长江河口水下三角洲沉积物组成变化及其环境意义

三角洲不同年代的沉积物组成记录了流域-河口-近海沉积物源汇过程动态变化信息。文章以长江河口水下三角洲A3-1和A6-6柱样为对象,进行了光释光（OSL）年代、粒度和元素地球化学分析,探讨了不同年代沉积物地球化学组成差异及其影响因素。研究结果表明,柱样长度为1.58 m的A3-1沉积物年龄为1070±50~1180±30 a（距今约1000~1200年）,柱样长度为1.80 m的A6-6沉积物为49±9~198±21 a（距今约50~200年）。柱样A3-1和A6-6元素组成存在显著差异,其中A6-6具有较高的Al、Fe、Mg、K、Ca、Cu、Cr、Co、Cd、V、U和Th等元素含量,而A3-1具有较高的Na和Zr含量。粒度是影响两个柱样元素含量的重要因素,利用Al归一化粒度影响后,柱样A3-1具有高Na和低Ca的特征,以及较低的Cr/Th比值。Ca/Al-Na/Al-Ti/Al三元图也清晰表明了A3-1和A6-6的物源差异。通过与长江主要输沙支流和黄河沉积物元素组成的比较,两个柱样元素组成差异的原因主要有两个：一是长江不同支流对长江沉积物贡献随着时间的变化,其中年龄较老的A3-1沉积物（距今约1000~1200年）更多来自汉江,年龄较轻的A6-6沉积物更多受到嘉陵江影响;二是黄河近千年南迁的影响,距今约50~200年的A6-6沉积物具有高Ca特征,反映了高Ca的废黄河物质对近期长江三角洲沉积的影响。研究表明,河口三角洲沉积物的组成存在动态变化的特征,通过年代和元素组成的分析,可以提供流域和海洋环境变化对三角洲沉积环境演变的控制信息。

     

长江口水下三角洲Y7柱样磁性特征及其影响因素

以长江口水下三角洲380cm长的Y7柱样为对象,在磁性测量、地球化学和粒度分析的基础上,探讨了近百年以来长江口水下三角洲沉积物磁性特征变化及其影响因素。研究结果表明,磁铁矿是主导Y7柱样磁性特征的主要矿物,相比常量元素和粒度的均一组成,磁性特征存在显著的垂向变化。     

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。     

长江河口及其水下三角洲晚第四纪地层和环境变迁

笔者系统地研究了长江河口地区的晚第四纪地层。长江三角洲前缘区晚第四纪地层可划分为上更新统上段中部、全新统下部、全新统中部和全新统上部。上更新统顶部地层缺失。前三角洲区晚第四纪地层齐全,无缺失。武木冰期晚期,现今的长江河口和大陆架均出露成陆,古长江在大陆架外缘入海。15000aB.P,海面上升,海水逐渐向大陆架上部侵入;12000-10000aB.P,海水沿谷地侵入;6000aB.P,长江人海口在扬州、镇江附近。随着人类活动的增强,长江流域水土流失加剧,人海河口不断外移,并以南岸边滩推展,北岸沙岛并岸的形式使河口不断束狭,逐渐形成现今长江口三级分汉四口入海的态势。     

还原成岩作用对磁性矿物的影响及古气候意义:以长江口水下三角洲岩芯YD0901沉积物为例

本文对长江口水下三角洲岩芯YD0901(31°11'N,122°30'E)中0~34.22m的沉积物进行高分辨率岩石磁学研究,结果表明: 阶段Ⅰ(0~8m)中磁性矿物含量高,含有磁铁矿、赤铁矿及少量的硫化物; 阶段Ⅱ(8.0~34.2m)中磁性矿物含量低,磁性矿物包括粗颗粒磁铁矿、赤铁矿和铁的硫化物。磁参数结果指示了沉积物垂向上氧化还原环境的改变,由还原环境(阶段Ⅱ)转为氧化环境(阶段Ⅰ)。受成岩作用影响,阶段Ⅱ中的细颗粒的磁铁矿颗粒被溶解而生成铁的硫化物,但是粗颗粒磁铁矿和赤铁矿受成岩作用影响较小,可以提取原生的古气候信息。根据磁性矿物含量和矫顽力的变化在1300年至7000年之间识别出4个气候突然变冷事件,沉积物磁性矿物矫顽力反映的气候变化周期为800年和220年。     

