渤海湾海面变化

【研究目的】海面上升,是渤海湾泥质海岸带地区全新世海陆变化最主要的影响因素。通过重建海面变化历史,有助于预测今后的变化趋势。【研究方法】全球基于实际调查的建模研究,恢复了过去数万年来较高分辨率的海面变化历史、分析了导致这种变化的各类分量的贡献。我们通过地区性相对海面变化研究,着重对地区性和区域性分量或做了定量评估、或进行了半定量推理分析,并做了具体的案例研究。【研究结果】这些研究表明,距今10~7 ka时全球海面平均上升速率是~9 mm/a,同期渤海湾西岸相对海面平均上升速率是~5.6 mm/a。这一较快的上升造成了包括渤海湾在内全球沿海平原海岸线后退(以及渤海海盆-渤海湾可能的数道沿岸堤被淹没)。但是,7 ka至今,全球与冰融水等效海面(ice-equivalent sea level,ESL)的平均上升速率降至~0.64 mm/a;5 ka以来,甚至不再上升。7 ka以来,渤海湾西岸相对上升速率是~0.46 mm/a;5.5 ka之后,进一步减弱到~0.18 mm/a。上述全球和渤海湾西岸海面变化,显示出明显的“二段式”上升特点。以~7 ka为转折点:之前与之后的上升速率相差一个数量级。对于渤海湾西岸而言,叠加在这个长达~7000年的明显减速但仍缓慢上升背景上的,是均衡掀升分量与下沉(新构造下沉+沉积自压实下沉)分量的相互抵消。于是,全球性海面的缓慢上升、区域性均衡调整造成的掀升与局地下沉,这三者的复杂博弈,形成了长达~7000年的、经常受高潮水影响的渤海湾西岸障壁岛型贝壳堤-潟湖盐沼洼地周期性交替的沿海地形地貌格局。1870 CE至今的150余年间,全球海面平均上升速率~1.7 mm/a,近10余年来更加速至3.7 mm/a,渤海湾同时期I堤海岸线向海侧的前凸岸段平均蚀退1~3 km。【结论】我们推断1870CE以来的全球气温上升-海面上升与渤海湾同时期海岸线蚀退可能具因果关系。21世纪全球变暖及因此引起海面~6~8 mm/a上升的预测,是1870 CE至今全球加速升温-海面加速上升的必然延续。从地质学角度,这将导致渤海湾今后的“可容空间”逐步增加,为海岸线-潮间带蚀退、盐沼湿地退化提供条件,从而将可能导致持续了~7000年的贝壳堤障壁岛-潟湖盐沼地貌过程的终止,转入与7 ka之前相似的海面上升加速时的沿岸堤-沿海低地模式。以上基于全球研究及渤海湾实际调查结果做出的推断,将对渤海湾泥质海岸带的中长期发展产生影响。

河北牛驼镇与天津地热田水化学和氢氧同位素特征及其环境指示意义

本文分析了河北牛驼镇和天津两个中低温地热田水化学、氢氧同位素分布特征及其反映的地热水赋存环境。结果表明:两个地热田系统存在明显差异,从浅部第四系地下水到雾迷山组地热水存在各自的混合线。不同层位的浅层地下水、地热水物理混合作用明显。地热田蓟县系雾迷山组和奥陶系高温地热水与碳酸岩含水介质发生的水-岩相互作用,造成了δ18O发生飘移;馆陶组和明化镇组地热水主要是浅部第四系地下水与雾迷山组和奥陶系地热水发生混和作用的结果。牛驼镇地热田雾迷山组和奥陶系地热水中Cl~–和HCO_3~–含量增高的同时,SO_4^(2-)含量随之减小(0.20~1.30 mg/L),明显低于天津地热田雾迷山组及奥陶系地热水中的SO_4^(2-)含量(273~394 mg/L),指示牛驼镇地热田雾迷山组和奥陶系地热水发生了明显的脱硫酸作用。水化学、氢氧同位素分布特征揭示了牛驼镇地热田雾迷山组和奥陶系地热水处在还原环境中,与浅部第四系地下水水力联系弱,主要以侧向径流补给为主,而天津地热田奥陶系和雾迷山组地热水与浅部第四系地下水水力联系较强,同时存在垂向和侧向径流补给。牛驼镇和天津两个地热田均具有巨大的地热资源开发潜力,但在开发过程中要坚持资源环境并重的原则,保障地热资源的持续利用。

