（海洋地质专业论文）东海北部外陆架海底底形特征及其成因研究.pdf

东海北部外陆架海底底形特征及其成因研究 摘要 东海陆架以宽平的地形、充分的陆源沉积物供应、快速沉降和强动力场为特 征，东海中外陆架广泛分布着脊槽相间的海底底形，有研究称之为冰消期海侵以 来的潮流沙脊。国内外研究人员对东海陆架脊槽相间的海底底形进行了深入广泛 研究，取得了大量有意义的研究成果，但其研究区域主要集中在东海中南部海域。 本研究选定的区域位于东海北部外陆架靠近济州岛西南海域，是黄海槽向冲绳海 槽延伸的部分，属于黑潮分支黄海暖流的通道入口，对其海底底形形态、沉积物 分布及其成因机制的分析研究，有助于全面了解该通道的地形地貌特征及其形成 演变规律。 本研究基于东海北部外陆架海域获取的高精度多波束声纳数据、地质取样数 据、浅地层数据以及水文数据，结合前人的研究成果，利用现代数据处理技术、 定量化分析方法以及潮流动力地貌理论，详细系统地分析了海底波状冲刷洼地 ( r i p p l e ds c o u rd e p r e s s i o n s ，r s d s ) 、海底沙脊三维形态结构及其海底沉积物分布 特征，探讨了较强水动力条件下东海北部外陆架海域脊槽相间底形形成原因、演 变过程。围绕这个主题，主要论述了下面几个方面： 基于研究区获取的高精度多波束声纳数据，构建高精度的海底数字地形模型 及声纳影像镶嵌图，生成高分辨率的海底三维形态图、坡度坡向图、特殊地形剖 面图以及表层纹理图，准确获取海底r s d s 及沙脊的高度、宽度、长度及走向等特 征参数。分析发现，研究区东北角存有一个深达1 5 3 2 m 的海底沟壑，其相对高差 最大达3 2 m ，海底地形变化剧烈，属强侵蚀洼地地形；研究区分布十余条规模较 大的直脊型海底r s d s 及沙脊，长度从几公里，十几公里到最长4 0 公里左右，脊、 槽之间高差一般5 m 左右，最大达到1 0 m 左右，总体走向n w s e 。 基于前人的研究成果及在该区域获取的海底地质取样数据，详细分析了3 7 个 表层沉积物粒度特征，将研究区沉积物分为细砂( f s ) 、粉砂质砂( t s ) 、粘土质 砂( y s ) 、砂粉砂粘土( s t y ) 、粘土质粉砂( y t ) 和粉砂质粘土( t y ) 等六种 类型，结合沉积物厚度分布状况，阐述了研究区沉积物分布规律。同时，基于多 波束反向散射强度数据，结合1 9 组海底地质取样数据，建立研究区海底反向散射 强度与沉积物粒度特征之间的统计关系模型，并以自组织特征映射神经网络方法 以及改进的学习向量量化神经网络方法，实现对海底粉砂质砂、粘土质砂以及砂 粉砂粘土等三种底质类型的快速自动识别。 基于p o m ( p r i n c e t o no c e a nm o d e l ) 海洋数值计算模式，获得研究区m 2 分潮 的流速、流向以及其他相关的数据；通过收集整理日本海洋数据中心的实测海流 资料，计算获取研究区的海流流速、流向等数据；应用数据分析方法揭示海洋动 力环境要素与r s d s 及沙脊形成分布之间的关联，进而详细探讨现代较强水动力与 这一区域r s d s 以及沙脊之间的作用关系。研究发现，该区潮流方向基本为n w s e ，这一方向基本上与海底底形走向一致，但是其底层流速很小，一般只有3 0 c m s 左右，这一流速很难起动粉砂质或更小粒径的海底沉积物，现代潮流对该区域的 海底底形影响已经很小。研究还发现，该区域实测底层最大海流流速达到6 9 c m s 左右，这一流速有能力起动、搬运细砂或粉砂质砂等海底沉积物，对海底底形形 态产生一定的动力作用，可能会形成一定程度的侵蚀和堆积地貌，现代水动力仍 然改造和维持冰消期海侵以来形成的海底r s d s 及沙脊。 基于前人的研究成果，获取研究区冰消期海侵以来各时期m 2 分潮潮流场演变 过程，同时结合前人对东海潮流沙脊的相关研究成果，深入细致地研究古代水动 力环境与这一区域r s d s 及沙脊底形形成、分布及演变的关系。研究得出，冰消期 海侵以来，海水由济州岛两侧进入黄海，东海北部外陆架海底受到强烈的水流侵 蚀冲刷作用，海底砂质或粉砂质沉积物被较强潮流起动、搬运，在海平面上升停 顿期，在较强往复潮流作用下，形成与古潮流n w s e 方向一致的海底r s d s 侵 蚀地貌及侵蚀一堆积潮流沙脊地貌。 关键词：波状冲刷洼地；沙脊；地形地貌；成因；东海北部外陆架 s u b m a rir eb e d f o r m sa n df o r m a tio nc a u s eint h eo u t e rs h eif o ft h en o r t ho ft h ee a s t o hin as e a a b s t r a c t t h ee a s tc h i n as e as h e l fh a st h r e ec h a r a c t e r i s t i c sa sf o l l o w s ：aw i d ea n df l a t t e r r a i n ；av a r i e t yo fl a n d b a s e ds o u r c e sf o rs e d i m e n t ；ar a p i ds u b s i d e n c ea n ds t r o n g p