为了探究渤海北部海域海洋沉积环境,更好为国家经济开发助力,本研究于2014年8月对渤海北部海域表层沉积物样品进行了取样,经阐释本试验区域内沉积物样品的粒度探讨海洋侵蚀动力,再通过矿物组成与重金属含量等方面的研究,进一步阐释渤海北部海域的表层沉积物来源、沉积环境及其环境质量。本研究有助于对渤海北部海域水环境质量做出预警和评价、为海水养殖及海洋生态修复提供基础数据,同时为该流域可持续地、永续地利用海洋资源,更加完善地保护区域海洋生态环境提供相关的科研依据。本文通过分析渤海北部海域23个表层沉积物样品,探究了渤海北部海域沉积物粒度的特征及其类型,并通过沉积环境来进一步探讨了其沉积过程。结果表明:研究区各个粒度等级的百分含量中,砂含量为5.76-83.76%,其平均值为29.70%;粉砂含量为12.80-73.79%,平均值为59.16%;粘土含量为3.45-20.01%,平均值为11.14%;平均粒径变化范围为5.34-9.00Φ。基于福克-沃得的沉积物分类方法,在渤海北部海域共鉴定出3种矿物种类分别为粉砂质砂(zs)、砂质粉砂(sz)、粉砂(z),其中,砂质粉砂(sz)分布面积广、所占百分比大,是该区的主要沉积物类型。整体上,辽东湾北侧平均粒度较高,砂质组分含量高,渤海北部海域西侧表层沉积物平均粒径低,以粉砂和泥质组分为主。研究区表层沉积物来源于河流中携带的泥沙,潮流和沿岸流对其分布起着关键的控制作用。采用电感耦合等离子质谱仪测定了重金属含量,并通过空间插值法结合地累积指数与潜在风险指数对研究区的表层沉积物重金属的分布特征及环境效力状态作出了评价与预测。结果表明:研究区重金属按照含量由大到小排序依次为As>Cd>Pb>Co>Cu>Cr>V>Zn>Mn。地累积与潜在风险指数均能显示出Mn、Zn、V、Cr无污染,而Cu、Co、Pb在某些样点出现无污染到中度污染,Cd、As有对半的样点存在中度至重度污染,Cd、As的污染也较为严重。研究区重金属含量高值区主要位于近曹妃甸东北与大石河河口,并且呈现出由海岸向深海区递减的趋势;低值区位于研究区北侧与复洲河口。其中,狗河与六股河口外Pb、Ni、As这三种重金属浓度略高,复洲河河口处Mn、As浓度较高。研究同时表明渤海北部表层沉积物重金属分布规律不仅受沉积物粒度组成特征影响,而且与沿海社会经济发展和国家环境保护政策息息相关,因此建议沿海省份改变相关不合理生产方式,维护自身生存环境。通过使用偏光镜与双目镜将研究区的样品进行碎屑矿物判定,并通过采用空间插值方法与聚类分析法以探讨研究区矿物组成特征及影响因素。结果表明:研究区的碎屑矿物平均含量为17.1%,其中轻矿物为9种,其平均含量为96.77%;重矿物33种,平均含量为3.23%。Q型聚类方法分析结果表明,由于造块体的基岩差异,沿着研究区东-西方向可分为两个矿物组合区(渤海北部西侧海域,W;渤海北部东侧海域,E),在蚀源区和风化搬运规律等差异影响下又可将其细分成四个矿物组合亚区(W1、W2、E1、E2)。其中,W1、W2区分布在研究区西北和西南,以辉石含量为关键分类指标,E1、E2区分布在研究区东北和东南侧,以帘石类含量作为分类关键指标。研究发现,在渤海北部海域表层沉积环境形成过程中,物源是形成矿物组合分区组成特征的主要因素,水动力是次要因素,二者对于研究区矿物组成特征的解释贡献率分别为41.91%和22.74%。