渤海湾碎屑矿物特征及其物源和沉积动力环境指示意义❋

张连杰， 胡日军,2❋❋， 朱龙海,2， 赵广涛,2， 钟 伟

(1．中国海洋大学海洋地球科学学院，山东 青岛 266100； 2．中国海洋大学海底科学与探测技术教育部重点实验室，山东 青岛 266100)

陆源碎屑沉积物的“从源到汇”过程是我国陆海相互作用和海洋地质研究的重要内容[1]，陆源入海沉积物的物质来源识别是重要环节，其中河流物源端元的建立最为关键[2]。由于矿物间具有一定共生关系，不同源区母岩属性、气候、环境不同，矿物组合迥异，因此矿物组合被认为是敏感的物源变化指示剂[3]。矿物组合因在表生环境中相对稳定而被广泛应用于沉积物的物源和物质扩散研究中，尤其是在矿物种类较复杂、受控因素较多的地区[3]。入海碎屑矿物的分布还会受到矿物颗粒理化性质及海域水动力环境的影响，密度较大的矿物易于就近沉积在河口近岸，而密度较小易于悬浮的片状矿物则易受潮流和环流作用而发生搬运[4]，因此碎屑矿物的分布可反映沉积动力环境的差异。由于粗粒组分在河口、海湾等近岸海域中占主要部分，碎屑矿物研究对于了解粗粒组分的来源及区域海洋动力特征具有较好的意义。

1 研究区概况

渤海湾位于渤海的西部(见图1)，地处中生代古老地台活化地区，后演变成覆有约1～7 km的巨厚沉积层的湖盆，并发育同沉积生长断裂[5]。渤海湾西部较为平坦，东北岸和黄河口周边坡度较大，最大水深位于曹妃甸冲刷深槽，可达-40 m(见图1)。渤海湾的潮流运动形式以往复流为主；潮流类型多为正规半日潮流，仅曹妃甸东侧为不正规半日潮流，曹妃甸南侧、黄河口外侧存在强流区。渤海湾的波浪以风浪为主，曹妃甸常浪向为S、SE向，强浪向为ENE、NE向；塘沽站常浪向为ENE和E向，强浪向为ENE向；东营港常浪向为NE、SE向，强浪向为NE向。

渤海湾有黄河、滦河和海河三条大型河流注入，沿岸密布现代三角洲和古三角洲堆积体，是陆地与海洋强烈相互作用的典型海湾。黄河是世界泥沙浓度最高的河流，多年平均入海泥沙量居世界第二位[6]，是渤海湾物质的主要供给，且贡献能力远超滦河和海河。黄河年均径流量301.1亿方，年均输沙量约为7.45亿t，以粉砂为主，主要来自黄土高原和泰山山地；滦河年均径流量48亿方，年均输沙量仅约0.21亿t，以中细砂为主，主要来自燕山花岗岩与变质岩的蚀源区[7]；海河年均径流量15.6亿方，年均输沙量仅约0.18亿t，上游的部分支流也流经黄土高原而与黄河物质有一定相似，以细粒为主，但大部分支流都横穿或发源于太行山脉，因此与黄河物质又有显著不同[8]。三条河流的源区差异为物源研究提供了基础。近源沉积对碎屑物质的分布起主导作用，渤海湾碎屑矿物的分布受河流物源的直接影响。前人的研究显示，黄河口周边以高含量的云母、碳酸盐和褐铁矿为主要特征[4, 9-10]；曹妃甸周边则以高含量的石榴石、钛铁矿[11-12]和辉石[13]为主要特征；海河的斜长石和辉石含量偏高，其云母含量仅次于黄河[14]。碎屑矿物颗粒由于密度、形状各有不同，其水力学性质也有迥然差异，其分布受水动力状况的影响。如在黄河三角洲水下岸坡，以云母为代表的片状矿物发生大规模富集且多与粗粉砂共同沉积，是由于片状颗粒与粒状颗粒不同的水力学特性所致[15]。而在曹妃甸海域，大密度的钛铁矿、石榴石等含量非常高，其矿物分布受深槽的高速潮流和沿岸的强波浪的控制[11]。

