江苏中部海岸西洋潮流通道区域晚更新世古地貌与沉积体系研究

南黄海曾是长江和黄河两大河流输送的陆源沉积物重要的汇,其沉积记录含有河流演化的丰富信息。江苏海岸中部、南黄海西侧、辐射沙脊群西北的西洋潮流通道及其邻区受到古黄河与古长江的交互影响,其古地貌与沉积地层等研究尚显不足。利用该区多次采集获得的长约380 km的浅层地震剖面数据,结合钻孔资料,分析了西洋浅部地震层序,探讨了其沉积环境特征。研究结果表明,西洋潮流通道区域在平均海面以下33~49 m处,存在一个强振幅、中频率、高连续性的区域性反射界面,与对比钻孔中滨岸沼泽沉积的顶面相对应,代表一个不整合的古地貌面;该界面深度的空间插值结果反演的古地貌面与下伏的沟槽状切割-充填反射结构,揭示了数条沿NE方向延伸的古水道,并集中分布于古地貌面北部相对低洼的区域,为南黄海内陆架晚更新世某古水系的一部分;该古地貌面系末次冰消期的海侵冲刷面,其上覆是全新世滨浅海沉积,下伏是晚更新世末期的洪泛平原或滨岸沼泽或充填下切古河道或古潮道等沉积。对该区域性反射界面的深入研究有助于弄清南黄海西部晚更新世以来的沉积体系演化历史,提升对辐射沙脊群形成演化的认识。     

南黄海中部泥质沉积成因和物源研究综述

当前南黄海沉积学研究的核心问题是泥质沉积的形成过程和动力机制及其物质来源。许多学者对南黄海中部泥区的成因和物源进行了大量研究,但比较局限,缺少系统性。现有研究认为南黄海泥质沉积的形成受黄海冷水团和上升流的影响,但黄海冷水团并不是其形成的必要条件。对泥区物源的研究,主要考虑现代黄河物质、老黄河物质以及长江物质对其的影响,并且仅是定性的研究。对于朝鲜半岛物质对南黄海中部泥区的影响,国内的研究更是寥寥无几。海水对海底基岩的侵蚀沉积以及黄海暖流对海底沉积物的改造和再悬浮作用对南黄海中部泥区沉积的贡献仅是个别学者的观点。     

黄、东海海域水团发育对底质沉积物分布的影响

通过对黄、东海海域底质沉积物中的细粒级粘土矿物组合特征和全粒级碳酸盐含量分析、对比上覆水团和悬浮体资料，探讨研究区水团发育消长对底质沉积物分布的影响作用。结果表明研究区可以划分为长江冲淡水影响的长江型物质沉积区；黄海水影响的黄河型物质沉积区和黑潮水以及东海次表层水影响的残留型物质沉积区。而水团发育消长可直接影响下伏底质的分布特征。黄河型物质沉积区与残留型物质沉积区的分界相应于黄海冷水向东南扩展与黑潮次中层混合水向陆架爬升互为消长的长期综合平衡位置，而黄海冷水向东南的扩展范围代表着黄河物质在陆架向东南扩展沉积的最大范围．     

山东半岛近岸海区全新世泥质沉积体研究现状

20世纪80年代以来,山东半岛近岸海区全新世泥质沉积体引起了地学界的关注,很多学者对其进行过研究并发表了众多相关论文。综合前人的研究成果认为,山东半岛全新世泥质沉积体受到黄海暖流和黄海沿岸流的共同作用,呈现出中间厚、向海向陆减薄的楔形,并沿山东半岛发育,其物质来源主要是黄河注入所带来的沉积物;在形成机制上,受到海平面上升、潮流和黄河入海口的迁移等多种因素的控制,成因复杂;在形成时间上,现今的研究成果普遍认为该泥楔形成于全新世冰后期海平面上升时期。对目前研究中仍存在的问题进行讨论,提出了山东泥楔的未来研究方向,指出应该建立多种水动力耦合作用下的泥沙输运与沉积模式,着重从海洋沉积动力学角度进行新的研究。     

