东海内陆架泥质沉积体研究进展
发布时间：2021-10-17 13:41
陆架海现代泥质沉积研究具有重要的地质学、环境科学和气候学意义,数十年来一直受到海洋科学家的关注,尤其是近年来在我国兴起了一股研究陆架泥质沉积体的热潮,取得一大批重要成果。本文对我国最大的东海内陆架泥质沉积体的研究进展进行回顾,作为典型区域呈献给读者。东海内陆架泥质沉积区从长江口水下三角洲向南,沿闽浙近岸浅海一直延伸到台湾海峡中部,全长800km,宽约100km,面积约80000km2,相当于两个台湾岛的大小,实属我国乃至亚洲浅海规模最大（体积排第二）的楔式泥质沉积体和现代沉积区。该区中晚全新世沉积地层厚度较大,局部厚达40—80m,总体上呈近岸厚、向海方向逐渐变薄,一般在50—60m等深线、局部可达75m甚至90m等深线附近尖灭。该区泥质沉积物粒度较细,主要由黏土和粉砂组成（大于90%）,砂含量很低（小于10%）,黏土和粉砂含量在泥质沉积区外缘急剧降低,而砂含量突然增加。沉积物类型为粉砂质黏土和黏土质粉砂,外侧与黏土-粉砂-砂（混合沉积）或泥质砂为界。粒度分布南北有一定差异,北段（长江口外至瓯江口外）近岸较粗外侧较细,近岸为黏土质粉砂,外侧为粉砂质黏土;而南段（自瓯江口至台湾海峡北部）...
【文章来源】：海洋与湖沼. 2020,51(04)北大核心CSCD
【文章页数】：23 页
【部分图文】：
东海沉积物类型分布图(引自李家彪,2008)
高分辨率地层和岩心AMS14C测年及岩性特征表明,东海内陆架泥质沉积开始形成于全新世中期高海面以来,内陆架泥质区现有多个钻孔的AMS14C测年资料,但底界年龄不够统一,除了MD06-3042孔底界年龄为4208a BP外,其他孔的底界年龄在7281—8179a BP之间,大致可代表泥质沉积体的形成时间。这似乎与水深有一定关系,水深较大的泥质体外部边缘形成较早,但不很明显(表2)。造成这种结果的原因可能是多方面的,如沉积环境的变化,测年材料的不同及新老材料的混合等。EC2005钻孔位于南部沉积中心附近,是现有几个钻孔当中泥质沉积最厚的,底层年龄为7.3ka BP大致居中,是在吸取前期经验的基础上,严格选择近边界层的泥质沉积中的完整有孔虫壳体分析而得到的数据(徐方建等,2009b)。现有年代数据和分布可以说明泥质沉积体的形成两侧基本上是同时的。内陆架泥质沉积体开始形成的时间不早于8.3ka似乎说明闽浙沿岸流也形成于这个年代,其实不然。该泥质沉积形成并发育到如此大的规模与全新世中期以来持续的高海平面关系最为密切,为泥质沉积创造了形成发育的空间和时间,其次才是沿岸流。换句话说,沿岸流的泥沙输运作用是泥质沉积形成的必要条件,而持续的高海面是大型泥楔发育的必要环境。因此可以推断闽浙沿岸流形成要早于内陆架泥质沉积,大约在12ka BP前后就已出现,这在EC2005孔有很好的记录(徐方建等,2010a)。但这也只能代表内陆架的记录,其实沿岸流的形成主要取决于海平面或海岸线位置。据此推测,沿岸流一直存在只是位置不同而已。进而可以相信不仅海侵时期可形成沿岸泥质沉积,而且在海退时期同样可以形成这类沉积,然而在海平面快速升降阶段,时空变化较快不利于泥质沉积形成发育,只有在海平面变化迟缓或较长时间的停顿时期才能大规模发育,因此楔式泥质沉积体的发育阶段即是海平面和海岸线相对稳定时期。
