台湾峡谷HD133和HD77柱状样的沉积构成和发育背景

分别对南海东北部台湾峡谷内水深3 280 m的HD133和峡谷外水深3 378 m的HD77重力活塞柱状样进行了沉积物粒度、古生物和碳酸钙含量分析,利用AMS14C同位素测年和沉积速率初步认定是属于MIS3a以来的沉积。按沉积物粒度和碳酸钙含量可将两支柱状样划分为3套沉积层段:上部层段1和下部层段3均以粉砂质黏土为主,夹薄层粉砂,深水底栖有孔虫含量高,碳酸钙低于10%,代表受重力流作用较弱的正常深海沉积;中部层段2发育一套以中-细粒为主的厚砂层,含大量浅水底栖有孔虫,碳酸钙含量可高达60%,AMS14C测年出现倒置现象,表明主要为浅水重力流沉积。柱状样的沉积构成响应同期海平面变化,特别表现在深水砂层沉积的两大控制因素:在时间上,低海平面时期大量浅水和陆源碎屑物质直接输送到陆坡之下的深水区,形成富砂的层段2;在空间上,峡谷水道是重力流的物质输送通道,地形优势使得重力流携带物优先在水道中发生沉积,造成HD133柱的含砂量明显高于HD77柱状样。     

东海外陆架浅孔沉积物的岩性和磁性特征及成因讨论?

利用东海外陆架的10根柱状样，进行磁性、粒度、氯离子含量和粘土矿物分析。结果表明：在东海外陆架扬子浅滩前缘，浅部沉积地层自上而下可分为两层。上层为砂泥混合物，含大量贝壳碎片，磁化率与饱和等温剩磁较强，主要是磁铁矿富集所致，反映了冰后期海侵对晚更新世沉积物的强烈改造。研究还发现，现代海底表层沉积物中存在铁硫化物，它是浅海还原环境中铁磁性矿物次生变化的产物。下层为坚硬致密的黄褐色泥质粉砂和粉砂质泥（硬土层），磁化率与饱和等温剩磁较弱，但局部存在剩磁异常高，从矫顽力等磁性特征证明它是硫复铁矿的富集所致。另外，在硫复铁矿富集层中绿泥石和氯离子含量明显富集，反映该硬土层是早期海侵沉积物在末次冰期干冷气候条件下的风化产物。     

东海陆架平北地区残留沉积磁性特征及其油气指示意义

本文利用1994－1995年在东海陆架平北地区获取的370个柱状样,对该区残留沉积物作磁性测试和磁性矿物鉴定,以进行陆架残留沉积物磁性特征与深部油气渗漏关系的研究。磁性测试显示本区存在磁化率异常和饱和等温剩磁异常两种磁性异常现象。根据磁性参数特征和多种矿物物理学鉴定结果,确定导致本区磁化率异常的矿物为陆源碎屑磁铁矿,导致剩磁异常的矿物为自生或次生铁硫化物胶黄铁矿和磁黄铁矿。证据显示本区剩磁异常是油气渗漏的产物;而磁化率异常则主要指示古滨海砂的分布。作者提出在本区的油气化探中,剩磁参数是有效的化探磁性指标。     

山东蒙山第四纪冰川、黄土、水系沉积物与MIS对比研究

为了确定山东蒙山佛塔谷一带的第四纪冰川、黄土、水系沉积物与MIS的对应关系,对该区冰川遗迹进行了详细调查,并对冰川、黄土和水系沉积物进行年代学研究。对比研究了蒙山地区各类地层沉积与深海氧同位素演化阶段的对应性,建立了冰川、黄土、水系沉积物与环境演化的内在关系;详细对比了全新世、晚更新世冰川、黄土、水系沉积物与MIS的关系,初步对比了中更新世冰川沉积物与MIS的关系,发现我国东部各类第四纪沉积物与MIS之间具有良好的对应关系,从沉积层序与环境演化的角度,确认了蒙山及我国东部地区存在第四纪冰川作用的事实。     

