长江水下三角洲向南延伸泥质带浅地层结构及沉积物特征初探--以朱家尖岛以东海域为例

文章对取自长江水下三角洲向南延伸带上舟山泥质区边缘的58个表层沉积物样品的粒度进行了分析,并且对舟山近岸泥质区进行了浅地层剖面探测。结果显示,该区沉积物以黏土质粉砂为主;含水率较高（平均为46%）,干容重较低（平均为1.44 g/cm3）;孔隙比大,高压缩性,抗剪强度低,因此其抗冲蚀能力较弱。区内地层剖面上部为全新世浅海相沉积,岛礁区及南部剖面可见少量下伏基岩,剖面I东部可见浅层气出露,其顶面埋藏深度约为12 m。全新世以来该区域沉积厚度为4~23 m,千年时间尺度沉积速率约0.57~3.29 m/ka,低于长江口门外水下三角洲泥质沉积中心,属弱淤积沉积环境。由于近年流域人类活动导致长江入海泥沙减少,南下沿岸流携带的泥沙可能减少,浙江沿岸面临泥质沉积速率下降或甚至侵蚀的威胁。     

长江河口水下三角洲210Pb分布特征及其沉积速率

通过对长江水下三角洲采集的十个沉积物柱状样中的放射性核素210Pb分析得知,长江水下三角洲表层210Pb放射性比度在2.15~4.22 dpm·g-1之间,210Pb沉降通量在1.50~11.21 dpm·cm-2 yr-1之间,过剩210Pb总量在>48.29~>361.68 dpm·cm-2之间;210Pb沉降通量以及过剩210Pb总量均高于理论值,这表明在沉积物中存在210Pb的净输入和聚集。由210Pb放射性比度剖面所反映的沉积速率可知长江水下三角洲泥质沉积区沉积速率介于1.36~4.11 cm·yr-1之间;总体上呈现近岸沉积速率较低,沿31°N纬线向20 m等深线沉积速率升高的趋势,从122°15′E到122°30′E范围为长江水下三角洲的泥质沉积物堆积中心,其平均沉积速率为3.51 cm·yr-1。     

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.      

全新世长江泥沙堆积的时空分布及通量估算

利用长江中下游、河口及口外、浙-闽沿岸陆架6个主要沉积盆地的40个晚第四纪钻孔及其年代学数据和长江口外、陆架的浅地层剖面,计算了全新世不同阶段各沉积盆地的沉积速率,并进行了近7 000年来泥沙堆积通量的估算。研究发现全新世早期距今10 000年至8 000年间长江口下切古河谷是长江泥沙的主要堆积中心,沉积速率可高达15m/ka。随着海平面上升,全新世中期长江中下游也成为长江泥沙的重要沉积盆地,其中江汉盆地的沉积速率可达10m/ka。近2 000年来,口外、陆架的堆积呈明显增加趋势,反映长江中下游盆地和河口可容空间日益减小。根据沉积速率估算,距今7 000年来长江中下游堆积泥沙约13 074×108 t,同期水下三角洲和陆架的泥沙堆积量约为9 470×108 t。研究还发现全新世以来有两个异常低沉积速率时期：距今8000-7 000年期间上述各沉积盆地沉积速率均显著低,未见长江泥沙的沉积中心; 距今4 000-2 000 年期间长江口呈现低沉积速率。 这两次异常的原因推测与海平面、气候波动事件密切相关。     

江苏圆陀角附近潮滩沉积岩芯粒度变化及其环境意义

江苏圆陀角位于长江北支岸线与江苏海岸线的交汇处,发育了粉砂淤泥质海岸典型潮滩地貌,潮滩岩芯沉积物粒度变化记录了潮滩环境变化的信息。2007年在圆陀角附近潮滩采集了192cm长的柱状岩芯,对沉积物的粒度组成进行了分析,分析结果显示,砂质粉砂是主要的沉积类型,岩芯分为三部分,从下部向上,粗颗粒沉积组分减少,反映了采样点附近潮滩环境由潮滩中部向上部转化的过程。根据岩芯沉积物¹³⁷Cs的1963年和1986年两个蓄积峰值时标推算,1963年以来的平均沉积速率为2.3cm/a,1986年以来的平均沉积速率为1.6cm/a,1963～1986年之间的平均沉积速率达到2.9cm/a。沉积速率变化表明20世纪60年代以来伴随潮滩淤积增高,圆陀角附近潮滩沉积物的沉积速率下降,大体与辐射沙洲南翼淤积型潮滩淤积速率一致,小于长江口外的泥沙沉积速率。泥沙来源主要是苏北沿岸流携带的部分泥沙在圆陀角附近沉积,伴随研究区围垦活动向海推进,在长江北支口门北侧形成了大片的泥质潮滩和水下沙嘴。     

