长江三角洲晚第四纪沉积地质学研究述评

长江三角洲已有的晚第四纪沉积地质学研究成果阐明了区域内晚第四纪沉积分区和沉积序列,建立了层序地层格架及其内部构型,对千年级和百年级事件沉积进行了初步探讨,总结出了长江三角洲发育模式和控制因素。但同时仍有一些涉及长江三角洲沉积和演化的重要问题尚未得到很好的阐述。目前,对末次冰盛期的长江三角洲存在与否尚存在较大分歧,长江古河口湾向三角洲的转换机制与模式尚不清楚,三角洲系统“源到汇”的研究尚未开展,长江三角洲对人类活动的响应也刚受到重视。对这些问题的探讨,需要以沉积地质学的手段对海区三角洲进行精细解剖。目前,长江三角洲沉积地质学研究中存在着陆区三角洲研究程度高、海区三角洲研究程度低的现状,因此,进一步的研究需在海区三角洲加大力度。     

桑沟湾周边海域晚更新世以来的层序地层

通过桑沟湾周边海域高分辨率浅地层剖面的地质解译，结合典型钻孔沉积地层的对比分析，揭示了研究区晚更新世以来的层序地层序列。研究表明，桑沟湾周边海域晚更新世以来的地层上覆于基岩之上，自下而上识别出了具有层序意义的3个声学地层单元（SU2、SU1-2、SU1-1），与钻孔的3个沉积地层单元（DU2、DU1-2、DU1-1）对应性良好。桑沟湾周边海域晚更新世以来的层序序列，形成于末次冰盛期低海面时期及早-中全新世高海面以来，自下而上包括低水位体系域（河流-河道充填相沉积）、海侵体系域（潮流沙脊与滨海相沉积）、高水位体系域（浅海相沉积）。研究区低水位体系域受河流下切侵蚀作用，沉积厚度变化较大，介于0～15 m；海侵体系域的沉积厚度普遍介于4.5～5.5 m，分布广泛；高水位体系域由岸向海，自西南至东北沉积厚度逐渐增加，最厚处超过30 m。     

《中国浅海及其相邻陆区第四纪层型地层对比》一书即将出版

由地质矿产部海洋地质研究所郑光膺副研究员主编的《中国浅海及其相邻陆区第四纪层型地层对比》一书,1989年了月将由科学出版社出版发行.全书共40万余字,本书是在课题研究成果的基础上集体编写的.本书通过沉积学、微体古生物、孢粉古气候、年代地层学、氧稳定同位素地质学、磁性地层及地球物理等多学科、多种手段对南黄海陆架区及其相邻苏北平原,长江三角洲地区的表层沉积,柱状岩心及钻孔岩心,进行了系统研究.通过总结与综合,论述了沉积物的岩性—岩相及相序列特征;对海侵层进行划分,提出距今180万年以来的8个     

晚更新世以来内伶仃洋河口湾的地层层序和沉积演化

通过对内伶仃洋河口湾22个钻孔沉积物的高分辨14 C测年、古生物鉴定、沉积物粒度及地球化学分析,开展了晚更新世地层划分,探讨了晚更新世以来的沉积演化过程。内伶仃洋河口湾地层被含花斑黏土层的风化层隔开,划分为上下2组,侵蚀面上下分别为全新统和上更新统地层。受晚更新世以来2次海侵的影响,内伶仃洋河口湾沉积演化分成了6个阶段,详细阐述了每个阶段的气候变化、海平面波动、沉积特征和沉积过程。     