陈丽蓉等(1986)通过中国碎屑矿物组合及其分布模式的研究,认为现代黄河物质可影响到山东半岛南部海阳县近岸海域。老黄河物质主要分布在连云港至长江口以北的沿岸海域,而东海陆架区遍布长江物质,以白云石含量高为显著特征。东海内陆架泥质沉积区白云石和白云母等片状矿物含量高,平均含量分别为29.7%与18.1%,其中片状矿物和白云石的最高含量分别可达71%和44.1%。相反,其他重矿物、普通角闪石、绿帘石、钛铁矿等含量低,磁铁矿、锆石、榍石等虽有出现但含量很低,且重矿物和稳定矿物含量也低,轻矿物含量高。这些特征反映了远源及较弱的沉积动力环境,在沉积物的输运过程中受地形的影响和海流的作用矿物经历了水动力的分选,但尽管如此仍具有与长江沉积物一致的矿物组合,即片状矿物、白云石、普通角闪石与绿帘石矿物组合,并仍带有明显的长江物源特征(陈丽蓉等,1979,1982,1984),此外该区黄铁矿较丰富,南部白云母、白云石含量更高(李家彪,2008)。这与闽浙沿岸小型山地河流的矿物组合明显不同。最近加密测站后的分析结果表明,轻重矿物组成分布特征除了有些细节和横向跨陆架输运的发现外(图3b),其他基本一致,说明几十年来尽管人类活动对河流来沙量及粒度组分造成了影响,该泥质区的矿物组成依然为长江来源没有发生明显变化,仍保持着长江物源特征,只有局部受到沿岸河流的影响(张凯棣等,2016;Zhang et al,2018a)。由上述可知,普通角闪石和绿帘石是东海的常见矿物,而不同物源间存在差异,长江物质角闪石高于闽浙沿岸河流,绿帘石含量则远不及后者。从绿帘石与普通角闪石的比值分布也可看出长江物源特征,并可注意到长江物质从北向南的延伸和南部有所减弱,沿岸河流影响有所显现(图3a)。东海中南部的重矿物分析结果也表明,60m等深线以浅的内陆架海域沉积物来自长江,中外陆架和陆坡的沉积物来源于中国大陆(陆凯等,2019)。为了更有代表性,扩大粒级(31—250μm)范围后的EC2005钻孔岩心重矿物分析结果表明,不仅全新世,而且在末次盛冰期末期以来研究区沉积物一直来自长江,沿岸物质的影响很弱,只有最近1.5ka BP以来由于人类活动导致河流物质增加才有所显现(董江等,2015)。该钻孔40m以下岩心的X射线衍射分析结果也显示有白云石的存在,具有长江物质特征(徐方建等,2011b)。贺松林(1991)的重矿物和黏土矿物的聚类分析结果表明,长江口与杭州湾的重矿物相似性高达0.99;长江与杭州湾、浙中沿海和温州湾之间的黏土矿物组分相似系数均在0.99,表明它们具有高度相似性和同源性。但长江口与废黄河口之间黏土矿物的相似性较差。在没有考虑碳酸盐矿物的情况下长江口与老黄河口的重矿物仍然相似性较低(如果考虑碳酸盐矿物相似性会大大降低)。张富元等(1984)和王先兰(1986)分别通过对东海陆架表层和柱状沉积物的研究认为,现代碎屑物质主要来自长江,但也存在着黄海物质的迹象。全新世沉积物的碎屑矿物组成与现代长江和黄河泥沙的矿物组成相一致。王昆山等(2007)对长江水下三角洲沉积物的重矿物分布及组合研究结果显示,那里的重矿物以普通角闪石-绿帘石为优势矿物组合,以低级变质来源的绢云母、白云母为特征矿物,局部富含普通辉石和氧化铁矿物，基本可以代表长江物源。王中波等(2012)的分析结果显示东海陆架表层沉积物主要矿物组合是普通角闪石–绿帘石–不透明矿物(磁铁矿、钛铁矿和赤–褐铁矿等)–稳定矿物(石榴石和锆石等)–片状矿物(绿泥石和云母类矿物),主要来自长江。陈华胄(1993)的研究表明,台湾海峡重矿物有近源与远源之分,比重大的颗粒状重矿物主要来自两岸河流和附近岛屿,而大量片状矿物来自闽浙沿岸流的输送。5.2 黏土矿物
【参考文献】：
期刊论文
[1]东海中南部海域表层沉积物碎屑重矿物组合分区及其物源分析[J]. 陆凯,秦亚超,王中波,黄龙,李广雪. 海洋地质前沿. 2019(08)