综合前人研究，尚未建立可靠的物源端元示踪指标，且多为曹妃甸海域、渤海湾北部、黄河口等局部海域，这割裂了临近海域间的联系。渤海湾是一个三面环陆的海湾，各因素相互影响共同作用，适宜作为一个整体进行研究。本文基于渤海湾碎屑矿物分布和组合规律，结合主要河流物源的矿物特性，通过聚类分析、物源端元指标等方法研究各河流对渤海湾碎屑物质的影响能力和范围，探索水文动力环境对矿物分布特征的影响，为渤海湾“从源到汇”的过程提供科学参考。

2 材料与方法

表层沉积物样品由中国海洋大学与国家海洋局北海分局于2007—2008年使用抓斗式取样器采集，本文对其中307个样品进行了碎屑矿物鉴定分析，站位分布如图1所示。主要步骤如下：取10 g烘干样品置入烧杯，加10 mL浓度为0.5 mol/L的六偏磷酸钠溶液，搅拌后煮沸；冷却后依次过孔径0.063、0.125 mm的样品筛；获得0.063～0.125 mm粒级的样品；称重后用三溴甲烷重液(CHBr3，密度2.89 g/mL)进行重液分离，分离出的轻矿物和重矿物烘干后称重；使用体式显微镜或偏光显微镜(制成油浸薄片)进行矿物鉴定与统计，每个样品鉴定300～500个颗粒。轻重矿物的分离和鉴定在中国海洋大学海底科学与探测技术教育部重点实验室与国家海洋局第一海洋研究所海洋沉积与环境地质国家海洋局重点实验室完成。

图1 研究区位置及取样站位

3 结果

3.1 轻矿物种类与含量分布特征

轻矿物共鉴定出6种，各矿物含量(颗粒百分含量，下同)：石英(27.3%)、斜长石(32.1%)、钾长石(18.4%)、云母(11.6%)、碳酸盐含生物碎屑(5.9%)、绿泥石(0.7%)。各轻矿物含量分布如图2所示。斜长石是平均含量最高的轻矿物，在整个北部海域含量偏高。石英含量仅次于斜长石，富集于渤海湾南部，西北部的海河口两侧。钾长石与斜长石相似，在北部富集。云母呈包围状富集在黄河三角洲前缘水下岸坡，最高可达91%，其余海域多低于5%。碳酸盐(含生物碎屑)的分布与云母相似，但更靠外海一侧。石英、斜长石、钾长石的低含量区对应着云母和碳酸盐的高值区。

3.2 重矿物种类与含量分布特征

重矿物共鉴定出29种，各重矿物类型及平均含量为：普通角闪石(33.14%)、绿帘石(13.15%)、黑云母(11.93%)、白云母(2.14%)、风化云母(5.74%)、赤、褐铁矿(6.28%)、石榴石(5.56%)、钛铁矿(4.19%)、石英(3.47%)、阳起透闪石(2.19%)、(斜)黝帘石(1.81%)、岩屑(1.78%)、辉石(1.66%)、白钛石(1.08%)；含量不足1%的有：磁铁矿、绿泥石、榍石、磷灰石、电气石、自生黄铁矿；其他重矿物类型仅在个别站位出现几粒，包括锆石、金红石、蓝晶石、褐帘石、红柱石、锐钛矿、兰闪石等。渤海湾主要重矿物含量分布如图3所示。