南黄海中部隆起晚新近纪—第四纪沉积序列的地层划分与沉积演化

CSDP-2孔位于南黄海中部隆起,其孔深超过2 800 m。该孔中下部中—古生代的固结成岩地层已被深入研究,但其最上部592 m未固结成岩的沉积序列尚未有研究报道。为了确定这部分沉积序列的地层划分,揭示其沉积演化历史,我们对其开展了古地磁测试、光释光测年、底栖有孔虫鉴定和沉积相分析,并与南黄海及其邻近海岸地区以往钻孔岩心分析成果进行对比研究。结果表明,CSDP-2孔0～592.00 m沉积序列最初形成于约5.2 Ma,其第四系底界位于孔深约227.91 m(年龄为2.59 Ma),下/中更新统界线位于孔深约65.23 m(年龄为0.78 Ma),中/上更新统界线位于孔深47.34 m(年龄约128 ka);自晚更新世以来形成的地层又可划分出MIS 5、MIS 4、MIS 3和MIS 1的沉积层段,MIS 2沉积缺失。南黄海中部隆起区在新近纪的剥蚀止于约5.2 Ma,从约5.2 Ma至约1.7 Ma发育河流沉积;由于浙闽隆起的逐渐沉降,约1.7 Ma发生自新生代以来的首次海侵,直至约0.83 Ma,发育潮坪—滨岸沉积与河流沉积的互层;从约0.83 Ma开始至今,浙闽隆起进一步沉降使得南黄海中部隆起区在间冰期高海平面时期的海洋环境基本接近现今环境;南黄海西部陆架在MIS 5发育范围比现今更广的冷水团沉积,在MIS 4、MIS 3早期、MIS 3晚期至MIS 2和MIS1分别依次发育河流、三角洲、河流和滨岸—内陆架环境。该沉积序列主要受控于区域构造沉降和海平面变化,其全新统、更新统及整个地层序列的沉积速率呈现依次明显下降的趋势,主要归因于地层时代越老其连续性越差,特别是晚更新世之前的地层有显著侵蚀的现象。本文的研究成果为深入理解南黄海西部陆架区晚新近纪以来的沉积环境演化进程和沉积地层的形成机制提供了新证据。     

临夏盆地黑林顶剖面磁性地层学及其意义

位于青藏高原东北缘的临夏盆地沉积了厚层的新生代地层,含有丰富的新生代哺乳动物化石。准确确定其地层年代对研究我国西北地区哺乳动物分布格局、演化过程和生态环境变化以及高原隆升过程具有重要的科学意义。盆地南缘黑林顶剖面含有两个层位的哺乳动物化石,详细的磁性地层学研究表明,沉积物的主要载磁矿物是磁赤铁矿、磁铁矿和赤铁矿,剖面年龄约为12.1～5.2Ma,依据沉积速率推算出剖面上部的三趾马动物群地质年代为6.3Ma,下部铲齿象动物群年代为11.1Ma。     

温州沿海平原晚更新世以来的海相地层特征及沉积环境

沿海地区的海相地层记录了极其丰富的环境信息,研究海相层的地层特征和沉积环境,对理解古环境演变的过程、探讨沉积记录对海陆变迁的响应机制具有重要意义。QTZ1孔位于温州瓯江口北侧平原,根据岩石地层和磁性地层资料,钻孔34 m处为Q_h/Q■界线,91.5 m处为Q■/Q■界线。综合考虑刺甲藻、环纹藻的环境意义,钻孔沉积物粒度及微体化石组合的分析结果表明,温州沿海平原晚更新世以来共识别出3套海相地层单元,第二海相层和第三海相层之间发育有完整的陆相沉积层。沉积动力条件经历了低能(Q■)→中低能(Q■)→中高能(Q■)→低能(Q■)→高能(Q■)→中低能(Q■)→中低能(Q■)→低能(Q■)→低能(Q_h)的演化过程。受海平面变化影响,研究区晚更新世沉积相变化频繁,以海陆过渡相、陆相和局部的浅海相为主,全新世沉积相以浅海相为主,全新世末期逐渐转为滨海相。     

长江三角洲及邻近海域第一硬质黏土层的生物化石标志

对长江三角洲地区8个钻孔进行了系统的孢粉、藻类分析，从第一硬质黏土层中提取出较丰富的孢粉和藻类化石，结合其他学者的研究成果，探讨了长江三角洲及邻近海域第一硬质黏土层中的孢粉、藻类及其组合的特征。与其上覆地层相比，硬质黏土层中的孢粉、藻类的绝对浓度较低，出现的孢粉、藻类组合较单调，孢粉、藻类组合中淡水藻类含量异常高，并以环纹藻为主。高含量的淡水藻类指示硬质黏土的形成曾受到水流作用，硬质黏土的形成环境应为水域环境。与上覆、下伏地层的孢粉、藻类组合明显不同，淡水藻类含量高是第一硬质黏土层孢粉、藻类组合的重要特征，可以作为长江三角洲及其邻近海域地区晚第四纪地层对比的一个显著标志。     

