辽河-大凌河三角洲四百年来的演化研究

发布时间：2020-07-12 02:14

【摘要】：辽河三角洲是我国著名的河口三角洲,由辽河、大凌河、大辽河和绕阳河等多条河流注入辽东湾沉积形成。辽河和大辽河是流域较大、物源多元的曲流河入海,大凌河是坡降较大、泥沙量大的辫状河入海,而辽河经盘锦入海的历史仅百余年,大凌河下游河道几百年来多次摆动,这种多条河流形成的三角洲较为罕见。加之该区海岸线变动十分明显,辽河、大凌河、大辽河等河流沉积物的时空分布以及近现代辽河三角洲的演化过程是非常有意义的研究课题。本文根据史料文献、考古遗址、历史地图和遥感影像数据,恢复了四百年以来辽河三角洲的海岸线变化和河道摆动过程。对大凌河、绕阳河、辽河和大辽河下游河口地区采集的21个浅层沉积物样品,进行了矿物学、地球化学分析,得到了大凌河和辽河水系的粘土矿物、碎屑矿物和地球化学特征,并以粘土矿物组合特征构建了大凌河沉积物和辽河沉积物的混合模型,量化两个水系对辽河三角洲的沉积物贡献率。对辽河三角洲平原的28个钻孔进行了详细的岩性描述、粒度分析、粘土矿物分析和粘土混浊水电导率测试,结合放射性同位素测年所构建的年代学框架,建立了三角洲的等时地层格架。将大凌河三角洲和辽河三角洲沉积物空间关系、等时地层格架与海岸线变化、河流改道等地貌学分析结果相互印证,揭示辽河三角洲四百年来的形成演化过程以及沉积动力机理。强调了大凌河在现代辽河三角洲的形成和演化过程的重要作用,将辽河三角洲正名为辽河-大凌河多河流三角洲,总结了演化模式,为今后多河流三角洲演化提供研究思路。主要认识如下:(1)1600年,辽河-大凌河三角洲海岸线大致位于四海屯村、文字官村、南圈河村、龙王村、南坨子盐滩、田庄台镇、白庙子一线。至1800年,大凌河口和大辽河口海岸线由于泥沙量大,向海推进较多,而西沙河等河流径流量和输沙量较小,海岸线推进较慢。1800~1909年,由于辽河(双台子河)的形成,大凌河改道从盘锦湾入海,盘锦湾面积迅速缩小。1909~1956年,盘锦湾迅速淤积,海岸线向海推进约20km。建国之后,由于河流上游水库和拦水闸的修建,河流入海泥沙量减少,海岸线变化主要是由于人工养殖、围海造田和海洋工程造成的。1600年以来,大凌河下游河道经历了6次大的改道。(2)大凌河沉积物粒度较辽河、大辽河和绕阳河更粗。大凌河沉积物粘土矿物组合为蒙脱石-伊利石-高岭石-绿泥石,蒙脱石含量与伊利石含量比值大于1,辽河、大辽河和绕阳河粘土矿物组合为伊利石-蒙脱石-绿泥石-高岭石,该比值小于1。大凌河沉积物重矿物组合为绿帘石-磁铁矿-钛铁矿-普通角闪石-磁铁矿,大辽河为绿帘石-钛铁矿-普通角闪石-磁铁矿,辽河为钛铁矿-磁铁矿-绿帘石-石榴子石-普通角闪石,大凌河重矿物质量分数大于1%,辽河和大辽河不足0.1%。大凌河、辽河和大辽河沉积物的地球化学组成差别不大。(3)大凌河流域、辽河流域和大辽河流域均以物理风化为主,其中,大凌河流域物理风化最强,辽河次之,大辽河最弱。流域地表母岩和气候条件是影响沉积物矿物学和地球化学特征的主要因素。粘土矿物在河口地区的物源继承性很好,将其作为辽河-大凌河三角洲的物源示踪标志,以混合模型建立了物源判别体系。(4)根据钻孔的岩性、粒度特征和粘土混浊水电导率特征划分出沉积相,结合年代学框架和物源判别体系,构建了辽河-大凌河三角洲四百年来的等时地层格架。根据沉积相变化、海岸线和河流位置以及不同河流沉积物的分布特征,将四百年来辽河-大凌河三角洲的演化分为1600~1800年、1800~1909年、1909~1956年和1956年至今,共四个阶段。河流输沙量以及河流入海口的位置和数量是近现代辽河-大凌河三角洲演化的主控因素。(5)辽河-大凌河多河流三角洲是由辫状河和曲流河等不同性质河流共同塑造的,二者的多期次三角洲叶瓣相互叠加,最终形成了独特的多河流三角洲复合体。近百年来辽河的形成“掩盖”了大凌河对三角洲演化的贡献。多河流共同作用、人类活动影响以及河流与海洋作用强弱转变是辽河-大凌河三角洲演化特点,并据此提出了多河流三角洲的演化模式。
【学位授予单位】：中国地质大学(北京)
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：P343.5
【图文】：

第一章 引言要贡献。前人对单河流三角洲沉积模式研究较多，而多河流三角洲沉积模式研究鲜见报告，本文通过分析沉积物的矿物学特征，示踪不同河流沉积物的分布，结合海岸线和河流变迁以及沉积相变化，探讨不同河流对辽河复合三角洲演化过程的贡献，阐明大凌河的重要作用，研究辽河-大凌河三角洲的演化过程，对多河流三角洲沉积体演化研究有重要意义。

图 1-2 沉积物扩散系统示意图。源为黑色字，汇为黄色，过程为白色（据 Walsh et al.,2016 修改）Fig. 1-2 A simple schematic showing the dispersal system. Sources are indicated by black text,sinks are yellow, processes are shown in white (modified from Walsh et al., 2016).近年来，研究者们对世界各地、不同时间跨度的 S2S 散流系统进行了系统研究：美国加利福尼亚州北部鳗河系统代表的百年尺度现代泥沙散流系统（Romans et al., 2016），美国墨西哥湾西北部的诸多入海河流系统晚更新世以来演化（Anderson et al., 2016），北美中部白垩纪古河流系统（Bhattacharya et al.,2016），从中新世到全新世构造、气候和人类对美国密西西比河的影响（Bentleyet al., 2016），美国艾尔华河口三角洲对大坝拆除的响应（Warrick et al., 2015），白令海峡和南极的冰川系统（Jaeger&Koppes, 2016），加拿大瓦布什湖代表的人为

第一章 引言征和岩性，结合古地磁年代数据，大致画出了下辽河平原钻孔中更新世以来三次海侵的范围（顾尚勇和汪品先, 1987; 汪品先和顾尚勇, 1980）。1981~1984 年，国家海洋局在辽东湾顶部首次开展了海岸带及滩涂资源综合调查，完成了《辽宁海岸带和滩涂资源综合调查及开发利用报告》和《辽宁省海岸带开发研究》等成果（金尚柱, 1996）。在海岸带调查的基础上，研究者对辽东湾地貌及变化、沉积特征、海底残留地貌和残留沉积等进行了讨论（李凡和林美华, 1984; 李光天等,1986; 刘炜, 1989）。20 世纪 80 年代末期至 90 年代，国家海洋局北海分局、环境保护研究所、国家地震局地质研究所和大连理工大学等科研机构先后对辽东湾5m 等深线以浅海域进行了地形测量、综合调查、环境调查水文气象调查和地层物理学性质等研究（图 1-3）。

本文编号：2751276