长江三角洲地区晚第四纪年代地层框架及两次海侵问题的初步探讨*

根据对长江三角洲地区两个以细颗粒沉积为主的晚第四纪钻孔进行OSL测年、U系测年、孢粉分析和微体古生物分析,试图建立高分辨率气候地层,从而建立本区晚第四纪的年代地层框架,并探讨本区晚第四纪的标志层和期间发生的两次海侵及其机制。研究结果显示,两孔记录的古气候波动可与深海氧同位素曲线进行对比：对应于深海氧同位素曲线第6阶段（MIS 6）,堆积厚层的河道相粗颗粒沉积及第3硬土层,反映当时气候寒冷;第5阶段（MIS 5）,为滨海湖沼沉积,沉积物的颗粒显著变细;第4阶段（MIS 4）,本区形成第2硬土层;第3阶段（MIS 3）的早期,本区也发育滨海湖沼沉积,中晚期则形成潟湖—砂坝体系,在滨海平原区普遍发育粉、细砂层;第2阶段（MIS 2）,地层由下粗上细的沉积序列构成,下部为黄灰、棕黄色粉砂,上部则为棕黄色或暗绿色硬粘土。其中MIS 6、MIS 4和MIS 2期间发育的3层硬土层可作为本区晚第四纪沉积的标志层。在MIS 5和MIS 3期间,本区均发生海侵,MIS 5时期由于古地势较高、淡水径流和陆源物质输入丰富,因此海水影响微弱;MIS 3时期的中晚期为缺乏淡水输入的潟湖—砂坝环境,从而形成广泛的海侵层。     

东海陆架平北地区残留沉积物磁性特征及其油气指示意义

利用1994～1995年在东海陆架平北地区获取的370个柱状样，对该区残留沉积物作磁性测试和磁性矿物鉴定，以进行陆架残留沉积物磁性特征与深部油气渗漏关系的研究。磁性测试显示本区存在两种磁性异常，即磁化率异常和饱和等温剩磁异常。根据磁性参数特征和多种矿物的物理学鉴定结果，确定导致本区磁化率异常的矿物为陆源碎屑磁铁矿，导致剩磁异常的矿物为自生或次生铁硫化物胶黄铁矿和磁黄铁矿。证据显示本区剩磁异常是油气渗漏的产物；而磁化率异常则主要指示古滨海砂的分布。由此提出，在本区的油气化探中剩磁参数是有效的化探磁性指标。     

西菲律宾海西部沉积物磁学特征及其环境意义

磁学参数作为有效的气候环境变化替代指标,能为古环境演变和沉积物物源研究提供有价值的信息。对取自西菲律宾海西部的GX72柱状样沉积物进行系统的环境磁学研究,测量了磁化率(χ)、非磁滞剩磁(ARM)、等温剩磁(IRM)、磁化率变温曲线(κ-T曲线)、磁滞回线等磁学参数或曲线。结果表明,GX72柱状样沉积物中携磁矿物以低矫顽力磁铁矿为主,粒径以较粗粒准单畴(PSD)为主,这些磁性颗粒主要来源于河流输入的陆源碎屑物质,风成粉尘较少。剖面上多个磁学参数呈现出相同或相反的变化趋势,反映古气候对沉积物磁学性质的制约。χ高值样品通常对应于高饱和等温剩磁(SIRM)值、低ARM/SIRM值、低χARM/χ值以及低χfd值;这类沉积物样品中磁性矿物的含量相对更高,粒度相对较大,可能形成于冷期(相对)。相反,χ低值样品通常对应于低SIRM值、高ARM/SIRM值、高χARM/χ值以及低χfd值,这类样品中磁性矿物的含量相对较低,粒径相对较小,代表相对暖期沉积。     

南海西部深水沉积中有孔虫碎壳率与氧同位素的关系

大气二氧化碳的浓度在很大程度上受海洋的控制,其中深海碳酸盐溶解作用是一个重要因素。由于深海沉积中碳酸盐百分含量的变化受钙质壳体生产力、碳酸盐溶解作用和陆源物质稀释作用三者的制约,南海晚第四纪深海沉积物的碳酸盐旋回在溶跃面上下有明显不同。其中深海碳酸盐溶解作用的变化及其机理,是迄今为止了解最差的一项,而浮游有孔虫的碎壳率为溶解作用的强度提供了客观而方便的定量标志。为此,我们选取南海越南岸外陆坡区的17954－3柱状样(14“46’N,lllo32’E,柱长1152cm),按10cm间距采样,分析统计了该孔晚第四纪的碎壳率变化。17954—3柱状样浮游有孔虫氧同位素曲线(图la)揭示的沉积层,共记     

