长江口外近海表层沉积物粒度的级配特性及其意义

依据采自长江口外近海的22个表层沉积物样品的粒度分析资料,运用多元统计分析以及粒级对比等方法对沉积物的级配特性及意义进行了研究。结果表明研究区沉积物粒度数据中>6Φ,4~6Φ,<4Φ粒级分别具有不同的特征,因子得分区分别对应长江口泥质区、浙闽沿岸泥质区和粉砂-砂质区。从长江口向南至闽浙泥质带,表层沉积物中值粒径从6.9Ф变为7.2Ф,逐渐变细,符合沉积物“机械分异”规律,并呈连续分布,中间并无明显的间断。通过对粒度分布曲线的对比研究认为:>5Φ(<32μm)粒级沉积物主要是现代陆源沉积物,其中>6Φ(<16μm)粒级相对含量与离物源区距离有很好的相关关系,可能是示踪长江入海沉积物的良好粒级区间;<4Φ(>63μm)粒级沉积物在河口区以外的近海主要来源于陆架残留沉积的改造和再搬运。     

长江口新桥水道表层沉积物分布格局及其影响因素

涨潮槽是全球河口普遍存在的重要地貌单元,其动力沉积过程直接关乎河口涨潮槽冲淤稳定。但因径、潮流耦合及高强度人类活动,当前世界大部分河口涨潮槽动力沉积已发生迅速变化,进而引起河槽萎缩。基于此,以2020年6月在长江口南支最大的涨潮槽——新桥水道采集的大范围表层沉积物样品为基础,利用样品的粒径数据并借助经验正交函数（EOF）开展新桥水道表层沉积物分布格局及其影响因素研究。结果表明：新桥水道可分为3个沉积区,其中新桥水道上游河段沉积物主要由粉砂质砂和黏土质粉砂组成,沉积物分选较差;新桥水道中游河段沉积物由砂组成,沉积物分选较好;新桥水道下游河段沉积物分选性差,主要由砂、粉砂质砂、砂质粉砂以及黏土质粉砂组成。新桥水道沉积动力特征可以分为3种模式,其中主要模式为径流和潮流共同作用下,新桥水道上游及下游局部河道形成以砂质粉砂与黏土质粉砂为主的沉积格局;次要模式为局部河势影响下,新桥水道中、下游局部河段形成以粉砂质砂为主的沉积格局;第三模式为洪季径流影响下以砂为主的沉积格局。扁担沙沙尾下移导致进入新桥水道径流增强引起表层沉积物变粗。东风西沙水库的构建诱发新桥水道上段尖端沉积物变细。     

长江口涨落潮槽水动力特性的同步观测及其输运机制研究

涨落潮槽是河口区的重要地貌单元。只有枯季涨潮槽才能表现出涨潮优势。使用ADCP和ENDECO在枯季对长江口典型涨落潮槽进行一个潮周期的同步水文观测。利用本次观测资料和收集以前洪季水动力结果，比较分析了长江口涨落潮槽一个完整洪枯季大小潮水动力特征和输运机制。结果表明：（1）长江河口涨潮槽的水动力极为复杂。不仅存在洪枯季节的水文特征变化，而且存在着洪季大小潮和枯季大小潮的变化；（2）只有枯季大潮表现出较为明显的涨潮优势。涨潮槽的单宽涨落潮量接近，而落潮槽的单宽涨潮量都小于单宽落潮量；（3）洪季大小潮涨潮槽的平均涨潮流速都大于落潮槽，平均落潮流速都小于落潮槽。枯季小潮的平均涨潮流速来说，涨潮槽大于落潮槽；而对于落潮流速来说，涨潮槽上部小于落潮槽，下部大于落潮槽；（4）涨潮槽的欧拉余流要小于落潮槽，涨潮动力减弱对涨潮槽的影响较为明显。     

东海陆架中北部沉积物粒度特征及其沉积环境

通过对东海陆架表层沉积物粒级组成、粒度参数、14C年龄和微体古生物组合的综合分析,绘制了东海陆架的沉积物类型分布图;运用Folk等(1970)沉积物分类方法将东海表层沉积物分成砂、粉砂、粉砂质砂、砂质粉砂、砂质泥5种类型,其中粉砂质砂分布最广,砂质泥分布最少;沉积物由陆向海粒度变粗,反映沉积过程中的物源和沉积动力控制作用。根据沉积环境及成因分析,可将东海陆架沉积分为3类:分别是长江口外席状砂沉积区、现代泥质沉积区和陆架中部砂质沉积区。长江口外砂质沉积是全新世冰消期晚期潮流作用及风暴潮流共同作用的产物,是高海平面以来太平洋潮波系统作用下的潮流沙沉积,沙波地貌仍在发生变化。现代泥质沉积区包括长江前三角洲沉积、浙闽沿岸流沉积和济州岛西南泥质沉积三个区域,不同沉积区的成因机制不同。陆架中部砂质沉积是末次冰盛期之后海侵作用下发育的砂质沉积物,在海侵的不同阶段中沉积物被冲刷改造,具有不等时性特征,沉积环境与现代陆架海洋环流的动力特征不一致,现代沉积作用较弱,仅接受悬浮体细粒沉积。     