天津滨海地区深部黏土层弹塑性变形特征与地面沉降关系研究

利用在滨海新区施工的2眼全取芯钻孔(G2和G3),通过原状土样工程特性指标测试、固结压力试验、0-P_0反复加、卸荷试验及地面沉降分层标监测数据分析等,系统阐述了滨海地区深部黏性土层弹塑性变形特征与地面沉降的关系。结果表明:天津滨海地区100 m以浅主要为欠固结土层;100～400 m土层处于超固结和微超固结状态,主要是由过去地下水超量开采造成的;400 m以下土层以正常固结为主。G2和G3孔不同层位黏性土层在反复加、卸荷试验过程中表现出塑性变形量逐渐减小,而弹性变形量几乎不变,与反复加、卸荷次数无关,表明黏性土层在水位反复升降条件下,逐渐变为以弹性变形为主。黏性土层这种特性显示,在地下水位反复升降多次后,黏性土层将会逐渐变成弹性体,在水位恢复时,将产生同步回弹,对防治地面沉降具有重要意义。分析弹塑性变形与黏性土层深度、天然含水率和黏粒含量的相关性发现:弹性变形量与黏性土层深度、天然含水率及黏粒含量呈正相关性;塑性变形量与深度相关性不明显,与天然含水率和黏粒含量呈负相关性。

天津滨海新区围海造陆对沿海低地浅层地下水环境的影响

天津滨海新区被提到国家总体发展战略后,随着经济持续发展、城市化进程不断加速及产业转移,进行了大规模围海造陆,在拓展土地空间的同时,也造成了相当多的环境问题。利用滨海新区由陆到海的3条水文地质剖面获取的地下水动态变化监测数据和土壤含盐量测试结果,开展了围海造陆对沿海低地浅层地下水环境的影响研究。结果显示:1受围海造陆影响,对应的沿海低地浅层水位已经出现由陆到海逐渐增高的现象,造成地下水位反向倾斜,阻碍了地下水径流和排泄;2由陆到海浅表土壤全盐量出现逐渐增高的特征,在浅层地下水反向径流作用下,东部区域大量的盐分将被携带至沿海低地,使沿海低地盐渍化程度加重,严重影响到湿地保护和生态建设;3围海造陆对海岸带生态环境的影响是一个长期缓慢的过程,应持续监测近岸海域和陆域沿海低地生态环境的变化情况,以便提出合理的修复建议。

中更新世以来华北平原植被演化及其气候响应

中更新世以来气候转型与陆地植被生态系统演变是近年来全球变化研究领域关注的热点问题.基于华北平原东部G3孔上部的孢粉分析结果、磁性地层年代,对中更新世以来华北平原植被演化及其气候响应过程进行研究.结果显示华北平原地区近1.6Ma以来植被演化可分为4 个阶段：1.6-1.2Ma为密度较高的暖溫带针阔叶混交林,1.2-0.7Ma为开阔的暖溫带落叶阔叶林,0.7-0.3Ma为阔叶疏林草原,0.3Ma以来为暖溫带落叶阔叶林.华北平原地区中更新世植被转型期对应O 同位素3 6 阶段,显示转型开始发生于1.2Ma,与全球中更新世转型期对应良好.其主要特征表现为林地减少,针叶林比例下降,藜科、蒿属、禾本科等草地面积显著增加.0.7Ma前后华北平原林地进一步退化,区域植被由原来的落叶阔叶林向疏林草原转变,0.3Ma后区域乔木比例可能有所回升.周期性气候变化对植被的影响在花粉谱中也有一定显示,1.2Ma之前主要表现为植被林地类型的交替发展,而1.2Ma则主要表现为草原与森林交替发展.

渤海湾海岸带地区^(137)Cs参考剖面——意义、方法及初步结果

海岸带地区近百年来的现代地质过程重建必须以精确的年代学研究为基础,^(137)Cs时标法和^(210)Pb_(exc)测年法是目前广泛应用的方法。由于易受到河流沉积物供给变化、潮位状况、极端天气事件等的影响,海岸带现代过程的定量研究一直是高分辨率研究的瓶颈。区域性参考剖面可以提升现代沉积物测年方法在海岸带应用中的可靠性。因此,建立区域性的^(210)Pb_(exc)和^(137)Cs比活度-深度参考剖面,将改善对海岸带及邻近海区实测数据的解释。以渤海湾海岸带为研究区,选取沉积环境相对稳定、水平搬运作用较小的地区,采用人工探坑、Eijkelkamp槽型取样器获取了2个柱状岩心,通过γ能谱仪对样品进行^(210)Pb、^(226)Ra及^(137)Cs比活度测试,绘制剖面图,结合研究区已有数据,总结出6类海岸带常见的^(210)Pb_(exc)和^(137)Cs比活度-深度剖面类型,并重建了渤海湾海岸带^(137)Cs区域性参考剖面。结果显示,^(137)Cs在渤海湾地区的最大峰值指示1963年,可以作为区域性主要参考时标。但是,最大峰值上部的次峰在不同区域指示不同的时标,S4和S5两个站位该峰值指示的并非1986年时标。

