北部湾东部海域表层沉积物稀土元素组成及物源指示意义_窦衍光

第41卷 第2期

Vol.41, No.2, 147~157 2012年3月

GEOCHIMICA Mar., 2012

收稿日期(Received): 2011-07-04; 改回日期(Revised): 2011-11-08; 接受日期(Accepted): 2011-11-23

基金项目: 国家自然科学基金(40976036, 40876031); 国家自然科学基金青年基金(41106058); 国土资源部海洋油气资源与

环境地质重点实验室开放基金(MRE201111); 国家“908”专项(908-01-ST09)

作者简介: 窦衍光(1979–), 男, 博士, 主要从事沉积地球化学研究。E-mail: douyanguang@https://www.360docs.net/doc/cd432940.html,

* 通讯作者(Corresponding author): LI Jun, E-mail: qdljun@https://www.360docs.net/doc/cd432940.html,, Tel: +86-532-85776342

DOU Yan-guang et al.: REE compositions and provenance implication of surface sediments in Beibu Gulf

北部湾东部海域表层沉积物稀土元素

组成及物源指示意义

窦衍光1,2, 李 军1,2*, 李 炎3

(1. 国土资源部 海洋油气资源与环境地质重点实验室, 山东 青岛 266071; 2. 国土资源部 青岛海洋地质研究所, 山东

青岛 266071; 3. 厦门大学 福建省和教育部共建海洋环境科学联合重点实验室, 福建 厦门 361005)

摘 要: 对北部湾东部海域70个表层沉积物样品的稀土元素(REE)分析结果表明, 研究区沉积物REE 呈现

轻稀土元素(LREE)富集、重稀土元素(HREE)平坦以及中等程度的Eu 异常等特征。REE 组成受沉积物粒度

和生物碳酸盐含量的制约, 具有典型风化上陆壳REE 特征, 其源岩以上陆壳的长英质岩石为主。根据研究区

沉积物REE 分布规律, 研究区可划分为4个地球化学分区, 各区域上陆壳标准化曲线明显的不同。物源判别

显示研究区的西部、海南岛西南侧(Ⅰ区)呈多源沉积特征, 来自以下几个物源区: (1) 海南岛西南侧河流沉积

物和沿岸侵蚀物; (2) 由南向北输入的外海沉积物(冬季); (3) 夏季或冬季由北部湾西北部和西部搬运来的沉

积物。研究区中部粗粒沉积区(Ⅱ区)与北部湾西部沉积物来源是相同的, 主要来源于红河输砂。东北部砂质

区(Ⅲ区)沉积物可能来源于雷州半岛西北部近岸基岩侵蚀。研究区东北部(Ⅳ区)沉积物主要来自北部湾北部

沿岸侵蚀、琼州海峡和雷州半岛西部的沿岸侵蚀。此外, 部分沉积物还可能来自珠江流域以及南海北部陆架

区和北部湾西北部。

关键词: 表层沉积物; 稀土元素; 物源; 北部湾

中图分类号: P595; P736.4 文献标识码: A 文章编号: 0379-1726(2012)02-0147-11

Rare earth element compositions and provenance implication of surface

sediments in the eastern Beibu Gulf

DOU Yan-guang 1,2, LI Jun 1,2* and LI Yan 3

1. Key Laboratory of Marine Hydrocarbon Resources and Environmental Geology of Ministry of Land and Natural Resources , Qingdao 266071, China ;

2. Qingdao Institute of Marine Geology , Ministry of Land and Natural Resources , Qingdao 266071, China ;

3. Joint Key Laboratory of Fujian Province and Ministry of Education for Marine Environmental Science , Xiamen University , Xiamen 361005, China

Abstract: In this study, rare earth elements (REEs) of 70 surface samples have been analyzed to investigate the provenance in the eastern Beibu Gulf. The samples show relative enrichments in light REEs, with flat HREE patterns and moderate Eu anomalies. REEs compositions of sediments were constrained by grain size and carbonate content. The REEs characteristics of sediments are the same as weathered upper continental crust and the sources of sediments are mainly from continental crust with felsic rocks. The studied area can be separated into four zones based on REEs characteristics and the UCC-normalized patterns of each zone are different. Provenance discrimination indicates the west of the eastern Beibu Gulf (Zone 1) is mixing zone. The sediments mainly originate from rivers of Hainan Island and coastal bed rock erosion around, the sediments offshore transported from south to north (in winter), and the sediments from the northwestern and western Beibu Gulf in summer or