粤西水东湾现代沉积环境特征与泥沙搬运路径

对粤西水东湾沉积地貌单元的现代沉积物分布特征分析与泥沙净搬运矢量计算表明，滨面斜坡沉积物主要由砂粒级物质组成，粒级参数Ｍｄ，ＱＤ和ＳＫ具有从海向岸、自东向西变化的总趋势，泥沙净搬运趋势以向岸和西北为主。落潮三角洲沉积物较其邻近滨面斜坡有所粗化，分选从中部向两侧变好，泥沙在落潮流与波浪驱动下沿落潮三角洲边缘向西运动。口门内潮汐通道深槽泥沙净搬运趋势指向湖。湖区的沉积物以泥质为主，分选中等至差，并形成绕涨潮三角洲的泥沙环流元。     

粤西水东湾现代沉积环境特征与泥沙搬运路径

对粤西水东湾沉积地貌单元的现代沉积物分布特征分析与泥沙净搬运矢量计算表明，滨面斜坡沉积物主要由砂粒吸物质组成，粒级参数Ｍｄ，ＱＤ和ＳＫ具有从海向岸，自东向西变化的总趋势，泥沙净搬运趋势以向岸和西北为主，落潮三角洲沉积物较基邻近滨面斜坡有所粗化，分选从中部向西侧变泥沙在落潮流与波浪驱动下沿落潮三角洲边缘向西运动，口门内潮汐通道深槽泥沙净驼趋势指向湖，湖区的沉积物为泥质为主，分选中等至差，并形成绕涨潮     

基于水淘选分级的长江口及其邻近海域表层沉积物中有机碳的来源、分布和保存

从分级的角度认识大河三角洲前缘河口沉积有机碳的来源、分布和保存对深刻理解全球碳循环具有重要意义。于2012年6月采集了长江口和浙闽沿岸共6个站位的表层沉积物样品,采用水淘选的方法按照颗粒物水动力直径大小对其进行分级分离,分析了这些分级样品的有机碳含量、稳定同位素、比表面积以及木质素等参数,并且结合蒙特卡洛模拟的三端元混合模型,讨论了此区域不同粒级沉积有机碳的来源、分布和保存特点。结果表明,长江口表层沉积物的有机碳在小粒级中含量较高,如8~16μm粒级有机碳含量的均值为1.30%,而32~63μm粒级的均值为0.90%,但是大粒级有机碳对沉积物有机碳的贡献最高(81.3%),这是因为大粒级的质量贡献占绝对优势(72.0%)。三端元混合模型的计算结果表明,长江口表层沉积物中沉积有机碳的贡献以海洋来源为主(平均为73%),土壤和维管植物也有一定贡献(平均值分别为21%和6%)。在小粒级(8~16μm)中,土壤对于沉积有机碳的贡献显著高于其他粒级,这是由于土壤有机质比较容易富集在细颗粒上。木质素的参数,如C/V(0.04~0.32)和S/V(0.33~1.23),显示长江口表层沉积物主要来源于草本和木本被子植物的混合,随着粒级的增大,草本被子植物的来源逐渐增多。浙闽沿岸分级沉积物的OC/SSA0.4mg/m2,而长江口的站位中OC/SSA0.4mg/m2,表明长江口沉积有机碳的保存效率比浙闽沿岸的高。木质素降解参数,如(Ad/Al)v、3,5-Bd/V和P/(S+V)随着粒级的增大逐渐降低,表明小粒级降解程度较高,而大粒级中降解程度较低。     

