遼東灣北部現(xiàn)代沉積作用研究.pdf

1、渤海，由遼東灣、渤海灣、萊州灣、中央盆地和渤海海峽組成，平均水深18m，通過渤海海峽與外海進行水體交換和能量傳遞。末次冰消期以來，海水重新覆蓋原有的渤海陸相沉積，形成：黃河、灤河、遼河等大型水下三角洲，規(guī)模宏大的遼東淺灘潮流沙脊群、遼東灣沿岸15m水深以淺規(guī)模不一的離散分布的潮流沙脊單體，北東-南西向延伸的中央盆地泥質(zhì)沉積區(qū)。本文研究區(qū)域是遼東灣北部20m水深以淺、130km×100km的海域范圍：北部是遼河（我國七大主要河流之一）等多

2、條河流的入海口，發(fā)育規(guī)?？捎^的潮灘以及延伸至約30m等深線附近區(qū)域的水下河口三角洲，東部和西部沿岸為港灣基巖海岸，東部沿岸水下分布古濱海殘留沉積區(qū)；研究區(qū)海底地形呈現(xiàn)自海岸向海灣中部傾斜態(tài)勢，其中東、西兩岸傾斜坡度較大；研究區(qū)潮差大（最大潮差超過5m）、潮流強（2-3節(jié)）、冰期長（最長180天），陸海相互作用強度極高。雖然前人已開展過相關(guān)方面的研究，但歷史調(diào)查精度不高、調(diào)查區(qū)域覆蓋不全面、樣品測試數(shù)量不多、樣品測試內(nèi)容不全面不系統(tǒng)、關(guān)注

3、的視角偏重陸地和海岸帶，更鮮有細(xì)致研究人類活動對近海沉積的影響以及懸浮體對區(qū)域現(xiàn)代沉積作用及影響的研究。本文全面依托“我國近海海洋環(huán)境綜合調(diào)查與評價”中CJ01區(qū)塊A1調(diào)查區(qū)1:5萬大比例尺調(diào)查的底質(zhì)、水體、柱狀樣資料及遼寧省908專項中“遼寧省海岸帶調(diào)查”的潮灘柱狀樣資料，進行了全面的粒度、碎屑礦物、常微量元素、水體（溫鹽密）、懸浮體（質(zhì)量濃度和體積濃度）、210Pb放射性測年等測試分析，開展了區(qū)域精細(xì)的沉積分布特征、現(xiàn)代沉積物質(zhì)來源

4、、近代人類活動影響記錄、懸浮體輸運、現(xiàn)代河口沉積動力過程研究，獲得以下五個主要方面的基本結(jié)論：
　?。?）該區(qū)域沉積物中粉砂和砂平均含量超過80％，以砂質(zhì)粉砂和粉砂質(zhì)砂兩種沉積物類型為主，西北部抵近小凌河口的5-10m水深之間的海底沉積物（粉砂）最細(xì)，在東南方向近岸水下沙脊區(qū)分布最粗的沉積物類型（砂）。表層沉積物的分布與區(qū)域海洋動力、海底地貌特征和物源供給密切相關(guān)，除東南沿岸砂質(zhì)殘留沉積受現(xiàn)代物質(zhì)供給影響較小外，絕大多數(shù)海域沉積物

5、來源依賴海灣周邊河流輸入的泥沙，尤以北部四條河流來水來沙為主。
　?。?）表層沉積中輕礦物占97.1%，主要礦物是長石，平均含量為59.8%，石英為29.3%，礦物成熟度較低。重礦物不穩(wěn)定組分含量較高，組合以角閃石-綠簾石-石榴子石-透閃石為主，鉀長石和榍石是區(qū)域內(nèi)的特征礦物。研究區(qū)以鉀長石和角閃石含量高而區(qū)別于渤海其他海域。
　?。?）常量成分中SiO2和 Al2O3平均含量高達67.47%和12.45%，金屬元素含量次之

6、，TiO2、P2O5和MnO位居末三位，均小于0.58%。元素組合分析結(jié)果顯示，陸源碎屑、生物質(zhì)粗粒沉積是控制元素分布的主要因子。重金屬相對含量較高，分布規(guī)律符合粒度控制律，所測各金屬均與Al有較高的相關(guān)性，體現(xiàn)了近源陸相輸入物為主的影響。
　　（4）210Pb和137Cs測年揭示了北部潮灘的沉積速率和沉積過程。潮灘沉積對河流入海泥沙量敏感度較高，80年代以來沉積速率明顯降低，局地出現(xiàn)淤積與侵蝕的交互作用過程。水下三角洲的沉積過程

7、基本穩(wěn)定，測試結(jié)果反映的物質(zhì)供給和沉積速率未顯現(xiàn)出大的波動，基本保持在2~6mm/a的水平。
　?。?）懸浮體濃度分布呈現(xiàn)較為明顯的自河口向外擴散的分布態(tài)勢，底層濃度遠(yuǎn)高于表層；潮流頂托和海面風(fēng)場增大了懸浮體濃度，尤其是在淺海和東南沿岸海域。鹽度28‰為界，懸浮體質(zhì)量濃度與濁度呈現(xiàn)不同程度的線性關(guān)系。現(xiàn)場體積濃度與質(zhì)量濃度分布規(guī)律相近，海水中絮凝體和生物組分含量低，底層懸浮體濃度較高，在河口存在明顯的遼河沖淡水鋒面。遼河海底谷地、

8、遼河口等水動力作用較強的海域，懸浮體現(xiàn)場平均粒徑組成偏粗，可達1-5Φ，其它區(qū)域以5-7Φ為主。
　　本文以前所未有的站位密度獲取了均勻覆蓋整個遼東灣北部的研究數(shù)據(jù)，資料充分、樣品數(shù)量充足、分析測試方法可信，區(qū)域水體、底質(zhì)、柱狀樣等載體真實反映懸浮體、粒度、碎屑礦物、地球化學(xué)、沉積速率等研究要素的分布及特征。通過全面深入研究，在三個方面有了新的認(rèn)識：
　?。?）從沉積物分布和動力分異方面，細(xì)化并更新了遼東灣北部現(xiàn)代沉積特征。

9、研究區(qū)中部偏西側(cè)海域、圍繞海灣環(huán)流分布典型的粘土質(zhì)粉砂細(xì)粒沉積區(qū)，海灣東西兩側(cè)殘留沉積區(qū)及水下谷地區(qū)粗粒沉積特征明顯，陸源碎屑礦物動力分異特征、重金屬元素在細(xì)粒沉積區(qū)富集等均符合上述現(xiàn)代沉積特征。
　　（2）河控作用減弱、潮控作用加強，這是遼東灣北部沉積環(huán)境改變的顯著特點。河流水沙量驟降致使物質(zhì)供給量減少，北部和東部區(qū)域河流沖淡水?dāng)U散方式限制了河口懸浮體的輸運距離，碎屑礦物擴散能力減弱降低了重礦物分異能力，表層細(xì)粒沉積再懸浮搬運減