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大陆架作为陆源沉积物的重要储存地点,是海洋沉积最活跃和最集中的地区,也是陆源沉积物向深海盆地运送的主要通道,对其研究可揭示南黄海陆架的长周期演化趋势和成因,为江苏岸外海域的开发提供科学依据。 南黄海陆架不同部位水动力条件不同,同一时期沉积环境也存在差异。有关南黄海的研究主要集中在辐射沙脊群地区,但深水处的研究相对较少,通过对陆架水深50-60m处钻孔的研究,进一步丰富了南黄海陆架的形成机制及发展动态,另外研究成果也用于指导南黄海陆架的开发,促进我国海洋经济的发展。 2014年8月26-28日在江苏岸外南黄海辐射沙脊群边缘海域钻获13RZ02孔(33°42.3070′N,123°10.7399′E),钻孔进尺80.1m。2015年6月在南京大学矿物实验室进行钻孔描述和岩性编录工作。通过分析样品的粒度参数特征、有孔虫、磁化率、有机质和碳酸盐含量,并结合14C测年数据,对南黄海陆架的长周期环境演化进行了系统分析。 整个岩芯以砂和粉砂为主,平均含量为29.4%和66.2%,黏土平均含量为8.9%。13YZ02孔粒径的平均值为5.725Φ。分选系数的平均值为1.977,分选较差。偏态指数的平均值为0.225,属于正偏。峰态指数的平均值为1.049,属于中等峰态。碳酸盐和有机质含量与沉积环境呈现出明显的相关性。 钻孔自上而下共识别出6个沉积单元,分别是: U1沉积单元: 1)U1-1中陆架浅海(0-6.4m):主要粉砂和黏土互层,见波状层理,富含有机质。有孔虫以尖底凹沟瓶虫Lagena sulcata、细茸瓶虫Lagena hispida、具缘小泡虫Bulimina marginata等深水型底栖有孔虫为主。 2)U1-2内陆架浅海(6.4~11.8m):灰色泥沙互层,向下生物潜穴增多,富含炭斑。有孔虫以施罗特假轮虫Pseudorotalia schroeteriana、拉马克五玦虫Quinqueloeulina lamarckiana和半缺五玦虫Quinqueloculina seminula等近岸常见属种为主,仅发现一种浮游有孔虫泡抱球虫Globigerina bulloides。 3)U1-3滨岸盐沼(11.8~13.7m):以灰色黏土沉积为主,中部夹少量粉砂纹层,见炭斑、钙质结核和生物扰动。有孔虫以底栖有孔虫同现卷转虫Ammonia annectens、优美希望虫Elphidium decorum及异地希望虫Elphidium advenum等为主。 U2沉积单元: 1)U2-1泛滥平原(13.7~16.8m):以黄棕色粉砂质黏土、黏土质粉砂和细砂沉积为主,见少量铁锈斑、Fe/Mn核等暴露标志。未见有孔虫。 2)U2-2河流(16.8~21.1m):以棕灰色粉砂和细砂互层为主,钙质结核散状分布。全段未见有孔虫,为陆相沉积。 U3沉积单元: 1)U3-1内陆架浅海(21.1~29.0m):顶部为侵蚀界面,黏土质沉积,见生物潜穴、贝屑和钙质结核。有孔虫以同现卷转虫Ammonia annectens、优美希望虫Elphidium decorum及异地希望虫Elphidium advenum等底栖属种为主,未发现浮游有孔虫。 2)U3-2中陆架浅海(29.0~36.0m):以暗灰色黏土沉积为主,富含有机质的黑色斑点呈散状分布,生物潜穴被粉砂充填,常见双壳类及腹足类碎片,与下伏地层不整合接触。有孔虫以代表深水环境的小诺宁虫褚类Nonionella spp.