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Mar., 2012 winter. The provenance of coarse sands in the middle of the Beibu Gulf (Zone 2) is the same as that of the western sediments, mainly originated from the Red River. Sands in the northeast (Zone 3) maybe come from coastal bed rock erosion of the northwestern Leizhou Peninsula. The sediments in the northeast (Zone 4) are mainly derived from coastal erosion of northern Beibu Gulf, Qiongzhou Strait and western Leizhou Peninsula. Furthermore, several sediments may be derived from the Pearl River basin, the shelf of southern South China Sea and northwestern Beibu Gulf.

Key words: surface sediments; rare earth elements; provenance; Beibu Gulf

0 引 言

沉积物的成因及其物质来源是近代海洋沉积地

质学研究的核心问题之一[1–2], 分析沉积物来源与

成因对于正确理解沉积物组成特征所记录的地质和

古环境信息具有重要意义。近年来, 南海的古海洋

演化和东亚季风演化分析获得了许多具有突破性的

认识[3–7]。作为风化剥蚀强烈的地区, 南海物质来源

丰富多样, 且具有鲜明的区域性特征[8–9], 其风化剥

蚀产物的搬运沉积过程还远没有查明[10–11]。

北部湾作为南海西部向南开敞的海湾, 通过琼

州海峡与南部的湾口同外部进行水交换, 属于陆架

大型半封闭性海湾, 周边河流众多, 接受了大量来

自东南亚主干河流红河以及周边陆地的风化剥蚀物,

物质来源和水动力条件复杂, 因此, 该区域沉积物

源汇过程的研究是南海海陆相互作用的重点内容之

一。近20年来, 前人对北部湾海域水动力环境[12–13]

和矿物组合[14–15]进行了相关的探讨, 从沉积动力和

矿物学角度初步判断了北部湾沉积物的来源。然而, 对于该区域直接判别沉积物物源属性的元素地球化学研究目前还未见报道。稀土元素(REE)在表生环境 中的化学性质非常稳定, 其组成及分布模式受风化作用、搬运过程以及沉积和成岩作用的影响很小, 沉积物中的REE 主要受母岩控制, 可以反映源岩信息, 常被用作沉积物物源的示踪剂[16–17]。本文拟通过对北部湾东部海域表层沉积物REE 组成特征分析, 探讨该区域沉积物REE 组成的制约因素, 揭示其所蕴含的物源和古环境意义。 1 材料与方法 厦门大学2006年7~8月在北部湾开展908-01- ST09航次地质调查时使用蚌式取样器获得了70个表层底质样品, 采样站位如图1所示。样品分布的站位主要集中在北部湾的东部、海南岛周边海域。研究区海底较为平坦, 从湾顶向湾口逐渐下降, 水深变化范围为11~110 m 。前人已对该区域沉积物粒度进行了详尽的分析[15], 结果显示该海域沉积物粒度总体较细, 平均粒径为0.52~7.64Ф, 平均为6.06Ф,

图1 研究区取样站位、实测水深与沉积物Folk 分类(粒度资料据文献[15])

Fig.1 The locations and Folk classification for sediments of the eastern Beibu Gulf, and water depths

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以粉砂粒级为主。根据粒度数据[15], 按Folk 粒度分