渤海东部与黄海北部表层沉积物的粒度特征及其沉积环境北大核心CSCD

渤海东部和黄海北部表层沉积物粒度组成分析揭示,沉积物主要由砂、粉砂、粉砂质砂和砂质粉砂组成,部分海域出现含砾沉积物。总体分布表现为南细北粗、东西分带的特点,形成以平行岸线的条带状分布格局为主体的南北不同的镶嵌形态,由岸及海、由北向南呈现由粗到细的分布特征。沉积物分布主要受物质来源、地形以及海洋环流控制,根据沉积物成因划分出老铁山水道-辽东-渤中浅滩砂质沉积区、山东半岛沿岸流泥质沉积区、北黄海中部泥质沉积、南黄海中部泥质沉积区、西朝鲜湾潮流沙脊沉积区、渤海中部泥质沉积区,并讨论了不同沉积区的沉积环境。     

黄海全新世泥质体表层沉积物重矿物特征及其指示意义

基于对黄海56个表层沉积物样品的碎屑重矿物和粒度分析,研究了黄海全新世泥质体底质表层沉积物的重矿物特征及其指示的物源和环境信息。结果表明:泥质体重矿物含量低且组成变化大,矿物组合主要为普通角闪石-不透明矿物-片状矿物-绿帘石-自生黄铁矿,泥质体可分为三个矿物区:泥质体北部矿物区(Ⅰ区)、山东半岛沿岸矿物区(Ⅱ区)和泥质体南部矿物区(Ⅲ区),泥质体之外西南侧分布着南黄海西部矿物区(Ⅳ区)和南黄海南部矿物区(Ⅴ区)。Ⅰ区和Ⅱ区明显受黄河物质控制,Ⅲ区物源较为复杂,除黄河物质外,东海北部陆架和长江物质也对其产生一定影响。自生黄铁矿的富集指示了冷水团的存在和弱还原的沉积环境;多种矿物的含量分布指示了切变锋的存在,其"水障"作用对泥质体的空间分布和矿物组成造成了很大影响,对沉积物的运移趋势也具有显著限制作用。     

华北-扬子板块碰撞结构的识别:来自南黄海海域的证据

华北-扬子板块碰撞是中国东部中生代最重要的地质事件之一,碰撞形成了世界最大的超高压变质带秦岭-大别-苏鲁造山带。在苏鲁造山带向海域延伸部分,一直缺乏相关地球物理资料来约束碰撞造山带的深部特征。本文总结了华北-扬子板块碰撞的经典模型,根据南黄海海域最新二维地震反射资料和前人的研究成果,认为在造山带南缘南黄海盆地中,扬子板块上、下地壳发生拆离,形成类似"鳄鱼嘴式"形态,华北板块向南楔入到扬子板块之中。在区域重磁异常图中,千里岩隆起带与苏鲁造山带具有相似的重磁异常分布,认为千里岩隆起带为华北-扬子碰撞造山带在海域上的延伸;在南黄海盆地北缘二维地震剖面中,千里岩隆起与南黄海盆地具有完全不同的地震反射特征,南黄海盆地发育完整地层层序,而千里岩隆起内部反射杂乱,变形强烈。在南黄海盆地自西向东三条南北向地震剖面中,南黄海盆地与千里岩隆起带边界反射均具有南倾特征,表明扬子板块物质置于造山带之上;南黄海盆地北部烟台坳陷发育中侏罗统,约束华北-扬子碰撞所导致的挤压活动主要发生于晚三叠世。在千里岩隆起内部反射特征整体上具有背形形态,具有向北逆冲挤压特征,千里岩隆起内反射断续自南黄海盆地基底之下延伸至造山带近地表位置,形态类似于变质核杂岩从深部拆离到地表;千里岩隆起深部,在10 s深度附近可识别一系列近水平反射,具有莫霍面反射特征,莫霍面反射延伸至南黄海盆地北缘消失,推测千里岩隆起之下为华北板块地壳,而华北-扬子板块碰撞过程导致南黄海盆地之下莫霍面反射缺失。多方面的证据支持南黄海海域内扬子板块的"鳄鱼嘴式"地壳形态,以及华北板块地壳向南楔入到扬子板块地壳中。     