普通角闪石是平均含量最高的重矿物，西北部最高可达50%～70%。绿帘石含量仅次于角闪石，自东北向西南逐渐减少，现代滦河口附近最高可达40%。黑云母和白云母分布一致，几乎全部富集于黄河三角洲前缘的水下岸坡，呈包围状环绕黄河三角洲，含量最高可达90%，其他区域均不足10%，这与王琦[15]和王昆山[4]的研究结果一致。钛铁矿、石榴石分布较为一致的富集于渤海湾北部，自曹妃甸沙岛的西侧向东一直到现代滦河口的近岸海域含量均较高，这与韩宗珠[11]、祝贺[12]、王月霄[16]等的研究一致。普通辉石、(斜)黝帘石含量较少，与石榴石的分布相似。赤褐铁矿、自生黄铁矿分布较为一致，富集于渤海湾南部前三角洲的外缘，但比云母更靠外海一侧。阳起透闪石主要出现在渤海湾南岸，最高约为12%，向北逐渐减少。重矿物质量分数的高值区位于曹妃甸南侧，与钛铁矿、石榴石等大密度矿物在这一区域的富集有关。

((a) 石英Quartz；(b) 斜长石Plagioclase；(c) 钾长石Potash feldspar；(d) 云母Mica；(e) 碳酸盐含生物碎屑Carbonate (including Bio-Clastics)；(f) 石英/长石Quartz/Feldspar。)

图2 渤海湾主要轻矿物含量分布(单位：%)

Fig.2 Contents of main light minerals in Bohai Bay(Unit:%)

((a)普通角闪石Hornblende；(b)绿帘石Epidote；(c)黑云母Biotite；(d)白云母Muscovite；(e)钛铁矿Ilmenite；(f)石榴石Garnet；(g)赤、褐铁矿Hematite and Limonite；(h)自生黄铁矿Authentic Pyrite；(i)辉石Pyroxene；(j)阳起石、透闪石Actinolitum and Tremolite；(k)斜黝帘石Clinozoisite；(l)重矿物质量百分含量Mass percentage of heavy minerals。)

图3 渤海湾主要重矿物含量分布(单位：%)

Fig.3 Contents of main heavy minerals in Bohai Bay(Unit:%)

3.3 碎屑矿物Q型聚类分区

分区采用Q型聚类，聚类样本307个，采用沃德聚类法和欧式平方距离，变量选择轻矿物中的石英、斜长石、钾长石、云母、碳酸盐矿物(含生物碎屑)以及重矿物中的普通角闪石、绿帘石、黑云母、白云母、赤褐铁矿、钛铁矿、石榴石、阳起透闪石、(斜)黝帘石、自生黄铁矿。以Q型聚类为基础结合自然地理条件，渤海湾可划分为4个主分区，各主分区可进一步划分数个亚分区。分区结果见图4，各分区矿物含量见表1。

表1 渤海湾碎屑矿物分区平均含量

I区：样品数143个。优势矿物组合重矿物为黑云母-普通角闪石-赤褐铁矿-绿帘石，轻矿物为石英-斜长石-云母族。特征矿物是高含量的云母(28.0%)和赤褐铁矿(11.2%)。I区可分为4个亚区。① I-1区：样品数41个。优势矿物组合重矿物为普通角闪石-绿帘石-赤褐铁矿-黑云母，轻矿物优势矿物组合为石英-斜长石-钾长石。本区稳定矿物石英(42.8%)、大密度矿物石榴石(2.6%)和赤褐铁矿(10.8%)含量高，云母含量低(10.7%)。② I-2区：样品数71个；优势矿物组合重矿物为黑云母-普通角闪石-赤褐铁矿-白云母，轻矿物为云母族-石英-斜长石；本区以高含量的黑云母(40.8%)和赤褐铁矿(10.9%)为主要特征，部分站位云母含量高达90%，是整个渤海湾规模最大的云母汇集区，且远超其他海域。③ Ⅰ-3区：样品数26个；与南侧相邻的I-2区相比，云母类含量巨幅较少(1%)，钛铁矿、石榴石等大比重的稳定矿物显著增加；轻矿物中石英含量高达44.3%，甚至超过了沿岸I-1区的平均水平。④Ⅰ-4区：样品数5个；突出特征是具有整个渤海湾含量最高的赤褐铁矿(高达44.9%)、自生黄铁矿(高达6.4%)，轻矿物碳酸盐(含生物碎屑)含量高达48.5%；I-4区的位置已接近于渤海湾的中部，黄骅港港池口门的东北侧，水深12～14 m；自生黄铁矿的形成需要还原性环境，推测可能与黄骅港的挡沙堤引起的局部环流有关。

