水系深海南海沉積物粒度與礦物組成呈現明顯的空間分異特征,受物源、水深及洋流影響顯著,主要可分為陸源碎屑沉積區、生物沉積主導區及火山物質影響區,各區域粒度參數與礦物組合差異顯著。以下是具體分析:
一、粒度組成特征
1.陸源碎屑沉積區(如陸架、陸坡區)
-粒度參數:以中粉砂至粗黏土為主(φ值6.0~9.5),平均粒徑3.67~8.46φ,分選系數1.18~2.24,偏態-1.42~2.48,峰態1.44~3.16。
-沉積類型:陸架區以粉砂、砂質粉砂和粉砂質砂為主;陸坡區以泥質沉積為主,占比約90%。
-空間分布:粒度隨水深增加逐漸變細,陸架邊緣至深海盆過渡帶出現粒度突變,反映重力分異與水動力篩選作用。
2.生物沉積主導區(如中南部海盆)
-粒度參數:黏土含量顯著升高(>50%),粉砂占比約47%,砂含量極低(<2%)。
-沉積類型:以放射蟲和硅藻粉砂質黏土為主,生物碎屑(如鈣質超微化石、有孔蟲殼)占
水系深海南海沉積物總量的30%以上。
-空間分布:生物沉積物集中于水深>3000m的深海盆,放射蟲軟泥在赤道附近海域尤為豐富。
3.火山物質影響區(如東沙群島周邊)
-粒度參數:粗粒沉積物(砂、礫石)占比5%~10%,含火山碎屑礦物(如火山玻璃、輝石)。
-沉積類型:火山碎屑與陸源碎屑混合沉積,形成火山碎屑砂礫層。
-空間分布:火山物質主要分布于南海東部海域,中沙群島東南部含量較高(占粗粒沉積物15%~50%)。
二、礦物組成特征
1.陸源碎屑礦物
-輕礦物:石英、長石為主,帶有陸緣風化特征,顆粒多為半自形碎屑及短柱狀。
-重礦物:
-優勢礦物:片狀礦物(黑云母、白云母、綠泥石)占比最高,其次為碳酸鹽礦物(方解石、白云石)、黑色金屬礦物(磁鐵礦、鈦鐵礦)及簾石類。
-微量元素:含鋯石、石榴石、角閃石等穩定礦物,指示陸源輸入的復雜性。
-區域差異:近陸架區以石英、長石為主,深海盆區以黏土礦物(伊利石、蒙脫石)為主。
2.生物成因礦物
-硅質生物:硅藻、放射蟲骨骼為主,形成硅質軟泥(生物組分>30%)。
-鈣質生物:有孔蟲殼、翼足類、鈣質超微化石為主,形成鈣質軟泥(碳酸鹽含量>65%)。
-空間分布:硅質軟泥主要分布于北太平洋與南極海域,南海深海盆以鈣質與硅質混合沉積為主。
3.自生與火山礦物
-自生礦物:海綠石、黃鐵礦、鐵錳微結核等,多充填于生物殼體內或呈球粒狀分布。
-火山礦物:火山玻璃、輝石、角閃石等,主要分布于火山活動活躍區(如東沙群島周邊)。
三、區域分異規律
1.環陸分帶性:隨離岸距離增加,水系深海南海沉積物由陸源碎屑(砂、粉砂)逐漸過渡為生物性沉積(黏土、生物碎屑),沉積速率同步降低。
2.垂直分帶性:水深增加導致粗粒陸源沉積物減少,細粒生物與化學沉積物(如紅黏土)增多,反映水動力與化學環境的垂直變化。
3.次級分帶性:在大型地形(如海山、海嶺)周圍,因洋流與地形相互作用,沉積物粒度與礦物組成呈現局部環狀或條帶狀分布。