南黄海中部沉积物物理性质与压缩波速相关性分析

根据南黄海中部海底沉积物柱状样的实验室土工试验测试结果,分析沉积物的物理特征,并通过实验室方法获得沉积物压缩波速,探讨物理参数与压缩波速的相关关系,得到经验公式。结果表明:该区域沉积物以淤泥和淤泥质黏土为主,具有含水率高、孔隙比大、塑限高等特征;物理参数与压缩波速之间有较好的相关关系,密度、孔隙比、含水率、塑限、液限及塑性指数与压缩波速的相关性最明显,其中,密度与压缩波速成正比相关关系,而孔隙比、含水率、塑限、液限和塑性指数与压缩波速成反比相关关系;以沉积物天然密度和塑性指数为自变量的双变量回归分析方程能更好地表达沉积物物理特性与压缩波速的相关关系。     

浙闽近岸海域表层沉积物稀土元素的物源指示

通过对浙闽泥质区近岸海域的151个表层沉积物样品和周边入海河流的71个表层沉积物样品进行粒度和稀土元素测试分析,研究了该区的稀土元素分布、Eu和Ce异常、稀土元素的球粒陨石标准化和上陆壳标准化配分曲线特征等。对研究区表层沉积物与长江、瓯江、闽江表层沉积物的稀土元素进行对比,以Ce/La和Sm/Nd作为元素对进行FD判别函数分析,结果表明研究区表层沉积物并不是单一物源形成,是长江、闽江、瓯江共同作用的结果。为了探究3条河流对浙闽近岸海域影响程度的大小,用物源指数进行判别,结果表明,3条河流对研究区内陆架、外陆架的影响程度都是长江＞瓯江＞闽江,内陆架表层沉积物中长江源占有明显优势,外陆架表层沉积物物源比内陆架更复杂,3条河流的混合作用更明显。     

南黄海中部H-106柱状沉积物中自生黄铁矿的研究

自生黄铁矿是现代海洋沉积物中分布较广、含量较高的自生矿物之一。我国广阔的大陆架海域以及边缘海区(冲绳海槽)的现代和近代沉积物中都发现有黄铁矿,其中以南黄海盆地较为典型。H-106孔位于南黄海中部略偏西北(123°0''E,35°3''N),水深70m,岩芯长607cm,孔中黄铁矿含量较高。 研究现代和近代柱状沉积物中自生黄铁矿的结构、构造、矿物化学特征以及硫同位素组成及其与沉积环境和地球化学等因素的关系,对于了解沉积物早期成岩作用,认识沉积环境变迁和探讨黄铁矿成因都具有理论和实际意义,因此,早已引起国内、外学者的重视。国外具有代表性的学者Love(1957;1964)和 Berner(1969;1970)等分别从50年代和60年代末就开始了黄铁矿的研究工作。他们从不同角度、用不同方法对古地层和现代海洋沉积物中的黄铁矿进行了研究。随着我国海洋调査研究的深入,近年来国内学者也相继开展了这方面的工作(陈庆,1981;王琦等,1981)。然而以往国内、外的学者大都从形态、矿物和沉积化学的角度去研究黄铁矿,对现代自生黄铁矿单矿物的硫同位素组成涉及甚少。现代海洋硫同位素研究也仅限于沉积物与海水的范围,然而沉积物和海水的成分均很复杂,影响因素众多,不能反映黄铁矿的硫同位素组成。本文拟通过黄铁矿的硫同位素特征和黄铁矿集合体的结构、构造和矿物化学成分等矿物学特征,并结合沉积物成分与地球化学参数来探讨黄铁矿的形成环境与成因。     

南黄海中部海底沉积物剪切波速度测量及其与物理力学性质参数的关系

采用弯曲元剪切波测试方法对在南黄海中部采集到的沉积物样品进行了剪切波速度测试,基于所获得的剪切波速度数据,分析了研究区沉积物剪切波速度特性及分布规律。分析表明,沉积物剪切波速度为12.05~74.55m/s,总体相对较低。浅表层沉积物剪切波速度呈现出分区域分布特征,可分为东北部低速区、西南部高速区、北西-南东向梯度带以及测区东南部的低速背景上的串珠状高速异常区四个区域。通过回归分析,建立了剪切波速度与密度、含水率、孔隙比、孔隙度、液限、塑限、压缩系数、抗剪强度等沉积物物理力学参数之间相互关系的经验回归公式。回归分析结果表明,海底沉积物剪切波速度与上述物理力学参数之间均具有较好的相关性,相关系数R均大于0.80。     

