南黄海NT1孔沉积物稀土元素组成与物源判别

为研究黄河、长江以及韩国河流输运的大陆物质对南黄海沉积的贡献,对南黄海中部泥质区NT1孔沉积物做了稀土元素分析和物源判别。研究发现,南黄海NT1孔沉积物物源主要为长江源和黄河源,NT1孔上部0—7．70m沉积物以长江源为主,中部7．70．16．60m和40．00～50．70m沉积物以黄河源为主,其间夹近24m厚的沉积物则以长江源为主,底部50．70～69．76m沉积物以长江源为主。结果表明,长江从晚更新世早期到现代对南黄海中部泥质区沉积起着主要作用,而黄河则在晚更新世晚期的早玉木冰期时已开始对南黄海陆架沉积作用有明显影响。     

晚更新世以来南黄海北部泥质区沉积物元素的分布及来源分析

为研究南黄海北部泥质区元素地球化学特征对于地层划分与物质来源的指示意义,对南黄海北部DLC70-3孔(孔深71.20 m)沉积物作了元素地球化学分析和物源判别。根据元素含量及比值的变化,可将DLC70-3孔岩心划分为5层,它们分别反映了末次间冰期(暖期)晚期以来黄海海面波动以及沉积物物源的变化。运用判别函数、MgO/Na₂O与CIA的散点图等方法分析了DLC70-3孔沉积物的物质来源,结果显示该孔沉积物主要来源于黄河,长江物质对该孔中上部及下部沉积物有较明显影响。DLC70-3孔物源指数反映0~4.50 m和27.80~38.80 m沉积物以黄河源为主,4.50~27.80 m、38.80~55.00 m和55.00~71.20 m沉积物以长江源为主;可见黄河从晚更新世中期到现代对南黄海北部沉积起着重要作用,而长江物质在晚更新世早期开始对南黄海北部沉积就有明显影响。     

南黄海陆架区CSDP-1孔沉积物碎屑锆石U-Pb年龄物源判别

南黄海作为东部陆架海的一部分,其沉积物记录了源区、气候及古环境演变等多方面的信息。本文利用激光剥蚀等离子体质谱（LA-ICPMS）的方法,对南黄海西部CSDP-1孔沉积物进行了碎屑锆石U-Pb年龄测定。结果表明,CSDP-1孔沉积物碎屑锆石主要表现出300~100,500~300,1 000~700,2 100~1 700和2 600~2 300 Ma 5组年龄区间。由底部到顶部,钻孔沉积物中除了1 000~700和2 100~1 700 Ma的锆石质量分数变化较大,其他年龄组的锆石质量分数没有明显的变化趋势;长江、黄河、废黄河和淮河作为钻孔区域可能的物质来源,其沉积物碎屑锆石U-Pb年龄分布存在显著差异,其中长江沉积物以1 000~700 Ma的锆石为特征,黄河沉积物中2 100~1 700 Ma的锆石质量分数最高,废黄河与淮河沉积物中500~300 Ma的锆石质量分数均比黄河和长江沉积物高。通过对CSDP-1钻孔及河流沉积物进行物源判别并结合相关性分析可认为：钻孔沉积物3.20 Ma以来存在多源物质贡献,长江源物质占优势,淮河源次之;淮河从2.16 Ma开始对钻孔区域有影响;0.78 Ma该区开始有黄河源的物质,且以黄河沉积物为主要物质来源;废黄河对钻孔区域几乎没有影响。     

晚更新世江苏海岸带沉积分布模拟研究

中国边缘海大陆架在晚更新世时期曾是海岸平原,在古长江、古黄河泥沙填充下形成了陆架堆积体,并在全新世发育了南黄海辐射沙脊群、废黄河三角洲和长江三角洲。根据点状的地质钻孔分析和重建,对南黄海-江苏海岸的沉积体系的分布和变化机制尚不明了。作为动力机制探讨,基于气候-海面-沉积系统,根据气候水文学、沉积学原理以及泥沙沉积面的动态高程计算,构建了气候冰川驱动-东黄海地海系统响应-河流沉积建造的数值模式,模拟了14万年、4万年和1万年不同时间尺度江苏海岸线和长江三角洲沉积的变化过程和分布,进而对冰川气候、构造沉降、沉积压实等复杂效应下的海面特征、陆源泥沙沉积和海岸线进行分析。模拟结果与地质钻孔资料揭示的层序和埋深能够进行对比。     

