南极普里兹湾主要碎屑矿物特征及物源分析

刘轶莹，金秉福 *，陈志华，王昆山

（1.鲁东大学海岸研究所，山东烟台264025；2.国家海洋局第一海洋研究所，山东青岛266061）



南极普里兹湾主要碎屑矿物特征及物源分析

刘轶莹1，金秉福1 *，陈志华2，王昆山2

（1.鲁东大学海岸研究所，山东烟台264025；2.国家海洋局第一海洋研究所，山东青岛266061）

摘要：基于南极普里兹湾海域33个表层碎屑沉积物样品的碎屑矿物学分析，对该区的沉积环境与物质来源进行了分析。结果表明该区碎屑重矿物共17种，石榴子石、普通角闪石和磁铁矿为优势矿物，紫苏辉石和赤铁矿为特征矿物。根据矿物组合分布特征，普里兹湾可划分为4个矿物区：Ⅰ区为石榴子石含量占绝对优势、重矿物含量较高的弗拉姆浅滩矿物区；Ⅱ区为石榴子石、普通角闪石含量较高，磁铁矿为特征矿物的普里兹水道矿物区；Ⅲ区为紫苏辉石含量较突出的四女士浅滩矿物区；Ⅳ区为普通角闪石含量明显突出，石榴子石显著减少的深水陆坡矿物区。通过电子探针测试研究区石榴子石结果表明：碎屑石榴子石含有较高的Fe、M g和较低的Ca、M n，属主要来源于高级麻粒岩相副变质岩的A型石榴子石。普里兹湾海域的碎屑矿物分布特征是物质来源、海流系统以及冰川活动等多重因素综合作用的产物。

关键词：碎屑矿物；石榴子石；沉积物；普里兹湾

1　引言

碎屑矿物特征和组分在追踪沉积物的来源［1—2］、搬运扩散方式［3］等方面得到广泛应用。不同海域由于物源的不同，矿物组合与分布特征会有明显差异，同时受矿物的密度和物理化学稳定性影响；不同的气候环境、风化条件和搬运机制可以使物源碎屑物发生沉积分异作用，从而使重矿物组成和含量发生变化［4］，在海洋环境中重矿物组成和分布主要受物源和海流作用的影响。南极洲98 %的面积被冰雪覆盖，目前对南极地质的认识仅仅是通过对2 %左右裸露的南极基岩的研究中获得的，难以认识南极大陆的岩石组成与演化历史［5］，而冰川的冰筏作用会将冰盖下部的部分碎屑物质搬运到海洋中。因此，海洋碎屑沉积物在一定程度上可以反映南极大陆表层的物质组成，研究海洋碎屑沉积物的特征对探究沉积物物源有一定辨识意义。

目前，有关普里兹湾海域矿物的研究相对较少。已有研究表明：南极中山站和企鹅岛地区是由中高压角闪岩相变质作用形成的榴闪岩，原岩属基性岩［6—8］。对普里兹湾邻近海域沉积物中高岭石等黏土矿物分布特征与物源的研究显示普里兹湾海域沉积物来自于南极大陆本土［9—12］。对南极普里兹湾表层水中Ge、Cu、Cd、Zn的含量和分布以及O、C、Ra、U同位素研究［13—20］有效指示了沉积物的物质来源主要为南极大陆主体，并进一步说明沉积作用主要受到生物生产量和海冰的作用。

本文基于对南极普里兹湾海域33个表层海洋沉积物样品的重矿物鉴定分析结果以及碎屑石榴子石单矿物化学分析，初步探讨了研究区海域表层样中碎屑矿物的组合与分布规律。结合矿物学分析结果、海流系统特征、普里兹湾海底地形、周围地质构造和岩性概况等，探究沉积物物源区、物质迁移规律和沉积规律，讨论了碎屑矿物空间分布特征及其与海流、变质岩分布和冰川活动之间的关联性。

