海湾沉积环境对人类活动的响应

近几十年以来,随着对海湾开发的不断深入,人类活动在海湾的演化过程中逐渐扮演了重要角色,海湾沉积环境发生了异于纯自然状态下演化规律的变化。从海湾沉积物来源、特征、沉积速率和地貌体系4个方面,结合国内外海湾开发利用过程中已呈现出来的问题,初步探讨了人类活动对海湾沉积环境的影响,证明人类在海湾及其周边地区修建各种工程和围海造地等方式,逐渐改变了海湾沉积体系的演化进程。根据现实社会的需求,对海湾沉积领域中急需研究的问题进行了分析,提出急需加强海湾演化规律、寿命和稳定性判据的研究。     

港湾工程对海湾沉积环境的累积影响效应

港湾工程造成了泥沙的直接入海、改变岸线和海底形态以及海湾的动力形态、从而影响海湾沉积环境．各时期工程对沉积环境的影响呈现累积效应，其结果使海湾的沉积速率增大、沉积物特征变化，沉积物中的活性物质对某些污染物吸附富集，沉积物化学环境也产生变化，一些元素形成量的累积．     

湛江红树林保护区现代沉积物粒度特征及其对风暴事件的响应

沉积物粒度是描述沉积环境的重要指标之一,利用沉积物粒度参数可以反演沉积物堆积过程、沉积水动力特征.通过对湛江红树林国家级自然保护内海湾、河口、潮坪区的红树林表层沉积物粒度分析的研究,结果表明：河口与海湾区的红树林沉积物以泥质为主;有堤坝保护的河口区红树林沉积物颗粒细,为悬移质体含量高且连续稳定的低能环境;红树林发育差的潮坪区红树林沉积物为砂含量较大且水动力较强的高能环境.并通过推算海湾区沉积物的沉积年代,结合样品粒度分析的结果得出了该地区风暴潮发生的大致时间.     

基于沉积速率确定海洋沉积物的监测频率

为建立一套海洋沉积物监测频率的设计方法体系,作者根据中国海洋沉积物趋势性监测的特点和存在的问题,结合国内外海洋沉积物监测方案的设计理论和经验,建立了依据沉积速率确定海洋沉积物监测频率的方法和标准;基于~(210)Pb测年法和IDW空间插值法,绘制了中国监测海域的沉积速率空间分布图,并设计了不同空间尺度的海洋沉积物监测频率优化方案。结果显示,中国近岸区域沉积速率高于远海,河口区域沉积速率高,海湾沉积速率差异显著。其中,沉积速率高于1 cm/a的海域,监测频率为每年1次,如黄河口、长江口等河口区域;沉积速率低于1 cm/a的海域,监测周期为5 a,如渤海中部,黄海、东海远海区域等;个别沉积速率极低的海域,监测周期为10 a,如南沙海域(≤2 cm/1 000 a)。监测频率高的区域主要集中在近岸沉积速率高的海域,而近海和远海沉积速率低的区域监测频率可适当降低。     

福建宁德半岛沿岸泥沙运动和沉积速率研究

利用风要素计算福建宁德半岛沿岸输沙率.半岛南侧各岸段的净输沙率较小,岸滩基本处于冲淤动态平衡状态.半岛东北侧年净输沙率小于西南侧,半岛东北侧每年约有13万m~3量级的沿岸泥沙输往晴川湾顶,西南侧每年约有26万m~3量级的沿岸泥沙输往文渡湾顶.半岛及其附近海底表层和柱状沉积物粒度以及~(210)Pb沉积速率测定结果可知:海底表层沉积物单一,以细颗粒的粘土质粉砂为主,沉积速率在0.33～2.0cm/a之间,比类似海湾沉积速率较大,说明半岛沿岸和海底沉积速率分布不均.     