o w e rc a u s e s o nt h eo u t e rs h e l fo ft h ee a s tc h i n as e au n d e r s e ar i d g e sa n dt r o u g h sa r e w i d e l yd i s t r i b u t e dc o n s e c u t i v e l y , t h es t u d yr e f e r r e dt oa st i d a ls a n dr i d g e ss h a p e db yt h e p o s t g l a c i a lt r a n s g r e s s i o np r o c e s s al o to fr e s e a r c h e so nt h es u b m a r i n eb e d f o r m so ft h e e a s tc h i n as e ac o n t i n e n t a ls h e l fr i d g e sh a v eb e e nd o n eb yb o t hd o m e s t i ca n df o r e i g n s c h o l a r s ，a n dal a r g en u m b e ro fm e a n i n g f u lr e s u l t sh a v eb e e no b t a i n e d b u tt h es t u d y a r e am a i n l yc o n c e n t r a t e di nt h es o u t h e r np a r to ft h ee a s tc h i n as e a t h es e l e c t e da r e ai n t h i sp a p e ri sl o c a t e di nt h eo u t e rs h e l fo ft h en o r t ho ft h ee a s tc h i n as e an e a rc h e j u i s l a n d i t sa l le x t e n s i o np a r to ft h ey e l l o ws e at r o u g ht u r n st o w a r d st h eo k i n a w a t r o u g h i t si nt h ep a t h w a yo ft h ey e l l o ww a r mc u r r e n tw h i c hi so n eo ft h eb r a n c h e so f t h ek u r o s h i ow a r mc u r r e n t t h ea n a l y s i sa b o u tt h es e a b e dm o r p h o l o g y , s e d i m e n t d i s t r i b u t i o na n df o r m a t i o nm e c h a n i s mw i l lc o n t r i b u t et oa no v e r a l lu n d e r s t a n d i n go ft h e f o r m a t i o n , e v o l u t i o na n dt h ec h a r a c t e r i s t i c so ft h ep a t h w a y a r o u n dt h es t u d yr e g i o nh i g h p r e c i s i o nm u l t i b e a ms o n a rd a t a , g e o l o g i c a ls a m p l i n g d a t a , s h a l l o ws t r a t i g r a p h i cd a t aa n dh y d r o l o g i c a ld a t aa r ea l lc o l l e c t e d ，a p p l i e dw i t h m o d e md a t ap r o c e s s i n gt e c h n o l o g y ，q u a n t i t a t i v ea n a l y s i sm e t h o d sa n dt i d a lp o w e r g e o m o r p h o l o g i ct h e o r y , ad e t a i l e dr e p o r ti n c l u d i n gr i p p l e ds c o u rd e p r e s s i o n s ( r s d s ) ， t h r e e d i m e n s i o n a lm o r p h o l o g yo ft h es e a b e ds a n dr i d g e sa n dd i s t r i b u t i o no fs e a f l o o r s e d i m e n ti sc h a r a c t e r i z e d u n d e rs u c has t r o n gh