东海大陆架南缘海域地层声学剖面及地质解释

阐述了对东海陆架南缘勘查区进行的高分辨率的浅地层探测情况。通过对测区的浅地层声学剖面的解释和研究,笔者认为:声学剖面较直观地反映了该区的海底地形、地貌、浅地层沉积物结构、构造及海底基岩埋深状况,对恢复该区沉积地质环境和发育历史有重要意义。     

长江水下三角洲向南延伸泥质带浅地层结构及沉积物特征初探--以朱家尖岛以东海域为例

文章对取自长江水下三角洲向南延伸带上舟山泥质区边缘的58个表层沉积物样品的粒度进行了分析,并且对舟山近岸泥质区进行了浅地层剖面探测。结果显示,该区沉积物以黏土质粉砂为主;含水率较高（平均为46%）,干容重较低（平均为1.44 g/cm3）;孔隙比大,高压缩性,抗剪强度低,因此其抗冲蚀能力较弱。区内地层剖面上部为全新世浅海相沉积,岛礁区及南部剖面可见少量下伏基岩,剖面I东部可见浅层气出露,其顶面埋藏深度约为12 m。全新世以来该区域沉积厚度为4~23 m,千年时间尺度沉积速率约0.57~3.29 m/ka,低于长江口门外水下三角洲泥质沉积中心,属弱淤积沉积环境。由于近年流域人类活动导致长江入海泥沙减少,南下沿岸流携带的泥沙可能减少,浙江沿岸面临泥质沉积速率下降或甚至侵蚀的威胁。     

西太平洋维嘉平顶山沉积特征及富钴结壳资源意义

基于中国大洋36和41航次浅地层剖面数据,结合DSDP钻井及国内外相关研究,对西太平洋维嘉平顶山顶部沉积物的浅地层剖面特征、沉积环境、沉积时代、沉积物厚度分布特征等进行了研究,发现3种主要的地层反射特征,分别代表3个沉积单元;山顶沉积物的厚度分布呈现出3个沉积中心区和4个基岩裸露/沉积物稀薄区的特点;平顶山东部的沉积异常可能与始新世的第二次火山活动有关。根据富钴结壳的生长和发育特点,结合维嘉平顶山的沉积物分布特征,圈定了结壳资源潜力分布区。维嘉平顶山作为中国重要的富钴结壳合同区块,本次研究对其富钴结壳资源进一步的勘探工作具有指导意义。     

浅地层剖面仪在长江口航道勘察中的应用

浅地层剖面仪利用回声测深的原理,接收阻抗不同的地层介面所反射的声脉冲讯号,并在记录纸上相应“描绘”出海底下数十米的松散沉积物的地层剖面图,用它与少量的钻孔资料相对比,综合分析可绘制出地层剖面图。浅地层剖面仪是一种连续走航自记的声学电子仪器,可以应用于海洋地质、水下工程地质勘察,航道地质勘测、疏浚和整治工程。浅地层剖面仪在当今已成为水下地质勘察必不可少的手段。     

南黄海西北部晚更新世以来的沉积环境演化

利用在南黄海西北部陆架获得的3500 km高分辨率浅地层剖面资料,结合3口地质钻孔的岩芯资料,建立了研究区晚更新世以来的沉积地层格架,厘定了地层地质年代。研究表明,过孔的浅地层剖面与钻孔岩芯的沉积地层有很好的对应关系。浅地层剖面可划分出5个主要不整合面(T5～T1)和6个主要地震单元(SU6-SU1),相应的钻孔岩芯可划分出6个主要的沉积单元(DU6-DU1),反映了大约128 ka以来的地层结构和沉积环境演化。钻孔沉积物岩性相特征、测年数据和地层反射特征表明研究区氧同位素5期(MIS5)发育了滨浅海相和三角洲相沉积,MIS 4发育了河流湖泊相沉积,MIS 3发育了三角洲相沉积,MIS 2发育了河流和河口相沉积,MIS 1发育了近岸水下楔形沉积。晚更新世以来,南黄海构造相对稳定,影响沉积环境演化的主要因素是海平面变化和沉积物物源。本文的研究对于深入了解南黄海西北部陆海相互作用过程、地质环境演化以及揭示全球变化的区域响应具有重要的科学意义。     

