南黄海现代沉积环境及动力沉积体系

基于南黄海600多个表层沉积物样品的研究和对前人大量沉积学资料及水文学资料的分析, 阐述了南黄海现代沉积环境和动力沉积体系特征, 对存在广泛争议的泥质沉积物形成机制进行了探讨. 南黄海陆架可分为弱动力(低能)沉积环境和强动力(高能)环境, 低能沉积环境进一步划分为气旋型和反气旋型涡旋两种环境;高能环境则分为高能沉积环境和高能侵蚀环境. 陆架低能环境发育了泥质沉积体系. 在南黄海中部, 受海域中尺度气旋型涡旋(冷涡)的控制, 发育了冷涡泥质沉积体系, 而在南黄海东南部受反气旋型涡旋(暖涡)控制则形成了反气旋型涡旋泥质沉积体系(暖涡沉积). 二者在粒度、沉积速率、沉积厚度和矿物学特征上有明显区别. 陆架高能沉积环境发育了砂质沉积, 集中分布在南黄海的西部、南部及东北部海区, 在高能侵蚀环境区分布着大量砂岩砾石. 高能沉积环境中原有的细粒物质(黏土、细粉砂等)逐渐被悬浮、搬运至低能区沉积. 还建立了气旋型涡旋和反气旋型涡旋泥质沉积作用模式, 对南黄海泥质沉积体系的成因给出了系统的解释.     

南黄海EY02-2孔磁性地层及古环境意义

对采自南黄海中部平原的钻孔EY02-2(孔深70 m)进行了岩石磁学和磁性地层学研究. 磁化率随温度变化曲线(k-T)显示, 该钻孔沉积物磁性矿物的居里温度为580~600℃, 即主要磁性物质为磁铁矿. 磁滞回线测定结果表明, 南黄海磁性矿物的粒度随不同沉积环境变化很大, 总趋势是潮下滨岸大于陆相, 陆相大于海相, 与沉积物物源的距离远近和水动力强弱有关. 磁极性地层研究揭示出M/B极性转换界线位于该钻孔的63.29 m, 同时在布容期至少出现7次极性漂移(Nr1-7), 可以与布容期内的6次极性事件对应; 在松山期也出现3次正极性漂移, 最下部的两个正漂移可能是发生于886±3 kaBP的Kamikatsura正极性事件的反映. 磁化率和沉积物的粒度在不同的沉积相表现不同, 因此揭示了一些大的环境转换界面. 通常潮下滨岸和陆相的磁化率和粒度都要大于海相沉积物, 磁化率在10×10?5SI左右的稳定分布和平均粒径接近7Φ指示了水深较大的海相层. 但是, 磁化率和粒度不能作为气候变化指标与深海氧同位素δ 18O对比. 我们认为, 半封闭陆架海复杂的沉积物源和在冰期-间冰期沉积动力的变化是造成这种不能对比的原因.     

南黄海中部沉积物粒径趋势分析及搬运作用

应用沉积物粒径趋势分析方法,研究了南黄海中部细粒沉积区的沉积物输运趋势.结果表明,在南黄海中部（123.4°E,35.1°N）左右的位置可能存在沉积中心,周边沉积物具有向这个沉积中心输运的趋势.这种沉积物输运和沉积格局受黄海气旋型环流（包括黄海冷水团）和冷涡的控制.本研究表明,沉积物粒径趋势分析方法在陆架大范围细颗粒沉积区内有着广阔的应用前景.     

南黄海悬浮体和沉积物的物质来源和运移:来自碳稳定同位素组成的证据

利用1998年5月航次中所采集的南黄海海域7个断面、67个站位、5个层次的284个悬浮体样品和64个底质沉积物样品, 分析测定了样品的悬浮体浓度和悬浮体与底质沉积物中的有机碳稳定同位素组成, 以研究悬浮体和沉积物的物质来源和运移过程. 由悬浮体浓度和颗粒有机碳δ ¹³C值的分布特征分析得出了南黄海沉积物搬运的主要格局. 由此格局可以认定, 在陆源物质向南黄海中部深水区的输送过程中底层起着比表层更为重要的作用. 黄海环流是决定南黄海沉积物搬运格局的一个重要控制因素. 由沉积有机质的碳同位素信号证实, 山东水下三角洲高沉积速率沉积物的主要物质来源是现代黄河物质. 在南黄海深水区的陆源沉积物主要来自废黄河物质和现代黄河物质, 现代长江物质所占比例相对较少. 来自朝鲜半岛的陆源物质其数量和影响范围都是有限的. 由悬浮体和碳稳定同位素得出的结论得到了另一个独立的物源指示剂——多环芳烃的进一步证明.     

