海滩岩在南海北部中晚全新世海平面重建中的应用和不确定性分析

过去海平面变化特征对认识现代海平面变化过程和预估未来情景具有重要科学和现实意义。海滩岩作为热带和亚热带地区海岸潮间带特有的沉积岩，是海岸变迁和古海平面高程的重要标志物。然而，由于存在海滩岩形成后动力条件发生变化、采用的测年方法不同以及海平面高程估算和分析误差等问题，基于海滩岩的过去海平面重建结果依然存在较大争议和不确定性。我们分析和总结了南海北部中晚全新世海滩岩重建海平面的进展，以及在海平面研究中存在的问题和潜在机遇，从海滩岩的形成年代与海滩岩形成后高程产生变化等方面进一步量化研究海滩岩重建海平面变化的不确定性。同时，通过对南海北部海南岛东部沿岸的3块原生珊瑚礁（1块大型块状滨珊瑚和2块滨珊瑚微环礁）进行高精度高程测量和铀系测年，共获得6个海平面数据，结合冰川均衡调整模型（Glacial Isostatic Adjustment,GIA）和ICE-5G模型结果，对基于海滩岩重建的南海北部中晚全新世海平面的可靠性进行比较和评估。以上不确定性分析和研究结果表明，通过年代与高程校正后，海平面重建结果准确性进一步提高。研究结果可为以其他海平面标志物重建的过去海平面的不确定性分析和可靠性分析提供...     

海南岛鹿回头珊瑚礁与全新世高海平面

通过实地考察和资料分析,海南岛南部全新世以来以沉降活动为主要特征,鹿回头珊瑚礁能够反映全新世以来的海平面变化,鹿回头岸礁礁坪面上的原生珊瑚礁是全新世高海平面时期的产物.全新世以来南海北部至少存在过4期相对高海平面阶段：7 300～6 000、4 800～4 700、4 300～4 200和3 100～2 900 cal.aBP.其中7 300～6 000 aBP是整个全新世最高海平面时期,也是鹿回头珊瑚礁发育的繁盛期,基本形成了现代珊瑚礁的地貌格局,后来不同时期发育的珊瑚礁是在此时期形成的礁塘或礁坑等低洼地中形成,并在鹿回头半岛两侧向外发展,现代珊瑚礁则发育于全新世珊瑚礁的外礁坪和礁前斜坡带.另外,鹿回头珊瑚礁反映的南海北部全新世高海平面时间与南海其他地区高海平面时间可以衔接或对应,说明南海地区全新世高海平面具有全球背景,至少在南海是一致的,且与气候变暖紧密相联.     

福建沿海全新世相对海平面变化:地质记录与“冰川?水均衡调整”模拟对比

重建高质量的全新世相对海平面变化曲线,可为海岸带人类社会科学预测及应对未来海平面上升风险提供重要的地质历史依据和长时间尺度的数据参考。目前已发表了多条福建海岸带全新世相对海平面变化曲线,然而已有曲线反映的相对海平面变化历史存在较大差异,甚至是矛盾结果。同时,相对海平面长期变化机制及影响因素也不明确。本研究收集、整理了福建沿海已发表的全新世相对海平面数据,对已有数据的年代、高程、指示意义等属性信息进行重新检查和校正,根据国际方法体系,建立了该区域一个标准化的全新世“相对海平面数据库”,共包括海平面数据183个。在此基础上,采用“变量误差–综合高斯（EIV-IGP）”统计学模型,提出了一条新的福建沿海全新世相对海平面变化曲线。并应用“冰川–水均衡调整”（GIA）理论,开展了相对海平面变化GIA模拟。最后,综合相对海平面变化地质记录及GIA模拟结果,得出以下结论:（1）福建沿海距今11.28～7.08 cal ka,相对海平面由（–23.55±6.94）m快速连续上升至（–1.51±1.80）m;距今7.08～4.08 cal ka,相对海平面由（–1.51±1.80）m缓慢上升至约（1.09±1.38）m;距今3.48 cal ka前后,相对海平面高于现代海平面约（1.35±1.23）m;此后,波动下降并逐渐接近现代位置;（2）“冰川–水均衡调整”作用是福建全新世相对海平面变化的主要长期作用机制;距今11.28～7.00 cal ka,相对海平面变化主要受冰盖融水控制;距今7.00 cal ka以来,“水均衡调整”作用逐渐占据主导;（3）福建沿海中–晚全新世（距今6.75～0.16 cal ka）期间,存在高于现今海面位置的“高海平面”现象;不同于传统构造运动主导观点,研究认为GIA引起的“陆地掀斜”和“海洋虹吸”作用,可能是该区域“高海平面”现象产生的主要原因;（4）福建沿海全新世相对海平面变化,存在一定程度的空间差异。不同岸段之间的沉积物压实、差异性构造运动和潮差变化等非GIA因素,可能是这一现象产生的重要原因。     