南海深水区晚更新世以来沉积速率、沉积通量与物质组成

通过调查所获得柱样沉积物氧碳同位素测年资料及多学科综合分析表明,晚更新世以来南海沉积速率和沉积通量具有以下几个特征 :(1)总体上为间冰期沉积速率低、冰期沉积速率高,冰期沉积速率是间冰期沉积速率的 1.3～ 1.6倍;(2 )南海沉积速率趋势面分析表明,氧同位素 1期东北陆坡和西南陆坡沉积速率高,氧同位素 2、3期沉积速率分布特征相似,与 1期有所不同,东北陆坡沉积速率高于西南陆坡,表明氧同位素 2期之后,南海的沉积环境发生明显的改变,造成上述沉积速率分布的主要控制因素是南海周围的河流分布、季风、海流等;(3)南海东部沉积通量与物质组成分析表明,末次冰期以来沉积总通量北部陆坡区明显高于深海区,前者是后者 2～ 3倍,并有自北向南逐渐降低的趋势;(4)硅质生物沉积通量冰期明显高于间冰期,末次冰期以来东北部陆坡区的硅质生物沉积通量最高,末次冰期之前恰好相反,深海盆高于陆坡区;(5 )末次冰期以来,陆源沉积约占南海东部海域沉积的 4 4 %以上。     

渤海湾西晚更新世以来3期海侵与古河道研究

通过对钻孔岩心详细的沉积特征、微体古生物、测年(AMS 14C、OSL)等综合研究,表明研究区晚更新世以来受到区域性的3期海侵事件影响,多表现为边缘海滨海湖沼相沉积。同时,追踪了3期海侵最大影响边界：晚更新世早期最大海侵(第3海侵层)位于唐官屯-西长屯-梁头镇;晚期最大海侵(第2海侵层)位于大黄洼-三呼庄一带;全新世海侵(第1海侵层)使整个研究区受到影响,其最大影响边界需进一步开展向西追踪工作,前人资料显示可西至文安县。另外,晚更新世以来发育4期古河道,且影响和制约海侵层及影响范围。二者相互作用,形成晚更新世以来的海陆交互沉积地层格架和滨浅海冲海积平原。利用年代学及深海氧同位素MIS(Marine isotope stages)1、3、5阶段3期海侵层标志层位等,对4期古河道形成时代进行了限定。结果表明,自下而上的4期古河道形成于MIS 5、MIS 4、MIS 3晚期-早全新世早期、晚全新世。研究结果可为该区域晚更新世以来的古地理演变、陆海变迁及水工环地质调查提供重要的地学资料。     

黄渤海表层沉积物环境磁学特征分类及物源诊断

黄渤海是我国东部陆架的重要组成部分, 基于黄渤海130个表层沉积物样品详细的环境磁学研究探讨了磁学特征分类及物源。按照黄渤海表层沉积物样品的S-300、SIRM/X与SIRM磁性参数特征, 将研究区表层沉积物分为4个类型: 类型1磁性矿物含量较高, 亚铁磁性矿物含量中等, 磁性矿物颗粒中等, 与黄河物质磁学特征极为相似, 这里沉积动力中等, 为中等水动力黄河沉积区; 类型2磁性矿物含量中等, 亚铁磁性矿物含量中等, 磁性矿物颗粒细, 与长江及黄河物质磁学特征较为相似, 水动力环境较弱, 为弱水动力黄河-长江混合沉积区; 类型3磁性矿物含量较低, 亚铁磁性矿物含量较低, 磁性矿物颗粒中等, 主要是该海域存在的残留沉积, 水动力中等, 命名为中等水动力残留沉积区; 而类型4磁性矿物含量高, 亚铁磁性矿物含量高, 磁性矿物粒级粗, 与长江沉积物具有相似的磁学特征, 沉积动力强, 命名为强水动力长江沉积区。以上四类沉积物具有不同的环境磁学和沉积环境特征, 从而可以帮助识别黄渤海沉积物的分布及物源信息。     

Lithology, Biostratigraphy, and Magneto stratigraphy of Gas Hydrate-Bearing Sediments in the Eastern Nankai Trough

