渤海湾北部滦河三角洲晚更新世以来沉积环境划分及碳埋藏速率的评价

【研究目的】 开展渤海湾北部滦河三角洲晚更新世以来不同沉积环境的划分,计算分析碳埋藏速率的大小和控制因素,进一步评价区域碳储能力。【研究方法】 本文对BXZK03孔岩芯开展晚更新世以来的古沉积环境恢复,并取样分析了包括粒度、年代(AMS14C 和OSL)、含水量、有机碳、总碳和其他营养成分等在内的测试指标。【研究结果】 该孔晚更新世以来地层自下而上划分为泛滥平原、海滩沙脊、浅海、障壁沙坝(三角洲前缘)和潟湖的沉积环境单元,各沉积单元平均有机碳埋藏速率大小依次为：障壁沙坝51.47 g/(m²·a)>海滩沙脊32.59 g/(m²·a)>浅海7.82 g/(m²·a)>潟湖4.66 g/(m²·a)。总碳、有机碳与各营养元素具有显著(P< 0.01)线性相关关系,方差分析显示沉积速率和碳浓度分别是滦河三角洲碳埋藏速率的主要控制因素。【结论】 滦河三角洲沉积物中有机碳浓度相对较低,但是在全新世三角洲沉积速率较高,使得有机碳埋藏速率也相对较高,因此具有一定的碳储能力。     

珠江三角洲地区全新世以来的沉积速率与沉积环境分析

为了探讨全新世以来珠江三角洲沉积演变的时空变化特征,将全新世珠江三角洲划分为4个阶段、12个区域,并根据92个钻孔,分别统计计算了不同阶段和区域的沉积速率。研究表明:（1）珠江三角洲在全新世4个阶段中的平均沉积速率有较大变幅,其中在10.0~7.5 ka BP最小,仅为1.27 mm/a,在7.5~5.0 ka BP阶段最大,为2.34 mm/a。这主要受沉积基底地形、海平面上升所引起的沉积空间的差异性所导致;（2）距今2 500年以来虽然由于人类活动频繁使珠江来沙量增多,但由于河湾中河道的形成、束窄,沉积物被输运到外海的比例不断增加,使得该时期平均沉积速率并不是全新世各期中最大;（3）由于三角洲复杂边界对河流和海洋动力的改造和重塑,高海面期三角洲的沉积中心同时分布在中部不同区域。表明三角洲的进积模式不同于其它大型三角洲——三角洲的发育并非单一自河口向外海逐渐发展,而是不同区域的沉积体同时多向发育。     

黄河三角洲滨海湿地演化过程中的碳埋藏效率及其控制因素

2007年在黄河三角洲布设了一口浅钻ZK4,孔深28.3 m,对获取的岩心样品进行了详细的沉积学观测及含水量、有机碳、总碳和营养成分的实验室分析测试。通过ZK4孔的地层分析,将其划分为7种沉积环境,揭示了滨海湿地地质演化过程。并利用AMS14C测年方法,结合黄河改道的历史记录,运用历史地理学和沉积地质学综合分析的方法对黄河三角洲沉积环境进行了年代划分,并计算了黄河三角洲不同沉积环境沉积物的沉积速率和碳的加积速率。结果表明:总碳和有机碳与除硫和磷元素以外的各营养成分都呈良好的线性相关;碳、氮、磷的加积速率与沉积物的沉积速率呈极显著正相关关系(R0.89,p0.01),沉积物的沉积速率是碳、氮、磷的加积速率的主控因素;虽然现代黄河三角洲沉积物有机碳浓度较低(1%),但由于沉积物的高沉积速率,现代黄河三角洲沉积物有机碳的平均加积速率达到2878.23 g/(m2·a),远高于世界其他高有机碳浓度的湿地,因此是很好的碳汇地质体。     