类法进行划分, 研究区沉积物主要由砂(S)、粉砂质

砂(TS)、砂质粉砂(ST)以及粉砂(T)等4种类型组成

(图1), 其中T 和ST 是研究区沉积物中的主要组分。

沉积物样品在40 ℃低温烘干, 在玛瑙研钵中磨

碎至200目以下。经马弗炉高温灼烧, 经HNO 3-HF-

HClO 4完全消解后, 采用等离子质谱分析方法

(ICP-MS)测定了Sc 、Cr 、Co 、Ni 、Cu 、Zn 、Pb 以

及La 、Ce 、Pr 、Nd 、Sm 、Eu 、Gd 、Tb 、Dy 、Ho 、

Lu 、Er 、Tm 和Yb 等元素的含量。所有实验均在国

土资源部海洋地质实验检测中心完成, 该实验检测

中心对样品采用以下几种质量监控方法: (1) 使用

国家一级标准物质进行测试结果比对; (2) 密码样

品的双份分析; (3) 沉积物样品全分析的百分数加

和。经审核, 样品检测结果的合格率为100%。为了

监控测试精度和准确度, 元素分析分别进行了若干

样品的重复分析与标样分析, 经检测分析元素的相

对误差优于10%, 其中稀土元素相对误差优于5%。 2 结 果

2.1 REE 含量及分布

北部湾东部海域表层沉积物REE 总量(ΣREE)、

δEu 和δCe 分布以及REE 的上陆壳(UCC)标准化模

式如表1、图2和图3所示。研究区表层沉积物ΣREE

变化范围为36.1~232.7 μg/g, 平均值为152.1 μg/g,

ΣREE 均值与UCC [19]平均值相近(表1)。轻稀土

(LREE)明显富集(ΣLREE 均值为147.6 μg/g), 重稀

土(HREE)相对亏损(ΣHREE 均值为16.2 μg/g), ΣLREE/ΣHREE 比值为5.93~10.90, 平均值为9.12。轻重稀土分异比明显, (La/Yb)N 均值(10.95)高于UCC (9.19)。此外, 研究区沉积物具有典型的Eu 负异常, δEu 值为0.38~0.90, 除个别站位较高外, δEu 值大部分小于0.67, 均值为0.61, 与UCC 以及北部湾周边的几条大河(珠江、红河、湄公河等)的δEu 值相当, 表现出较强的陆源属性。由于上述几条河流选取的是细颗粒样品(小于63 μm 沉积物), 其ΣREE (分别为295.4 μg/g 、278.4 μg/g 和239.6 μg/g)[20]明显高于研究区沉积物REE 的平均组成(表1)。值得注意的是, 珠江、红河、湄公河等大河中稀土元素(MREE)相对富集, (Gd/Yb)N 值分别为2.07、2.28和2.03, 远高于研究区沉积物(Gd/Yb)N 的平均值(1.61)。

图2 研究区表层沉积物ΣREE 分布图 Fig.2 ΣREE distribution for sediments of the eastern Beibu Gulf

图3 研究区沉积物δEu 和δCe 分布图

Fig.3 δEu and δCe distribution for sediments of the eastern Beibu Gulf

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DOU Yan-guang et al.: REE compositions and provenance implication of surface sediments in Beibu Gulf