Abstract: Stratigraphic controls on the formation and distribution of gas hydrates were examined for sediments from a BH-1 well drilled in the landward slope of the Nankai Trough, approximately 60 km off Omaezaki, Japan. Three lithologic units were recognized in the 250 m-thick sequence of sediments: Unit 1 (0–70 mbsf) consists of calcareous silt and clay with thin volcanic ash layers, Unit 2 (70–150 mbsf) consists of calcareous silt and clay with volcanic ash and thin sand layers, and Unit 3 (150–250 mbsf) consists of weakly consolidated calcareous silt and clay with thick and frequent sand layers. Soupy structures and gas bubbles in the sediments indicate the presence of two hydrate zones between 40 and 130 mbsf and below 195 mbsf. Nannofossil biostratigraphy and magnetostratigraphy indicate that the sequence recovered at the BH-1 well is mostly continuous and represents sediments deposited from 0 to 1.5 Ma. Calculation of the sedimentation rate reveals a condensed section between 65 and 90 mbsf. The inferred distribution of gas hydrates in the BH-1 well appears to be strongly controlled by the stratigraphy and lithology of the sediments. Thick, gently inclined sand layers in Unit 3 provide a conduit for the migration of gases from deeper regions, and are considered responsible for the formation of the hydrate zone below 195 mbsf. At shallower levels, thin, gently inclined sand layers are also considered to allow for the migration of gases, leading to the formation of the upper hydrate zone between 40 and 130 mbsf. The overlying sub-horizontal silt and clay of the condensed section, truncating the underlying gently inclined sand and silt/clay layers, may provide an effective trap for gases supplied through the sand layers, further contributing to hydrate formation in the upper hydrate zone.     

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。     

苏北平原MIS 3阶段海侵事件的沉积记录

MIS 3阶段的气候与环境是古气候与古环境研究的热点,该阶段中国沿海地区的海侵过程是沿海平原环境演化的重要事件。根据苏北平原宝应By1钻孔的 14 C年代结果和沉积特征、微体生物组合特点,确认苏北平原MIS 3阶段存在明显的海侵事件,潮滩与泻湖相沉积层的厚度约7m,深度在By1孔19~26m,海相层位于长江三角洲地区的典型末次冰盛期的硬粘土层之下,14 C年代在距今26~39ka之间,属于MIS 3阶段的沉积,岩芯沉积物的沉积构造以水平的薄层砂质粉砂沉积为主。沉积物中大量的海相有孔虫壳体在研究的岩芯段中是最丰富的; 此外,还发现咸水环境下的Sinocytheridea impressa (Brady),Spinileberis pulchra与Spinileberis furuyaensis,Neomonoceratina chenae Zhao,Keijella bisanensis (Okubo)等形类壳体; 该段岩芯中的植物残体、碳屑也很丰富,有机质含量丰富,显示比较封闭的弱动力环境,指示了潮滩、泻湖沉积环境。     

钱塘江冲海积粉土渗透破坏试验研究

钱塘江冲海积粉土以砂质粉土为主,呈“高粉性、低黏性”的地区特点,在地下水动水压力作用下极易产生渗透破坏。粉土是介于砂性土和黏性土之间的一种过渡类型土,工程性质既与砂性土不同又与黏性土有较大区别。采用自行研制的粉土抗渗强度测定设备,对钱塘江冲海积粉土5种典型样本和微层理原状样本进行了渗透稳定试验。结果表明,钱塘江冲海积粉土渗透稳定性差,抗渗强度低;砂质粉土临界水力比降icr为1.01～1.25,破坏形式为局部流土,从临界水力比降icr发展到破坏比降iF的过程是瞬间的,基坑开挖遇到该类土层极易产生渗透破坏;黏质粉土临界水力比降icr随黏粒含量增加而增加,从临界水力比降icr发展到破坏比降iF有个短暂的过程,是整体流土破坏;钱塘江冲海积粉土渗透稳定各向异性;渗流垂直微层理方向的临界水力比降icr最大,是渗流沿微层理方向icr的2.5倍左右。研究结果为粉土地基渗透破坏防治提供参考。     