渤海东部晚更新世以来的沉积物地球化学特征

为探讨渤海东部晚更新世以来的元素地球化学特征及控制因素,对渤海东部DLC70-1孔157个沉积物样品进行了化学成分、粒度及测年分析。结果表明,晚更新世以来研究区沉积物的物质来源与沉积环境较为稳定;根据DLC70-1孔沉积物地球化学特征,钻孔岩芯可划分为6层,反映了末次间冰期（暖期）晚期以来渤海东部沉积物物源的变化以及海面波动。Al₂O₃、MgO、TFe₂O₃、MnO、TiO₂、Cu、Zn、Pb、Cr和Rb等元素与细粒沉积物呈正相关,SiO₂、Na₂O与粗粒沉积物呈正相关,K₂O、Sr和Ba分布与沉积物粒度无明显正或负的相关性;R-型因子分析得出三种主要组合类型,以Mg、Sr和Ba为代表,分别对应陆源细粒物质输入与黄河物质、海河物质和滦河物质的影响。运用Ba/Al₂O₃与Sr/Al₂O₃、MgO/Al₂O₃与K₂O/Al₂O₃离散图分析了DLC70-1孔的物质来源,结果表明沉积物主要来源于黄河,该孔中上部32.30~49.00 m和9.30~23.20 m沉积物受到了滦河和海河物质的影响。     

南黄海表层沉积物的碎屑矿物、地球化学特征及物源分析

以南黄海中、西部表层沉积物的测试数据为基础,分析了表层沉积物的碎屑矿物组合特征、分布规律和能灵敏指示物源的CaCO₃、TiO₂、Cu、Sr和Ba的含量特征、分布规律,将这些特征分别与黄河和长江沉积物、黄土进行对比,探讨了南黄海中、西部的物质来源。南黄海西北部主要来源于现代黄河物质和山东半岛及邻近海域的侵蚀基岩;苏北黄河三角洲沉积物主要来源于全新世海侵期海水对古黄河沉积物的改造,其次为海水对基岩的侵蚀,现代黄河物质的影响较小;中部表现出多源性,沉积物部分来源于海侵期海水对海底基岩的侵蚀、改造、再沉积,部分来源于长江物质、黑潮物质及古黄河物质,长江物质影响大于古黄河物质;南部主要来源于长江物质。研究结果表明,现代黄河物质影响的范围小于长江物质;古黄河曾于晚更新世在苏北入海。     

南黄海北部晚更新世以来常量元素记录的化学风化作用

以南黄海北部高沉积速率柱状样DLC70-3孔作为研究对象,对沉积物的黏土矿物和常量元素地球化学组成进行了综合分析。结果显示,DLC70-3孔沉积物中黏土矿物组合以伊利石为主,其次为蒙皂石,绿泥石和高岭石含量较低;绝大部分样品中伊利石与蒙皂石含量的比值<6,表明沉积物主要来源于黄河物质的输送。研究认为DLC70-3孔沉积物的化学风化指标CIA值受到海平面变化和源区气候变化共同控制,其中源区的气候变化为主要控制因素,而海平面变化造成的机械沉积分异作用主要影响27.80~38.00 m（MIS 4）层位沉积物的CIA值。CIA值显示在MIS 5和MIS 3期大陆化学风化作用较强,与内陆黄土高原地区夏季风和化学风化指标的变化趋势一致,尤其是在MIS 3早期（40~60 ka）记录的化学风化作用非常强,反映了黄河流域地区出现强夏季风降雨过程。     

南黄海NT2孔沉积物物源研究

用等离子体质谱法(ICP—MS)对苏北岸外南黄海陆架区NT2孔72个沉积物样品的稀土元素(REE)进行了分析,研究了中更新世中、晚期以来苏北岸外南黄海陆架区沉积物物源的变化。相关分析揭示NT2孔粒度和化学风化对REE组成影响较小。判别函数和稀土元素配分模式表明南黄海NT2孔沉积物物源主要为长江源和黄河源。 REE判别图解揭示NT2孔上部0~5.50 m和5.50~19.30 m沉积物以长江源为主,中部19.30~27.00 m沉积物以黄河源为主,27.00~54.60 m沉积物以长江源为主,下部54.60~70.31 m沉积物以黄河源为主。研究表明黄河在中更新世中晚期已开始对南黄海陆架沉积作用有明显影响,而长江从晚更新世早期到现代对南黄海陆架起着主要作用。     

