中国东部陆架海区粒度分析研究进展

沉积物的粒度受到物源区性质、沉积动力条件和搬运方式等因素的控制。自第四纪以来,我国东部陆架区由于海陆变迁、气候突变等古环境演化而沉积了巨厚的沉积物,这些成因特点都在沉积物的粒度特征中得到反映。沉积物粒度分析的经典方法是对粒度测试得到的数据进行计算和整理得到粒度参数和粒度图解,进而分析包括水动力、物源等在内的沉积环境特征。近年来随着计算机技术和数学模型的发展,沉积物粒度的应用也更加多元,如通过陆架区表层沉积物的粒度趋势研究现代沉积输运特征;通过敏感粒度研究高分辨率古气候演化;通过分离钻孔沉积物粒度数据重建古水深变化等。     

东海陆架浙-闽沿岸泥质沉积研究进展

比较全面的回顾了关于东海浙-闽沿岸泥质体以及其形成前的沉积演化历史、泥质沉积的物质来源及其东亚季风/古气候记录等方面的研究进展。分析了目前关于浙-闽沿岸沉积研究中所存在的问题,即,泥质体的物质来源与形成,长江入海历史的陆架沉积物记录,8.2 ka冷事件,年代框架调整及区域对比,代用指标指示意义等多方面问题。提出在东海浙-闽沿岸泥质区,我们需要更多高分辨率的钻孔进行综合研究,其中应该特别加强对泥质沉积物的研究,以期对海陆交界敏感地带的"源到汇"以及全球变化研究取得突破性进展。     

东海内陆架泥质区中全新世环境敏感粒度组分的地质意义

尝试恢复了中全新世东亚冬季风表现出的太阳活动以及ENSO周期变化。通过对东海内陆架泥质沉积区EC2005孔进行粒度分析以及AMS碳-14测年,对高分辨率敏感粒度资料揭示的中全新世近700a(距今5.2~5.9ka)东亚冬季风记录与GRIP冰心氧同位素记录的气候变化进行了对比,良好的对应关系说明,东亚冬季风变化与格陵兰冰心揭示的古气候变化有某种内在联系,期间东亚冬季风的增强得到了良好的区域性响应,同时又具有全球性背景。中全新世东亚冬季风具有明显的周期变化,主要表现为62,11a的太阳活动周期以及与现代ENSO周期相似的6,5a周期。东海内陆架EC2005孔泥质沉积物揭示的中全新世东亚冬季风变化与格陵兰冰心氧同位素记录的良好对应说明两者有相似的发生机制,可能是太阳活动以及古ENSO对全球气候系统的影响所致。     

气候变化和人类活动影响下黄河远端泥北支粒度组分变化及其区域沉积效应

受限于海洋动力条件的复杂性,基于陆架泥质沉积重建的古气候或古环境一直存在争议。为此,本文在北黄海地区沿沉积物输运路径采集3根柱样,通过沉积物粒度及其端元组分和基于器测数据的东亚冬季风指数和黄海暖流强度,分析了不同泥区沉积物粒度端元组分对冬季风暴和黄海暖流变化的响应机理和强度,揭示了上述变化在不同区域产生的沉积效应。结果表明,近百年以来黄河远端泥北支的沉积物组分变化受到了自然因素和人类活动的共同影响。1980年以后,人类活动对黄河沉积物入海通量及其组成的影响开始增强,并掩盖了自然演化信息。而1980年以前,不同泥区的不同端元组分对冬季风暴和黄海暖流的响应机理和强度存在差异,具有显著的区域沉积效应：粗端元组分受冬季风暴强度变化主导,能够反映山东半岛北岸跨锋面物质输运强度的变化;细端元组分受到黄海暖流强度变化主导,反映沉积物从北黄海西部泥区到辽东半岛东岸泥区的输运过程。上述结论说明,虽然粒度是表征古气候和古环境变化的重要标志物,但应根据不同泥区沉积物来源和沉积动力环境的特点,谨慎选择敏感端元组分,正确地使用粒度指标。     

