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黄东海陆架末次盛冰期以来海平面变化及沉积体系响应 黄东海陆架末次盛冰期以来海平面变化及沉积体系响应 摘要 黄东海陆架是世界最宽的陆架之一，长江黄河向海域输运巨量的陆源沉积 物，在区域构造缓慢沉降的背景下，黄东海陆架从内陆架到海槽，保存了详细的 第四纪记录，是研究第四纪古环境及晚更新世以来高频海平面变化的天然实验 室，尤其是末次盛冰期以来的海平面变化引起的一系列海洋环境变化在陆架区有 着详细的记录，是研究全球变化引起的古环境古海面演变的最佳区域之一。本论 文以黄东海陆架为研究区域，通过综合分析在海域获得的地质地球物理资料，结 合钻孔分析资料，分析研究黄东海陆架的沉积体系和沉积层序，恢复末次冰期最 盛期以来黄东海海域海平面演化历史，分析黄东海地区沉积体系对海平面变化的 响应。 黄东海陆架晚更新世以来发生了四次海进海退旋回，在东海陆架上发育了四 期海进海退沉积层序。末次盛冰期海退是晚第四纪以来海平面变化规模最大的一 次，海平面比现在低1 2 0 m 。冰后期，海平面迅速上升。总体上黄东海末次盛冰 期以来的海平面上升呈阶梯性，可大致分为四个快速上升期和三个慢速上升期以 及一个下降期。快速上升期，海平面迅速上升，侵蚀改造低海面时期形成的陆相 沉积物，在黄东海陆架普遍可以见到这一侵蚀层，为“海侵边界层”；慢速上升期， 海平面缓慢上升甚至停滞，在黄东海陆架上发育滨岸沉积，近岸形成潮流沙脊体 系。在7 k ab p 左右，黄东海陆架达到并超过现代海面高度4 - - - 5 m ，之后，海平 面缓慢下降到目前高度，6 k ab p 以来基本稳定，河口三角洲开始发育，海岸线 向海推进，随着黄东海海洋环流的形成和逐渐稳定，在内陆架和中陆架发育大规 模泥质沉积体系。工业革命以来，温室气体排放增加，全球气候变暖，海平面持 续上升，对海岸和三角洲造成侵蚀，海平面上升应受到足够的重视。 本文综合前人的研究资料，对应于黄东海陆架末次冰期最盛期以来海平面变 化，末次盛冰期黄东海陆架海岸线推进也呈“阶梯型，可以分为五期八个阶段。 并依据黄东海陆架现代地形和全新世沉积物厚度，恢复末次冰期最盛期陆架古地 形，综合海平面变化曲线，研究冰后期岸线在黄东海陆架的推进。对应于末次盛 冰期以来海平面的变化，黄东海陆架上发育了多种沉积体系，包括古滨岸沉积， 潮流沙脊沉积，海侵边界层，高水位泥质沉积，长江进积三角洲沉积体系。其中 i l l 黄东海陆架末次盛冰期以来海平面变化及沉积体系响应 古滨岸沉积和古潮流沙脊沉积为海平面上升停顿时期的产物，海侵边界层为海平 面在陆架快速推进时的侵蚀界面，泥质沉积和长江三角洲进积沉积为高海面时期 的沉积。通过收集分析黄东海陆架的钻孔资料，研究末次冰期最盛期以来黄东海 陆架环境和海平面变化在沉积物中的记录，并将钻孔资料与地震资料对比研究， 分析海平面变化的沉积记录。目前黄东海陆架的研究已经取得了巨大的成就，但 还存在很多不足，缺乏足够详细的钻孔和测年资料以及高分辨率的地震资料，以 后要加强在这方面的工作。 关键词：黄东海陆架末次盛冰期海平面变化沉积体系 i v 黄东海陆架末次盛冰期以来海平面变化及沉积体系响应 t h es e al e v e lc h a n g e sa n dr e s p o n s eo fs e d i m e n t a r ys y s t e m o nt h ee c sa n dy ss h e l fa f t e rt h el a s tg l a c i a lm a x m i u m a b s t r a c t t h es h e l fo fy e l l o ws e a s ) a n de a s tc h i n as e a ( e c s ) i so n eo ft h ew i d e s t s h e l v e sa r o u n dt h ew o r l d 1 1 1 ey e l l o wr i v e ra n dt h ec h a n g j i a n gr r i v e rt r a n s p o r t s h u g ea m o u n to ft e r r i g e n o n ss e d i m e n t st ot h es e a u n d e rt h et e c t o n i cs u b s i d e n c e b a c k g r o u n d , t h ec o n t i n e n t a ls h e l fo ft h ee c sa n dt h ey s ，f r o mt h ei n n e rs h e l ft ot h e t r o u g h , h a sp r e s e r v e dd e t a i l e dr e c o r d so ft h eq u a t e r a r y 1 1 1 es h e l fw a st h en a t u r a l l a b o r a t o r yt os t u d yt h eq u a t e r a r yp a l e o e n v i r o n m e n ta n dt h eh i g l lf r e q u e n c ys e al e v e l c h a n g e s ，e s p e c i a l l yt h ev a r i e r t yo ft h ep a l e o - e n v i r o n m e n td u et ot h es e al e v e lc h a n g e s o ft h el a s tg l a c i a