y d r o d y n a m i cc o n d i t i o n ，t h ef o r m a t i o n c a u s ea n de v o l u t i o np r o c e s so ft h er i d g e - t r o u g hs u b m a r i n eb e d f o r m si nt h i sa r e aa r e a n a l y z e d o nt h i st h e m e ，f o l l o w i n ga s p e c t sa r em a i n l yd i s c u s s e d ： b a s e do nt h e h i g h p r e c i s i o nm u l t i b e a ms o n a rd a t a o nt h e s t u d ya r e a , a h i g h p r e c i s i o ns e a b e dd i g i t a lt e r r a i nm o d e l ( d t m ) a n ds o n a rm o s a i ci m a g ea r eb u i l tt o i i i g e n e r a t eh i 曲- r e s o l u t i o nt h r e e d i m e n s i o n a ls e a b e dm o r p h o l o g i cm a p s ，a sw e l la ss l o p e a n da s p e c tm a p s ，s p e c i a lt e r r a i np r o f i l e sa n do t h e rs u r f a c et e x t u r em a p s a m o n gt h o s e m a p sa c c u r a t es e a b e dr s d sa n ds a n dr i d g e s h e i g h t ，w i d t h ，l e n g t h ，d i r e c t i o na n do t h e r c h a r a c t e r i s t i cp a r a m e t e r sc a nb em e a s u r e d ad e e ps u b m a r i n eg u l l y 、 ，i mt h ed e p t ho f 15 3 2m e t e r si sf o u n di nt h en o r t h e a s tc o m e ro ft h es t u d ya r e a t h er e l a t i v eh e i g h t d i f f e r e n c ei su pt o3 2m e t e r si n d i c a t e ss t r o n ge r o s i o n 、析t hd r a m a t i cc h a n g e si ns e a b e d t o p o g r a p h y t h e r ea r em o r et h a nt e nl a r g e - s c a l es t r a i g h tr i d g er s d sa n ds a n dr i d g e si n t h es t u d ya r e a t h e ya r ea l ln w - s ed i r e c t i o n ，i nl e n g t hf r o maf e wk i l o m e t e r st o4 0 k i l o m e t e r s ，b e t w e e nr i d g ea n dt r o u g ht h eg e n e r a le l e v a t i o nd i f f e r e n c ei sa b o u t5m e t e r s ， t h em a x i m u mr e a c hu pt ol0m e t e r s a c c o r d i n gt op r e v i o u sr e s e a r c ha n ds e a b e dg e o l o g i c a ls a m p l i n gd a t af r o mt h e s e a b e d ，ad e t a i l e da n a l y s i so fg r a n u l a r i t yc h a r a c t e r i s t i cb e l o n g e dt ot h i r t ys e v e ns u r f a c e s e d i m e n ti sc o n d u c t e d ，t h es e d i m e n tc a nb ed i v i d e di n t os i xc a t e g o r i e s ：f i n es a n d ( f s ) ， s i l t ys a n d ( t s ) ，c l a y e ys a n d ( y s ) ，s a n d - s i l t c l a y ( s t y ) ，c l a y e ys