中全新世以来南黄海中部沉积过程——基于岩心粒度和有机质指标

海陆交互作用下的南黄海沉积环境复杂,其沉积机制一直是古海洋研究的重点和难点。本文以取自南黄海中部泥质区的Z1岩心为载体,对196个样品的粒度和整体有机质指标(TOC、TN、TOC/TN和δ13Corg)进行了详细分析,并对5个层位进行AMS14C年龄测定,分辨率高达11 a/cm。研究结果显示,6.1 ka BP以来南黄海中部沉积过程可分为3个阶段:(1) 6.1～5.2 ka BP,沉积物粒度较粗,以残留砂和陆源粗粒物质为主,有机质含量较低且主要为陆源输入,本阶段多受东亚季风强盛的影响,动荡海洋环境下有机质保存效率低,大量陆源输入冲淡作用显著;(2) 5.2～3.9 ka BP,沉积物粒度变细且波动较大,有机质呈增加趋势且以海源为主,主要受东亚冬季风减弱的影响,海源有机质含量增加,与黄海暖流影响增强有关;(3) 3.9～0 ka BP,沉积物粒度最细且相对稳定,有机质含量继续增加,直至1.9 ka BP趋于稳定,主要受现代环流系统和东亚冬季风影响。结果表明,南黄海粒度和整体有机质指标变化过程复杂,显示中全新世以来南黄海中部泥质区沉积环境演化的复杂性。本研究获得了南黄海高分辨率的沉积环境演化记录,不仅为沉积机制研究提供更多数据支撑,还可为区域古气候和古海洋演化提供关键的指示证据。     

近4400a南海北部陆架沉积物的东亚季风记录

对位于海南岛南部陆架的S20孔沉积物进行了岩性、AMS14C年代、粒度和微量元素分析,提取了东亚季风演化的代用指标,初步探讨了该沉积区蕴含的亚洲季风演化信息。结果表明,近4 400 a以来,S20孔研究区受相对稳定的水动力条件控制。主要富集于相对粗粒和细粒物质的Zr/Rb陆源元素比值和19μm细粒敏感粒度组分平均粒径可以作为冬季沿岸流和东亚冬季风强度的代用指标。二者与东海内陆架PC-6孔以及南海17940孔海水表层温度变化表现出良好的相似性,说明中国东南部不同地区季风代用指标揭示出的东亚冬季风演化具有一致性。因此,相对于陆地和深海而言,南海陆架区沉积物中同样蕴含着丰富的季风演化信息,后续高分辨率研究工作亟待开展。     

15 ka以来罗斯海陆架岩心沉积学记录及古海洋学意义

本文对取自罗斯海陆架的JB04岩心沉积物进行AMS14C测年、粒度、有机碳等测试,结合沉积物粒度组分因子分析,研究该岩心的沉积学记录,探讨其古海洋学意义。结果显示:JB04岩心沉积物的底部年龄为15 ka;沉积物粒度组分因子分析提取出3个环境敏感粒级,分别代表正常冰海沉积、低能海洋沉积和高能海洋沉积;综合沉积物岩相及沉积物组成特征,可以将岩心分为4段,从底部到顶部依次为主要受冰盖刮蚀影响的冰盖下沉积、属低能海洋环境的冰架下沉积、属高能海洋环境的冰架前缘沉积和主要受冰山影响的季节性海冰区沉积。该岩心的沉积地质记录及其古海洋学研究对全面认识罗斯海的海洋环境演变具有重要的意义。     

长江口水下三角洲泥质区近期沉积物粒度变化特征及其影响因素

河口水下三角洲是河流和海洋环境共同作用的产物,沉积地层中蕴藏了许多环境变化信息.在长江口水下三角洲泥质区采集了柱样SC09,首先利用放射性同位素210Pb确定了沉积柱样的平均沉积速率,其次对沉积柱样以0.2 cm间隔进行高分辨率取样,获得了沉积物粒度参数,然后提取了沉积物粒度敏感组分,并对其进行了经验模态分解(EMD)...     

全新世东海内陆架泥质区有孔虫特征及其古环境意义

东海内陆架泥质区是东海全新世高海平面以来的沉积中心,保存了冰后期海平面上升以来完整的全新世沉积记录,是研究东海古海洋环境变化的良好载体,也是研究全新世古气候、古环境变迁的绝佳材料。选取了位于东海内陆架泥质区中部的MZ02孔长岩心作为研究对象,通过对沉积物中有孔虫进行属种鉴定分析,并结合岩心沉积物的岩性特征和AMS14 C测年数据,主要依据底栖有孔虫组合,恢复了研究区全新世以来的沉积环境演化。研究表明,全新世以来东海内陆架泥质区的沉积环境呈现阶段性演化特征,经历了以下4个阶段的演化:阶段I(10.8～10.5cal.kaBP)为滨岸沉积环境;阶段II(10.5～8.3cal.kaBP)随海面快速上升沉积环境由内陆架滨岸向中—内陆架过渡;阶段III(8.3～5.2cal.kaBP)为台湾暖流十分靠近的中—内陆架沉积环境;阶段IV(5.2～0cal.kaBP)为沿岸流较强的内陆架沉积环境。暖水种丰度在8.4cal.kaBP出现高值,推测为台湾暖流形成之时。约4.0cal.kaBP以来表生种丰度呈现高值和底栖有孔虫18 O变轻,推测与沿岸流增强密切相关。     

