长江口邻近陆架表层沉积物变化特征及成因

基于近30年长江口邻近陆架区域表层沉积物数据,对表层沉积物与流域入海泥沙特征的响应进行研究。结果表明:①沉积物表现为东粗西细,北粗南细的分布格局,砂百分比分布表现为东北向西南为减小,粉砂和黏土均表现为东北向西南增加趋势,其中整个区域黏土与粉砂百分比的比值在0.12~0.83之间;②2008~2010年与2003~2006相比,砂的百分含量表现为增加,粉砂和黏土表现为减少趋势,表层沉积物向粗化趋势发展;③砂-泥分界线在2003~2007年北侧（31°30’以北）为交替变化,2007~2010年为向西移动,南侧（31°30’以南）2003~2010年均为向西移动,长江口陆架区域表层沉积物砂泥分界线变化是综合作用的结果,砂质沉积物因海平面上升等作用再悬浮沉积在泥质区的作用将逐渐加强。④泥质区域面积在三峡水库蓄水后减小,且位置略有南偏,主要受北槽深水航道整治工程及自然因素的影响。     

长江口水下三角洲北部近百年沉积物粒度组成及其对水动力环境的响应

随着长江入海泥沙减少,长江三角洲响应问题越来越受到关注。本文选取对水动力变化较为敏感的水下三角洲与陆架过渡区域,通过对钻孔沉积物进行210Pb 和137Cs同位素定年和粒度参数分析,并提取敏感粒级含量及平均粒径垂向变化,尝试探讨其对近百年来长江河口河势变化以及入海泥沙减少的响应。研究发现1954年之前,该区沉积物颗粒较细,粒度参数特征接近现代河口泥质区沉积物,敏感粒径特征反映出河流作用影响较强,说明当时处于泥质区沉积范围;之后沉积物明显粗化,参数特征向陆架残留砂过渡,海洋动力的影响明显增强,并带入陆架粗颗粒物质,说明当时泥质区南移,该区处于河口和陆架沉积过渡区。推测这一变化主要和1954年后长江口北支河道萎缩有关,该区从长江水沙覆盖范围内变为水沙向海输运的边界上,海洋动力对沉积物改造加剧,导致沉积物粗化。同时,并未发现该区沉积物对1980年代后长江入海泥沙显著下降有所响应。近期发现的长江口外泥-砂分界线的西移很可能也包含着河口河势变化而导致的沉积物粗化的贡献。     

渤海中部表层沉积物分布特征与粒度分区

为了解渤海中部海区表层沉积物分布特征与物质来源和水动力环境的关系,高密度采集了海区1448个表层沉积物样品,并进行粒度参数的相关分析。结果表明,研究区表层沉积物类型主要有砾石、砂质砾、砾质砂、砂、粉砂质砂、砂质粉砂、粉砂、黏土质粉砂、砂-粉砂-黏土和粉砂质黏土10种类型。海区中分布范围最广泛的是粉砂质砂和黏土质粉砂,而砾石和粉砂的分布范围相对较小。海区主要由老铁山水道、冲刷槽砂砾区、渤中砂质浅滩和辽东砂质浅滩、渤中粉砂质平原、渤海湾黏土层粉砂三角洲平原和渤西滨岸倾斜砂质平原五个沉积物粒度分区。主导海区沉积物分布模式的动力机制是进入渤海的黄海暖流余脉形成的渤海环流,另外,渤海海峡强潮流、辽东湾环流和莱州湾环流也是控制区域表层沉积物的重要动力因素。这些动力驱动因素促成了渤海物质与黄海物质之间“北进南出”的交换模式。     

汕头近岸海域表层沉积物粒度特征及其输运趋势

对汕头近岸海域70个站位表层沉积物作了粒度分析和粒度参数计算,以探讨沉积物粒度分布特征。分析结果显示,研究区表层沉积物可划分为9种底质类型,以黏土质粉砂（YT）、砂质粉砂（ST）和砂-粉砂-黏土（S-T-Y）为主;砾、砂、粉砂和黏土的平均含量分别为1.4％,29.2％,51.0％,18.4％。平均粒径在0.12~7.30 之间变化,平均值为5.53 ;分选系数、偏态和峰态值的变化范围分别为0.50~2.94,-0.65~0.30和0.63~2.67,对应的平均值为1.82,-0.02和1.11。根据粒度分析结果,结合系统聚类方法和因子分析方法将研究区分为四类沉积区,分别代表不同的沉积环境,并应用GSTA模型分析了沉积物净输运趋势。结果显示,在汕头港水深＜10 m的海区,径流来沙和海域来沙有在榕江入海口和近岸汇聚的趋势;水深＞10 m的海区,沉积物呈现出明显的沿海岸线东北向输运的特征;在柘林湾,沉积物主要表现为弱的由海岸/海岛向海湾输运的特征。粒径趋势模型所揭示的这种沉积物输运格局与研究区的物源和水动力状况较好吻合,可为研究区港口建设和航道管理的决策提供参考资料。     

