第三节 海底沉积

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内容出处: 《福建省志·海洋志》 图书
唯一号: 130020020230006787
颗粒名称: 第三节 海底沉积
分类号: P736.2
页数: 23
页码: 44-66
摘要: 本文记述了福建海底沉积类型繁多、分布状况复杂,按从粗到细的机械分异趋势展布,沉积物的物质成分虽各自有分布特点,也以沉积类型为基础而呈相似的分布格局,从而构成明显的沉积分区。
关键词: 福建省 海底沉积

内容

福建海底沉积类型繁多、分布状况复杂,按从粗到细的机械分异趋势展布,沉积物的物质成分虽各自有分布特点,也以沉积类型为基础而呈相似的分布格局,从而构成明显的沉积分区。
  一、沉积类型
  按照沉积物的不同颗粒粒径含量比例,福建海底沉积物计有砾石(G)、砂砾(SG)、粗砂(CS)、粗中砂(CMS)、中砂(MS)、中细砂(MFS)、细砂(FS)、砂(S)、粉砂质砂(TS)、粘土质砂(YS)、砂质粘土(SY)、砂—粉砂—粘土(S-T-Y)、砾—砂—粘土(g-S-Y)、粘土质粉砂(YT)、粉砂质粘土(TY)、泥(Y)及基岩(R)等类型。它们在海湾、河口、岛屿周围及陆架海底等地形单元内分布各有特点。
  (―)海湾
  福建海湾大小各异、海底地貌复杂,水动力及泥砂运移等差别明显,因而海湾沉积也异态纷陈。但综观其分布特点,相同类型海湾沉积仍有相似之处,表现出一定的沉积规律(图1-9)。
  1.断层—溺谷基岩海湾
  位于闽东北海域,由于水道深邃,口门束狭、潮流动力强,在口门及水道海底为砾石、砂砾分布、地形束狭处常见沉积物突变为粗粒。如三沙湾口门水道有大片砾石分布,沙埕湾地形束狭海底分布为砾石、砂砾、中粗砂等。湾顶或又无河流注入的僻静水域主要为粉砂质粘土,该类型在此类海湾分布最广泛。而在有河流注入的湾顶常有较粗粒沉积分布,如三沙湾白马港自上往下依次有粗中砂、中砂等分布。三沙湾内岛礁林立,地形岖崎不平,沉积情况相应复杂。而罗源湾地形较简单,其沉积也较单纯,可作为此类海湾沉积代表。
  罗源湾口门狭窄,两侧岩岸壁立,水深流急,口门水道为砂砾及基岩。随水道向湾内延伸,沉积物依次为泥质砂、砂质粉砂质粘土、中砂及砂质粉砂质粘土等。该处涨潮流速大于落潮流速,有利于冬季沿岸南流浑水随流由湾口通过口门水道向湾内运移。沉积物类型分布正与此处泥砂运移趋势相符。而湾顶(西北处)有小溪(起步溪)注入,属山溪性河,注入湾内水道自上而下依次沉积有中粗砂及砂质粉砂质粘土,其粗细分异趋势反映出河流来砂,故罗源湾具有“双向”来砂特点。而水道之外广大边滩及浅水海底皆为大片粉砂质粘土分布,具有淤积态势。
  2.基岩海湾
  以湄洲湾为代表,周边无较大河流注入,沉积物分布主要由水动力条件决定。如岛屿间过水断面较窄,水流速度增大,常分布有砂砾沉积(湄洲岛、大竹屿、横屿等处),水道及邻岸浅滩常有粗质砂(中粗砂、粗砂)及砂质粉砂质粘土,湾内常为粘土质粉砂与粉砂质粘土。据水文泥砂测验结果,海湾泥砂的输出量和输入量较为相近,泥砂进出趋于相对平衡,海底沉积状及较为稳定。
  3.河口—基岩湾
  此类海湾沉积情况不一。福清湾以砂质与砂、粉砂、粘土混合沉积类型为主,粘土质沉积较少。总的分布趋势是水道内较多中粗砂、中砂、细砂,湾口为中细砂、细砂、粉砂质砂,往湾内、湾顶渐为砂质粉砂质粘土及少量粉砂质粘土、粘土质粉砂。其沉积来源于龙江向海湾输砂、岸蚀供砂及湾外向湾内运移输砂,来自于湾口的余砂也随涨潮流不断向湾内补偿,其补偿量大于湾偏南外泄的余砂量。泥砂运移结果使湾内沉积类型复杂化,岸滩不断淤积。同安湾沉积也较复杂,粗粒沉积类型分布于湾口、湾顶及西侧海堤水道,如湾口外有粗砂、砂砾,北部湾顶有砂砾与中粗砂,西侧海堤水道有砂沉积。而广阔的湾内中部为砂质粉砂质粘土及粉砂质粘土,南侧及西侧岸滩多泥质砂、砂等,其沉积来源较多,分别来自于湾顶河溪注砂、湾外自湾口入砂、海堤西通道携砂入湾以及岸滩侵蚀供砂,致使沉积类型复杂,混杂沉积(砂质粉砂质粘土等)分布较广。东山湾湾口沉积较粗,有砂砾、细砂等,湾顶漳江河口分布有砂质粉砂质粘土、中细砂、粉砂质砂等,湾东毗邻古雷砂洲的浅滩大片分布中细砂、细砂,湾西、南岸滩有局部细砂、砂质沉积等,湾中、湾北主要为粉砂质粘土、砂质粉砂质粘土、粘土质粉砂等。其沉积来源分别来自于湾顶河流注入、湾外运入、东侧风沙搬运入湾以及岸边侵蚀供应等,从而构成与其它湾不同的沉积分布。
