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物探与化探  2024, Vol. 48 Issue (5): 1377-1387    DOI: 10.11720/wtyht.2024.0034
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广西钦州湾表层沉积物常量元素分布特征及其地质意义
王志军(), 王剑(), 王克超, 刘建, 王勇峰, 孙中宇
中国地质调查局 烟台海岸带地质调查中心,山东 烟台 264000
Distribution of macroelements in surface sediments and their geological implications from Qinzhou Bay, Guangxi
WANG Zhi-Jun(), WANG Jian(), WANG Ke-Chao, LIU Jian, WANG Yong-Feng, SUN Zhong-Yu
Yantai Geological Survey Center of Coastal Zone, China Geological Survey, Yantai 264000, China
全文: PDF(6429 KB)   HTML
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摘要 

为探讨钦州湾表层沉积物常量元素分布特征,了解该海域沉积环境和物质来源,采集测定了钦州湾海域121件表层沉积物的粒度、常量元素含量,分析了常量元素组合特征、空间分布规律并解析其来源。研究结果表明,钦州湾海域表层沉积物共有8种类型,粒度组成以砂、粉砂为主;常量元素组成较为稳定,SiO2、Al2O3、Fe2O3和CaO 4种组分约占沉积物总量的95.54%,其中SiO2和Al2O3含量最高,平均含量分别为73.23%和8.71%;与上地壳元素平均值(UCC)相比,SiO2、MnO和TiO2含量相对富集,其他元素则为亏损。Al2O3、MgO、TiO2、K2O、Na2O空间分布模式相似,且5种组成之间均呈显著正相关,说明其分布受控因素相似。以Al为参考计算研究区9种常量元素富集因子(EF),结果表明绝大部分元素均来源于上地壳,部分站位可能受到其他因素的影响。相关性和R型因子综合分析表明,研究区10种常量组分可划分为3类,第1类包括SiO2、Al2O3、Fe2O3、MgO、MnO、TiO2、K2O、Na2O,主要来源于陆源碎屑沉积;第2类为CaO,主要代表海洋生物源;第3类为P2O5,代表海水养殖源。利用PCA-MLR模型对3种来源进行解析,得出其相对贡献率分别为46.14%、15%和38.86%。
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王志军
王剑
王克超
刘建
王勇峰
孙中宇
关键词 ： 钦州湾,  表层沉积物,  常量元素,  因子分析,  物源    
Abstract：

This study examined 121 sets of surface sediments collected from Qinzhou Bay, Guangxi, China, determining their grain sizes and macroelement contents and analyzing the characteristics, spatial distribution patterns, and sources of microelement assemblages. The results indicate the presence of eight types of surface sediments in Qinzhou Bay, which are dominated by sands and silty sands in terms of grain size. The surface sediments featured a stable macroelement composition,with SiO2, Al2O3, Fe2O3, and CaO accounting for about 95.54% of the total sediments. Of these, SiO2 and Al2O3 exhibited the highest contents, averaging 73.23% and 8.71%, respectively. Compared to the upper continental crust (UCC), these surface sediments are enriched in SiO2, MnO, and TiO2 but depleted in other elements. These sediments displayed similar spatial distribution patterns of Al2O3, MgO, TiO2, K2O, and Na2O. The significant positive correlations between these oxides indicate similar factors governing their distributions. Using Al as a reference,the enrichment factors (EFs) of nine macroelements in the study area were calculated. The results indicate that these elements largely originated from the UCC, with those from some sites being potentially affected by other factors. A comprehensive analysis of correlation and R factors shows that the ten types of macroelements in the study area can be divided into three categories. The first category consists of SiO2, Al2O3, Fe2O3, MgO, MnO, TiO2, K2O, and Na2O, suggesting a source of terrigenous clastic sediments. The second category is CaO, principally representinga marine biological source. The third type comprises P2O5, representinga mariculture source. The analysis of these sediment sources using the PCA-MLR model reveals that the three sources exhibit relative contribution rates of 46.14%, 15%, and 38.86%, respectively.
Key words： Qinzhou Bay    surface sediment    macroelement    factor analysis    provenance
收稿日期: 2024-01-23      修回日期: 2024-03-04      出版日期: 2024-10-20
ZTFLH:  P736.4  
基金资助:中国地质调查局地质调查项目(DD20220990);中国地质调查局地质调查项目(DD20191024);中国地质调查局地质调查项目(ZD20220131)
通讯作者: 王剑(1980-),男,高级工程师,主要从事地质矿产、自然资源调查与监测工作。Email:149619861@qq.com
作者简介: 王志军(1978-),男,正高级工程师,主要从事海洋与海岸带调查和矿产勘查工作。Email:9684688@qq.com
引用本文:   
王志军, 王剑, 王克超, 刘建, 王勇峰, 孙中宇. 广西钦州湾表层沉积物常量元素分布特征及其地质意义[J]. 物探与化探, 2024, 48(5): 1377-1387.