渤海东部与黄海北部表层沉积物的粒度特征及其沉积环境

渤海东部和黄海北部表层沉积物粒度组成分析揭示,沉积物主要由砂、粉砂、粉砂质砂和砂质粉砂组成,部分海域出现含砾沉积物。总体分布表现为南细北粗、东西分带的特点,形成以平行岸线的条带状分布格局为主体的南北不同的镶嵌形态,由岸及海、由北向南呈现由粗到细的分布特征。沉积物分布主要受物质来源、地形以及海洋环流控制,根据沉积物成因划分出老铁山水道-辽东-渤中浅滩砂质沉积区、山东半岛沿岸流泥质沉积区、北黄海中部泥质沉积、南黄海中部泥质沉积区、西朝鲜湾潮流沙脊沉积区、渤海中部泥质沉积区,并讨论了不同沉积区的沉积环境。     

南黄海冷涡沉积和通道沉积的发现

为解决南黄海及东海北部的沉积环境和物质来源问题,１９９２年５月对黄海和济州岛西南的泥质沉积进行了多方面调查和研究,发现济州岛西南、南黄海中部和北黄海西部泥质沉积区,分别与那里的冷涡活动区相对应。因此,这些泥质沉积应属于“冷涡沉积“;而在冷涡之间又出现连接它们的“通道“,形成了具有特殊结构的“通道沉积“,它分布于黄海暖流之下,呈南北向延伸。表明冷涡沉积和通道沉积是受控于冷涡、黄海暖流及其相关的环流体     

黄渤海水体交换、悬沙特征及其对渤海海峡沉积的影响

根据渤海潮流、环流和悬沙浓度特征，黄海水体由渤海海峡北部输入渤海，在渤海循环后，经由渤海海峡南部输出到北黄海。输出水体的悬沙浓度达到0.01kg/m^3的量级，远高于输入水体。因此，黄、渤海水体交换的结果是悬沙向北黄海输出。渤海海峡南部是高悬沙浓度区，又是渤海水体输往北黄海的通道，因而渤海海峡楔状堆积体似乎是截留部分悬沙并发生堆积的结果。但是，渤海海峡水动力条件和沉积物分布特征均不支持这个假说。楔状堆积体的主体部分可能是在全新世高海面以前就形成了，而其物质可能是来源于海面上升过程中的海底物质改造和局部的海岸侵蚀。要弄清渤海海峡楔状堆积体的成因和物质来源，还需深入研究堆积体的表层沉积速率、泥碳的年龄、泥质沉积区的动水沉降通量、以及浅地层剖面层序。     

南黄海中西部晚更新世沉积地层结构及其意义

利用1992—1993航次和1999航次获得的2000多公里的浅地层剖面资料,结合QC2钻孔岩芯的测年数据,对南黄海中西部海域晚更新世沉积地层结构进行了分析,并对地层进行了地质年代标定。研究结果表明,南黄海中西部晚更新统可划分出8个地震地层单元(U1～U8),它们所反映的相对海平面变化与全球海平面变化基本上相一致。根据沉积厚度、QC2孔岩心和地震反射结构特征推测,晚更新世早期(氧同位素5e)QC2孔附近区域发育古长江水下三角洲;而晚更新世中期(氧同位素3期),研究区西部也发育古三角洲沉积,究竟是古长江还是古黄河形成的还有待于进一步研究。南黄海北部盆地边界断层的构造活动一直延续到全新世初期,在一定程度上影响了来自西部沉积物的空间分布特征,并对晚更新世海平面上升时岸线向陆的推主牛、大面积湖泊的形成起了重要作用。     