i l t ( y da n ds i l t y c l a y ( r v ) ，c o m b i n e d 谢t l lt h ed i s t r i b u t i o no fs e d i m e n tt h i c k n e s so nt h es t u d ya r e at h e d i s t r i b u t i o nd i s c i p l i n ei sr e v e a l e d b a s e do nm u l t i b e a mb a c k s c a t t e ri n t e n s i t yd a t aa n d19 g e o l o g i c a l s e a f l o o rs e d i m e n ts a m p l ed a t a ，as t a t i s t i c a lm o d e l w h i c hp r e s e n t st h e r e l a t i o n s h i pb e t w e e ns e a b e db a c k s c a t t e rs i g l l a j a n ds e d i m e n tt y p ei ss e tu p u s i n g s e l f - o r g a n i z i n gf e a t u r em 印( s o f m ) a n di m p r o v e dl e a r n i n gv e c t o rq u a n t i z a t i o n ( l v q ) n e u r a ln e t w o r km e t h o d s ，af a s ta n da c c u r a t ea u t o m a t i ci d e n t i f i c a t i o nf o rt h r e e s e a b e ds e d i m e n tt y p e s ( t s ，y s ，s t y ) i m p l e m e n t a t i o ni sf e a s i b l e a p p l i e dw i t ht h ep r i n c e t o no c e a nm o d e l ，t h em 2t i d a lc u r r e n tv e l o c i t y , d i r e c t i o n a n do t h e rr e l e v a n td a t ai nt h es t u d yr e g i o na r ec a l c u l a t e d a n dt h es u r v e y i n go c e a n c u r r e n ti n f o r m a t i o ni sc o l l e c t e df r o mj a p a no c e a n o g r a p h i cd a t ac e n t e r ( j o d c ) a d v a n c e dd a t aa n a l y s i sm e t h o d sa r ea p p l i e dt oe x p l o r et h er e l a t i o n s h i pb e t w e e nm a r i n e d y n a m i ce n v i r o n m e n ta n dt h es u b m a r i n eb e d f o r m sf o r m a t i o n t h er e l a t i o n s h i pb e t w e e n m o d e mh y d r o d y n a m i ca n dr s d si st h ef u r t h e rs t u d y t h es t u d yf o u n dt h a tt h eb a s i c t i d a lc u r r e n td i r e c t i o nn w - s ei sc o n s i s tt ot h es e a b e ds h a p e b u tt h eb o a o mt i d a l c u r r e n tr a t ei sg e n e r a l l ya b o u t30 c m s ，t o ow e a kt ot r a n s p o r ts a n d yo rs m a l l e rp a r t i c l eo f s e a b e ds e d i m e n t s t h ei m p a c to ft h em o d e mh y d r o d y n a m i ct ot h es u b m a r i n eb e f o r m si n i v t h i sr e g i o nh a sb e e nq u i t ed e b i l i t a t e d i nt h eo t h e rh a n d ，t h el a r g e s to c e a nc u r r e n t v e l o c i t yi nt h es e a b e dc o u l dr e a c h