南黄海油气资源区粘性土物理力学性质及微结构特征

用土质学的显微结构理论和技术方法,研究了南黄海油气资源区粘性土微结构特征。结合原状样物理力学性质参数,研究颗粒接触、堆垒、孔隙等现象与物理力学性质之间的关系。研究结果表明,沉积物主要为粘质粉土、淤泥质粉质粘土和淤泥等粘性土,其微结构类型有粒状链接微结构、蜂窝状微结构和疏松基质状微结构3种,其中淤泥类土主要为蜂窝状微结构和疏松基质状微结构,结构疏松,孔隙度较大,含水率很高,强度低,压缩性高。粘质粉土为粒状链接微结构．含水率较低,孔隙度相对淤泥类土较小,抗剪强度比淤泥类土略高,压缩性较高。该区粘性土为不理想工程地基土,工程施工时应采取相应措施避开或对其进行改良。     

南黄海中部沉积物微量元素的环境记录研究

通过对南黄海中部E2站位沉积柱样部分微量元素的特征研究,讨论了近200a来与南黄海中部沉积物相关的主要环境气候演变.铅和金、铂族元素显示人类现代工农业活动对环境的影响在南黄海中部沉积物有明显记录;过渡金属元素和不活泼元素的记录显示小冰期(泛指1550～1850年)的结束,气温的升高对南黄海中部沉积区的氧化-还原条件和黄河流域的风化程度产生了影响;黄河的改道对南黄海中部沉积物陆源碎屑的输入产生影响.     

南黄海沉积物的元素地层学研究

元素地层学是海洋沉积学研究的重要内容之一,海底沉积物中元素或元素组合的时间变化规律的研究可以用于地层的划分和对比。元素地层学取得较大进展的主要表现在大陆地质的研究中,而在海洋地质研究中却进展较缓慢。论述了近年来随着南黄海海洋地质调查的不断深入,在元素地层学研究中取得的成果。     

南黄海中部海底沉积物原位声速与物理性质相关关系

基于在南黄海中部获得的海底沉积物原位声速数据,分析讨论了原位声速与密度、含水量、孔隙比、孔隙度等沉积物物理性质参数的相关关系。通过回归分析建立了海底沉积物原位声速预测方程。结果表明,原位声速与上述物理参数之间具有良好的相关性,相关系数r均大于0.93。对比分析了原位声速预测方程与甲板声速预测方程的差异,两者最小相差15.8 m/s,最大相差31.3 m/s,平均差值约为22.6 m/s。将原位声速预测方程与其他研究者建立的声速预测方程进行了对比,结果表明不同声速预测方程存在明显差异,初步分析了存在差异的原因。     

南黄海陆架沉积物颜色反射率的初步研究

利用Minolta CM-2002光谱光度计,对南黄海陆架136个短柱样20~25 cm段的沉积物进行了颜色反射率数据测量。描述了8个应用较广的光性参数在研究区的分布并进行聚类分区,给出了部分各区沉积物的颜色反射率数据。结合同一样品的粒度、化学元素、磁化率等资料的初步分析,结果表明,a*,a*/b*,反射率re555nm和re675nm的一阶导数对沉积物氧化还原的相对强度和物质来源相对敏感,地质意义较为明确,并可判明研究区的3种物质来源及方向,即长江口方向、现代黄河物质来源以及研究区东南方向的生物物质来源。     

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。     

华南近海热带气旋活动的研究

根据国家气象局１９４９－１９９４年《热带气旋年鉴》资料，分析华南近海热带气旋活动的频率，强度，路径和登陆情况，并从中总结其活动的特征和规律。     

闽浙沿岸沉积物的工程地质特性及其成因简析

根据闽浙沿岸沉积物的实验室分析资料,从物理性质和力学特征对海底沉积物的综合工程地质特征进行了研究,结果发现,本区沉积物以淤泥和淤泥质黏土为主,含少量细砂、粉砂、黏土和粉质黏土等,总的表现为含水率高、孔隙比大、压缩性强、塑性大和强度低。从微观结构、物质来源、物质成分、水动力条件等方面对沉积物的工程特性进行了成因分析,这些因素是造成本区沉积物工程性质不良的主要原因。     