现代黄河三角洲YRD-1401孔MIS 5以来沉积层序及其古环境意义

近年来渤海地区晚更新世以来沉积环境演化和地层划分存在争议。本文对现代黄河三角洲东南海岸带YRD-1401孔岩芯（长81.00 m）沉积物进行综合研究,旨在建立该孔晚更新世以来地层的沉积相序列和时间标尺,为解决地层划分争议提供新的证据。根据AMS ¹⁴C和光释光测年结果,并考虑到YRD-1401孔底部地层光释光年代的不精确性,本文主要研究YRD-1401孔MIS 5以来的沉积演化史。综合分析YRD-1401孔沉积地层的岩性特征和底栖有孔虫组合变化,结合测年结果,该孔可划分为6个沉积单元（从下往上DU 6~DU 1）：最底部的DU 6（51.35~81.00 m）为受潮流影响的河流沉积（其形成时间有待进一步研究）,DU 5（37.64~51.35 m）为MIS 5潮坪-近岸浅海沉积,DU 4（30.71~37.64 m）为MIS 3早期的潮坪沉积,DU 3（23.50~30.71 m）为MIS 3晚期至全新世早期形成的河流沉积,DU 2（14.22~23.50 m）为全新世早期（约10 cal.ka B.P.）至1855年形成的滨岸沼泽-滨岸浅水-近岸浅海~前三角洲沉积-海洋改造层,DU 1（0~14.22 m）为1855年以来发育的现代黄河三角洲沉积。晚更新世以来该孔有3个海相层（自下而上分别是DU 5、DU 4和DU 2）,分别形成于MIS 5、MIS 3早期和全新世,表明晚更新世以来全球海平面变化是其主要控制因素。研究区MIS 4的沉积地层出现缺失。渤海沿岸地区多个钻孔地层的对比表明,区域性的差异构造沉降、沉积物供给和地层完整性等因素也是影响研究区晚更新世以来沉积地层发育的重要因素。

     

现代黄河三角洲北岸1.9Ma以来孢粉组合及古环境变化

通过对现代黄河三角洲地区YRD-1101钻孔的沉积地层研究和孢粉分析,认为该地区1.9 Ma以来孢粉组合代表的植被面貌自下而上表现为:针叶阔叶混交林—灌丛草甸→落叶针叶—阔叶混交林→落叶阔叶林→常绿阔叶落叶林→针叶阔叶混交林→落叶阔叶混交林→针叶落叶混交林及灌丛草甸→落叶阔叶混交林及林下灌丛。YRD-1101钻孔沉积特征变化显著,孢粉组合波动频繁。第四纪期间存在3次大的气候拐点,分别发生在0.75 Ma,0.125 Ma和9.1 ka,气候整体表现为温度逐渐上升、湿度逐渐升高的特点。特别是晚更新世以来气候趋于温暖湿润,MIS2陆相沉积阶段气候短暂转为凉爽干燥,海平面下降,植被以耐干旱草地灌丛植被扩张为特点;全新世阶段气温升高、湿度增加,海平面上升,植被以木本植物再次扩张、蕨类和藻类增加为特点。这一趋势与我国第四纪海侵地层分布及范围一致。     

现代黄河三角洲地区晚更新世以来高分辨率沉积粒度特征及动力沉积环境演化

基于现代黄河水下三角洲浅地层剖面资料和GYDY钻孔的岩性、磁性、地层年代与古生物数据,将研究区26.2m以浅地层自上而下划分为6个沉积单元,分别对应DU 1~6.在高分辨率粒度测试的基础上,根据沉积物粒径组分、粒度参数、粒度资料图解和结构散点图等分析手段,分析了各沉积单元的粒度分布规律及对应的动力沉积环境,并探讨了研究区晚更新世末期(约36.2cal.ka B.P.)以来的动力环境演化.结果表明:DU 6沉积单元为献县海侵层,形成于浅海陆架沉积环境,水动力环境强度弱,沉积作用以静水悬浮沉积为主; DU 5沉积单元形成于末次盛冰期,动力强度大,动力环境变化复杂,粒度图解显示其整段或局部可能接收风营力改造,接受风成沉积物补给的可能性较大; DU 4沉积单元冰后期约13.3~8.5ka B.P.,为河口沉积层,以中等到弱沉积动力为主,动力环境变化复杂; DU 3沉积单元为狭义黄骅海侵层,形成于受多种营力作用的滨海环境,沉积环境较稳定; DU 1和DU 2沉积单元属现代黄河三角洲沉积层,形成于较弱到中等动力强度三角洲环境,其中DU 2沉积单元可能受到黄河1855年铜瓦厢改道入渤初期尾闾大幅度摆动的影响,粒度特征变化复杂.各沉积单元的粒度特征的变化规律与海侵-海退层序基本一致,是冰期-间冰期旋回海陆变迁过程中多营力共同作用的结果.研究区古气候变化仅在本区暴露于陆的末次盛冰期与冰后期早期对相应沉积单元粒度分布有一定影响.     

