渤海湾西部海域表层沉积物重金属含量分布与评价

通过分析测定渤海湾100个站位表层沉积物中重金属元素的含量,探讨其分布特征及富集状况,并通过地累积指数法和潜在生态危害指数法对渤海湾西部岐口凹陷海域底质环境进行了评价。结果表明：渤海湾西部海域表层沉积物中As、Hg、Cu、Pb、Cd的平均含量分别为12．9×10－6、0．031×10－6、29．5×10－6、27．4×10－6、0．159×10－6。结合5种元素的地球化学图及地累积指数法分析表明,研究区表层沉积物整体上未受到As、Hg、Cu、Pb、Cd的污染,而在高值区Pb和Cu达到轻度污染的水平;潜在生态危害指数法的评价结果指明,重金属元素的潜在危害程度顺序是Hg＞Cd＞As＞Pb＞Cu,研究区重金属的潜在生态危害轻微,只有在高值区,Hg和Cd才达到中等程度的生态危害。     

表层沉积物粒度所指示的渤海现代沉积体系

本文基于140个渤海表层沉积物样品的粒度分析,探讨渤海的现代沉积体系。结果表明,渤海现代沉积体系主要分为三类：1）渤东潮流沉积体系,以潮流动力作用为主,包括渤东涨潮流三角洲及其前缘的泥质沉积,以及该三角洲以北的变余沉积和残留沉积;2）河流水下三角洲沉积,以河流与海洋动力交互作用为主,主要包括黄河水下三角洲、滦河水下三角洲、辽河水下三角洲、海河水下三角洲和潍河-弥河水下三角洲等;3）陆架沉积,其中,渤海湾中部发育陆架泥质沉积。渤海东部涨潮流三角洲沉积体呈较为完整的扇形分布,扇形中轴大致由老铁山水道强潮流速区指向秦皇岛至滦河口近海的弱潮流速区,其三角洲前缘发育泥质沉积。渤东涨潮流三角洲以北存在一块面积较大的古河流相沉积洼地,由于周边碎屑物质供应匮乏,尚未被现代沉积物明显覆盖,估计应为渤海面积较大的一处变余沉积-残留沉积区。渤海泥质区（带）由渤海湾内的陆架泥质沉积和渤东涨潮流三角洲的前缘泥质沉积相互叠加、衔接而成。从物源上来看,该泥质区（带）由黄河（再）悬浮的细颗粒物质长期、缓慢沉降堆积而成,由此也构成了黄河物质向北扩散的边界。模式分析显示,落潮流可能是黄河物质向北黄海搬运的主要驱动力。

     

长江口表层沉积物粒度时空分布特征

结合近期长江口558个表层沉积物采样资料，分析了长江口表层沉积物时空分布特性，得到了近期长江口表层沉积物中值粒径和沉积物类型分布特征。横沙以上海域表层沉积物粒径洪枯季变化较小；浑浊带海域洪季粗，枯季细；口外海域则枯季粗，洪季细。横沙以上和口外海域沉积物类型洪枯季变化较小，浑浊带海域沉积物类型变化较复杂。无论洪枯季北港表层沉积物最粗，北槽次之，南槽最小。表层沉积物大小潮变化较小，两次采样平均差别为9.7％；沉积物年际变化随大通流量和输沙量的变化而变化。近十五年来，长江口表层沉积物类型变化较大的区域主要是北支上段、南北港分流口、北槽和南槽浑浊带海域，主要与河槽的自然演变和人类活动有关。结合Pejrup新三角图对长江口各沉积动力环境进行分区，对比各沉积环境亚区的粒度特征，并对黄河口、长江口、珠江口表层沉积物粒度参数进行对比。     