辫状河三角洲水下分流河道储层特征

以海安南地区堡1断块泰州组一段为例,在岩石薄片和压汞资料分析的基础上,从砂体的内部结构入手对水下分流河道储层特征进行了研究,将泰一段储层的孔隙结构划分为三种类型。经研究表明：泰一段辫状河三角洲前缘水下分流河道砂体内部结构单元为典型的中一低孔、中一低渗储层,碎屑组份成分成熟度和结构成熟度均较低,储层孔隙类型以次生孔隙为主,原生孔隙较不发育;填隙物为泥质杂基和碳酸盐矿物胶结物,属长石岩屑质砂岩和岩屑长石质砂岩;成岩作用主要发育压实作用、胶结交代作用和溶解溶蚀作用等,塑性颗粒的变形、碎屑颗粒的破裂甚至错断、石英次生加大、方解石及铁白云石交代碎屑组份、溶蚀现象等均较普遍。对各结构单元孔隙结构类型参数分析表明,水下分流河道内部结构单元河道主体砂岩储集性能好于河道侧缘,认为岩相类型和沉积环境是影响储层物性的原生因素。     

长江口水下三角洲表层沉积物有机质分布特征

根据对长江口水下三角洲31个表层样沉积物粒度、总有机碳(TOC)、总氮(TN)的测定,得出了粒度及有机质的分布特征,利用C/N比分析有机质来源及不同来源的贡献率。研究结果表明: 1)长江口水下三角洲表层沉积物平均粒径介于3~8Φ之间,存在由陆向海变细的趋势; 2)TOC含量在0.1% ~1.2% 之间,平均值为0.52%; TN含量介于0.02% ~0.08% 之间,平均值为0.057% 。TOC和TN含量的分布特征相似,具有自陆向海、由低至高的变化趋势,这主要是受到沉积物粒径的影响,但是TOC在崇明岛东侧和九段沙东侧有两个高值点,可能与人类活动或局地因素有关; 粒度校正之后,TOC含量在0.40% ~1.67% 之间,平均值为0.68%; TN的含量介于0.05% ~0.10% 之间,平均值为0.07% 。TOC含量在近岸地区略高,TN含量是北部地区略高于南部地区,并且TOC和TN都在崇明岛东侧和九段沙东侧有两个高值点; 3)C/N比值在6~16之间,平均值为9.6; 利用C/N比值估算得到的陆源有机碳含量在35% ~90% 之间,平均值为60% 。C/N比和陆源有机碳含量在长江口南支外围邻近海域表层沉积物中较高,表明南支带来了大量的陆源有机质入海,并呈舌状向东北方向凸出; 而在长江北支附近其值相对较低,表明北支径流影响相对减弱,潮流作用相对增强。研究表明,长江南支是主要的陆源有机质入海通道,而进入水下三角洲之后陆源有机碳分布受到了河口混合过程的显著影响。     

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。     

安徽龙河口水库沉积物磁性特征及其环境意义

对龙河口水库建库以来代表性沉积物柱样（ALE）进行了磁性参数测量和粒度分析，探讨了各磁性参数随深度变化的特点及与粒度参数的关系。同时通过与流域降水量曲线的比较，认为库区沉积物受降水量影响显著，cARM/c可作为反映流域降水量变化的一个间接指标。     

