晚更新世末期南黄海中部陆架古地貌特征

晚更新世末期(12000-25000a BP)为玉木冰期最盛时期,气候寒冷而干燥,极地冰流的扩展使世界海面大幅度下降,我国东部沿海海面下降约130-160m,黄海、东海陆架裸露成陆。在寒冷干燥的气候条件下,陆架沉积物不仅受到强烈的机械风化作用,而且受到来自北方强大干冷气流的吹扬作用,陆架沉积物在这些外力因素的作用下破坏解体,形成一系列的风沙地貌和风沙沉积,反映出晚更新世末期南黄海陆架沙漠化景观。根据本区浅地层测量断面分析研究的结果,并结合柱状岩芯及钻孔资料,初步揭示了本地区晚更新世末期的古地貌特征。     

晚更新世末期南黄海中部埋藏古三角洲的研究

１９９２－１９９３年用浅地层剖面仪对南黄海中部浅地层进行测量在,７０－８０ｍ左在的深水区发现了埋藏三角洲堆积体,结合实测海底地形图及岩芯沉积相资料对浅地层剖面进行了综合分析,结果表明,该区域是距今２．７万ａ左右的黄河河口三角洲,这说明,晚更新世末期黄河已经流入南黄海陆架区,水深７０－８０ｍ附近曾经发育一期古海岸线。     

南黄海晚更新世以来孢粉记录的古环境变化

依据南黄海DLC70-3孔71.2m长沉积序列的孢粉记录,结合测年数据,有孔虫和粒度等环境指标,恢复了研究区晚更新世以来的古环境变化。钻孔孢粉组合可以反演南黄海陆缘区植被面貌,其中草本花粉在整个剖面占绝对优势,具有超代表性,而木本花粉代表性低。除冰盛期沉积缺失之外,孢粉等指标在MIS5阶段以来变化显著:MIS5和MIS3的亚间冰阶及MIS2/1(冰消期)阶段,阔叶树种和蒿属比例较高,沟鞭藻、有孔虫含量也较高,气候偏暖,属沉积动力相对稳定的浅海或滨海环境;而MIS5及MIS3阶段的亚冰阶和MIS4阶段,针叶组分或冷杉含量增加,中生-水生草本含量相对较高,而有孔虫含量极低或消失,气候偏冷,属沉积动力相对复杂的滨岸湖泊或沼泽等陆相环境。同时,对比周边地区其他孢粉记录,结果表明,在冰期-间冰期旋回过程中孢粉组合中针叶-阔叶组分含量此消彼长,草本含量的相对变化可指示滨岸局域植被的演替,且一定程度上可以反映海平面的升降。     

晚更新世南黄海西部陆架的古长江三角洲

晚更新世气候的冷暖交替引起全球海平面的下降与上升,在南黄海地层中,最直接的体现就是海陆交互式沉积层。利用最新的高分辨率浅地层剖面资料,对南黄海西部近海陆架晚更新世以来的地震地层进行了详细划分,探讨了晚更新世两个海进层序中古三角洲的划分及其地震相特征,认为晚更新世南黄海古三角洲可分为4个较大的期次。根据沉积物特征分析判断4期古三角洲均为古长江形成,各期三角洲相互叠置,范围、厚度及扩建方向均有不同,各期古长江三角洲与海平面变化有很好的对应关系。     

南黄海陆架晚更新世以来间断地层学研究

在浅海环境背景值中．利用沉积物颜色变化识别氧化环境，冲刷构造尤其是硬底构造的识别，以及区域浅地震地层剖面的联络和佐证，成为本区系统的间断地层学的研究方法和内容．     

南黄海西部海域高分辨率声学地层及其沉积环境

通过对高分辨率浅地层剖面的分析解译,对南黄海西部陆架区进行了声学地层划分。南黄海西部海域声学地层剖面可划分为5套地层Ⅰ、Ⅱ1、Ⅱ2、Ⅲ1、Ⅲ2,每套地层代表一次全球性(或区域性)海平面变化周期内的海进一海退这样一个完整的旋回变化过程所形成的海侵或海退沉积层序。将典型声学地层剖面与区内钻孔岩心的沉积地层岩性单元对比研究,得到各声学反射层的时代、岩性及沉积环境。并发现依据浅地层进行的声学地层划分与钻孔岩心的地质地层划分有较好的对应关系。结合区内钻孔岩心的分析结果,对晚更新世以来南黄海陆架区的沉积环境及沉积过程进行了探讨。     