泰国湾表层沉积物陆源碎屑的粒度特征及其展现的沉积动力环境

海洋碎屑沉积物的粒度特征是海底沉积动力环境的直接体现,是用来研究海洋动力环境变化的重要手段,尤其是陆架海底表层沉积物的粒度分布,对于研究沿岸和水柱底边界层现今海洋动力环境可起到重要作用。该项研究通过调查遍布泰国湾至湄公河口海底表层沉积物陆源碎屑的粒度分布特征,以期获得影响现今特定海域沉积作用的海洋动力环境过程。粒度分析的结果显示,泰国湾表层沉积物的陆源碎屑以细砂-细粉砂为主,分选总体较差,频率分布以正偏为主。其中,细砂-极细砂组分主要分布在曼谷湾和柬埔寨沿岸。湄公河岸外沉积物为细砂,且分选比泰国湾区域的沉积物要好。这些表层沉积物的粒度特征具有良好的环境变化指示作用。湄公河岸外分选较好、近于正态分布的中砂沉积物指示了波浪作用下的沉积环境。曼谷湾和柬埔寨沿岸分选较差的中砂-细砂粗粒沉积物反映了潮汐和波浪的共同作用;泰国湾东西沿岸区域分选中等、呈正偏态的极细砂-中粉砂沉积物体现了潮汐的控制作用;而泰国湾中部分选较差的沉积物则指示了表层洋流作用。研究表明,泰国湾和湄公河岸外表层沉积物陆源碎屑的粒度分布特征可用于区分不同海洋动力因素的控制作用,揭示出泰国湾的沉积动力环境主要受潮汐、波浪和洋流的共同影响,湄公河岸外的沉积动力环境主要受波浪的影响。     

崇明东滩表层沉积物的粒度空间分布特征

经对崇明东滩45个现代表层沉积物样品粒度分析表明：潮滩沉积物绝大部分以淤泥质粉砂为主，平均粒径16．1—46．5μm。沉积物粒度组成具有明显的空间分布特点：高—中—低潮滩依次出现细粉砂、中粉砂和粗粉砂；从潮滩北部至南部，沉积物粒度由细变粗。上述特征与水动力条件基本对应，同时也受到植被分布状况的制约。     

浙闽沿岸南部泥质沉积中心表层沉积物粒度特征及其季节性差异

通过对浙闽沿岸南部泥质沉积中心15个站位夏季和冬季表层沉积物的粒度分析和对比,探讨了表层沉积物粒度的分布特征、季节性差异及其影响因素。研究结果表明,各站样品以黏土质粉砂为主,各粒度参数差别较小,平均粒径和标准偏差呈显著的负相关,偏态和尖态呈弱负相关。粒级—标准偏差曲线上,在4.92～6.46和25.32～33.27 μm之间存在高峰值,在11.16～13.39 μm之间为低谷值。粒度分布具有季节性差异,冬季样品各粒度参数分布范围均高于夏季,平均粒径（值）总体上比夏季的要小,偏态和尖态等值线的梯度明显大于夏季的。在粒级—标准偏差曲线上,冬季样品的变化程度要显著高于夏季的。粒度分布的差异主要受物质来源和海洋动力环境的季节性变化影响。     

洱海环境沉积学研究——表层沉积物营养盐与粒度分布

云南洱海表层沉积物营养盐与粒度分布的相互关系的研究结果表明：湖泊水动力较弱的水域,TP、Fe-P、O-P与粘土矿物的相关性较好。而近岸水动力较大的水域,如河溪入湖处,有利于TN、TOC、氨氮、残留磷的富集,它们与碎屑矿物的相关性很好,如石英和方解石。另外,沉积物中粘土矿物越多,粒径越小,沉积物对磷的吸附作用就越强,在洱海这种类型的沉积物主要分布在远岸深水－较深水的北部湖心。     

云南洱海的环境沉积学：表层沉积物的粒度分布,水流方向和能量

根据粒度分布特征、聚类分析和因子分析研究结果,推测洱海存在以下几胡水流动特征。第一;弥苴河流,方向由北向南形成了洱海北区水流向南部的原水动力,其沉积物在北区形成大的弥苴河三角洲;第二、由洱海西岸向东岸,人湖的溪流引起的辐射流,这种辐射流体现在入湖河流沉积物形成的扇三角洲上,沿洒岸向湖心推进,在湖心和东岸被减缓;第三、存在沿西岸的南北向的湖水流动;第四、受水下地形,存在围湖心的环状流动,由粒度分布推     