、锥子小泡虫Bulimina subula等为主。 U4沉积单元: 1)U4-1内陆架浅海(36.0~43.2m):由灰色粉砂沉积逐渐过渡到弱的粉砂和黏土互层,富含生物潜穴和贝屑。有孔虫以毕克卷转虫Ammonia beccarii、异地希望虫Elphidium advenum和普通抱环虫Spiroloculina communis等为主。 2)U4-2中陆架浅海(43.2~53.7m):以灰色黏土与粉砂互层为主,富含炭斑。有孔虫以浮游有孔虫泡抱球虫Globigerina bulloides,底栖有孔虫曼顿半泽虫Hanzawaia mentaensis、拱隆半泽虫Hanzawaia eonvexa、压扁卷转虫Ammonia compressiuscula和冷水面颊虫Buccella frigida为主。 3)U4-3河口-潮汐影响的河流-河口前缘(53.7~63.9m):以灰色黏土沉积为主,下部夹薄层粉砂,见大量贝屑、虫孔,56.10-56.90m是砂、泥、砾石混杂沉积,显得很杂乱,砾石大小不一。有孔虫以毕克卷转虫Ammonia beccarii、矢部假轮虫Pseudorotalia yabei和船状小花虫Florilus scaphum等为主。 U5沉积单元: 1)U5-1河流(63.9~69.7m):以灰色粉砂沉积为主,部分层段含黏土多,呈微弱层理。未发现有孔虫。 2)U5-2潮汐影响的河流(69.7~72.1m):以灰色粉砂沉积为主,部分层段夹泥质薄层,呈弱的水平层理,未见贝屑,含少量有孔虫,疑被潮流冲刷至此。 3)U5-3河流(72.1~79.7m).以灰色细砂沉积为主,上部夹泥质薄层,呈弱的水平层理,见大量贝屑和砾石。含极少量有孔虫,疑被潮流冲刷至此。 U6沉积单元: 内陆架浅海(79.7~80.1m):以棕灰色泥质沉积为主,细腻,小的虫孔被粉砂充填,无层理。以底栖有孔虫布腊玫瑰虫Rosalina bradyi、毕克卷转虫Ammonia beccarii和矢部假轮虫Pseudorotalia yabei为主。 对钻孔沉积物进行有机质和碳酸钙含量分析表明,其百分含量在不同沉积环境的沉积物中有显著差别,年代由远到近统计,研究区共经历了6次大的环境变化,与沉积相解译结果吻合较好,所以利用烧失量数据作为沉积环境的替代指标是合理的。 南黄海陆架13YZ02孔识别的沉积相显示:晚第四纪以来研究区依次经历内浅海相→河流相→河口-浅海相→浅海相→陆相→滨岸-浅海相的演化。MIS7阶段海侵阶段,研究区被海水淹没发育内陆架沉积。MIS6期气候变冷,海面下降,研究区出露,发育河流环境,期间次级海平面波动上升,发育潮汐河流环境。MIS5阶段,海平面上升,研究区重新被淹没,依次发育分流河道、河口前缘、内陆架浅海,最深到达中陆架环境。MIS5向MIS4过渡阶段,发育河口三角洲环境,MIS4阶段时间较短,发育河流沉积环境,但钻孔中未见此阶段的沉积物。MIS3阶段,气温升高,海平面再次上升,前期研究区被海水淹没发育浅海环境,最深可能达到中陆架,后期海平面下降,研究区发育内陆架浅海,向陆地方向,发育滨岸潮滩环境。MIS2阶段,气候变冷,海平面再次下降,海水退出研究区,南黄海陆架广泛暴露,研究区发育河流相以及洪泛平原相沉积。MIS1阶段,冰消期到来,气候变暖,海平面上升,渐次发育滨岸沼泽→内陆架浅海→中陆架浅海。有孔虫的鉴定结果、14C测年数据、粒度数据、烧失量分析以及与黄海其它钻孔的对比为研究区沉积环境演化的判别提供了依据。