南海北部陆架坡折附近表层沉积物的粒度特征和其输运趋势

对南海北部陆架坡折附近取的50个表层沉积物样品,作粒度测试,计算粒度参数。粒度分析表明研究区的沉积物主要存在4种类型:含砾砂、砾质砂、砂质砾和含砾泥质砂;沉积物组分中砾石和砂占绝对优势,基本上不含黏土。综合因子分析和聚类分析的结果把研究区划分为4类沉积区:Ⅰ类沉积区属于内陆架沉积区,Ⅱ类沉积区属于陆架坡折上部沉积区,Ⅲ类沉积区属于陆架坡折下部沉积区,Ⅳ类沉积区区属于陆架边缘沉积区,每类沉积区都代表着不同的沉积环境。研究区沉积物的粒径趋势分析结果显示,陆架坡折附近的沉积物主要向内陆架和外陆架边缘或上陆坡输运,同时存在着跨陆架输运和沿陆架坡折输运现象,这与研究区实测的底流方向相一致。本研究表明,南海北部陆架坡折附近的沉积环境和沉积物输运模式比较复杂和特殊。本研究对今后陆架和陆坡区其他相关的研究具有十分重要的指导和借鉴意义。     

东海内陆架泥质区百年来黏土矿物组成变化及其环境意义

东海内陆架泥质区是东海现代沉积的"汇",其中黏土组分是泥质区沉积物的重要组成部分。沉积物中黏土矿物组合是反映沉积区物质来源和搬运动力状况的良好指标。本文利用XRD方法分析了东海内陆架泥质区两根沉积物岩心中黏土矿物组成和含量变化,结合放射性年代标定,揭示了近百年来黏土矿物组成的演变特征,探讨了黏土矿物的来源及其含量变化的制约因素。结果表明:东海内陆架泥质区沉积物以长江来源物质为主,受黄河及瓯江等河流物质的影响;近百年来内陆架泥质区黏土矿物组合发生显著阶段性变化,它们是东亚季风强弱波动和长江入海悬沙减少的共同作用的结果。     

东海陆架泥质沉积作用

东海陆架有两大现代泥质沉积区:一是沿着闽浙沿岸分布的沿岸泥质区(以下简称沿岸泥质区);二是东海陆架东北部的济州岛西南外陆架泥质区(以下简称外陆架泥质区).这两个泥质区的现代沉积物直接覆盖在沿岸砂质沉积和陆架残留沉积物之上.陆架其余地区大部分被所谓残留砂所覆盖.关于东海陆架泥质沉积,已有许多人进行过研究,但是多数只限于物质来源和分布特征,而很少探讨过物质沉积过程.然而,查明泥质沉积机制及其控制因素,对沉积学的研究有一定的理论意义,而且还可能有实用意义.因此,作者利用中美海洋沉积作用联合研究的海上调查资料,结合以往各家的研究成果,通过对比分析悬浮体、浮泥及表层沉积物三者的成分和分布特征同水文条件的关系,试图阐明东海陆架泥的沉积作用及其环境意义.     

湖泊沉积物中色素的研究及其环境指示意义

湖泊沉积物作为揭示古环境、古气候变迁的最佳载体,它完整地记录了地质历史时期区域气候、植被以及人类活动的演化轨迹。而沉积色素是研究湖泊沉积的重要代用指标,它们对于重建区域初级生产力、反演区域生态环境提供了有用的信息。本文在综述国际上生物色素在湖泊沉积中研究进展的同时,着重阐述了它们在湖泊沉积物中的保存、生物输入源的识别以及对区域生态环境变化的响应等方面的研究动态;讨论了色素在利用湖泊沉积研究环境变化方面的发展前景,指出随着分析技术的发展,沉积色素将在重建古气候、古环境演化方面具有优势。     

南海北部外陆架表层沉积物粒度参数特征及物源分析

为研究南海北部外陆架沉积物来源及沉积特征, 对南海北部外陆架18 个站位进行了表层沉积物取样和分析, 通过对沉积物的分类和粒度参数的计算, 探讨了沉积物类型和粒度参数的分布特征及其指示意义。研究结果表明, 研究区表层沉积物类型包括砾、砂质砾、砾质砂、砾质泥质砂、含砾砂、含砾泥质砂和含砾泥7 种类型。沉积物输运方式在外陆...     