黄海环流的分析

基于近期几次大型调查所获资料, 结合有关的历史观测结果, 重点分析了冷半年黄海环流的基本状况. 与以往类似研究相比, 首先以更为丰富的实测资料进一步论述了黄海暖流的起源和路径, 并明确指出：黄海暖流并非是对马暖流的直接分支, 而是从济州岛邻近水域由对马暖流水和东海陆架水形成的混合水区中衍生出来的. 黄海暖流的路径有一定的季节和年际变异. 然后, 阐明了近期发现的济州暖流的基本特征及其与黄海暖流的关系. 分析表明, 两支暖流基本同源. 济州暖流主流路径大致位于济州岛西北侧近岸80 m以深水域. 最后, 还以较新的观测资料展示了西朝鲜半岛沿岸流的分布特征. 观测显示, 这支沿岸流大致沿朝鲜半岛西侧40~50 m等深线附近水域南下, 流速则从北向南递增.     

南黄海黏土矿物分布特征及其指示意义

用X射线衍射仪技术分析了南黄海88个表层沉积物样品的黏土矿物含量及组合特征, 编制了最新、最全面的黏土矿物分布图, 阐述了海区内4种黏土矿物(伊利石、绿泥石、高岭石和蒙皂石)的分布特征. 研究表明, 南黄海黏土矿物主要为陆源成因, 黄河是其主要物质供给者. 最后讨论了南黄海的泥质沉积来源: 南黄海中部的泥质沉积, 其北半部分以黄河物质为主, 其中部和南部则是“多源”混合沉积而成的; 南黄海东南部的泥质沉积, 其北半部含较多的锦江和英山江的物质, 其南半部则系多源沉积的产物.     

粤西琼东海域表层孢粉沉积的形成环境

研究区位于珠江口以西至琼州海峡及琼东海域,是一个开放的海湾.在本海域共采集了400个表层沉积物样品进行孢粉分析,所有样品孢粉丰富.根据孢粉总浓度(重量浓度)及木本植物、陆生草本植物和蕨类植物孢粉浓度的分异程度,可将本海域的孢粉散布划分为10个孢粉区域.此外,根据局部孢粉浓度出现极高值与极低值的现象划分了3个孢粉浓度高值区和3个孢粉浓度低值区.根据海底形态及动力情况,可将10个孢粉区域归纳为4种孢粉沉积环境:临岸带、近岸带、远岸带及海岛陡坡带.研究表明,临岸带(区域Ⅰ,Ⅵ,Ⅸ及Ⅹ)沉积环境较为复杂,存在孢粉高值区与孢粉低值区的分化,该带草本植物花粉含量高,达全区之冠.近岸带(区域Ⅱ,Ⅲ,Ⅴ,Ⅶ)孢粉浓度中等,木本植物花粉及蕨类植物孢子含量略有增多,尤以松属花粉显著.远岸带(区域Ⅳ)孢粉浓度低,组合中以蕨类植物孢子含量较多而突出.海岛陡坡带(区域Ⅷ)孢粉组合中各组分含量中等,具有各带混合的特性.孢粉高值的产生与多水团的活动有关,如:高值区A,位于珠江冲淡水向西扩散过程中与陆架水混合锋面带处;高值区B和C,在雷州半岛以东海域的逆时针环流(低速带)处.孢粉浓度低值区与波浪、潮流活跃有关,如:雷州半岛沿岸波浪强烈冲刷区(区D),琼州海峡东口强潮区(区E),及陆坡内潮、内波高发区(区F).     