  4.小型河口—泻湖湾
  此类海湾大部分仅在湾口有较粗沉积(砂砾、中粗砂等),如旧镇湾、佛昙湾、安海湾等,湾口部集中分布大部分沉积类型,而湾内沉积较单一,几乎全为粉砂质粘土沉积,反映出湾内沉积动力条件较弱,处于淤积态势。宫口湾沉积状况则不同,除湾口附近有细砂、砂质粉砂质粘土、粉砂质粘土等多类型分布外,湾内自湾顶向外依次由砂、粉砂质砂往粘土质粉砂分异沉积,单一分异趋势明显,表明河砂入湾后依序沉积,湾内水动力状况也较弱,淤积态势明显。
  (二)河口
  福建省入海河口属于山溪性河口,河口区并不长,但径流量较大,以落潮流占优势。由于水流把流域来的砂质沉积物直泻而下,随着水动力减弱,沉积物机械分异作用使沉积物粒径自上而下由粗变细,形成与许多海湾不同的单一方向的分异趋势。这在闽江、九龙江口等河口都可清晰见到,本目以九龙江河口为例阐述(图1-10)。
  九龙江是福建第二大河,该河河口湾位于厦门嵩屿—龙海屿仔尾一线以西及河口三角洲(浒茂洲等)以东水域。两次海底沉积调查(1961年、1981年)表明,虽然由于上游人为建闸及泥砂供应变化影响,水下沉积状况发生明显变化,但河口湾沉积类型组合仍受粒径、比重控制,沉积物机械分异现象明显。如据1961年调查资料,大致在海门岛一鸡屿一线以西为粗中砂,往东为中细砂,再往东至嵩屿东南,粒度更细,粉砂质砂及泥质粉砂呈舌状伸展于厦门港海底的粉砂质泥之中。1981年调查,虽然沉积展布格局已有变化,但沉积机械分异趋势仍基本不变;大致在浒茂洲中、南港及海门岛西南水道内为粗中砂,海门岛西北侧及鸡屿南侧为中细砂,往东仅为细砂条带,外侧为泥质砂,厦门港海底仍为粉砂质泥。在柱状样的垂直变化方面也很明显,砂层自口内往口外渐薄,厚度从2~3米减至0.5~1米,粒度由粗变细,至口外为泥层代替。
  调查也表明,以粘土和细粉砂为主体的悬浮体泥砂除沉积于河口湾浅滩外,相当部分往厦门湾内、外沉积。而推移质砂类(中粗砂类)主要在河口湾内沉积,部分可以冲积到南侧的打石坑以东的浅滩区,并往南入海沉积。
  (三)岛屿周围
  此处沉积复杂多变,随岛而异,沉积类型分布格局除河口岛外与海湾、河口显著不同。其分布受所处位置及水动力环境控制,显现出独特的沉积特征(图1-11)。岛屿潮间带沉积取决于所处的地貌动力环境。基岩海岸常毗邻海蚀平台及粗质(砂砾、粗砂、中粗砂等)沉积,砂砾磨圆度差,分选程度低。以波浪动力作用为主的海滩沉积,在基岩岬岸间小海湾一般有砂砾、砾砂、粗砂、中粗砂和中细砂等沉积,分选程度差,多来源于附近受侵蚀的岩岸岩石。而在开敞式海湾,如海坛岛坛南湾、海坛湾、流水湾、东山岛马銮湾、苏尖湾、宫前湾、南日岛南海滩都有中粗砂、中细砂、细砂等沉积,有时高潮带上有少量砂砾或粗砂沉积。以潮流作用为主的潮滩多为砂—粉砂—粘土,在湾内岛屿背向NE风浪的潮滩为粉砂质粘土,如江阴半岛、三都岛潮滩水动力以潮流为主,广泛分布此类沉积。
  在岛间水道,峡口及束狭地段为潮流、急流通过地,海底常为粗粒沉积物,甚至为基岩露出(无沉积)。如东山岛与古雷头间狭窄水道,水流揣急,主要为砂砾、细砂沉积,并有岩石基底。三都岛、江阴半岛周围缩窄的潮汐通道上分布有潮流砂脊,脊上为较粗沉积物,相邻的槽谷斜坡以细粒沉积为主。
  近海岛屿沉积因其位置而异。闽东北大嵛山岛和西洋岛为一些孤立基岩岛,除岛间及岛一陆间的峡口为粗粒沉积外,细粒粘土质粉砂与粉砂质粘土几乎覆盖了岛屿周围。闽中的海坛岛等东侧水下岸坡及海底平原基本为粘土质粉砂,而西侧的与大陆相隔的海坛海峡为粗粒的各粒级砂、砂—粉砂—粘土或粉砂质粘土等沉积。闽南东山岛又不同,东侧海域以粗粒沉积为主,西侧海域均以细粒沉积为主。河口附近岛屿如琅岐岛、紫泥岛海域,从近口段和汊河段的粗粒沉积到河口浅滩的砂质沉积或沙泥混合沉积,向外海过渡到口外海滨的泥质沉积,体现出河口沉积的分异特点。