[2]Recent sedimentary records in the East China Sea inner shelf and their response to environmental change and human activities[J]. 张凯棣,李安春,张晋,卢健,王红莉. Journal of Oceanology and Limnology. 2018(05)
[3]东海内陆架悬浮体输运、通量及季节变化[J]. 刘世东,乔璐璐,李广雪,高飞,姚志刚,王震,韩雪双. 海洋与湖沼. 2018(01)
[4]东海陆架沉积物环境磁学特征及其物源指示意义[J]. 张凯棣,李安春,卢健,张晋. 海洋与湖沼. 2017(02)
[5]东海表层沉积物碎屑矿物组合分布特征及其物源环境指示[J]. 张凯棣,李安春,董江,张晋. 沉积学报. 2016(05)
[6]台湾山溪性小河流碎屑重矿物组成及其示踪意义[J]. 邓凯,杨守业,王中波,李超,毕磊,张永斌,刘祖乾. 沉积学报. 2016(03)
[7]东海内陆架EC2005孔重矿物组合特征及其物源指示意义[J]. 董江,李安春,徐方建,黄朋,张凯棣. 海洋与湖沼. 2015(06)
[8]Formation of the modern current system in the East China Sea since the early Holocene and its relationship with sea level and the monsoon system[J]. 郑旭峰,李安春,万世明,蒋富清,尹学明,卢健. Chinese Journal of Oceanology and Limnology. 2015(04)
[9]Late Quaternary sedimentary environmental evolution offshore of the Hangzhou Bay,East China——implications for sea level change and formation of Changjiang alongshore current[J]. 王昕,石学法,王国庆,乔淑卿,王昆山,姚政权,王旭晨. Chinese Journal of Oceanology and Limnology. 2015(03)
[10]长江口表层沉积物矿物磁性分区特征及其沉积环境指示意义[J]. 潘大东,王张华,陈艇,高晓琴,李晓,战庆. 海洋学报. 2015(05)
本文编号：3441859
【文章来源】：海洋与湖沼. 2020,51(04)北大核心CSCD
【文章页数】：23 页
【部分图文】：
东海沉积物类型分布图(引自李家彪,2008)
高分辨率地层和岩心AMS14C测年及岩性特征表明,东海内陆架泥质沉积开始形成于全新世中期高海面以来,内陆架泥质区现有多个钻孔的AMS14C测年资料,但底界年龄不够统一,除了MD06-3042孔底界年龄为4208a BP外,其他孔的底界年龄在7281—8179a BP之间,大致可代表泥质沉积体的形成时间。这似乎与水深有一定关系,水深较大的泥质体外部边缘形成较早,但不很明显(表2)。造成这种结果的原因可能是多方面的,如沉积环境的变化,测年材料的不同及新老材料的混合等。EC2005钻孔位于南部沉积中心附近,是现有几个钻孔当中泥质沉积最厚的,底层年龄为7.3ka BP大致居中,是在吸取前期经验的基础上,严格选择近边界层的泥质沉积中的完整有孔虫壳体分析而得到的数据(徐方建等,2009b)。现有年代数据和分布可以说明泥质沉积体的形成两侧基本上是同时的。内陆架泥质沉积体开始形成的时间不早于8.3ka似乎说明闽浙沿岸流也形成于这个年代,其实不然。该泥质沉积形成并发育到如此大的规模与全新世中期以来持续的高海平面关系最为密切,为泥质沉积创造了形成发育的空间和时间,其次才是沿岸流。