Distribution characteristics of wave energy in the Zhe-Min coastal area

A 10-year（2003–2012） hindcast was conducted to study the wave field in the Zhe-Min coastal area（Key Area OE-W2） located off Zhejiang and Fujian provinces of China. Forced by the wind field from a weather research and forecasting model（WRF）, high-resolution wave modelling using the SWAN was carried out in the study area. The simulated wave fields show a good agreement with observations. Using the simulation results, we conducted statistical analysis of wave power density in terms of spatial distr...     

Relationships between the sound speed ratio and physical properties of surface sediments in the South Yellow Sea

Building empirical equations is an effective way to link the acoustic and physical properties of sediments. These equations play an important role in the prediction of sediments sound speeds required in underwater acoustics.Although many empirical equations coupling acoustic and physical properties have been developed over the past few decades, further confirmation of their applicability by obtaining large amounts of data, especially for equations based on in situ acoustic measurement techniques, is required. A sediment acoustic survey in the South Yellow Sea from 2009 to 2010 revealed statistical relationships between the in situ sound speed and sediment physical properties. To improve the comparability of these relationships with existing empirical equations, the present study calculated the ratio of the in situ sediment sound speed to the bottom seawater sound speed, and established the relationships between the sound speed ratio and the mean grain size, density and porosity of the sediment. The sound speed of seawater at in situ measurement stations was calculated using a perennially averaged seawater sound speed map by an interpolation method. Moreover, empirical relations between the index of impedance and the sound speed and the physical properties were established. The results confirmed that the existing empirical equations between the in situ sound speed ratio and the density and porosity have general suitability for application. This study also considered that a multiple-parameter equation coupling the sound speed ratio to both the porosity and the mean grain size may be more useful for predicting the sound speed than an equation coupling the sound speed ratio to the mean grain size.     

晚更新世以来南黄海中部进积体序列与古河流系统

通过高分辨率浅地层剖面声学地层与钻孔沉积地层的综合对比分析,系统研究了晚更新世以来南黄海中部海域的层序地层序列及其对海平面变化的响应。研究显示,基于高分辨率浅地层剖面自老至新划分的6个声学地层单元（U5、U4、U3、U2、U1-2、U1-1）与钻孔划分的沉积地层单元密切相关。MIS4期与末次冰盛期低海面时期发育的2个层序界面（R4、R2）,将研究区晚更新世以来的层序地层自下而上划分为3个层序（SQ3、SQ2、SQ1）,并识别出3期进积体序列与2期古河流系统。MIS5期与MIS3期高海面及海平面下降期间的2期东向进积体序列主要包括高位体系域与强制海退体系域,对应浅海—滨海沉积,厚度分别由西部的24 m与40 m向东明显变薄,而全新世高海面以来向海的进积体序列主要对应高位体系域,与长江源的浅海相泥质沉积相关,最大厚度超过16 m。研究区MIS4期和末次冰盛期发育的2期古河流系统与低位体系域相对应,最大沉积厚度分别超过36 m与24 m,均与长江及黄河密切相关,影响范围延伸至黄海槽及其以东海域,尤其末次冰盛期最远可达济州岛附近海域。     

渤黄海沿海2月份海平面异常偏高成因分析

使用1980—2010年的水位、气温、海温、气压和风场资料,对中国渤黄海沿海2月份的海平面变化特征以及异常偏高成因进行了探讨,分析结果表明:近30年,渤黄海沿海2月份海平面呈现明显的上升趋势,2009年和2010年2月份的海平面达到近30年的高值,冬季高海平面导致全年平均海平面偏高。近两年2月份海平面处于多个长周期振动的高位重合期,各振幅叠加的结果近100 mm,对海平面起了明显的抬升作用。高海平面使得辽宁、河北以及山东等沿岸地区的海水入侵距离和土壤盐渍化程度均有所增加,海岸侵蚀加重;上海在2009—2010年连续2年2月份发生了近年较严重的咸潮入侵。2009年和2010年2月份,气压较常年同期显著偏低,冬季季风显著偏弱,是海平面上升的主要原因之一。     