2　研究区概况

普里兹湾是南极洲的第三大海湾，面积约为6× 104k m2。处于南大洋的印度洋扇区，位于约66°45′～69°30′S，70°～80°E所围成的区域内，呈西南-东北走向的喇叭状（图1）。从最南端兰伯特冰川入海口处（69°S，70°E）向北直到67°S附近为水深较浅的陆架海域［21—22］。湾内东、西两侧分别为四女士浅滩和弗拉姆浅滩。四女士浅滩水深约200 m，最浅处小于60 m，西部弗拉姆浅滩水深约200 m，阻挡了外部冰川进入湾内。两浅滩中间是水深大于500 m的凹槽，即普里兹水道，是湾内外交换的主要通道［22］。随着离岸距离的增加水深变化再趋平缓，开阔的陆架海域水深变化不大，67°S附近的大陆坡以北为水深3 000 m以上的深水区。与兰伯特冰川相连的埃默里冰架是东南极最大的冰架，面积约为3×104k m2，是东南极冰盖的入海口，东南极14 %的冰量在此入海［23］。

普里兹湾及邻近海域分布有普里兹湾陆架水、南极表层水、南极底层水和绕极深层水等水团，流系较为复杂［24—25］。南极辐散带以南分布有向西流动的极地环流和极地沿岸流，普里兹湾内存在顺时针方向的环流，弗拉姆浅滩东缘存在上升流；南极辐散带以北为东向的南极绕极流，南极辐散带周围有涡旋出现［26—29］。

普里兹湾地区主要由3个太古宙克拉通地块和一个格林维尔高级变质地体及一个泛非高级变质带组成。3个太古宙克拉通地块主要出露在南查尔斯王子山、西福尔丘陵和赖于尔群岛；格林维尔地体主要出露于北查尔斯王子山，以区域麻粒岩相变质作用伴随大规模的紫苏花岗质和花岗质岩浆入侵为特征，时代约为距今990～980 M a；泛非高级变质带（即普里兹带）主要出露在普里兹湾沿岸，向南沿埃默里冰架东缘一直延伸到格罗夫山后被冰雪覆盖［30—32］。

3　材料与方法

3.1样品采集

沉积物样品采集于中国“雪龙”号考察船第24航次、第29航次南极综合考察。本文站位选取于普里兹湾湾内，大致为64°30′～69°30′S，67°～78°E之间的区域（图1），样品采集时间主要集中在2008年南极夏季2—3月及2013年南极夏季2—3月期间，共33个站位。样品的采样站位、水深及岩性特征见表1。

表1　样品站位、水深和岩性特征Tab.1 Location，depth and lithology of the samples

续表1

图1　普里兹湾表层沉积物碎屑矿物分析站位Fig.1 Stations of detrital mineral analysis in the Prydz Bay

3.2轻重矿物分离与鉴定

碎屑矿物样品制备，按照中国近海海域综合调查与评价专项技术规程——海洋底质调查中矿物分析方法的规范要求进行，取适量湿样，用0.063 m m + 0.25 m m套筛进行筛分，经筛选冲洗后，得到细砂待鉴定样品粒级；然后进行重液分离，重液为C H Br3（比重范围d204= 2.889～2.891），获得轻、重矿物质量数据。矿物的鉴定研究工作采用实体显微镜观察和偏光显微镜油浸法结合来进行定性和定量分析，每站样品鉴定矿物300多个颗粒，对矿物特征如颜色、形态、条痕、铁染程度、蚀变程度、颗粒相对大小、光学性质等进行描述和鉴定。

3.3石榴子石单矿物化学分析

在重矿物含量高的站位样品中，从重矿物中随机选取石榴子石颗粒，每组沉积物样品选取100颗以上（个别站位石榴子石含量虽高，但重矿物含量低，石榴子石颗粒较少，无法进行单矿物化学分析）。利用电子探针波谱进行定量分析矿物化学成分，由国家海洋局第一研究所海洋沉积与环境地质国家海洋局重点实验室的JE O L JX A8230型电子探针仪测定。测试条件：加速电压15 k V，探针电流20 n A，计数时间20 s/元素，束斑直径3μm，采用Z A F修正法。随机测试50～60个颗粒，以保证其统计精度。

