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。     

浙闽沿岸泥质潮滩沉积磁性特征及其物源判别

潮滩沉积的物源一直是沉积学领域重要的研究内容。近30年长江入海泥沙量持续减少,致使长江入海泥沙对浙闽潮滩沉积的物质贡献降低。在此背景下,探究浙闽沿岸潮滩沉积的物源具有重要的现实意义。对杭州湾至福州湾沿岸的泥质潮滩表层沉积开展了详细地磁学研究,结果显示,研究区沉积物的磁性主要受磁铁矿主导,但磁性矿物含量、磁畴和矫顽力等磁性特征存在一定差异,这可能意味着沉积物受到多物源影响。皮尔森相关性分析进一步表明,沉积物磁性特征受粒度效应影响有限,主要与物源差异有关。物源判别结果指示,浙闽泥质潮滩沉积的物源包括长江、海岸基岩和浙闽河流。杭州湾至福宁湾,沉积物普遍受到长江和浙江诸河混合物质的影响,且浙江诸河的物质贡献较大;隘顽湾和象山港沉积物还受到其附近海岸基岩的影响;福宁湾沉积物可能还受到闽江源物质和其附近海岸基岩的影响;罗源湾和福州湾沉积物的潜在物源是闽江和其附近海岸基岩,长江和浙江诸河的物质贡献相当有限。     

沉积分异作用与河口海洋沉积

沉积分异作用在解释表层沉积现象时具有重要意义。在水流辐聚或辐散区域,表层沉积物将因辐聚和辐散运移而分别呈细化和粗化状态。河口区细颗粒沉积区的形成,是因为河口区存在底层余流辐聚的滞流区现象;东中国海涡旋区泥质沉积现象的形成,是因为涡旋区存在指向涡旋中心的底层辐聚流;浙闽沿岸泥质沉积现象是近岸的浙闽沿岸流和远岸的台湾暖流之间存在余流辐聚带;英吉利海峡宽度最窄处的沉积物粗化现象,是因该处沉积物在水流作用下呈分离运移趋势所引起。     

东海陆架泥质区沉积地球化学比较研究

利用东海陆架泥质沉积区和周围砂质沉积区的表层沉积物元素含量和海水悬浮沉积物总量分析资料,对泥质区的沉积地球化学进行了比较研究。结果表明东海不同泥质区的沉积地球化学过程很不相同。浙江近岸泥质区沉积物元素以Fe、Mn、Zn的含量高,Na、Sr、Al、Ca的含量低为特征,其地球化学特征与长江沉积物非常一致。近岸泥质区的沉积物基本来源于长江输入海的沉积物,在台湾暖流的作用下沉积在浙江沿岸。远岸济州岛西南泥质区沉积物以Na、Sr的高含量,较高的Al、Ca含量和低的Fe、Mn、Zn含量为特征,其地球化学特征与黄河源沉积物有好的相关性,但有一定的混合源性质,该泥质区的沉积物主要来源于黄河源的细颗粒沉积物,由黄海沿岸流搬运到该区并沉积下来。沉积物在搬运沉积过程中,元素粒度分异作用明显。东海陆架泥质区沉积地球化学过程的控制性影响因子是东海环流系统和物源,其中台湾暖流对东海陆架远岸和近岸泥质区的沉积地球化学分区具有关键作用。     

渤海中部表层沉积物分布特征与粒度分区

为了解渤海中部海区表层沉积物分布特征与物质来源和水动力环境的关系,高密度采集了海区1448个表层沉积物样品,并进行粒度参数的相关分析。结果表明,研究区表层沉积物类型主要有砾石、砂质砾、砾质砂、砂、粉砂质砂、砂质粉砂、粉砂、黏土质粉砂、砂-粉砂-黏土和粉砂质黏土10种类型。海区中分布范围最广泛的是粉砂质砂和黏土质粉砂,而砾石和粉砂的分布范围相对较小。海区主要由老铁山水道、冲刷槽砂砾区、渤中砂质浅滩和辽东砂质浅滩、渤中粉砂质平原、渤海湾黏土层粉砂三角洲平原和渤西滨岸倾斜砂质平原五个沉积物粒度分区。主导海区沉积物分布模式的动力机制是进入渤海的黄海暖流余脉形成的渤海环流,另外,渤海海峡强潮流、辽东湾环流和莱州湾环流也是控制区域表层沉积物的重要动力因素。这些动力驱动因素促成了渤海物质与黄海物质之间“北进南出”的交换模式。     