程海表层沉积物粒度空间分布特征及其影响因素

由于受湖泊动力条件和物质来源的影响,湖泊表层沉积物的各粒度组分表现出不同的空间分布特征。选择滇西北程海作为研究对象,通过测试程海表层沉积物的粒度,分析了其不同粒度组分的空间分布特征,对影响程海表层沉积物粒度空间分布的因素进行探讨。研究结果表明:程海表层沉积物的优势粒级为粉砂,各样品沉积类型为黏土质粉砂。粒度组分及其参数的空间分布特征变化差异明显,黏土组分含量呈现出由南向北逐渐增加的趋势,而粉砂、中值粒级则呈现出相反的变化趋势,表明程海沉积物粒径受盛行南风的控制与影响,表现为湖泊水动力由南向北逐渐减弱。程海表层沉积物的粒度空间分布特征表明,其表层沉积物易受盛行风的影响向北扩散,因此,应加强该地区沿岸,特别是南岸人类活动的管理,有效控制人为物质的输入,减少污染物的扩散。     

渤海中部表层沉积物分布特征与粒度分区

为了解渤海中部海区表层沉积物分布特征与物质来源和水动力环境的关系,高密度采集了海区1448个表层沉积物样品,并进行粒度参数的相关分析。结果表明,研究区表层沉积物类型主要有砾石、砂质砾、砾质砂、砂、粉砂质砂、砂质粉砂、粉砂、黏土质粉砂、砂-粉砂-黏土和粉砂质黏土10种类型。海区中分布范围最广泛的是粉砂质砂和黏土质粉砂,而砾石和粉砂的分布范围相对较小。海区主要由老铁山水道、冲刷槽砂砾区、渤中砂质浅滩和辽东砂质浅滩、渤中粉砂质平原、渤海湾黏土层粉砂三角洲平原和渤西滨岸倾斜砂质平原五个沉积物粒度分区。主导海区沉积物分布模式的动力机制是进入渤海的黄海暖流余脉形成的渤海环流,另外,渤海海峡强潮流、辽东湾环流和莱州湾环流也是控制区域表层沉积物的重要动力因素。这些动力驱动因素促成了渤海物质与黄海物质之间“北进南出”的交换模式。     

渤海湾西部声纳探测发现全新世埋藏槽谷

声波探测具有很高的分辨率和信号发射频度,可以获得高品质浅地层剖面,显示出沉积地层的结构与构造细节、斜层理等三角洲沉积标志特征。展示了渤海湾西部浅地层声纳探测原始记录。探测发现,在大沽口以东27km处存在一个以前不为人知的埋藏槽谷,涉及地层的时代为晚更新世末期与全新世中期。宽达几百米到1km,深约30m,走向北北西,形成时代距今约5000～6000a,可能代表了某种重大地质事件,其成因有溺谷充填和构造断陷2种可能。     

渤海湾西岸风暴潮:叠加地质因素的新探讨

通过对渤海湾西岸1895年以来11次风暴潮高水位的厘定,证实并确定了50年、100年、200年直至10000年一遇的风暴潮高水位值。定量评估了风增水与波浪对风暴潮高水位的贡献。进一步从地学角度讨论了21世纪10年间隔的海面上升量、地面下沉与围海造陆共同作用、海面上升引发的净增水效应及河口增水效应。根据上述各类参数,预测了至2050年的10年间隔、50~10000年不同重现期的极端水位,并讨论了地面下沉对风暴潮测量准确性的影响。认为当前的防潮堤(海垱)高度可抵御50~100年一遇的风暴潮的侵袭,但据所讨论的综合因素的影响,建议2020年防潮堤的高度应达到+4.8m,2030年达到+5.1m(85高程)。     

渤海湾西侧泥质海岸带全新世岸线的变化与海洋的影响

以渤海湾泥质海岸带为例,从形态和地层证据2个方面总结了全新世岸线变化与海洋作用对该地区海岸带发育的影响。中全新世以来千年级别的岸线变迁至少以6次停顿（形成贝壳堤和泥质岭地）和岸进的交替为特征。过去130年间10年级别的岸线变化分为4个阶段,显示了＂小冰期＂结束后随气温上升而发生的岸线自然蚀退是如何逐渐被人类活动（特别是2000年以来的围海造陆）所取代的。全新世海相沉积中发现的9个峰值期和晚全新世的7次风暴驱动事件,表明了研究区泥质海岸带增强的海洋影响。这些结果提供了一条经由地质背景认识现代泥质海岸带过程的途径。     