近百年来长江口外泥质区高分辨率的沉积记录及影响因素探讨

通过对长江口外泥质区ZM11柱样的粒度和常微量元素分析,结合210Pb年代测定,探讨了研究区近百年来的沉积历史及影响因素。研究表明,ZM11柱样1950年以来平均沉积速率约为2.5 cm/a;受长江深水航道建设以及水下三角洲前缘侵蚀的影响,近十年来ZM11柱样沉积速率仍然保持3 cm/a以上;46 cm处0.3 cm厚的细砂层记录了1998年特大洪水事件,1998—1999年前后ZM11柱样沉积厚度高达20 cm。ZM11柱样沉积物物质成分较为均一,以粉砂为主;近百年来粒度变化与大通站泥沙粒径变化趋势不尽相同,可能主要受水下三角洲沉积环境控制。元素分析结果表明ZM11柱样沉积物物源比较稳定,基本来自长江物质输入,影响岩芯沉积物元素含量变化的因素主要有沉积物粒度组成、长江碎屑物质输入、生物作用以及人类活动。     

长江口表层沉积物粒度时空分布特征

结合近期长江口558个表层沉积物采样资料，分析了长江口表层沉积物时空分布特性，得到了近期长江口表层沉积物中值粒径和沉积物类型分布特征。横沙以上海域表层沉积物粒径洪枯季变化较小；浑浊带海域洪季粗，枯季细；口外海域则枯季粗，洪季细。横沙以上和口外海域沉积物类型洪枯季变化较小，浑浊带海域沉积物类型变化较复杂。无论洪枯季北港表层沉积物最粗，北槽次之，南槽最小。表层沉积物大小潮变化较小，两次采样平均差别为9.7％；沉积物年际变化随大通流量和输沙量的变化而变化。近十五年来，长江口表层沉积物类型变化较大的区域主要是北支上段、南北港分流口、北槽和南槽浑浊带海域，主要与河槽的自然演变和人类活动有关。结合Pejrup新三角图对长江口各沉积动力环境进行分区，对比各沉积环境亚区的粒度特征，并对黄河口、长江口、珠江口表层沉积物粒度参数进行对比。     

百年来长江口泥质区高分辨率沉积粒度变化及影响因素探讨

对长江口泥质区Chjk01与E4站位的沉积物柱状样进行了210Pb测年和粒度分析,结果显示Chjk01孔与E4孔的沉积年代分别为132年(1873～2005年)与41年(1962～2003年),平均沉积速率达2.8cm/a与3.5cm/a.高密度间隔(0.5～1.0cm)粒度分析达到了反映粒度季节性变化的高分辨尺度.两孔粉砂含量随深度基本保持不变,粘土与砂含量则互为消长.Chjk01孔沉积物粒度自1873年以来明显呈三段式变化,1873～1957年间的84年中粒度稳定地逐渐变粗、砂含量增加、粘土含量减少、分选变差; 1957～1981年间的24年中粒度逐渐变细、粘土含量增加、砂含量减少、分选变好,在1970～1981年间的11年中粒度最细; 1981～2005年间的24年中粒度总体变粗、砂含量波动式增大,但变化趋势不明显.E4孔在1962～2003年间的41年中,沉积粒度特征与Chjk01孔基本一致.1873年以来的132年期间长江口泥质区粒度变化的阶段性特征,主要与同时期长江水沙入海主泓位置,以及主汊道的分沙比阶段性演变相对应; 长江口泥质区粒度长尺度的阶段性变化,对长江大通站(1950～2004年)水沙变化和东亚季风强度指数(1873～1995年)变化不敏感.因此,长江水沙入海主泓位置与两孔位置距离的变化是影响泥质区粗、细粒级含量相对变化的主控因素,掩盖了其他因素的影响.     