海洋沉积过程的铀系放射性核素示踪技术:物源识别、沉积、再悬浮

放射性核素示踪技术被广泛应用于海洋学研究。海洋沉积物是许多物质的归宿,海洋沉积过程的研究常关注3个关联问题:物质来源、沉积速率、再悬浮过程。针对这3个问题,在南海9个珊瑚礁区、北部湾涠洲岛海域、珠江口、北冰洋、南大洋等多个海区利用典型的铀系放射性核素(210Pb、226Ra、234Th、238U)示踪技术开展海洋沉积过程研究。物源识别方面,研究发现珊瑚礁区沉积物具有极低的226Ra/238U活度比值(0.1),显著低于其他海区的226Ra/238U活度比值(0.5～1.0),该独特性质可以应用于珊瑚礁区的沉积物/悬浮物来源示踪,是其他传统元素地球化学方法(Al、Ti、稀土元素)的补充。沉积速率方面,基于210Pb的恒定通量恒定沉积速率(Constant Flux Constant Sedimentation Model, CFCS)模式,定量计算了广西涠洲岛珊瑚礁区沉积柱样的沉积速率(3.7±0.6 mm/a),该结果低于中国多个近岸海域的沉积速率(5～96 mm/a)。沉积物再悬浮方面,提出利用"残余234Th"(不同于过剩234Th)示踪海洋沉积物再悬浮过程,并成功应用于北冰洋、南海、南大洋。     

137Cs测年在海岸盐沼中的应用

海岸盐沼广泛分布在海岸和河口环境,滩面有盐生植被覆盖,并且被潮水沟分割成片。研究海岸盐沼沉积过程和沉积速率,对于深入认识人类活动与海岸系统之间的相互作用具有非常重要的意义1。37Cs测年技术是近20年用来测定现代沉积速率的一个有效方法,人工核试验产生的137Cs被释放到大气中,再经气-水、水-沉积物界面的交换和吸附而沉淀在地层里,通过几次出现的峰值年代来计算不同时段的沉积速率;该方法在计算湖泊沉积速率方面取得了成功,在陆架、海湾、潮滩等区域也取得了较好的成果。但由于该方法对研究区域地层记录的稳定性有较高的要求,沉积物黏土含量、分选程度均对137Cs含量有显著影响;海岸盐沼由于植被生长茂盛,根系伸入地层深处,对沉积地层有较大扰动,因此,很难分辨出特征峰值,需要借助其他手段来综合判断特征沉降峰值。     

湄洲湾沉积物有机碳、铁和锰的化学成岩过程

本文研究了湄洲湾沉积物有机碳、Fe和Mn的化学成岩过程。应用一维成岩方程计算了有机碳分解速率。讨论了Fe和Mn的深度分布,认为这种分布是沉积物中氧化铁(锰)和氢氧化铁(锰)的还原、扩散和再沉积的结果。     

渤海南部表层沉积的相特征

通过海上调查及实验室分析,查明渤海南部表层沉积物在结构类型、矿物组合、生物组分及沉积构造等相特征方面具有明显的分区性。渤海南部存在五种沉积相:黄河水下三角洲相、陆架盆地相、海湾相、潮流浅滩相及古滨岸相。黄河水下三角洲相从河口延至水深15—20米处,沉积速率很高,沉积物富含碎屑云母及CaCo_3。陆架盆地相的沉积为粉砂质粘土,具有生物扰动构造。     

闽北近海柱状沉积物粒度特征及沉积速率研究

通过对闽北近海柱状沉积物的粒度频率曲线、粒度参数、粒度组成和沉积速率变化等特征分析,探讨闽北近海现代沉积环境条件变化.结果显示,闽北近海沉积物类型单一,以粘土质粉砂为主,粒级变化不大,粒度组成相对集中,粉砂级占绝对优势.频率曲线主要以主次双峰型为主,Zk1、Zk2柱样局部层位为主次三峰形态.Zk1、Zk2、Zk3柱样分别在78、69、87 cm处有不太明显的分段特征,上段平均粒径均略大于下段.研究表明潮流作用是该海域主沉积动力,沉积物主要以陆源物质为主,研究海域的水深整体略有变浅.研究区现代平均沉积速率为1.18～1.23 cm/a,里山湾和台山列岛附近海域沉积物平均沉积速率较快,分别为1.23、1.20 cm/a,大于七星列岛附近海域的沉积速率1.18 cm/a.海水动力条件是主要的控制因素,百年以来里山湾和台山列岛附近海域的水动力大小逐渐减弱,沉积物的沉积速率减小,台山列岛附近海域沉积速率减小幅度比较大;七星列岛附近海域水动力条件逐渐增强,沉积速率缓慢增加.     

