海南岛三亚湾海滩研究*

海南岛三亚湾及其周边海滩可分为两种主要类型:一类是岩礁海岸海滩,发育于基岩和珊瑚礁岛波影区或珊瑚礁平台后侧,多为背叠式砂砾滩,滩窄、坡陡,具有数道陡坎,在岛礁背风侧常发育不同阶段的连岛坝,如白排人工岛西南端海滩、鹿回头湾大洲后侧及对岸的海滩、鹿回头湾和小东海海滩;另一类是沙坝海岸海滩,发育于向外海敞开的大沙坝的向海侧,海湾内砂质沉积物丰富,形成滩脊式或背叠式砂质滩,滩面宽坦,物质较细,如三亚湾和大东海海滩。因湾口朝向与湾内岛礁分布发育情况不同,湾内受常浪和台风强浪作用的强度与频率不同,加之现代泥沙补给情况的差异,这一类海滩的形态结构亦不尽相同。如三亚湾西侧近岬角处,波能辐聚,动力强,侵蚀作用突出,滩面呈近直线形倾斜,并形成两道陡坎;三亚湾中部,受岛礁保护,滩面宽阔,波浪消能空间充足,物质丰富,发育滩脊型海滩,滩面呈上凸形,基本稳定;三亚湾东侧,虽有岛礁掩蔽,但由于人为修建的绿地草坪带和水泥碎砖石小径等,建设高度过低, 束狭了激浪带的自由作用宽度,减小了波浪消能范围,破坏了海滩的整体结构,同时阻断了沙坝向海滩的供沙, 使滩面坡度加大,物质粗化,局部与小径相接处形成侵蚀陡坎、椰树等倾斜,呈侵蚀状态。     

河北省海岸侵蚀动态及成因机制研究

河北省沙质岸滩存在海岸侵蚀现象,对沙滩旅游、海滩工程建设造成严重威胁,制约河北省海洋经济社会发展。海岸侵蚀监测结果显示,区域海滩滩面受波浪、潮流影响较大,时冲时淤,摆动频繁,沙质岸滩整体处于侵蚀状态,各区段蚀淤情况有所差异,高潮线以上有所淤高,海滩坡度开始变陡,呈下蚀状态。海岸侵蚀灾害已引起沙滩沙质粗化、滩肩变窄、滩坡变陡及基岩裸露比率增多等问题。针对这一突出问题,通过定点测量与遥感监测相结合的方式,研究了河北省海岸线动态演变特征,经计算,河北省各侵蚀岸段海岸侵蚀速率达1.0~4.0m/a,单宽体积侵蚀量-1.42~-19.08m~3/m·a。综合分析显示,人类海岸工程建设、区域海洋水文条件及输砂量减少,是河北省发生海岸侵蚀发生的主要原因。     

山东青岛灵山湾南部海滩的时空演变及其影响因素*

全面准确评估海滩的时空演变,是海滩侵蚀防护的前提;基于卫星图像资源全面准确评估海滩的时空演变,对于缺乏长期连续实测数据的海滩的侵蚀防护具有重要意义。本研究基于谷歌地球引擎合成并下载灵南海滩(灵山湾南部海滩)1984—2021年的880幅卫星图像,聚焦海滩剖面提取干湿线和水边线在剖面上的位置;结合模拟潮位分析海滩剖面形态,计算海滩坡度和平均高、低潮线等,采用多指标研究灵南海滩的时空演变;结合历史资料分析影响灵南海滩演变的主要因素,并利用海滩实测数据评估利用卫星图像提取的海滩岸线的误差。结果表明,大量卫星图像的应用提高了研究结果的时间分辨率、精度和可靠性。在1984—2021年间,灵南海滩部分岸段发生了阶段性快速侵蚀,侵蚀速率为5.2~60 m/a,总侵蚀量达30~78 m,持续时间为0.5~11年,该快速侵蚀主要是挖沙、养殖场改建和废弃等人为因素造成的,风暴潮起次要的辅助作用。除上述快速侵蚀时段外,灵南海滩普遍发生慢速侵蚀,侵蚀速率一般小于2 m/a,这是相对海平面上升和河流入海泥沙锐减等的结果。     