Ⅱ区：样品数29个。优势矿物组合重矿物为普通角闪石-绿帘石-(斜)黝帘石-石榴石，轻矿物为斜长石-石英-钾长石。本区普通角闪石含量全区最高，为52.4%；绿帘石含量为13.4%；其他重矿物的含量均不足5%。

Ⅲ区：样品数82个。优势矿物组合重矿物为普通角闪石-绿帘石-石榴石-钛铁矿，轻矿物为斜长石-钾长石-石英。该区所处位置为古滦河河口沉积区。古滦河曾在小青龙河、溯河一带入海并形成了古三角洲及沙坝-泻湖体系[17]，曹妃甸东侧海域发育一潮流沙脊；滦河北迁后经现今水动力改造，沙坝演化为现今的曹妃甸沙岛群，泻湖内形成小型潮流三角洲，沙岛之间形成老龙沟等潮流汊道[18]，曹妃甸南侧形成了冲刷深槽和水下沙坝。本区呈现为3个对应不同地貌单元的亚区。① Ⅲ-1区：样品数11个；优势矿物组合重矿物为普通角闪石-绿帘石-钛铁矿-石榴石，轻矿物为斜长石-钾长石-石英；突出特征是超高含量的钛铁矿(19.0%)、石榴石(17.0%)和钾长石(27.3%)。② Ⅲ-2区：样品数52个；优势矿物组合重矿物为普通角闪石-绿帘石-石榴石-钛铁矿，轻矿物为斜长石-钾长石-石英；普通角闪石高达43.5%，与Ⅲ-1区、Ⅲ-3区相比，钛铁矿、石榴石含量要少，且出现了约3%的云母。③ Ⅲ-3区：样品数19个；优势矿物组合重矿物为普通角闪石-绿帘石-石榴石-钛铁矿，轻矿物为斜长石-钾长石-石英；该区与Ⅲ-1区极为相似，突出特征也是超高含量的石榴石(17.4%)和钛铁矿(14.5%)。

Ⅳ区：样品数53个。位于渤海湾的中部，砂含量少，部分站位矿物鉴定可用颗粒数少于100颗，其矿物含量较为中等，无突出特征。以小密度的普通角闪石、绿帘石为主，大密度矿物含量少。根据矿物含量差异并结合自然地理位置，分为西、东2个亚区。① Ⅳ-1区：样品数10个；优势矿物组合重矿物为普通角闪石-绿帘石-黑云母-(斜)黝帘石，轻矿物为斜长石-云母族-石英。② Ⅳ-2区：样品数43个；优势矿物组合重矿物为普通角闪石-绿帘石-石榴石-钛铁矿，轻矿物为斜长石-钾长石-石英。

图4 渤海湾矿物组合分区

4 讨论

4.1 碎屑矿物指标及物质来源

本区有黄河、滦河、海河三条大型河流入海，河流是本区碎屑物质的主要来源。不同河流的源区的母岩属性、流域环境和气候条件不同，河流输送物质的矿物组成和含量会有明显差异。入海碎屑物质经河口入海后向周围扩散，但多就近沉积难以发生大规模的搬运，通过物源指示指标可以反映各河流对渤海湾碎屑物质的影响范围和能力。

4.1.1 物源指示指标 轻矿物的成熟度指标。长石/石英比值是物源和搬运过程的综合作用，不仅与源区母岩性质有关，还与风化程度有关。石英稳定性极强，而斜长石、钾长石等长石的抗风化能力比石英要差的多。轻矿物的石英/长石指数反映了物质组成的成熟度[19]，是源区风化程度的常用指标，高值表征以化学风化作用为主的长石蚀变；低值表征以物理风化为主的快速剥蚀、搬运和堆积[20]。表2显示了各河流的石英、长石含量及石英/长石成熟度指数。黄河流程长，中游流经的黄土高原植被破坏严重且西北地区气候干冷，化学风化作用强烈，黄河物源富石英而贫长石；滦河流域植被茂密，自燕山经滦县出山后下游流程短，物质快速入海，滦河物源未经历强烈的化学风化，富长石而贫石英[7]。因此可以通过石英/长石指数来判断各河流对渤海湾碎屑物质的影响范围和能力。图2-f显示了研究区石英/长石的分布。图5显示了各取样点的石英、长石含量的散点分布情况，并叠加了前人研究的三条主要河流的特征值。