  岛连岛区海底沉积显现出自NE往SW的分异趋势。如海坛岛芦洋埔东北海滩为砂质沉积,西南海湾为砂—粉砂—粘土、粉砂质砂等。南日岛东北侧为砂砾沉积,西南侧为砂质。东山岛与古雷半岛间为砂质为主沉积,而岛西南砂沉积仅为小范围分布,大片为砂—粉砂—粘土混杂沉积。表明海砂与风砂联合沉积与分异分布。
  (四)陆架
  福建省陆架海底沉积类型分布格局清晰,按照类型组合分区及形成条件可分4个区阐述(图1-12)。
  I.现代泥质沉积区:该区分布在台湾海峡北部及闽东北陆架海底,北端成片分布于水深约70米的内陆架。南端经海坛岛及其以东水下高地分成二支,西支往西南窄缩由水深50米至金门岛附近20余米,东南支直往东南延伸达台湾沿岸海底。沉积类型由粉砂质粘土、粘土质粉砂、砂质粉砂质粘土、粉砂质砂组成。
  粉砂质粘土是粉砂和粘土两个粒级含量均大于20%,且粘土级多于粉砂级。为浙江内陆架海底延续而来,延展宽度逐渐变小,至海坛岛以北趋于尖灭。其内粘土级含量也由东北向西南减少。
  粘土质粉砂为以粉砂为主(含量50%~68%),粘土级约为20%~40%。呈条带状自东北往西南延伸,海坛岛以北在粉砂质粘土外侧分布,宽度约20~40公里。往西南窄缩至金门岛附近仅约数公里宽而至尖灭,从而构成闽中沿岸海域一条泥质带。同时在横向粒级组成上,向外极细砂级(4Φ)增多,粉砂级(5~8Φ、6Φ)显著减少(图1-13),表明向外侧渐为砂质沉积物,内侧为粉砂质为主的泥质带。
  砂质粉砂质粘土为砂,粉砂和粘土三个粒级会量均大于20%的混合类型,主要分布于粘土质粉砂旁侧局部地段。
  砂质粉砂为粉砂和砂两个粒级含量均小于20%,且粉砂多于砂的混合类型,主要分布于泥质沉积区南端东南侧,向东南延伸斜切海峡直达台湾沿岸海底。其4米柱状样显示,自上而下沉积结构均一,沉积环境较稳定。此外在西南支泥质带外侧也有狭长带状分布,相伴而生。
  此区形成条件从沉积类型及粒级组成特点来看,受闽浙沿岸流南下控制和影响,大量泥质成分从浙南海域运移至闽东北海域沉积,沿程泥质已有减少趋势,至海坛岛以东由于受南来往东北的台湾暖流“顶撞”而转向东流,当地渔民俗称的“推东流”现象可能与此有关。并受平潭以东的水下高地的阻拦,南下的泥质浑水沉积分成二支,西南支——泥质带与东南支——粉砂质砂带就得以形成。从而构成为中国长江口以南现代沿岸泥质沉积区的末端和终结地。
  Ⅱ.近岸砂质沉积区:主要分布于闽南(九龙江口以南)湾外沿岸受风浪作用较强海域或开敞海湾,如漳浦赤湖、古雷、六鳌、东山岛东侧都有大片砂质沉积。东山岛以东近岸海域,潮间带为粗中砂、中粗砂,至水深10~15米左右的水下岸坡之间为中细砂,再往深水方向主要是细中砂和中细砂。并在水深20~25米深水区有众多的水下砂丘群分布。据对砂丘砂的石英颗粒电镜扫描显示,石英颗粒均受一定的磨蚀作用,一般为次圆状,具有各种水下撞击痕迹。此外闽中(闽江口以南)也有断续分布的砂质沉积,如长乐东岸、海坛岛东侧海湾、南日岛南北侧海底等都有砂质沉积。各种水道、峡口也常有更粗粒沉积。供应这些砂质的源地,除闽江、九龙江等输砂对海域砂质沉积有较大作用外,其它一些河流主要是在湾内沉积,仅有悬浮泥类迁至湾外。沿岸侵蚀供应及外海来砂是另一主要来源。尤其是闽南沿岸,自外海由波浪动力起动,经海流输送搬运至近岸沉积。
  Ⅲ.残留砂沉积区:分布于台湾海峡南部及其向东北延伸区,并越过台湾岛北部水深大于约70米的外陆架与东海陆架残留砂区相连。沉积物类型自南而北依次有砾石、砂砾、中粗砂、中细砂、细砂等。
  砾石,分布于台湾浅滩中部,砾石大小不均,砾径从0.2~100毫米皆有,以15~20毫米中砾为主。
  砂砾,呈斑状分布于台湾浅滩中部,砾石含量22%~34%,以2~9毫米细砾为主。砂含量约47%~70%,以中粗砂为主。砂砾中含贝壳及其碎片较多。