太湖14000年以来古环境演变的湖泊记录

本文根据东西太湖短柱岩芯的沉积物的物理、化学、生物指标的综合分析,讨论了该区距今14ka来的古气候变化过程,结果表明14.3-13.3kaBP,太湖水位低,环境指标甚至表现为暴露特征,反映了气候干旱:13.3-12.4kaBP,为偏暖湿的过渡阶段;该孔柱270-280cm (11.5kaBP左右)各类指标均明显反映冷干特征,可能是YoungerDrays事件的记录,与我国东部其它地区有可比性;约10.9-10kaBP,这一时期是整个研究时段内一个较显著的温暖期。表现为还原沉积环境和水位相对较深;约10-7.2kaBP为冷暖交替的过渡带;7.2-5.737kaBP为暖湿气候;5.05kaBP多项分析指标发生突变,反映物源发生显著变化,可能存在沉积间断;表层沉积物则呈现现代环境的特征,西太湖藻类生长茂盛,偏氧化的沉积环境。目前湖泊生产力较高,富营养化程度高,表现为藻型湖泊特征;东太湖有机质来源以东太湖中生长较为茂盛的维管水生植物为主,目前湖泊生产力较低,富营养化程度低,表现为典型的草型湖泊特征。      

全新世以来巴里坤湖面积变化及气候环境记录

通过新疆北天山东段巴里坤山北麓巴里坤湖及周缘地区7个剖面的沉积相带划分、OSL测年、粒度分析、磁化率测试,研究了全新世以来巴里坤湖区湖面积变化:14 000 a B.P.末次冰盛期晚期,东天山地区冰川发育,由于水体封存于巴里坤山冰川,导致巴里坤湖萎缩至1#剖面以北。8 000～4 000 a B.P.巴里坤山冰川融化,巴里坤湖扩张进入全新世以来最大湖期,湖泊扩张至1#剖面以南,面积达到600 km2。东天山地区温暖湿润的全新世适宜期为8 000～4 000 a B.P.。其后湖泊逐渐萎缩,4 000～2 000 a B.P.湖泊面积大约470 km2。2 000～1 000 a B.P.面积萎缩至380 km2。在1 500 a B.P.左右湖泊曾经基本干涸,在目前湖心地带出现泥坪沉积。其后巴里坤湖进入小湖期,湖泊面积在100 km2范围波动,时有扩张或干涸。全新世巴里坤湖水位变化主要受北半球夏季太阳辐射变化控制,具体表现在北半球冰盖由扩张转为融化背景下,全新世早期巴里坤山冰川发育和全新世中期的巴里坤湖冰川融水的注入扩张;巴里坤地区受东亚夏季风影响甚弱,西风环流带给的水量补充有限,全新世中晚期巴里坤地区向干旱环境发展。     