WANG Zhi-Jun, WANG Jian, WANG Ke-Chao, LIU Jian, WANG Yong-Feng, SUN Zhong-Yu. Distribution of macroelements in surface sediments and their geological implications from Qinzhou Bay, Guangxi. Geophysical and Geochemical Exploration, 2024, 48(5): 1377-1387.
链接本文:  
https://www.wutanyuhuatan.com/CN/10.11720/wtyht.2024.0034      或      https://www.wutanyuhuatan.com/CN/Y2024/V48/I5/1377
Fig.1  钦州湾表层沉积物采样位置
Fig.2  表层沉积物粒度组分百分含量及平均粒径分布
元素 最小值 最大值 平均值 标准差 变异
系数		 上地壳
UCC[18]
SiO2 50.74 96.29 73.23 11.56 15.78 65.90
Al2O3 1.1 19.85 8.71 5.71 65.55 15.19
Fe2O3 0.69 13.91 3.65 1.96 53.63 5.00
CaO 0.227 15.2 2.07 2.04 98.41 4.20
MgO 0.23 2.47 1.16 0.61 52.20 2.21
MnO 0.02 0.13 0.05 0.021 42.0 0.08
TiO2 0.169 1.24 0.62 0.19 30.30 0.50
P2O5 0.02 0.25 0.08 0.04 52.84 0.16
K2O 0.11 2.2 1.01 0.63 61.87 3.37
Na2O 0.174 3.19 1.07 0.70 65.24 3.90
Table 1  研究区表层沉积物中常量元素含量统计
Fig.3-1  表层沉积物常量元素空间分布
Fig.3-2  表层沉积物常量元素空间分布
Fig.4  上地壳标准化后常量元素在不同类型沉积物的变化趋势
元素 最小值 最大值 平均值 标准方差 变异系数
SiO2 0.65 13.12 3.62 3.25 0.90
Fe2O3 0.73 5.25 1.57 0.75 0.48
CaO 0.11 5.46 1.21 1.29 1.07
MgO 0.51 3.03 1.10 0.47 0.43
MnO 0.40 5.72 1.55 1.14 0.73
TiO2 1.30 10.03 3.16 2.03 0.64
P2O5 0.21 6.83 1.28 1.21 0.95
K2O 0.32 0.98 0.54 0.10 0.18
Na2O 0.16 1.49 0.54 0.21 0.39
Table 2  研究区表层沉积物常量元素富集因子(EF)统计参数
Fig.5  研究区表层沉积物常量元素SiO2、TiO2空间富集特征
指标 SiO2 Al2O3 Fe2O3 CaO MgO MnO TiO2 P2O5 K2O Na2O 砾 砂 粉砂 黏土 Mz
SiO2 1
Al2O3 -0.917** 1
Fe2O3 -0.875** 0.827** 1
CaO 0.147 -0.283** -0.260** 1
MgO -0.926** 0.908** 0.868** -0.245** 1
MnO -0.544** 0.531** 0.557** -0.191* 0.521** 1
TiO2 -0.703** 0.803** 0.682** -0.339** 0.726** 0.434** 1
P2O5 -0.380** 0.554** 0.340** -0.056 0.440** 0.262** 0.534** 1
K2O -0.926** 0.987** 0.848** -0.285** 0.931** 0.514** 0.795** 0.516** 1
Na2O -0.830** 0.842** 0.756** -0.225* 0.887** 0.367** 0.678** 0.404** 0.861** 1
砾 -0.131 0.014 0.468** 0.049 0.064 -0.137 0.037 -0.157 0.040 0.137 1
砂 -0.250* 0.125 0.245* -0.221* 0.201 0.225* 0.113 -0.148 0.124 0.137 0.034 1
粉砂 0.262* -0.131 -0.265* 0.247* -0.209 -0.227* -0.109 0.162 -0.130 -0.149 -0.162 -0.983** 1
黏土 0.207 -0.094 -0.227* 0.115 -0.165 -0.173 -0.115 0.113 -0.099 -0.108 -0.174 -0.924** 0.881** 1
Mz 0.254* -0.130 -0.280** 0.203 -0.201 -0.219* -0.132 0.142 -0.135 -0.159 -0.339** -0.933** 0.946** 0.934** 1
Table 3  研究区常量元素、粒级组分、Mz相关系数
元素 F1 F2 F3
SiO2 -0.941 -0.119 0.216
Al2O3 0.972 0.037 0.052
Fe2O3 0.893 -0.033 -0.218
CaO -0.310 0.913 -0.228
MgO 0.952 0.044 -0.114
MnO 0.586 -0.117 -0.227
TiO2 0.831 -0.083 0.268
P2O5 0.535 0.314 0.732
K2O 0.977 0.028 0.008
Na2O 0.879 0.063 -0.064
Mz 0.822 0.013 -0.058
累积方差/% 66.863 75.732 83.270
Table 4  表层沉积物常量元素因子分析
Fig.6  各因子得分的平面分布
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