lm a x i m u m ( l g m ) w h i c hm a k e st h es h e l fb e c o m eo n eo ft h eg l o b a l f a v o r i t er e g i o n st os t u d yp a l e o e n v i r o n m e n ta n dp a l e o - s e al e v e lc h a n g e s t h i st h e s i s s y n t h e s i st h eg e o l o g i c a la n dg e o p h y s i c a ld a t ao b t a i n e di nt h ep a s td e c a d e sf r o mt h e s t u d ya r e a , t oa n a l y s et h es e d i m e n t a r ys y s t e ma n ds e q u e n c es t r a t i g r a p h yo ft h ee c s a n dt h ey sa n dt or e b u i l dt h ee v o l v e m e n th i s t o r yo ft h es e al e v e lc h a n g e sa f t e rt h e l g m ，t os t u d yt h er e s p o n s eo ft h es e d i m e n t a r ys y s t e mt ot h es e al e v e lc h a n g e s t h e r eh a p p e n e df o u rt r a n s g r e s s i o n sa n dr e g r e s s i o nc y c l e si nt h es h e l fo fe c sa n d y ss i n c et h el a t ep l e i s t o c e n c ea n dd e v e l o p e df o u rt r a n s g r e s s i o na n dr e g r e s s i o n s e d i m e n t a r ys e q u e n c e so nt h es h e l f 1 1 1 es e al e v e lc h a n g e so ft h el g mw a st h e g r e a t e s to n e o ft h eq u a t e r n a r y , i tr e a c h e du pt o12 0 ml o w e rt h a nt o d a y a f t e rl g m ， t h es e al e v e l r i s e dr a p i d l y 硼岫h o l o c e n c es e al e v e lr i s eo ft h ee c sa n dy sp r e s e n t e d s t e p p e dt r e n d ，a p p r o x i m a t e l yi tc a l lb ed i v i d e di n t of o u rr a p i dr i s ep e r i o d sa n dt h r e e s l o wr i s ep e r i o d sa n do n ef a l l i n gp e r i o d d u r i n gt h er a p i dr i s ep e r i o d ，t h es e al e v e l r i s er a p i d l y , e r o d ea n dr e b u i l d et h el a t ep l e i s t o c e n c et e r r i g e n o u ss e d i m e n t so nt h e s h e l f ，n l ee r o d e ds e q u e n c ec o u l db et r a c k e da l lo v e rt h es h e l f i tw a s t r a n s g r e s s i o n b o u n d a r yl a y e r ”d u r i n gt h es l o wr i s ep e r i o d , t h es e al e v e lr i s es l o w l yo rs t a n ds t i l l ， b e a c hs e d i m e n t a r ys y s t e ma n dt i d a ls a n dr i d g e sd e v e l o p e do nt h es h e l f a r o u n d7 k a b r ，t h es e al e v e lr e a c h e d4 - - 。