换句话说,沿岸流的泥沙输运作用是泥质沉积形成的必要条件,而持续的高海面是大型泥楔发育的必要环境。因此可以推断闽浙沿岸流形成要早于内陆架泥质沉积,大约在12ka BP前后就已出现,这在EC2005孔有很好的记录(徐方建等,2010a)。但这也只能代表内陆架的记录,其实沿岸流的形成主要取决于海平面或海岸线位置。据此推测,沿岸流一直存在只是位置不同而已。进而可以相信不仅海侵时期可形成沿岸泥质沉积,而且在海退时期同样可以形成这类沉积,然而在海平面快速升降阶段,时空变化较快不利于泥质沉积形成发育,只有在海平面变化迟缓或较长时间的停顿时期才能大规模发育,因此楔式泥质沉积体的发育阶段即是海平面和海岸线相对稳定时期。
陈丽蓉等(1986)通过中国碎屑矿物组合及其分布模式的研究,认为现代黄河物质可影响到山东半岛南部海阳县近岸海域。老黄河物质主要分布在连云港至长江口以北的沿岸海域,而东海陆架区遍布长江物质,以白云石含量高为显著特征。东海内陆架泥质沉积区白云石和白云母等片状矿物含量高,平均含量分别为29.7%与18.1%,其中片状矿物和白云石的最高含量分别可达71%和44.1%。相反,其他重矿物、普通角闪石、绿帘石、钛铁矿等含量低,磁铁矿、锆石、榍石等虽有出现但含量很低,且重矿物和稳定矿物含量也低,轻矿物含量高。这些特征反映了远源及较弱的沉积动力环境,在沉积物的输运过程中受地形的影响和海流的作用矿物经历了水动力的分选,但尽管如此仍具有与长江沉积物一致的矿物组合,即片状矿物、白云石、普通角闪石与绿帘石矿物组合,并仍带有明显的长江物源特征(陈丽蓉等,1979,1982,1984),此外该区黄铁矿较丰富,南部白云母、白云石含量更高(李家彪,2008)。这与闽浙沿岸小型山地河流的矿物组合明显不同。最近加密测站后的分析结果表明,轻重矿物组成分布特征除了有些细节和横向跨陆架输运的发现外(图3b),其他基本一致,说明几十年来尽管人类活动对河流来沙量及粒度组分造成了影响,该泥质区的矿物组成依然为长江来源没有发生明显变化,仍保持着长江物源特征,只有局部受到沿岸河流的影响(张凯棣等,2016;Zhang et al,2018a)。由上述可知,普通角闪石和绿帘石是东海的常见矿物,而不同物源间存在差异,长江物质角闪石高于闽浙沿岸河流,绿帘石含量则远不及后者。从绿帘石与普通角闪石的比值分布也可看出长江物源特征,并可注意到长江物质从北向南的延伸和南部有所减弱,沿岸河流影响有所显现(图3a)。东海中南部的重矿物分析结果也表明,60m等深线以浅的内陆架海域沉积物来自长江,中外陆架和陆坡的沉积物来源于中国大陆(陆凯等,2019)。为了更有代表性,扩大粒级(31—250μm)范围后的EC2005钻孔岩心重矿物分析结果表明,不仅全新世,而且在末次盛冰期末期以来研究区沉积物一直来自长江,沿岸物质的影响很弱,只有最近1.5ka BP以来由于人类活动导致河流物质增加才有所显现(董江等,2015)。该钻孔40m以下岩心的X射线衍射分析结果也显示有白云石的存在,具有长江物质特征(徐方建等,2011b)。贺松林(1991)的重矿物和黏土矿物的聚类分析结果表明,长江口与杭州湾的重矿物相似性高达0.99;长江与杭州湾、浙中沿海和温州湾之间的黏土矿物组分相似系数均在0.99,表明它们具有高度相似性和同源性。但长江口与废黄河口之间黏土矿物的相似性较差。在没有考虑碳酸盐矿物的情况下长江口与老黄河口的重矿物仍然相似性较低(如果考虑碳酸盐矿物相似性会大大降低)。张富元等(1984)和王先兰(1986)分别通过对东海陆架表层和柱状沉积物的研究认为,现代碎屑物质主要来自长江,但也存在着黄海物质的迹象。