4　结果分析

4.1重矿物组成与分布

普里兹湾表层沉积物中共鉴定出重矿物17种，重矿物在碎屑轻、重矿物中所占的比重为0.7 %～ 17.9 %，平均值为7.9 %。其中石榴子石、普通角闪石和磁铁矿在重矿物中的平均含量超过10 %，分别为44.4 %、29.9 %、12.7 %，为研究区的优势矿物；紫苏辉石、赤铁矿和黑云母的平均含量在1 %～10 %之间，属于常见矿物；其他矿物如透闪石、绿帘石、榍石、磷灰石、金红石、橄榄石、普通辉石、菱铁矿、钛铁矿、褐铁矿和白钛石平均含量较低，部分矿物仅在少数站位零星出现。矿物颗粒百分含量变化见图2。

图2　普里兹湾重矿物分布特征Tab.2 Distribution of heavy minerals in the Prydz Bay

普里兹湾沉积物中主要重矿物分布图（图3）是基于Arcgis的反距离权重插值法得出的，结合该图对主要的重矿物的分布特征进行简要描述，进而分析影响重矿物分布的主要因素。

重矿物含量指重矿物重量占轻、重矿物质量之和的百分含量，受底质类型、沉积物改造程度以及矿物风化能力等影响，可以反映沉积物物源和成熟度等方面的信息。研究区重矿物含量分布表明普里兹湾两侧浅滩（弗拉姆浅滩和四女士浅滩）重矿物含量高，达15 %左右；中部重矿物含量较低，平均含量在4.6 %以下（图3a）。

石榴子石为粒状，以浅粉色为主，光泽较强，晶形不完整。平均含量44.4 %，最高含量88.7 %，每个站位沉积物中都有出现，分布广泛，在重矿物中所占比重最大。统计数据表明其含量变化大，高含量区出现在普里兹湾西侧弗拉姆浅滩，并由此向东部四女士浅滩和北部深水区含量逐渐减少（图3b）。

普通角闪石为短柱状，绿色、黑绿色，颗粒有破损、磨蚀。平均含量29.9 %，变化范围0.7 %～ 66.9 %，在每个站位沉积物中都有出现，分布广泛。含量变化幅度大，含量分布与石榴子石分布具有负相关性，高含量出现在普里兹湾北部深水区，较低含量出现在麦克罗伯森地沿岸沉积物中（图3c）。

磁铁矿为小粒状，黑色，表面较为干净，金属光泽。平均含量12.7 %，最高含量26.9 %，在每个站位沉积物中都有出现，分布广泛，是研究区主要金属矿物。普里兹湾中部磁铁矿含量较高，两侧浅滩含量较低（图3d）。

紫苏辉石以粒状为主，短柱状，浅褐色，略带紫色调，表面磨蚀。平均含量6.1 %，最高含量63.7 %，在所有样品中出现率为85 %。含量变化范围大，个别站位（N08-3）含量达63.7 %。拉斯曼丘陵沿岸地区紫苏辉石含量较高，其他地区含量均在7 %以下（图3e）。

赤铁矿为粒状，黑色，表面疏松。平均含量1.4 %，最高含量6.1 %，在所有样品中出现率为88 %。赤铁矿在研究区分布较均匀，在沉积物中含量较其他主要重矿物低（图3f）。

图3　沉积物中主要重矿物分布图（基于Arcgis的反距离权重插值法）Fig.3 Diagram of main heavy minerals distribution（ID W interpolation method based on Arcgis）