中太平洋海盆富稀土沉积层及其声学特征

为了解中太平洋深海富稀土沉积物的地层特征及稀土富集机制,2013年中国地质调查局广州海洋地质调查局在中太平洋海盆西部以地球物理探测与地质取样相结合的调查方式,对该区域开展了浅地层剖面测量、单道地震测量、重力活塞沉积物柱状取样.通过浅剖、单道地震声学探测,揭示了研究区域地层单元:①0～12 m,第四纪—晚渐新世远洋粘土沉...     

基于水下文物控制实验的海洋地球物理声学研究进展

海洋地球物理声学方法是进行高分辨率、大范围水下考古调查与研究的利器。由于海洋环境与水下文物的保存状态、埋藏状况之间存在着复杂的耦合关系,导致仅根据地球物理声学探测数据推断水下文物是否存在以及分布情况具有较大的不确定性。近30年来基于水下文物声学探测方法的可控实验研究表明,不同侧扫声呐系统对出露于海底的水下文物遗址探测有不同的声学响应,而多波束声呐技术可用于水下文物遗址的时移变化研究,浅地层剖面探测对部分或全部嵌入海底沉积物中的遗址探测效果更为明显。水下文物的控制实验研究能提升对不同水下文物声学特征响应的认识,可以为探测成果与解译精度之间的关联研究提供借鉴,并有望为高效、大范围的水下文物探测与资源调查提供系统解决方案,从而更好地服务于水下文物保护与管理。     

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。     

库姆塔格沙漠东南缘BL砂黄土剖面的沉积过程与物源分析

通过对库姆塔格沙漠东南缘BL砂黄土剖面观测、描述和采样,分析了沉积物粒度、年代、沉积环境和地球化学元素特征,结果表明：1）BL剖面沉积物颗粒的93.34%为砂和粉砂,证明剖面为一砂黄土沉积地层;2）BL砂黄土剖面地层沉积的开始年代为全新世早期（8.3ka）,是阿尔金山东部冰川消融后在特定的地形环境条件下形成的。地表沉积环境在全新世开始到8.3ka之间,受到了阿尔金山冰川和冰缘带融水的泛滥冲刷,难以形成沉积,8.3ka之后冰川积雪融水减少后在高凸的合适地形开始了连续沉积,由此形成了BL砂黄土沉积地层。BL地层沉积速率约为4.22cm/100a,早期沉积速率较快,后期则有所减缓;3）对比BL剖面沉积物特征元素比值分布模式,其与库姆塔格沙漠表层砂、内部出露地层（全新世以来）的不同沉积物特征元素比值分布模式具有极其相似的特征,证明两者的物质具有同源性,BL剖面的沉积物来源就是库姆塔格沙漠表层或者内部地层翻出来的物质。BL砂黄土沉积的过程和物源的研究为今后研究全新世以来库姆塔格沙漠区域古气候过程奠定科学的基础。

     