t oa b o u t6 9 c m s ，s oi t sp o s s i b l et os t i r - u pa n dm o v e m a r i n es e d i m e n t ss u c ha sf i n es a n do rs i l t ys a n d t h a tm i g h tl e a dt oac e r t a i ne r o s i o n a l a n dd e p o s i t i o n a lm o r p h o l o g y s o ，t h em o d e mh y d r o d y n a m i cs t i l lh a v et h ep o w e rt o t r a n s f o r ma n dm a i n t a i nt h es e a b e dr s d sa n ds a n dr i d g e s b a s e do n t h ep r e v i o u sr e s e a r c hr e s u l t s ，t h ee v o l u t i o np r o c e s s e so ft h em 2t i d a l c u r r e n tf i e l d sc a l lb eo b t a i n e ds i n c et h ep o s t g l a c i a lt r a n s g r e s s i o n c o m b i n e d 、 ，i t ht h e p r e v i o u st i d a ls a n dr i d g e sr e s e a r c hi nt h ee a s tc h i n as e a , at h o r o u g hr e s e a r c hi s c o n d u c t e dt of i n do u th o wt h ea n c i e n th y d r o d y n a m i ce n v i r o n m e n ts h a p e st h ef o r m a t i o n , d i s t r i b u t i o na n de v o l u t i o no ft h er s d sa n ds a n dr i d g e sb e d f o r m s i tc o m e st oa c o n c l u s i o nt h a ts h o w ss u b m a r i n eb e f o r m so nt h eo u t e rs h e l fo ft h en o r t ho ft h ee a s t c h i n as e ah a sb e e ns t r o n g l ye r o d e ds i n c et h ep o s t g l a c i a lt r a n s g r e s s i o n ，t h es e a b e d m a t e r i a ll i k es a n d yo rs i l t ys e d i m e n t sa r es t a r t e da n dt r a n s p o r t e d t h es e a b e de r o d e r s d sa n de r o d e - d e p o s i tt i d a ls a n dr i d g e sm o r p h o l o g i e sw h i c hh a v et h es a m en w s e d i r e c t i o nc o i n c i d e d 、析t ht h ea n c i e n tt i d a lc u r r e n ta l es h a p e db yas t r o n gr e c i p r o c a t i n g t i d a lc u r r e n td u r i n gt h es t a n d s t i l lp e r i o do ft h es e al e v e la s c e n d i n g k e y w o r d s ：r i p p l e ds c o u rd e p r e s s i o n s ；s a n dr i d g e s ；m o r p h o l o g y ；f o r m a t i o nc a u s e ； t h eo u t e rs h e l fo ft h en o r t ho ft h ee a s tc h i n as e a v 独创声明 本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研 究成果。据我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他 人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含未获得或 其他教育机构的学位或证书使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的 任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示谢意。 