造山型金矿成矿流体来源与演化的氢-氧同位素示踪：夹皮沟金矿带例析

在详细的矿床地质研究和成矿阶段划分基础上,系统采集了距夹皮沟断裂带100~3622m的6个金矿床不同成矿阶段的20件矿石样品,进行了氢、氧同位素测试。距夹皮沟断裂带由近及远,各金矿床的氢、氧同位素组成分别为:北沟(100~172m,δD=-97‰~-90‰,δ18O_w=-3.26‰~5.49‰)、二道沟(820~830m,δD=-95‰~-94‰,δ18O_w=-4.58‰~-0.50‰)、三道岔(1385~1412m,δD=-97‰~-91‰,δ18O_w=-3.58‰~-1.39‰)、四道岔(2776~2802m,δD=-99‰~-80‰,δ18O_w=0.75‰~4.69‰)、八家子(3400m,δD=-102‰,δ18O_w=0.22‰)、夹皮沟本区(3595~3622m,δD=-108‰~-92‰,δ18O_w=2.91‰~5.39‰)。成矿早、主、晚阶段δD、δ18O_w和W/R值分别为-97‰~-80‰、3.99‰~5.49‰和约0.1;-108‰~-90‰、-3.26‰~4.71‰和0.1~0.5;-97‰~-91‰、-4.58‰~-2.68‰和0.01~0.1。反映金矿早阶段成矿流体以变质水为主体,混入有少量岩浆水,W/R值较小;主阶段成矿流体为变质水和大气降水的混合,W/R值显著增大,氢、氧同位素和W/R值具有明显的空间不均一特征(成矿流体隧道式流动):前者与距夹皮沟断裂带的距离正相关、后两者负相关,而它们与各金矿床已探明资源量的相关性相反,可能表征了成矿系统有效流体压力对W/R值和金沉淀成矿的控制作用;晚阶段大气降水大量加入,成矿流体弥散式的流动机制引起大面积同位素均一化,W/R值最小。据此推断,氧同位素低值区与氢同位素和W/R高值区(尤其是它们的显著变化区)的套合部位是金大规模沉淀聚集的最有利地段暨找矿勘查的重要选区。     

木其滩岩组形成时代、地球化学特征——对北秦岭构造演化的制约

出露于北秦岭造山带中的木其滩岩组主要由斜长角闪岩组成,其原岩为玄武岩-亚碱性玄武岩。对木其滩岩组斜长角闪岩中的锆石进行LA-ICP-MS U-Pb年代学分析,获得同位素年龄762.5±4.6Ma,为成岩年龄。地球化学上,这些斜长角闪岩显示低钛 (TiO₂=0.57%~2.16%),低K₂O/Na₂O比值(0.06~0.55)和中等-高 Mg^#(45.3~68.7)特征,为低钛拉斑玄武岩。在球粒陨石标准化图解中,表现出轻重稀土分异,无Eu异常的特征,类似于E-MORB。这些斜长角闪岩以Rb、Ba、Th和La富集,低(⁸⁷Sr/⁸⁶Sr)_i 比 (0.7038~0.7040) 和高的ε_Nd(t)值(+4.1~+6.9)为特征,表明其来源于地幔,成分上相似于FOZO。(Th/Nb)_N, Nb/La 和 Ba/La的比值特征表明它们经历了不同程度的地壳混染。所有这些特征,结合区域地质资料阐明木其滩岩组斜长角闪岩代表的是大约762.5±4.6Ma商丹洋盆初始裂解时的洋壳残片。     

对下庄矿田沥青铀矿形成机理的认识

本文在分析下庄矿田成矿地质背景的基础上,对该矿田成矿热水溶液中铀的存在形式、铀酰络合物的氧化还原临界电位值和水-铀比电位值进行了计算。计算结果表明,成矿热液中,铀的迁移形式为UO₂(CO₃)₂^2-、UO₂F^3-和UO₂F₄^2-,其Ehcu和Ehw,u值分别为-0.18 ~0.46 V和-0.44~ -0.5 eV。CO₂和F^-, 是铀成矿的主要矿化剂。沥青铀矿是在地壳处于拉张环境,水-铀比电位值小于零的条件下形成的。     

