长江水下三角洲沉积物磁性特征空间差异及其冲淤指示意义

三角洲冲淤具有空间异质性,而沉积物的磁性特征可灵敏地反映物源、沉积动力特征以及早期成岩作用影响,是揭示空间异质性的有效方法。选取长江水下三角洲20~35 m水深的四个约2 m长的柱样进行磁学和碳、硫地球化学分析,结合粒度及年代资料,探讨了长江水下三角洲沉积物柱样磁性特征空间差异及其冲淤指示意义。研究结果显示,粒度表征的动力分选影响沉积物的磁性特征,这在年代较新（<350 a）的柱样中表现尤为明显,即细颗粒沉积物中富集亚铁磁性矿物,从而具有较高的磁化率。铁、碳、硫及硫同位素特征揭示了长江水下三角洲沉积物较弱的硫酸盐还原特征。沉积物年龄及沉积速率影响沉积物成岩改造强度,进而导致了磁性特征垂向变化的空间差异,整体上看,远离现代沉积中心的柱样,成岩改造特征更为明显。磁化率值的大小、成岩分带的完整性及其反映的铁还原带和硫酸盐还原带转换深度,一定程度上可以揭示三角洲的淤积和侵蚀特征。     

长江口水下三角洲粒度与210Pb特征的空间分布

长江口细颗粒物质来源丰富、水动力作用活跃,近年来又受到三峡大坝等流域大型工程的影响,因此其水下三角洲沉积层序对自然过程(物源变化、潮汐水道地形调整、风暴潮事件等)和人类活动(航道疏浚等)的响应成为一个重要的科学问题。对覆盖长江口水下三角洲的31个站位的沉积物柱样进行了粒度分析,并对其中30个站位的柱样进行了 210Pb测定,结果表明,长江口物质主要是来源于现代流域供给,少数站位的砂质沉积则代表海底侵蚀。沉积物柱状样的平均粒径有4种类型的垂向分布趋势: Ⅰ.向上细化,Ⅱ.垂向稳定,Ⅲ.垂向波动式变化,Ⅳ.向上粗化。分别对应于不同的地貌部位和冲淤动态。210Pb比活度垂向变化有4种类型: 1)标准衰变剖面,2)均一 210Pbtotal活度剖面,3)分段式衰变剖面以及4)分段式衰变与倒置衰变复合剖面。4种类型的空间分布格局显示, 多数站位不是连续堆积的。不同站位的柱状样沉积记录代表了长江口水下三角洲沉积对各种因素(沉积动力过程、流域水库建设等)的复杂响应模式。长江口水下三角洲粒度与 210Pb的空间分布特征指示了研究区的多种沉积动力特征,如物源变化、水动力变化、相邻区域的侵蚀搬运与二次堆积、水动力强弱的空间差异以及事件沉积的影响。     

近百年来长江口外泥质区高分辨率的沉积记录及影响因素探讨

通过对长江口外泥质区ZM11柱样的粒度和常微量元素分析,结合210Pb年代测定,探讨了研究区近百年来的沉积历史及影响因素。研究表明,ZM11柱样1950年以来平均沉积速率约为2.5 cm/a;受长江深水航道建设以及水下三角洲前缘侵蚀的影响,近十年来ZM11柱样沉积速率仍然保持3 cm/a以上;46 cm处0.3 cm厚的细砂层记录了1998年特大洪水事件,1998—1999年前后ZM11柱样沉积厚度高达20 cm。ZM11柱样沉积物物质成分较为均一,以粉砂为主;近百年来粒度变化与大通站泥沙粒径变化趋势不尽相同,可能主要受水下三角洲沉积环境控制。元素分析结果表明ZM11柱样沉积物物源比较稳定,基本来自长江物质输入,影响岩芯沉积物元素含量变化的因素主要有沉积物粒度组成、长江碎屑物质输入、生物作用以及人类活动。     