  中粗砂,大面积成片分布在台湾浅滩及其北侧,中粗砂级一般占80%~90%,含少量细砾和粉砂,含3%~10%贝壳。
  中砂,分布面积不大,呈斑块状分布在台湾浅滩中部和西北侧,含砂量76.0%~99%,以中砂级为主(占44%~72%)。
  中细砂,指中砂和细砂两个粒级含量均大于20%的沉积类型,分布广泛。
  细砂,为细砂级占主要含量(多数>65%)的砂,并含少量中砂、粉砂及粘土等。成片分布在海峡中北部及台湾岛以北外陆架。
  此砂质沉积区分布广,延伸长,自闽东北外陆架直到台湾浅滩纵贯延伸,一般认为是残留砂沉积物。主要根据:
  砾石呈小片分布,最大在10厘米以上,而其内侧的近岸沉积中却没有发现。如此大的砾石是不可能在现代越过近岸砂质沉积而到达台湾浅滩的。
  砾石及砂粒磨圆度甚好,反映出曾经波浪等强烈冲击,远非现代埋藏于水下水动力所能作为。
  粗粒沉积物(砾、砂)中有大量只适于浅水和潮间带生存的生物遗壳,如猫爪牡蛎、条纹隔贻贝、心蛤、藤壶、紫蛤、蚬等,而现在却出现在海底水深20米以下。
  对台湾浅滩14C测年中砂为5556±241年,中粗砂为14107±349年,表明是中全新世以前形成的,而非5000年以来的全新世晚期沉积物。
  此砂质沉积区大片分布,并与福建主要河流(闽江、九龙江等)沉积物有泥质带(区)相隔,其物质来源不可能由现代大陆河流注入供应。
  砂质沉积类型展布有序,自西南台湾浅滩往东北依次由粗变细,至细砂区虽有泥质沉积区南端东南支(砂质粉砂带)相隔,但该带之东北又为细砂,表明细砂成片分布,仍属此一沉积有序的分异沉积。此一分异趋势正与台湾暖流由西南往东北的流动趋势相符,反映出残留砂并非绝对“残留不动”,也处在运移和改造分选之中。台湾浅滩处于侵蚀状态,沉积物受到粗化改造。但从整个沉积区来说是残留性质,原属于冰期低海面时期残留的滨岸沉积。
  在此残留砂体内发现有属于浅海沉积环境的有孔虫、硅藻组合。但这属于生物的混染或异地搬运成分,这在世界上一些残留砂体中并不少见,而非当时残留时期的产物。
  Ⅳ.漆湖水道与陆坡泥质沉积区:分布于澎湖水道及台湾浅滩东南侧陆埤,沉积类型主要为粘土质砂及泥(粘土质沉积,含少量粉砂等),并有极少火山物,大洋微生物壳体增多。
  二、沉积速率
  同位素地质年代学方法在研究沉积速率中广泛采用,已应用14C测定法测定了晚更新世以来的沉积年代,并求出相应年代之间的平均速率。应用210Pb测定法测定了现代沉积速率(表1-16、图1-14)。
  通过二种测定方法测出的沉积速率显示各海区具有各自特点,并具有区域变化规律,反映出沉积特性。
  (一)海坛岛以东水下高地两侧
  该水下高地阻隔自浙南、闽东北海域南下的泥质浑水,北侧为成片泥质沉积区,沉积速率较高。南侧分成西南支与东南支两支泥质带。东南支粉砂质砂带沉积速率明显低于北侧。据210Pb测定,水下高地北侧达4.8毫米/年以上(4.8~7.91),而南侧仅在4.8毫米/年以下(3.7~3.9)。14C测定数据也显示,全新世北侧(737站)3.12毫米/年,南侧(745站)仅为1.9毫米/年。
  (二)闽江口—长乐水下岸坡—西南支泥质带
  此处自闽江口向南延伸,经长乐以东水下岸坡沿海坛岛、南日岛、湄洲岛外侧达金门岛附近。210Pb测定数据显示,闽江口外及拦门沙、长乐以东岸坡沉积速率较高,如口外(212站)1962年以前达22.0毫米/年,1962~1984年达9.0毫米/年,长乐岸坡(250、261站)也达11.0~21.0毫米/年。往南至海坛岛以东的泥质带北端(311站)降为11.0~14.0毫米/年。再往西南,速率渐降,至湄洲岛东南(756站)仅分别为4.9毫米/年。14C测定数据也显示大致有相似趋势,如闽江口拦门沙全新世期间1站等平均速率为4.68毫米/年(0~784年),而其南各处较低。这些都说明闽浙沿岸流南下携带的泥质浑水及闽江口排入海的悬浮泥质大量在闽江口及其以南落淤,致使该地沉积速率较高。越过海坛岛后,一股沿西南方向延伸形成泥质带,北端沉积速率较高,往西南渐低,至末端随带形变窄其速率也迅降。
  (三)海湾及沿岸