夏季台湾海峡的悬浮颗粒通道:现场粒度端元分析的证据

应用端元分析模型对2010年夏季在台湾海峡海域由现场激光粒度分析仪(LISST)获得的悬浮颗粒现场粒度数据进行了反演,分离出与河口羽流、细粒沉积区、粗粒沉积区颗粒物动力学过程关联的3个悬浮颗粒现场粒度端元类型.应用夏季西南季风盛期各端元含量空间分布结构的分析,可分辨出珠江河口羽流携带的悬浮颗粒穿越台湾海峡进入台湾西部近岸海域的输运路径,观测到河口悬浮颗粒跨陆架输运载体由上层水体到跃层水体的沿程调整,证明了台湾海峡中部细粒沉积区的上层水体为夏季台湾西部沿岸来源悬浮颗粒横跨海峡的输运通道,而中下层水体则为夏季台湾海峡南部粗粒沉积区悬浮颗粒通过台湾海峡进入东海陆架的主要通道.     

南黄海沉积物的来源及分区: 来自轻矿物的证据

利用南黄海222个沉积物样品的轻矿物鉴定资料, 对南黄海的轻矿物百分含量分布进行了详细的划分, 突出了极高值和低值含量的分布. 划分出5个轻矿物组合分区: Ⅰ-南黄海北部矿物区, 物质主要来源于黄河; Ⅱ-南黄海中部矿物区, 物质多来源于黄河, 一部分来源于长江; Ⅲ-混合矿物区, 物质来源受黄河、长江的双重影响; Ⅳ-长江口东部矿物区, 物质主要来源于长江; Ⅴ-南黄海南部矿物区, 物质来源可能受残留沉积影响, 且受现代长江的影响较大. 区分出5个轻矿物分区的优势矿物组合以及特征矿物.     

依据海洋环流模式和大地水准测量获取的中国近海平均海面高度分布

依据嵌套于全球海洋环流模式中的1/6高分辨率中国近海环流模式模拟结果和海平面气压分 布, 获得了渤海、黄海、东海和南海平均海面高度(海面地形)分布. 结果表明, 中国1985国家高程基准在全球平均海面之上24.7 cm, 中国沿岸海面南高北低. 与由大地水准测量得出的沿岸28个验潮站平均海面高度相比较, 标准偏差为4.8 cm, 拟合系数达95.3%, 通过线性回归订正, 标准偏差可减至4.5 cm, 表明模式结果已达到实际应用要求的准确度. 依据模式结果给出了中国近海1/6分辨率的平均海面高度值, 由此并可将大陆与岛屿高程相联系, 给出中国台湾、东沙、西沙和南沙的平均海面高度.     

东海外陆架线状沙脊群

基于最新的高精度全覆盖多波束资料, 对东海外陆架线状沙脊群分布特征进行了定量统计分析. 将研究区线状沙脊群划分为东北区和西南区, 东北区沙脊走向约为N116°, 该区沙脊线性特征明显, 向内陆架延伸收敛, 西南区沙脊走向为N120°~N146°, 该区沙脊群趋向网状, 研究区中部有趋向沙席特 征. 沙脊群向陆侧发育到60 m等深线, 东北部向海发育到水深120 m左右、西南部发育到150 m左右, 在西南部洼地130~180 m水深处仍有发育不完全沙脊分布. 结合靠近研究区的典型地震剖面的沙脊体高角度斜层理声反射特征, 以及4个钻孔和12个柱状样岩性分析及测年资料, 表明在研究区内广泛分布于东海外陆架的线状沙脊群形成于全新世早中期, 并由富含碎贝壳细砂为特征的海侵砂层所组成. 沙脊的形成、发育和埋藏的决定因素在于海平面升降导致的水深变化和沉积物源供给速度. 12400 aBP期M2分潮同潮时线已与研究区线状沙脊群具有较好的正交关系, 12000~8000 aBP期间的潮波系统可能是形成广泛分布于现东海外陆架线状沙脊群的主动力.     