Spatial distribution and temporal evolution of sediment transport pathway of deltaic deposits in a rift basin: an example from Liaodong Bay sub-basin,Bohai Bay,China

The Liaodong Bay sub-basin is a classic non-marine rift sub-basin in the Bohai Bay, northeastern China. The study area is located on the east side of Liaoxi uplift in the west slope of Liaodong Bay sub-basin. It sits on a draped anticline zone above the paleo-uplift and contains the second biggest offshore hydrocarbon field found in China to date. The sub-basin is bound to the west by the TanLu fault zone, the most active and largest fault active zone in eastern of China, and has been active from the Mesozoic to present. The spatial distribution and temporal evolution of the depositional systems in the lacustrine rift basin were significantly controlled by topography of paleo-uplift and the distribution of sediment transport pathways. Using 3D seismic and densely spaced well data, we systematically analysed the spatial distribution and temporal evolution of sediment transport pathway of the deltaic deposits in the SZ36-1 oilfield in the eastern slope of the Liaozhong sag. Two types of sediment transport pathway, including the fault relay ramps and erosional valleys, were recognised: (i) the fault relay ramps between two sub-parallel faults; and (ii) a series erosional valleys on the uplift, with ‘V-’, ‘U-’ or ‘W-'shaped cross-sectional patterns. Seismic stratal slices reveal that the erosional valleys branch and converge from upstream to downstream. The paleomorphology of the Liaoxi uplift (e.g., erosional valleys and sub-uplifts) and their evolution control the depositional systems and the pattern of sediment dispersal in the rift lacustrine basin area. The research indicates that paleogeomorphology controlled the direction of sediment transport, the capacity and position of sediment accommodation, influenced the type of sedimentary micro-facies and the spatial distribution pattern of the sediments. Seismic stratal slices and paleogeography maps reveal the erosional valleys shrunk progressively with sedimentary fills, resulting in decreasing gradients of the depositional slope, and provide a gentle geomorphology for a large-scale fluvial-delta depositional system to develop.     

渤海湾西岸海岸带现代地质作用及影响因素分析

通过对渤海湾西岸粉砂淤泥质海岸带的现代地质作用调查与分析,阐述了渤海湾海岸带在现代地质作用下侵蚀和淤积并存的现状:目前潮间带上部在不断淤高,而潮下带则存在侵蚀,正处于淤蚀过渡期。遥感资料及沉积物粒度的进一步分析,认为渤海湾西岸现代地质作用的影响因素及海岸带淤积泥砂主要来自岸滩下部及浅海区的侵蚀作用。提出在海岸开发中注意防淤的同时,高度重视侵蚀作用可能对海岸带造成的危害。     

渤海湾西部浅海区活牡蛎礁调查结果及资源保护建议

采用旁侧声呐、浅地层剖面仪和单波束水深测量多种物探仪器联机,同步调查天津大神堂浅海区的水下活牡蛎礁资源,为合理保护活牡蛎礁资源提供科学依据。调查结果表明,该区活牡蛎资源由3个分散礁体组成,总面积仅约3km2,礁体最大厚度1.2m,平均厚度0.6m;调查区海底地形平坦,水深介于3.4~5.6m之间,因受人类活动严重破坏,仅在有礁体发育的局部范围内有高程约1m的起伏波动。为了生态资源的完整,必须对现存的活牡蛎礁体进行保护和恢复。     

