啟東嘴潮灘的黏土礦物物源指示意義

丁仲昭

（成都理工大學，四川 成都 610000）

1.背景

啟東嘴潮灘地處江蘇省啟東市寅陽鎮，屬于長江口北翼沖擊—海積平原(圖1)，可以看到從1970年到1989年再到1992年，啟東嘴潮灘的海堤不斷在向海推進，這是由于啟東嘴潮灘所處的地理位置十分獨特，在海洋與河流長期的交互作用下，由大陸向海洋輸送的泥沙含量不斷增加，導致其潮間帶的面積不斷擴大直至形成如今的潮灘樣貌，因此在海岸類型上屬于典型的粉砂淤泥質海岸。啟東嘴長江北汊交匯處灘涂較為平坦，主要由莖間稻草鹽沼和粉砂質灘涂兩部分組成。由于莖間稻草具有十分強的適應性和繁殖能力，加之人為的快速推廣和大量種植，導致莖間稻草成為高灘先鋒優勢鹽沼植物[1]，并形成了獨特的莖間稻草灘。粉砂質潮間帶灘涂的底部位于潮間沼澤的外側。它以潮間灘和淤泥質潮坪之間的陡脊形式廣泛存在和分布。

圖1 啟東嘴潮灘地理位置概況圖

2.研究方法

礦物沉積物樣品的分析，采用粉晶X射線衍射方法，對黏土礦物的類型進行鑒定，主要是根據不同礦物在定向玻片上經X射線衍射后反應出的峰值是不相同的原理，計算出其晶面的間距，并確定礦物的類型，然后計算出各種礦物在被測樣品中的百分比，并用此表示其含量。

3.結果與討論

對柱樣沉積物中的黏土礦物百分含量進行計算，主要采用了黏土礦物的X射線衍射分析結果，如表1所示。長江口啟東嘴附近潮灘柱樣沉積物中的黏土礦物類型經鑒定主要包括伊利石、綠泥石、蒙脫石和高嶺石四種，從表中可以看出黏土礦物中平均含量由多到少依次是伊利石，綠泥石，蒙脫石和高嶺石；它們各自所占的比重依次為54.10%、21.4%、16.20%、8.38%。

表1 黏土礦物含量的統計指標量

從垂直變化曲線可以看到，附近的潮灘沉積物中黏土礦物含量啟東市長江河口的深度，黏土礦物含量的波動有明顯的改變從上到下，伊利石和綠泥石的波動是陡峭的表面和底部，伊利石和綠泥石的波動是慢和相對穩定在中間，其中伊利石的最高值出現在172.5 cm的深度，含量為78.21%；最低值則出現在18 cm的深度，含量為40%；綠泥石的最高峰出現在65 cm的深度，含量為35%左右；最低值則出現在120 cm的深度，含量為8%。高嶺石呈現出重復性的變化特征，其含量由表層至地層，表現為“增高-減小-增高”的變化趨勢，其最高值出現在140 cm的深度，含量為20%；在30 cm、178 cm、220 cm處高嶺石的含量為0%，這表明在這三個深度是不含高嶺石的。蒙脫石含量的變化趨勢由下到上表現為“減少-增多”的趨勢，其最高值出現在60 cm的深度，含量為30%；在30 cm、140 cm處蒙脫石的含量為0%，這表明在這兩個深度是不含蒙脫石的。在約132.5 cm的深度至地表，高嶺石和蒙脫石的曲線變化表現為“減少-增多-減少-增多”的對稱分布的特征。

4.結語

源區的自然環境決定了沉積物中黏土礦物的基本類型，根據各種黏土礦物形成的條件以及成因的不同[2-7]，可以反映黏土礦物的來源。黏土礦物組合的類型表明柱樣沉積物與黃海南部的礦物類型[3]表現出一致性，表現為具有長江和黃河沉積物的共同特征。根據黏土礦物的相對百分含量，按照各黏土礦物的成分分為以下幾種類型：

伊利石為主，其次為綠泥石、蒙脫石和高嶺石，占總量的37.25%；

伊利石為主，其次為綠泥石、高嶺石和蒙脫石，占總量的37.23%；

伊利石為主，其次為蒙脫石、綠泥石和高嶺石，占總量的21.0%；

伊利石為主，其次為蒙脫石、高嶺石和綠泥石，占總量的2.31%；

伊利石為主，其次為高嶺石、綠泥石和蒙脫石，占總量的2.29%。

在垂直剖面中可以看到，類型一與類型二的高值與低值呈現出依次出現的特征，類型三則只在上半部分開始出現，類型四和類型五只在剖面的局部層位有出現。蒙脫石比率大于8.30%，小于6約占65%的蒙脫石含量較高，和黃河沉積物的特點相似，可能與黃河的材料來源表明長江口潮灘附近啟東市口柱樣沉積物黏土礦物含量在圖中的元數據投影點大致集中在一個區域，南黃海附近物質分布明顯，表明黏土礦物含量來源與南黃海密切相關。

長江和黃河沉積物中的黏土礦物由于地質環境和氣候條件的不同在組合類型上有所差異[8-12]。長江沉積物根據黏土礦物的相對含量由大到小依次排序為伊利石＞高嶺土＞綠泥石＞蒙脫石，根據黏土礦物在黃河沉積物中所占的百分含量，可以將黏土礦物由大到小排序為伊利石＞蒙脫石＞綠泥石＞高嶺石。根據四種黏土礦物所占的百分比含量，長江沉積物中伊利石含量最高，所占比重為70%左右，蒙脫石含量較低，所占比重在5%～7%，主要特征為伊利石與蒙脫石的比值大于8；黃河沉積物中伊利石在四種黏土礦物中所占的百分含量相對較低，所占的比重在60%左右，蒙脫石的含量相對較高，約為15%，主要特征為伊利石與蒙脫石比值小于6。南黃海沉積物中最主要的黏土礦物為綠泥石，其余三種黏土礦物按各自含量占所有黏土礦物含量的多少可以劃分為“伊利石-蒙脫石-高嶺石-綠泥石”“伊利石-高嶺石-蒙脫石-綠泥石”“伊利石-高嶺石-綠泥石-蒙脫石”和“伊利石-高嶺石-綠泥石”五種組合類型。

在沉積物中黏土礦物的多個組合類型中，根據其類型占所有組合類型的百分含量，依次劃分為類型一、類型二、類型三，所占的比例分別為37.25%、37.23%、21.0%。通過各種方法，比如三角形尖端的映射蒙脫石的比率，表明沉積物特征的長江和黃河，是最密切相關的材料南黃海沉積物供應的主要來源。