南黄海表层沉积物微量元素地球化学特征

分析了在南黄海采集的295个站位的表层沉积物样品的微量元素含量和500个站位的粒度参数,研究了南黄海沉积物微量元素含量、平均粒径和判别函数的分布特征及微量元素、沉积物类型和平均粒径的相关性。南黄海沉积物微量元素分布由于物质来源和与沉积物类型相关性的不同,表现出明显不同的分布规律:Sr分布与黄河、长江和生物碎屑碳酸盐的贡献有明显关系;Ba分布与黄河、锦江物质供给有关;东部Rb元素分布反映了韩国河流沉积物对南黄海东部的影响;Co分布反映了长江物质的运移方向。Ba和Cu与沉积物类型相关性不明显,不受沉积物粒度控制;Sr、Co、Rb则可以用于区分黄河、长江和韩国河流沉积物的来源。     

南黄海中西部全新世中期以来泥质沉积厚度与成因

通过对研究区35个站位全新世中期以来泥质体沉积厚度和形成年代的统计分析,认为泥质体主体主要形成于7.0cal.kaBP前后,伴随着黄海最高海平面出现,此后海平面波动幅度极小,沉积环境比较稳定,黄海暖流开始入侵并形成了黄海现今的环流格局,细粒物质被近岸海流所携带向岸向海双向传输,发育了山东半岛南部近岸(沉积厚度7.7m)和南黄海中部(最大沉积厚度9.0m)两个沉积中心。物源上以现代黄河和老黄河物质为主,同时,长江物质、朝鲜半岛物质、山东半岛沿岸短源河流物质,甚至外海的再悬浮物质对泥质沉积也有一定的贡献。两个沉积中心的最大沉积速率分别为1.283和1.286mm/a,之所以与以往研究区百年尺度的沉积速率有显著差别,可能与地史时期泥质体的沉积压实作用及黄河数次改道造成的物源供应不稳定等因素有关,但最大沉积中心位置在百年和千年尺度上的表现是吻合的。     

黄海SYDP103孔黏土矿物组成及古气候意义

利用1997年国土资源部青岛海洋地质研究所和韩国资源研究所合作在南黄海东南侧泥质沉积区所取得的两个全取芯钻孔(SYDP102,SYDP103)资料,对SYDP103孔黏土矿物进行了专门研究.结果表明,该孔黏土矿物组合特征为伊利石-绿泥石-高岭石-蒙脱石型,其物质来源于长江、周边陆源区及相邻海域细粒物质的再改造沉积.沉积区的涡旋作用是本研究区黏土矿物沉积的动力因素.该孔黏土矿物的分布特征和含量变化,与冰消期以来的孢粉组合有明显的对应关系,反映了气候特征决定了黏土矿物的形成组合特征,并与全新世全球性四个气候期(北方期、大西洋期、亚北方期、亚大西洋期)相吻合.     

南黄海表层沉积物碳酸盐及Ca、Sr、Ba分布特征

依据表层沉积物碳酸盐及元素Ca、Sr、Ba特征,探讨了南黄海表层沉积物的来源及其动力成因。现代黄河物质及老黄河三角洲物质以高钙、高碳酸盐和高Ca/Sr比值为特征;海区东北部物质以低钙、低碳酸盐、低Ca/Sr与Sr/Ba比值为特征,长江物质以碳酸盐及CaO含量、Ca/Sr与Sr/Ba比值中等为特征。表层沉积物碳酸盐、CaO含量及Ca/Sr、Sr/Ba比值的分布对不同特征沉积物的搬运和沉积具有很好的指示意义,南黄海北部Sr/Ba低值带沿NE－SW向延伸大体反映了黄海暖流的入侵路线。     

南黄海、东海北部陆架区表层沉积物 有机质分布特征

对南黄海和东海北部462个表层沉积物样品进行了有机碳、总氮及粒度测试,以趋探讨表层沉积物有机质的分布规 律及来源。结果表明：南黄海及东海北部陆架区沉积有机碳质量分数分布范围为0.11 豫耀0.82 豫,均值为0.44 豫;总氮质量 分数分布范围为0.01 豫耀0.11 豫,均值为0.06 豫。有机碳及总氮质量分数平面分布特征相似,泥质沉积区质量分数较高,砂 质沉积区较低,最高值位于杭州湾外部。其分布特征明显遵从粒度效应,随着粒度变粗,有机碳、总氮质量分数减小,其中 在粒度>4准的细粒沉积物中,粒度处于6原11准的细粒沉积物更为富集有机碳。沉积物C/N比值显示,南黄海及东海北部大部 分区域沉积有机质为陆地和海洋混合来源,仅在123.5毅E以东、31毅N以南东海中陆架小部分区域为海洋自生来源。     