1958—2015年长江口水下三角洲地形演变特征及趋势

基于近期流域减沙背景下长江口水下三角洲地形的演变特征与趋势,选用1958—2015年覆盖面积超过7 000 km2的长江口实测水下地形数据,在Surfer软件支持下开展水下三角洲地形冲淤分析,探讨了水下地形演变影响因素。结果表明:1958—2015年,长江口水下三角洲经历了淤积—平衡—剧烈波动3个阶段;持续的流域减沙已导致10 m等深线以浅区域从2009年开始进入净侵蚀状态;流域来沙锐减与极端气候引发的口外及邻近海域对河口泥沙的补给是近年长江口水下三角洲冲淤变化剧烈的主要原因;长江口向外海年均输送泥沙量可能低于1.20亿t,与近年流域年均来沙量较为接近,未来长江口水下三角洲有望逐渐进入整体冲淤平衡状态。     

长江口沉积物碳氮元素地球化学特征及有机质来源分析

根据对长江口水下三角洲上部(CJ16)和口门浅滩(CJ19)柱状样的粒度、总有机碳(TOC)、总氮(TN)和有机碳同位素(δ13C)以及长江口表层样TOC的测定,得出其粒度及碳氮元素特征,利用C/N和δ13C分析有机质来源及不同来源的贡献率。研究结果表明:(1)沉积物中有机碳含量在0.19%～1.17%之间,CJ16柱中有机碳含量比CJ19柱略高;总氮含量均比较少,且变化幅度小;C/N比值在5～17间变化;CJ16柱的δ13C值在24.70‰～22.86‰间变化,CJ19柱为24.88‰～22.37‰,且CJ19柱δ13C值在36 cm以上段较下段明显增大,推测可能与南汇边滩互花米草(C4植物)的引种有关;(2)长江口表层沉积物TOC的含量范围为0.17%～1.16%,平均值为0.52%;(3)粒度特征显示长江口主要以粉砂和粘土为主,砂含量较少,粒度与长江口TN、TOC含量有较好的相关性;(4)C/N和δ13C值的特征均显示该区有机质为陆源和海洋混合,利用C/N比值估算出来自陆源的有机碳比例在CJ16柱约为40%,而在CJ19柱中约为60%;根据δ13C值估算出CJ16柱陆源和海源两种有机质来源几乎是各占一半的比例,CJ19柱来自陆源的有机碳占总有机碳的60%,与用C/N比值法测得的结果较一致。上述结果显示长江口的不同空间位置碳氮元素分布特征不同,沉积记录受到粒度、河口区物源的影响,还受到陆源和海源不同有机质来源输入的影响。     

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。     

东海内陆架沉积物磁性特征对早期成岩作用的响应

以东海内陆架泥质区F17柱样为对象,在放射性同位素测年、磁性测量、地球化学和粒度分析的基础上,探讨了早期成岩作用对陆架沉积物磁性特征的影响。结果表明,F17柱样磁性特征存在显著的垂向变化,表现为随深度的增加,沉积物磁性减弱、磁性颗粒变粗和不完整反铁磁性矿物比例上升。粒度以及Al,Ti,Fe,Mn的含量,有机碳和总硫的分析表明,沉积物物源相对均一,粒度虽然存在垂向变化,但不是磁性特征垂向变化的主要原因,早期成岩作用是导致上述磁性特征垂向变化的主要因素。早期成岩过程中,亚铁磁性矿物含量随深度下降的现象与其他地区报道的结果类似,但磁性矿物类型和颗粒大小随深度变化的模式,不同地区存在一定差异。基于磁性矿物对早期成岩过程的敏感性,磁性测量方法对认识铁在陆架沉积物中的迁移和转化具有积极作用。     

陕北地区上三叠统延长组三角洲骨架砂体粒度特征

大型湖盆三角洲砂体是中国陆相盆地最重要的油气储集层,进行湖盆三角洲骨架砂体的分析,对于三角洲砂体分布预测有重要意义。综合运用露头剖面以及粒度分析,对鄂尔多斯盆地东缘上三叠统延长组长7—长4+5三角洲沉积体系进行系统的研究, 探讨了沉积物粒度与河型之间的关系,识别出曲流型分流河道、辫状型分流河道沉积微相以及近缘水下分流河道、远缘水下分流河道沉积和席状化水下分流河道沉积,并且认识到长7—长4+5三角洲沉积体系内河道形态、砂体结构发生有规律的变化。研究表明,粒度因河型不同而迥异,偏度—峰态在不同河型中表现不同。     