  据现有²¹ºPb测定数据显示,有大河(九龙江、晋江)注入的厦门港、泉州湾沉积速率较高。如厦门湾南侧(XB-2站)达9.0~15.0毫米/年,湾外也达9.0毫米/年(555站)。泉州湾顶达37.0毫米/年(498站),湾内及湾外也达7.6~20.0毫米/年。而缺少大河注入欠泥沙充分供应的海湾沉积速率则较低,如兴化湾(338站)为5.0毫米/年、湄洲湾(442站)为4.0毫米/年、东山湾(625站)为2.1毫米/年。(粤东)南澳岛附近沿岸海底(702、838站)也较低,仅在2.2~4.1毫米/年之间。这些说明海湾的泥砂来源中以河流注入为主,凡有泥砂充沛入湾的速率较高。
  (四)台湾海峡中南部
  仅据14c测定数据显示,全新世(11000年)期间沉积速率在0.25毫米/年以下,小于沿岸及泥质带、泥质沉积区。如海峡809站为0.25毫米/年,760站为0.08毫米/年,775站为0.04毫米/年。而沿岸除405站为0.2毫米/年外,其余绝大多数都在0.29毫米/年以上,如(粤东)南澳岛北(702站)为0.29毫米/年,湄洲岛东南756站为0.48毫米/年。海坛岛以东水下高地南北两侧就更高了,远非海峡中、南部所比,说明台湾海峡沉积速率相对较弱。
  三、矿物成分
  (一)重矿物
  重矿物(比重一般>2.86)是海底沉积物物质组成的一部分,见有50种以上。其种类繁多,含量不均。主要矿物分布广、含量高,有绿帘石、角闪石、钦铁矿、磁铁矿、云母类、黑云母、锆石、白钛石等。次要矿物分布也广,但含量较低,有电气石、石榴石、红柱石、赤铁矿、透闪石、白云石、金红石、锐钛矿、自生黄铁矿、榍石、辉石等。少量矿物含量虽低,但出现机率较高,有独居石、十字石、磷灰石、斜黝帘石等。少见矿物含量低,分布零散,有自生菱铁矿、磷钇矿、蓝晶石、钍石、橄榄石、硅灰石、硅线石、符山石、尖晶石、海绿石等,按其成因,绝大部分都属陆源碎屑矿物,极个别为海成自生矿物。其分布特点明显,在河口、海湾、沿岸水下岸坡及台湾海峡西侧有着与沉积类型分布共同特征,体现出不同区域的沉积规律。
  1.河口
  闽江口是典型的山溪性潮汐河口,河口区长约80公里,魁岐以上为径流作用占优势的河段,其下逐渐为以潮流作用为主的分汊河道及口外海滨。据对闽江口表层沉积物中重矿物鉴定分析,可划分为5个组合类型(图1-15)。
  I.磁铁矿一绿帘石一赤铁矿一锆石组合,重矿物平均含量为63%,磁铁矿、赤铁矿等金属矿物平均含量为57.7%(磁铁矿31.6%),锆石为4.5%,角闪石14.3%。分布在近河口段、南北港、入港航道及水道,为在水动力较强的条件下沉积。
  Ⅱ.磁铁矿—赤铁矿—锆石组合,重矿物平均含量达20.3%,磁铁矿为37.2%,锆石达8.4%,皆为各组合类型首位,而角闪石仅3.4%、绿帘石仅10.7%。分布在水深较浅、流速较缓的砂坝、砂嘴地区,使此类比重大的重矿物集聚。
  Ⅲ.磁铁矿—绿帘石—赤铁矿—角闪石—云母类组合,分布于河道两侧边滩及潮滩,由于水浅、流速小,重矿物平均含量只有1.7%,大比重金属矿物含量减低,而角闪石含量达14.4%,云母类为5.0%,皆居于首位。
  Ⅳ.绿帘石—磁铁矿—角闪石—赤铁矿组合,分布于口外海滨5~10米等深浅附近海域,由于主要受潮流旋转流影响,流速变缓,水流挟砂能力降低,比重较大的重矿物(磁铁矿19.3%、锆石2.0%)减少,而绿帘石、角闪石含量增加,绿帘石高达39.5%。
  V.绿帘石—赤铁矿—磁铁矿—角闪石组合,分布于北部边滩(5米等深浅以浅区),水动力较弱,绿帘石也较高(27.3%),其它金属矿物含量较低(磁铁矿20.3%、锆石2.3%)。
  故由以上组合类型分布可见,含量高低受水动力及地形控制。除南北向因地形及水动力条件而变化外,自西往东随径流、潮流等水动力的减弱,重矿物含量按比重大小分异,与沉积物按粗细的机械分异一样,形成大比重重砂物—磁铁矿(比重4.9~5.2)等在内,较轻的角闪石(比重3.06~3.40)、绿帘石(比重3.37~3.50)等在外有规律的沉积。