海南岛鹿回头珊瑚礁与全新世高海平面

通过实地考察和资料分析,海南岛南部全新世以来以沉降活动为主要特征,鹿回头珊瑚礁能够反映全新世以来的海平面变化,鹿回头岸礁礁坪面上的原生珊瑚礁是全新世高海平面时期的产物。全新世以来南海北部至少存在过 4 期相对高海平面阶段:7300~6000、4800~4700、4300~4200和3100~2900cal.aBP。其中 7300~6000aBP 是整个全新世最高海平面时期,也是鹿回头珊瑚礁发育的繁盛期,基本形成了现代珊瑚礁的地貌格局,后来不同时期发育的珊瑚礁是在此时期形成的礁塘或礁坑等低洼地中形成,并在鹿回头半岛两侧向外发展,现代珊瑚礁则发育于全新世珊瑚礁的外礁坪和礁前斜坡带。另外,鹿回头珊瑚礁反映的南海北部全新世高海平面时间与南海其他地区高海平面时间可以衔接或对应,说明南海地区全新世高海平面具有全球背景,至少在南海是一致的,且与气候变暖紧密相联。     

南海及其周缘地区全新世海平面遗迹的构造含义南海及其周缘地区全新世海平面遗迹的构造含义

通过对海南岛海岸带野外考察，在文昌市铜鼓岭石头公园观察到高程为30 m的海平面遗迹，在东方市黄流镇观察到高程为25～35 m的海平面遗迹，在三亚市鹿回头观察到高程为25 m的海平面遗迹。综合研究前人在该区关于海平面变化的研究成果，得出如下几点初步认识：（1）南海及其周缘地区中全新世以来海平面呈下降趋势，海平面最高位置出现在7 000 a左右、高于现代海平面3 m左右的位置；（2）南海中全新世以来海平面遗迹所揭示的古海平面高程的差异性是古海平面本身持续下降和该区地壳差异性垂直运动共同作用的结果；（3）南海及其周缘地区中全新世期间中央海盆及其西缘的珠江口、红河、湄公河和昭披耶河4个河流三角洲地区为构造沉降区，而南海周缘的台湾岛、雷州半岛、印支半岛、南马来半岛、爪哇岛和苏拉威西岛6个地区为构造抬升区，抬升幅度最大的地方在台湾岛。     