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。     

渤海湾西岸全新世沉积速率对河流供给的响应

渤海湾西岸由北向南获取了3个钻孔,以全新世海相岩心为研究对象,采用AMS14C(Accelerator Mass Spectrometry14C,加速器质谱14C)测年方法建立年代框架并计算平均沉积速率,结合沉积物粒度组成及沿岸古河流三角洲发育历史,探讨了沉积速率对沿岸河流供给变化的时空响应。结果表明,早全新世—中全新世初期(11~6ka),渤海湾西岸整体沉积速率偏低,仅0.03~0.07cm/a,沉积物粒度较粗;中全新世6.43~4.97ka cal BP期间,NP3孔平均沉积速率为0.60~0.93cm/a,高于同期沿岸南部的CH110孔和BT113孔。沉积物组成以粉砂为主,粘土含量低,向上逐渐变粗,具三角洲反粒序特征。该时段的高沉积速率系渤海湾西北岸对潮白河、永定河及滦河沉积物供给的响应;中全新世晚期3.68~2.67ka cal BP期间,BT113孔沉积速率为0.27~1.4cm/a,高于同期沿岸北部CH110孔和NP3孔,沉积物组成以粉砂为主,粘土含量较NP3孔高,向上逐渐变粗,具三角洲反粒序特征。该时段的高沉积速率系渤海湾西岸南部对黄河沉积物供给的响应;晚全新世2.29~0.24ka cal BP期间,沿岸中部CH110孔沉积速率为0.55~0.91cm/a,高于同期沿岸南部的BT113孔和北部的NP3孔,该高沉积速率为渤海湾西岸中部对黄河和海河供给沉积的先后响应。     

长江口沉积物210Pb分布及沉积环境解释

在长江河口潮滩、分流河道和水下三角洲共获得18个柱样,进行沉积学分析和210Pb测定,并对其中6根柱样进行137Cs测定。经研究发现,长江口外在水深25～30m,122°30′N,31°00′E附近存在一个泥质沉积中心,沉积速率达2.0～6.3cm/yr。另外,在潮滩和涨潮槽也获得较高沉积速率,其中南汇和横沙岛潮滩沉积速率(1.03～1.94cm/yr)高于崇明东滩(0.51～0.76cm/yr),涨潮槽沉积速率也达0.86cm/yr。此外,在石洞口、南汇、九段沙潮滩和三角洲前缘有部分柱样未获沉积速率,推测为沉积环境不稳定或沉积速率过快所致。     

长江口沉积物~(210)Pb分布及沉积环境解释

在长江河口潮滩、分流河道和水下三角洲共获得18个柱样,进行沉积学分析和210Pb测定,并对其中6根柱样进行137Cs测定。经研究发现,长江口外在水深25～30m,122°30′N,31°00′E附近存在一个泥质沉积中心,沉积速率达2.0～6.3cm/yr。另外,在潮滩和涨潮槽也获得较高沉积速率,其中南汇和横沙岛潮滩沉积速率(1.03～1.94cm/yr)高于崇明东滩(0.51～0.76cm/yr),涨潮槽沉积速率也达0.86cm/yr。此外,在石洞口、南汇、九段沙潮滩和三角洲前缘有部分柱样未获沉积速率,推测为沉积环境不稳定或沉积速率过快所致。     

中国东部海域泥质沉积区现代沉积速率及其物源控制效应初探

中国东部陆架(渤、黄、东海)是欧亚大陆和太平洋之间的一个重要物质交换通道,其周边的河流每年向海输入了大量的细颗粒沉积物。这些物质在海洋动力(潮流、波浪、环流等)的作用下形成了多个泥质沉积区(带)。过去的数十年间,国内外学者对东部陆架海沉积物扩散和沉积动力机制进行了深入的研究,但是,目前对陆架泥质沉积的形成机制以及沉积物收支情况还存在争议。本文利用整理的现代沉积速率资料,从物源控制的角度出发,研究了各泥质沉积区10～100a尺度的沉积速率和沉积通量的分布规律,并与全新世泥质沉积记录进行对比,指出物源是控制这些泥质沉积形成的主要因素。河流携带入海物质是这些泥质沉积的主要"源",而这些泥质区是典型的"汇"。小型河流河口沉积过程和物质贡献需引起重视。定量化物源分析需结合物源供应等方面的资料,在遵守沉积物收支平衡的前提下进行。     