海湾地质碳汇网格化计算——以三门湾为例

河口海湾地区因沉积物富含有机质和高沉积速率成为地球上重要的碳汇区，在专题性碳汇调查不足情况下，如何更好地发掘前人地质调查数据资源，科学计算河口海湾地质碳埋藏能力，是科学评价海洋碳汇能力支撑双碳目标的重要挑战。以浙江省三门湾海域表层沉积物和沉积柱状样品为研究对象，综合运用粒度分析、有机地球化学分析、210Pb和137Cs测年等测试手段，充分考虑海湾地区海底地形复杂、海陆交互强烈、人类活动活跃等典型特征，探索海湾碳汇网格化计算方法，建立了海湾地质碳汇评估模型。计算表明：三门湾有机碳年埋藏速率为64.04 gC·m^-2·a^-1，有机碳年埋藏量达89.71 GgC，河口和潮滩区有机碳埋藏速率高，为74.02 gC·m^-2·a^-1，海湾中部和深水区为52.93 gC·m^-2·a^-1。     

渤海湾西岸潮间带现代沉积速率研究

利用渤海湾西岸潮间带柱状沉积物的210Pb_ex和137Cs活度测定结果,计算了潮间带现代沉积物的平均沉积速率,结果表明,渤海湾西岸潮间带砂质区(道沟子至独流减河)1955～1963年的沉积速率为3.43～4.06cm/a,1963年以来的平均沉积速率为0.65～1.59cm/a;泥质区(歧口附近)的平均沉积速率约为1.81cm/a.上述结果说明潮间带砂质区在20世纪50～60年代发生快速沉积作用,60年代之后沉积作用变缓.这可能是由于华北地区在该时段具有丰沛的降水和入海水沙,为潮间带沉积物提供了丰富的物源.60年代以后沉积作用变缓可能是自然和人类活动引起的入海水量减少和由此导致的物源减少的结果.     

全新世以来苏北平原里下河南部地区的沉积记录和环境演化

通过对里下河南部泰州地区PM4剖面样品的微体古生物鉴定及粒度分析,结合AMS14 C测年,探讨了该地区全新世以来沉积环境的演化。研究结果表明,全新世以来,该地区的沉积环境经历了湖相、滨海沼泽、海湾、瀉湖、湖相5个阶段。11900～4850cal.aBP:沉积物颜色为灰色-灰黑色,颗粒较细,为极正偏的尖峰态,水动力条件较弱,不含有孔虫和介形虫,为湖相沉积;4850～4250cal.aBP:水动力增强及粗颗粒沉积物增加,含有少量有孔虫,为滨海沼泽;4250～4050cal.aBP:砂质成分急剧增加,含有大量有孔虫,位于黄桥沙坝的北汊道内,为海湾沉积;4050～1850cal.aBP:粒度变细,水动力减弱,含有少量有孔虫及介形虫,为瀉湖沉积;1850～0cal.aBP:粒度变细,分选变好,水动力条件较弱,不含有孔虫,含有少量介形虫,为湖相沉积。     

靖海湾表层沉积物粒度特征及沉积动力环境分区

随着人类开发活动的加剧,靖海湾沉积动力环境受到显著影响。靖海湾57个站位的表层沉积物调查资料的分析结果表明,靖海湾表层沉积物以砂质粉砂和粉砂为主,含有少量泥,沉积物粒径偏小;随着水动力条件的增强,表层沉积物平均粒径增大,分选系数呈增大趋势,正偏更显著;以此为依据,利用Pejrup三角图式把靖海湾划分出4个沉积动力环境单元,结合粒度概率图,认为靖海湾沉积物搬运方式以悬浮为主,跃移次之,并有少量以推移方式搬运,随着水动力条件的增强,悬浮组分减少,跃移组分和推移组分增加。     