南黄海中部泥质区ZY2 孔6200 年以来的海表温度记录及黄海暖流变化的影响

利用长链烯酮不饱和比值(U₃₇^K′)重建了黄海暖流途经的南黄海中部泥质区ZY2 孔6.2 cal ka BP 以来的海水表层温度(SST). SST 变化范围为14.1~16.5℃, 平均15.6℃, 分为3 个阶 段: 6.2~5.9 cal ka BP 较高, 5.9~2.3 cal ka BP 较低且波动大, 2.3 cal ka BP 以来较高且较稳定. SST 的记录与黑潮强弱的变化相似, 对全球气候变冷事件有良好响应, 但各阶段的响应幅度 差异显著: 黑潮影响强盛期SST 对全球变冷事件响应弱, 黑潮影响衰弱期响应强. 响应幅度 差异与黄海暖流作为黑潮陆架支流和冬季风诱导的补偿流的调节机制有关, 黄海暖流带来的 暖水将缓冲气候变冷所引起的SST 降低, 黑潮和东亚冬季风二者均起重要作用. SST 的波动具有1482 a 的周期, 该周期在黑潮波动中以及格陵兰冰芯、北大西洋和阿拉伯海沉积物中同样存在, 显示了南黄海中部SST 变化与黑潮的对应性及中国东部陆架海洋环境对全球海洋环境变化的响应.     

黄海微玻璃陨石的研究

在对黄海表层沉积物的矿物组合研究的基础上,曾对表层沉积物中的微玻璃陨石进行了研究。调查区的范围为辽东沿岸向南到北纬     

底质粒度信息的空间分异与代表性: 以杭州湾舟山岛-金山卫断面为例

对杭州湾舟山岛-金山卫断面沉积物柱状样进行了高密度采样, 并用激光粒度仪进行了粒度分析. 结果显示, 在不同站位沉积物平均粒径具有不同的垂向分布. 由于该断面所在区域海底活动性强, 短时间尺度的活动层厚度的量级远高于长时间尺度的净沉积速率的量级, 平均粒径的垂向分布特征更多地反映了同一沉积环境中形成的不同类型沉积记录, 很难代表沉积环境的长时间尺度演化. 粉沙为主和沉积物粒径的垂向平均值随着厚度的增加而呈现收敛趋势的底质粒度特征, 说明物源因素控制着研究区总体的沉积物分布规律, 而水动力因素造成了一定程度的沉积分异. 沉积物的垂向分异使表层底质粒径的断面分布不同于活动层内垂向平均底质粒径的断面分布. 对于强潮、粉沙环境的沉积物输运模拟而言, 如果涉及的时间尺度较大, 则采用活动层的平均值作为模型的粒度参数较为合适.     

北部湾东部表层孢粉沉积特征及其沉积动力环境

北部湾位于我国南海西北部,是一个半封闭的海湾.在其东部采集了306个表层沉积物样品,对这些样品进行了孢粉分析.据各类植物孢粉浓度(重量浓度)在空间散布的相似程度,将全区孢粉组合划分为5个孢粉区域.据孢粉区域中主要孢粉类型浓度分布的不均匀性,又可划分出4个孢粉浓度高值区和3个孢粉浓度低值区.孢粉浓度沉积的分异与孢粉的来源,海流、潮流、波浪的搬运、沉积作用及海底地形等密切相关.海湾东部海盆边部蕨类植物孢子偏高(东部),松属等木本植物花粉向海盆中心逐渐増多;环岸地带草本植物花粉偏高(北部).对孢粉浓度高值区和低值区的沉积动力环境初步探讨认为,河口是孢粉进入海盆的重要通道,也是主要的沉积场所;潮汐的往返运动,在临岸地带的有利地段可以形成孢粉堆积.海湾尺度的环流有利于孢粉的搬运,但在多种海流交互作用的情况下,往往会造成有利于孢粉堆积的环境.本区东北部是海湾夏季风浪活动最强烈地带,在风浪反复冲刷下孢粉不易沉积,孢粉总浓度低.在琼州海峡内,潮流很强,悬浮物难于沉降,不利于孢粉沉积,形成孢粉浓度的低值区.     