研究区表层沉积物ΣREE 含量与沉积物粒度关

系密切, 不同类型沉积物REE 特征差异明显。北部

湾东北部海区(19.5°N 以北, 108.5°E 以东)沉积物颗

粒较细, ΣREE 较高; 而海南岛西南、北部湾中部海

区以及雷州半岛西北侧部分区域沉积物颗粒较粗,

ΣREE 相应地偏低。研究区沉积物δCe 值分布趋势

与ΣREE 相反, ΣREE 高的区域δCe 值低。此外, 生

物碳酸盐等自生沉积可使Ce 呈现明显负异常[22],

沉积物粒径较粗的区域, 如雷州半岛东北部、北部

湾中西部以及海南岛西南局部区域沉积物中生物贝

壳含量较高(图3), 其δCe 值偏低; δEu 值在研究区西

北部较低, 而在海南岛西南部局部区域值较高。

为了进一步获取研究区各区域REE 组成特征及

其与沉积物粒度的关系, 选取平均粒径(Mz)、

ΣREE 、δEu 、δCe 、(La/Yb)N 以及(Gd/Yb)N 等特征参

数, 在SPSS 软件中采用离差平方和法对研究区沉

积物样品进行Q 型聚类分析。Q 型聚类是对样品的

聚类, 将具有相同特点的样品聚集在一起。根据研

究区沉积物REE 分布规律, 结合元素地球化学统计

特征结果, 将研究区主要划分为4个地球化学分区

(Ⅰ区、Ⅱ区、Ⅲ区和Ⅳ区, 图4)。各区表层沉积物

的REE 特征的统计结果如表1所示。

2.2 稀土元素UCC 标准化模式

REE 标准化模式是表征地质体类型的最明显和

最有效的形式, 4个分区沉积物REE UCC 标准化模

式如图5所示。各区域UCC 标准化模式明显不同。

Ⅰ区相对较为平坦, 轻重稀土分异不明显, 无明显

Ce 负异常, δCe 均值为0.93, 部分样品MREE 富集。该区沉积物主要分布于研究区的西侧, 除北部湾中部区域外, 自北部湾北部河口到海南岛以南(图4)。Ⅱ区UCC 标准化模式较为曲折, ΣREE 值偏低, 呈现明显Eu 负异常, 弱Ce 负异常, δEu 和δCe 均值分别为0.55和0.80。Ⅱ区沉积物位于北部湾的中部, 该区域是北部湾重矿物富集区[23]。Ⅲ区UCC 标准化模式HREE 部分较为平坦, LREE 分异明显, 呈现明显Ce 负异常, δCe 均值为0.59, MREE 相对缺失。Ⅲ区沉积物较为分散, 主要分布在雷州半岛西北侧, 海南岛西南也零星分布。Ⅳ区UCC 标准化模式中HREE 分异明显, 无Eu 、Ce 异常, ΣREE 值高, MREE 含量相对富集。Ⅳ区沉积物主要分布在研究区东北部和雷州半岛的西侧(图4)。 3 讨 论 3.1 稀土元素组成的制约因素 研究表明, REE 在沉积过程中活动性较低, 主要赋存于碎屑矿物晶格中, 碎屑态中的REE 基本保持了源岩的物源属性特征, REE 及其参数是沉积物物源分析的常用指标[16,17,24]。然而, 研究发现REE 在沉积物沉积搬运沉积过程中受到化学风化、分选作用以及重矿物的影响而发生分馏[21,25,26]。因此, 在用REE 进行沉积物物源示踪时, 有必要对影响沉积物REE 组成的制约因素进行评估。 粒度是控制沉积物REE 组成的重要因素。REE 趋向于在细粒沉积物中富集[27], 研究区沉积物REE 含量与沉积物Mz 值有一定的相关性, REE 在粗粒沉

图4 北部湾东部海域夏冬海流模式及表层沉积物分区与物质来源

Fig.4 Summer and winter circulation patterns, different zones and provenances for the sediments of the eastern Beibu Gulf

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图5 研究区沉积物稀土元素UCC 标准化模式

Fig.5 REE UCC-normalized patterns of surface sediments in study area

积物中亏损, 与中国浅海沉积物类似[20]。此外, 粗粒

沉积物中生物碎壳较多, 碳酸盐中REE 含量很低[20],

这进一步使得REE 在粗粒沉积物中亏损。ΣREE 和

δCe 值分别是反映沉积物粒级和沉积物中碳酸盐含

量的良好指标, 两者相互关系如图6所示。研究区

沉积物ΣREE 值明显受到粒度的制约: 东北部(Ⅳ区)