辽宁大石桥菱镁矿床的碳氧同位素组成和成因

在2.33~2.06Ga期间,δ¹³C_carb发生了地质历史上最强烈的正异常事件,被称为Lomagundi事件。辽河群形成于2.3~1.85Ga期间,其大石桥组蕴涵超大型的大石桥菱镁矿矿床,在矿区厚约1144m。为检验华北克拉通对Lomagundi事件响应,揭示大石桥菱镁矿的成因,本文报道我们最新获得的地球化学研究结果。大石桥菱镁矿6件下伏白云岩地层样品的CaO/MgO摩尔比为0.87~0.94,δ¹³C_carb和δ¹⁸O_carb值分别为0.6‰~1.4‰（平均1.2‰,V-PDB标准）和16.4‰~19.5‰（平均18.2‰,SMOW标准）;与世界正常海相碳酸盐岩地层相比,δ¹³C_carb较高,而δ¹⁸O_carb较低,表明原始沉积物具有类似于Lomagundi事件的δ¹³C_carb正异常,δ¹³C_carb可能高达4.2‰,但δ¹³C_carb和δ¹⁸O_carb值均在沉积之后的成岩或/和变质过程中显著降低。研究剖面大石桥菱镁矿含矿地层厚逾550m,6件样品的CaO/Mg0摩尔比为0.005~0.23,δ¹³C_carb和δ¹⁸O_carb值分别为0.1‰~0.6‰（平均0.4‰）,9.2‰~12.7‰（平均10.9‰）,均低于下伏围岩白云岩;推测与区域变质有关的流体交代作用导致岩石发生重结晶作用和同位素交换,使δ¹³C_V-PDB和δ¹⁸O_V-SMOW值降低。而对菱镁矿顶板白云岩和网脉状菱镁矿矿石的研究进一步证明了上述解释的合理性。总之,大石桥菱镁矿的形成经历了初始沉积、成岩作用、区域变质和流体交代作用以及成矿后的局部蚀变作用。     

港仔地裂缝——雷州半岛西部一条纵贯晚全新世砂堤地裂缝的发现

港仔地裂缝发生于新生代以来强烈活动的琼雷凹陷北部雷州半岛的西海岸,沿构造带展布,形成于凸起和凹陷交界地区。地裂缝局部纵贯沿海岸展布的晚全新世砂堤,切过中更新世火山岩及其风化土和全新世海成阶地。根据其展布区的构造、地形地貌和形成特征,并与近几十年雷州半岛大量发生的地裂缝比较,认为港仔地裂缝可能属构造蠕变地裂缝。该地裂缝揭示了被纵贯砂堤的沉积学特征和形成于巨砾海滩和高能海浪下的古环境。砂堤上部约海拔5m砂堤岩取样¹⁴C测年为1360±60aB.P.,结合雷州半岛西海岸、西南海岸其他抬升特征,推测该地裂缝是在晚全新世该地海岸抬升或抬升后形成的。     

云南泸水登埂与玛布温泉形成特征及成因研究

登埂温泉与玛布温泉位于云南泸水市,出露于怒江深切峡谷西岸。研究区分布的主要地层为第四系（Q₄²）砂土、砾土,石炭系上统卧牛寺组（C₃w）玄武岩和三叠系河湾街组下段（T₂h¹）灰岩。温泉水温为48.9~69.6℃,矿化度为0.493~0.782 g/L,水化学类型分别为HCO₃·Ca-Mg型和HCO₃·Ca-Na型,为中低温、弱酸性温泉。热水中F-含量为0.78~2.13 mg/L,H₂SO₃为41.0~70.2 mg/L,含有锂、锶、铷、铯、钡等微量元素。氢氧稳定同位素组成表明研究区温泉补给来源为大气降水,用同位素方法估算温泉的补给区高程为1260~1435 m,补给区温度为6.18~9.02℃,计算的热储温度为100~127.5℃。研究区温泉Ca²⁺与HCO₃^-含量较高,占阴、阳离子的毫克当量浓度百分比分别达到60%、82%以上,水中方解石、文石矿物都处于饱和状态,水中CO₂含量较高且pCO₂远高于大气中pCO₂,具有有利于CaCO₃沉积的水化学和水动力条件,导致登埂温泉YLS3-1、YLS3-3及YLS3-4和玛布温泉YLS4-1的沉积钙华。登埂温泉与玛布温泉是地下水在怒江西部山区补给区获得大气降水入渗补给,在经历深循环过程中获得深部热流加热后上升在怒江河谷西岸流出地面形成的温泉,是渗入深循环型上升的的中低温温泉。热水在上升过程中与浅部冷水相遇,冷水混入比例为60%~73%,热水循环深度为2375.2~3161.7 m。     