末次盛冰期末期以来南海北部陆坡的陆源物质输入及其控制因素

通过对南海北部陆坡KNG5孔沉积物粒度、粘土矿物和14C年龄的综合分析, 探讨了南海北部陆坡的沉积物来源及其控制因素。物源分析表明, KNG5孔17.5-12.5ka BP的沉积物主要来源于珠江, 12.5ka BP 时粘土矿物组合突然发生改变, 并且自12.5ka BP以后, 高岭石含量总体稳定, 说明12.5ka BP时海平面已上升到相当的高度, 并且可能当时南海的现代环流系统已开始形成, 西行的广东沿岸流导致向外扩散的珠江物质减少, 由于受北太平洋深层水(NPDW)和黑潮(KC)南海分支的作用, 台湾成为此时沉积物的主要贡献者。KNG5孔17.5-11ka BP时期的粘土矿物和粒度变化主要受控于海平面和洋流系统的变化。全新世早期(11.0-8ka BP)平均粒径达到最细和1-2.2m 粒级含量达到最高值可能是强盛的夏季风作用的结果。全新世中晚期(8—0ka BP) 1-2.2?m组分含量的减少是8ka BP以来东亚夏季风减弱的具体体现, 1-2.2m 粒级含量指示的东亚夏季风变化能和北半球其它季风指标能很好地对应起来, 说明这次季风减弱是北半球各个季风系统的共同现象。     

南海周边中全新世以来的海平面变化研究进展

综述了近几十年来前人有关中全新世以来南海海平面变化研究的主要成果,着重探讨了研究中出现的争议和热点问题,结果表明,南海中全新世确实存在高海平面,海平面最高有2~3 m,出现在7.0~5.5 kaBP;而此后的海平面变化呈振荡模式,波动降低到目前海平面的位置,且与温度波动有一定的同步性,揭示了它们之间的紧密联系。而由卫星观测结果统计出的最近十几年以来南海海平面的上升速率达3.9 mm/a,略高于同期全球平均值;由验潮站统计出的南海海平面上升率为2.4 mm/a,同样略高于相应的全球平均值。最后还指出了研究过程中存在的主要问题与不足,并初步总结出一些改进措施:①使用高精度的定年技术,减少年龄误差;②在构造相对稳定的海岸段研究古海平面变化;③尽量采用高精度的标志物,如微环礁、管形虫壳等。     

尼罗河三角洲全新世海平面变动及其对环境的影响——与长江三角洲的对比

利用泥炭(33个)和潟湖(65个)14C测年数据重建了尼罗河三角洲全新世海平面的变动过程,结果显示潟湖样品比泥炭更为有效地反映出海平面变动特征:距今7000a时海平面约位于现今-10m,距今5000a时约为-5m,距离2000a时已接近现代.海侵强度和范围受古地貌和区域沉降的影响呈现出东北部大、中部其次、西部最小.随着海平面上升速率减小,三角洲在约距今7000a时开始建造,并广泛发育潟湖、沙坝和平原河流沉积体系.此后,海平面趋于稳定,人类活动增强,导致海岸沉积环境大片萎缩、消亡.同样利用泥炭(45个)测年数据重建了长江三角洲全新世海平面变动,结果与尼罗河的差异较大,可能是两地沉降差异所致.近代长江三角洲人类活动也是导致环境退化的主要原因.     

南海及其周缘地区全新世海平面遗迹的构造含义

通过对海南岛海岸带野外考察,在文昌市铜鼓岭石头公园观察到高程为30m的海平面遗迹,在东方市黄流镇观察到高程为25~35m的海平面遗迹,在三亚市鹿回头观察到高程为2.5m的海平面遗迹。综合研究前人在该区关于海平面变化的研究成果,得出如下几点初步认识:(1)南海及其周缘地区中全新世以来海平面呈下降趋势,海平面最高位置出现在7000a左右、高于现代海平面3m左右的位置;(2)南海中全新世以来海平面遗迹所揭示的古海平面高程的差异性是古海平面本身持续下降和该区地壳差异性垂直运动共同作用的结果;(3)南海及其周缘地区中全新世期间中央海盆及其西缘的珠江口、红河、湄公河和昭披耶河4个河流三角洲地区为构造沉降区,而南海周缘的台湾岛、雷州半岛、印支半岛、南马来半岛、爪哇岛和苏拉威西岛6个地区为构造抬升区,抬升幅度最大的地方在台湾岛。     

