东海外陆架晚第四纪若干沉积学问题的研究现状与展望

我国东海陆架尤其外陆架的晚第四纪沉积地层、古河道沉积与下切河谷充填沉积、潮流沙脊沉积研究等已经取得较多研究成果,综述已有的研究认识和关键科学问题,讨论地层研究中的氧同位素2期和4期地层划分出现的争议、不同的地层演化模式以及与之紧密相关的末次冰盛期古河道的存在与演化、东海陆架冰后期潮流沙脊成因研究中存在的不同观点,提出未来东海外陆架晚第四纪沉积学研究的思路和工作展望。     

第四系地层连续取心钻探技术

在长江三角洲以及杭州湾地区第四系地层连续取心钻探工作中,通过选用大功率钻机以及活动头双套取土器,采用无泵干钻工艺,取心率达到90％以上,且岩心内部原生沉积层理清晰,扰动小。     

东亚东倾地形格局的形成与季风系统演化历史寻踪——综合大洋钻探计划683号航次建议书简介

围绕IODP 683号建议书,介绍东亚东倾地形格局与季风系统演化历史的相关研究。新生代全球宏观环境格局发生了一系列重大变化,表现为岩石圈活动强烈,板块漂移导致海陆格局和地貌格局的变化,并引发洋流和大气环流的改组,最终导致全球气候的重大变化。新生代岩石圈运动和气候变化表现最为典型的地区是亚洲,其中最具标志性和全球意义的地质事件是喜马拉雅山和青藏高原的隆升及亚洲季风系统的形成与演化。青藏高原隆升最直接的结果是亚洲地区现代地貌格局的形成,大江大河的发育,并在很大程度上影响了亚洲季风系统的形成与演化。综合大洋钻探计划683号航次建议书,计划在长江中下游盆地和东海陆架盆地实施钻探,以获得长江历史演化和东亚季风演化的地质记录,并为研究青藏高原的演化提供新的证据。     

中韩河流沉积物微量元素地球化学研究

长江和黄河以及韩国的Keum和Yeongsan江，具有不同的微量元素地球化学特征。韩国河流沉积物中微量元素含量多介于长江和黄河之间，以Li、Rb和Th较高为特征，粒级效应明显。长江富铁族和铜族元素，黄河则Sr最高，其他元素均低于其他3条河流；韩国河流中Sr主要赋存于长石中，而长江和黄河中则主要赋存于碳酸盐矿物中。根据沉积物中元素的赋存相态及含量，我们认为Ti、Cr/Th、Ti/Nb和Zr/Nb等可以作为判剐西太平洋边缘海，尤其是黄海中长江、黄河与韩国河流物质贡献的可靠地球化学参数，但在运用中必须注意粒级效应影响。     

黄河贯通时间的新探索

石化2井钻孔的元素地球化学研究表明，现代黄河三角洲地区元素组成具有明显的规律性，与现代黄河沉积物元素组成相比，埋深233m之上的沉积物中大多数元素含量及元素之比与之接近，而233m之下的沉积物元素组成则明显偏离黄河物质的化学组成。上部与下部沉积物的元素组成明显不同。差别函数及物源指数计算结合岩性、粒度分析揭示，黄河物质在该地区的影响深度可达233m左右，因此，推测大致在早更新世时黄河贯通并流进华北平原的现代黄河三角洲地区。     

真空抽提结合同位素分析技术研究风化剖面中水的氢氧同位素组成特征

沉积物不同赋存态水作为地球表生过程水岩相互作用的产物,其氢氧同位素组成对于探讨古气候、古环境演变有重要的意义。本文采用热重-真空抽提-液态水同位素测试三者联立技术,提取湖南风化剖面样品不同赋存态水,并测试其氢氧同位素组成。热重分析确立4段抽提温度区间:0~120℃、120~300℃、300~600℃和600~900℃;除120~300℃及300~600℃抽提出的赋存态水性质无法确定外,其余2个温度段赋存态水分别对应吸附水和结构水;0~120℃提取的吸附水主要为现代大气降水的蒸发残余水。由于同位素平衡分馏的原因,赋存态水与矿物晶格结合越紧密,其氢同位素值越偏负,氧同位素值越偏正。本研究方法可为地球表生过程和水循环研究提供依据。     