4.2组合分区

聚类分析根据样品的属性，用数学方法按照特定相似性或差异性指标，定量地确定样品之间的亲疏关系，并按这种亲疏关系程度对样品进行聚类。本文将主要的6种矿物含量作为变量，即重矿物含量、石榴子石、普通角闪石、磁铁矿、紫苏辉石和赤铁矿，利用Q型聚类方法进行碎屑矿物组合分区。重矿物含量参数可以反映沉积物的分布，与碎屑矿物富集程度密切相关，石榴子石、普通角闪石和磁铁矿为重矿物的优势矿物，紫苏辉石和赤铁矿为常见矿物。这5种矿物的平均含量之和达到了94.5 %，完全可以代表整体矿物的分布趋势。综合重矿物含量分布以及聚类结果，将研究区分为4个矿物组合区（图4）：Ⅰ区为弗拉姆浅滩矿物区；Ⅱ区为普里兹水道矿物区；Ⅲ区为四女士浅滩矿物区；Ⅳ区为深水陆坡矿物区。表2为各分区主要矿物参数含量统计。

Ⅰ区：弗拉姆浅滩矿物区，样品数5。本区重矿物含量为研究区最高，平均达到11.6 %，优势矿物为石榴子石、磁铁矿。特征矿物为石榴子石，含量为81.1 %，高于Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ区1倍以上。而普通角闪石含量为远低于全区平均水平。

Ⅱ区：普里兹水道矿物区，样品数6。重矿物含量略低于全区平均含量，变化范围大，优势矿物为普通角闪石、石榴子石和磁铁矿，其中磁铁矿平均含量为4个区中最高，样品聚类表明其与Ⅲ区矿物组成较为相似。

Ⅲ区：四女士浅滩矿物区，样品数15，站位分布较为密集。优势矿物为石榴子石、普通角闪石、磁铁矿和紫苏辉石。特征矿物为紫苏辉石，平均含量达到11.4 %，变化范围相对较大，个别站位高达63.7 %。

Ⅳ区：深水陆坡矿物区，样品数7。优势矿物为普通角闪石、石榴子石和磁铁矿。该区普通角闪石在重矿物中含量较大，高于其他3个区1倍左右；而石榴子石含量不到其他3个区的1/2。

图4　普里兹湾矿物分区示意图Fig.4 Mineral provinces of the Prydz Bay

表2　普里兹湾表层沉积物4个矿物组合区重矿物含量表（n为样品数目）Tab.2 Heavy mineral contents of mineral assemblage provinces in the Prydz Bay（n is the number of samples）

4.3石榴子石化学组成

石榴子石虽然常见于火成岩，但大量存在于变质岩中，是特征变质矿物之一。在不同种类的含石榴子石变质岩中，其组成也存在很大差异［33—35］。因此，石榴子石在确定沉积物源区中具有较明确的指示作用。石榴子石有6个端元组分，综合考虑石榴子石各个元素所占百分含量后，本文将铁铝榴石（Almandite）+锰铝榴石（Spessartite）、镁铝榴石（Pyrope）、和钙铝榴石（Grossularite）作为三角图的端元组分。在铁铝榴石+锰铝榴石—锰铝榴石—钙铝榴石三角图中（图5），可以看出，6个样品的碎屑石榴子石组分变化不大，表明它们的物质来源比较单一。前人将碎屑石榴子石组成按照其不同来源划分为3种类型，其中A型石榴子石含有较高的Fe、M g和较低的Ca、M n，这种石榴子石常出现在高级麻粒岩相副变质岩和紫苏花岗岩，但是紫苏花岗岩是石榴子石含量相对较少的岩石，因此普里兹湾碎屑矿物中的石榴子石大多属来源于高级麻粒岩相副变质岩的A型石榴子石。