河北省青龙满族自治县四拨子-六拨子钼铜矿床成矿流体及成矿机制探讨

河北省青龙满族自治县四拨子-六拨子钼铜矿位于燕辽成矿带东部,是近年来发现的中型钼铜矿床。辉钼矿呈细脉状、网脉状、浸染状、薄膜状赋存于长城系石英砂岩及白云岩中的矽卡岩带,钼矿化与硅化关系密切。矿体呈似层状、脉状和透镜状。矿床的形成经历了矽卡岩期和石英-硫化物期,铜和钼矿化主要形成于石英-硫化物期。研究表明,矽卡岩期矿物以发育液体包裹体为特征,石英-硫化物期石英中主要发育液体包裹体、含CO₂两相和三相包裹体。矽卡岩期成矿流体为高-中温(192~497℃)、中-低盐度(5.41%~16.53% NaCleqv)、中-低密度(0.59~0.92g/cm³)的NaCl-H₂O体系。石英-硫化物期成矿流体为中-低温(主要变化于160~330℃)、低盐度(2.07%~15.17% NaCleqv)和中低密度(0.69~1.01g/cm³)的NaCl-H₂O-CO₂ (±CH₄/N₂)型流体。石英的δD_SMOW为-128‰~-80‰,δ¹⁸O_SMOW值为9.6‰~14‰,δ¹⁸O_H2O值为-3.61%~5.30‰,表明成矿流体具有岩浆水混合大气降水的特征。硫化物的δ³⁴S变化于-0.9‰~5.7‰,平均值为2.9‰,表明成矿物质中硫来自深部岩浆。成矿时代为早侏罗世早期,成矿作用与花岗斑岩岩浆期后热液活动有关。     

破碎波作用下沙质海床床面形态变化试验

波浪在斜坡沙质海床上破碎会加剧泥沙输移导致海床形态变化,研究破碎波作用下沙质海床形态变化机制对于岸滩演变分析极为重要。在波浪水槽中采用中值粒径0.47 mm原型沙铺设1∶20坡度的底床模型进行试验研究,测量不同波浪条件下床面形态和沙坝顶端悬浮泥沙浓度变化。通过测量和计算破碎带输沙率、沙坝尺度和沙坝移动速度,分析破碎波作用下沙质斜坡海床上床面形态变化规律。试验结果表明,破碎带沙坝顶端的悬浮泥沙浓度与水深和底部床面密切相关,在形成沙坝和沙坝水平方向移动时,悬浮泥沙浓度较大;斜坡上沙坝前后来回运动的周期大小具有随机性,沙坝既有向岸又有离岸移动;在多组波长时间作用后沙坝尺度趋于稳定,底床净输沙量趋于0。     

波浪作用下砂质滩坝的沉积过程与沉积模式

受波浪及沿岸流影响,在滨岸地区形成的滩坝砂体是滨海（湖）带发育的主要砂体类型。目前国内外学者对滩坝沉积砂体的认识多来自于现代沉积和油气地质特征,对滩坝砂体的沉积机制和内部结构研究相对较弱。基于沉积水槽实验,采用规则波浪对沙质斜坡滨岸带进行模拟实验,观测波浪作用下滨岸带滩坝形成过程和波浪运动特征,记录波浪作用下滨岸带沙质滩坝在不同浪带平面时空演化规律。实验结果显示:波浪是改造湖岸原有沉积物的关键驱动力,波浪作用下沙质岸滩床面泥砂将发生输移运动,而滩坝是陆湖（海）泥沙在水动力驱动下搬运沉积的结果,水动力的强弱及水流结构引起泥沙在空间上的不均匀输运和分布,进而塑造不同的滩坝形态。与强波浪相关的高水位可以加速滩坝系统的形成并最终形成大规模的滩坝砂;相比之下,与较弱波浪相关的低水位只能略微改变初始沉积物形态。根据不同的沉积物特征可将实验中的滩坝系统分为三类:冲浪带和碎浪带滩坝系统近端部分的大规模厚层坝砂,破浪带和升浪带滩坝系统中部分布广泛的薄滩砂,以及位于滩坝系统中远端的弧形或平行排列的脊状、砂纹坝砂。建立了水槽实验模式下滩坝沉积模式,可用于指导油气勘探开发。     