中国河口三角洲地区晚第四纪下切河谷层序特征和形成*

应用800多口钻孔及文献资料,讨论了中国沿海滦河扇三角洲、长江三角洲和珠江三角洲及钱塘江河口湾4个地区的下切河谷体系,这些皆为丰沙河流形成的河口三角洲。这些河口三角洲地区的下切河谷为长形或扇形,长数十至数百千米,宽数十千米,深40～90 m。河口三角洲地区的下切河谷相序可分为4种类型,即FS-Ⅰ,FS-Ⅱ,FS-Ⅲ和FS-Ⅵ。可以将这4类相序自海向陆排成一个理想序列：FS-Ⅰ位于海岸线附近,FS-Ⅳ位于河口三角洲的顶部,显示海的影响逐渐减弱,陆相作用逐渐增强。下切河谷层序可分为海侵和海退序列。海侵序列的厚度占下切河谷层序的50％以上,体积占60％～70％。海侵序列是在海平面上升过程中,溯源堆积依次叠置而成的,其下部的河床相是在溯源堆积能到达、而涨潮流未能到达的下游河段产生的,往往不含海相微体化石和潮汐沉积构造。在海侵序列中未见区域上可对比的侵蚀面,表明冰后期海平面上升速率的变化、甚至小幅下降也未留下统一的侵蚀记录。下切河谷中的海退序列由河口湾充填及三角洲进积而成,其进程是各不相同的：长江古河口湾先被强潮河口湾相、后由三角洲相所充填,河口湾也经历了由强潮型向中潮型的转变;滦河扇三角洲和珠江三角洲,其古河口湾则被河流相和三角洲相所充填;钱塘江河口湾正被强潮河口湾相所充填。     

亚洲入海河流的化学通量及其控制因素

根据发育于俄罗斯（极地）、中国及南亚地区的２０多条亚洲主要河流的比较研究,发现亚洲入海河流的化学一存在明显的规律性。根据离子径流量、离子浓度及离子侵蚀模中将亚洲的入海河流分为三个区,它们各具有不同的化学通量。中国的主要入海河流具有截然不同的化学通量特点,在亚洲占据重要的地位,尤其是流经黄土高原条河流具有特征的化学通量。气候、植被、土壤及地层岩性、化学风化、构造活动等因子基本控制了亚洲的入海河流的化     

海底反风化作用与关键元素循环

海洋环境中的反风化作用是指硅与可溶性阳离子结合形成自生铝硅酸盐矿物(黏土),同时消耗海洋碱度并释放CO₂的过程。反风化假说提出半个多世纪以来,作为全球海洋碳、硅和关键元素循环以及海洋碱度的重要调控机制,越来越受到学术界的关注。反风化作用可发生在河口三角洲与边缘海、热液或深埋藏的成岩环境以及深海远洋等环境,但不同海洋环境中的反风化反应从发生时间尺度到反应限制因素都具有差异。反风化作用研究的主要方法包括自生硅酸盐矿物的直接观测、孔隙水与沉积物的化学分析、实验模拟和模型研究等,而反风化作用的程度量化、限制因子解析和对海洋关键元素循环的影响一直是反风化研究的关键问题。当前快速发展的非传统稳定(金属)同位素技术为反风化研究带来了新机遇。东亚大陆边缘发育世界特大河口三角洲、宽广陆架以及特色热液活动区,泥质沉积体系发育,界面交换活跃,是开展大陆边缘反风化研究的天然实验室。     

亚洲主要河流的沉积地球化学示踪研究进展

发源于喜马拉雅—青藏高原的亚洲几条大河的河流地球化学研究揭示了高原隆升、流域风化剥蚀、大气CO2消耗和亚洲季风气候变化之间的耦合关系。研究认为南亚主要河流流域的化学风化对全球大气CO2消耗和海洋化学通量变化贡献较大,河流沉积地球化学研究反映的高原阶段性隆升过程、流域剥蚀速率以及亚洲季风演化信息也明显比东亚主要河流的记录清晰;尤其是最近几年运用河流碎屑单矿物化学和年代学方法来示踪流域构造演化、沉积物从源到汇过程以及河流演化历史等,取得了许多重要的研究成果。比较而言,我国的河流在元素地球化学和水化学组成方面虽然开展了大量基础研究工作,但目前急需进一步提炼科学目标,与国际性的研究计划结合,综合多学科的研究力量,在研究思路和关键方法上需要突破和深入,加强研究的广度和深度。长江更可以作为一个突破口和研究平台,来开展深入的沉积地球化学示踪研究。