黄河水下三角洲北部区域海底地形冲淤变化研究

为了明确黄河水下三角洲北部区域海洋动力对海底地形变化的影响,采用2009年黄河水下三角洲北部区域高精度水深地形资料,与2004年水深地形资料进行对比分析。同时,利用2009年对表层沉积物的粒度分析,结合该区域的水文潮流特征,对该海区悬移质泥砂引起的冲淤变化进行了预测。研究结果表明该区域经过多年的冲淤调整正逐渐达到冲淤平衡,形成稳定的粉砂淤泥质海岸,但在大风大浪引起的恶劣海洋作用下,本区仍然经历着缓慢的冲刷过程。埕北海域在CB151平台附近形成一个冲刷中心,冲刷深度超过1 m;孤东海堤外侧海域,自陆地向等深线12 m区域均发生轻微冲刷作用,尤其是海堤根部,由于波浪的累加作用,冲刷最为明显,最大冲刷深度可达1.5 m以上。

饱和土的振动孔压实验研究

通过对饱和粗砂、中砂、细砂、粉砂、粉土和粘土的振动,测得排水条件下不同土孔压变化,总结了不同饱和土的振动孔压变化规律和振动导致的粒径和含水率变化规律。描述了振动过程中出现的一些现象,分析了同一振动条件下不同粒径对孔压变化的影响。发现随着细颗粒物质含量的增加,土样的振动孔隙水压力消散变慢。

黄海、渤海铅-210沉积速率的分布特征及其影响因素

对黄海、渤海17个箱式柱样进行了210Pb放射性活度测定,计算了近百年来210 Pb沉积速率,并结合前人资料对黄海、渤海区210Pb沉积速率的空间分布特征及其影响因素进行探讨,结果表明,黄河口附近站位沉积速率最高(>2cm/a),而在渤海中部、渤海湾以及山东半岛沿岸的站位沉积速率较小(≈0.5cm/a),部分站位沉积速率为0,表明近百年来无沉积作用或遭受侵蚀。黄海、渤海区210Pb沉积速率高值区主要分布在沿岸河口地区,如黄河口、辽河口、海河口以及朝鲜半岛西南部河流入海口等;在渤海海峡西侧存在封闭的低沉积速率区;山东半岛北岸沉积速率等值线向东北向延伸并递减,在成山头东部近海海域沉积速率最低;南黄海海域的沉积速率呈两侧高、中间低的整体态势,在南黄海西南侧沉积速率等值线则以舌状向南黄海中部延伸。在渤海南部和黄海海域,210Pb沉积速率分布模式可以直观地表征黄河入海沉积物的扩散路径和范围:黄河沉积物入海后大部分沉积在河口近海地区,少部分被沿岸流携带跨过渤海海峡向黄海输送,但其在南黄海的扩散范围可能限制在123°E以西海域,而朝鲜半岛河流沉积物的扩散范围应在125°E以东,这可能与此海区终年存在的海洋锋面作用有关。

山东半岛沿岸海域表层沉积物的常量元素及其地质意义

通过对山东半岛近海274个表层沉积物的粒度和常量元素的系统研究,探讨了该海域常量元素地球化学特征、空间分布规律及其影响因素。研究表明,山东半岛近海海域表层沉积物的常量元素较为稳定,主要由SiO2、Al2O3、Fe2O3、MgO、CaO、Na2O和K2O组成,其中SiO2和Al2O3含量最高,分别为65.3%和12.5%;常量元素含量与沉积物类型密切相关,SiO2含量随沉积物类型变粗而逐步降低;Al2O3、Fe2O3、MgO、MnO、P2O5和K2O含量随沉积物类型变细逐步增大;TiO2和Na2O含量基本不受沉积物粒度的影响;受黄河沉积物的影响,CaO含量在黏土类型沉积物中迅速升高。常量元素相关性和R型正交旋转因子分析表明,研究区内常量元素可划分为3类,第1类包含SiO2、Al2O3、Fe2O3、MgO、K2O、TiO2、P2O5、TOC,代表了陆源碎屑沉积;第2类主要由CaO、CaCO3组成,代表了海洋生物作用;第3类由Na2O、MnO组成,代表了海洋化学沉积作用。研究区内大部分表层沉积物的化学风化指数(CIA)为50～65,沉积物的物源变化可能对CIA起主要的控制作用。CIA和TiO2/Al2O3比值共同指示黄河源沉积物主要分布在山东半岛沿岸海域,与陆源因子F1的得分系数基本一致,其分布模式与研究区海洋环流和地形特征密切相关。