由石榴子石组成三角图（图5）可发现，普里兹湾海域的碎屑石榴子石有一个显著特点，钙铝榴石比例较小，镁铝榴石约占1/4，而铁铝榴石+锰铝榴石所占比例较大，平均百分含量在70 %左右（其中锰铝榴石含量较少，仅2 %左右）。钙铝榴石一般于接触变质条件下生成，锰铝榴石一般在压力稍高的低级区域变质条件下生成，铁铝榴石在压力更高的中级区域变质条件下生成，而镁铝榴石只能在压力极高的条件下生成。铁铝榴石主要产于片麻岩、麻粒岩中，由此推断，普里兹湾海域的石榴子石主要来源于古老变质岩中。另外，在P6-13站位中有个别颗粒镁铝榴石含量超过70 %，指示该区域在形成过程中受到极高的压力，有可能来源于深部榴辉岩、金伯利岩。

图5　普里兹湾6个站位沉积物中碎屑石榴子石组成三角图Fig.5 Garnet compositions of 6 stations in the Prydz Bay

5　讨论

5.1沉积碎屑来源

埃默里冰架东缘的基岩出露区域的岩性包括高级变质岩石和大量侵入于其中的紫苏花岗岩和花岗岩体，变质岩以含斜方辉石的正片麻岩和镁铁质麻粒岩为主，同时夹有少量副片麻岩和钙硅酸盐岩［31］。埃默里冰架以西北查尔斯王子山格林维尔期雷纳杂岩岩体主要由高级镁铁质—长英质片麻岩和副片麻岩组成，并含有大量花岗岩，包括部分紫苏花岗岩［30—32］（图7）。

上述4个矿物分区的矿物特征及其分布，表明普里兹湾沿岸麦克罗伯森地、拉斯曼丘陵—西福尔丘陵地区与离岸较远的格罗夫山是该矿物组合区主要物源区。普里兹湾的基底主要为太古宙及元古宙的变质岩［30—31］。Ⅰ区矿物组合石榴子石含量最高，角闪石和磁铁矿含量较高，矿物成熟度较高，为接受沉积较为稳定的区域。通过近岸地区的铅同位素测定结果指出：该区是南极最古老的变质岩区，年龄约（4 000 ±200）M a［36—38］。碎屑沉积物的主要物质来源麦克罗伯森地，该地区是由原始火成岩经变形和变质发育成石榴子石片麻岩，且变余糜棱岩带（石榴子石—磁铁矿—辉石—斜长或石英片岩）通常含有较多的石榴子石和磁铁矿［32，39—41］，这些变质岩的碎屑物质通过冰川运动、浮冰输送和海流搬运入海，从而在海底表层碎屑沉积物中形成了石榴子石—角闪石—磁铁矿的矿物组合类型。该区水动力强，重矿物含量为4个区域中最高。Ⅱ区所处位置与普里兹水道大体吻合，海底深度比东西两侧的四女士浅滩和弗拉姆浅滩地区大，重矿物含量为4个区域中最低，沉积速率低。但该区受普里兹水道影响海流作用力较强，优势矿物石榴子石、角闪石、磁铁矿与特征紫苏辉石、赤铁矿等矿物混合较好，无明显差异性，属于混合物源区。Ⅲ区紫苏辉石含量与周围站位相比高出一定水平，而且一些矿物含量出现自拉斯曼丘陵—西福尔丘陵沿岸地区向深海方向降低的趋势，表明其具有近源性。该区石榴子石含量比Ⅰ区明显减少，而角闪石有所增加，矿物成熟度相对较低。同时该区紫苏辉石含量明显高于其他3个区，可能是由于该区沿岸拉斯曼丘陵-西福尔丘陵地区有大量的泛非期紫苏花岗岩体出露［42—43］，为Ⅲ区带来大量的紫苏辉石，个别站位（N08-3）紫苏辉石含量高达63.7 %。Ⅳ区普通角闪石含量占一半以上，石榴子石含量与其他3个区相比明显降低，矿物成熟度相对较低。冰筏运动在沿岸地区盛行，代表大陆沉积环境，而该区离岸较远，水深较大，因而接受海冰携带的沉积物碎屑量较少。