台湾海峡表层沉积物中黏土矿物特征及物质来源

利用X射线衍射仪,对比分析台湾海峡及周边表层沉积物的黏土矿物特征,讨论长江、福建和台湾河流对海峡黏土矿物的贡献程度。福建河流（闽江）的黏土矿物以高岭石为主（>40％）,其次是伊利石（30％）和绿泥石,不含蒙脱石;长江和浙闽泥质区的黏土矿物特征是伊利石含量最高（61％～66％）,其次是绿泥石（16％～17％）和高岭石（10％～13％）,少量蒙脱石（6％～9％）。台湾河流（浊水溪）黏土矿物组合为伊利石（>70％）和绿泥石,不含高岭石和蒙脱石为特征。台湾海峡高岭石含量由西向东明显减少,说明高岭石主要来自福建的河流。〖JP2〗台湾海峡50 m等深线以东区域的黏土矿物具有高的伊利石和绿泥石含量,低的蒙脱石和高岭石含量,且伊利石的化学指数和结晶度值都明显低于长江和福建的河流,反映台湾河流的物质来源。在台湾暖流作用下,台湾河流为台湾海峡中北部提供了大量的伊利石和绿泥石。福建近海的黏土矿物主要是由福建河流提供的,但在平潭岛周边海域的黏土矿物可能有长江物质的混合。〖JP〗     

中国东部海域表层沉积物粒度组成及影响因素

基于海洋区域地质调查获取的1 438个粒度数据,利用Folk分类方法将中国东部海域表层沉积物划分为砂质粉砂、粉砂质砂、粉砂、砂、砂质泥、泥质砂、泥7种沉积物类型,阐述了不同沉积物类型的粒度组成和参数特征.其中,砂质粉砂、粉砂质砂和粉砂是3种最主要的沉积物类型,分别占样品总数的34.70%、24.20%和15.51%.粉砂质砂呈条带状分布在研究区的南部且向北延伸.粉砂主要分布在长江口-浙闽沿岸、渤海西部和南黄海中北部.砂主要分布在东海外陆架、扬子浅滩和苏北浅滩、朝鲜湾等海区,其中在东海外陆架海区分布最广.影响沉积物分布的主要因素有物源、水动力环境以及水深、地形、地貌等.晚第四纪冰期旋回中海平面变化和海洋环流控制陆源沉积物的入海通量和陆架沉积体系的发育过程.综合沉积物物源供给、海洋环流、冰后期海平面变化过程,基于Folk分类的动力学属性和表层沉积物类型分布,将中国东部海域表层沉积物分布划分为河口沉积、陆架泥质沉积、潮流沉积以及残留沉积等分区.不同沉积分区的形成机制和影响因素差异显著,反映出在中国东部陆架的特殊地形影响下,不同海平面时期陆源碎屑物质的运移过程.      