现代黄河三角洲地区晚更新世以来高分辨率沉积粒度特征及动力沉积环境演化

基于现代黄河水下三角洲浅地层剖面资料和GYDY钻孔的岩性、磁性、地层年代与古生物数据,将研究区26.2m以浅地层自上而下划分为6个沉积单元,分别对应DU 1~6.在高分辨率粒度测试的基础上,根据沉积物粒径组分、粒度参数、粒度资料图解和结构散点图等分析手段,分析了各沉积单元的粒度分布规律及对应的动力沉积环境,并探讨了研究区晚更新世末期(约36.2cal.ka B.P.)以来的动力环境演化.结果表明:DU 6沉积单元为献县海侵层,形成于浅海陆架沉积环境,水动力环境强度弱,沉积作用以静水悬浮沉积为主; DU 5沉积单元形成于末次盛冰期,动力强度大,动力环境变化复杂,粒度图解显示其整段或局部可能接收风营力改造,接受风成沉积物补给的可能性较大; DU 4沉积单元冰后期约13.3~8.5ka B.P.,为河口沉积层,以中等到弱沉积动力为主,动力环境变化复杂; DU 3沉积单元为狭义黄骅海侵层,形成于受多种营力作用的滨海环境,沉积环境较稳定; DU 1和DU 2沉积单元属现代黄河三角洲沉积层,形成于较弱到中等动力强度三角洲环境,其中DU 2沉积单元可能受到黄河1855年铜瓦厢改道入渤初期尾闾大幅度摆动的影响,粒度特征变化复杂.各沉积单元的粒度特征的变化规律与海侵-海退层序基本一致,是冰期-间冰期旋回海陆变迁过程中多营力共同作用的结果.研究区古气候变化仅在本区暴露于陆的末次盛冰期与冰后期早期对相应沉积单元粒度分布有一定影响.     

河北平原三河S9孔岩心特征及第四纪地层划分研究

第四纪地层年代学格架的建立对区域地层对比及古地理环境演化研究具有重要意义。通过分析河北大厂凹陷北部第四系标准孔S9钻孔岩心沉积物颜色、结构构造、岩性组合特征,应用测井曲线、古地磁、AMS ¹⁴C和OSL测年方法,对S9钻孔剖面进行详细地层划分、沉积相分析和地层年代学格架建立。将S9孔揭示的松散沉积物分为4套岩性组合:第1套岩性组合代表洪积扇沉积;第2套岩性组合代表辫状河沉积;第3套岩性组合代表洪积扇沉积;第4套岩性组合代表泛滥平原沉积和河床沉积。通过对古地磁实验结果的分析得出, 0~145.3 m为古地磁极性带的布容正极性时,145.3~212.6 m为古地磁极性带的松山反极性时,212.6~251.8 m为古地磁极性带的高斯正极性时。以磁性地层为主导,以岩性地层特征、¹⁴C和OSL测年数据为辅,对S9孔第四纪岩性地层进行初步划分,其第四纪地层的下更新统、中更新统和上更新统的底界对应深度分别为210.9 m、145.4 m和24.05 m。     

鄱阳湖浅水三角洲沉积体系三维定量正演模拟

以鄱阳湖现代浅水三角洲沉积体系为例, 应用三维正演地层模拟软件Sedsim, 在参考前人研究的基础上, 首次将湖盆底部地形、湖(海)平面变化、沉积物注入量及注入方式、气候、沉积物供给速率等动力要素结合在一起, 对该浅水三角洲沉积体系的形成过程及1200年以来的演化进行定量正演模拟, 并采用历史和野外数据对鄱阳湖现代浅水三角洲沉积模型进行约束和校正.模拟结果表明, 鄱阳湖浅水三角洲沉积体系的发育是湖盆地形、湖平面变化、物源供给等多因素作用的综合结果.在该三角洲沉积体系中, 由于水体较浅、沉积底形坡度平坦且基准面变化频繁, 三角洲前缘发育的砂体基本上以席状砂为主, 并主要分布于湖区敞流通道附近.湖平面之上的三角洲平原河道发育与改道的现象主要受湖平面变化速率的影响, 即基准面缓慢上升期间和基准面快速下降期间, 河道发育的现象较明显.该模拟结果不仅能够对大型浅水三角洲的内部特征及形成过程有着更直观的认识, 而且也为今后研究不同地区相似的三角洲沉积体系的形成过程提供了可借鉴的分析模型与理论依据.      