晚新生代青藏高原北缘构造变形和剥蚀变化及其与山脉隆升关系

青藏高原的差异性隆升是一个涉及高原隆升过程和机理的重要科学问题，利用青藏高原北部塔里木盆地，柴达木盆地与河西走廊盆地的地层沉积序列推算了高原北缘西昆仑山、阿尔金山和祁连山系晚新生代以来的山脉剥蚀幅度化特征，得到了青藏高原北缘山系隆升运动差异的传播比，它们基本上反映了晚新生代西昆仑山、阿尔金山和祁连山隆升运动的差异程度。高原北缘山系垂直运动速率的计算值与实测资料对比是相吻合的，进而研究了青藏高原北缘山系构造缩短变形，剥蚀变化与山脉隆升的关系。研究表明，青藏高原二期隆升时祁连山的高度在2400-3100m的范围内。     

伶仃洋钻孔岩芯的磁学记录及其对海水进退的响应

华南珠江三角洲河口地区受到珠江流域和近海海洋环境的共同影响,其沉积体系中承载的古地质记录对于揭示海陆交互作用下的地质地貌过程演化具有独特意义。本研究对珠江伶仃洋湾口的一条钻孔岩芯进行了环境磁学研究。研究发现,在晚更新世以来海水入侵的相对高海平面时期,岩芯沉积物中磁性矿物的组成或高矫顽力组分的来源更稳定,反映了沉积区环境的稳定性或沉积物源区的相对固定;在海水退出的风化剥蚀期,沉积序列中磁性矿物组合出现大幅度旋回变化,这表明同时期碎屑物质源区可能经历了显著的环境更替。多重磁学参数包括低频磁化率、非磁滞剩磁、饱和等温剩磁以及HIRM参数,在全岩芯中指示了比较一致的磁性变化特征;相较之下,S-ratio参数的变化更灵敏地响应了伶仃洋湾口地区海水入侵和退出背景下的沉积演化历史。     

长江水下三角洲沉积物的重矿物分布及组合

对2004年取自长江水下三角洲南部区域的145个表层样品进行了重矿物研究。结果表明,本区重矿物可划分为4个矿物组合区,即三角洲前缘南部矿物区(Ⅰ区)、三角洲前缘北部矿物区(Ⅱ区)、前三角洲主体矿物区(Ⅲ区)和前三角洲南部矿物区(Ⅳ区),它们代表了不同的沉积动力、沉积环境和风化作用条件;长江水下三角洲重矿物以普通角闪石-绿帘石为优势矿物组合,以低级变质来源的绢云母、白云母为特征矿物,局部富含普通辉石和氧化铁矿物;粉砂质砂和砂质粉砂中的重矿物组成比较稳定,基本可以代表长江物源。     

长江口水下三角洲演变规律及河势控制初探

长江河口区水下三角洲的稳定关系着河口区域滩涂湿地的保护、经济社会的发展,研究长江河口区水下三角洲的变化规律,制定相应的控制对策有着重要的意义。基于长江河口区水下三角洲近40年的4个测次的地形资料,采用平面形态与断面形态分析相结合的方法,探讨了长江河口区水下三角洲的变化规律和相应的控制对策。总体来看,受入海沙量减少的影响,长江河口区水下三角洲前缘10～20 m等深线之间的区域冲刷明显。崇明东滩沙体总体变化不大,横沙东滩、南汇边滩在圈围工程影响下,面积有所淤长。横沙浅滩、九段沙窜沟发育,切割洲滩,沙体稳定性受到威胁,建议对横沙浅滩、九段沙实施守护,以控制长江河口区河势稳定。     

长江三角洲冰后期沉积物的有机碳氮和有机碳同位素组成与古环境指示

长江三角洲的CM和HM孔揭示了冰后期以来的河床相、河漫滩—河口湾相、浅海相和三角洲相的沉积环境。钻孔的有机碳、总氮和有机碳同位素δ13C以及碳酸盐组成在不同沉积相中变化规律不一致,基本上落在现代长江主要支流和干流的沉积有机质组成范围内,而偏离河口地区的表层沉积有机质组成,反映长江流域的高等植被是三角洲冰后期沉积有机质的主要来源,而水生生物有机质的贡献较少。冰后期早期河床相和晚期三角洲相的沉积有机质组成变化要大于中间的河漫滩、河口湾到浅海相沉积。冰后期沉积有机质和碳酸盐组成基本上可以反映冰后期长江流域的古气候变化特征,主要的古气候波动变化与孢粉研究结果相似;但全新世大暖期和古洪水等气候变化事件在沉积有机质组成上的反映不显著。显然,河口三角洲地区由于陆海相互作用强烈,沉积地层不连续,且沉积有机质来源比较复杂和沉积环境变化大,运用全岩有机元素和有机碳同位素以及CaCO3组成指示古环境有相当的难度和多解性,需要寻找更敏感与可靠的古气候与古环境的替代指标。     

