黄河入海泥沙对渤海和黄海沉积作用的影响

渤海平均水深18m，最大水深70m，是一个较浅的海湾。黄海平均水深38m，其中部为水深大于50m的盆地。它们的共同特征是陆地环绕。沿岸河流输沙特征对沉积作用过程有重大影响，特别是黄河入海泥沙的影响尤为显著。 关于黄河人海泥沙对渤海和黄海沉积作用的影响，前人已从不同角度进行过讨论。黄河是世界上著名的多沙性河流。由于黄河尾闾长期以来不断发生变迁，纵横摆动于华北平原之上，交替注入渤海和黄海，因此，在讨论黄河入海泥沙在中国近海沉积中的作用时，必须把渤海和黄海作为一个整体，甚至南涉东海。本文试图在以往工作的基础上，概括讨论黄河入海泥沙对渤海和黄海海底沉积作用的影响。     

黄河中游主要支流输沙量变化对黄河入海泥沙通量的影响

以60年来(1950-2009年)黄河中游7条主要支流(皇甫川、窟野河、无定河、延河、北洛河、泾河、渭河)及支流最终汇入黄河的控制水文站——潼关站逐年的水沙资料为依据,分析各支流年均径流量、输沙量的变化趋势,同时,对7支流、潼关、利津输沙量的年际变化过程研究,进一步探讨了中游泥沙减少对黄河入海泥沙通量变化的决定性作用。结果表明:黄河主要支流的年径流量和年输沙量均呈显著的减少,与20世纪50-60年代相比,7条支流总的输沙量由13.5亿t/a剧减至最近10年的3.4亿t/a,减幅达75%。黄河中游输沙量的急剧减少是降水减少,特别是黄土高原地区水土保持措施的实施(梯田、林地、草地、淤地坝等),以及退耕还林后植被覆盖度大幅度提高等因素共同作用的结果;黄河中游主要支流输沙量的急剧减少是黄河入海泥沙通量锐减的决定性因素,而20世纪80年代以来,下游引水、耗水的急剧增加以及水库调蓄(淤积)加剧了黄河入海泥沙通量的快速减少。     

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。     

早更新世以来南海中部的沉积作用

本文根据7个岩心的粒度、矿物、化学、微体古生物、氧同位素和古地磁等分析和测试资料,探讨了南海中部早更新以来沉积作用特征及其演化。自早更新世以来,研究区主要处在一种半深海的较为稳定的沉积环境,沉积了一套以陆源碎屑为主要成分,并含有较丰富的生物碎屑和火山碎屑的具有多源性特征的粘土质粉砂和粉砂质粘土沉积。但是在漫长的沉积过程中,受到区域地质构造运动、海底火山活动和全球性古气候变化的影响,使其在不同沉积区和不同沉积历史时期的沉积特征具有明显差异。     

现行黄河入海泥沙分布与海洋动力要素的关系

在整理分析实测滨海地区地形和海水动力资料的基础上，对现行河口入海泥沙分布与海洋动力因素间的关系进行初步探讨，其目的是根据过去和现在黄河入海泥沙分布规律，展望将来黄河泥沙分布规律，以及它对海岸带开发利用的影响。     

渤海动力对黄河入海泥沙输移的影响

海洋动力过程对黄河入海泥沙的淤积和扩散具有决定性作用，利用三维斜压动力－泥沙模型分析了黄河口外海域潮流动力变化与黄河入海泥沙淤积，扩散特性之间的响应关系，季节环流以及涨落潮的分布和变化很好地解释了黄河口南北浮泥的形成和消长变化以及黄河入海泥沙向海扩散的机理，结果表明，入海泥沙在洪季，枯季和表底层都具有不同的输移特性。     

不同来源水沙对黄河入海泥沙通量的影响

文中研究了黄河入海泥沙通量与流域上、中游不同来源区的水沙量之间的关系 ,并以年系列和洪水系列水文泥沙资料 ,建立了表达这一关系的经验统计模型。所建立的模型表明 ,来自不同来源区的泥沙 ,对于入海泥沙通量的影响是不同的。来自多沙细沙区的每 1t泥沙 ,输送入海的为 0 .85t(年系列 )和 0 .72t(洪水系列 ) ;而来自多沙粗沙区的每 1t泥沙 ,输送入海的仅为 0 .34t(年系列 )和 0 .2 1t(洪水系列 )。 70年代以来入海泥沙通量的减少 ,与多沙细沙区水土保持工作的开展有密切关系。将文中的模型与已建立的黄河流域水土保持减水、减沙模型相耦合 ,可以用来预测未来因人类活动和气候变化而使不同来源区的水沙进一步减少时 ,黄河入海泥沙通量的变化     

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。     

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．     

流域降水和人类活动对黄河入海泥沙通量的影响

自从20世纪70年代以来,黄河入海泥沙通量表现出明显减少的趋势.研究表明,入海泥沙通量对于上、中游不同的水沙来源区降水变化的响应方式是不同的.在假定其他因素相同的情况下,龙门至三门峡区间的年降水量每减少10mm,入海泥沙通量将减少0.275亿t;河口镇至龙门区间的年降水量每减少10mm,入海泥沙通量将减少0.143亿t;兰州以上年降水量每减少10mm,入海泥沙通量减小0.174亿t.多沙细砂区降水的减少对于黄河入海泥沙通量的影响最大.通过多元回归分析建立了入海泥沙通量与年降水、梯田林草面积、淤地坝造地面积之间的定量关系:在其他因素不变时,梯田林草面积每增加10⁴hm²,入海泥沙通量将减少0.0019亿t/a;年降水量每减少10mm,入海泥沙通量将减少0.543亿t,淤地坝造地每增加104hm²,入海泥沙通量将减少0.0205t/a.这些数据可为未来各影响因子进一步变化后入海泥沙通量变化的估算提供依据,为黄河流域和河口的环境规划服务.     