长江与黄河河口沉积物磁性特征对比的初步研究

根据2001年8月和9月分别采自黄河与长江河口沉积物样品的磁性测量和粒度分析,探讨长江和黄河河口沉积物的磁性特征及其差异。长江河口沉积物中亚铁磁性物质的含量高于黄河口,但长江口与黄河口沉积物中都是亚铁磁性矿物主导了样品磁性特征,亚铁磁性矿物晶粒都以假单畴-多畴为主。相比黄河口沉积物,长江口沉积物不完整反铁磁性物质对磁性特征的的贡献较小。长江与黄河河口的这种磁性特征主要反映了不同的沉积物来源的控制影响。此外,无论是长江口还是黄河口沉积物,磁性参数χARM、χfd%与沉积物细粒级组分存在显著的相关性,表明这两个参数作为粒度的代用指标具有普遍性。     

长江河口水下三角洲137Cs地球化学分布特征

文章通过对长江口水下三角洲采集的10个柱状样放射性核素¹³⁷Cs的分析可以得知,长江口水下三角洲¹³⁷Cs剖面中均存在清晰的最大蓄积峰,其峰值比活度介于5.68±1.03～21.74±1.39Bq/kg之间,平均值为14.11±1.10Bq/kg,最大蓄积峰所处的深度为55～117cm。剖面中¹³⁷Cs最大蓄积峰应该与1963年的¹³⁷Cs散落沉降相对应。长江口水下三角洲的表层沉积物中的¹³⁷Cs比活度范围介于0～9.19±1.12Bq/kg之间,并且与长江流域其他地区的表层¹³⁷Cs比活度相一致。长江口水下三角洲可探测到的¹³⁷Cs比活度的最大深度范围在88～160cm的范围内变化,¹³⁷Cs蓄积总量为2361.30±174.38～17714.94±262.14Bq/m²,平均值为9664.97±100.05Bq/m²,¹³⁷Cs比活度的最大深度及¹³⁷Cs蓄积总量均表现出从岸向海逐渐增加的趋势。实测的¹³⁷Cs总量均大于长江流域的¹³⁷Cs背景值,说明了长江口水下三角洲的¹³⁷Cs蓄积既有大气散落直接沉降的来源,又有流域侵蚀带来的¹³⁷Cs输入,并且主要以后者为主。通过放射性核素示踪模型分析长江口水下三角洲¹³⁷Cs散落蓄积特征可以得知,长江口水下三角洲¹³⁷Cs的蓄积以长江流域来源为主,说明了放射性核素¹³⁷Cs在长江口水下三角洲沉积物中的蓄积主要受流域侵蚀因素的影响。     

崇明东滩DT孔沉积特征及其环境意义

崇明东滩是典型的河口型沙岛边缘的潮滩地貌,2007年在崇明岛东滩采集了深50m的DT孔岩芯,对崇明东滩DT孔沉积物粒度组成及粒度参数特征分析,并参照该孔沉积物环境磁学参数和有孔虫组合特征,详细阐述了崇明东滩DT孔13.0kaB.P.以来的沉积特征,将DT孔划分出7个沉积层次: 该孔沉积水动力强弱变化,自层1→层7依次按较弱→较强→较强→最弱→最强→较强→较弱规律演变; 该孔沉积环境自层1→层3为还原环境,层4→层7为氧化环境,且氧化性自下而上逐渐增强。通过对该孔沉积环境综合分析,并与长江口北支CY孔及南汇鹤鸣孔(Hm)沉积环境进行对比分析,得出崇明东滩DT孔所反映的长江口沉积环境演变规律,自层1至层7依次为: 滨海沼泽-浅海→河口湾→三角洲前缘→前三角洲→河口沙坝→潮汐水道→潮滩。     

晚更新世末期东海北部古冬季风盛衰变更的地质记录

末次冰期最盛时期,干、冷气候盛行,渤海、黄海的大部分地区出现沙漠化,形成众多的沙丘。随着干冷气候的减弱,长江三角洲一带出现硬粘土沉积。冰消期的到来,古季风活动的进一步衰退和海面的不断升高,来自陆架区的东北风不再是干冷的气流,而是湿度逐渐增大的冷湿气流,出现了有利于沼泽发育的环境,以致全新世海侵前夕往往形成薄层泥炭沉积。晚更新世末期以来古冬季风发生、发展和衰退过程与沙漠、硬粘土和泥炭层形成过程相对应。      