锰铝榴石一般在矽卡岩和低级区域变质岩中常见，在结晶花岗岩和细晶岩中也可发现，经对石榴子石化学组成分析可知该区碎屑石榴子石中锰铝榴石含量较低［44］，由此可见普里兹湾沿岸地区的低级变质岩和花岗岩分布有限。铁铝榴石是石榴子石片岩和片麻岩中的常见矿物，在一些钙碱性花岗岩和流纹岩中也可见。一般来说，从绿帘角闪岩相到麻粒岩相的变质岩中，铁—镁铝榴石含量大量增加，紫苏花岗岩和麻粒岩中也含有部分钙铝榴石［45］。由此我们可以推断：普里兹湾碎屑矿物中高镁铁—低钙的碎屑石榴子石最初源岩是高级变质沉积岩和基底的紫苏花岗岩。这一推断与普里兹湾沿岸及相邻区域的基底吻合。

图7　普里兹湾沿岸及相邻区域地质简图（据文献［46］修改）Fig.7 Geological sketch map of the Prydz Bay coast and adjoining areas（modified from reference［46］）

5.2搬运沉积体系

5.2.1冰川作用

南极大陆冰盖大规模的冰川运动，导致了冰川底部对南极大陆基岩有强烈的刨蚀作用，形成大量冰碛物，并随冰川蠕动向冰盖边缘运动，这些由冰碛物组成的碎屑沉积物最后堆积在冰川前缘或冻结在冰筏中进入南极海区。普里兹湾海底表层沉积物属于残积冰碛物类型，大多为含砾粉砂和黏土质粉砂。碎屑物质多来自普里兹湾沿岸地区，小部分来自距离较远的格罗夫山地区，它们主要受兰伯特冰川作用影响，可能以冰筏漂流的方式搬运，在极少数情况下出现的深层流汇集，也会使细粒碎屑物质沉积。由于研究区位于埃默里冰架外缘地区，丰富的陆源物质通过冰川作用被带入普里兹湾，而近岸的冰筏运动对矿物的分选作用较差，以致重矿物在此混杂堆积。同时，67°S以北相对远离大陆的深海水区，沉积物粒度变细以黏土质粉砂为主，属于混合副冰碛物。其沉积物组成特征往往受麦克罗伯森地和拉斯曼丘陵—西福尔丘陵地区两个物源区的共同影响，在两个物源的交汇处往往形成混合型矿物组合区。冰筏是外海砂石输送最重要机制，而大量的淤泥和黏土细粒沉积物主要由永久性或暂时性的底部环流搬运。该区沉积物样品受风化磨蚀作用极弱，却在大块碎屑物中出现破碎、磨损的迹象，表明可能是由冰筏作用携带砾石搬运到相应位置，而细粒泥质、黏土成分则可能是由海流作用搬运。

5.2.2海流系统

前人研究结果［47］表明，普里兹湾附近海域的主要水团包括，即南极表层水（A AS W）、普里兹湾陆架水（S W）、绕极深层水（CD W）和南极底层水（A A B W）。CD W主要形成于64°S以北海域，对研究区表层沉积物影响较小。普里兹湾海域海流系统整体上呈现自东向西方向运动，但是在普里兹湾内的上层和中层海水中还存在逆时针和顺时针方向的涡旋，普里兹湾东侧沿岸的西向流在西福尔丘陵沿岸海域形成逆时针涡旋［23—24］，因此大量的紫苏辉石和赤铁矿并未被向西携带，而是沉积在西福尔丘陵沿岸海域。此外在普里兹湾内有一个明显的气旋涡，中心在67.5°S，73°E附近（图8），通过该气旋涡和陆架水将陆源物质中细粒泥质、黏土成分携带到深海水区，而粒度较粗的物质则沉积在近岸浅水区中。强烈的底部环流对物质分配有显著作用，底层水自东向西将大量碎屑重矿物带入普里兹湾西部弗拉姆浅滩矿物区并此沉积，可能是Ⅰ区重矿物含量高的主要原因。湾内两侧水深较浅，均小于500 m，沉积物近岸混杂沉积，形成弗拉姆浅滩区和四女士浅滩区。两个浅滩中间为普里兹水道，水深500～1 000 m，通过普里兹水道向北输送的陆架水与南极表层水、绕极深层水和变形绕极深层水混合，形成南极底层水［48］，水团交换加强，因此此处沉积物混合相对较好；受普里兹水道近岸流影响67°S以北的陆架外缘深水区矿物以角闪石为主，石榴子石、紫苏辉石等矿物含量呈递减趋势。

