摘要
陆架泥质沉积体沉积演化过程及源-汇效应研究,对认识陆源物质从源到汇的过程、海陆变迁、气候演化以及全球变化具有极其重要的意义。南黄海泥质沉积体的沉积记录蕴涵着气候、海平面变化以及海陆相互作用的丰富信息,是研究陆源沉积物在陆架边缘海源-汇过程的最佳区域之一。 本文以南黄海表层沉积物及中部泥质区的多个柱状沉积物为研究对象,在建立黄河与长江两大物源指标体系的基础上,根据粒度、黏土矿物、黏土粒级沉积物地球化学特征、以及碎屑锆石U-Pb年龄指标,判识沉积物来源,研究南黄海现代沉积物源-汇效应;根据泥质区岩芯的沉积特征及物源演变,系统研究全新世以来南黄海中部泥质区的源-汇过程,探讨物源区物质供应、碎屑沉积物的输运模式、东亚季风气候和人类活动等因素对泥质区源-汇过程的控制作用,重建南黄海中部泥质体的沉积演化过程。 长江干流下游河段及河口的沉积物主要来自上游河段,下游流域的物质供给较少。黏土粒级沉积物(lt;2μm)的稀土元素组成不受粒度效应的影响,能够代表其物源区化学风化产物的平均组成,是识别长江与黄河沉积物的有效指标。碎屑锆石的年龄可作为识别长江与黄河物质的指标,600-1000Ma为长江沉积物碎屑锆石年龄的特征峰,1700-2000Ma、2300-2600Ma为黄河沉积物碎屑锆石年龄的特征峰。 南黄海表层沉积物主要来自长江与黄河,黄河物质主要分布在南黄海北部和西部,南黄海中部是黄河和长江物质的混合沉积区;朝鲜半岛河流物质主要分布在南黄海东南部朝鲜半岛沿岸海域,对南黄海中北部没有贡献;山东半岛中小河流沉积物主要对南黄海西北部山东沿岸海域有贡献。根据黄河、长江对研究区沉积物的相对贡献率,将研究区划分为黄河物源区、黄河优势物源区、长江-黄河混源区,黄河物质的贡献率自北向南逐渐降低,长江沉积物对研究区中部贡献率较高,且在中北部略高于南部。 黄河沉积物由黄海沿岸流搬运进入南黄海,沿山东半岛东南岸沉积,形成了南黄海北部和西部的黄河优势物源区。长江沉积物由黄海暖流输运至南黄海,与细粒的黄河沉积物在南黄海中部沉积,形成南黄海中部泥质区。朝鲜半岛河流物质主要沉积在朝鲜半岛沿岸。南黄海的海洋锋面与环流系统共同控制了南黄海不同来源的沉积物的分布格局及源-汇过程。 全新世南黄海中部泥质区不同站位沉积物的来源呈现出差异性变化:泥质区东北部两钻孔(B01与H08)沉积物在6.2kaB.P之前为黄河源,在6.2kaB.P以后为黄河与长江混合源;泥质区中部两钻孔(HS2和HS3)沉积物为黄河与长江混合源;泥质区东部和西北部边缘两钻孔岩芯(HS1和H08)分别在4.9ka-2.8kaB.P和4ka-1.4kaB.P为黄河源,其它阶段为长江与黄河混合源。 自9.6ka以来东亚冬季风整体上呈减弱的趋势:9.6ka-4.8kaB.P为高频强盛期,4.8ka-1.4kaB.P为波动减弱期,1.4ka-0kaB.P为稳定增强的阶段。7ka以来东亚夏季风整体上呈现减弱的变化趋势。6.2ka以来黄海暖流强度呈现波动变化的趋势:6.2ka-4.8kaB.P为强盛期,4.8ka-2.7kaB.P为减弱期,2.7ka-1.4kaB.P为稳定期,1.4ka-0kaB.P为稳定增强的阶段。陆源区物质对研究区的供应量在4kaB.P增加,反映了大型流域盆地的人为改造对边缘海沉积过程的直接响应,人类活动对边缘海沉积过程的影响作用凸显。 全新世以来南黄海中部泥质区的沉积演化过程划分为两个阶段:11-6.8kacalB.P为全新世期间海平面上升阶段,南黄海中部为浅海环境,主要接受由沿岸流系搬运的黄河物质沉积。6.8kacalB.P以来为高海平面阶段,环流体系形成,在南黄海中部低能沉积环境中形成了泥质沉积体。 全新世以来南黄海中部泥质区的源-汇过程受到海平面上升、环流体系、气候变化、物源供应等多种因素的共同影响,在海平面上升期,泥质区沉积过程主要由海平面的波动控制;自高海平面时期以来(7ka),泥质区沉积过程受物源区物质供应量和环流体系强度的影响。气候变化及人类活动等因素可能通过物源区物质供应量和沉积物搬运介质能力间接影响泥质体的沉积演化过程。