利用盐沼泥炭重建长江三角洲北部全新世中期海平面

根据对长江三角洲北部海安地区4个钻孔标志性沉积物(潮上带盐沼泥炭、高潮滩沉积)的年龄测定和高程测量,以及沉积物压实沉降量的分析研究,重建了本研究区全新世中期8.1～7.3 cal kyr BP和5.6～5.4 cal kyr BP的相对海平面位置。结果显示,8.1～7.3 cal kyr BP海平面缓慢上升1.46m,上升速率仅为0.2cm/yr, 与三角洲南部全新世早期海平面的快速上升(2cm/yr)形成鲜明对比,验证了冰盖控制下的全球海平面阶段性波动上升模式。对比长江三角洲地区海平面曲线发现,三角洲北部海平面曲线较南部低5～6m,长江三角洲海平面曲线与世界各地海平面曲线也存在明显差异,分析认为主要是由长江口地区的差异性沉降和中国东部边缘海的水均衡作用两个因素引起的。     

近期长江口-杭州湾邻近海域沉积物粒径的时空变化及其影响因素

为了研究长江口-杭州湾外近海沉积物粒径的现状和近期变化,于2008年4月在该区域用箱式取样器取得了33个表层样,用震动活塞采样器取得7个柱状样;在室内用激光粒度仪对沉积物样品进行了粒度分析并与历史时期的研究成果进行对比。结果表明,1）表层沉积物总体上呈东粗（砂）西细（泥）的特点,粒径总体上的空间格局与历史时期相似;但砂-泥区界线在研究区北部（长江口和杭州湾外）有向西迁移（蚀退）迹象（西移10~30 km）,而在南部（舟山群岛以南）则出现明显向东迁移（淤进）现象（最大超过50 km）。2）当前的表层沉积物形成一条南北连续的泥质带（粒径向南逐渐变细）,反映过去存在于舟山群岛以东的最细组分（“黏土”）带不连续现象在表层现已趋于消失。3）表层沉积物粒径趋势分析揭示长江入海泥沙的运移方向主要是向南-东南。4）泥质区柱状沉积物具有粉砂和黏土为主但在垂向上（反映在时间上）有粗细多变的特点（侵蚀区表层沉积物有粗化迹象）。研究认为,长江口-杭州湾邻近海域现代沉积物对流域和沿海重大人类活动有较敏感的响应。     

渤海湾西岸现代岸线钻孔记录的全新世沉积环境与相对海面变化

以渤海湾西岸现代岸线附近的NP3、CH110和BT113三个钻孔全新世岩心为研究对象,采用沉积岩石学、AMS ¹⁴C(accelerator mass spectrometry ¹⁴C,加速器质谱¹⁴C)测年、微体生物聚类分析等方法精细判别沉积相,重建渤海湾西岸全新世沉积演化历史,并利用微体生物组合分带对水深变化的指示,定量讨论全新世相对海面变化。结果表明:渤海湾西岸全新世受海陆交互作用影响,经历了沼泽-潮滩-浅海-前三角洲-三角洲前缘-三角洲平原环境的演化过程。全新世初始阶段,研究区中部和北部发育沼泽环境,南部未见沉积,与上更新统河流相沉积呈不整合接触。全新世早期,研究区潮滩环境发育。潮滩层厚度约1 m,历时数百至1千余年。至7000 cal BP前后水深增大,研究区进入浅海环境。约6000 cal BP,沿岸南北两端先后进入三角洲过渡环境,中部三角洲环境约开始于1500 cal BP。渤海湾西岸地区全新世的环境演化同时记录了该地区的相对海面变化:约10000 cal BP前后,渤海湾相对海平面已接近21.3~20.4 m。约8000 cal BP,相对海平面介于18.6~17.0 m。约6000 cal BP时相对海平面低于6.8 m,5000~1000 cal BP,相对海平面高于-2.5 m,1000~800 cal BP,相对海平面介于-1.3~-0.4 m。8000~5000 cal BP时,相对海面上升约15.0 m,上升速率达5 m/1 ka。     

Relative sea‐level changes since 15 000 cal. yr BP in the Nanortalik area,southern Greenland