江苏中部海岸西洋潮流通道区域晚更新世古地貌与沉积体系研究

南黄海曾是长江和黄河两大河流输送的陆源沉积物重要的汇,其沉积记录含有河流演化的丰富信息。江苏海岸中部、南黄海西侧、辐射沙脊群西北的西洋潮流通道及其邻区受到古黄河与古长江的交互影响,其古地貌与沉积地层等研究尚显不足。利用该区多次采集获得的长约380 km的浅层地震剖面数据,结合钻孔资料,分析了西洋浅部地震层序,探讨了其沉积环境特征。研究结果表明,西洋潮流通道区域在平均海面以下33~49 m处,存在一个强振幅、中频率、高连续性的区域性反射界面,与对比钻孔中滨岸沼泽沉积的顶面相对应,代表一个不整合的古地貌面;该界面深度的空间插值结果反演的古地貌面与下伏的沟槽状切割-充填反射结构,揭示了数条沿NE方向延伸的古水道,并集中分布于古地貌面北部相对低洼的区域,为南黄海内陆架晚更新世某古水系的一部分;该古地貌面系末次冰消期的海侵冲刷面,其上覆是全新世滨浅海沉积,下伏是晚更新世末期的洪泛平原或滨岸沼泽或充填下切古河道或古潮道等沉积。对该区域性反射界面的深入研究有助于弄清南黄海西部晚更新世以来的沉积体系演化历史,提升对辐射沙脊群形成演化的认识。     

南黄海中西部晚更新世沉积地层结构及其意义

利用1992—1993航次和1999航次获得的2000多公里的浅地层剖面资料,结合QC2钻孔岩芯的测年数据,对南黄海中西部海域晚更新世沉积地层结构进行了分析,并对地层进行了地质年代标定。研究结果表明,南黄海中西部晚更新统可划分出8个地震地层单元(U1～U8),它们所反映的相对海平面变化与全球海平面变化基本上相一致。根据沉积厚度、QC2孔岩心和地震反射结构特征推测,晚更新世早期(氧同位素5e)QC2孔附近区域发育古长江水下三角洲;而晚更新世中期(氧同位素3期),研究区西部也发育古三角洲沉积,究竟是古长江还是古黄河形成的还有待于进一步研究。南黄海北部盆地边界断层的构造活动一直延续到全新世初期,在一定程度上影响了来自西部沉积物的空间分布特征,并对晚更新世海平面上升时岸线向陆的推主牛、大面积湖泊的形成起了重要作用。     

南黄海中部MIS6期以来沉积物稀土元素组成及其物源指示意义

对南黄海中部SYSC-1孔0～30 m段岩芯稀土元素（REE）和粒度进行分析,结合年代测定,研究了沉积物REE组成特征及其影响因素,并对其物质来源变化进行了探讨。结果表明,∑REE含量为111.66～231.12 μg/g,垂向分布变化较大,均值与中国黄土∑REE均值比较接近。∑REE与粒度变化有一定的相关性,但(La/Yb)N、(Gd/Yb)N和(δEu)N等参数受粒级影响较小。稀土元素分异参数有效示踪了物质来源,与周边河流对比发现,SYSC-1孔沉积物(La/Yb)N和(δEu)N散点图分布位置与黄河和长江较为一致,而与朝鲜半岛河流有明显不同。REE判别函数（DF）的物源区分结果表明,钻孔MIS6期经历了一次大的物源转换,沉积物由长江源（27.98～30 m）转为黄河源（24.24～27.98 m）。MIS5.5—MIS5.1期间（24.24～16.98 m）发育了浅水陆架冷水团沉积,主要是长江源细颗粒沉积物被古黄海暖流由南往北携带而来,并在冷涡区附近沉积下来。MIS5.1—MIS1期间（16.98～3 m）的低海平面时间较长,主要发育了一套滨浅海相-河口/潮坪相-三角洲相沉积,随着海平面急剧下降,陆架可容纳空间缩小,导致黄河、长江入海口向陆架区移动,黄河沉积物质控制了钻孔所处的南黄海北部区域。MIS1中晚期,山东半岛沿岸流的形成将黄河沉积物质主要控制在南黄海西部附近海域,而黄海暖流将济州岛西南部泥质区的长江源细颗粒物质搬运至SYSC-1孔附近的冷涡区沉积下来。总体来说,MIS6期以来南黄海中部海域沉积演化是西太平洋边缘海河海相互作用的一个典型范例,海平面波动和海洋环流变化在物源转换过程中发挥了重要作用。     