  九龙江河口湾,位于浒茂洲、乌礁洲以东至嵩屿以南,重矿物含量分布趋势与闽江口一样,除随着浅滩、砂洲、水道等地形因水动力变化而不同外,基本趋势仍然自西往东随着径流作用渐弱而潮流作用增强,重矿物含量自湾顶(>10%)向湾外递减,直到小于2%(图1-16)。
  2.海湾
  海湾沉积物中重矿物分布复杂,由于地形崎岖,岛屿林立,水动力状况剧变,重矿物分布虽受按比重分异趋势控制,但分布情况远比河口区复杂而呈现不同特点。
  三沙湾,海底地形复杂,湾顶有河流注入,霍童溪注入的湾顶(樟湾港),磁铁矿含量高(50.2%),往下至复鼎洋、官井洋、三都锚地该矿物含量下降,而较图1-16福建九龙江口重矿物含量变化图轻的角闪石含量增高(达9.2%)。东冲水道水流湍急,磁铁砂、钛铁砂含量较高,而宁德水道处于湾顶,宁德溪来沙不多、水流较弱,相应以角闪石会量最高为特点(达19.3%)。东吾洋地处僻静湾内,自生黄铁矿含量高(达49.1%),黑云母含量也达3.7%(表1-17)。
  厦门湾、鼓浪屿北侧为内港,东南侧为外港,由于九龙江河口湾入海物质及岸蚀等物质供应不同,受波浪及潮流的不同作用,重矿物组合可分5区。内港西侧岸蚀物质沉积较多,以磁铁矿(32.88%)、钛铁矿(18.12%)含量高为特点,而东侧以悬浮的黑云母含量高(达7.34%),自生黄铁矿相应也含量高。外港的南、北两侧由于波浪动力较强,磁、钛铁矿含量较高。而其中部海底以潮流作用为主,黑云母达4.84%,角闪石达5.17%(表1-18)。
  湄洲湾,湾顶以磁、钛铁矿含量高,至湾中降低,而角闪石、黑云母含量增高。湾口由于水动力增强,两者又有降升。
  诏安湾与湄洲湾类似,湾顶与湾口两部位的钛、磁铁矿与角闪石、黑云母也呈消长关系,显示按比重分异规律。
  有的海湾因附近陆源岩石特殊,重矿物成分有所显示。佛昙湾重矿物有20余种,成分与其它诸湾虽相同,但辉石含量较高(达13.51%),仅次于磁铁矿,主要是附近玄武岩风化供应。
  3.水下岸坡
  沿岸水下岸坡重矿物含量分布具有区域差异性(表1-19)、(图1-18)。闽东北岸坡(I₁)重矿物含量低,以绿帘石最高,次为角闪石、黑云母。闽中岸坡(I₂)矿物含量变化大,磁铁矿显著增加达16.2%,角闪石、黑云母含量较闽东北岸坡增加。闽南岸坡(I₃)重矿物又显著不同,钛铁矿含量特高达76.4%,而磁铁矿含量较低仅3.5%。局部地区辉石含量富集。而在垂直于海岸自岸向海的横向变化上,磁铁矿与角闪石含量呈负相关关系(图1-17),即近岸磁铁矿含量高,随着愈离岸线角闪石含量增加,显示按比重分异的特点。
  在矿物形态上,岸坡重矿物一般呈棱角状,磨圆度差,表面新鲜。黑云母是易风化不稳定矿物,岸坡及河口黑云母不少较完整,少受磨损,并缺少较稳定的白云母等云母类矿物。
  所有这些都显示岸坡重矿物形成年代新,来源于陆源物质,受附近源地岩性影响。闽江与九龙江物质输入及闽浙沿岸流南下浑水沉积以及海峡台湾浅滩砂质推向岸坡都是构成区域差异的原因。岸坡重矿物还受比重分选影响,形成横向重矿物分异沉积。
  4.台湾海峡西侧
  重矿物含量变化明显表现自南向北的纵向变化(表1-19)(图1-18)。
  南区(II)为钛铁矿、绿帘石、锆石、磁铁矿、石榴石矿物区,矿物种类多,除黑云母、云母类、白云石、自生黄铁矿、角闪石、绿帘石等外,多数矿物为全区高值区。如钛铁矿达26.83%。
  中区(Ⅲ)为角闪石、绿帘石、钛铁矿、石榴石矿物区,特点是角闪石(27.09%)、绿帘石(2.041%)含量高。
  北区(IV)为云母类、自生黄铁矿、角闪石矿物区,特点是片状矿物和自生矿物富集,云母类含量达46.06%,自生矿物(黄铁矿、菱铁矿)含量居全区之首。白云石含量也高,其中不乏自生形成。
  在矿物形态上,不少重矿物圆度较好,呈圆粒状、圆角或扁柱状,部分表面黯淡粗糙。云母类为稳定性较高矿物在北区大量存在。
  这些显示海峡海底重矿物形成年代较早与近岸岸坡较新不同,属于残留性质沉积。而且分异方向与沉积物由SW往NE从粗到细变化一样,也呈现由大比重往较轻比重的大规模运移分选,显示受北上台湾暖流控制。