连云港海域废黄河水下三角洲北翼的沉积特征与空间分布

基于连云港海域浅地层剖面资料解释和16个站位柱状岩心的剖面观察、粒度分析、微体化石鉴定、有孔虫和腹足类纹沼螺的AMS 14C年龄，分析废黄河水下三角洲北翼的沉积结构、厚度和沉积物组成，划分沉积单元及其分布范围；识别海侵沉积区的沉积相，认识其沉积环境特征。结果表明，水下三角洲沉积体可分为三角洲前缘和前三角洲两个沉积单元，两者沿连云港海岸线呈并置关系。三角洲前缘位于埒子口至新淮河口外，为一NNE向进积、NW向倾斜的扇形楔状体，可识别出灌河叶瓣及其以东的叶瓣两个沉积中心。该沉积单元以砂质沉积为主，两个叶瓣之间的分流间湾分布有泥和砂质泥。前三角洲位于三角洲前缘西北侧，大致从埒子口外侧沿海岸带向海州湾展布。该单元为泥质沉积，厚度较薄，其北部的两个柱状岩心所揭示的沉积厚度分别为1.8 m和1.5 m。水下三角洲以北，海侵沙席分布广泛，厚度通常在20 cm左右。其分布在本区具有普遍性，只是在连云港海域被黄河泥沙所覆盖，由此也构成了废黄河水下三角洲的底界面。该界面具有侵蚀残留地貌特征。海侵沙席之下为晚更新世MIS 3阶段中早期的海陆过渡相沉积。沉积物多由黄色粉砂或砂质粉砂组成，含有较丰富的有孔虫、介形虫等，可见淡水纹沼螺。     

钦州湾外湾水下地形地貌特征及沉积物来源

人类对海岸带的开发利用活动改造了岸线形态,严重改变海洋区域性流场、水下地形形态及沉积物分布。利用单波束测深、沉积物采样分析等手段,查明研究区海底地形地貌和沉积物分布特征,探讨其沉积物来源。结果显示:①钦州湾水下地形复杂多变,水深为0～20 m,分为中部钦州湾外湾水下地形区、东部三娘湾水下地形区、西部防城港东侧水下地形区及南部湾外水下地形区等4个区域;②地貌分为潮控三角洲、潮流沙脊群、潮流冲刷槽和水下岸坡4个主要海底地貌单元以及潮滩、海蚀平台等潮间带地貌单元;③钦州湾砂质沉积分布广泛,占70%,自茅尾海口门向外海沉积物粒径逐渐变粗,由砂质泥变为泥质砂,再过渡为细砂和中粗砂。沉积物碎屑矿物主要由石英、长石、岩屑、钛铁矿、白钛石和电气石组成,粘土矿物以高岭石为主,其次为伊利石、蒙脱石,沉积物来源为近源河流的陆源输入为主。随着围填海和堤坝建设,钦州湾外湾海岸形态变化巨大,伴随着落潮流速大于涨潮流速的峡道效应,水下地形呈现出槽脊规模和高差加剧,近岸淤积加重的特点。     

湛江港潮汐汊道落潮三角洲动力场模拟和沉积动态分析

用数值模拟方法揭示湛江港潮汐汊道落潮三角洲的潮流场特征和波浪场特征,探讨落潮三角洲地貌的形成、演化过程中的沉积动力学意义,并提出湛江港落潮三角洲沉积物的运动模式。     

黄河三角洲黄河海港附近沉积物和沉积序列

黄河海港附近上部4m沉积层序自下而上为:(1)1964年以前形成的河口沙坝沉积物;(2)1964～1972年形成的下三角洲平原(潮滩)和三角洲侧缘沉积物;(3)1972～1974年形成的决口扇和近河口分流河道充填沉积物;(4)1975～1984年分流河道废弃后形成的湖滩沉积物。这一层序显示平行海岸方向环境的垂向叠覆。这是黄河三角洲垂向序列的一个重要特征。     

长江口南槽最大浑浊带表层沉积物动态变化研究

河口最大浑浊带表层沉积物的动态变化在很大程度上反映径潮流交汇作用影响的悬底沙交换过程,直接关联最大浑浊带区域的拦门沙冲淤整治。利用2013年6月在长江口南槽最大浑浊带小潮至大潮期间定点持续采集的共9 d逐时水文资料及表层沉积物等数据,分析了南槽最大浑浊带表层沉积物沉积动力过程。主要结果包括：(1)南槽最大浑浊带表层沉积物颗粒较细,以粉砂为优势粒级,沉积物分选性较差,平均粒径、分选系数及偏态自小潮到大潮呈逐渐减小的特征。落潮时水体悬浮泥沙易发生絮凝沉降,表层沉积物较细,以极细粉砂为主;涨潮期间,受涨潮顶托作用,以细砂为主的水体粗颗粒泥沙易于沉降,表层沉积物较粗。(2)沉积物组分存在2种变化模式：主要模式为潮流作用及盐水絮凝引起细颗粒悬沙沉降,以粗黏土及极细粉砂为主的沉积模式;次要模式为径流作用下,细颗粒泥沙被冲刷,细砂比重增加,导致表层沉积物变粗,以中粉砂为主的沉积特征;其中径流主导了表层沉积物的短时间内变化,而盐度的变化决定了表层沉积物整体的粗细转换。     