全新世以来巴里坤湖面积变化及气候环境记录

通过新疆北天山东段巴里坤山北麓巴里坤湖及周缘地区7个剖面的沉积相带划分、OSL测年、粒度分析、磁化率测试,研究了全新世以来巴里坤湖区湖面积变化:14 000 a B.P.末次冰盛期晚期,东天山地区冰川发育,由于水体封存于巴里坤山冰川,导致巴里坤湖萎缩至1#剖面以北。8 000~4 000 a B.P.巴里坤山冰川融化,巴里坤湖扩张进入全新世以来最大湖期,湖泊扩张至1#剖面以南,面积达到600 km2。东天山地区温暖湿润的全新世适宜期为8 000~4 000 a B.P.。其后湖泊逐渐萎缩,4 000~2 000 a B.P.湖泊面积大约470 km2。2 000~1 000 a B.P.面积萎缩至380 km2。在1 500 a B.P.左右湖泊曾经基本干涸,在目前湖心地带出现泥坪沉积。其后巴里坤湖进入小湖期,湖泊面积在100 km2范围波动,时有扩张或干涸。全新世巴里坤湖水位变化主要受北半球夏季太阳辐射变化控制,具体表现在北半球冰盖由扩张转为融化背景下,全新世早期巴里坤山冰川发育和全新世中期的巴里坤湖冰川融水的注入扩张;巴里坤地区受东亚夏季风影响甚弱,西风环流带给的水量补充有限,全新世中晚期巴里坤地区向干旱环境发展。     

天津滨海新区中全新世以来地形地貌演化

根据最新获得的多项天津滨海新区海岸带地质调查资料,分别利用海区的浅地层剖面成果反演海底古地形、利用海区沉积钻孔了解沉积物时代、利用陆区的贝壳堤,埋藏牡蛎礁,古墓葬和埋藏砂体分布等,研究各时期古岸线的位置与形态,并与海区的沉积环境和地形地貌进行对比,对天津滨海新区中全新世以来的地形地貌演化进程及演化机制概括性介绍.自中全新世开始,海面上升变缓或停止上升,渤海湾岸线在陆源碎屑的不断进积过程中,向东推进,但由于渤海湾沉积供给背景复杂变化,不同地区的地形地貌演化进程也不同.     

黄河三角洲冰冻沉积构造及其环境意义

采用野外定位连续观测和实验模拟的方法 ,研究了各冰冻构造的特征和成因。冰冻沉积构造是冰成沉积构造的主要类型之一。与水成沉积构造一样 ,冰成沉积构造也有丰富的类型和独特的特征。在黄河三角洲新识别出 6种冰冻沉积构造 :冰劈裂缝、冰成滑痕、冰塌裂缝、冰成球粒、冰蚀波痕和冰位痕。其中 ,冰劈裂缝、冰位痕分布最广 ,成因与冰晶生长有关 ;冰塌裂缝、冰成滑痕分布较局限 ,受冰层垮塌和滑动控制 ;冰成球粒与冰劈作用和冰携泥作用有关 ;冰蚀波痕为冰对波痕强烈改造的产物。综合黄河三角洲现代冰冻构造和胶莱盆地莱阳组马耳山段地层中冰冻构造的识别和环境解释认为 ,冰冻构造对季节冰冻 (冻土 )的存在 (± 0℃的气候条件 )和河床、河漫滩、三角洲及潮坪等沉积环境具有重要的指示意义     

黄河三角洲滨海湿地健康条件评价

以黄河三角洲滨海湿地系统为研究对象,基于描述滨海湿地健康条件的4项功能,充分考虑滨海湿地生态地质环境系统的特征及其健康响应因素,建立了黄河三角洲滨海湿地健康条件评价的概念模型和指标体系。以统计监测和遥感数据为基础,采用RS和GIS技术,通过栅格化实现分区评价及其结果的优化整合,探讨了黄河三角洲滨海湿地健康的时空分布规律。结果显示：黄河三角洲滨海湿地现状健康条件处于健康的占14.2%,亚健康的占61.9%,一般病态的占23.9%;近期（2010－2015年）,河口三角洲湿地生境质量会逐步改善,向健康方向发展,而北部和南部部分滩涂区及神仙沟流路等局部地区在自然和人为因素的共同作用下,环境质量会有一定的降低;影响黄河三角洲滨海湿地健康条件的主要因素是全球气候变化背景下的区域水循环关键过程及其时空变化、湿地开发等人类负面干扰和黄河下游生态调度。应继续加大黄河下游生态调度的力度、积极实施生态修复工程,以促进黄河三角洲滨海湿地持续健康发展。     

