Spatial Variations and factors control sedimentary metal and grain size in the continental margin of the southwestern Taiwan

台灣河川屬於島嶼型河川，山高水急，加上台灣經常發生地震及颱風季節所帶來得豐沛雨量，造成河川攜帶大量的懸浮顆粒。這些大量的懸浮顆粒由河川向鄰近海域輸出，可能對海洋產生相當程度的影響。本研究將藉由分析台灣西南海域表層沉積物中鋁、鐵、錳、鋅、銅、鉛、鎘七種元素以及其粒徑大小組成，來探討台灣西南海域沉積物之空間變化，並進一步根據沉積物重金屬區域與顆粒大小的變化來探討影響台灣西南海域沉積物分佈的主要控制因子。 本研究發現沉積物金屬與顆粒大小變化頗大，其中曾文溪外海表層沉積物除了金屬錳與鎘之外，其他金屬及顆粒大小均呈現從沿岸由東向西逐漸降低的趨勢，而高屏溪外海表層沉積物除了金屬錳、鋅、鎘之外，其他金屬與顆粒大小均呈現陸坡較高陸棚較低的趨勢。高屏峽谷內表層沉積物除了金屬鎘之外，其他金屬與顆粒大小均呈現出海口較低濃度往峽谷內逐漸升高再降低後升高之趨勢。 台灣西南海域表層沉積物與顆粒大小明顯呈現正向關係，顯示此研究區域表層沉積物金屬濃度變化差異明顯受顆粒大小所影響控制。高雄港西南方之陸坡區域因受到中國鋼鐵公司爐石海拋區造成此區部分表層沉積物金屬濃度有異常高值出現，造成部分金屬錳、銅、鋅、鉛、鎘脫離與顆粒大小控制之線性範圍。高屏溪出海口近岸陸棚區域因受到高屏溪與東港溪每年輸出大量且高濃度顆粒態的金屬鋅造成於近岸陸棚區域有異常高之鋅高值出現。部份金屬錳遠遠脫離與金屬鋁和顆粒大小之線性範圍，異常高值出現於澎湖南端、中鋼海拋爐石區與高屏峽谷像西轉折處西側，可能為金屬錳於沉積物表層富集之成岩作用所造成。摘要------------------------------------------------------I 目錄-----------------------------------------------------II 圖目-----------------------------------------------------IV 表目------------------------------------------------------V 第一章 緒論-----------------------------------------------1 1.1前言-----------------------------------------------1 1.2研究區域-------------------------------------------2 1.3研究目的-------------------------------------------2 第二章 樣品採集與分析方法---------------------------------4 2.1研究區域與測站-------------------------------------4 2.2採樣方法-------------------------------------------4 2.1.1箱型沉積物採集器-----------------------------4 2.1.2重力沉積物採集器-----------------------------4 2.3標本前處理---------------------------------------16 2.4分析方法------------------------------------------16 2.4.1使用試劑------------------------------------16 2.4.2沈積物金屬分析------------------------------17 2.4.3沉積物之粒徑分析----------------------------18 第三章 台灣西南海域表層沉積物重金屬、粒徑大小之分佈-------26 3.1 結果---------------------------------------------26 3.1.1鋁------------------------------------------26 3.1.2鐵------------------------------------------26 3.1.3錳------------------------------------------27 3.1.4鋅------------------------------------------27 3.1.5銅------------------------------------------28 3.1.6鉛------------------------------------------29 3.1.7鎘------------------------------------------29 3.1.8含泥量--------------------------------------30 第四章 討論 ---------------------------------------------39 4.1台灣西南海域沉積物金屬含量之空間分佈變化---------39 4.1.1曾文溪與二仁溪口外海區域--------------------39 4.1.2高屏峽谷兩側陸棚----------------------------40 4.1.3高屏峽谷兩側陸坡----------------------------40 4.1.4高屏峽谷------------------------------------41 4.2 影響西南海域金屬空間分部控制因子----------------42 第五章 結論----------------------------------------------48 參考文獻 ------------------------------------------------49 圖目 圖2-1台灣西南海域沉積物採樣位置圖。----------------------5 圖2-2沉積物樣品處理流程。--------------------------------20 圖3-1台灣西南海域表層沉積物鋁含量(%)的分佈圖。-----------31 圖3-2台灣西南海域表層沉積物鐵含量(%)的分佈圖。-----------32 圖3-3台灣西南海域表層沉積物錳含量(mg/g)的分佈圖。--------33 圖3.4台灣西南海域表層沉積物鋅含量(mg/g)的分佈圖。--------34 圖3.5台灣西南海域表層沉積物銅含量(mg/g)的分佈圖。--------35 圖3.6台灣西南海域表層沉積物鉛含量(mg/g)的分佈圖。--------36 圖3.7台灣西南海域表層沉積物鎘含量(mg/g)的分佈圖。--------37 圖3.8台灣西南海域表層沉積物含泥量(%)的分佈圖。-----------38 圖3-9台灣西南海域表層沈積物鐵、錳、銅、鋅、鉛、鎘含量對鋁金屬含量之相關圖-------------------------------------46 圖3-10台灣西南海域表層沈積物鋁、鐵、錳、銅、鋅、鉛、鎘含量對含泥量之相關圖-----------------------------------4