  北区又受南下海流作用富集沉积片状矿物。说明海峡西侧沉积年代不仅比岸坡要老,而且沉积环境也有明显不同。
  (二)粘土矿物
  沉积物中粘土矿物主要为水云母(伊利石)、绿泥石、高岭石、蒙脱石。其含量随着物质来源、沉积环境及海水动力条件不同而有各自区域特点(表1-20)。
  近岸海域以水云母为主,高岭石次之,其中以闽东北海域水云母含量较高。同时海峡北部水云母也高于南部。该区水云母是陆源粘土矿物、属于结晶化学特性稳定的白云母型,未遭强烈破坏和化学风化,脱钾程度低。其含量较高反映出该海域气候相对南部凉爽,且经南下沿岸流搬运而沉积。
  高岭石含量以近岸海域最高,其含量与水云母成逆相关关系。即自河口到口外,高岭石含量减少。而水云母易于悬浮和搬运,含量增加。海峡南部由于闽中南气候温热,化学风化较强,砖红壤发育,高岭石来源较丰,其含量大于北部海域。高岭石与水云母含量分布,在海坛岛以东呈“舌状”等值线伸展,反映出该地南下流与北上暖流交汇往东伸延,与该地沉积类型中泥质沉积速率特点一致,也是海坛岛以东水下高地地形阻隔所致。
  四、微体古生物
  (―)孢粉
  据对沉积物中孢粉鉴定,台湾海峡沉积物中乔木花粉占孢粉总数47.4%,草本花粉占15.5%,蕨类孢子占37.1%,分属于58个科属。其含量以北部和近岸较丰富,而南部与外海较贫乏,呈现出自北向南与自西向东孢粉含量逐渐减少的特点。南部台湾浅滩含量最少。
  按其含量组合特征,可划分3个分区(图1-19)。
  I.近岸:松属—栎属—草本花粉组合区,主要分布于长乐沿岸以北至闽东北沿岸,以禾本科花粉为主。
  Ⅱ.海坛岛以北:松属—栎属—青冈栎—栗属—栲属组合区,以木本成分为主,松属成分居多,常绿栎类和栲属也相对较多。
  Ⅲ.海坛岛以南至台湾浅滩:蕨属—松属—青冈栎—栲属组合区,以蕨类成分为主,木本成分次之。
  由以上组合分布来看,其主要来源于邻近陆域,反映出福建沿海亚热带植被特点。由于孢粉比重较轻,可飘浮于大气或随水流运移,能显示出海域沉积环境差异。
  (二)硅藻
  据对台湾海峡西侧域沉积物的现生和遗体硅藻分析,鉴出50个属179种和变种,其中海水种155种,广盐种13种,淡水种11种。按照其数量和优势种的变化及淡水种等检出情况,可分为4个硅藻组合分区(图1-20)。
  I.近岸区,以具槽直链藻、柱状小环藻、条纹小纹藻为主要优势,与东海近岸及闽北近岸组合相同,显然是受闽浙沿岸流影响的现代沉积环境。
  Ⅱ.海峡西侧中部,以具槽直链藻、减少圆筛藻强大变种、柱状小环藻、波状辐裥藻为主要优势种。
  Ⅲ.海峡西侧南部,以具槽直链藻、琴式菱形藻、粗纹藻、洛氏圆筛藻为主要优势种。
  Ⅳ.台湾浅滩,以洛氏圆筛藻、威氏双壁藻、粗纹藻、具槽直链藻、琴式菱形藻为主要优势种。该浅滩大量发现洛氏圆筛藻,它属于亚热带种,适宜在海水至半咸水环境中生活,也为河口低盐种。表明浅滩曾可能属于河口或滨岸低盐沉积环境,为晚更新世低海面时期残留沉积。至于介于浅滩与近岸现代沉积区之间的南、中部则为过渡性沉积区。因而与沉积类型分布也有密切关系。
  (三)有孔虫
  据对沉积物鉴定,共发现有孔虫129属270余种,其中底栖有孔虫122属240余种。按其分布特征,有4个组合分区(图1-21)。
  I.现生金伯尔虫组合,分布于近岸区,水深小于50米,又可分三个亚组合:
  (Ia)毕克卷转虫一少室卷转虫亚组合,分布于厦门港以北近岸海域。
  (Ib)球室卷转虫一透明筛九字虫亚组合,分布于厦门港及其以南近岸海域,水深一般小于25米。
  (ic)现生金伯尔虫一强壮箭头虫亚组合,分布于滨外海域,水深20~50米。
  Ⅱ.强壮箭头虫组合,分布于溝湖盆地,水深50~80米。
  Ⅲ.串珠虫一曼顿半泽虫组合,分布台湾浅滩。
  IV.类加氏虫一重串珠虫组合,分布于南海陆架,水深大于50米。
  在以上组合中,典型的底栖冷水种饰带透明虫在北部呈舌状向南展布,而南部都未见其踪迹。较冷温水种的泡抱球虫在区内大量分布,这些都应是低温沿岸流南下影响的表现。而在台湾浅滩出现一些通常在热带海域生长的“大有孔虫”,应与台湾暖流进入有关。故有孔虫组合分布反映出区内沉积环境及海水流系分布。