北戴河附近海域表层沉积物粒度分布特征

对北戴河周边海域的31个表层沉积物样品(站位水深为0~12.8m,平均水深为10.5m)进行了粒度分析、粒度参数计算和统计分析,并分析研究了区内沉积物分类和分布特征。结果表明:表层沉积物的粒级组成为1.5~8.3φ,主要粒级是6~8φ,占90%;在Folk(福克)分类三角图中的分布主要有6种沉积物类型,主要为砂、粉砂、粉砂质砂、砂质粉砂、泥质砂和泥。     

长江口外现代水下地貌与沉积

本文主要讨论了长江口外现代水下地形地貌与沉积结构、构造特征。 地貌形态为一向东南扩展的现代水下三角洲舌状体。其北部在苏北沿岸流及波潮流的作用下正受改造而破坏。 在长江口外60m深处,发现低海面长江入海古河口。从而推论冰后期海侵在该处有过停顿。 调查区由西向东,沉积物可分成四个带。Ⅰ,粉砂—细砂带;Ⅱ,粉砂质泥带;Ⅲ,砂—粉砂—泥带;Ⅳ,残留砂带。     

现代黄河三角洲表层沉积物的空间分布特征

基于近期在黄河三角洲附近海域采集的97个表层沉积物样品的粒度测试结果,研究了黄河三角洲海域表层沉积物的类型和空间分布特征,探讨了沉积物粒度分布特征与物源和沉积动力环境之间的关系。研究结果表明,研究区表层沉积物类型以砂质粉砂和粉砂为主,在绝大部分海域,表层沉积物的偏态表现为正偏和极正偏,分选程度较差,峰态表现为宽和很宽。现行河口三角洲叶瓣周围的表层沉积物以砂质粉砂为主,粒度较粗;而在远离河口的区域表层沉积物以粉砂为主,粒度较细。与20世纪80年代的观测结果相比,受物源供应和沉积环境的共同影响,近期黄河三角洲沿岸的表层沉积物有粗化的趋势,且河口口门区域表层沉积物粗化趋势最为明显。表层沉积物粒度粗化的主要原因是黄河入海泥沙供应不足,导致三角洲沿岸侵蚀加剧;黄河调水调沙以来入海泥沙的粒度变粗,粗颗粒组分在河口口门附近快速堆积。黄河水下三角洲现代沉积速率的分布特征表明,黄河入海沉积物主要在现行河口及三角洲的近岸区域沉积,在15m以深的区域沉积速率较低。同时,还可看出入海泥沙有向北和东北向的运移趋势,与渤海中部泥质沉积以及通过莱州湾向渤海海峡的泥沙输运相对应。粗颗粒沉积物在现行河口三角洲叶瓣的堆积范围与潮流切变锋的位置基本一致,反映了物源供应和沉积动力环境对研究区表层沉积物分布特征的控制性影响。     

长江口表层沉积物中有机碳的来源、分布与成岩状态

在长江口及其邻近海域采集了表层沉积物样品,分析了粒级组成、有机碳(OC)含量及其稳定同位素丰度(δ13 C)、木质素和沉积色素含量和相关指标,并结合基于蒙特卡洛模拟的三端元混合模型,讨论了此区域沉积有机碳的来源、分布和成岩状态。结果表明,长江口表层沉积物中OC含量为0.21%~0.63%,长江口泥质区和浙闽沿岸OC含量较高,而河口外陆架上含量较低;δ13C为-23.1‰~-20.9‰,显示沉积有机碳是海洋和陆地来源的混合。木质素含量(Λ8)为0.16~1.41mg/100mg OC,其组成特点显示了木质素的草本和木本被子植物的混合来源。沉积色素以叶绿素的降解产物为主,主要分布在河口外陆架上;类胡萝卜素中以岩藻黄素为主,表明硅藻是此区域浮游植物的优势类群。以δ13 C和Λ8为来源指标的端元混合模型显示长江口沉积有机碳主要来自海洋浮游植物,其贡献为54.3%~88.1%(平均70.2%),从河口向陆架逐渐升高,其次是土壤(9.3%~32.1%,平均22.3%)和C3维管植物(2.7%~13.6%,平均7.5%),两者贡献均在长江口和浙闽沿岸附近较高。沉积物粒级组成、OC含量、δ13C丰度和生物标志物含量之间显著的相关性和分布一致性表明水动力分选过程在决定陆源OC(包括土壤和C3维管植物OC)在河口外的输运和分布中发挥了重要作用。富含木质素的新鲜植物碎屑主要与粗颗粒物相联系,并主要沉积在河口附近,而贫木质素的土壤有机碳则主要赋存在细颗粒物上,可输运到离河口较远的位置。木质素降解参数,如酸醛比、3,5-Bd/V和P/(S+V)在长江口外陆架上的砂质区域相对较高,显示此区域陆源有机碳降解程度较高,而叶绿素降解产物的比例在长江口泥质区较高,则可能与泥质沉积物中较强的有机碳再矿化作用有关。     