南海北部近代沉积物钕同位素分布及意义

南海北部及周边地区近代陆源沉积物稀土元素配分模式总体相似, 接近上地壳平均成分(PAAS), 在重稀土含量上则略为偏高, LaN/LuN比值明显小于PAAS. 但是珠江主要支流西江沉积物的稀土元素含量略高于PAAS, 在重稀土分布态势上明显偏轻, LaN/LuN比值明显大于PAAS. 南海北部地区近代沉积物钕同位素分布具有明显的区域性, 主要受控于珠江源区和闽粤沿海源区以及台湾岛源区. 闽粤沿海地区ε_Nd(0)值最大, 西江沉积物最小, 台湾岛以及海域中沉积物ε_Nd(0)值介于两者之间. 沿伶仃洋-东沙岛连线, 在该线东北区域钕同位素值相对偏高, 西南区域相对偏低. 珠江源沉积物主要影响该线西南区域, 源区母岩以发育大量古生代碳酸盐岩为特征. 闽粤沿海源区以及台湾岛源区, 主要影响该线东北区域, 闽粤沿海源区母岩以发育大量中新生代花岗岩为特征. 由于源区母岩成分上的不同, 造成沉积物在重稀土含量、Sc/Ti比值以及ε_Nd(0)值上存在明显差异. 发育在东沙群岛东南侧高沉积速率堆积体的陆源物质超过80%来自南海北部源区即闽粤沿海源区以及台湾岛源区, 来自珠江源的陆源沉积物不超过20%.     

南海表层沉积中有孔虫壳体的碳同位素研究及其意义

对南海40个站位表层沉积中112个有孔虫样品的稳定同位素分析结果表明, δ¹³C值和不同属种间的同位素差值在东北和南部存在的两个低值区, 与研究区及周边的营养分布格局相关, 可能反映东北季风和西南季风对南海水流以及海水化学成分的影响. 季风一方面为南海上层水体带来丰富的营养, 另一方面也减少了上下水层之间的差异. 这种影响在南北两端最为明显, 向中部逐渐减弱. 碳同位素在南海表层沉积中的分布格局是东亚季风的反映.     

冲绳海槽沉积物不同粒级的磁性特征及其与环境的关系

对冲绳海槽4个沉积环境的代表性样品进行粒度分离, 并测量了多个磁性参数. 对所得结果就不同粒级的颗粒对磁化率的贡献, 磁性矿物成分和粒度大小及其与环境的关系进行探讨, 指出不同沉积环境磁性矿物均以磁铁矿为主, 磁性矿物粒度以假单畴为主, 在物源上表现出有一定的联系; 不同沉积环境对磁性矿物富集的沉积物粒级不同, 从陆架外缘、西陆坡到东、西槽底平原对磁化率贡献的粒级由粗到细再到粗细粒级均有贡献的变化规律, 既符合陆源物质由东海陆架向冲绳海槽输入的趋势, 又因受其他环境因素的影响, 体现出不同的磁性特征.     

底质粒度信息的空问分异与代表性：以杭州湾舟山岛-金山卫断面为例

对杭州湾舟山岛-金山卫断面沉积物柱状样进行了高密度采样，并用激光粒度仪进行了粒度分析．结果显示，在不同站位沉积物平均粒径具有不同的垂向分布．由于该断面所在区域海底活动性强，短时间尺度的活动层厚度的量级远高于长时间尺度的净沉积速率的量级，平均粒径的垂向分布特征更多地反映了同一沉积环境中形成的不同类型沉积记录，很难代表沉积环境的长时间尺度演化．粉沙为主和沉积物粒径的垂向平均值随着厚度的增加而呈现收敛趋势的底质粒度特征，说明物源因素控制着研究区总体的沉积物分布规律，而水动力因素造成了一定程度的沉积分异．沉积物的垂向分异使表层底质粒径的断面分布不同于活动层内垂向平均底质粒径的断面分布．对于强潮、粉沙环境的沉积物输运模拟而言，如果涉及的时间尺度较大，则采用活动层的平均值作为模型的粒度参数较为合适．     

东海各种沉积物的化学特征

东海以拥有世界上宽阔的大陆架——东海大陆架和典型的弧后盆地——冲绳海槽而著称于世。由于物质来源、水动力、水深、地形、距岸远近、生物作用、火山作用等的不同,海底分布着各种不同的沉积物,这些沉积物以碎屑沉积为主体,按粒度明显可分两大类,即细的泥和粗的砂。而东海沉积物分布的基本模式是,大体