图8　普里兹湾及邻近海域海流图（据参考文献［49］修改）Fig.8 Current figure of the Prydz Bay and adjoining areas （modified from reference［49］）

6　结论

研究海区共鉴定出碎屑重矿物17种，石榴子石、普通角闪石和磁铁矿为优势矿物，紫苏辉石和赤铁矿为特征矿物。依据表层沉积物碎屑矿物组合及分布特征，将研究区划分为4个矿物区：Ⅰ区为石榴子石含量占绝对优势、重矿物含量较高的弗拉姆浅滩矿物区；Ⅱ区为石榴子石、普通角闪石含量较高，磁铁矿为特征矿物的普里兹水道矿物区；Ⅲ区为紫苏辉石含量较突出的四女士浅滩矿物区；Ⅳ区为普通角闪石含量明显突出，石榴子石显著减少的深水陆坡矿物区。

研究海区石榴子石含有较高的Fe、M g和较低的Ca、M n，属主要来源于高级麻粒岩相副变质岩的A型石榴子石。由此可以推断普里兹湾沿岸麦克罗伯森地、拉斯曼丘陵—西福尔丘陵地区与离岸较远的格罗夫山是研究区的主要物源区。物质来源、冰川作用和海流系统的共同影响是形成普里兹湾碎屑矿物分布特征的主要原因。

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Characteristics and provenance of main detrital minerals in the Prydz Bay，Antarctic

Liu Yiying1，Jin Bingfu1，Chen Zhihua2，W ang Kunshan2
（1.Instituteof Coast，Ludong University，Yantai 264025，China；2.The First Institute of Oceanography，State Oceanic Administration，Qingdao 266061，China）

Abstract：The depositionalenviron ment and sedimentary provenance were studied in the Prydz Bay based on mineralogical analysis of 33 surface sediment samples.Seventeen types of heavy minerals were recognized in this study.Garnet，hornblende and magnetite are the dominant heavy minerals，hypersthene and hematite are the characteristic minerals.From the distribution ofthe mineral assemblages，four mineral provinces can beidentified.In Fram Bank mineral province（Province I），the garnetis treated as the main mineral and has the highest content of heavy mineral.In Prydz channel mineral province（Province II），the magnetite is treated as the diagnostic mineral，garnet and epidote take a dominant position of the minerals.In Four Ladies Bank province（ProvinceⅢ）has significant content of hypersthene.In deep slope mineral province（ProvinceⅣ），the main mineralis hornblende and the garnetis less than other provinces.The mineralogical characteristics of garnets from the study area shows that，the clastic garnet contains higher Fe，M g element and lower Ca，M n element，and mainly comes from senior granulite facies.Detrital mineral distribution characteristics is controlled by provenance，the current system and glacier activities such as a product of the combined action of multiple factors.

Key words：detrital minerals；garnet；sediments；Prydz Bay

*通信作者：金秉福，教授，主要从事海洋地质研究。E-mail：bfjin＠126.com

作者简介：刘轶莹（1990—），女，吉林省延吉市人，主要从事海洋地质研究。E-mail：liuyiying666＠126.com

基金项目：南北极环境综合考察与评估专项（C HIN A R E2013-01-02）。

收稿日期：2015-06-10；

修订日期：2015-09-29。

中图分类号：P736.3；P728.2

文献标志码：A

文章编号：0253-4193（2016）05-0096-12