南黄海沉积物常量元素组成及物源分析

通过对南黄海295个站位沉积物样品的常量元素含量分析,研究了南黄海沉积物常量元素组成的R-型聚类分析、R-型因子分析及与物质来源的关系。南黄海沉积物常量元素Al2O3、MgO、K2O、Fe2O3分布基本相似;SiO2分布与Al2O3、MgO、K2O、Fe2O3分布相反;中、西部CaO、CaCO3分布与黄河、长江物源有明显关系;Na2O分布与黄河物质供给有关;TiO2分布反映了长江物质的运移方向。现代黄河物质及老黄河物质主要沉积于南黄海的西部、中部和东南部;海区东部物质反映来自朝鲜半岛物质的对南黄海东部的作用。长江物质主要局限于南黄海的西南和南部区域沉积;TiO2和Ti/Al分布反映了长江物质可能对南黄海中部区域也有所影响。     

长江口及邻近海域现代沉积速率及其对长江入海泥沙去向的指示意义

对长江口及附近海域的16根重力柱样进行了210Pb沉积速率测试, 结合以往成果, 揭示了该区现代沉积速率分布格局, 对其控制因素以及其对认识长江入海泥沙去向的指示意义进行了探讨.沉积速率最高值分布在南支口外、杭州湾口群岛北部的前三角洲地区, 最高可达6.3m/a, 总体上在3cm/a以上; 次高值分布在杭州湾北部, 约1.7~3.0cm/a, 南部略低, 约0.4~1.0cm/a; 长江口水下负地形北部海域存在小片沉积速率较高的区域, 最高值达2.58cm/a; 低值主要分布在苏北辐射沙洲、过渡沉积区以及浅海陆架的大片区域, 基本保持在1cm/a以下.研究表明, 长江泥沙出口门后主要在水下三角洲地区进行了堆积, 其次有相当部分在涨潮流顶托下进入杭州湾, 进入杭州湾南部的泥沙又在落潮流作用下经杭州湾南侧向舟山海域方向输运; 长江入海物质向外海的扩散基本被控制在123°E以西, 苏北辐射沙洲、过渡沉积区以及浅海陆架的大片区域缺乏现代长江物质供应; 长江悬浮泥沙对研究区东北部陆架区影响较小, 废黄河口被侵蚀物质和黄海悬浮物质为其较高沉积速率的主要贡献者.      

黄河源区黄河袭夺长江水系之初探

对黄河源区的河流地貌研究表明,该区共发育三级阶地,其中第一、第二级阶地形成于晚更新世的末期至全新世,而第三级阶地形成于晚更新世晚期。在晚更新世晚期,多石峡被切开,黄河源区晚更新世湖泊消失,现今黄河形成。随着现今黄河的形成和晚更新世湖泊的消失,南岸支流之一的多曲向南溯源侵蚀加强,并穿越巴颜喀拉山,夺取了巴颜喀拉山南侧原属于长江流域的贝敏曲和洛曲,使分水岭向南推进了25km,袭夺的时间为晚更新世末期。     

南黄海沉积物磁性特征及其对物源变化的指示 ——以南黄海中部泥质区YSC-10孔为例

南黄海中部泥质区是东亚大陆沉积物巨大的汇,识别这一地区的物源变化对理解古气候和古海洋变化有重要作用。基于黄河和长江携带的碎屑物质在磁性特征上的差异,环境磁学参数、磁化率—中值粒径的相关性可用于指示南黄海中部泥质区物源的可能变化。根据YSC?10孔环境磁学参数变化和磁化率—中值粒径的相关关系,推测4.8 cal ka B.P.以前钻孔沉积物的物源可能主要来自黄河入海物质;4.8 cal ka B.P.以来,可能指示了长江物源的影响相对增强。区域环境演变代用指标的对比分析表明,随着中晚全新世以来东亚季风降雨带的南移和渤海西岸黄河三角洲的发育,YSC?10孔沉积物中由黄河携带的碎屑物质减少,南黄海中部泥质区的沉积速率降低,自中全新世以来与黄海暖流有关的长江入海物质主导了YSC?10孔沉积物磁性性质。     

中国东部晚第四纪海侵的新构造背景

中国东部沉降海岸及近海钻孔研究表明,第四纪大部分时间里,福建－岭南隆起带基本阻挡了海水大规模进入东海－黄海盆地,约在１６０ｋａ ＢＰ已有低海相性的海侵出现,但是自末次间冰期以来才开始发生大规模海侵,而此时青藏高原正以空前的速率隆升。     