上海市近岸海域表层沉积物类型与元素丰度相关关系特征

通过上海市近岸海域多目标区域地球化学调查,共采集947件表层沉积物样品,分析测试了52种化学元素以及pH值和有机碳等指标。总结了该区域表层沉积物及深层沉积物类型和分布特征,沉积物类型主要为细砂、粉砂质砂、砂质粉砂、粉砂、粘土质粉砂,其中粘土质粉砂分布最为广泛。元素含量与砂含量呈正相关的元素主要为SiO2、Sr、Na2O等。其它指标大都与粘土含量呈正相关关系。     

渤海湾西岸细砂质潮间带的成因分析

根据在海河口南缘至独流减河岸段潮间带地区采集的36个表层和1个无扰动柱状沉积物样品的粒度分析结果,探讨了该岸段的粒度分布特征.结果表明:平面上(自南向北),该潮间带表层沉积物由粉砂质砂变为细砂,呈逐渐变粗、分选性变好的趋势;垂向上,潮间带表层45 cm以下主要为粉砂质砂和粘土质粉砂的互层沉积,向上,渐变为细砂或极细砂,显示向上变粗、分选性变好的趋势.这一向北、向上变粗、分选变好的总趋势,是近半个世纪以来因海河防潮闸的修建而使河流泥砂输运能力降低、近岸海洋影响增强的海河三角洲退化的现代过程的反映.     

沉积物物源定量识别的非线性规划模型——以东海陆架北部表层沉积物物源识别为例

依据“质量守衡”原理和沉积物物源难以穷尽的认识 ,提出了沉积物物源定量识别的非线性规划数学模型。利用该模型实现了东海陆架北部表层沉积物物源的定量计算 ,阐明了长江、黄河入海物质的大致分布特征。长江沉积物主要分布于 32°N以南、台湾暖流以西的海域 ,黄河沉积物主要分布于 32°N以北、台湾暖流以东的海域。长江、黄河两类沉积物的这种分布格局与本海域的流系分布相吻合。     

长江口晚新生代沉积物的物源研究: REE和Nd同位素制约*

长江三角洲地区第四纪以来堆积了200多米厚的碎屑沉积物,主要由河湖相和滨浅海相组成,构成了多个沉积旋回。选择长江口地区一个320m深的PD钻孔,运用多通道等离子体质谱MC ICP-MS方法,开展沉积物中的REE和Nd同位素组成分析,研究了上新世以来三角洲地区沉积物物源的变化。沉积物中REE和Nd同位素组成具有明显的变化规律,Ce呈弱的负异常,介于0.83~0.99之间,而Eu呈现中等亏损,在0.53~0.73之间变化。岩芯中上新统沉积物中Ce异常变化大,而Eu亏损相对第四系沉积物更显著。¹⁴³ Nd/¹⁴⁴ Nd比值在钻孔中变化较小,介于0.511975~0.5122367之间,平均值为0.512062。相关分析揭示粒度和化学风化对Nd同位素组成影响小。REE和Nd同位素判别图解揭示河口地区上新统沉积物主要来自长江流域中、下游的近源物源区,而第四系沉积物的物源虽然存在一定的变化,但是总体上与上新统沉积物来源明显不同,主要来自更广泛的流域物源区,尤其是长江上游的风化物质被大量输运到河口三角洲地区。在第四纪构造和气候因素控制下,古长江水系具有不同的演化阶段,流域源岩经历的风化作用强度也不同,因此河流沉积物的源汇过程也相应地发生变化。     

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。     

海南四更沙海域沉积物分布及其受控机制

基于海南西部四更沙及其邻近海域185个底质的粒度数据,并结合研究区动力状况和水深地形特征,研究表层沉积物的组分和类型分布、粒度参数及其沉积环境分区。结果表明:①研究区沉积物类型多样,包括12种沉积类型,以砂质粉砂、粉砂、粉砂质砂和含砾砂为主,沉积物平均粒径变化范围较大(-0.70~7.13 φ),且大体呈现由北向南逐渐变细的分布趋势;②运用Fleming的三角图式,结合物源状况及地形地貌条件,对沉积环境进行划分,将研究区划分为四更沙岸外海滨沉积区、北黎湾中部沉积区和八所港近岸沉积区等3个沉积区;③研究区沉积物分布特征受沉积物来源和水动力及地形条件共同影响。横向分布上,西部主要受强潮流输沙影响,东部近岸则主要受波浪掀沙和搬运作用影响,表现为两侧粗,中间相对较细的特征。纵向上,四更沙岸外海滨沉积区,沉积物主要受昌化江影响,粒径粗,表现为河口沉积特征;北黎湾中部沉积区,沉积物粒径分布范围广,表现为较强的过渡区特性;八所港近岸沉积区,沉积物粒径最细,泥沙来源主要为外海带来的泥沙。     