表2 各河流物质的轻矿物成熟度

图5 渤海湾石英、长石含量的散点分布

重矿物的特征矿物端元。重矿物组合是敏感的物源指示剂[3]，物源端元的建立对陆源入海沉积物的物质来源识别极为重要。基于重矿物分布的区域差异，以黑云母+白云母+赤褐铁矿(黄河特征重矿物组合)、钛铁矿+石榴石(滦河特征重矿物组合)、普通角闪石(海河高含量特征重矿物)作为三个单元做三维散点图(见图6)。可以发现，Ⅰ区、Ⅱ区、Ⅲ区能较好的成簇状聚集，指示单一物源的主导控制；Ⅳ区较为分散，指示多物源属性。

4.1.2 碎屑物质来源 I区：黄河矿物区。位于渤海湾南部，黄河三角洲北侧，主要受黄河物质影响。该区的突出特征是高含量的重矿物之黑云母(23.6%)、赤褐铁矿(11.2%)和轻矿物之石英(34.4%)、碳酸盐(9.9%)；阳起透闪石含量可达3.2%，显著高于其他物源分区；石英/长石指数为渤海湾最高(0.4～5.0)。黄河物源的碎屑物质主要来源于黄土高原，其物质组成与黄土相似，富含黑云母[10]和以方解石为主的碳酸盐[13, 23]。黄河物质石英/长石成熟度整体偏高(见表2)，且不同流段差异大。中游的黄土高原植被破坏严重，风化作用强烈，矿物成熟度高，黄河郑州站高达4.18；自黄河下游的洛口开始受泰山山地物质长石含量高的影响，黄河河道石英/长石偏小(1.34)；现代黄河三角洲最高(4.62)[7]。图6中I区样品能较好的成簇状聚集，黑云母+白云母+赤褐铁矿的重矿物组合可作为黄河物源的示踪指标，与王昆山[4]在黄河口附近的研究一致。

图6 渤海湾重矿物三端元散点分布

Ⅱ区：海河矿物区。位于渤海湾西北部近岸的海河口附近，主要受海河物质影响。该区普通角闪石含量在所有分区中最高(52.4%)，石英/长石指数也偏高(0.7～1.0)，范围较小，仅局限在海河口周围。海河上游部分支流也流经黄土高原，且现今海河水系下游流域为古黄河在西岸入海时形成的古三角洲，其物质与黄河物质有一定的相似性，成熟度也较高，石英/长石在滦河河道为0.51，入海口为0.57[8]。因海河较多支流源自或流经太行山系，海河物质成熟度低于黄河，而高于滦河。图6中Ⅱ区样品能较好的成簇状聚集，高含量的普通角闪石可作为海河物源的示踪指标。

Ⅲ区：滦河矿物区。位于渤海湾北部，主要受滦河物质影响。本区的突出特征为具有整个渤海湾中含量最高的石榴石(高达12.0%)、钛铁矿(高达9.6%)、钾长石(高达26.8%)和斜长石(40.7%)，辉石(2.6%)和斜黝帘石(2.9%)含量虽然少，但是显著高于Ⅰ区和Ⅱ区。石英比长石指数全区最小(<0.7)。高含量的石榴石[11]、钾长石[14]是滦河碎屑矿物的主要特征。滦河自燕山经滦县出山，由于下游流程短，物质快速入海，风化程度低，矿物成熟度低[7]。表2显示滦河物质成熟度比黄河低得多，石英/长石在滦河河道(0.51)和入海口(0.57)均较小[21]。图6中Ⅲ区样品能较好的成簇状聚集，钛铁矿+石榴石的重矿物组合可作为滦河物源的示踪指标，这与前人在曹妃甸海域[11, 12]的研究结果相一致。