黄河三角洲ZK1孔晚第四纪以来沉积层序演化及其古环境意义

对黄河三角洲ZKl孔粒度、岩性、微体古生物组合和”C年代进行了分析，探讨了研究区晚第四纪以来的沉积层序演化历史及其古环境意义。黄河三角洲的ZKl孔共发育三个海侵层，自下而上为深海氧同位素3期（MIS3）的第Ⅲ海侵层和第Ⅱ海侵层以及氧同位素1期（MISl）的第1海侵层，指示自氧同位素4期（MIS4）以来研究区共发生三次主要海平面波动。这三次海平面波动分别对应于渤海海侵、献县海侵和黄骅海侵。根据沉积记录信息，ZKl孔可分辨第1海侵层的河口三角洲相（5．63～14．04m）和滨岸浅海相（14．04～20．62m），第Ⅱ海侵层的滨岸浅海相（39．52～49．57m）和河口三角洲相（49．57～51．52m），第Ⅲ海侵层的滨岸浅海相（76．00）0～83．63m）和潮滩相（83．63～92．70m），均以特征的微体古生物组合和沉积相为标志。结合前人研究，阐明了本区自晚第四纪以来的海平面变化及沉积环境演变历史。

黄河三角洲北部悬浮体和颗粒有机碳的分布与影响因素

2008年12月对黄河三角洲北部及其毗邻海域悬浮体浓度(SSC)和颗粒有机碳(POC)进行了研究,并结合该海域水文资料,分析了该区冬季SSC和POC的空间分布特征和影响因素.结果表明,冬季研究区水体中的SSC变化范围较大(5～1064mg/L),表、底层的SSC高值区(>600mg/L)均呈条带状分布于废弃神仙沟-钓口三角洲附近海域,且随水深加大SSC快速降低(<50mg/L).冬季海水中的POC变化于17～640μg/L,表、底层POC的分布模式基本一致,均表现为POC高值区(>400μg/L)集中于近岸海域,渤海中部POC仅为20～50μg/L左右,但底层POC向渤海湾中部扩散范围比表层大.POC和SSC之间存在显著正相关关系,表明该海区近岸浅水区沉积物再悬浮是影响研究区POC空间分布的重要原因.冬季SSC和POC高值区与最大侵蚀区、波致底切应力>0.2N/m2的区域相对应,表明在冬季强海洋动力条件下,废弃神仙沟-钓口三角洲叶瓣前缘不仅是沉积物的"源",也同样是颗粒有机碳的"源".

南极普里兹湾沉积物稀土元素地球化学特征

利用中国第29次南极科学考察在南极普里兹湾获取的3个短柱样品,进行了稀土元素测试分析,探讨了普里兹湾海洋沉积物稀土元素特征、分布模式及其控制因素。结果表明,普里兹湾各站沉积物中稀土元素含量各异,但均具有与上陆壳、中山站变质岩相似的页岩标准化配分模式,整体表现为轻稀土富集型,说明其物源一致,具有明显的大陆地壳来源特征。结合沉积物粒度、化学元素、生源指标等分析其分布及富集规律,发现物源是控制研究区稀土元素组成的主要因素,同时生物作用会对稀土元素的含量产生稀释,但"粒度效应"在此并不明显。普里兹湾沉积物短柱稀土元素参数垂向变化,反映了百年尺度内物源输入、沉积环境的变化。各站δCe值普遍具有向下减小的趋势,反映了随深度增加沉积环境的氧化性逐渐减弱的特征。

晚更新世以来南极罗斯海陆坡沉积物岩芯常量元素地球化学特征及其古环境意义

基于中国第32次南极科学考察在罗斯海外陆坡扇区获取的ANT32-RA05C岩芯,开展常量元素地球化学研究,探讨地球化学特征及其古环境意义。结果表明,ANT32-RA05C岩芯以分选差的混合冰海沉积物为主,含有大量的冰筏碎屑(平均29.76%),并含有一定量生物硅(平均4.81%)。化学元素定量测试表明,沉积物常量元素配分模式为SiO_(2)>Al_(2)O_(3)>Fe_(2)O_(3)>Na_(2)O>K_(2)O>MgO>CaO>TiO_(2)>P_(2)O_(5)>MnO,其中含量最高的常量元素为Si,主要来源于陆源碎屑(石英)和硅质生物沉积(生物硅)。对比XRF元素连续扫描与定量测试结果发现,Si、Ca等相关性较高,可用作高分辨率环境研究。结合环境指标研究发现,晚更新世MIS 7末期以来,常量元素含量变化与南极气候具有良好的对应关系,主要反映了气候对物源和环境的控制,气候转暖通常对应于冰山和初级生产力输入增强,气候转冷对应于冰山和初级生产力输入受限。该岩芯对重建罗斯海古气候演变,深化对罗斯海古环境认识有重要意义。