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。     

长江三角洲全新世地层中潮滩沉积磁性特征及其古环境意义

对长江三角洲北翼江苏南通地区NT钻孔（长60.9 m）进行了系统的环境磁学分析,并结合岩性特征、粒度、漫反射光谱（DRS）等手段,探讨了全新世早、晚期潮滩沉积的磁性特征及其古环境意义。NT孔自下而上可分为6层（U1~U6层）,其中U2层下部（49.9~44.8 m）和U6层（7.5~0.3 m）为潮滩沉积,具有较低的退磁参数S比值及较高的硬剩磁（HIRM）和SIRM/χ,表明反铁磁性矿物如赤铁矿、针铁矿等含量和比例较高。结合漫反射光谱（DRS）分析,发现U6层上部盐沼（1.5~0.3 m）赤铁矿和针铁矿富集,U2层下部的盐沼仅富集赤铁矿。这一差异与U2层和U6层形成的时期和沉积环境有关。U2层形成于晚更新世晚期至早全新世,且曾长期暴露地表,有利于赤铁矿的形成,其后随着海平面的持续上升,盐沼不断垂向加积,始终处于水下环境,不利于针铁矿的形成;U6层形成于晚全新世三角洲海岸的进积过程中,氧化还原相互交替的环境有利于针铁矿的形成,后期成陆后的成土作用生成了较多的磁赤铁矿和赤铁矿。研究表明,全新世三角洲发育过程中,不同时期形成的盐沼具有不同的磁性特征,磁性特征的研究可以提供潮滩沉积环境演变的信息,对三角洲古环境重建研究具有重要意义。     

长江三角洲地区土壤地球化学基准值及其应用探讨

通过对基准值、背景值概念的进一步分析,确定了以沉积环境作为土壤地球化学基准值求取的基本单元,以各基本单元的面积加权法求取区域土壤地球化学基准值的方法。利用长江三角洲地区完成的多目标区域地球化学调查数据,求取了该区的土壤地球化学基准值,并对基准值特征进行了分析和应用探讨。结果表明:各沉积环境有其特征的指示元素或组合,F、Cl、Br、I、Ca和Mg元素组合可反映海相沉积物的新老和比例;N、S、OrgC组合,I、Hg组合和Y、Ce、La等稀土和稀有元素组合分别指示湖相、泻湖相和陆相沉积环境。Hg、Cd等为全区富集的污染元素;土壤中亲石元素、稀有和稀土元素稳定;I和CaO易流失。部分元素的土壤清洁级界限值采用X0+2S0能较好地反映土壤污染的分布。研究区土壤中养分Co、Na2O几乎全部为适宜区,K、N、Fe、B、Cu、Cl、Mg、S含量丰富,Zn、Mn和P、Mo、Si相对缺乏。     

长三角经济高速发展地区土壤pH时空变化及其影响因素

通过调查和分析长三角地区张家港市2004年和第二次土壤普查时(1980)的土壤pH,探讨了该市近20年来基于经济高速发展影响下的土壤pH变化及影响因素。结果表明,自第二次土壤普查以来,该市土壤pH变化明显。南部人为土地区绝大部分土壤pH值都下降了一个单位,平均值由7.39降至6.33;北部雏形土区,两个时期的土壤pH值分别为7.92和7.98。土壤pH的降低可能同该地区长期施用化学肥料、酸雨及工业酸性“三废”排放的增加有关。此外,土地利用和田间管理也对土壤pH变化起着较为重要的作用,而土壤地球化学性质差异则是导致南北地区土壤pH变化不同的内在因素。     

长江中下游地区第四纪红土磁学特征及其环境意义

通过采集长江中下游湖南长沙(CS)、岳阳(HN)、江西南昌(NC)、新余(XY)和浙江金华高村(GC)5个剖面不同层位的红土样品,对其粒度和多种磁学参数进行测量和分析,探讨了红土剖面随深度变化的成土作用强弱以及多磁学参数在揭示我国南方红土第四纪气候演化信息的价值。结果表明:①粒度分析显示,红黄土交接带(约28°~31°N)的CS、HN、NC、GC 4个剖面的红土粒度与北方黄土和下蜀黄土有很好的可比性,具有明显的风成特性;位置更偏南的XY剖面红土颗粒较粗,10~50 μm粒组富集不明显,具有典型的冲积相特征。②各红土剖面的多磁学参数分析表明,成土过程中产生的磁铁矿、磁赤铁矿和赤铁矿是红土磁性的主要载体。③同一红土剖面内,不同沉积结构的磁性矿物含量和组成具有很大差异。下部网纹红土中赤铁矿的含量较高,磁赤铁矿的含量较上覆均质红土或黄棕色土低,揭示了网纹红土形成于中国南方一个极端湿润期,长期剧烈的水分活动导致均质红土中磁赤铁矿的溶解和铁质的流失,同时较强的成土作用使强磁性的磁赤铁矿向弱磁性的赤铁矿转化,从而导致网纹红土的磁化率比上覆均质红土或黄棕色土低了一个数量级。④具有冲积相特征的XY剖面磁学特征与其他风尘成因红土(特别是NC剖面)差异甚大,可能成为它具有不同物质来源的一个佐证。     