黄河三角洲新生湿地土壤对营养成分和碳的扣留

研究碳的扣留和埋藏速率对全球碳收支平衡预算有重要的意义。为了研究碳的年均扣留量,2007年5月,选择黄河三角洲新生湿地的3种植被,由建林乡附近至河口布设8个剖面,在枯水季节进行剖面原位取样以及含水量、有机碳、总碳和营养成分的实验室分析测试。同时利用黄河三角洲分流河道频繁改动过程中沉积间断所形成的古土壤层作为新生湿地的时间标计算沉积物的沉积速率,从而计算出碳的加积速率。结果表明：虽然湿地沉积物碳的浓度非常低,其总碳与有机碳的浓度分别为＜2%和＜1%,其土壤的碳氮比为50～53, 远高于稳定的湿地土壤同名组分值15～25,但由于研究区较高的沉积速率,其碳的加积速率与世界其它地区的盐沼湿地相当,总碳和有机碳的加积速率分是为594～1771g/(m2·a）和58～228g/(m2·a）。且前者受控于沉积物的沉积速率,与各营养成分总量的加积速率显著相关,而后者主要与有机碳浓度以及其它营养成分Mn、Cu、Zn和Fe等呈显著正相关。该湿地土壤的营养成分可作为湿地演化的端元成分。     

黄河三角洲ZK5钻孔沉积物地球化学特征及其沉积环境

本文根据36件沉积物样品的微量元素和常量元素的相关性、组分含量及某些元素的比值特征,探讨了黄河三角洲ZK5钻孔的元素地球化学特征与古环境意义。应用历史地理学和沉积地质学综合分析方法确定钻孔岩芯沉积年代,将ZK5岩芯沉积物自下而上大致划分为7个层序。元素地球化学特征的研究表明:K₂O、Fe₂O₃、Al₂O₃、TiO₂、Cr、V、Rb元素相互间呈明显的正相关关系;SiO₂与其他元素呈明显的负相关,与P₂O₅呈弱负相关关系;Sr与CaO呈弱负相关关系;P₂O₅与Al₂O₃、Fe₂O₃、K₂O、TiO₂、CaO呈弱的正相关。据V/Cr值分析,ZK5钻孔从下往上水体有逐渐加深的趋势,与相关性分析结果相符。根据锶钡比值（Sr/Ba）和镁铝比值102（MgO/Al₂O₃）分析得出,ZK5孔沉积环境的水体盐度从下往上变化相差不大,属于海相沉积环境,同时有黄河水的注入。通过古气候指示剂Rb/Sr值和MgO/CaO值的分析:ZK5孔从NQ1到NQ7层序沉积时期的气候变化不大,气候相对潮湿。总之,地球化学特征所反映的沉积环境与沉积相分析的结果相一致,说明元素地球化学与沉积环境关系密切,可作为沉积相判别的标志。     

Biogenic Sedimentary Structures of the Yellow River Delta in China and Their Composition and Distribution Characters

The biogenic sedimentary structures （i.e., the morphology and trace makers of burrows, tracks, trails and traces made by extant organisms） and their composition and distribution characters in different micro environments and sub environments of the Yellow River delta in China are described. Three ichnocoenosis can be recognized： （1） Steinichnus-like ichnocoenosis, includes F, Y-shaped traces, birds＇ footprints on bedding plane, and Y, U-shaped burrows in intrastratal bedding, produced by Coleoptera （Heteroceridae）, Orthoptera （Gryllotalpidae） and birds. It is majorly found at the delta plain point bar deposits, denoting the fresh water-related terrestrial environments. （2） Steinichnus-Psilonichnus-like ichnocoenosis, consitsis of Steinichnus-like traces on the bedding plane and Psilonichnus-like burrow which a vertical, irregularly J-, Y-, or U-shaped burrows, some of them with bulbous basal cells burrows in the intrastratal bedding, created by Coleoptera （Heteroceridae）, Orthoptera （Gryllotalpidae） and crabs. It is observed in the delta plain abandoned distributary channels, and the delta front tidal creek and subaquous distributary channels, indicating the brackish water environment. （3） Palaeophycus-like ichnocoenosis, includes the round entrance burrows or with craters-shaped loop-protrusionsand and the parallel forked trails on the bedding plane, and the U, J or vertical shaped feeding burrows are in the intrastratal bedding, majorly produced by the clam （bivalve molluscs）, gastropods and Nereis. It is present in the subaqueous interdistributary bay, reflecting the intertidal related environment.     