Ⅳ区：渤海湾中部矿物区。石英/长石成熟度较低，且含有一定的石榴石(6%)和辉石(3.2%)，与滦河矿物区相似；含有一定的云母和赤褐铁矿，又与黄河矿物区相似；普通角闪石含量高又与海河矿物区相似。图6的端元示踪指标指示，Ⅳ区各散点分布较为分散，指示多物源属性。可分为东、西两个分区。Ⅳ-1区位于子牙新河河口外侧近岸，具有高含量的普通角闪石(51.4%)，重矿物中黑云母(7.1%)和赤褐铁矿(2.7%)、轻矿物中云母含量(14.9%)也较高，为黄河和海河共同供应区。Ⅳ-2区位于渤海湾中东部。含有一定的石榴石(7.0%)和钛铁矿(6.5%)，也含有一定的黑云母(2.4%)和赤褐铁矿(2.5%)，为黄河物源和滦河物源的共同供应区。

4.1.3 物源的影响能力 综合以上分析，黄河碎屑物质的影响力最强，控制着渤海湾的整个南半部；其影响范围向西可越过黄骅港，NE向的常浪向和强浪向及指向西北的潮余流导致了黄河口及沿岸碎屑物质向西搬运。滦河虽然输沙量远低于黄河，但以粗粒为主，滦河碎屑的影响力并不弱，控制着渤海湾的北部和东北部。海河碎屑物质的影响力较弱，仅局限在渤海湾西北部的海河口附近，一方面因为入海物质较少且以细粒为主，另一方面因为盛行偏东向浪，导致沿岸输砂活动较弱。各河流主控物源区的碎屑矿物特点如表3所示。

表3 渤海湾河流主控物源区的碎屑矿物特点

4.2 沉积动力环境

入海沉积物首先经过机械沉积分异而沉降，粗粒的密度大的颗粒首先沉降。物质沉降后则受波浪、潮流等海洋水动力环境的搬运和再分配，直至沉积物与之相适应。不同种类矿物的理化性质不同，其水力学效应也各不相同。Q型聚类结果中 Ⅰ 区和 Ⅲ 区都被聚类为3个差异明显的亚区，主要是云母在三角洲前缘水下岸坡的高度富集和石英的显著减少所致。为了探索水动力对矿物的影响方式，对云母/石英比值的等值线分布进行了分析(见图7)。云母/石英比值在渤海湾南部呈现条带状分布，自南岸-水下岸坡-前三角洲外缘-渤海中部呈现低-高-低-高的变化。在渤海湾北部也呈现条带状分布，由北向南，自曹妃甸沙岛群-潮流通道(冲刷深槽)-潮流沙脊(深槽南侧水下沙坝)-渤海湾中部也呈低-高-低-高的变化。这一条带状分布与Ⅰ区、Ⅲ区的亚分区几乎一致。

图7 渤海湾云母/石英比值等值线分布

① Ⅰ-1区和Ⅲ-1区。Ⅰ-1区位于现代黄河三角洲沿岸，水深0～10 m；Ⅲ-1区位于曹妃甸沙岛群及后方泻湖，水深0～5 m。这两区的水深均较浅，长期受到波浪的搅动和反复淘洗，均以极稳定矿物(石英)或大密度矿物(钛铁矿、石榴石、赤褐铁矿)为主。云母由于沉降较慢的水力学性质而不适宜在此沉积，逐渐向外海搬运，抗侵蚀的石英大量富集，具有较低的云母/石英比。Ⅰ-1区在黄骅港东侧向北延伸，可能与挡沙堤建设导致水动力增强有关。Ⅰ-1区和Ⅲ-1区均为砂质海岸地貌，是波浪长期作用的结果，属于典型的波浪主控下的沿岸高能沉积环境。