沉积物粒径最细, ΣREE 值最高, 同时该区域δCe 值

最高, 在0.95~1.07之间; 与之相反, 雷州半岛西北

侧以及海南岛部分区域(Ⅲ区)沉积物粒径最粗,

ΣREE 值最低, 该区域δCe 值最低, 在0.32~0.73之

间。一般情况下, Ce 负异常主要与生物碳酸盐等自

生沉积物有关: 碳酸盐含量越高, δCe 值越低[22]。从

Ⅲ区到Ⅳ区, δCe 值越来越高, 表明碳酸盐影响越来

越小, 可能反映了沉积物中碳酸盐含量逐渐降低的

过程。Ⅰ区和Ⅱ区沉积物粒径大小以及ΣREE 值介

于Ⅲ区和Ⅳ区之间。综上所述, ΣREE 和δCe 散点图

可能反映了粒度和生物碳酸盐对研究区沉积物REE

的制约。

沉积物中的重矿物对整个沉积物的REE 含量及

分布模式有显著影响: HREE 趋向富集于锆石、石榴

子石、电气石等中, LREE 与MREE 则在榍石、褐帘石、角闪石、磷灰石、独居石等中含量较高[28]。前人研究表明北部湾中部是重矿物富集区(2.5%~ 5.0%)[23], 该区域为水深40~60 m 粗粒沉积区, 与Ⅱ区位置基本一致, 优势矿物为绿帘石(3.07%)、钛铁矿(31.5%)、锆石(13.3%)、金红石(2.6%)和石榴子石(2.6%)[15], 与北部湾西岸、西北岸入海河流矿物类型组合类似[14]。锆石和石榴子石的富集存在会使沉积物中HREE 含量偏高, 而使得LREE 和MREE 相对缺失。从表1中可以看出, 重矿物富集的Ⅱ区(La/Yb)N 、(Gd/Yb)N 等参数均介于Ⅰ区、Ⅲ区、Ⅳ区之间, ΣHREE 也未见明显高值, 并未出现HREE 富集的现象, 这表明重矿物对研究区沉积物REE 组成的影响不大。 近年来的研究表明, 化学风化能够影响沉积岩REE 的分布模式和Eu 异常, HREE 往往比LREE 活泼, 前者带出能力比LREE 强, 易以溶液形式发生迁移, 后者则趋向于在风化残余物中富集[27,29,30]。红河流域的化学风化指数(CIA)显示该流域硅酸盐化学风化作用为中等强度, 与长江及亚马孙河的风化

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图6 δCe 与ΣREE 相关图

Fig.6 The correlation between δCe and ΣREE

强度相近, 而高于黄河, 低于珠江[31] 。然而, 对珠江、红河、湄公河沉积物REE 的研究发现, 珠江沉积物的轻重稀土分异值(La/Yb)N 远小于红河(表1), 与CIA 值的结论相矛盾。此外, 研究发现, 化学风化对长江流域沉积物REE 组成影响不大, 仅在一定程度上对REE 的分布模式产生影响[26]。这表明(La/Yb)N 值很大程度上反映的是沉积物物源信息, 而非化学风化信息, 化学风化对该区域河流沉积物轻重分馏影响不大。研究区沉积物(La/Yb)N 均值介于珠江与红河之间, 但明显高于湄公河(表1), 各分区沉积物轻重稀土元素的分异反映了源岩对研究区沉积物组成的控制, REE 组成基本继承了源岩组成特征。 此外, 海南岛西北侧区域(Ⅳ区)局部沉积物具有弱的Ce 正异常, 在海洋沉积物中, Ce 异常与海洋自生沉积有关, Ce 正异常主要是通过黏土、铁锰氧化物直接从海水中捕获吸附Ce 4+所致[32], 表明研究区沉积物REE 组成局部受到自生沉积的影响。 3.2 稀土元素分馏物源指示意义 虽然沉积物搬运沉积过程中受水动力分选造成粒级与矿物的不同, 从而产生REE 组成与分布形式的差异[28], 但总体来说, REE 具有相似的化学性质和低溶解度, 在风化和成岩作用过程中很少发生分馏, 因此, REE 特征参数和分布模式被广泛应用于沉积物源的判别。(La/Yb)N 和δEu 值是表征REE 分