南海輓近海平面变化与构造升降初步研究

揭示南海輓近海平面变动和古岸线诸多遗迹,探讨晚更新世以来海平面变化一般规律,初步分析南海周缘中全新世和现代地壳构造升降速率,得出本区海平面上升率适中参考值为0.10—2.0mm/a,初步估算未来50年内海平面变化趋势在1.26—4.0mm/a之间;而构造升降受块断差异运动控制,一般规律是南海北部沿岸自东向西递减,由福建南部1.15mm/a至海南岛南部0.54mm/a。近代地壳形变资料亦证实这种变化规律。     

丹麦日德兰半岛西海岸典型岸段地貌概况及研究现状

通过实地调查和资料搜集,对丹麦日德兰半岛西海岸典型岸段的地貌类型和研究现状进行了总结。丹麦日德兰半岛西海岸岸线长度约为470km,海岸类型可以分为无障壁海岸和有障壁海岸2大类。无障壁海岸以沙丘为主,并有海蚀崖,主要分布在斯卡恩(Skagen)到布劳万角(Bl?vands Huk);有障壁海岸地貌类型以障壁岛—潟湖、盐沼为主,主要分布在布劳万角到勒姆岛(R?m?),并向南进入德国。丹麦西海岸北部属于冰后期地壳回弹上升区,向南地壳回弹幅度逐渐减弱,至Ringk?bing峡湾地区变为地壳稳定区,再向南地壳变为下降区,因此,全新世地层中分别记录了不同的相对海面变化信息。距今7 150a以来,北部的Skagen岬角地区的相对海面下降了16~25m;Skallingen地区过去5 000a间海面在现代海面附近波动,其后侧Ho Bugt盐沼地区4 000a以来相对海面上升了4m;过去8 000a间,R?m?障壁岛的相对海面上升了15m。欧洲学者在丹麦西海岸地区取得的典型成果包括:海面变化重建(包括海面变化标志点、泥炭层压实校正、定年等)、全新世地质环境演化、开放潮坪现代沉积定量研究等,为海岸带研究提供了有益参考。     

基于11年高度计数据的中国海海平面变化初步研究

利用1992年10月~2004年1月共11 a的TOPEX/Poseidon(T/P)和Jason-1高度计数据,对中国海海平面的时空变化变化做了初步分析,并且对11 a间海平面的上升速率进行了分析。研究发现中国海海平面11 a间的一些基本的变化特征:(1)11 a间中国海海平面变化被两次厄尔尼诺-拉尼娜现象分成了5个阶段;(2)中国海海平面变化以1 a周期为主,其中黄海和东海变化较为相似,以1 a周期信号为主,而渤海则还有2个月的周期信号,南海还有0.5 a信号;(3)11 a间,渤海海平面变化振幅最大,黄海和东海次之,南海变化最小,南海海平面变化受厄尔尼诺-拉尼娜事件影响程度最大,黄海和东海次之,渤海最小;(4)中国海海平面的上升速率为0.593 cm/a,渤海、黄海、东海、南海的上升速率依次为0.365,0.517,0.683,0.611 cm/a。分析结果为中国海海平面的变化规律、厄尔尼诺现象对中国海海平面变化的影响以及对未来海平面上升趋势的预测提供了有力的依据。     

伶仃洋东岸晚更新世以来硅藻组合及环境意义

通过分析伶仃洋东岸sz17QZ-20-3钻孔硅藻分布特征,结合测年、岩性和粒度,重建了该地区晚更新世以来的古环境演化。依据沉积物岩性粒度变化判断,晚更新世时期在23.6~11.0 m层段发育了一套河床相-溺古湾相-岸滩相-冲积相的垂向沉积序列,在花斑黏土层中有海水种Ethmodiscus rex碎片的存在,指示晚更新世海侵海退旋回。早全新世海侵在9000 cal.aBP左右到达研究区,海水种硅藻含量开始迅速增加,发育滨海平原相沉积;在8000 cal.aBP左右达到最高海平面,海水种硅藻含量最高;随后研究区处于海平面停滞状态,并缓慢下降,发育浅海相沉积;中晚全新世4.2~0 m层段为海退时期,发育河口湾相沉积。中全新世4.4~4.2 m层位海水种含量突然增加和4.4~4.6 m层位贝壳碎屑层指示可能有风暴潮事件发生;晚全新世0.3~0 m层段表层沉积物中硅藻丰度异常偏高,受人类活动影响较大。     