中国东部海域表层沉积物粒度组成及影响因素

基于海洋区域地质调查获取的1 438个粒度数据,利用Folk分类方法将中国东部海域表层沉积物划分为砂质粉砂、粉砂质砂、粉砂、砂、砂质泥、泥质砂、泥7种沉积物类型,阐述了不同沉积物类型的粒度组成和参数特征.其中,砂质粉砂、粉砂质砂和粉砂是3种最主要的沉积物类型,分别占样品总数的34.70%、24.20%和15.51%.粉砂质砂呈条带状分布在研究区的南部且向北延伸.粉砂主要分布在长江口-浙闽沿岸、渤海西部和南黄海中北部.砂主要分布在东海外陆架、扬子浅滩和苏北浅滩、朝鲜湾等海区,其中在东海外陆架海区分布最广.影响沉积物分布的主要因素有物源、水动力环境以及水深、地形、地貌等.晚第四纪冰期旋回中海平面变化和海洋环流控制陆源沉积物的入海通量和陆架沉积体系的发育过程.综合沉积物物源供给、海洋环流、冰后期海平面变化过程,基于Folk分类的动力学属性和表层沉积物类型分布,将中国东部海域表层沉积物分布划分为河口沉积、陆架泥质沉积、潮流沉积以及残留沉积等分区.不同沉积分区的形成机制和影响因素差异显著,反映出在中国东部陆架的特殊地形影响下,不同海平面时期陆源碎屑物质的运移过程.      

长江口水下三角洲沉积物粒度组成及其在减沙背景下的响应

近年来长江口水下三角洲对入海泥沙减少的响应问题越来越受到关注。通过分析长江水下三角洲百年沉积速率的分布特征及位于水下三角洲泥质沉积区不同位置4个浅孔的粒度、~(210)Pb和~(137)Cs数据,探讨其对流域入海水沙变化及水动力变化的响应。研究结果显示,1954年后长江口北支萎缩是导致CDZS10孔所在区域沉积物粒度较其他3孔明显粗的主要原因。而CDZS10孔沉积物上粗下细则是由20世纪80年代三峡蓄水后长江入海泥沙显著下降、海洋动力明显增强引起的。另外,北支萎缩及三峡水库调蓄作用导致泥质区南移,并向杭州湾和嵊泗列岛延伸发展。     

黄东海陆架及朝鲜海峡泥质沉积物的磁学特征比较研究

黄东海陆架和朝鲜海峡等5个泥质沉积区全新世中期以来(自约6kaB.P.至今)的细粒沉积物主要是黄河、长江和朝鲜半岛的河流入海物质在复杂的海洋动力系统中的沉积产物.对取自山东半岛北部近岸泥质区和长江口以南的闽浙沿岸泥质区(舟山群岛近岸海区)的表层细粒沉积物(粘土质粉砂和粉砂质粘土)开展了详细的岩石磁学测试,包括磁化率、等温剩磁和样品磁化率随温度的变化等分析,并将实验数据与以往研究过的济州岛西南陆架区、南黄海东南部陆架区和朝鲜海峡西岸等3个泥质沉积区细粒沉积物的磁学特征进行比较研究.结果表明,上述5处细粒沉积物的磁性矿物主要组分为磁铁矿、磁赤铁矿和赤铁矿,其中低矫顽力磁性矿物为主,平均粒度为准单畴(PSD).根据磁性矿物的粒度和低矫顽力组分的相对含量,这5处细粒沉积物可以划分为3种类型:第1种类型是朝鲜海峡西岸细粒沉积物,其磁性矿物的粒度最粗,低矫顽力组分的相对含量为中等;第2种类型是南黄海东南部陆架细粒沉积物,其磁性矿物的粒度为中等,低矫顽力组分的相对含量最大;第3种类型是山东半岛北部近岸、闽浙沿岸(舟山群岛近岸)和济州岛西南陆架区的细粒沉积物,其磁性矿物的粒度最细,低矫顽力组分的相对含量最低.在这5处细粒沉积物中,闽浙沿岸(舟山群岛近岸)细粒沉积物的磁性矿物含量最高,其他4处细粒沉积物的磁性矿物含量都较低且大体相当.这种磁学特征的差异反映了物源的不同.从磁学特征来分析,济州岛西南陆架区的泥质沉积物主要来自黄河和长江;南黄海东南部泥质区的主要物源是朝鲜半岛进入黄海的河流,黄河和长江对其没有重要贡献.     