长江口及毗邻海区沉积物中磷的分布特征

于2006年6月和2007年4月在长江口及毗邻海区采集了表层沉积物样品,利用水淘选法对沉积物进行了粒径分级,并采用改进后的SEDEX方法对沉积物样品及分粒级沉积物样品进行了磷形态分析。结果表明,2006年6月和2007年4月长江口及毗邻海区沉积物总磷变化分别为12.56~19.64μmol/g和8.99~19.91μmol/g,其中碎屑磷是磷的主要存在形态。可交换态磷、铁结合态磷、有机磷、自生磷灰石磷及难分解有机磷在长江口外的平面分布比较一致,均在紧邻长江口门外、杭州湾外的条状带出现了含量的高值,而在口门内及口门外河口靠海一侧碎屑磷含量较高。不同形态磷在不同粒径沉积物中的含量不尽相同:有机磷、自生磷灰石磷以及难分解有机磷是小于8μm粒级沉积物中磷的主要组成部分,而且其在总磷中所占比例随沉积物粒径的增加而下降;碎屑磷则主要集中在粗沉积物中,为32~63μm及大于63μm粒级沉积物中磷的主要贡献者。沉积物的粒度分异以及各形态磷在不同粒径沉积物中含量的差异,共同影响着河口沉积物中磷的分布。     

长江口及其邻近海域表层沉积物粒度划分及变化规律研究

对长江口及其邻近海域30个站位的表层沉积物粒度进行了粒级划分,在此基础上探讨了各粒级的变化规律。结果表明研究区表层沉积物最高含量粒级——粉砂(粒径4-63μm,含量大于50%)并非组成沉积物的主体粒级,<16μm的细粉砂及黏土粒级才是研究区的主体粒级,含量在50%-80%之间,能代表粒径频率分布的中心趋向和平均搬运动能情况。16μm是研究区沉积物粒度性质的一个分界点。通过对表层沉积物粒级的研究还发现研究区沉积物粒度粒级含量变化具有明显的规律性:4-8μm,8-16μm细粉砂粒级百分含量的变化规律与<1μm,1-2μm,2-4μm粒级(细分的黏土粒级)完全一致,与>16μm的各粒级之间不相关或呈强的负相关关系;16-32μm、32-63μm粗粉砂粒级含量的变化规律与63-125μm,125-250μm,>250μm粒级(细分的砂粒级)的变化规律呈弱相关或弱负相关关系,与<16μm的各粒级的变化规律不相关。对沉积物粒度的不同组分研究有助于对沉积动力环境和元素的“粒度效应”等问题进行深入探讨。     

珠江河口虎门的地貌动力学研究

以野外现场调查、数值模拟和前人研究成果综合分析虎门的地貌动力学特征。因峡口上、下游水域开阔,涨落潮过程中发育着强大的双向不对称射流系统;由于峡口区流速最大,发育着冲刷深槽,而峡口的上、下游因流速降低,泥沙有规律地沉积,形成了涨潮三角洲与落潮三角洲堆积体,出现纵向上“马鞍”形断面特征和横向上“槽-脊-滩”的地貌特征,与其动力特征相适应。     

闽江河口沉积结构与沉积作用

结合已有的闽江河口航道整治研究成果，在该河口采集了130多个表层沉积物样品。根据对沉积结构、河口沙坝类型和水动力条件的分析，探讨了闽江河口沉积物的分布规律和沉积作用机制。研究结果表明，1）闽江河口可划分为砂质、混合和泥质3个沉积区，它们分别代表三角洲前缘、前缘斜坡和前三角洲沉积环境；2）闽江河口各汊道径、潮流强度对比不同，河口沉积过程有显著差异。径流在川石水道的发育中居主导作用，潮流是塑造梅花水道的主要因素；3）河口沙坝类型受制于输出水流的扩散形式，闽江河口有多种类型的河口沙坝，川石水道的河口沙坝为水下突堤型，乌猪水道北侧发育了水下突堤型沙坝，熨斗水道为拦门沙型河口沙坝，梅花水道则是潮流脊型的河口沙坝。