中国沿海和近海海平面上升预测

本文利用验潮站观测和卫星高度计数据,以及基于筛选的CMIP6的10个模拟性能较好的地球系统模式结果,对中国海平面的长期变化趋势,以及未来上升幅度进行了分析和预测。结果显示：（1）1960-2021年,中国沿海海平面呈加速上升趋势,上升速率为2.5 mm/a,加速度为0.06 mm/a2;1993-2021年上升速率为4.0 mm/a,高于全球同期3.3 mm/a的上升值。（2）1980-2021年,渤、黄海,东海和南海沿海海平面上升速率分别为3.5 mm/a、3.3 mm/a和3.6 mm/a,渤、黄海和南海沿海海平面上升速率较快,东海偏慢;渤、黄海沿海海平面在20世纪60-70年代上升较慢,80年代之后上升加快。（3）在中等情景（SSP2-4.5）和高情景（SSP5-8.5）下,2050年中国近海海平面将上升0.22 m(0.19～0.28 m)和0.24 m(0.21～0.33 m);到2100年,中国近海海平面将上升0.59 m(0.47～0.80 m)和0.83 m(0.64～1.09 m)。（4）2021-2040年,统计预测的海平面上升中值略接近数值模式低、中和高情景预测值...     

南海盆地全新世古气候与古海洋研究

本文利用南海盆地箱式岩芯浮游有孔虫壳体的氧同位素资料,对南海全新世时气候的变化幅度进行了研究,并以浮游有孔虫壳体的δ~(18)O值为依据,将南海全新世时的气候变迁划分成4个阶段。同时,配合碳同位素资料对南海全新世的古海洋状况作了描述,根据δ~(18)O值与海平面的变化关系,首次定量估算出全新世大西洋期时南海海平面要较现代海平面高6m以上。此外,还利用δ~(18)O值所反映的水温,对不同种属浮游有孔虫的生存深度序列进行了探讨。     

南海周边相对海平面变化特征及2004年苏门答腊地震影响分析

利用南海周边1989-2014年的潮汐资料和GPS长期观测资料,分析了南海周边相对海平面变化特征,以及2004年苏门答腊地震对该区域相对海平面变化的影响。研究结果表明,南海周边的相对海平面变化以上升为主,平均上升速率（4.53±0.20） mm/a,高于全球平均速率,且2004年后上升趋势加剧;南海周边相对海平面呈现6类较典型的变化特征,并存在与板块构造相对应的分区聚集现象,形成了中国东南和越南沿海、马来半岛、加里曼丹岛北部、菲律宾群岛等4个变化特征区。受2004年苏门答腊大地震的影响,马来半岛、南沙和西沙海域的地壳形变由上升趋势转为下沉,加剧了相对海平面的上升;中国东南沿海和菲律宾群岛受地震影响较小;越南沿海和加里曼丹岛北部区域的地震影响还有待进一步研究。     

北大西洋北部中全新世以来古海洋环境记录

利用主成分分析法对冰岛北部陆架 MD99-2275 孔中全新世以来沉积物硅藻数据进行研究发现,5 000 - 3 000 a B.P.,冰岛北部陆架表层古海水温度逐渐上升,来自印明格暖流的北大西洋暖水对该区域的影响有所增强.自 3 000 a B.P.以来,表层海水温度开始稳步下降,北大西洋暖水水团的影响逐步减弱,而来自东格陵兰寒流和东冰岛海流的极地冷水水团的影响显著加强.在晚全新世气候逐渐变冷的过程中,发生了几次短期而显著的气候变冷事件,分别出现在 3 000 - 2 600 a B.P.,1 300 - 1 000 a B.P.及 600- 200 a B.P..该中晚全新世古海洋环境记录与格陵兰冰芯(GSIP2)氧同位素气候记录存在良好的对应关系,也与冰岛北部陆架其他海水温度记录有较好的一致性.而冰岛北部陆架区域海底地形的复杂性和海流分布的差异性,以及所采用研究方法的不同则导致该区域各古海水温度记录之间也存在一定的差异性.     