南黄海中西部全新世地层沉积特征

南黄海是典型的物源供给丰富的宽广陆架海,全新世沉积记录十分丰富,具有分辨率高、空间分布不连续和沉积记录片段性等特征。根据近年来在南黄海采集的大量高分辨率浅地层剖面资料,结合多个钻孔的岩性特征和AMS14C测年数据,较为系统精细地揭示了南黄海全新世沉积的时空分布特征。根据沉积体空间分布范围、成因机制和物质来源,南黄海全新世沉积可划分为4个独立的沉积体,呈现出不同的声学反射特征,主要为加积进积反射、平行或透明弱反射、中高角度进积反射和中高角度倾斜-斜交反射。根据估算,河流物质输入约占到南黄海全新世沉积总量的78%,其他物质来源主要为海侵过程中较强的海洋动力侵蚀、改造和再分配的底床物质。本文的研究可为厘清南黄海全新世沉积体精细演化过程的动力学机制研究提供更多可靠的证据。     

南黄海表层沉积物粒度特征季节变化及其影响因素

通过对南黄海春季和秋季27个相同站位表层沉积物的粒度分析,并结合水文观测资料,研究了南黄海表层沉积物粒度的季节变化,参考文献资料初步讨论了粒度变化的影响因素。研究结果显示,按照Folk分类,南黄海表层沉积物可以分为粉砂质砂、砂质粉砂、粉砂和泥四种类型。秋季与春季相比,总体上砂和粉砂的含量增加,黏土含量降低,相应地平均粒径相对变粗,分选系数和峰态的变化较小,而偏态表现为更加正偏。季节性变化还表现出明显的区域差异,主要是受环流系统、河流来沙及波浪的季节性变化的影响。     

南海中部沉积物颗粒组分特征

为研究南海中部沉积物的粒度特征及其蕴含的古海洋信息,对南海中部中沙以南的陆坡和海盆区表层沉积物及分别位于陆坡和海盆的2根柱样进行了粒度、扫描电镜、CaCO3和生物硅含量的分析.结果显示,南海中部沉积物由三类颗粒组分构成,其中,第一类颗粒组分的峰值粒径在5～10μm之间,主要由陆源矿物碎屑组成;第二类组分的峰值粒径在40～70 μm之间,主要由有孔虫和硅藻组成;第三类颗粒组分的峰值粒径＞ 400 μm,由生物骨骼碎屑组成.这三类颗粒组分中第一类在研究区表层沉积物中均存在,第三类则随机分布,第二类颗粒组分多以有孔虫为主,其含量受水深控制.在南海中部碳酸钙临界补偿深度[Dc(CaC03)]以浅的陆坡区,因有孔虫含量较多,沉积物粒度曲线多为双峰形态,而在Dc(CaCO3)值以下的海盆区,因大部分有孔虫被溶解,沉积物中第二类颗粒组分为含量相对较低的硅藻,沉积物粒度曲线呈单峰或双峰形态.无论是陆坡区还是海盆区的柱样沉积,其平均粒径、第二类颗粒组分含量的变化均反映了有孔虫或硅藻含量的变化,因此,可以作为研究南海中部古生产力的替代性指标.     

黄东海沉积物中的还原无机硫

Cold diffusion methods are used to separate and quantify the three reduced inorganic sulfur species into acid volatile sulfide(AVS), pyrite–S and element sulfur(ES) in the sediments of the Yellow and East China Seas. The results show that up to 25.02 μmol/g of AVS, 113.1 μmol/g of pyrite–S and 44.4 μmol/g of ES are observed in the sediments of the Yellow Sea and East China Sea. Pyrite–S is the predominant sulfide mineral in the sediments, while the concentration of AVS is quite low at most stations in the study area. The amounts and reactivity of organic matter are the primary limited factor for the sulfide formation, while an iron limitation and a sulfate limitation are not observed in the sediments of the Yellow Sea and East China Sea. The irregular profiles of the three reduced inorganic sulfur species also reflected the comprehensive influence of sediment composition and sedimentation rates.