南黄海西部晚更新世末期以来沉积特征及其物源环境意义

发布时间：2020-05-09 23:23

【摘要】：本文根据南黄海西部（124°E以西）表层沉积物样品的粒度、粘土矿物、轻重矿物、常微量元素和稀土元素的测试分析结果，并结合不同季节的水文观测资料（温度、盐度、浊度等），分析了表层沉积物的物质来源及环流系统对其分布的影响。结合AMS14C测年结果，讨论了残留沉积的形成过程及后期改造。根据两个沉积物岩芯的粒度和矿物分布特征，分析了晚更新世末期以来南黄海西部的沉积特征及物源环境意义。研究区沉积物分布主要受黄海环流系统及其季节变化的影响。春季，南黄海中部由于黄海冷水团的存在，水动力较弱；秋季，黄海暖流的出现改变了环流系统的结构。而黄海沿岸流在不同季节流径比较稳定。苏北沿岸流在夏季向北流而其他季节流向东南。环流系统的季节变化导致了春季和秋季南黄海表层沉积物粒度分布的差异。研究区粘土矿物主要由伊利石（67%）组成，其次为蒙皂石（14%）、绿泥石（11%）和高岭石（8%）。由粘土矿物端元图判断出研究区物质来源主要有：黄海沿岸流携带来的现代黄河物质，老黄河水下三角洲沉积物，残留沉积，苏北沿岸流向北输运的部分长江物质，沿岸河流入海物质以及海岸侵蚀物质。黄河（包括老黄河物质）的影响大于长江。苏北沿岸流携带的向北扩散的老黄河物质和长江物质可以与残留沉积发生混合。粘土含量指示黄海沿岸流沿山东半岛南部流动的分支在青岛东南发生转向并逐渐消失。碎屑矿物鉴定结果显示，研究区沉积物中轻矿物主要由斜长石（50.7%）与石英（28%）组成；重矿物共有32种，普通角闪石含量（37.66%）最高，其次为绿帘石（31.31%）。轻矿物中石英/长石比值以及重矿物中白云石分布特征都指示了长江物质向北的扩散趋势。受矿物沉积分异作用的控制，粘土矿物、轻矿物、重矿物中绿泥石的分布，指示了现代黄河物质与老黄河物质的扩散和影响范围。利用物源指数PI值判断了黄河与长江物质的影响范围。结果显示，长江物质可以向北到达苏北沿岸和海州湾外海，与通过粘土矿物、重矿物得出的结论相一致。由于不同季节环流系统的作用，黄河与长江物质影响范围有所不同。秋季长江物质可以达到南黄海中部。通过化学风化指数（CIA）的分布特征，黄河物源、长江物源样品稀土元素标准化配分模式与黄河、长江的对比，进一步支持了PI物源指数的划分结果。研究区残留砂的范围，大致与Folk分类中的粉砂质砂分布区域一致。根据AMS14C年龄测定结果判断出钙质结核的形成年代在15000-30000a B.P.。此阶段南黄海出露为陆地，接受黄土沉积和淋滤作用而形成钙质结核。钙质结核年龄具有由岸向海逐渐变年轻的分布特点。大约11-7.5ka B.P.之间，海平面上升过程中海水对古黄河三角洲进行了改造，细粒物质被带走，而粗颗粒物质保留在原地，从而形成研究区的残留砂。通过潮流和沿岸流的作用，现代物质正逐渐与残留沉积发生着混合作用。根据南黄海西部两个沉积物岩芯的粒度和矿物垂直分布特征，并结合AMS14C测年结果，分析了晚更新世末期以来该区域的沉积演化模式。结果显示，沉积单元DU2（10178-6057cal.a B.P.）的沉积演化主要受海平面变化的控制。在南黄海现代环流系统建立后，沉积单元DU1（6057cal.a B.P.以后）主要受物质来源与环流系统的影响。而DU1的三个亚沉积单元主要反映了黄河改道的影响。通过粒径-标准偏差曲线提取了对沉积环境反映敏感的细粒组分，细粒组分含量在沉积单元DU1-2（2049-499cal.a B.P.）中的变化与中国历史气候波动有很好的关联性。黄河在1494AD于苏北入黄海对研究区的沉积环境产生了较大影响。总之，在现代环流系统建立之前，海平面变化、海水对古黄河三角洲的侵蚀改造作用、黄河的改道以及气候的变化都影响着研究区的沉积环境；而现代环流系统建立后，研究区主要受物质来源及环流系统的影响。在现代沉积过程中，，研究区物质主要来源于黄河（包括老黄河水下三角洲），而长江物质的向北扩散也会产生一定影响。环流系统的季节变化导致了沉积物分布的季节差异。
【图文】：

河流,环流系统,东海,渤海

研究区分布及环流系统分布图（蓝色实线区域代表研究区，红色虚线代表重点研究区）

分布图,河流,分布图,输砂量

6 图 2-2 重点研究区西岸河流分布图表 2-1 研究区周边河流统计表流长度km）流域面积（km2）径流量（108m3/yr）输砂量（106t/yr）5464 0.752×106490 1080
【学位授予单位】：中国科学院研究生院（海洋研究所）
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2013
【分类号】：P736.2

【参考文献】