晚更新世末期黄、渤海陆架沉积物分布格局及其沉积特征

通过对80年代以来黄、渤海陆架地质调查有关柱状岩芯资料的分析研究，以地层年代为依据，划分晚更新世与全新世地层。研究结果表明，未次冰期低海面时期，黄、渤海陆架沉积物受到来自北方于冷气流的作用，形成独特的分布格局，陆架沉积物的综合特征反映出晚更新世末期黄、渤海陆架曾经发生过沙漠化，并形成一系列的风沙沉积。根据沉积物的分布特征和拉度组成将黄、渤海陆架划分为6个沉积区域和4种主要沉积类型。     

南海巽他陆坡晚更新世以来的微体化石和古环境

柱状样 182 88- 2采自于南海南部巽他陆坡 (5°4 4′N、 110°4 4′E,水深 788m ,柱长 6 .8m ) ,通过与邻近柱状样同位素的对比 ,其揭示了末次冰盛期以来的沉积。柱状样中指示水深较大的介形类和浮游有孔虫丰度自下而上呈现明显增加的趋势 ,而指示水深较浅的介形类丰度及介形虫 /浮游有孔虫比值和底栖有孔虫在有孔虫全群中的丰度都呈下降趋势 ,反映了研究区末次冰盛期以来海面上升和海水加深的过程。这两类的变化在 YD至全新世早期最为显著 ,与该时期海面快速上升造成的环境急剧变化相对应。异地介形虫广见于末次冰期和全新世早期的沉积中 ,反映冰期低海面和冰后期海侵初期频繁发生源于陆架的顺坡搬运。依据末次冰期沉积中含较多的底栖有孔虫 Uvigerina和 Bulimina、介形虫 Polycope和 Cytherella,及底栖有孔虫 U.peregrina较低的δ1 3C,推测冰期低海面时底层水状况为低氧和高营养 ,在冰盛期尤为发育     

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。     

晚更新世以来南海冬季古海流分布格局和演化机制

总结了前人对南海12个岩心的U37k'法所反演的古海表温度,结合晚更新世以来典型地质时期南海海洋环境记录,探讨了晚更新世(120 kaBP)以来南海冬季表层古海流分布格局及其演变机制。结果显示:南海冰期与间冰期冬季的表层古海流存在明显差异,冰期冷性海流势力强盛,表层海流呈逆时针环流;间冰期暖性海流势力较强,表层海流呈双向穿越流。黑潮势力的变化对南海的表层海流性质与格局起重要作用。     

南黄海沉积速率和沉积通量的初步研究

1983—1986年,中美联合对南黄海进行了调查,利用同位素~(210)Pb方法测定了该海域的沉积速率和沉积通量,分别介于0.026—0.67cm/a和0.033—0.76g/(cm~2·a)之间。研究表明,山东半岛南侧是现代黄河物质大量沉积的场所,而在黄海暖流流经的地带和冷涡区,其沉积作用却较弱;物质来源和海流体系是控制该海域沉积速率和通量的主导因素。     

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。     

论沉积强度——以南黄海为例

本文在同位素~(210)Pb测定沉积速率的基础上,提出了“沉积强度”的概念,并以南黄海为例划分了不同沉积强度区,同时探讨了其形成机制。     

现代黄河口晚更新世以来沉积地球化学特征

对现代黄河口KD4孔岩心进行了粒度与地球化学分析,结果表明KD4孔的化学元素随深度变化表现出一定的分层性,自上而下可划分为10层,分别为黄河三角洲沉积、全新世浅海相沉积、晚更新世玉木Ⅲ冰期陆相地层、玉木上亚冰期海相沉积、玉木Ⅱ冰期陆相地层、玉木下亚间冰期的浅海相沉积、玉木Ⅰ亚冰期的陆相沉积以及上玉木—里斯间冰期的海相沉积及其后波动期的陆相、海相地层。对各层元素含量与变化进行了描述。对常、微量元素进行R-型聚类分析,可将元素组合初步分成4个聚类。R-型因子分析反映常、微量元素变化主要受5个因子控制,分别反映沉积物粒度、水动力、物源、地球化学作用和自生作用等因素的影响。研究结果揭示出本区自晚更新世以来的玉木—里斯间冰期及其波动期、玉木Ⅰ亚冰期—下亚间冰期、玉木Ⅱ亚冰期—上亚间冰期、玉木Ⅲ亚冰期—冰后期4次大的冷暖交替旋回,较好地响应了区域和全球气候变化。