闽浙沿岸东部海域表层沉积物粒度特征及其沉积环境

对闽浙沿岸东部海域83个表层沉积物样品进行了粒度分析,探讨了沉积物类型和粒度参数的分布规律,并分析了物源和水动力条件对沉积物分布格局的影响。结果表明,研究区底质主要有砂、粉砂质砂、泥质砂、砂质粉砂、粉砂和泥6种类型。表层沉积物平均粒径为2.01~7.58Φ,呈现由岸向海粒度变粗、砂含量明显增加、粉砂和黏土含量明显减少的趋势;标准偏差0.48~2.86Φ,分选较差,但由中部向东西两侧分选性变好。研究区近岸细粒沉积物主要来源于长江等沿岸河流携带来的泥沙,外部粗粒沉积物主要是具有滨岸沉积特征的陆架源残留改造沉积,而闽浙沿岸流和台湾暖流对沉积物的分布起着主要的控制作用。依据粒度及其参数特征,综合考虑物源和水动力条件的影响,将闽浙沿岸东部海域划分为3个沉积区:近岸泥质沉积区、中东部混合沉积区和外陆架砂质改造沉积区。     

海南岛东南部潟湖台风事件沉积记录

研究海岸潟湖沉积记录可恢复器测记录之前和史前时期热带气旋活动的频率和强度信息。本文试图通过分析潟湖沉积揭示南海北部地区的古台风活动信息,以海南岛东南部两个潟湖的钻孔沉积物为研究对象,选取沉积物粒度、有机质和碳酸盐含量等参数建立台风事件的鉴别指标,同时借助²¹⁰Pb CRS计年模式确定了沉积物柱状样的沉积速率和年代序列,对海南岛东南部的古风暴活动进行了分析。结果显示,柱状岩心清晰地记录了海南省东南部过去350年期间的35次特大风暴潮事件。基于历史文献和沉积记录的风暴沉积事件恢复了近350年来的风暴活动历史,发现海南省东南部特大风暴事件频数与厄尔尼诺强度有显著关系,同时还可能受到太平洋涛动（PDO）、北大西洋涛动（NAO）和太阳黑子活动等多种气候因素的综合影响。本文研究表明,结合风暴沉积记录和历史文献资料可为恢复海岸带地区长时间尺度高分辨率的古风暴活动规律提供有效信息。     

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。     

由东海、黄海沉积物中有机碳含量及稳定同位素组成重建200a以来初级生产力历史记录

从20世纪80年代以来古生产力的重建研究一直是国内外海洋生态学研究的热点,但已有的大多数研究是在深海区;而陆架区的特点是来自陆源物质的影响往往比较明显,因此,研究难度远较深海区大。利用现代沉积物中的有机碳稳定同位素组成来估算海源碳的含量,在此基础上,结合调查区域表层沉积物中的几个初级生产力的代表性指标(浮游植物总量、叶绿素a浓度以及硅藻含量)的调查资料,寻求岩心中海源碳与古生产力指标的相关关系,再由南黄海冷涡沉积区3个典型柱状沉积物中海源碳重建了200a以来高分辨率的古生产力记录,这对陆架海生态环境演变规律的研究有重要意义。对重建所得到的南黄海近代初级生产演化因素的初步探讨表明,近200a来初级生产力波动升高与海水表层温度的升高趋势是一致的,但其最主要的控制因素还是营养盐的供应,其中陆源营养物质和污染物质的影响起到了重要的作用。     

东海中陆架泥质区及其周边表层沉积物碳的分布与固碳能力的研究

对东海中陆架泥质区及其周边的表层沉积物分别利用容量法、元素分析仪法进行了ＩＣ、ＯＣ含量分析,利用筛析法和沉降法进行了粒度分析。结果表明,研究区ＩＣ含量均明显高于ＯＣ含量。ＯＣ含量在泥质区高,砂质区低;ＩＣ含量分布为：近岸细粒沉积区为相对高值区,中陆架砂质区为低值区,中陆架泥质区为高值区,外陆架砂质区为特高值区．ＯＣ富集主要受控于上覆水体的生物生产量、沉积动力环境以及海底物理化学条件。ＩＣ的分布受物     

近3000a来东亚冬季风变化在南海北部陆架泥质区的记录

通过对位于南海北部陆架泥质区ZJ2孔进行AMS14C测试和粒度分析,从中提取出了对沉积环境敏感的粒度组分进行了研究,结果表明:该敏感组分的粒级含量和平均粒径变化主要受东亚冬季风的强弱变化制约。根据该粒度指标,发现近3 000a以来东亚冬季风存在8次增强的记录,与格陵兰冰芯的记录有着较好的一致性,且在其他不同区域亦能找到相对应的气候变化证据,揭示了全球气候变化的区域性响应。