渤海湾牡蛎礁的研究现状与保护建议

通过对渤海湾西北岸全新世牡蛎礁调查研究现状及成果的梳理,阐述了牡蛎礁的结构特征、时空分布和古环境要素:(1)牡蛎礁和上覆泥质沉积层具有“二元结构”特征;(2)在距今8270年以来,沿北西-南东方向包括现代活体牡蛎礁在内共分为10~14道礁群(其中有4道可视作亚礁群);(3)“礁泥转换”和礁体内部直立的正常建礁层与水平夹层所记录的缓变型和突变型的环境变化信息;(4)确定了牡蛎礁顶板可以作为海面标志点,以礁顶的实测高度、再增加“±0.7 m”的礁顶起伏误差范围,重建当时的海平面;(5)牡蛎壳体的同位素研究揭示了牡蛎生长的年度和季节性变化规律;(6)牡蛎礁体及岭地共同记录了海岸线变迁历史。以此为基础,介绍了牡蛎礁博物馆选址和现代活牡蛎的调查结果。最后,提出了牡蛎礁的保护和利用牡蛎礁进行生态海岸修复的建议。

渤海湾贝壳堤现状及保护建议

贝壳堤是沿岸堤的一个分支,其在全球广泛分布,作为地学术语最早出现于1891年路易斯安那大学的地形图中,Chenier术语来源于墨西哥湾北部路易斯安那州平原的海堤,因上面长着高大橡树而得名。渤海湾西岸分布着5至6道、断续绵延数十至上百公里的贝壳堤,是大自然馈赠该地区的重要地质遗迹,不仅在研究海岸带古环境演化方面具有重要科学价值,而且在海岸带生态保护和修复方面亦具有重要现实意义。本文系统回顾了渤海湾贝壳堤研究的历史沿革和近年来在贝壳堤调查研究方面取得的新认识,在此基础上,提出了渤海湾贝壳堤保护建议:(1)积极推进贝壳堤博物馆和野外观测站建设,包括将天津市滨海新区青坨子核心区的裸露、半裸露贝壳堤点开辟为免费参观点,将天津市津南区巨葛庄在搬迁后残破的倪家大坟Ⅲ堤做进一步管护和开放;(2)改变河北省黄骅市后唐堡贝壳堤目前仅用栏杆围起来的被动保护局面,与附近学校联合,开辟为认识海洋的学生实习基地;(3)作为整个渤海湾(甚至全国)最后一处较为完整的自然存在的贝壳堤,建议提升山东省无棣县汪子岛保护区的地位,加强该处贝壳堤-泻湖盐沼系统的保护与科学研究。

华北平原冀中坳陷东部SFQ1钻孔磁性地层年代学及其地质意义

可靠的地层年代标尺对于研究华北平原晚上新世以来沉积物记录的沉积环境演化、新构造运动及古气候演化具有重要意义。本文通过测定冀中坳陷东部的SFQ1钻孔岩芯古地磁,建立高分辨率磁性地层年代框架,并探讨其地质意义。结果表明:SFQ1孔中更新统底界埋深为71.0 m(布容期B/松山期M界线),下更新统底界埋深为197.8 m(松山期M/高斯期Ga界线),上上新统底界埋深在328.7 m(高斯期Ga/吉尔伯特Gi期界线),钻孔底部年龄约为4.74 Ma。不同构造单元钻孔联合剖面揭示,3.6-3.0 Ma期间受青藏高原隆升扩展影响,华北坳陷区被快速充填,至第四纪初地势已变得较为平坦,区域上出现相对水平的等时基准面,现今揭露的第四系底界埋深之所以表现出明显差异,主要是由于第四纪以来新构造运动继承性发展导致的。华北平原晚上新世以来构造运动和沉积结构对水文地质条件产生制约影响,建议在华北平原水文地质调查过程中加强第四系相关研究,以提高水资源评价精度。

塔里木盆地东北缘晚新生代钻孔岩心磁性地层年代学及其构造意义

塔里木盆地的高分辨率沉积记录对于理解青藏高原隆升、亚洲内陆干旱化乃至全球气候变化至关重要.建立可靠的地层年代标尺对于研究塔里木盆地晚新生代沉积环境演化、构造运动及古气候变化具有重要意义.本文对塔里木盆地东北缘库尔勒地区的两个全取心钻孔ZK3(深500m)、ZK5(深300m)进行详细的磁性地层学研究,结果表明,ZK3孔中更新统底界为54.8m,下更新统底界为167.0m,上新统底界为432.0m,钻孔底部年龄约为6.2 Ma,属上中新统上部;ZK5孔中更新统底界为64.7m,下更新统底界为241.5m,钻孔底部年龄约为3.2 Ma,属上上新统.基于上述磁性地层年代标尺,通过沉积速率分析发现ZK3孔在3.0—3.6Ma之间沉积速率明显增大,反映了塔里木盆地北部天山在此期间的快速隆升.通过东西部多个盆地地质剖面沉积速率的对比分析发现,这期构造活动在区域上具有准同期活动特征,在时代上与晚中新世以来青藏高原快速隆升的时代一致,可能与青藏高原的隆升扩展效应有关.