辽河三角洲晚更新世以来的地层层序及沉积环境变迁

通过分析辽河三角洲获取的长41.4 m的ZK2孔岩心的岩性、粒度、有孔虫丰度及分子标志物等资料的基础上,结合精确的测年数据、海面变化等资料,并与其他钻孔资料分析对比,构建了辽河三角洲晚更新世33 ka BP以来的年代地层框架,将ZK2孔自下而上划分为U1-U4这4个沉积相段：U1为河道相,U2为河漫滩相,U3为海相(全新世海侵)和U4为上三角洲平原相。U3段的海相沉积自下而上又可进一步分为U31、U32、U33、U34、U35 5个沉积层,分别对应了河口湾相、浅海相、前三角洲相、三角洲前缘相、下三角洲平原相(潮坪相)。沉积物的粒度、有孔虫及生物标志物BIT等指标在不同沉积环境中出现了较为明显的变化,且变化趋势相似,揭示了辽河三角洲晚更新世33 ka BP以来的海平面变化的沉积历史,其中U3段沉积物(15.75~2.65 m)沉积连续,地层完整,测年数据可靠,较完整地反映了辽河三角洲9 100 cal.a BP以来全新世海侵期的沉积历史。     

晚更新世以来南黄海陆架沉积物源分析

南黄海陆架地区物源研究备受关注, 到底是长江还是黄河源至今尚未有定论。通过对长江和黄河流域锆石 U-Pb 测 年数据集混合模拟分析以及结合 YZ08 孔沉积相和锆石 U-Pb 的年龄图谱分析, 结果表明： 晚更新世以来, 南黄海陆架地区 存在长江古河道, MIs5 时期长江可能在苏北弶港入海; 在物源方面, MIs5 时期弶港地区主要受长江物源影响, MIs1λMIs2 时期则为长江主导的混合源, 随着黄河夺淮入海带来泥沙物质, 近代以来转为黄河主导的混合源。基于 Bootstrap 随机抽样 方法抓取了长江和黄河的锆石 U-Pb 测年数据集, 并结合统计学原理模拟出长江和黄河不同比例混合物源的锆石年龄图谱, 对锆石物源判别方法做出了改进, 弥补了传统锆石 U-Pb 年龄图谱在混合源判别分析上的不足, 对南黄海物源研究具有一定 的意义。     

渤海湾曹妃甸晚更新世末期以来古植被与古气候演变序列

对采自渤海湾西北岩曹妃甸深槽部位的９６－２４钻孔柱样进行了详细的孢粉分析,建立了综合孢粉图式及古气候曲线,认为曹幻甸地区自晚更新世末期以来古植被与古气候经历了以下阶段的演变：晚更新蕊末期（２５～１１ｋａＢ．Ｐ．）气候寒冷干燥,植被为主要由蒿、藜组成的干草原;早全新世（１１～７．５ｋａＢ．Ｐ．）的气候温凉略干,发育针阔湿交林－滨岩草原;中全新世（７．５～３ｋａＢ．Ｐ．）气候温暖湿润,发育以阔叶树为主     