学位论文作者签名础尹 签字日期2 0 0 9 年6 月4 日 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，有权保留并 向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅。本人 授权学校可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用 影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。同时授权中国科学技术信息 研究所将本学位论文收录到中国学位论文全文数据库，并通过网络向社会公众 提供信息服务。( 保密的学位论文在解密后适用本授权书) 学位睁文作者签名认铲 签字日期：2 0 0 9 年6 月4 日 新粹叫呼 东海北部外陆架海底底形特征及其成因研究 1 前言 1 1 研究意义 东海陆架以宽平的地形、充分的陆源沉积物供应、快速沉降和强动力场为特 征，东海中外陆架广泛分布着脊槽相间的海底底形，有研究称之为冰消期海侵以 来的潮流沙脊( t i d a ls a n dr i d g e s ) ( 朱永其等，1 9 8 4 ；y a n g ，1 9 8 9 ；杨文达，2 0 0 2 ； 刘振夏和夏东兴，2 0 0 4 ) 。末次盛冰期时，东海海平面曾一度下降至现陆架1 4 0 m 水深处( 朱永其和李承伊，1 9 7 9 ) ，盛冰期过后，海平面快速回升，至7 0 0 0 a b p 左 右时已接近或高于当前的海平面高度( 朱永其等，1 9 8 1 ；金翔龙，1 9 9 2 ) ，与此同 时，东海陆架发生大规模海侵，海岸线也由近陆坡处迅速推进到现岸线位置。东 海陆架线状沙脊群的巨型沙体中存储着气候变化、岸线变迁、海面升降等多种海 洋环境信息，沙脊群是研究海陆相互作用、区域及全球环境变化的理想载体( 王 颖，2 0 0 2 ) 。国内外研究人员对东海陆架脊槽相间的海底底形进行了深入广泛研 究，取得了大量有意义的研究成果，但其研究区域主要集中在东海中南部海域。 2 0 世纪9 0 年代末，我国在东海北部外陆架进行了大面积高精度多波束水深地形勘 测和地质取样工作，这些工作为详细系统地研究这一区域的海底地形地貌特征提 供了大量的基础数据( 刘忠臣等，2 0 0 5 ) 。 东海北部外陆架海域是著名的黄海槽向冲绳海槽延伸的部分，是黑潮分支黄 海暖流的通道。该区域水深7 0 m 一1 5 0 m 左右，自s w 向n e 逐渐变深。海底地形 高低起伏不平，潮流冲刷槽与沙脊、侵蚀残余脊或浅滩交替，脊、槽高差5 m 1 0 m 不等；海底地质取样分析显示，该区域海底沉积物以细砂为主，含大量的贝壳及 贝壳碎屑，碳酸钙含量高( 傅命佐，2 0 0 2 ) 。前人的研究表明( 金翔龙，1 9 9 2 ) ， 该区域界于现代沉积和残留沉积环境区之间，属于混合沉积环境区( 济卅i 岛西南 混合沉积亚区) 。该区域还位于济州岛西南气旋式冷涡附近，申顺喜等( 1 9 9 3 ) 研 究了济州岛西南的厚层泥质沉积区，将这种沉积命名为冷涡沉积，并指出这种沉 积同那里的冷涡活动区相对应。 本研究基于东海北部外陆架获取的高精度多波束声纳数据、地质取样数据以 及水文数据，利用现代数据处理技术、定量化分析方法以及潮流动力地貌理论， 对较强水动力条件下东海北部外陆架海域脊槽相间的海底底形形态、底质类型分 东海北部外陆架海底底形特征及其成因研究 布特征及形成原因、演变过程的探讨，将有助于全面了解海底沙脊、波状冲刷洼 地( r i p p l e ds c o u rd e p r e s s i o n s ，r s d s ) 这一特殊地貌现象。 1 2 国内外研究现状 1 2 1 海底脊槽状底形形态特征研究现状 早在1 9 6 3 年，o f f 就注意到广泛分布于潮控陆架上的巨大韵律性条带状海底 底形，并将其命名为线状沙体，认为是潮流塑造了这种脊、槽相间的水下特殊底 形，并讨论了世界范围内的潮流沙脊与大潮差之间的关系。后来的研究也证实， 一定流速和椭圆椭率的往复潮流是形成线状沙脊的主要原因，目前人们常称之为 潮流沙脊。 在o f f 的研究之后，s t r i d e ( 1 9 6 3 ) 用回声测深仪和旁侧声纳对不列颠岛南部 的潮流沙脊进行了早期研究，以后又对整个西北欧潮汐海进行了全面研究：1 9 8 2 年s t r i d e 编著的( ( o f f s h o r et i d a ls a n d s ：p r o c e s s e sa n dd e p o s i t s 一书，是对浅海潮 流沉积地貌全面而系统的总结。美国学者s w i r 等( 1 9 7 5 ，1 9 7 8 ) 对北美洲中大西 洋从长岛之佛罗里达陆架上近2 0 0 多个水下沙脊进行了长期的研究，这些沙脊是 风暴流形成的，形成于全新世以来；1 9 8 1 年s w i f t 等通过对美国马里兰陆架沙脊的 研究，将风暴流沙脊分为三类：滨面脊( s h o r e f a c er i d g e ) 、近滨脊( n e a r s h o r er i d g e ) 和滨外脊( o f f s h o r er i d g e ) ，三种类型代表了在海面上升过程中水下沙脊发育的 三个阶段。