黄河三角洲潮坪环境中现代生物遗迹组成与分布特征

沉积物中的生物遗迹记录是生物与环境相互作用的结果,是沉积环境及生态环境的良好指示标志。通过野外观察和实验室研究方法（取样,粒度分析,CT扫描及三维重构等技术）,研究了黄河三角洲潮坪环境现代生物遗迹的组成与分布特征。取得了以下几点认识:1）潮坪各个微环境中现代生物遗迹的分布有很大的差异性。现代生物遗迹主要分布在潮间带中,并且,从泥坪到混合坪到砂坪依次减少。潮上带主要有日本大眼蟹的层面进食迹和层内U形、Y形、多分叉形的居住潜穴。潮间带的泥坪中有大量日本大眼蟹的层面进食迹和层内U形、Y形、多分叉的居住潜穴,少量双齿围沙蚕的层面爬行迹,觅食迹,和层内的垂直、Y形居住潜穴,跳跳鱼的层面爬行迹,泥螺的层面拖迹,红带织纹螺的层面觅食迹;混合坪中有大量双齿围沙蚕的层面爬行迹,觅食迹和层内的垂直、Y形居住潜穴,少量日本大眼蟹的层面进食迹和层内U形、Y形、多分叉的居住潜穴,托氏昌螺的层面觅食迹,四角蛤的垂直潜穴,少量豆形拳蟹的层面爬行迹和层内Y形居住潜穴,泥螺的层面拖迹;砂坪中有竹蛏的垂直进食和居住潜穴,棒锥螺的觅食迹,以及秀丽织纹螺的觅食迹。2）对日本大眼蟹、双齿围沙蚕和四角蛤所造的层内潜穴,进行了三维重构,为精细研究这些潜穴的建构特征提供了图像基础。     

萨拉乌苏河流域地层沉积时代及其反映的气候变化

萨拉乌苏河流域位于我国北方沙漠/黄土过渡带和生态脆弱带,它对全球变化反映非常敏感,是研究全球变化的理想区域。本文根据地质测年、气候地层对比,以及地层中气候代用指标的分析,将萨拉乌苏河流域地层和气候变化划分为全新统的风成相与湖相沉积(0~11.5kaBP),早、中期气候较暖湿,晚期气候较干旱;上更新统城川组的风成相沉积(11.5~80kaBP),气候干旱寒冷;上更新统萨拉乌苏组的湖相沉积(80~140kaBP),气候温暖较湿润;中更新统上部的河流相与风成相互层(140~190kaBP),气候冷干与温凉半干旱波动;中更新统上部的冲洪积沉积(190~220kaBP),气候较暖湿等阶段。指出自中更新世晚期以来气候发生频繁波动,无论是暖湿还是冷干阶段,气候都波动频繁,气候变化不稳定性明显。     

黄河三角洲滨海湿地健康条件评价概念模型

滨海湿地健康与生物学特征主要取决于区域上的水文与盐度体制以及景观尺度上的土地利用现状。然而,由于滨海湿地条件评价的指标和标准并不十分清楚,因此,对滨海湿地系统条件进行评价,目前仍是环境科学的难点。中国地质调查局（CGS）青岛海洋地质研究所与美国地质调查局湿地研究中心合作先后为美国密西西比河下游生态环境及中国黄河三角洲（YRD）滨海湿地评价建立了概念模型。本文将陈述YRD湿地评价的概念模型。此模型的建立在于确定滨海湿地当前的条件和随时间改善或退化的过程,以及确定优先管理的区域。CGS项目之所以选取YRD作为滨海湿地的研究对象主要是因为它具有重要的生态意义。由于上游来水减少或黄河断流,该区湿地生境十分脆弱。本文提出此概念模型可为今后湿地条件评价指标确定、调查研究活动和数据采集提供指导。通过该模型的构建,使环境变化可用具体指标来度量,从而服务于滨海湿地生态系统的保护与管理活动。