河海交互作用与黄东海域古扬子大三角洲体系研究

河海交互作用与堆积型大陆架发育,是中国海浅海地貌的主要特色。发源于世界屋脊的大河中有5条汇入中国海,源远流长,携运了巨量泥沙被阻积于岛弧背侧的边缘海中。经过漫长的新生代地质时期,尤其是在中、晚更新世堆积为陆架,并经历着全新世海侵过程中的浪流改造。作者通过近30年对区域海岸海洋研究的成果积累,逐渐认识到: 在南黄海-东海海域,分布着一个巨型的三角洲体系: 基底的大三角洲是中、晚更新世由古长江、古黄河两条世界级大河输水供沙,受季风波浪和潮流作用形成的,其发育时代应在长江贯通下游汇入黄、东海以后; 其上叠置发育了规模逐次减小的古江河三角洲、南黄海辐射沙脊群、全新世—现代长江三角洲和历史时期的废黄河三角洲,组成巨型的复合三角洲体系,表层经全新世以来海侵改造发育了波浪与潮流共同作用的沙脊地貌。大三角洲体系覆盖着东海及南黄海海底,形成大陆架表层沉积地貌。这一巨型的河-海交互作用大陆架、三角洲体系,独具特色,具有重大的研究价值。建议: 首先需进行一体化全方位的多项调查,包括遥感影像判识,水深与地震剖面探测,海底底质与钻孔取样,以及现代水文泥沙测量等,阐明其分布与环境特征;再进一步开展多学科交叉研究——地质地理、地貌、沉积、海洋动力、海平面变化与河流变迁、海洋地理信息系统等,期以阐明古扬子大三角洲体系各组成部分分布的范围、沉积组成和地貌特点,以及相互叠置关系。最终期以揭示中、晚更新世以来河-海交互作用过程与动力机制、海岸变迁与陆架堆积发育等基础科学问题,为亚太边缘海与大河相互作用的堆积型陆架发育提供实证,丰富海洋地质学理论。同时,可阐明现代海岸滩涂的蚀、淤动态,为新生土地资源规划利用,物源及陆架海疆权益维护提供重要的科学依据。     

长江三角洲的形成和演变

文章从地质构造背景、泥沙来源、动力条件和海底坡度四个方面阐述了长江三角洲的形成条件：长江三角洲主体位于构造下沉区；塑造长江三角洲的泥沙主要来自长江，少量来自废黄河三角洲和钱塘江；长江口门地区的波浪、潮流及沿岸流的作用比较适中、海底坡度平缓，有利于三角洲的保存。文章进而对不同历史时期三角洲岸线的变迁做了描述。最后，文章对本世纪三峡工程等流域人类活动将导致的河流来沙锐减对三角洲演变的影响做了初步的展望。     

三峡大坝建成后长江输沙量的减少及其对长江三角洲的影响

三峡大坝建成之后,大量泥沙滞留于库区,出库泥沙量减少,坝下河床冲刷而提供相当数量的泥沙,支流湖泊供沙也发生变化,这将使进入河口地区的泥沙有所减少。三峡大坝以上长江干流和支流建设新的大坝,南水北调、封山育林、退耕还林以及减少水土流失都将进一步减少长江进入河口地区的泥沙。由此估计,三峡大坝建成后的百年内长江输入河口地区的泥沙约为2.0×10⁸～2.5×10⁸t/a;冰后期长江三角洲形成和发育期间的长江年均输沙量为1.84×10⁸～2.28×10⁸t。二者的数值相当接近,然而与近50年的观测(4.33×10⁸t/a)相差甚远,长江流域的气候变化和人类活动可能是造成这一现象的原因。文章着重说明中国和长江上游人口的增长、种植作物的改变可能是水土流失、长江泥沙量增长的主要原因。     