馏的两个参数, 研究区沉积物Mz 与(La/Yb)N 呈一定程

度的负相关关系, Mz 与δEu 相关系数几乎为零(R 2 =

0.0681) (图7)。可见, (La/Yb)N 和δEu 两个参数能够

消除沉积物粒级和碳酸盐的影响, 较好地保存了源

岩的化学组成特征, 因此, (La/Yb)N 和δEu 是进行物

源示踪的有效指标。

研究区沉积物具有弱的Eu 负异常, 除面积较小

的北部湾中部砂质区(Ⅱ区)外, 其他分区(Ⅰ、Ⅲ、

Ⅳ区) δEu 均值(0.60~0.67)与红河、湄公河、珠江等

河流沉积物以及UCC 的δEu 均值(0.62~0.65)较为接

近(表1和图8), 这表明研究区沉积物对上陆壳沉积

物具有很大的继承性; (La/Yb)N 值既是反映轻重稀

土分异的重要参数, 又可能是反映化学风化强弱的

指标[29–30]。上节论述表明表生风化过程没有显著地

改变研究区沉积物的REE 组成。因此, (La/Yb)N 与

δEu 值反映了北部湾东部海域表层沉积物具有典型

风化上陆壳的REE 特征。研究表明, 若母岩为中酸

性的长英质岩石(如花岗岩、流纹岩), 其REE 含量

相对较高, LREE 相对富集, ΣLREE/ΣHREE 比值高,

具有明显的Eu 负异常; 而若母岩为基性玄武质岩石,

其REE 含量较低, HREE 含量较高, ΣLREE/ΣHREE

比值较低, 无Eu 异常[33–34]。 研究区沉积物REE 具

有LREE 富集、HREE 平坦以及中等程度的Eu 异常

等特征, 这种特征与基性玄武质岩石相反, 表明其

源岩以上陆壳长英质岩石为主, 缺乏深源的基性和

超基性组分。

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图7 Mz 与(La/Yb)N 和δEu 相关图

Fig.7 The correlation between Mz and δEu and Mz and (La/Yb)N

图8 北部湾东部海域表层沉积物(La/Yb)N 和δEu 物源判别图

Fig.8 Discrimination plot of (La/Yb)N vs . δEu for sediments of the eastern Beibu Gulf

北部湾周围入海河流众多, 周边大小河流300

多条注入湾中。主要入海河流包括海南省的昌化江、

珠碧江, 广西壮族自治区的南流江、钦江、大风江、

北仑河, 以及越南的红河、马江和兰河等, 这些河流

年总径流量达(1.5~2.0)×1011 m 3, 每年携带大量碎屑

沉积物进入北部湾。其中红河年总径流量为120 km 3,

输沙量可达130 Mt/a [35], 加之北部湾沿岸基岩的侵

蚀, 为其提供了丰富的物源基础。

北部湾环流格局非常复杂, 冬季为一逆时针环

流所控制[36], 外海海水北上从海南岛南部进入湾内

北上, 直达湾东北部, 随后转向西流, 汇入越南南向沿岸流, 至湾南又受外海北进水的推动转向北流。虽然北部湾夏季环流路线究竟是顺时针[37]还是逆时针[38]存在很大分歧, 但冬夏两季复杂的环流格局对于沉积物的搬运产生重要影响。 海南岛的西南侧(Ⅰ区)位于北部湾的中部海域, 该区域沉积物(La/Yb)N 对δEu 物源判别图覆盖了整个研究区的绝大部分投点(图8), 各REE 参数适中, REE 分异不明显, 介于Ⅱ区和Ⅳ区之间, 具有混合沉积的特征。该海区沉积动力条件较复杂, 冬夏两

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DOU Yan-guang et al.: REE compositions and provenance implication of surface sediments in Beibu Gulf