罗布泊自生胶黄铁矿对磁性参数χARM/SIRM指示意义的影响

沉积物中磁性矿物的颗粒大小具有重要环境指示意义,是环境磁学研究的重要内容。磁性参数非磁滞剩磁磁化率/饱和等温剩磁（χ_ARM/SIRM）常被用于指示磁性颗粒大小,当沉积物磁性特征为较粗的多畴（MD）颗粒主导时表现为低值,而为较细的单畴（SD）颗粒主导时表现为高值。本研究对罗布泊盐湖LB剖面的沉积物进行了系统环境磁学测试,结果发现剖面中含有5个χ_ARM/SIRM值低于上覆层和下伏层的层位,指示其磁性颗粒较粗。但磁滞参数和扫描电镜结果显示这5个层位磁性颗粒明显细于上覆层和下伏层沉积物,显示χ_ARM/SIRM在这5个层位的指示意义失真。矿物鉴定结果显示这5个层位的主导磁性矿物为早期成岩成因的SD胶黄铁矿,赋存形态主要为颗粒团聚体、单颗粒或颗粒团聚体附着于硅酸盐矿物表面以及分布于薄片状硅酸盐内,这种赋存形态导致其具有较强的磁相互作用,并限制了χ_ARM的增加,最终造成χ_ARM/SIRM下降,指示意义失真。本研究显示当沉积物中存在胶黄铁矿等自生矿物时,利用比值参数χ_ARM/SIRM判断磁性矿物颗粒特征需谨慎。     

JYZ11A钻孔记录的居延泽演化历史

我国内陆干旱区在末次冰期(含深海氧同位素第3阶段)是否存在古大湖近年来持续存在争论。居延泽是黑河的尾闾湖之一, 位于我国典型干旱区, 是开展这项研究的理想区域。依据居延泽盆地最低处的JYZ11A钻孔(全孔长61.13m, 本文侧重上部27m岩芯), 使用石英光释光测年获得3个可靠释光年龄并据此建立年代框架。全孔10cm间距测量沉积物粒度, 钻孔上部16.7m以2cm间距测量低频磁化率, 本文侧重分析JYZ11A钻孔上部10m的指标记录。综合岩性地层、沉积物粒度分布特征和粒度、磁化率指标记录, 并与前人已有研究进行对比, 本研究发现末次冰期时居延泽盆地主要堆积棕色冲洪积物和风沙沉积物, 早全新世为风沙沉积, 中全新世出现浅灰色湖相沉积与风沙交替沉积, 而稳定湖泊只在约3ka时才逐渐形成, 可能存在多次湖面波动并留下古湖岸堤。因此, 居延泽盆地在末次冰期包括深海氧同位素第3阶段晚期并不存在稳定大湖。居延泽早全新世干涸、中晚全新世湖泊较稳定发育的全新世成湖模式与季风区湖泊演化模式明显不同, 而与许多中亚干旱区的湖泊、风成沉积等古环境记录相似, 它们可能共同指示了一种有别于中国季风区的全新世区域湿度演化模式。     

Mass property variability of some estuarine sediments

Bottom sediments from two areas of the York River Estuary of southeastern Virginia were systematically sampled to depths of 40 cm and analyzed for their mass properties, i.e., water content, unit weight, and shearing strength. The samples fell into: (1) a coarse-grained group of clayey sands, silty sands, and sand—silt—clays; and (2) a fine-grained group of silty clays and clayey silts. Analysis of variance between both groups revealed distinct differences in the mass properties. Means, variances, and coefficients of variation for each parameter were determined and made possible a statistical characterization of each sediment type.The data presented may be used to predict expectable values of mass properties for similar sediments, having experienced similar depositional histories, e.g., from neighboring estuaries and Chesapeake Bay.     

11万年来河西走廊东部黄土沉积记录的百年分辨率东亚冬季风变化

在河西走廊东段的祁连山北麓与腾格里沙漠交接地带发育的较大范围的黄土堆积为探讨东亚夏季风西北缘的古季风演化提供了不可多得的天然素材。本研究利用甘肃武威沙沟剖面32.2 m的黄土-古土壤序列作为研究对象,开展了光释光测年和高分辨率的岩石磁学、环境磁学和全岩粒度分析,重建了该地区11万年来的古季风演化历史,并探讨了其驱动机制。结果表明：1)该剖面11万年来连续沉积的黄土-古土壤序列与邻近古浪剖面同期地层的全岩粒度表现出完全的可比性,二者的沉积速率均达30 cm/ka以上,记录了东亚夏季风西北缘千百年分辨率的气候快速变化特征;2)磁粒度参数Mrs/Ms和Hcr/Hc与中值粒径间良好的线性相关表明,研究区黄土磁学特征主要受控于冬季风强度主导的"wind vigor"模式;3)全岩粒度和磁粒度参数均记录了完整的Dansgaard-Oeschger旋回和Heinrich事件,表明北半球高纬气候对黄土高原西北边缘气候的深远影响和中-高纬北半球气候显著的遥相关过程,而由北大西洋经向翻转环流强弱所引起的北极海冰变化可能是导致东亚冬季风强度变化的最直接原因。