长江三角洲SZ04孔磁性地层研究及其意义

文章对位于长江三角洲南翼平原区西部的SZ04孔进行了详细的磁性地层学研究。结合绝对测年,并与标准极性柱对比认为269.2 m岩芯清楚的记录了布容(Brunhes)、松山(Matuyama)、高斯(Gauss)极性带,及贾拉米洛(Jaramillo)、奥尔都维(Olduvai)等亚极性带和布莱克(Black)地磁漂移,其中B/M、M/G界限深度分别为100 m和155 m;SZ04孔底部碎屑沉积物形成的年龄大于5.23 Ma。研究发现,钻孔沉积物磁化率、岩石地层特征在特殊的时代界限附近有明显变化可进行区域对比。分析表明,第四纪以来长江三角洲地区一直存在持续的构造沉降,且沉降中心持续往南东方向移动,构造沉降运动的发生和发展存在三个重要的期次分别为2.58 Ma,0.78 Ma和0.125 Ma。     

长江中下游地区铜金（钼）矿Re-Os年龄测定及其对成矿作用的指示

长江中下游是中国东部一个重要的Cu-Au-Fe-Mo矿成矿带。笔者等在5个夕卡岩-斑岩Cu-Au-Mo矿区采集了11件辉钼矿样品,在铜陵地区大团山层控夕卡岩Cu-Au-Mo矿体采集了5件辉钼矿样品进行Re-Os同位素年龄测定。在对16件样品进行ICP-MS方法测定的同时,还利用NTIMS方法对其中9件样品进行了精测,两种方法测定的结果基本吻合。16件辉钼矿的Re-Os同位素模式年龄为134.7±2.3～143.7±1.6Ma(2σ)。其中大团山铜矿区的5件样品的模式年龄更为接近,分布范围为 138.0± 3.2～140.8±2.0 Ma,平均 139.3±2.6Ma,其等时线年龄为 139.1±2.7Ma,初始Os为0.7±8.1(MSWD=0.29)。这些结果清楚地反映出夕卡岩-斑岩Cu-Au-Fe-Mo矿床与层控夕卡岩Cu-Au-Mo矿床为同一时代形成,属于同一成矿系统。作为中国东部大规模成矿作用的组成部分,长江中下游地区铜钼金矿床的形成与岩石圈构造体制大转换之地球动力学事件相耦合,为中生代第二期大规模成矿作用的产物。     

长江三角洲东部岛屿风尘堆积赤铁矿和针铁矿含量及古气候意义

长江三角洲东延海域嵊山岛屿风尘堆积地层是记录晚更新世晚期东亚季风演变的重要载体。采用漫反射光谱（DRS）法、柠檬酸钠-重碳酸钠-连二亚硫酸钠（CBD）浸提法结合标准赤铁矿、针铁矿建立标准铁氧化物含量与反射率之间的校准方程,定量重建了东部岛屿风尘堆积的赤铁矿、针铁矿含量的变化特征。结果显示,东海嵊山岛风尘堆积中赤铁矿的含量为0.18%~0.40%,平均值为0.31%,针铁矿的含量为0.7%~1.19%,平均值为1.11%。根据赤铁矿、针铁矿含量特征结合地球化学和环境磁学参数,分析其记录的古环境信息:54~46 ka B.P.时期内气候相对干燥,季风降水减弱,46~39 ka B.P.时期内气候相对潮湿,季风降水增强;46±4 ka B.P.时期的高值可能指示了一个冷事件。     