长江沉积物源示踪研究进展

近期物源分析方法发展较快,包括稀土元素、同位素地球化学与单颗粒碎屑矿物微区分析方法的广泛运用,以及分不同粒级组分或根据需要选择特定粒级组分进行物源分析逐渐代替了全样分析法,物源示踪效果得到明显的提高。长江作为连接青藏高原与西太平洋边缘海的最重要水系,河流沉积物从源到汇的现代与历史过程备受关注。长江沉积物源示踪研究进展包括:①建立和运用河流入海沉积物示踪端元模型,定性或定量地分析长江沉积物在海域的扩散与沉积分布规律,倾向于运用细颗粒组分矿物学、元素与同位素地球化学等方法,研究程度较高,今后需注意各端元值的时空变化,及受沉积过程的分异作用与早期成岩作用的影响;②建立和运用不同支流的物源示踪模型,研究晚新生代以来长江水系的演化历史,倾向于运用粗颗粒组分的物源分析方法,尤其是单颗粒碎屑矿物微区分析。由于长江流域面积巨大、区域地质复杂,建立支流域的精细物源分析指纹特征尚处在探索阶段,需注意运用碎屑锆石U-Pb定年与稀土元素、Hf同位素组成的综合物源分析法。综合运用多种物源分析法于长江中下游和三角洲盆地若干钻孔地层的研究,已较好地限定长江贯通的时间约在上新世晚期—早更新世之间,但仍存在较大争议,今后需在一些关键区域开展更多的深钻研究,提高物源精细示踪的效果、晚新生代地层测年的精度,并加强钻孔间的的对比研究。     

苏北滨海平原全新世沉积物物源研究--元素地球化学与重矿物方法比较

运用元素地球化学与重矿物方法对苏北滨海平原全新世沉积物物源进行的比较研究表明,沉积物形成主要由长江与黄河提供物质来源,且又以黄河物源为主。全新世早期长江物质对本区影响范围大于黄河,黄河供给泥沙量较少,对本区影响主要在北部、中部地区。全新世最大海侵之后,黄河曾由苏北入海并携带了大量泥沙,其影响范围明显大于长江,长江仅由狭窄的汊道提供有限的物质而影响范围较小。最近2000年来本区沉积物物源主要由黄河提供。分析表明元素地球化学方法在沉积物物源判别时,可有效的避免水动力因素影响,而相对重矿物方法取得较好的效果。     

晚更新世以来南黄海北部泥质区沉积物元素的分布及来源分析

为研究南黄海北部泥质区元素地球化学特征对于地层划分与物质来源的指示意义,对南黄海北部DLC70-3孔(孔深71.20 m)沉积物作了元素地球化学分析和物源判别。根据元素含量及比值的变化,可将DLC70-3孔岩心划分为5层,它们分别反映了末次间冰期(暖期)晚期以来黄海海面波动以及沉积物物源的变化。运用判别函数、MgO/Na₂O与CIA的散点图等方法分析了DLC70-3孔沉积物的物质来源,结果显示该孔沉积物主要来源于黄河,长江物质对该孔中上部及下部沉积物有较明显影响。DLC70-3孔物源指数反映0~4.50 m和27.80~38.80 m沉积物以黄河源为主,4.50~27.80 m、38.80~55.00 m和55.00~71.20 m沉积物以长江源为主;可见黄河从晚更新世中期到现代对南黄海北部沉积起着重要作用,而长江物质在晚更新世早期开始对南黄海北部沉积就有明显影响。     