末次冰期山东黄土物源研究: 来自碎屑锆石U-Pb年龄的约束

胶东半岛北部海滨和山东中部山区北麓沉积了典型的风尘黄土,详细记录了晚更新世以来的气候变化,然而有关这些黄土究竟来自哪里,目前仍处于争议之中.锆石是黄土中常见的副矿物,其U-Pb年龄谱对比被广泛用于黄土的物源示踪研究.基于此,利用激光剥蚀电感耦合等离子质谱仪（LA-ICP-MS）对上述地区晚更新世典型的黄土剖面开展碎屑锆石（n=420）微区原位U-Pb年龄分析,结合Kolmogorov-Smirnov统计方法的多维判别图和前人已经发表的研究结果,发现胶东半岛北部海岸和山东中部山地北麓东段的晚更新世黄土主要来自渤海裸露的大陆架和华北平原的碎屑物质,受中国西北内陆干旱区的影响较小,但由于地理位置的差异,山东中部山地北麓西段的晚更新世黄土具有黄河下游和黄土高原的物质信号,而与晚更新世渤海末次冰期裸露在海底的沉积物的物源关系较弱.      

中全新世以来琼东南陆架粘土矿物特征及物质来源

以往针对南海北部陆架沉积物物质来源的诸多研究, 在一定程度上忽略了海南岛物质的影响.基于柱状沉积物样品的岩性、粒度、粘土矿物和AMS14C年代分析, 探讨了琼东南陆架沉积区X2站沉积物的物质来源.结果表明, X2站沉积物可划分为上、下两段, 下段(Ⅰ, 240~120 cm)主要为粘土质粉砂, 上段(Ⅱ, 120~0 cm)主要为粉砂质砂.粘土矿物主要由伊利石和高岭石组成, 含有少量绿泥石和蒙脱石.对比分析显示, 伊利石和绿泥石可能主要来自于珠江和台湾岛; 高岭石可能主要来源于海南岛和珠江, 蒙脱石主要来自于近源的雷琼地区, 即海南岛物源对南海北部陆架西段具有一定的影响.近4 ka以来, X2站沉积物的明显变粗和高岭石含量逐渐增高, 说明海南物质的输入增强, 这可能是由于近4 ka以来的气候变化或者人类活动增强所致.      

全球变化中的浅海沉积作用与物理环境演化——以渤、黄、东海区域为例

以渤、黄、东海陆架区为例 ,综合评述入海沉积物通量、浅海沉积作用和人类活动影响下的物理环境变化。黄河、长江沉积物入海后主要堆积于河口附近 ,沉积速率为 10～ 10 0mm/a ,部分物质输运至陆架区 ,形成泥质沉积体 ,其沉积速率为 1mm/a量级。但目前河流入海沉积物通量呈减小趋势 ,今后河口附近的堆积将会减缓 ,并在总体上转化为侵蚀状态。在过去的 7ka里 ,来自黄河、长江等河流的沉积物形成了河口三角洲、滨海平原、潮流脊和潮汐汊道沉积体系 ,其演化方式是双重的 ,既有常态边界条件和外力作用下的演化 ,又有边界条件和外力作用发生变异时的演化。边界条件和外力作用变异的原因包括入海通量变化、全球气候变化、海面上升和人类活动等。建议从中国海岸带城市化发展的现状和需求出发 ,对此进行深入研究。     

南海深水区晚更新世以来沉积速率、沉积通量与物质组成

通过调查所获得柱样沉积物氧碳同位素测年资料及多学科综合分析表明,晚更新世以来南海沉积速率和沉积通量具有以下几个特征 :(1)总体上为间冰期沉积速率低、冰期沉积速率高,冰期沉积速率是间冰期沉积速率的 1.3～ 1.6倍;(2 )南海沉积速率趋势面分析表明,氧同位素 1期东北陆坡和西南陆坡沉积速率高,氧同位素 2、3期沉积速率分布特征相似,与 1期有所不同,东北陆坡沉积速率高于西南陆坡,表明氧同位素 2期之后,南海的沉积环境发生明显的改变,造成上述沉积速率分布的主要控制因素是南海周围的河流分布、季风、海流等;(3)南海东部沉积通量与物质组成分析表明,末次冰期以来沉积总通量北部陆坡区明显高于深海区,前者是后者 2～ 3倍,并有自北向南逐渐降低的趋势;(4)硅质生物沉积通量冰期明显高于间冰期,末次冰期以来东北部陆坡区的硅质生物沉积通量最高,末次冰期之前恰好相反,深海盆高于陆坡区;(5 )末次冰期以来,陆源沉积约占南海东部海域沉积的 4 4 %以上。     

