悬浮体作为联系河流、海洋、海底沉积物源汇体系之间的纽带,是研究全球物质循环的重要客体。悬浮体因其特有的性质能够长期悬浮并进行长距离搬运,影响并塑造着边缘海海底地形和地貌,是研究边缘海沉积作用的重要对象;而河口区处于强烈的地球化学变化带内,悬浮体组成和性质的改变与该处元素相态转变特别是污染元素的变化密切相关,是了解河口地球化学过程的重要基础和前提。 本研究采用现场调查取样、室内观察分析和模拟实验相结合的方法,现场调查参与了三个航次,分别是2011年10月长江口及东海公共航次、2015年3月长江口共享航次、2016年12月长江口联合调查航次,获得了长江口及邻近海域悬浮体样品和部分表层沉积物样品。室内采用Mastersizer2000型激光粒度仪、扫描电子显微镜(SEM)和X射线能谱分析仪(EDS)的联合技术对悬浮体颗粒进行了系统的观察。模拟实验选取长江河水和东海海水,按照设定的实验方案进行操作,取得了以下主要成果: 东海内陆架海区悬浮体絮团颗粒类型主要有矿物质絮团、生物碎屑絮团、矿物-生物絮团、有机-矿物絮团、有机-生物絮团、复合絮团。不同类型絮团空间分布差异明显,矿物质絮团、有机-矿物絮团和复合絮团空间分布相似,河口和沿岸流影响区含量高,向外降低;生物絮团、有机-生物絮团分布形式则相反,高值区出现在台湾暖流以东海域。垂向上除了复合絮团集中分布在底层外,其它形式的絮团并未发现明显集中于底层的现象。絮团发育和空间分布受制于水团的性质,主要受到电解质作用、有机质作用、生物作用、河口自生作用的共同影响。絮团的形成使悬浮颗粒加速沉降,对泥质区的形成具有重要影响。 研究发现长江河口混合带悬浮体颗粒絮凝作用强烈影响悬浮体颗粒粒级构成,淡水区悬浮体主要是径流带来的细颗粒泥沙,絮凝弱;混合区内悬浮体发生絮凝,刚开始絮凝作用仅形成粒径大、密度低、结构松散的聚合体,见于弱混合带顶部位置,随后则形成了结合紧密的聚合体,见于混合带的大部分区域。河口混合带内颗粒粒级构成的改变促进了河口区悬浮体颗粒的沉降和沉积,对河口浑浊带的形成及河口沉积作用具有重要的影响。 研究区内悬浮体重晶石颗粒类型主要有自形—半自形晶体、长条状晶体、不规则形态晶体和集合体颗粒。长江口区重晶石颗粒溶蚀较弱,溶蚀仅存在部分颗粒边缘处;内陆架海区重晶石颗粒溶蚀现象较明显,除晶体边缘存在溶蚀外,在部分晶体表面出现溶蚀坑和溶蚀槽现象,其中秋季重晶石颗粒溶蚀比春季重晶石颗粒溶蚀现象普遍。悬浮体重晶石颗粒是在生物作用下的微环境中形成的,大部分为自生颗粒,颗粒较细,在水体中进行长距离的悬浮搬运,其空间分布呈现近岸低、离岸高的特征,主要受到该区的初级生产力发育状态和重晶石颗粒沉降的影响。 研究区内黄铁矿颗粒类型主要有自形单晶、不规则状单晶、莓球状集合体和不规则状集合体,根据黄铁矿颗粒形态和粒径分布特征,认为长江口混合带内悬浮体黄铁矿颗粒主要来源于沉积物中的再悬浮。水体中悬浮黄铁矿颗粒沉降时间较长,其搬运和沉积过程主要受水动力条件的影响。长江口区向海方向上,悬浮体黄铁矿颗粒相对含量呈增加的趋势,这一空间分布特征主要受底质沉积物类型的影响。局部微环境是形成黄铁矿的基本条件,形成过程中可能出现前体矿物,是早期成岩阶段的产物。 通过室内模拟实验,设定方案混合长江河水和东海海水,获取108个悬浮体样品,观察了絮团颗粒和重晶石颗粒的变化,发现低盐度条件下(盐度为1.0)形成的絮团颗粒其粒径分布特征与长江口混合带内(盐度分布在0.1-2.0之间)的絮团颗粒粒径分布拟合度较高,认为盐度对絮团颗粒形成的影响较大。同时在样品中观察到重晶石颗粒,认为此类重晶石是非生物成因形成的,即硫酸钡浓度达到饱和条件下晶体析出的结果。