长江中游曲流河段河道的近代演化过程研究

曲流河是冲积平原河流中的重要河型之一,曲流河的河道演变对冲积平原的建设与演化起着非常重要的作用。地处江汉平原的长江中游藕池口至城陵矶段河道是最典型的曲流河段,其曲流河道的几何形态和变化过程较为复杂,对该段河道演化过程的研究在河流的开发利用及水利工程建设中具有很好的理论指导意义。本研究通过对历史资料和多期卫星遥感影像的解译与分析,表明长江中游藕池口至城陵矶河段的曲流河道演化在受自然和人类活动双重影响的情况下,该河段河道的演化仍然维持曲流河特征。受大洪水的切滩作用及松滋口、太平口和藕池口3个分流口对洞庭湖的分水分沙的影响,该段河道的演化过程较为复杂。自然裁弯取直和人工裁弯取直在一定程度上改变着河道演化的进程,但由裁弯取直及上游水利工程引起的纵坡降增加产生的冲淤变化将会维持河道的稳定,同时在该河段实施的护岸工程也会抑制河流的横向侵蚀,曲流河段河道演化进入自调整和自组织过程。     

黄东海陆架及朝鲜海峡泥质沉积物的磁学特征比较研究

黄东海陆架和朝鲜海峡等5个泥质沉积区全新世中期以来(自约6kaB.P.至今)的细粒沉积物主要是黄河、长江和朝鲜半岛的河流入海物质在复杂的海洋动力系统中的沉积产物.对取自山东半岛北部近岸泥质区和长江口以南的闽浙沿岸泥质区(舟山群岛近岸海区)的表层细粒沉积物(粘土质粉砂和粉砂质粘土)开展了详细的岩石磁学测试,包括磁化率、等温剩磁和样品磁化率随温度的变化等分析,并将实验数据与以往研究过的济州岛西南陆架区、南黄海东南部陆架区和朝鲜海峡西岸等3个泥质沉积区细粒沉积物的磁学特征进行比较研究.结果表明,上述5处细粒沉积物的磁性矿物主要组分为磁铁矿、磁赤铁矿和赤铁矿,其中低矫顽力磁性矿物为主,平均粒度为准单畴(PSD).根据磁性矿物的粒度和低矫顽力组分的相对含量,这5处细粒沉积物可以划分为3种类型:第1种类型是朝鲜海峡西岸细粒沉积物,其磁性矿物的粒度最粗,低矫顽力组分的相对含量为中等;第2种类型是南黄海东南部陆架细粒沉积物,其磁性矿物的粒度为中等,低矫顽力组分的相对含量最大;第3种类型是山东半岛北部近岸、闽浙沿岸(舟山群岛近岸)和济州岛西南陆架区的细粒沉积物,其磁性矿物的粒度最细,低矫顽力组分的相对含量最低.在这5处细粒沉积物中,闽浙沿岸(舟山群岛近岸)细粒沉积物的磁性矿物含量最高,其他4处细粒沉积物的磁性矿物含量都较低且大体相当.这种磁学特征的差异反映了物源的不同.从磁学特征来分析,济州岛西南陆架区的泥质沉积物主要来自黄河和长江;南黄海东南部泥质区的主要物源是朝鲜半岛进入黄海的河流,黄河和长江对其没有重要贡献.     

晚更新世以来长江水下三角洲的沉积结构与环境变迁

根据长江口外的三口钻井（Ch₁,Ch₂和Ch₃）的沉积岩心资料研究了冰后期长江水下三角洲的沉积构造;它们由前积层,底积层和边缘沉积三部分组成。并根据14C,热发光测年和生物地层的研究探讨了该区自晚更新世以来的环境变迁,在中更新世末,本区为陆相沉积环境,随着玉木冰期中亚间冰期的到来,研究区发生了海侵,当玉木冰期最盛时期,这里又成为湖泊环境,又随着全新世的到来,再度出现浅海环境,随着河口三角洲的逐渐形成,构成了今日长江水下三角洲的沉积体系。