Hourly Variation of Surface Urban Heat Island over the Yangtze River Delta Urban Agglomeration

Great progress has been made on the remote investigation of Surface Urban Heat Island (SUHI) across multiple time scales. However, limited by the remote sensing models and resolution tradeoff of satellite-derived Land Surface Temperatures (LSTs), currently the hourly regimes of SUHI over typical urban agglomerations in typical seasons remain unclear. Using MODIS imageries as the main data source as well as by incorporating a diurnal temperature cycle model (i.e., INA08), this study, to our knowledge, firstly examined the hourly variations of the spatial pattern and intensity of the SUHIs for the Yangtze River Delta urban agglomeration in both the summer and winter. The results demonstrated that, in the summer, a general trend of ‘heat island’ was observed for every city during a diurnal cycle. ‘Cold spots’ also occur within most of the cities from around 08:00 to 21:00, mostly as a result of the cooling effect of urban vegetation or water body under strong solar insolation. However, these ‘cold spots’ disappear after 21:00. For this season, the hourly variations of the SUHI intensity are similar to those of the LSTs: They both rise rapidly in the morning, reach the maxima at around 12:00 to 14:00, then gradually decrease and continue until the sunrise of the next day. In the winter, surface urban cool islands (SUCIs) were observed for most of the cities, but these SUCIs mostly disappear during the afternoon to the early evening (around 14:00~17: 00), and then all the cities bounce back to exhibit heat islands. Within this season, the hourly variations of the SUHI intensity differ from those of the LST. There also exist large differences of the hourly variations of SUHI intensity between using the rural area and forest as the non-urban background for estimation of the intensity, with the former reaching its maximum (around 18:00) significantly later than the latter reaching its maximum (around 13:30).     

长江三角洲北翼ZKA4钻孔剖面第四纪磁性地层特征及其意义

对长江三角洲北翼南通地区ZKA4钻孔岩心进行了磁性地层学研究,结果表明,302.7 m的岩心记录了布容正向极性时（Brunhes）、松山负向极性时（Matruyama）和部分高斯正极性时（Gauss）。在系统古地磁样品采集、处理和测试的基础上,应用磁性地层、AMS 14C加速器测年等方法,结合岩性特征,对ZKA4钻孔剖面进行了详细地层划分,分别确定了下更新统、中更新统、上更新统和全新统的埋深及沉积厚度,其中Q/N界线位于291.72 m处,Qp1/Qp2、Qp2/Qp3、Qp3/Qh界线分别定位于189.39 m、132.44 m和26.14 m处。本项研究结果为该区域第四纪地层划分对比、古地理环境演化及岸线变迁等相关研究提供了可靠的地层年代框架。     

长江中游泥沙淤积与全新世长江三角洲的发育——兼论长江中游防洪策略

全新世海侵以来,巨量泥沙在长江河口湾一带堆积,形成了自西向东雁列的六个亚三角洲河口沙坝。长江口随之从镇江、扬州向东南方向推进到长兴岛一带,加之百余年来长江中游荆江河曲的演化和簰洲湾弯曲河道的发展,长江中下游河道累计延长620 km。长江中下游河床纵比降的自动调整,促使了中游一带河道泥沙淤积达12.9 m。长江河道的不断延伸加长和长江中下冲积河床对纵比降的自动调整,是长江中游河道淤涨和洪水位上升的内因;而荆江一带人类工程活动的参与,强化了长江泥沙向下游输移,加速了长江三角洲的发展和长江河道的延伸,构成了长江中游河道淤涨和洪水位上升的正反馈机制。长江中游防洪减灾策略、长江流域防洪规划和流域国土空间规划,应统筹考虑长江口浚海清淤和长江三角洲泥沙资源化利用,或开辟新的防洪入海通道,如开辟南通-如东入海新运河暨防洪新河。