河沉積物重礦物中黑云母平均含量約為47.4%[43]，均與本研究重礦物鑒定結(jié)果相差較大。

根據(jù)對(duì)外陸架沉積物測(cè)年的結(jié)果和最近的一些研究[15,46-47]，外陸架粗顆粒的沉積物并不是現(xiàn)代沉積，而是冰期低海平面時(shí)期的產(chǎn)物。在低海平面時(shí)期，古長(zhǎng)江口向外延伸，在外陸架堆積了大量的沉積物，隨著海平面上升，長(zhǎng)江河口后退，新形成的臺(tái)灣暖流和黑潮不斷對(duì)其沖刷改造、淘洗，使得密度較小的礦物和近代細(xì)顆粒沉積物等組分搬離，難以在外陸架沉積下來(lái)。

4 結(jié)論

（1）研究區(qū)的外陸架→陸坡→海槽沉積物稀土元素和大部分主微量元素含量整體上表現(xiàn)為逐漸升高趨勢(shì)，受“粒度控制”規(guī)律明顯。

（2）海槽、陸坡、外陸架沉積物稀土元素標(biāo)準(zhǔn)化配分模式的結(jié)果表明，研究區(qū)海槽和陸坡的表層沉積物稀土元素配分模式與臺(tái)灣沉積物類似，表現(xiàn)為中稀土相對(duì)富集；而外陸架沉積物稀土元素配分模式與長(zhǎng)江、黃河沉積物類似，表現(xiàn)為明顯的重稀土虧損。La/Sm-Gd/Yb散點(diǎn)圖也顯示海槽和陸坡沉積物主要分布在臺(tái)灣端元區(qū)域，而外陸架沉積物主要分布在長(zhǎng)江、黃河端元區(qū)，個(gè)別落在浙閩沿岸河流區(qū)域，表明海槽和陸坡沉積物主要來(lái)源于臺(tái)灣物質(zhì)的輸入，而外陸架沉積物主要源于大陸河流的輸入。

（3）對(duì)外陸架區(qū)沉積物重礦物分析鑒定的結(jié)果表明，外陸架沉積物重礦物組合穩(wěn)定，物質(zhì)來(lái)源一致，與長(zhǎng)江重礦物組合模式非常相似。分析對(duì)比長(zhǎng)江、黃河、浙閩沿岸河流、臺(tái)灣各端元典型重礦物以及外陸架沉積物重礦物組合，發(fā)現(xiàn)外陸架沉積物中磁鐵礦（代表浙閩沿岸河流）、黑云母（代表黃河）、鋯石（代表臺(tái)灣河流）含量均相對(duì)較低，與以角閃石-綠簾石-金屬礦物組合為特征的長(zhǎng)江沉積物一致，進(jìn)一步表明其物質(zhì)組成主要源于長(zhǎng)江。根據(jù)前人對(duì)外陸架沉積物測(cè)年結(jié)果，以及對(duì)東海現(xiàn)代環(huán)流系統(tǒng)形成的研究，外陸架沉積物應(yīng)為古長(zhǎng)江物質(zhì)經(jīng)不斷改造而成。

致謝：感謝2015年海洋區(qū)域地質(zhì)調(diào)查航次的全體科學(xué)家和船員的取樣工作。