另外，c a s t o n 等( 1 9 7 0 ) 和c a s t o n ( 1 9 8 1 ) 在北海、p a r k e r 等( 1 9 8 2 ) 在南美陆架、a m o s 等( 1 9 8 4 ) 在加拿大陆架均发现沙脊的分布，并对其特征和成 因进行了研究。这不仅说明了沙脊地貌分布的广泛性，也暗示了沙脊地貌成因的 相似性：适当的水深、充足的沉积物源以及稳定的潮流场是沙脊地貌形成和维持 的必要条件。 在沙脊的研究中，多数研究者以研究其地貌的结构特征为主，如用地质分析 方法研究沙脊的沉积特征，用单道地震或浅层剖面等技术方法来研究沙脊的声反 射特征等，也有一些学者借助潮流模拟的方法研究沙脊与潮流的关系，还有一些 学者借助数理分析的方法研究沙脊的演化机制，并建立了一些沙脊演化的概念模 型。t a n n e r ( 1 9 9 5 ) 系统评述了海岸沙脊以及冲刷洼地( s w a l e s ) 的成因，将砂质 海岸沙脊类型分为四类：( 1 ) 冲刷形成的沙脊( s w a s h b u i l tr i d g e s ) ；( 2 ) 沉 2 东海北部外陆架海底底形特征及其成因研究 积形成的沙脊( s e t t l i n g l a gr i d g e s ) ；( 3 ) 风暴流形成的沙脊( s t o r m s u r g er i d g e s ) ； ( 4 ) 沙丘( d u n er i d g e s ) 。d y e r 等( 1 9 9 9 ) 系统综述了沙洲和沙脊的成因、分 类和模式，依据地理位置将北海沙脊分为三大类型：( 1 ) 开阔陆架沙脊； ( 2 ) 河口湾沙脊，可细分为宽河口湾沙脊和窄河口潮流三角洲两类，又将窄河口潮流 三角洲细分为退潮型潮流三角洲和滨前沙脊；( 3 ) 岬角沙洲，可细分为无后退岬 角的旗状沙嘴和后退岬角的交互沙脊两类。 沙脊结构及特征方面的研究成果丰硕。f e n i e s 等( 19 9 8 ) 基于51 个钻孔取样 资料( 取样长度2 m - - 5 m ) ，分析了位于法国西南部g i r o n d e 河口t r o m p e l o u p 现 代三角洲潮流沙坝的沉积相、内部构造以及演化模式。g o f f 等( 1 9 9 9 ) 应用e m1 0 0 0 多波束测深系统获取的高精度声纳数据分析了新泽西内陆架、中陆架及外陆架三 种环境下沙脊、沙丘以及沙带的海底形态特征以及声学特征；同年，g o f f 等基于 高精度多波束声纳数据，应用定量化方法详细分析了加利福尼亚北部e e l 河水下三 角洲海底地形与海底反向散射强度( b a c k s c a t t e rs t r e n g t h ，b s ) 之间的关系。t w i c h e l l 等( 2 0 0 3 ) 介绍了位于佛罗里达的一种内陆架低能环境中形成的沙脊，通过水深 地形、侧扫声纳、地震剖面和表层取样分析发现该区底质和粒径沿沙脊峰部呈对 称分布。e d w a r d s 等( 2 0 0 3 ) 研究了位于佛罗里达中西部、硅质和钙质混合型内陆 架处于“沉积饥饿”状态的沙脊特征，并通过海平面变化曲线论述了2 种内陆架沙 脊演化模式。m a r s s e t 等( 1 9 9 9 ) 应用极高分辨率地震数据分析了凯尔特海沙脊的 精细结构和特征，认为该区沙脊是迄今发现的发育在陆架深水区域且规模最大的 沙脊，末次盛冰期时的海平面上升导致了向陆叠加的侵蚀层序。北海依然是当前 海底沙脊研究的热点区域之一，如a n t h o n y 等( 2 0 0 2 ) 分析了位于丹麦西海岸、 北海东部海区大尺度底床特征和沉积分布，讨论了该区沙脊的活动性，通过对比 两次调查期间遭遇了百年一遇的飓风和数次风暴袭击后的底床特征，认为该区底 床结构是相当稳定的。 中国海沙脊的研究始于2 0 世纪8 0 年代初，国内学者首先对江苏谅港辐射状 海底地形成因进行了探讨( 李从先等，1 9 7 9 ；王振宇，1 9 8 2 ；刘振夏和夏东兴， 1 9 8 3 ；杨文达，1 9 8 3 ；杨长恕，1 9 8 5 ；万延森和张耆年，1 9 8 5 ；杨子庚，1 9 8 5 ) ， 随后在近岸浅海、黄渤海、东海内陆架、河口及一些海峡和水道出口发现了这种 线状海底地形。王颖等( 1 9 9 8 ，2 0 0 2 ) 系统论述了琼港辐射沙脊群所处的自然环 境、动力环境、动力机制和沉积结构，认为南黄海辐射沙脊群是浅海大陆架巨型 东海北部外陆架海底底形特征及其成因研究 的海底地貌组合体，由潮流沙脊、古河道沙体、后期侵蚀堆积的沙体3 部分组成， 是低海平面古长江在苏北入海时的堆积体受辐合潮波改造而成，沙脊与深槽主要 形成于全新世高海平面时，海平面持续上升使沙脊体向海侧受侵蚀，粗颗粒堆积 在靠近陆地的沙脊上，使沙洲逐年扩大增高，细颗粒向岸使潮滩淤长。