  五、化学成分
  据对沉积物中化学成分(主要成分与微量元素)测定,含量分布特点明显,与沉积类型关系密切。
  (—)主要成分
  1.有机质
  总的含量分布特点是近岸高、外海底,北部高、南部低(表1-
  21、图1-22)。如海峡西侧沉积物平均含量(%,下同)为0.37,小于岸坡(0.92)。含量受细粒沉积物控制,粘土与有机质含量呈明显线性关系,呈正相关,故泥质沉积区含量高。
  2.碳醆盐(CaCO₃)
  均值为外海大于近岸,南部大于北部。砂质沉积区,台湾浅滩及其西南海域由于是著名渔场,砂砾中含较多贝壳,碳酸盐含量很高。
  3.钙(CaO)
  与碳酸盐分布特点一致。
  4.铁(Fe₂O₃)
  总趋势为近岸高,外海低。岸坡均值(4.41)大于外侧。闽东北海域大于闽南,显示泥质中含量较高。
  5.镁(MgO)
  与碳酸盐含量分布相反,近.岸高于外海,北部高于南部。
  6.锰(MnO)
  以北部泥质区含量高(>0.075),往南下降,至台湾浅滩含量仅0.025。同时近岸也较高,台湾西岸大于0.075,南澳岛大于0.1。
  (二)微®元素
  根据对铜、铅、锌、镍、锆等测定,微量元素随沉积物类型、地形单元及其元素地球化学特性等不同而有各自分布特点(图1-23)、(表1-22、23)。
  1.铜(Cu)
  含量以近岸较高,外海渐低,泥质沉积区含量高,海峡南部砂质区较低。在同类地形单元的不同类型沉积物(自泥质粉砂至粗砂)中的含量变化显著。如海湾泥质粉砂铜含量平均为16.3毫克/千克,而粗砂类(中粗砂、粗砂)仅为7.5毫克/千克,但在不同地形单元的相同类型沉积物中含量变化却不显著,如海湾泥质粉砂铜含量为16.3毫克/千克,沿岸为18.7毫克/千克,海峡中北部为15.3毫克/千克。
  2.铅(Pb)
  分布特点与铜的变化趋势有差异。表现在海湾内含量较高,在各种类型沉积物中含量较高,往外至沿岸海域或海峡西侧都呈降低趋势,这是与铅、铜的地球化学特性及沉积吸附能力差异造成,铅的第一水解常数较大,易被吸附,“清扫”期较短,具有先行解析沉积特性,而铜较为逊色。
  [=此处为表格(表1-22 福建各海域单元不同沉积类型Cu、Pb含量表 单位:毫克/千克)=]
  3.锌(Zn)
  含量分布与铜相似,仍呈现近岸高,外海低及泥质高,砂质低的特点,变化趋势不及Pb明显。
  4.镍(Ni)
  含量分布也与铜、锌相似。
  5.锆(Zr)
  含量分布虽也受泥质控制,在泥质沉积区与台湾海峡北部较高,但在细砂及粉砂质砂中出现含量次高峰或高峰(表1-23)。经矿物分析检查,高含量主要为重矿物锆石等显示,此矿物耐风化,入海后抗溶蚀,其富集使锆含量增高,在富集区构成锆的高品位。
  6.锶(Sr)
  含量在中粗砂内最高,湾口水道也较高,主要受钙质控制,与生物甲壳富集有关,与文石、云解石呈类质同像关系。故其含量分布与其他元素(Cu、Pb等)显著不同。
  故由上述,福建省海底沉积物分布规律清晰,沉积类型按从粗到细的机械分异。自台湾浅滩往东北发生大规模分异,沉积类型由砂砾、粗砂类往细砂分异沉积。自闽东北海域往南,越过海坛岛及以东水下高地形成二支泥质带往南西及南东延伸或终结,泥质带成分及形态沿程发生变化。各矿物、微体古生物、化学成分分布虽有各自特性,但以沉积类型分异为基础也有着相似的分异。从而在海湾、河口与陆架海底形成明显的组合分区,各分区特点显著,如泥质沉积区与残留砂区的沉积类型及物质成分有各自组合特征。

知识出处

福建省志·海洋志

《福建省志·海洋志》

出版者:方志出版社

本志下限至2000年,系统记述福建省海区环境的自然状况以及海洋科技的进步和成就。分海洋地质地貌、物理海洋、海洋生物、海洋化学、海洋科技等6章。

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