渤海湾晚更新世晚期以来古河道分布和三角洲发育及其古环境的演变

渤海湾及其沿岸是中国海洋地质与第四纪地质研究程度最高的地区之一。虽然研究成果众多,但仍有一些基础的地质问题亟待解决。比如,晚更新世晚期黄河是否流经渤海湾?全新世黄河在渤海湾及其沿岸形成的多期次三角洲叶瓣在海域如何展布?以上问题一直是中国海洋地质研究中备受关注的热点话题。借助2016-2017年在渤海湾获取的约2000 km的浅地层剖面数据、2个30 m左右的取芯钻孔（BXZK2017-1和BXZK2017-2孔）及相应的AMS ¹⁴C和OSL测年数据,同时结合前人的一些浅剖数据和钻孔的研究成果,将渤海湾中部晚更新世以来的地层自上而下划分出4个地震单元（SU1~SU4）和6个沉积单元（DU1-DU6）,分别对应前三角洲相、潮坪与浅海、泛滥平原、河道相、海陆交互相、湖沼相。在此基础上综合探讨渤海湾晚更新世晚期以来总体的地层框架和沉积演化特征。研究表明：黄河可能在21.8~9 cal ka BP,由近东西向流经渤海湾北部进入渤海中部盆地;全新世以来,渤海湾从西北侧至南侧,依次分布4期次的三角洲叶瓣,对应的发育时间可能分别是1400 AD~现在、11~1128 AD、700 BC~11 AD和1855~现在;渤海湾西侧最北两期次的水下三角洲可能主要与海河有关,而南侧其余2期次三角洲叶瓣则可能分别对应岐口超级叶瓣以及现代黄河三角洲超级叶瓣。加深了解渤海湾晚更新世晚期以来的地层序列演化、古河道发育以及全新世三角洲在渤海湾的展布情况,将有助于渤海湾海岸带开发、海底工程建设以及地质灾害防范等。     

南黄海有关地层与构造的研究进展及问题讨论

南黄海为一叠置于下扬子地块变质基底之上的中、古生代海相与中、新生代陆相多旋回叠合盆地,经历了长期的构造演化及多期次构造改造。有关南黄海多期次盆地地层格架及分布特征、构造变形及动力机制、盆地性质及成因机制等问题,仍存在诸多争论。本文在总结前人研究的基础上,利用近几年最新获得的地质、地球物理数据,对南黄海有关地层与构造相关的主要问题进行了探讨。地球物理及综合研究表明：南黄海北部燕山晚期以来陆相断陷盆地之下并不存在印支-早燕山期的前陆盆地;朝鲜半岛西缘断裂带是存在的,扬子地块与华北地块汇聚碰撞过程中存在壳内多层次的互相楔入构造;南黄海海相中、古生界广泛分布,往东抬升剥蚀,可能主要残留下古生界,中部隆起残留有完整的下三叠统-震旦系。     

Sediment distribution and provenance since Late Pleistocene in Laizhou Bay,Bohai Sea,China

There are three transgression-regression events and evolutions of the sedimentary environment by sea level changes since the Pleistocene in the southern section of the Bohai Sea, China. It is obvious that a multi-source fluvial delta sedimentary system may be more dominant in a sedimentary environment. Based on previous research and survey or historical data, we carried out studies on the division of sedimentary units, sedimentary facies analysis and strata division and comparison, which aim to establish the sedimentary stratigraph of Laizhou Bay. We focus on the sedimentary procession of the Laizhou Bay since the early Late Pleistocene. It can be divided into two glacial periods and three interglacial periods, corresponding to two regression and three transgression events in Laizhou Bay since Late Pleistocene. In 124.6–72.0 ka BP, 60.0–24.4 ka BP and 10.2–4.0 ka BP, three times warm-wet periods occurred, respectively corresponding to the Cangzhou transgression, Xianxian transgression, and Huanghua transgression. In 72.0–60.0 ka BP and 24.4–10.2 ka BP, two dry and cold periods, it was the continental sedimentary environment, corresponding to Wurm early glacier and Wurm late glacier. The results show: (1) Sediments have the characteristics of phase and stage under the terrestrial input of the Yellow River and middle-small rivers in the southern section of the Bohai Sea. (2) PI moved towards coastal in Cangzhou transgression strata in early Late Pleistocene. PI moved northward from land in Xianxian transgression strata in the late Pleistocene. PI moved further north in the Huanghua transgression strata in Holocene. (3) During the regressive period, the land source input increased and the estuarine or lagoon sedimentation developed, which manifested as progradational superposition. (4) During the transgressive period, it mainly developed shallow coastal sediment and transitionally formed regressive deposition to the south in delta/tidal flat deposition.©2019 China Geology Editorial Office.