末次冰期以来乌兰布和沙漠北缘的环境变迁

乌兰布和沙漠北部边缘是人类活动与环境变化相互作用较为典型的区域,对其形成和演化历史的恢复重建有助于认识和理解区域人地关系。本文基于遥感解译、野外调查和室内分析,对乌兰布和沙漠北缘（磴口以西地区）十多个湖相地层出露点（包括3个典型剖面）进行了较为详细的地貌、沉积和年代学研究,获得了研究区湖泊退却最后阶段的地层记录。测年结果表明研究区大部分在9.315~7.375ka B.P.（10.64~8.06cal.ka B.P.）的时限内退出湖泊环境,局部（可能为河汊或湖湾）湖相沉积可延续至全新世中晚期。沉积研究表明,所观察到的湖相地层大体形成于42cal.ka B.P.以来的河口环境,但河流过程和湖泊过程的相对强弱存在明显的时空分异。剖面下部（约42cal.ka B.P.以来）沉积物相对较粗,推移质占主导,斜层理局部可见,反映波浪作用对沉积物的搬运沉积具有主导作用,湖水相对较深,有利于动力较强的波浪的形成;剖面上部（大约在全新世以来）沉积物普遍变细,以悬移质沉积为主,最后阶段均沉积具水平层理的"红胶泥",软体动物大量繁衍,指示晚期湖泊近岸区域水动力条件弱、湖水浅、坡降小,沉积过程以静水堆积为主导。空间分异特征反映了河口环境河流冲积过程与湖泊滨岸过程在不同位置的作用程度不同,主要与三角洲平原上分流河道的规模和持续时间,以及堆积区水下地形特征及其与河口的相对距离有关。基于地层记录和沉积环境分析,结合前人资料,本文认为研究区湖泊由深变浅直至消亡的过程主要与晋陕峡谷溯源侵蚀引起的河套古湖出口下切有关。     

声学地层剖面探测技术在金州湾人工岛场址勘察中的应用

声学地层剖面探测是一种基于声学原理的连续走航式探测水下地层结构和构造的地球物理方法,由于其灵敏度和分辨率高、连续性好且能高效地探测水下地层的地质特征及其分布而在海洋工程勘察中得到了广泛应用。拟在渤海金州湾海域内建造一座人工岛,场址沉积的地层是自晚更新世以来伴随着海平面升降和海侵海退过程而逐渐形成的,自上而下依次为:浅海相淤泥或淤泥质粉质黏土、滨海相淤泥、陆相黏土、滨海相粉质黏土、海陆交互相黏土和粉质黏土。通过对典型声学地层剖面的综合分析和解释,识别出了8个连续的强声学反射界面,主要划定了具有沉积环境意义的6个声学层序,查明了现代沉积层的厚度分布和基岩面埋深状况等;并与工程地质钻孔的沉积地层岩性单元对比研究,发现依据声学地层剖面进行的地层划分与钻孔岩芯的地质地层划分有较好的对应关系,由此确定并推断了地层的沉积相。     

阳原泥河湾盆地台儿沟东剖面沉积相磁化率各向异性研究

磁化率各向异性(Anisotropy of Magnetic Susceptibility:AMS)能揭示沉积物中磁性矿物的定向排列,用于判定水流大小和方向变化。目前,关于沉积微相的磁化率各向异性研究仍较少。本文通过对台儿沟东剖面进行高分辨率磁化率各向异性研究,发现各沉积微相和亚相的磁化率各向异性较大差异,对于水动力较大的沉积微相,如分支河道、水下支流河道、河口砂坝等,其磁化率和磁化率各向异性度相对较大;对于水动力较小的沉积微相,如分支间湾、天然堤等,磁化率和磁化率各向异性度次之;对于滨浅湖、前三角洲泥、沼泽等静水环境,磁化率和磁化率各向异性度最小。根据各沉积微相或亚相χ与P的相关系数变化,可将河湖相地层分为两段:其中,在7.8~90m深度范围内,χ与P的相关系数为正值;在之下90~130m深度范围内,χ与P的相关系数主要为负值。与郝家台、东谷坨剖面磁化率各向异性结果相似,台儿沟东剖面各沉积微相和亚相的磁化率最大轴主要倾向NNE和NNW方向,而磁化率最小轴主要倾向SW方向,表明泥河湾盆地的物源除了可能来自盆地东部外,还可能来自盆地西南部。     