长江口-杭州湾及其邻近海域不同粒级沉积有机碳分布特征

通过对长江口、杭州湾、舟山海域及东海陆架4个海区表层沉积物样品的粒度敏感组分分析,发现东海陆架与长江口具有相似的三级组分物质组成,杭州湾与舟山海域具有相似的两级组分物质组成.综合4个区域粒级组分分布特征,采用湿分法将4个海域表层沉积物样品分成6个粒级:＜0.004 mm,0.004～0.025 mm,0.025～0.063 mm,0.063～0.125 mm,0.125～0.250 mm和＞0.250 mm,分别提取各级组分和全样进行有机碳及同位素测试.定量分析各级组分有机碳含量、来源及物质组分,除杭州湾海域粗粒级外,基本上＜0.004 mm的粘土组分有机碳含量最高;富集在杭州湾海域粗颗粒中的有机质主要来源于陆源植物碎屑.沉积物颗粒大小、物质组成类型是不同粒级有机质富集的主要控制因素.     

黄河三角洲的沉积动力分区

以2000年及2007年黄河三角洲滨海区采集的123和155个表层沉积物样品为数据基础,经实验室分析取得各样品的粒度参数,结合地貌条件、动力条件和水深资料,探讨黄河三角洲滨海区沉积物的分布类型、粒度特征以及其动力分区等方面的规律。黄河三角洲滨海区表层沉积物类型主要为砂质粉砂;中值粒径由岸向海逐渐变细;分选系数整体偏高反映了的复杂性;偏态值均为正,其极高值大都分布于水深10m左右的区域;峰态的极大值分布于现行河口的南侧,极小值分布于湾湾沟口和飞雁滩以东的近岸。Flemming三角图反映出冲蚀区的动力条件整体较强;淤积区内清水沟老河口附近的动力条件比现行河口强;浅海平原区水动力较弱且单一。     

浙闽沿岸泥质潮滩沉积磁性特征及其物源判别

潮滩沉积的物源一直是沉积学领域重要的研究内容。近30年长江入海泥沙量持续减少,致使长江入海泥沙对浙闽潮滩沉积的物质贡献降低。在此背景下,探究浙闽沿岸潮滩沉积的物源具有重要的现实意义。对杭州湾至福州湾沿岸的泥质潮滩表层沉积开展了详细地磁学研究,结果显示,研究区沉积物的磁性主要受磁铁矿主导,但磁性矿物含量、磁畴和矫顽力等磁性特征存在一定差异,这可能意味着沉积物受到多物源影响。皮尔森相关性分析进一步表明,沉积物磁性特征受粒度效应影响有限,主要与物源差异有关。物源判别结果指示,浙闽泥质潮滩沉积的物源包括长江、海岸基岩和浙闽河流。杭州湾至福宁湾,沉积物普遍受到长江和浙江诸河混合物质的影响,且浙江诸河的物质贡献较大;隘顽湾和象山港沉积物还受到其附近海岸基岩的影响;福宁湾沉积物可能还受到闽江源物质和其附近海岸基岩的影响;罗源湾和福州湾沉积物的潜在物源是闽江和其附近海岸基岩,长江和浙江诸河的物质贡献相当有限。     

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.      

浙闽泥质区全新世物源和古气候演化研究进展

浙闽泥质区是全新世高海平面以来沉积物的汇。受东亚季风影响,浙闽沿岸流和台湾暖流具有季节性变化,长江口"夏储冬输"的沉积物输运模式对东海内陆架泥质区的形成有关键作用。浙闽泥质区的潜在物源主要有长江、浙闽河流以及台湾西部山地河流,以长江物质为主。黏土矿物、稀土元素、Sr-Nd同位素、环境磁学等方法是物源研究的重要手段。长江物质以伊利石为主,蒙脱石含量较少,高岭石和绿泥石含量中等;而台湾物质以伊利石和绿泥石为主,没有蒙脱石。磁黄铁矿是台湾河流沉积物特有的磁性矿物,可作为大陆河流与台湾河流物源识别的指标。泥质区位于东亚季风区,受低纬热带过程和高纬大气环流的影响,气候变化具有波动性。沉积物敏感粒级反演的东亚冬季风（EAWM）只记录了泥质区形成以来的气候变化,不能代表整个全新世。受台湾暖流和浙闽沿岸流的双重影响,敏感粒级作为EAWM演化的指标需进一步深入研究。     