三峡大坝建坝前后长江水下三角洲及邻近陆架沉积速率变化

沉积速率是沉积物供给和沉积作用的综合结果,也是表征沉积环境状态的重要指标。本文基于长江水下三角洲及邻近海域收集及补充的254个放射性²¹⁰Pb数据,对数据进行同化处理并使用统一的方法重新估算了沉积速率,分析三峡大坝建成前后研究区沉积速率的变化,探讨了长江入海泥沙减少及性质的变异对河口三角洲冲淤的影响。结果显示,2006年之后长江水下三角洲及邻近陆架沉积速率明显降低,其中水下三角洲沉积速率由最高5.4 cm/a降低到整体不足2 cm/a,而内陆架降幅较小由1～2 cm/a降低到不足1 cm/a,水下三角洲还出现了局部无沉积的站位。2006年之后沉积体表层混合作用增强,混合层厚度从4～10 cm增加到5～30 cm。沉积速率改变主要受制于长江入海沉积物的通量的巨减以及沉积物颗粒的粗化,而沉积速率的改变促进了底栖生物发育从而导致混合作用增强。     

亚氧化大陆边缘沉积物中镉和锰的成岩分离

在早期成岩作用理想稳定状态的观点中,沉积物沉淀包含了多个仅能发生某些氧化还原反应的剧变的限定带。实际上由于孔隙水成分可能受到有机碳输入、底层水温度和化学成分变化及沉积速率变化的影响,带与带之间的界线多少有点模糊。这些变化能造成沉积物中氧化—缺氧边界位...     

辽河口海岸带沉积物中137Cs的分布特征及来源

选取辽河口海岸带沉积物作为研究对象,通过测定沉积物中~(137)Cs比活度,来分析沉积物中~(137)Cs比活度、蓄积总量的分布特征及影响因素,并基于~(137)Cs的测年原理估算该区域的沉积速率。结果表明:辽河口海岸带表层沉积物中~(137)Cs比活度的变化范围为(1.03±1.01)～(15.68±1.13)Bq/kg,平均值为5.09±0.34Bq/kg(n=17),变化幅度较大;在空间上呈现出由陆地向潮滩、由西向东逐渐降低的趋势。该区域沉积物柱样中~(137)Cs比活度的垂直分布主要呈现出单峰型、双峰型和不规则曲线的分布态势。采用~(137)Cs起始层位法与最大峰值法计算辽河口海岸带沉积物的沉积速率,均发现辽河口海岸带沉积物的沉积速率呈现出从北到南(从陆地到海洋)逐渐增大的趋势。沉积物中~(137)Cs蓄积总量范围为(980±46)～(6094±92)Bq/m2,平均值为2278±42Bq/m2,高于研究区~(137)Cs的全球大气沉降通量值1310Bq/m2(衰变校正到2015年);全球大气沉降的~(137)Cs约占该区域~(137)Cs蓄积总量约57.5%,表明该区域沉积物中~(137)Cs的主要来源是全球大气直接沉降。     

台湾海峡西部海域第四纪晚期沉积速率的变化

本文利用台湾海峡西部海域第四纪晚期沉积物的沉积速率，研究了沉积速率随环境和年代不同而变化的规律，指出第四纪晚近时期沉积物沉积速率上升的趋势和原因，说明人类的活动，尤其是不合理的开发是引起学积物沉积速率与日俱增的重要原因，应当引起足够的重视。     

张屯嘴—丁家嘴沿岸现代沉积和水动力研究

黄岛东部海岸狭长,张屯嘴—丁家嘴沿岸岸线曲折、沉积现象丰富,为典型的现代海岸和海湾沉积,包括基岩海岸、砂砾质海岸、海湾、人工堤坝海岸等多种类型。通过对研究区域现代沉积背景和海岸带的研究,从沉积物样品粒度分析入手,研究了海岸带不同沉积区的现代沉积物质来源、近岸和区域水动力条件。认为受基岩出露差异、胶州湾涨落潮和区域构造背景的影响,区域上由北向南沉积物粒度整体变细,张屯嘴至鱼鸣嘴一带海岸受多种水动力条件影响,唐岛湾内水动力较为单一。     

台湾海峡西部海域晚更新世以来沉积物年代与沉积速率

本文根据我所1984—1985年台湾海峡西部海域综合调查资料,研究了该区晚更新世以来沉积物年代与各期沉积物分布;计算了沉积速率;划分了不同的沉积速率区;初步探讨了沉积速率变化机理。