南黄海辐射沙洲中心沿岸晚更新世以来的沉积环境演变

对南黄海辐射沙洲中心沿岸地区两个钻孔采用高密度、定量采样方法进行有孔虫和沉积分析。结果表明,该地区晚更新世晚期可能发育了古长江河道、河口、河流边滩或河漫滩以及泛滥平原乃至泛滥湖沼等陆相沉积环境。进入全新世,则先后依次出现了潮滩、河口、潮滩、潮流沙体和潮滩,及至最终成陆。     

桑沟湾周边海域晚更新世以来的层序地层

通过桑沟湾周边海域高分辨率浅地层剖面的地质解译,结合典型钻孔沉积地层的对比分析,揭示了研究区晚更新世以来的层序地层序列。研究表明,桑沟湾周边海域晚更新世以来的地层上覆于基岩之上,自下而上识别出了具有层序意义的3个声学地层单元（SU2、SU1-2、SU1-1）,与钻孔的3个沉积地层单元（DU2、DU1-2、DU1-1）对应性良好。桑沟湾周边海域晚更新世以来的层序序列,形成于末次冰盛期低海面时期及早—中全新世高海面以来,自下而上包括低水位体系域（河流-河道充填相沉积）、海侵体系域（潮流沙脊与滨海相沉积）、高水位体系域（浅海相沉积）。研究区低水位体系域受河流下切侵蚀作用,沉积厚度变化较大,介于0～15 m;海侵体系域的沉积厚度普遍介于4.5～5.5 m,分布广泛;高水位体系域由岸向海,自西南至东北沉积厚度逐渐增加,最厚处超过30 m。     

南黄海中部隆起地层分布特征

南黄海中部隆起是南黄海盆地构造最稳定的地区之一,也是下古生界含油气远景区之一,其找油前景引起人们极大的关注。应用小波分析等方法处理南黄海重磁异常场,揭示中部隆起区结晶基底起伏特征,同时结合区域地质以及地震剖面资料,对中部隆起地层分布特征提出了几点新认识:南黄海中部隆起结晶基底的起伏特征并非平板一块,其平面总体轮廓可概括为三隆两坳;受印支运动的影响,中部隆起区发育的主要地层是震旦系-下二叠统,下三叠统青龙灰岩和上二叠统龙潭煤系已基本剥蚀殆尽;下古生界沉积中心大致位于结晶基底坳陷部位;上古生界受火山活动和岩浆侵入的影响,分布特征是分段而不连片;中部隆起分布着火山岩,分布特征是东强西弱。     

南黄海盆地中部隆起的形成与演化

南黄海盆地是在前震旦系克拉通基础上发育的中、古生界海相与中、新生界陆相多旋回叠合盆地。通过地震资料解释,结合邻区钻井与区域地质资料,对南黄海盆地中部隆起中、古生代地层及其形成演化进行了研究,结果表明,南黄海盆地中部隆起沉积了较全的中、古生界海相地层,发育第四系—新近系、中—下三叠统青龙组、上二叠统、下二叠统—上泥盆统、中—下志留统,奥陶系—震旦系和前震旦系变质岩系等7套地震地质层序;主要经历了前震旦纪基底形成、震旦纪—早古生代克拉通发育、晚古生代—中三叠世稳定台地—陆内裂陷、晚三叠世—古近纪形成与抬升剥蚀及新近纪-第四纪坳陷沉降5个阶段。     

晚更新世以来北黄海中部沉积物常微量元素的分布及物源识别

通过对北黄海中部DLC70-2孔沉积物常微量元素地球化学研究,分析了其常微量元素地球化学特征,并与周边河流进行了对比,揭示了它的物质来源。结果显示,可将DLC70-2孔岩心划分为6层,它们分别反映了末次间冰期(暖期)晚期以来北黄海海面波动以及沉积物物源的变化。运用因子分析、Na2O/TiO2与K2O/TiO2散点图等方法分析了DLC70-2孔沉积物的物质来源,结果表明该孔沉积物主要来源于黄河,鸭绿江物质对该孔中部及底部沉积物有较明显影响;物源判别指数(PI)揭示DLC70-2孔上部32.10 m以上和下部37.60~60.72 m沉积物以黄河源为主,32.10~37.60 m和底部60.72~70.45 m沉积物以鸭绿江源为主。研究表明黄河从晚更新世早期到现代对北黄海中部沉积起着重要作用,而鸭绿江物质在晚更新世早期开始对北黄海中部沉积作用就有明显影响。     