渤海湾西岸全新世沉积速率对河流供给的响应

渤海湾西岸由北向南获取了3个钻孔,以全新世海相岩心为研究对象,采用AMS14C(Accelerator Mass Spectrometry14C,加速器质谱14C)测年方法建立年代框架并计算平均沉积速率,结合沉积物粒度组成及沿岸古河流三角洲发育历史,探讨了沉积速率对沿岸河流供给变化的时空响应。结果表明,早全新世—中全新世初期(11~6ka),渤海湾西岸整体沉积速率偏低,仅0.03~0.07cm/a,沉积物粒度较粗;中全新世6.43~4.97ka cal BP期间,NP3孔平均沉积速率为0.60~0.93cm/a,高于同期沿岸南部的CH110孔和BT113孔。沉积物组成以粉砂为主,粘土含量低,向上逐渐变粗,具三角洲反粒序特征。该时段的高沉积速率系渤海湾西北岸对潮白河、永定河及滦河沉积物供给的响应;中全新世晚期3.68~2.67ka cal BP期间,BT113孔沉积速率为0.27~1.4cm/a,高于同期沿岸北部CH110孔和NP3孔,沉积物组成以粉砂为主,粘土含量较NP3孔高,向上逐渐变粗,具三角洲反粒序特征。该时段的高沉积速率系渤海湾西岸南部对黄河沉积物供给的响应;晚全新世2.29~0.24ka cal BP期间,沿岸中部CH110孔沉积速率为0.55~0.91cm/a,高于同期沿岸南部的BT113孔和北部的NP3孔,该高沉积速率为渤海湾西岸中部对黄河和海河供给沉积的先后响应。     

渤海湾中北部表层沉积硅藻分布及环境指示意义

发现渤海湾中北部表层沉积硅藻21属37种,确定了Cyclotella striata/stylorum,Paralia sulcata和Coscinodiscusperforatus等9个优势种的地理分布;进而根据聚类分析,将研究区表层沉积硅藻划分为6个组合区。讨论了控制它们分布的环境因素,发现盐度与深度是重要控制因素,沉积物底质类型亦对硅藻的分布有一定的影响。     

Wave-Enhanced Sediment-Gravity Flows in Bohai Bay Lacustrine Basin, Eastern China

Sequences of wave-enhanced sediment-gravity flows (WESGFs) have been widely recognized in the marine shelf environment. In this study, we show observations of WESGF deposits in lacustrine settings using well core and thin section data from the Paleogene in the Jiyang sub-basin, Bohai Bay basin, eastern China. The findings of this study include the following: 1) the sequence of WESGFs in the lacustrine basin is similar to that of marine; it consists of three units, MF1 unit: siltstone with basal erosion surface, MF2 unit: silt-streaked claystone, and MF3 unit: silty-mudstone; and 2) prodelta sand sheets are found in the lacustrine WESGF sequence and are classified as the MFd unit: clay-streaked siltstone. However, because the system size and variability in hydrodynamic conditions are different between the lacustrine and marine basins, lacustrine WESGFs do appear to have three distinguishable features: 1) the sediment grain size and sand content are slightly higher than those of the marine WESGFs; 2) lacustrine WESGFs may contain prodelta sediments or sedimentary sequences of other types of gravity flows, such as hyperpycnal flows; and 3) the scale of the sedimentary structures for lacustrine WESGFs is smaller. The WESGFs found in the continental lacustrine basin provide a new model for sediment dispersal processes in lake environments and may be helpful to explain and predict the distribution of sandy reservoirs for oil and gas exploration.     

渤海湾西岸QX02孔Ⅱ海的识别及OSL年龄

以渤海湾沿海低地的QX02孔为研究对象,进行了沉积岩石学分析和底栖有孔虫统计,结合加速器质谱~(14)C测年和光释光(optically stimulated luminescence,OSL)测年,探讨了该孔记录的第Ⅱ海相层埋深和形成时代。第Ⅱ海相层厚度11.4m,记录相对海面高度-26.83~-15.43m。AMS~(14)C年龄表明,Ⅱ海形成于MIS 3早期、甚至更早。OSL年代学研究显示,Ⅱ海样品等效剂量离散度较高,并且主要集中在2个区间,计算得到新、老2个年龄阶段。基于OSL测年原理的常规判断,认为较老的83.5~62.6ka阶段系受曝光不充分组分的影响,通常采用较年轻的51.9~39.9ka阶段为QX02孔的Ⅱ海沉积年龄。但是,较老的一组年龄从新的视角,暗示了可能的原始沉积过程及相应的海侵发生时间,因而具有重要的年代学和沉积学意义。