南黄海辐射沙脊群主潮流通道兰沙洋沉积演化研究

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南黄海辐射沙脊群分布在江苏岸外,是由河海交互作用形成的。晚更新世时期,古长江在江苏境内入海,带来了大量的细砂和粉砂级物质堆积,形成了规模宏大的大型河口三角洲堆积体。而后,随着海平面的上升,受辐聚辐散的独特潮波系统的影响,逐渐发育成了由沙脊和潮流通道组成的辐射状分布的独特地貌体——辐射沙脊群。因长期处于陆海交互作用环境下,辐射沙脊群蕴含了丰富的环境变化信息,对其进行研究,可以很好的揭示区域环境变化特征,具有较大的科学研究意义。同时,江苏省作为国内经济强省,经济产业结构正在由沿江发展向沿海发展过渡,而港口作为海洋经济发展的重要组成部分,其发展及运营与海洋自然条件密切相关,因此,在经济发展背景之下,南黄海辐射沙脊群研究也具有更大的生产应用意义。07SR09号钻孔位于南黄海辐射沙脊群兰沙洋潮流通道内,作为洋口港的主航道,兰沙洋潮流通道的沉积环境演化研究具有重要意义。本文通过07SR09号钻孔的沉积相分析和相关实验指标的测试,并结合已有文献资料的收集与整理分析,研究了兰沙洋潮流通道自晚更新世以来的沉积环境演化特征。基于不同历史时期的海图对比、研究区底质样分析及钻孔数据对比,分析了兰沙洋潮流通道在不同时间尺度上的冲淤演变及稳定性特征,论证了洋口港的未来建设与运营方向。本文得到的主要结论如下:(1)基于岩芯编录及有孔虫和贝壳鉴定分析,可将07SR09孔划分为上、中、下三段,0-1838 cm为上段,1838-2447 cm为中段,2447-4591 cm为下段。根据出现的沉积结构及有孔虫组合、贝壳种属的不同,将三段的沉积环境由上段至下段依次划分为:海相沉积环境、陆地沉积环境和河流相沉积环境。据14C测年分析,上段和中段的划分界限在7713±45 a cal B.P.~18135±305 a cal B.P.这个时间段内,约为距今12000年,属于晚更新世末期,近全新世初期;中段和下段的划分年代介于18135±305 a cal B.P.~31094 ±85 a cal B.P.这一时间段内,约为距今22000年,属于晚更新世晚期。(2)基于粒度分析的细砂含量变化趋势表明,07SR09孔的不同物质组分构成中,细砂含量最多,为54.9%,自下段至上段,细砂含量分别为64.3%、57.2%、48.8%,呈现出依次递减的变化趋势。结合本区已有的相关研究,推测此处丰富的细砂应来源于古长江带来的巨量沉积物。在此基础上,本文进一步研究认为,这一变化特征表明了,自晚更新世以来,随着古长江南迁,古长江源的物质影响呈逐渐减少的趋势,结合前人研究,推测很可能是受到了后期古黄河源物质沉积的影响,也有可能是潮流作用带来的较细颗粒在此沉积的影响,总之这些后期沉积的较细颗粒在一定程度上“稀释”了本区的沉积物粒级构成。(3)磁化率实验结果表明,07SR09孔的磁化率平均值为8.18×10-7m3/kg,上段为 4.76×10-7m3/kg,中段为 4.77×10-7m3/kg,下段为 11.89×10-7m3/kg。下段的值最高,表明下段的物质颗粒较粗,所含的磁性物质也较多,这一变化特征也与本孔细砂含量的变化趋势一致,亦反映出下段水动力条件最强,且由下段至上段,沉积动力条件渐趋稳定这一特征。(4)碳氮比分析结果表明,07SR09号孔的碳氮比值平均值为8.62,判断为海相沉积环境为主。上段至下段依次8.94、10.74、6.75,中段值最高,验证了陆地沉积环境这一初步判断,而下段的值最低,则是由于取样位置不均匀,主要集中在下段的下部而导致的,并不能得出下段为典型的海相沉积环境这一结论。(5)古长江河道迁移研究方面,综合已有的相关文献分析,及本区附近几个相关钻孔的地层划分及14C年代分析,初步判断出古长江开始向南迁移的年代大致在距今30 000 aB.P.,处于晚更新世时期,大致在MIS 3期。(6)对于兰沙洋潮流通道不同时间尺度上的冲淤演变分析结果表明:据不同时期的海图对比分析,在短时间尺度上,1963-68年至1979年的净冲淤率为+0.085 m/a,兰沙洋潮流通道处于微淤的状态;而1979至2005年的净冲淤率明显减少,为+0.019 m/a,反映出兰沙洋潮流通道的水深变化逐渐变小,变得较为稳定这一特征,因此,可以作为一条长期发展的优良天然深水航道。在长时间尺度上,通过钻孔数据分析表明,兰沙洋潮流通道及洋口港所在的海域是比较稳定的。但应注意最近时期内突发的自然灾害或人工工程对深水航道产生的骤淤影响。
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