从水沙条件及河床地形变化规律谈长江河口综合治理开发战略问题

长江河口位于长江三角洲的核心部位，由于区域高强度的城市化，对水运工程及沿岸工程在长江口水土资源的合理开发利用中提出了更高的要求，由于长江口属典型的沙岛型中等潮汐多级分汉河口，入海汊道冲淤多变，洲滩迁移频繁，泥沙运动复杂，径流潮流相互作用及盐水洪水交汇引起流场、河势变化及河床冲淤部位极不稳定。从流域来水来沙条件变化及河口河床演变规律阐明长江口治理开发的迫切性、复杂性和综合性。     

长江口北支中全新世以来环境演变变异事件及影响因素

对崇明岛北侧的永隆沙钻孔进行了系统的采样和粒度、微体古生物、环境磁学以及C^14测年等分析，大致恢复了长江口北支古地理环境演变的过程。通过环境磁学和微体古生物分析，揭示了在2080～2000、700～625aBP这两段历史时期，长江口北支表现为河口沙坝亚环境和河口河槽亚环境。这两次环境变异事件记录了长江主泓南北迁移的事实。长江河道的变迁受到诸多因素的影响，科氏力的作用是长江口不断南偏这一发展总趋势的主要原因，海平面上升与气候的变化则是长江主泓南北摆动的主要影响因素。     

长江口北支沉积物粒度特征及其环境意义

通过对长江口北支兴隆沙XL2孔沉积物的粒度特征、环境磁学特征及微体古生物特征的分析,揭示长江口北支潮流沉积沙体的演变规律,进而推测长江口北支的演变规律,为长江口北支的开发整治提供科学依据。     

冰后期最大海侵以来长江,钱塘江河口湾发育过程的沉积动力学研究

利用二进流数学模型对冰后期最大海侵以来５期古岸线与现在岸线条件下古长江河口湾、古钱塘江河口湾及其邻近海域的主要水动力Ｍ２潮流场进行了数值模拟;在此基础上,分别计算了进入不同时期潮流场的７种粒径泥沙的潮平均单宽悬移输沙率与扒移输沙率及其相应的输沙率散度,据此得出不同粒径泥沙在当时潮流场中的悬移与推移输过趋势,划分了海 淤积区与冲刷区 同时期的潮流场作用下,长江入海泥沙除最大限度地沉积在古长江河口湾（     

长江水下三角洲现代沉积速率厘定的新途径:季节性Bio-Si记录

长江水下三角洲沉积层中高分辨生物硅(Bio-Si)曲线具有明显的波动规律,记录了该区硅藻生物量的季节性差异,据此对近14年来的沉积速率进行了估算。在1992～2005年里,该处沉积速率变化于1.2～3.4 cm/a之间,平均沉积速率2.1 cm/a,沉积速率与长江入海沙量具有较好的对应关系。研究结果表明长江水下三角洲Bio-Si沉积记录类似于季节性湖泊中的"年纹",可作为沉积速率估算的新指标。     

长江三角洲泥质潮坪沉积间断的定量分析

现场观测获得了长江口开敞型泥质潮坪不同时间尺度的沉积速率及层偶保存率。每天观测结果表明，单个层偶的保存率约为46．6％。随着观测时间间隔的增大保存率迅速减小,大小潮周期内层偶保存率降为9．2％，季节性观测层偶保存率为3．7％。现代长江三角洲建造一个完整的潮坪沉积层序约需96a。百年尺度潮坪层序层偶的保存率仅为0．74％，99．26％的潮汐周期由于侵蚀或无沉积而没有纹层保存下来，形成间断。因此，沉积间断占潮坪层序的比例应为99．26％。沉积速率和沉积时间之间存在对数线性负相关，拟合直线的斜率为－0．39，由此推导出潮坪层序的完整性计算公式为C＝（t^*/t)^ 0.39。虽然对泥质潮坪沉积中沉积间断的估计有很大的不确定性，但它是从现代沉积过程观测中得到的，可以帮助我们更深入地认识古代潮坪沉积的特征及其成因，并突出沉积间断在潮坪沉积层序中的重要性。