海南高隆湾海滩生物碎屑分布及其对沉积物粒度特征的影响

在热带砂质海岸,生物碎屑是海滩沉积物的重要组成部分,其分布和变化影响海滩沉积物的粒度特征。采用添加过量盐酸和双氧水的方法对海南高隆湾海滩表层沉积物进行了去生物碎屑前后粒径分布的对比,并结合海滩高程测量分析,结果表明:（1）海滩剖面上沉积物中生物碎屑的含量主要受到海水动力的影响,且生物碎屑颗粒较粗、重量较大,在高潮时由波浪流推上海滩并滞留。（2）海滩沉积物中生物碎屑的分布主要受三方面影响:一是地形及常涌浪向;二是区域中养殖业产生的生物碎屑;三是岸外发育的珊瑚礁坪。（3）海滩沉积物中生物碎屑的含量随季节变化,冬季至春季由海水供给的生物碎屑减少、进一步分解,使得北部海滩生物碎屑含量减少;而珊瑚碎屑的稳定供给和春季较强的波浪动力条件又使研究区南部断面的生物碎屑含量增加。（4）海滩沉积物中粗颗粒所含生物碎屑多于细颗粒中的生物碎屑,生物碎屑粒径主要为-1~2,即粗砂至细砾。沉积物中生物碎屑含量愈大,对粒径参数的影响也愈大。     

Sedimentology and stratigraphy of a transgressive, muddy gravel beach: Waterside Beach, Bay of Fundy, Canada

Sediments exposed at low tide on the transgressive, hypertidal (>6 m tidal range) Waterside Beach, New Brunswick, Canada permit the scrutiny of sedimentary structures and textures that develop at water depths equivalent to the upper and lower shoreface. Waterside Beach sediments are grouped into eleven sedimentologically distinct deposits that represent three depositional environments: (1) sandy foreshore and shoreface; (2) tidal‐creek braid‐plain and delta; and, (3) wave‐formed gravel and sand bars, and associated deposits. The sandy foreshore and shoreface depositional environment encompasses the backshore; moderately dipping beachface; and a shallowly seaward‐dipping terrace of sandy middle and lower intertidal, and muddy sub‐tidal sediments. Intertidal sediments reworked and deposited by tidal creeks comprise the tidal‐creek braid plain and delta. Wave‐formed sand and gravel bars and associated deposits include: sediment sourced from low‐amplitude, unstable sand bars; gravel deposited from large (up to 5·5 m high, 800 m long), landward‐migrating gravel bars; and zones of mud deposition developed on the landward side of the gravel bars. The relationship between the gravel bars and mud deposits, and between mud‐laden sea water and beach gravels provides mechanisms for the deposition of mud beds, and muddy clast‐ and matrix‐supported conglomerates in ancient conglomeratic successions. Idealized sections are presented as analogues for ancient conglomerates deposited in transgressive systems. Where tidal creeks do not influence sedimentation on the beach, the preserved sequence consists of a gravel lag overlain by increasingly finer‐grained shoreface sediments. Conversely, where tidal creeks debouch onto the beach, erosion of the underlying salt marsh results in deposition of a thicker, more complex beach succession. The thickness of this package is controlled by tidal range, sedimentation rate, and rate of transgression. The tidal‐creek influenced succession comprises repeated sequences of: a thin mud bed overlain by muddy conglomerate, sandy conglomerate, a coarse lag, and capped by trough cross‐bedded sand and gravel.     