We present new results for relative sea‐level change for southern Greenland for the interval from 9000 cal. yr BP to the present. Together with earlier work from the same region this yields a nearly complete record from the time of deglaciation to the present. Isolation and/or transgression sequences in one lake and five tidal basins have been identified using lithostratigraphic analyses, sedimentary characteristics, magnetic susceptibility, saturated induced remanent magnetisation (SIRM), organic and carbonate content, and macrofossil analyses. AMS radiocarbon dating of macrofossils and bulk sediment samples provides the timescale. Relative sea level fell rapidly and reached present‐day level at ～9300 cal. yr BP and continued falling until at least 9000 cal. yr BP. Between 8000 and 6000 cal. yr BP sea level reached its lowest level of around ～10 m below highest astronomical tide. At around 5000 cal. yr BP, sea level had reached above 7.8 m below highest astronomical tide and slowly continued to rise, not reaching present‐day sea level until today. The isostatic rebound caused rapid isolation of the basins that are seen as distinct isolation contacts in the sediments. In contrast, the late Holocene transgressions are less well defined and occurred over longer time intervals. The late Holocene sea‐level rise may be a consequence of isostatic reloading by advancing glaciers and/or an effect of the delayed response to isostatic rebound of the Laurentide ice sheet. One consequence of this transgression is that settlements of Palaeo‐Eskimo cultures may be missing in southern Greenland. Copyright © 2006 John Wiley & Sons, Ltd.     

长江口北支河槽容积变化特征的定量分析

北支河槽容积变化是北支河道演变趋势在定量上的直接表现,河道边界条件和河床泥沙运动是影响河槽容积变化的主要因素。收集1986—2013年长江口北支河道年实测地形资料,利用GIS技术建立不同时期水下数字高程模型,进行北支河槽容积变化和河床冲淤变化特征分析。结果表明,北支岸线圈围和泥沙淤积导致了1986年以来河槽容积萎缩。北支河槽0m线以下容积共减少约7.110亿m3,岸线圈围引起河槽容积减少4.000亿m3,占比56.3%;泥沙淤积引起的河槽容积减少3.110亿m3,占比43.7%。具体而言,北支上段河槽容积萎缩主要是泥沙淤积所致,其航道开发综合利用应遵循上段的泥沙运动规律特点;中段则是边滩圈围和沙洲并岸引起,边界调整后束流作用加强,河床冲刷,断面形态调整后水深条件更加有利于中段的航道利用开发;下段是泥沙淤积和边滩圈围共同影响所致,泥沙淤积影响略大,但下段沿北岸-5m深槽始终存在且稳定,具备航道开发利用的河势基础,且南侧河道边界仍具有可圈围的余地。     

末次冰消期以来东海内陆架古环境演化

通过对位于浙—闽沿岸泥质带的EC2005孔岩性、粒度以及AMS14C年代分析,探讨了研究区自末次冰消期以来的古沉积环境演化,认为是湖水或海水深度、气候变化等综合影响的结果。岩芯底部60.20～41.00 m（17.3～13.1 ka BP）为湖泊三角洲沉积序列,可划分为前三角洲—三角洲前缘—三角洲平原三个沉积亚相,物质来源主要是湖盆流域物质的输入。随着海平面的逐渐上升,海水自13.1 ka BP开始侵入研究区,形成了41.00 m的海相沉积地层,可划分为前滨—近滨—浅海三个沉积亚相,与海平面变化曲线具有良好的对应。自12.3 ka BP开始,研究区受到沿岸流影响,长江物质开始影响研究区,7.3 ka BP以来主要是来自长江的悬浮体在沿岸流作用下输送沉积而形成,稳定的泥质沉积物开始形成。全球性重要气候事件如新仙女木事件、8.2 ka冷事件在东海内陆架沉积物中也得到了良好揭示。     

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。     

基于MODIS的长江口表层水体盐度时空分异

长江河口地处海陆交汇地区,其海表盐度受到长江流域、东海和三角洲社会经济活动的复合影响。水体盐度直观反映了河口区域冲淡水分布,对于研究淡水羽状锋、长江物质输送与河口环境变化等具有重要意义。本文分别对枯季和洪季的长江口盐度实测数据,以及中分辨率成像光谱仪（moderate-resolution imaging spectroradiometer,MODIS）遥感反射率与反射率的比值进行拟合回归分析,建立长江口表层盐度反演经验模型,得到枯季的相关系数和均方根误差（root-mean-square error,RMSE）分别为-0.930 3、0.45‰,洪季的相关系数和RMSE分别为-0.818 5、0.88‰;并分析模型在时间尺度上的适用性。利用该盐度反演模型对长江口2007-2016年的表层盐度进行反演,结合大通站记录的长江径流量观测资料,分析长江口表层水体盐度的时空变化规律。结果表明：长江口表层盐度受径流量影响较大,空间上呈自西向东递增趋势,具有季节性分异;枯季近岸盐度较高,高盐度海水可以到达长江口南北支分叉122.5°E附近;洪季冲淡水影响范围广,高盐度海水聚集在123°E以东、31°N以南,长江口北部出现低盐区域;2007-2016年间枯季大通站流量呈上升趋势,平均盐度为29.27‰,总体呈降低趋势,洪季大通站流量呈降低趋势,平均盐度为27.10‰,呈上升趋势,盐度和径流量在年际变化中存在良好的负相关关系。