鄂尔多斯盆地神木地区下二叠统太原组浅水三角洲沉积特征

鄂尔多斯盆地神木地区太原组是在北隆南倾的古地形背景下形成的以浅水三角洲为主的充填沉积。携带沉积物的河流进入海水后,由于河水与海水之间存在着较大的密度差异、侧向扩散较少,其三角洲前缘沿着海底继续向前快速推进,使水下分流河道延伸较远。研究区地形坡度平缓、水体浅,三角洲平原向前推进并进一步降低了地形坡度,从而减弱了携带沉积物的流体的动能,使得大部分沉积物在三角洲平原的分流河道中沉积下来。同时因水体浅,河口坝、席状砂等前缘沉积物常遭受进积的水下分流河道的冲刷和侵蚀而难以保存。研究区三角洲平原分流河道沉积极为发育,前三角洲相对不发育,三角洲前缘也以水下分流河道沉积为主。分流河道、水下分流河道常对下伏沉积物强烈冲刷,切割先期的沉积物乃至包括海相沉积物在内的深水沉积物。在三角洲废弃期,三角洲前缘沉积物常被潮汐作用改造。三角洲平原分流河道及三角洲前缘水下分流河道砂体呈带状分布,是天然气勘探的有利目标。     

新疆柴窝堡盆地南缘晚新生代陆源沉积物岩石磁学特征及其古环境意义

亚洲内陆晚新生代干旱化历史及其驱动机制是非常重要的科学问题。选择天山北麓柴窝堡盆地南缘乌鲁木齐河剖面为研究对象,基于磁性地层年代学研究建立的时间标尺,分析了该剖面碎屑沉积物岩石磁学特征及其控制因素,进一步探讨了柴窝堡盆地晚新生代古气候特征。磁性地层年代学研究约束乌鲁木齐河剖面底界年龄为~6.8 Ma,顶界年龄为~3.3 Ma。详细的岩石磁学测量及漫反射光谱分析结果表明,乌鲁木齐河剖面沉积物中磁性矿物主要包括磁铁矿、赤铁矿等,磁学参数χ_lf、χ_ARM、SIRM、S_-100mT、S_-300mT、 χ_ARM/SIRM等在~6.3 Ma、~5.2 Ma存在明显变化,揭示磁性矿物粒度、含量等存在相应变化,如在~6.3 Ma前后,磁性矿物颗粒逐渐变粗、含量降低;在~5.2 Ma前后,磁性矿物颗粒逐渐变细后趋于稳定、含量逐渐增多。基于稀土元素分析、沉积粒度与磁学参数相关性分析,认为沉积物源与沉积物粒度不是导致乌鲁木齐河剖面磁学性质变化的主要因素,自~6.8 Ma以来逐步干旱化的气候条件可能是导致该剖面磁学特征变化的重要原因。基于漫反射光谱分析得到的红度与亮度数据结果也揭示了同样的古气候特征。     