Experimental control of beach face dynamics by watertable pumping

The dynamic sediment budget on the intertidal face of sandy surf beaches is influenced by interaction of swash/backwash flows with the beach watertable. Watertable height variations are coupled to tides and pass into the beach as a slow wave of diminishing amplitude and increasing lag. High-frequency pulses from the onshore wave train also propagate into the beach. The height at which the watertable outcrops on the beach face is affected by antecedent tide and wave history and influences balance of sand deposition and entrainment during swash and backwash. Experimental lowering of the watertable by pumping an array of wells induces sand deposition. Energy expended in pumping is less than 0.3% of the onshore flux in the wave train.     

海啸波作用下泥沙运动——Ⅴ.红树林影响下的岸滩变化

近年来频发的海啸灾害造成巨大损失,而红树林具有很好的减小海啸灾害的作用。实验采用PVC圆管来概化模拟红树林,以无黏性沙堆砌而成1/10~1/20组合坡概化岸滩,选取孤立波模拟海啸波。实验结果表明,红树林的存在对岸滩剖面变化产生了较大影响,适当增加植物分布密度,并优化植物的分布方式,可有效减小海啸波对岸滩的冲刷危害。在本次实验条件下,得到了岸滩冲刷坑尺度、淤积沙坝尺度、最大冲刷深度、最大淤积高度与红树林的分布方式和密度、海啸波波高、泥沙比重和岸滩坡度之间的关系式,揭示了沙质岸滩剖面变化与红树林、海啸波水动力特性、泥沙颗粒、岸滩坡度之间的内在联系,为减小海啸灾害提供科学依据。     

Coastal erosion in Shandong of China: status and protection challenges

Shandong has more than 70% of natural coasts are under erosion. Coastal erosion started from the 1970’s and became a very serious problem at 1990’s. The dramatic decrease of sediment supplies from rivers caused rapid erosion at the delta and estuary areas, especially in the abandoned Yellow River Delta. Most sandy coasts along the Peninsula were eroded due to lack of sand supply and interruption of alongshore sediment drift, sand dredging from the beach or the offshore area caused serious erosion during short time. Sea-level rise causes slow but constant shoreline retreats and became a more serious threat. Different types of hard solutions for coastal protection against erosion were used in Shandong. Seawalls are most widely used, especially at the Yellow River Delta and city center waterfront. Groynes, jetties and breakwater are used on the north and east sandy coast of the Peninsula. Hard approaches are effective to protect the coast erosion but not change the erosion causes and led secondary impact on the coast. Soft engineering solution or the combined solutions are taken into acts. Beach nourishment is mostly considered as the better soft solution, especially to those tourists attracting sandy beaches along the Shandong coast. Long term monitoring and continuous lessons learning from the coastal erosion management will be adaptive for better coast solution in the future.     

烟台第一海水浴场沙源匮乏型海滩地貌和表层沉积物粒度特征

在烟台第一海水浴场,利用经纬仪进行2条海滩横剖面形态测量,并在不同地貌单元采集沉积物样品进行粒度分析。测量显示,该海滩仅有小规模沙坝和沟槽体系。后滨上有风成沉积,但滩肩和海岸沙丘发育均不明显。粒度分析结果表明,海滩沉积物以中砂、粗砂为主,杂以砾或细砂,比山东半岛其他海滩沉积物明显要粗。由陆向海沉积物呈带状分布,平均高潮线附近和沙坝迎水坡侵蚀作用均显著。因此认为缺乏沙源供应的基岩岬湾式海岸是导致沙滩地貌发育不典型、海滩侵蚀作用显著的主要原因。     

Influence of vegetation on aeolian sand transport rate from a backshore to a foredune at Hasaki, Japan

The influence of vegetation on aeolian sediment transport rate in the region from a backshore to a foredune was investigated at the Hasaki Coast in Japan, where an onshore wind was predominant and the creeping beach grasses Carex kobomugi and Calystegia soldanella were major species. The comparison of cross-shore distributions of the cross-shore component of aeolian sand transport rate with and without vegetation, which were estimated on the basis of the beach profile changes and a mass conservation equation, showed that the creeping grasses influenced the aeolian sand transport rate. The landward aeolian sand transport rate rapidly decreased landward from the seaward limit of vegetation when the grasses grew. The aeolian sand transport rate reduced by 95% with a vegetation cover of 28%. On the other hand, when the grasses were absent, the landward aeolian sand transport rate did not decrease near the seaward vegetation limit, but near the foot of the foredune.