刘振夏等 ( 1 9 8 3 ，1 9 9 4 1 9 9 8 ，2 0 0 0 ，2 0 0 1 ，2 0 0 4 ，2 0 0 5 ，2 0 0 7 ) 从2 0 世纪8 0 年代以来， 在国家海洋局、中法国际合作、国家自然科学基金以及海洋开发等项目的支持下， 先后对渤海东部、东海陆架、琼西南近岸等潮流沙体开展了地球物理和沉积动力 学调查，综合分析了在潮流主导的陆架海中动力、底形和沉积三者之间的关系， 对中国近海陆架区划分了黄海东部潮流沉积、渤海东部潮流沉积、长江口外潮流 沉积、台湾岸外潮流沉积、海南岛周边潮流沉积以及东海潮流沉积等6 个潮流沉 积体系，总结了全新世中国陆架海潮流沉积模式为“海峡一浅滩型”及“一般浅滩型” 两种。 东海沙脊的研究始于朱永其等( 1 9 8 4 ) 对浙江近海2 7 0 n 以北至舟山群岛、水 深介于6 0 m - - 8 0 m 间梳状沙脊的研究，朱永其根据l ：2 0 万的水深测量图测算出梳 状沙脊高为1 2 m 、长为5 5 k m - - 7 5 k m ，并注意到沙脊两坡的不对称性，断定其并非 现代潮流产物，推测其为全新世海侵过程中由近岸潮流的作用形成的，但同时认 为东海陆架地貌是在晚更新世海退过程中形成的，而在海进过程中陆架地貌仅受 到了一些改造。y a n g ( 1 9 8 9 ) 对长江口外向东南延伸的喇叭状地形区中的沙脊群 进行了研究，是国内较早利用高分辨率地震剖面揭示沙脊内部构造特征的研究者 之一。中法科考组于1 9 9 6 年4 月至5 月在东海中北部陆架实施了古长江和潮流 沙脊调查航次，获取了1 0 余个柱状样品以及5 6 0 0 k m 长的高分辨率s p a r k e r 地震 剖面和相应的多波束测深数据资料，取得了一系列研究成果( 刘振夏，1 9 9 6 1 9 9 8 ， 2 0 0 0 ，2 0 0 1 ，2 0 0 5 ，2 0 0 7 ；b e r n e ，2 0 0 2 ；吴自银等，2 0 0 2 ；印萍，2 0 0 3 ) 。杨文 达( 2 0 0 2 ) 根据地震剖面和钻孔柱状样资料，对东海中南部沙脊体的地层结构、 沉积环境和沉积时代进行了研究，认为海底沙脊群属于海退期三角洲沉积体系， 目前已被冰后期海进形成的已改造的陆架席状砂所覆盖。此外，c h e n 等( 2 0 0 3 ) 研究了长江口外的泥脊，认为泥脊形成时间为1 00 0 0 a b p - - 70 0 0 a b p ，如果考虑水 深变化因素在沙脊发育过程中的影响，其形成时期应该比陆架沙脊滞后。吴白银 等( 2 0 0 6 ) 在国家自然科学基金的支持下，基于多波束测深、高分辨率单道地震 剖面、柱状样和钻孔分析资料，以及古潮流场模拟的基础上，运用g i s 空间分析 4 东海北部外陆架海底底形特征及其成因研究 方法，定量对比、综合分析多种数据资料，研究东海外陆架线状沙脊群的三维精 细结构、时空展布规律以及线状沙脊群的演化机制和模式。 2 0 世纪6 0 年代以来，许多学者在世界各地陆架浅水区发现了以粗糙的带状沉 积为主的特殊海底地貌类型( m a c i n t y r ea n dp i l k e y ，19 6 9 ；r e i m n i t z 等，19 7 6 ：s w i f t 和f r e e l a n d ，1 9 7 8 ；m o r a n g 和m c m a s t e r ，1 9 8 0 ；c a c c h i o n e 等，1 9 8 4 ；h u n t e r 等，1 9 8 8 ； t h i e l e r 等，19 9 5 ，2 0 01 ；e i t t r e m 等，2 0 0 2 ；m u r r a y 和t h i e l e r ，2 0 0 4 ；g r e e n 等，2 0 0 4 ： g o f 佯，2 0 0 5 ；f e r f i n i 和f l o o d ，2 0 0 5 ，2 0 0 6 ) ，19 8 4 年c a c c h i o n e 将其命名为海底 波状冲刷洼地( r s d s ) 。r s d s 是近岸沉积环境中常见的大尺度地貌形态，分布范 围从近岸一直延伸到陆架上，r s d s 一般比周围相邻地形深1 m 一5 m 左右，长度从几 十米到几百米，甚至上千米不等，沉积物类型主要以粗糙的带状沉积为主( 海底 声纳图像上表现为较强的声信号) ，一般垂直岸线呈带状分布。r s d s 与沙脊同属于 较强水动力作用下的海底脊槽状底形，其形态类似，成因也有相关性；但r s d s 是 海底沉积物被启动、搬运，海底底形被冲刷、侵蚀而形成的海底负地形，其形成 发育需要的动力作用明显强于海底沙脊。国外学者对r s d s 的形态特征、分布规律 以及形成原因等做了大量有益的研究工作，取得了一系列研究成果。g o t r 等( 2 0 0 5 ) 基于马萨诸塞 ) h m a r t h a sv i n e y a r d 近岸获取的高精度侧扫声纳数据以及地质取样 数据，详细分析了r s d s 底形特征以及沉积物粒度同海底反向散射强度的关系，通 过多期地貌及地形观测资料的对比分析，详细研究r s d s 的演变规律。f e r r i n i 和f l o o d ( 2 0 0 5 ，2 0 0 6 ) 基于在美国的长岛、华盛顿西南以及加利福尼亚北部近岸获取的 高精度多波束声纳数据及地质取样数据，应用多元统计方法详细地分析了r s d s 形 态及表层纹理特征，将r s d s 按其形态特征分为3 种类型，并探讨了其形成、发育及 演化过程。 2 0 余年来，中国海沙脊地貌的研究虽已取得了丰硕成果，但目前多数的沙脊