三峡大坝建成后长江输沙量的减少及其对长江三角洲的影响

三峡大坝建成之后,大量泥沙滞留于库区,出库泥沙量减少,坝下河床冲刷而提供相当数量的泥沙,支流湖泊供沙也发生变化,这将使进入河口地区的泥沙有所减少。三峡大坝以上长江干流和支流建设新的大坝,南水北调、封山育林、退耕还林以及减少水土流失都将进一步减少长江进入河口地区的泥沙。由此估计,三峡大坝建成后的百年内长江输入河口地区的泥沙约为2.0×108～2.5×108t/a;冰后期长江三角洲形成和发育期间的长江年均输沙量为1.84×108～2.28×108t。二者的数值相当接近,然而与近50年的观测(4.33×108t/a)相差甚远,长江流域的气候变化和人类活动可能是造成这一现象的原因。文章着重说明中国和长江上游人口的增长、种植作物的改变可能是水土流失、长江泥沙量增长的主要原因。     

长江流域沿江镉异常示踪与追源的战略与战术

正在进行的多目标地球化学调查成果显示,长江流域存在全流域的Cd异常。长江流域Cd异常示踪与追源研究的长期目标是查明长江流域沿江各主要支流(汇水面积大于5000km2)Cd等重金属元素的物质来源、迁移形式和输入/输出通量、分辨自然源与人为源各自所占份额,建立沿江各支流Cd时空演化模型,监测它的未来发展趋势,对潜在生态效应进行预警预测;短期目标是针对Cd异常的重点地区,如长江源头、三峡库区、湘江流域、江淮流域、长江三角洲及流域内的4大淡水湖泊,查明Cd异常的来源,重建Cd异常形成的地球化学记录,评估可预见的将来(如10～50年)Cd异常的生态效应。     

长江远端三角洲多源沉积分异作用及其动力机制

长江是亚洲第一大河,具有丰沛的水沙通量,其形成的长江三角洲和陆架沉积中心一直是学者的研究重点,但对受到多种物质来源供给的长江远端三角洲涉及较少。针对长江远端三角洲南部的海底表层沉积物和河流沉积物,对该地区的表层沉积物性质和分布特征等进行了分析。研究表明,该地区表层沉积物类型主要为泥、粉砂、砂质粉砂和粉砂质砂等类型,零星分布含砾沉积物,沉积物粒度自西北向东南方向逐渐变粗,与海岸带呈平行分布;该地区沉积物主体为长江源物质,近岸南北两区域主要受到闽江和瓯江河流物质混合作用,东南区域主要为台湾河流物质影响;该区沉积分异模式主要受到东海环流体系的控制影响,浙闽沿岸流与台湾暖流形成的切变锋起到"水障"作用,使长江物质主要存在于中西部地区,同时西部近岸由于受到浙闽沿岸流的季节变化,带来了近岸闽江和瓯江等中小河流物质的混合影响,而东南部则主要受到台湾暖流带来的台湾物质混合作用。该研究对研究区沉积物的物质来源和动力因素等现代过程进行了细致划分,对长江远端三角洲地质时期的形成演化具有一定的辅助作用。     

长江三角洲环境地质调查评价GIS管理系统建设初探

长江三角洲是一个人口稠密、经济高度发达的地区 ,该区地质结构复杂、环境地质条件十分脆弱 ,长期以来因过量开采地下水 ,形成大面积区域性水位降落漏斗 ,诱发了相当严重的地面沉降、地裂缝等地质灾害 ,给当地经济可持续发展带来严重威胁。本文从开展长江三角洲环境地质调查评价的现实意义出发 ,探讨了长江三角洲环境地质调查评价GIS管理系统的系统目标、开发模式以及实现步骤 ,概括介绍了系统所应具有的功能 ,为长江三角洲项目信息系统建设提出了一条可行性思路。     

南黄海沉积物磁性特征及其对物源变化的指示 ——以南黄海中部泥质区YSC-10孔为例

南黄海中部泥质区是东亚大陆沉积物巨大的汇,识别这一地区的物源变化对理解古气候和古海洋变化有重要作用.基于黄河和长江携带的碎屑物质在磁性特征上的差异,环境磁学参数、磁化率—中值粒径的相关性可用于指示南黄海中部泥质区物源的可能变化.根据YSC?10孔环境磁学参数变化和磁化率—中值粒径的相关关系,推测4.8 cal ka B...