长江水下三角洲浅层沉积层序以及季节性沉积响应

论文摘要

利用X射线成像技术、紫外分光技术、X射线衍射矿物物相分析技术、ICP—AES（MS）元素分析技术,对横跨长江水下三角洲不同亚环境的浅层沉积层序进行了研究,并系统解剖了长江三角洲前缘的无扰动浅层沉积物柱样高分辨率粒度、生物硅、矿物组成、常量元素、微量元素以及稀土元素记录,揭示了三角洲前缘沉积与长江入海水沙、海洋环境的响应关系,分析了夏秋、冬春两个时段的沉积特征。这是该区首次尝试进行年际和季节性时间尺度的高分辨沉积记录研究,证实可以实现精确的季节性和年代级的高分辨记录。研究表明:长江水下三角洲沉积物总体上以粉砂质黏土为主,近岸粒度细,向外,粒度逐渐变粗。浅层层序中以发育块状构造、水平层理、生物扰动等构造为特征,并且具有空间上的分带性,从三角洲前缘到前三角洲及过渡带再到正常浅海,生物扰动指数呈低-高-低变化。长江三角洲前缘浅层沉积层序与长江入海泥沙、三角洲环境的季节性波动有着良好的响应关系。夏秋季时输沙多,海洋能量相对较弱,初级生产力高,形成的沉积物偏细、生物硅含量高;而冬春时期,河流输沙少,海洋能量相对较强,初级生产力低,形成的沉积物偏粗、生物硅含量低。这正是进行季节性沉积层序识别的依据所在。夏秋季沉积层主要矿物为石英、长石、云母与黏土矿物,次要矿物为方解石和白云石,具有明显的长江型物源性质。元素组成上表现为:常量元素中Al2O3> TFe>CaO> K2O>MgO>Na2O>Ti2O3,占所有元素组成的34%,其中Al2O3含量为16.02%,CaO和Na2O含量分别为4.31%和1.17%。所分析的六种微量重金属元素含量Zn>Cr>Cu>Pb>As>Cd,平均含量总值为291.85×10-6。稀土元素总量平均为219×10-6,轻稀土元素含量是重稀土元素含量的4.34倍。较之冬春季沉积层,夏秋季沉积层中Al2O3和重金属元素含量偏高、CaO与Na2O含量偏低。冬春季沉积层主要矿物仍然为石英、长石、云母与黏土矿物,次要矿物为方解石和白云石,也具有明显长江型物源性质。其元素组成表现为:常量元素中Al2O3> TFe>CaO> K2O>MgO>Na2O>Ti2O3,亦占所有元素组成的34%,其中Al2O3含量为15.34%,CaO和Na2O含量分别为4.63%和1.43%。Zn、Cr、Cu、Pb、As、Cd的平均含量之和为265.42×10-6。稀土元素总量平均216×10-6,轻重稀土元素含量之比约为4.4。较之夏秋季沉积层,冬春沉积层元素组成表现为Al2O3低、CaO与Na2O高,重金属元素含量低。另外,沉积层序厚度与长江入海泥沙通量有很好的正相关关系。在研究时段19922005年间,年沉积厚度为1.13.6cm。最大沉积厚度发生于1998年,为3.6cm,对应的长江年输沙量4.01亿t;最小沉积厚度发生于2004年,为1.1cm,对应的长江年输沙量仅1.47亿t。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 0 前言
• 0.1 选题依据与研究意义
• 0.2 河口及陆架浅层沉积层序研究现状
• 0.3 长江水下三角洲及邻近海域研究现状
• 0.4 本研究概况
• 1 区域概况
• 1.1 长江流域概况
• 1.1.1 径流量
• 1.1.2 悬沙特征
• 1.2 长江水下三角洲概况
• 1.2.1 地形地貌特征
• 1.2.2 底质沉积物类型
• 1.2.3 动力环境
• 1.2.3.1 波浪
• 1.2.3.2 潮汐潮流
• 1.2.2.3 近海流系
• 2 材料与方法
• 2.1 样品采集
• 2.2 分析方法
• 2.2.1 X 光负片采集与生物扰动构造的确定
• 7Be 测年'>2.2.2⁷Be 测年
• 2.2.3 粒度分析
• 2.2.4 生物硅含量分析
• 2.2.5 X 射线衍射物相分析
• 2.2.6 元素分析
• 3 长江水下三角洲浅层沉积层序结构
• 3.1 长江水下三角洲浅层沉积层序沉积特征
• 3.1.1 X-ray 成像
• 3.1.2 沉积特征
• 3.2 高分辨率粒度特征
• 3.2.1 表层沉积物粒度
• 3.2.2 浅层沉积层序粒度
• 3.3 长江水下三角洲浅层沉积层中的生物扰动构造
• 3.3.1 生物扰动构造类型
• 3.3.2 生物扰动构造的分带性
• 3.4 小结
• 4 浅层沉积层序沉积物组成的基本特征
• 4.1 生物硅含量特征
• 4.2 浅层沉积层序矿物组成特征
• 4.2.1 63μm 以下矿物组成
• 4.2.2 黏土矿物组成
• 4.3 元素地球化学特征
• 4.3.1 元素含量
• 4.3.2 元素组成的垂向变化特征
• 4.3.3 R 型因子分析
• 4.3.4 稀土元素
• 5 浅层沉积层序的季节性特征及其影响因素分析
• 5.1 浅层沉积层序的形成年代
• 7Be 及²¹⁰Pb 测年结果'>5.1.1⁷Be 及²¹⁰Pb 测年结果
• 5.1.2 层序沉积年代的确定
• 5.1.2.1 粒度波动特征与水沙通量的对应
• 5.1.2.2 生物硅波动周期
• 5.2 浅层沉积层序的典型季节性沉积特征
• 5.2.1 粒级特征
• 5.2.2 矿物组成
• 5.2.3 元素地球化学特征
• 5.2.3.1 常量元素
• 5.2.3.2 微量重金属元素
• 5.2.3.3 稀土元素
• 5.2.4 小结
• 5.3 季节性特征的影响因素分析
• 5.3.1 长江入海水沙的影响
• 5.3.2 海洋能量的季节性波动
• 5.3.3 海洋生源沉积和自生物质沉积
• 6 主要结论
• 参考文献
• 致谢
• 个人学术文章