中国环渤海地区1:1 000 000地质图空间数据库

环渤海地区1:1 000 000地质图空间数据库以辽宁、山东、河北、天津地质志图件以及环渤海地区环境地质系列图件为依托,结合国内外最新文献及成果编制而成。环渤海地区地质图以环渤海地区早前寒武纪至新生代出露的地质体为研究对象,重点关注了环渤海地区的地质演化,通过编图建库的手段表达各地质体的时空演化和配置关系,为后续地质调查科研工作及生产工作提供基础地质图件及地质信息服务资料。图幅采用MapGIS 6.7软件制作,包括地质体面元单位1892个,地质界线6755个,钻孔、化石点、火山口、古人类活动遗址、同位素测年样点、主要标准剖面等共132个,断层1984个,并全部填写了属性,总体数据量约123 MB。环渤海地区地质图对近30年的区域地质调查进行了综合集成,将中太古代晚期-古元古代、中元古代-中三叠世、晚三叠世-晚白垩世、古新世-全新世4个地史时段进行了地层区划、构造区划和岩浆岩区带等划分研究,建立了动态的地层、构造、岩浆岩划分系统。为环渤海经济圈建设和经济社会发展提供了基础地质信息资料,具有重要的参考利用价值。

谈谈新课程下高三地理自主有效复习策略探讨

随着新课程的发展进程不断加快,高考对于学生的要求也越来越高,因此在教师的授课过程中应该注重对学生的学习能力的培养,由提高学生的做题能力转变为对学生的综合素质的训练。本文将针对如何进行高三的复习指导进行探讨,希望能够帮助广大教师群体找到在复习过程中存在的问题及解决措施。

渤海湾西岸钻孔记录的沉积演化过程和沉积物风化强度、物源重建

渤海湾沉积记录研究对于认识华北平原形成过程及晚新生代以来东亚季风演化具有重要意义.对渤海湾G4孔~5.2 Ma以来的沉积物开展了粒度、色度及元素地球化学研究.结果表明:CIA、Al/Si、Al/Na、Al/K、Ba/Sr及(La/Sm)N、(La/Yb)N元素地球化学指标揭示钻孔底部5.2 Ma至1.6 Ma沉积物的化学风化程度由中等风化向弱风化转变,反映晚新生代全球气候变冷和东亚冬季风对华北平原产生同步影响. 1.60 Ma以来G4孔沉积物出现(La/Sm)N、(La/Yb)N明显增大, CIA、Al/Si、Al/Na、Al/K、Ba/Sr变化趋势与同期深海氧同位素、黄土CIA及87Sr/86Sr缓慢降低特征不相符的情况,指示发生了一次物源变化,可能与黄河进入华北平原有关.渤海湾钻孔剖面显示自1.60 Ma开始至0.78 Ma,黄骅坳陷被快速填平补齐,可能揭示黄河带来的大量物质对华北平原形成贡献巨大.

科尔沁区三义堂剖面晚全新世地层与环境演化

通过对西辽河中游科尔沁区三义堂剖面及相邻地区晚全新世沉积物组成、沉积相、地层层序、年代学（AMS 14C和考古断代）及宽浅河谷、沙地地貌的初步研究，揭示了古西辽河冲洪积砂、古科尔沁沙地风成砂、古湖泊泥质沉积与古土壤层的基本地层关系。尽管贮存库效应导致14C年龄存在明显颠倒，但考古学提供的断代证据及对贮存库效应的解释，对14C数据做出了尽可能合理的取舍，从而建立了自约1500 B.C.以来年代学的基本序列。据此，揭示了研究区晚全新世地层三分的基本格局：1）晚全新世早期，古西辽河冲洪积砂层在约1500 B.C.转为风成沙丘并发育良好的栗钙土（第1栗钙土层），标志着晚全新世科尔沁沙化的重新开始；随后，砂质沉积（冲洪积和风成）与（发育程度相对低的）多次栗钙土成壤反复交替。这一过程结束于约1250 A.D.时的第二次发育良好的栗钙土层（第6栗钙土层）。2）晚全新世中期（金元时期、＂中世纪温暖期＂后半期），是1250 A.D.之后的一次突然出现、而又突然结束的短暂湖泊发育期，经历黑钙土成壤作用的黑色泥质湖相层与上、下地层均为清楚的突变接触。3）晚全新世晚期，为冲洪积-风积砂层与栗钙土层的反复交替，直至现代。＂湖泊-黑钙土成壤化＂的突然出现与结束，暗示着干旱-湿润-干旱两次气候突变过程的存在。