苏北陆区古潮成沙体沉积动力环境及物源

苏北陆区古潮成沙体和海域辐射沙洲共同构成了统一的苏北南黄海潮成沙洲体系.在众多钻孔资料和地质雷达探测基础上,重点对苏北陆区古潮成沙体进行了沉积磁组构和重矿物分析,证明古潮成沙体属海退层序,是在南、北两侧三角洲发育过程中,以长江、黄河泥沙为主的沉积物质通过沿岸搬运进入早已存在的辐聚辐散潮流场后经潮流沉积和塑造形成的.早期沉积物质主要来自长江,晚期则主要为长江和黄河的联合供沙.认为苏北古潮成沙体是全新世中后期海陆相互作用的产物.     

南黄海太阳沙西侧潮流脊槽的沉积物分布特征和沉积环境演变

对南黄海太阳沙西侧潮流脊槽区进行了底质调查,采用密集站位的振动活塞柱状沉积物采样器取样。根据粒度分析结果,比较精细地研究了厚度约2～3 m浅表层沉积物的空间分布特征。结果表明:表层沉积物中,细砂主要分布在潮流脊和岸滩上,其它较细的沉积类型主要分布于潮流槽内,呈显“脊砂槽泥”的沉积地貌基本特征。同时,沙脊上的表层细砂的分布范围明显与沙脊至海岸的距离有关,除了潮流的影响外,主要与外侧沙脊的消浪作用有关。另外,根据表层沉积物分布的沉积地貌特征,探讨了潮流脊槽的沉积环境演变。     

南黄海西部地区浅层气地震特征

通过近年来南黄海西部地区的浅层地震调查,发现该地区浅层气地震特征丰富而多变,特别是多处海底面、海水层中的浅层气地震记录,揭示本区存在较多浅层气,且部分浅层气由海底逸出,释放到海水层中。该区的浅层气地震特征按空间位置分为3大类:(1)地层中的特征:声学空白、声学幕、声学扰动、不规则强反射顶界面、两侧相位下拉;(2)海底面的特征:海底麻坑、大型塌陷坑;(3)海水层中的特征:声学羽流、云状扰动、点划线反射。选择相应特征的典型浅层气地震记录,进行了声学成因解释,讨论了大型塌陷坑的浅层气成因、海水层中声学反射与浅层气体的成因关系以及浅层气地震特征的气体浓度指示作用。根据南黄海西部地区浅层气地震特征,绘制了该区的浅层气分布图。     

南黄海盆地东北凹构造特征及伸缩率研究

通过选取南黄海盆地东北凹典型地震剖面,开展精细的构造解释,系统梳理了东北凹构造样式特征。采用平衡剖面恢复技术和伸缩率计算方法,恢复了东北凹各时期的地质演化剖面,分析了东北凹不同构造演化阶段的伸缩率变化特征。研究表明,南黄海盆地东北凹主要发育伸展构造、走滑构造(负花状)和反转构造等多种构造组合样式,经历了晚侏罗世的仪征运动和渐新世末的三垛运动,相应地在中—上侏罗统和渐新统沉积时期,东北凹处于明显的收缩阶段,伴随发育TK40和T20不整合界面。同时,本文结合区域应力场特征,探讨了南黄海盆地东北凹的构造演化历程:以两次构造运动为界,划分为3个构造演化阶段(晚三叠世—侏罗纪的初始断陷阶段、白垩纪—渐新世的裂陷-反转阶段、新近纪—第四纪的区域沉降阶段)。南黄海盆地东北凹伸缩率的时空变化及构造演化过程,是对“晚中生代以来,古太平洋板块相对欧亚板块俯冲汇聚速率和方向的改变”的局部响应。