海南四更沙海域沉积物分布及其受控机制

基于海南西部四更沙及其邻近海域185个底质的粒度数据,并结合研究区动力状况和水深地形特征,研究表层沉积物的组分和类型分布、粒度参数及其沉积环境分区。结果表明:①研究区沉积物类型多样,包括12种沉积类型,以砂质粉砂、粉砂、粉砂质砂和含砾砂为主,沉积物平均粒径变化范围较大(-0.70~7.13 φ),且大体呈现由北向南逐渐变细的分布趋势;②运用Fleming的三角图式,结合物源状况及地形地貌条件,对沉积环境进行划分,将研究区划分为四更沙岸外海滨沉积区、北黎湾中部沉积区和八所港近岸沉积区等3个沉积区;③研究区沉积物分布特征受沉积物来源和水动力及地形条件共同影响。横向分布上,西部主要受强潮流输沙影响,东部近岸则主要受波浪掀沙和搬运作用影响,表现为两侧粗,中间相对较细的特征。纵向上,四更沙岸外海滨沉积区,沉积物主要受昌化江影响,粒径粗,表现为河口沉积特征;北黎湾中部沉积区,沉积物粒径分布范围广,表现为较强的过渡区特性;八所港近岸沉积区,沉积物粒径最细,泥沙来源主要为外海带来的泥沙。     

强潮海湾近岸表层沉积物时空分布特征及水动力响应——以杭州湾北岸为例

沉积物粒度参数是表征其分布和输运特征的重要信息。根据2005年7月和2006年12月采集的167个表层沉积物样品以及收集到的实测水文资料,以杭州湾北岸为例,分析研究强潮海湾近岸表层沉积物的时空变异特征,同时在应用GSTA模型对沉积物进行输运趋势分析的基础上探讨该区域的泥沙来源,并通过掀沙计算分析表层沉积物对高能水动力环境的响应过程。结果表明:（1）杭州湾北岸表层沉积物普遍较细,以粉砂质粘土为主,在南汇、金山岸段存在两个砂质密集区,并且随动力条件的不同在由岸向海方向呈现出逐渐变细的粒度趋势;（2）表层沉积物粒度特征在洪、枯季亦存有差异,枯季较洪季存在普遍粗化现象;（3）GSTA模型结果显示该区域泥沙主要来源于上游岸段来沙和湾口海域来沙,此外局部区域之间的泥沙交换过程也是区域内泥沙平衡协调的重要途径;（4）潮流掀沙作用主要以南汇和奉贤水域为主,波浪掀沙作用范围基本覆盖研究区域的整个岸段,且波高为1.5 m（P=94.9%）以下的波浪掀沙作用对浅水区域的影响最为显著。     

长江口外泥沙向南输运速率的变化探讨——以朱家尖岛附近海域为例

采用浅地层剖面测量、沉积物柱样测年和海图水深计算对比相结合的方法,探讨位于长江入海泥沙向南输送通道上的朱家尖岛海域的泥质沉积速率的历史变化,并通过水文泥沙测量和沉积物取样分析寻找长江入海泥沙向南输送的佐证。结果表明:朱家尖岛海域全新世海平面上升以来泥质沉积厚度为5~20m,相当于沉积速率0.06~0.25cm/yr;1840~1960年区域平均沉积速率为1.4cm/yr,近60年沉积速率仅为此前120年沉积速率的一半左右。据此推断:全新世后期以来该海域泥质沉积速率先后经历了一个长期(千年尺度)缓慢的增大阶段和一个短期(年代尺度)迅速的减小阶段,与长江流域人类活动和河口湾充填作用共同造成的入海泥沙通量的总体变化趋势相吻合。     

海南昌化江入海口底表沉积物粒度特征及输运趋势

对海南岛昌化江入海口110个底表沉积物样品进行了粒度分析,并利用二维沉积物粒径趋势分析模型对沉积物粒度参数开展趋势分析.研究结果表明,按照Folk沉积物分类三角图解法,昌化江入海口外底表沉积物可划分为含砾砂、砂、砾质泥质砂、砂质砾、粉砂、泥、砂质泥、砾质砂、砂质粉砂和粉砂质砂共10种沉积物类型,其中砂和砾组分的分布范围...