② Ⅰ-2区和Ⅲ-2区。Ⅰ-2区位于黄河三角洲前缘水下岸坡，水深5～18 m；Ⅲ-2区位于曹妃甸沙岛群的外侧，水深5～40 m，两区分别对应着黄河口外强流区和曹妃甸外侧潮流通道。这两区的稳定矿物和大密度矿物含量显著低于Ⅰ-1区和Ⅲ-1区。这两区的水深较深，波浪作用弱，但潮流作用强。黄河口附近由于无潮区的存在，6～20 m等深线之间形成一个强流带，最大流速可达120 cm/s[26]。中径0.1～0.4 mm的细砂颗粒最易起动，也最不适宜在高速潮流环境下沉积；而更细的粉砂颗粒由于颗粒间粘结力的增加，而更能抵抗高速潮流的侵蚀[27]，黄河三角洲外侧强流区形成以粗粉砂为主的“铁板砂”[28]，黄河口外的碎屑云母因水力等效而与粉砂共同沉积。曹妃甸外侧潮流通道亦是如此，曹妃甸深槽涨潮最大流速可达1.24 m/s[29]。I-2区的分布呈马鞍形，在埕北防护堤北侧收窄，东侧和西侧放宽，是向北突出的人工护岸工程对此影响的加剧所致。Ⅰ-2区和Ⅲ-2区分别发育了冲蚀沟地貌[28]和潮流通道(冲刷深槽)地貌[29]，是高速潮流长期作用的结果。

③ Ⅰ-3区和Ⅲ-3区。Ⅰ-3区位于黄河水下前三角洲的外缘，I-2区的北侧，水深16～23 m；Ⅲ-3区位于曹妃甸东南的水下潮流沙脊区，水深20 m左右。这两区的稳定矿物和大密度矿物含量均比Ⅰ-2区和Ⅲ-2区高得多，又小于Ⅰ-1区和Ⅲ-1区。这两区呈条带状顺岸分布，处于强流区的外缘，随着流速减弱，潮流携带的物质(尤其是易被起动的细砂)得以在流速减弱区沉降，Ⅲ-3区由于滦河提供了大量的砂源而形成了潮流沙脊，最大脊高5 m[30]。沙脊区常伴随着沙波运动，颗粒处于普遍跃移状态，越靠近脊顶，砂含量越高，扰动性越强[27]，越不适宜与粉砂水力等效的碎屑云母沉积。碎屑云母或沉积在Ⅰ-2区和Ⅲ-2区，或沉积在离岸更远的Ⅳ区。I-3区有可能正在发育一平行海岸的离岸堆积体。Ⅰ-3区和Ⅲ-3区代表了潮流减弱区易起动组分富集下的扰动环境。Ⅳ区代表了弱潮流影响下的平静环境。

5 结论

(1) 渤海湾可划分为4个碎屑矿物物源分区：I黄河矿物区，受黄河碎屑控制，以高含量的黑云母、白云母、赤褐铁矿为主要特征，石英/长石成熟度最高；Ⅱ海河矿物区，受海河碎屑控制，以高含量的普通角闪石为主要特征，石英/长石成熟度中等；Ⅲ滦河矿物区，受滦河碎屑控制，以高含量的钛铁矿、石榴石为主要特征，石英/长石成熟度最低；Ⅳ渤海湾中部矿物区，为多物源供应。

(2) 黄河碎屑物质的影响力最强，控制着渤海湾的整个南半部；滦河虽然输沙量远低于黄河，但滦河碎屑的影响力并不弱，控制着渤海湾的北部和东北部；海河碎屑物质的影响力较弱，仅局限在渤海湾西北部的海河口附近。

(3) 水文动力环境的不同导致了亚分区的矿物特征差异。Ⅰ-1区和Ⅲ-1区为破波带以内波浪长期作用下的高能扰动环境；Ⅰ-2区和Ⅲ-2区为高速潮流环境；Ⅰ-3区和Ⅲ-3区代表了潮流减弱区易起动组分富集下的扰动环境；Ⅳ区为弱潮流影响下的平静环境。