黄河三角洲GJ1孔晚第四纪地层层序及全新世沉积单元划分

黄河三角洲作为自然河流体系形成的大型河控三角洲,研究其地层结构可更好地理解河控三角洲的层序框架、河流改道与海平面升降等。本文主要基于黄河三角洲上GJ1钻孔沉积物的粒度以及测年数据,结合前人成果,利用岩性地层学、年代地层学等方法,划分了GJ1钻孔的沉积相,重点是全新统。GJ1钻孔78m长的岩心,形成年代为60ka B.P.至今,沉积相自下而上依次为(1)三角洲-河流-三角洲沉积(49.2~78.0m);(2)河流沉积(45.9~49.2m);(3)滨海近岸-河流沉积(24.6~45.9m);(4)河流沉积(19.4~24.6m);(5)全新世河流-滨海-三角洲前缘-河流-分流间湾与河流沉积(19.4m以浅),其中4.5m以浅为1917—1926年期间黄河行水的河床及废弃河道沉积。此外本文尝试将粒度数据与全新世古气候变化记录进行对比,发现全新世相对冷期GJ1孔平均粒径较粗,在相对暖期平均粒径较细的整体特征。且可以识别出6 500~6 000cal yr B.P.,4 200~3 800cal yr B.P.,3 500~2 500cal yr B.P.三次明显的北半球冰盖扩张,两极变冷,赤道变干的气候事件。     

海南岛鹿回头造礁珊瑚的14C年代及珊瑚礁的发育演化

通过2002年7月沿鹿回头珊瑚礁坪断面方向,在原生滨珊瑚(Porites)礁表面进行系统采样,并进行C测年和年代校正,初步划分出全新世以来珊瑚礁演化的5个阶段珊瑚礁繁盛期(7 300-6000cal.aBP)、珊瑚礁发育停滞期Ⅰ(6 000-4 800cal.aBP)、珊瑚礁发展期(4 800-3000 cal.aBP)、珊瑚礁发育停滞期Ⅱ(3 000-1000 cal.aBP)和现代珊瑚礁发育期(1 000cal.aBP以来).鹿回头珊瑚礁在7 300-000cal.aBP处于发育的繁盛期,己基本上形成了现代珊瑚礁的地貌格局.后来不同时期珊瑚礁是在此时期形成的礁塘或礁坑等低洼地中形成,并在鹿回头半岛两侧向外发展,现代珊瑚礁则发育于全新世珊瑚礁的外礁坪或礁前斜坡带.     

长江北翼古河间台地全新世海岸环境变迁

本研究获取了位于长江三角洲北翼吕四外古残留台地之上的SR11孔,通过对该孔上部22.2m地层粒度、磁化率、有孔虫属种和14 C年代的研究,重建了该河间台地全新世海岸环境变迁历史。结合辐射沙洲核部其他钻孔资料,本研究认为:末次盛冰期北坎和三余之间古长江支谷与干流河谷之间存在残留的谷间台地,向东向南延伸至吕四外的潮滩及近滨地带。9—5cal ka BP期间,吕四外的残留河间台地主要处于浅海环境,但部分时段频繁受到风暴活动影响。该阶段后期,海平面上升速率减缓,台地演化至潮下带下部环境。5cal ka BP以后,海平面上升到-3m以上,台地逐渐演化到潮间带下部-潮下带上部的粉(细)砂滩环境。吕四外残留台地之上的全新统地层中未发现潮流沙脊相沉积。