晚更新世以来黄河、长江入海泥沙对南黄海沉积作用的影响

黄河以其巨大的沙量闻名于世,其多年(1951-1980年)平均输沙量为1.069×109t。近十余年来,由于加强了水土保持和各种引黄工程的兴建等原因,向海输沙量减少,但含沙量仍居世界之冠。长江年平均输沙量也达4.75×108t,居世界大河之第四位。这两条大河目前虽不直接注入南黄海,但是大量资料表明,更新世以来,它们都曾在相当长的时间里注入南黄海,在低海面时期甚至奔流于南黄海陆架区,在漫长的地质历史中它们不断输送巨量泥沙,造就了规模不同的堆积地貌,沉积了不同厚度的沉积物层。因此,从某种意义上说,南黄海曾经是黄河和长江交汇沉积的盆地,黄河、长江在本区的发展演变史，就是南黄海沉积作用的发育史。     

南黄海中部隆起晚新近纪—第四纪沉积序列的地层划分与沉积演化

CSDP-2孔位于南黄海中部隆起,其孔深超过2 800 m。该孔中下部中—古生代的固结成岩地层已被深入研究,但其最上部592 m未固结成岩的沉积序列尚未有研究报道。为了确定这部分沉积序列的地层划分,揭示其沉积演化历史,我们对其开展了古地磁测试、光释光测年、底栖有孔虫鉴定和沉积相分析,并与南黄海及其邻近海岸地区以往钻孔岩心分析成果进行对比研究。结果表明,CSDP-2孔0～592.00 m沉积序列最初形成于约5.2 Ma,其第四系底界位于孔深约227.91 m(年龄为2.59 Ma),下/中更新统界线位于孔深约65.23 m(年龄为0.78 Ma),中/上更新统界线位于孔深47.34 m(年龄约128 ka);自晚更新世以来形成的地层又可划分出MIS 5、MIS 4、MIS 3和MIS 1的沉积层段,MIS 2沉积缺失。南黄海中部隆起区在新近纪的剥蚀止于约5.2 Ma,从约5.2 Ma至约1.7 Ma发育河流沉积;由于浙闽隆起的逐渐沉降,约1.7 Ma发生自新生代以来的首次海侵,直至约0.83 Ma,发育潮坪—滨岸沉积与河流沉积的互层;从约0.83 Ma开始至今,浙闽隆起进一步沉降使得南黄海中部隆起区在间冰期高海平面时期的海洋环境基本接近现今环境;南黄海西部陆架在MIS 5发育范围比现今更广的冷水团沉积,在MIS 4、MIS 3早期、MIS 3晚期至MIS 2和MIS1分别依次发育河流、三角洲、河流和滨岸—内陆架环境。该沉积序列主要受控于区域构造沉降和海平面变化,其全新统、更新统及整个地层序列的沉积速率呈现依次明显下降的趋势,主要归因于地层时代越老其连续性越差,特别是晚更新世之前的地层有显著侵蚀的现象。本文的研究成果为深入理解南黄海西部陆架区晚新近纪以来的沉积环境演化进程和沉积地层的形成机制提供了新证据。     

南黄海中部沉积物物理性质与压缩波速相关性分析

根据南黄海中部海底沉积物柱状样的实验室土工试验测试结果,分析沉积物的物理特征,并通过实验室方法获得沉积物压缩波速,探讨物理参数与压缩波速的相关关系,得到经验公式。结果表明:该区域沉积物以淤泥和淤泥质黏土为主,具有含水率高、孔隙比大、塑限高等特征;物理参数与压缩波速之间有较好的相关关系,密度、孔隙比、含水率、塑限、液限及塑性指数与压缩波速的相关性最明显,其中,密度与压缩波速成正比相关关系,而孔隙比、含水率、塑限、液限和塑性指数与压缩波速成反比相关关系;以沉积物天然密度和塑性指数为自变量的双变量回归分析方程能更好地表达沉积物物理特性与压缩波速的相关关系。