季环流经过, 可将北部湾西北部沉积物或湾南部外

海沉积物搬运至此。因此, Ⅰ区沉积物物源来自以

下几个物源区: (1) 接受来自海南岛西南侧河流沉

积物和沿岸侵蚀物; (2) 由南向北输入的外海沉积

物(冬季); (3) 夏季或冬季由北部湾西北部和西部搬

运来的沉积物。该区域REE 亦显示多源沉积物混合

特征。这与前人对北部湾碎屑矿物研究[23]以及沉积

物粒径趋势分析[15]获得的认识基本一致。

北部湾东部海域各分区沉积物REE 标准化模式

以及(La/Yb)N 对δEu 物源判别图表现出一定的差异

(图8)。研究区东北部(Ⅳ区)以细颗粒的粉砂为主。矿

物学研究表明, 该区域沉积物的物源主要来自湾北

沿岸侵蚀、琼州海峡和雷州半岛西部的沿岸侵蚀[15]。

该区域ΣREE 值高, 在沉积物的(La/Yb)N 对δEu 图解

中非常集中, 且与红河、湄公河、珠江等相近(图8)。

因此, 该区域细颗粒沉积物除来自沿岸侵蚀外, 还

来自以下两个物源区: (1) 珠江流域以及南海北部

陆架区, 该区域少部分沉积物可能通过琼州海峡向

Ⅳ区搬运[39–40](图4); (2) 北部湾西北部, 夏季顺时

针的环流将红河河流沉积物搬运至此。

研究区东北部砂质区(Ⅲ区)范围很小, 受粒度

和碳酸盐的影响, 其沉积物ΣREE 和δCe 值很低, 轻

重稀土分异明显, δEu 值变化范围大(图8), 其物源

可能与东北部基岩侵蚀有关。此外, 东北部砂质区

(Ⅲ区)与海南岛西南侧沿岸部分沉积物REE 特征类

似, 碎屑矿物的研究已证实海南岛西岸、西南岸沉

积物为现代近岸侵蚀产物[41], 表明研究区东北部砂

质区(Ⅲ区)沉积物可能来源于雷州半岛西北部近岸

基岩侵蚀。研究区中部粗粒沉积区(Ⅱ区)是重矿物分

布区[23], 该区域沉积物REE 组成与Ⅲ区沉积物略有

不同, δEu 值偏低, 可能与REE 的重矿物分馏有关。

研究表明, 该区域矿物与北部湾西部沉积物来源是

相同的, 主要来源于红河输砂[14]。然而, Ⅱ区矿物组

合中含有自生方解石和海绿石, 表明该区域长期处

于较稳定的环境, 该区域被认为是低海平面时沉积

的老红河三角洲, 属水下三角洲残留沉积[23]。 4 结 论 (1) 北部湾东部海域表层沉积物ΣREE 变化范围为36.1~232.7 μg/g, 平均值为152.1 μg/g 。与上陆壳相比, 研究区沉积物呈现轻稀土明显富集, 重稀土相对亏损的特征。ΣLREE/ΣHREE 比值为 5.93~

10.90, 平均值为9.12。具有典型的Eu 负异常, δEu 值介于0.38~0.90之间, 均值为0.61。(La/Yb)N 与δEu 值反映了北部湾东部海域表层沉积物具有典型风化上陆壳REE 特征, 其源岩以上陆壳的长英质岩石为主。 (2) 根据研究区沉积物REE 分布规律, 结合元素地球化学统计特征, 研究区可划分为4个地球化学分区: Ⅰ区, 研究区的西侧, 除北部湾中部区域外, 自北部湾北部河口到海南岛以南; Ⅱ区, 北部湾的中部; Ⅲ区, 雷州半岛西北侧; Ⅳ区, 研究区东北部。各区域UCC 标准化REE 模式明显不同, 其REE 组成受沉积物粒度和生物碳酸盐含量的制约。 (3) (La/Yb)N 对δEu 物源判别图显示, 研究区Ⅰ区呈多源沉积特征, 来自以下几个物源区: (1) 海南岛西南侧河流沉积物和沿岸侵蚀物; (2) 由南向北输入的外海沉积物(冬季); (3) 夏季或冬季由北部湾西北部和西部搬运来的沉积物。Ⅱ区与北部湾西部沉积物来源是相同的, 主要来源于红河输砂。Ⅲ区沉积物可能来源于雷州半岛西北部近岸基岩侵蚀。Ⅳ区沉积物主要来自北部湾北部沿岸侵蚀、琼州海峡和雷州半岛西部的沿岸侵蚀。此外, 部分沉积物还可能来自珠江流域以及南海北部陆架区和北部湾西北部。 感谢中国科学院南海海洋研究所“实验2号”调查船科研工作人员野外的辛勤劳动, 同时感谢国土资源部海洋地质实验检测中心在实验过程中的鼎力支持与协作。 参考文献(References): [1] Singh P, Rajamani. REE geochemistry of recent clastic sedi-ments from the Kaveri floodplains, southern India: Implica-tion to source area weathering and sedimentary processes [J]. Geochim Cosmochim Acta. 2001, 65(18): 3093–3108. [2] Sholkovitz E R, Elderfield H, Szymczak R, Casey K. Island weathering: River sources of rare earth elements to the West-

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