台风苏拉(2012)沉积层的高分辨率探测与辨识

台风苏拉于2012年7月28日在菲律宾东部海域形成,生成后向北偏西方向移动,于7月30日下午加强为台风,8月1日14时加强为强台风,并于1日19时在台湾花莲登陆。登陆后强度逐渐减弱,并于2日22时在福建福鼎二次登陆,登陆时中心最大风力33m/s,登陆后继续深入福建,并减弱为热带风暴,于3日晚上停止编号。台风苏拉强度强、移速慢、与西南季风结合局地雨强大、影响时间长范围广,在福建登陆后继续向内陆移动,对福建近岸海洋沉积环境产生了显著的影响。台风对海洋沉积环境和沉积过程有重要的影响。本研究利用高分辨率浅地层剖面探测技术和放射性同位素方法探测了福建近岸在台风苏拉路径附近海域形成的风暴沉积层。两种方法获得的台风风暴沉积层厚度为10~25 cm。沉积层厚度、沉积物粒度、δ13C值分布特征显示沉积层的物质主要来源于海底沉积物的再悬浮和再分配。风暴沉积层内沉积物粒度呈现变粗的趋势,显示细粒级组分在更广范围内扩散。浅地层剖面探测技术和放射性地球化学方法结合,为估算台风影响提供了新的方法。     

河北平原区固安G01孔岩芯特征及第四纪地层划分

河北平原发育巨厚的冲积、冲洪积沉积物,其岩性、岩相变化明显,仅仅依靠钻孔岩芯的岩性组合、沉积相分析难以建立具有代表性意义的地层层序,测试手段的发展和研究精度的提高,为建立河北平原区广大冲积平原的标准地层提供了可能。文章通过对第四系标准孔G01孔（钻孔深度415.5 m）的岩芯观察,按照沉积物颜色、沉积环境、沉积旋回和沉积构造等特点,将G01孔揭示的松散沉积物分为9大岩性段：第1岩性段主要为灰黑色粘土及灰黑色中砂,代表了河漫滩沉积和河道沉积;第2~5岩性段主要为灰黄-灰绿色粘土-粉砂质粘土-粉砂,发育水平层理和块状层理,局部发育波状层理,代表了河漫滩沉积;第6~9岩性段主要为灰黄-棕红色粘土、粉砂质粘土、粘土质粉砂夹灰黄色粉砂、细砂及砂砾层,代表了边滩、河道沉积和河床滞留沉积。通过对古地磁实验结果的分析得出,0~105.5 m为布容正极性时,105.5~183.7 m为松山反极性时,183.7~415.5 m为高斯正极性时。以磁性地层为主导、岩性地层特征和¹⁴C测年数据为辅,对固安G01孔第四纪岩性地层（183.7 m内）进行初步划分,其第四纪地层的下更新统、中更新统、上更新统和全新统的对应深度分别为183.7~105.5 m、105.5~59.2 m、59.20~21.45 m和21.45~0 m。

     

长江口水下三角洲粒度与210Pb特征的空间分布

长江口细颗粒物质来源丰富、水动力作用活跃,近年来又受到三峡大坝等流域大型工程的影响,因此其水下三角洲沉积层序对自然过程(物源变化、潮汐水道地形调整、风暴潮事件等)和人类活动(航道疏浚等)的响应成为一个重要的科学问题。对覆盖长江口水下三角洲的31个站位的沉积物柱样进行了粒度分析,并对其中30个站位的柱样进行了 210Pb测定,结果表明,长江口物质主要是来源于现代流域供给,少数站位的砂质沉积则代表海底侵蚀。沉积物柱状样的平均粒径有4种类型的垂向分布趋势: Ⅰ.向上细化,Ⅱ.垂向稳定,Ⅲ.垂向波动式变化,Ⅳ.向上粗化。分别对应于不同的地貌部位和冲淤动态。210Pb比活度垂向变化有4种类型: 1)标准衰变剖面,2)均一 210Pbtotal活度剖面,3)分段式衰变剖面以及4)分段式衰变与倒置衰变复合剖面。4种类型的空间分布格局显示, 多数站位不是连续堆积的。不同站位的柱状样沉积记录代表了长江口水下三角洲沉积对各种因素(沉积动力过程、流域水库建设等)的复杂响应模式。长江口水下三角洲粒度与 210Pb的空间分布特征指示了研究区的多种沉积动力特征,如物源变化、水动力变化、相邻区域的侵蚀搬运与二次堆积、水动力强弱的空间差异以及事件沉积的影响。