全新世沉积物的碎屑矿物组成与现代长江和黄河泥沙的矿物组成相一致。王昆山等(2007)对长江水下三角洲沉积物的重矿物分布及组合研究结果显示,那里的重矿物以普通角闪石-绿帘石为优势矿物组合,以低级变质来源的绢云母、白云母为特征矿物,局部富含普通辉石和氧化铁矿物，基本可以代表长江物源。王中波等(2012)的分析结果显示东海陆架表层沉积物主要矿物组合是普通角闪石–绿帘石–不透明矿物(磁铁矿、钛铁矿和赤–褐铁矿等)–稳定矿物(石榴石和锆石等)–片状矿物(绿泥石和云母类矿物),主要来自长江。陈华胄(1993)的研究表明,台湾海峡重矿物有近源与远源之分,比重大的颗粒状重矿物主要来自两岸河流和附近岛屿,而大量片状矿物来自闽浙沿岸流的输送。5.2 黏土矿物
【参考文献】：
期刊论文
[1]东海中南部海域表层沉积物碎屑重矿物组合分区及其物源分析[J]. 陆凯,秦亚超,王中波,黄龙,李广雪. 海洋地质前沿. 2019(08)
[2]Recent sedimentary records in the East China Sea inner shelf and their response to environmental change and human activities[J]. 张凯棣,李安春,张晋,卢健,王红莉. Journal of Oceanology and Limnology. 2018(05)
[3]东海内陆架悬浮体输运、通量及季节变化[J]. 刘世东,乔璐璐,李广雪,高飞,姚志刚,王震,韩雪双. 海洋与湖沼. 2018(01)
[4]东海陆架沉积物环境磁学特征及其物源指示意义[J]. 张凯棣,李安春,卢健,张晋. 海洋与湖沼. 2017(02)
[5]东海表层沉积物碎屑矿物组合分布特征及其物源环境指示[J]. 张凯棣,李安春,董江,张晋. 沉积学报. 2016(05)
[6]台湾山溪性小河流碎屑重矿物组成及其示踪意义[J]. 邓凯,杨守业,王中波,李超,毕磊,张永斌,刘祖乾. 沉积学报. 2016(03)
[7]东海内陆架EC2005孔重矿物组合特征及其物源指示意义[J]. 董江,李安春,徐方建,黄朋,张凯棣. 海洋与湖沼. 2015(06)
[8]Formation of the modern current system in the East China Sea since the early Holocene and its relationship with sea level and the monsoon system[J]. 郑旭峰,李安春,万世明,蒋富清,尹学明,卢健. Chinese Journal of Oceanology and Limnology. 2015(04)
[9]Late Quaternary sedimentary environmental evolution offshore of the Hangzhou Bay,East China——implications for sea level change and formation of Changjiang alongshore current[J]. 王昕,石学法,王国庆,乔淑卿,王昆山,姚政权,王旭晨. Chinese Journal of Oceanology and Limnology. 2015(03)
[10]长江口表层沉积物矿物磁性分区特征及其沉积环境指示意义[J]. 潘大东,王张华,陈艇,高晓琴,李晓,战庆. 海洋学报. 2015(05)
本文编号：3441859
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