5 mh i g h e rt h a nt o d a y a f t e r w a r ds e al e v e lf e l la n d s t a y e ds t a b i l i z a t i o n 笛t o d a y a r o u n d6 k ab p ，t h ec h a n g j i a n gr i v e rd e l t ab e g a nt o v 黄东海陆架末次盛冰期以来海平面变化及沉积体系响应 d e v e l o p ，a n ds h o r e l i n em o v e dt o w a r d st h es 魄w i t ht h ed e v e l o p m e n to fc u r r e n t c i r c u l a t i o no nt h ee c sa n dy ss h e l f , t h em u ds e d i m e n ts y s t e mb e g a nt od e v e l o pi n t h em i d d l ea n di n n e rs h e l f w i t ht h er e v o l u t i o no ft h ei n d u s t r i a la n dt h eg r e e n h o u s e g a se m i s s i o nr a p i d l y , t h ec l i m a t eo ft h ew o r l dw a r m e du p t h es e al e v e lr i s e c o n t i n u o u s l y , t h ec o a s t a la n dt h ed e l t a 锄屯aa u n d e re r o s i o n s e al e v e lr i s eb e c o m e sa g l o b a li s s u e i nt h i st h e s i s ，t h er e s e a r c h e sd e p e n d0 1 1t h ef o r m e rd a t at oa n a l y z et h es 铭l e v e l c h a n g e so i le c sa n dy ss h e l fa t i e rt h el g m t h es 髓l e v e lc h a n g e so ne c sa n dy s s h e l fa f t e rl a s tg l a c i a lm a x i m u m p r e s e n t e d 鹤s t e p p e dm o d e l i tc l t l lb ed i v i d e di n t o f i v ep e r i o d sa n de i g h tp h a s e s t l a ep a l e ol a n d f o r mo ft h es h e l fd u r i n gt h el g mw a s r e b u l i d e da c c o r d i n gt ot h et h i c k n e s so fh o l o e e n e es e d i m e n t sa n dm o d e ml a n d f o r mo f t h es h e l f t h ef l u t u a t i o no ft h es h o r e l i n eo nt h es h e l fa f t e rt h el g mw a sl e d r a w l l b a s e do i lt h es e al e v e lc h a n g eh i s t o r ya n dr e l a t e dg e o l o g i c a la n dg e o p h y s i c a l e v i d e n c e s c o r r e s p o n d i n gt ot h es e l ll e v e lc h a n g e sa f t e rt h el g m ，s e v e r a ls e d i m e n t a r y s y s t e m sh a db e e nd e v e l o p e do ne c sa n dy ss h e l f , w h i c hi n c l u d e sp a l e o - s h o r e l i n e ， t i d a ls a n dr i d g e s ，t r a n s g r e s s i o nb o u n d a r yl a y e r , l a i g h s m n dm u dd e p o s i t ea n dt h e e s t u a r yd e l t as y s t e m t h er , a l e o - s h o r e l i n ea n dt i d a ls a n dr i d g e sw e l ed e v e l o p e dd u r i n g t h ep e r i o do fs e al e v e lr i s ep a u s e d t h et r a n s g r e s s i o nb o t m d a r yl a y e rw a st h ee r o d e d i n t e r f a c ew h e nt h es h o r e l i n er e t r e a t e dq u i c k l yi i c t o s st h es h e l f t h em u ds e d i m e n ta n d t h ec h a n g j i a n gr i v e rd e l t aw e r ed e v e l o p e dd u r i n gh i g h s m dp e r i o d t h es t u d yo ft h e e n v i r o n m e n ta n dt h e 鼢l e v e lc h a n g e so i le c sa n dy ss h e l fa f t e rt h el g mw a s d e p e n d e do nt h ed a t ao fe o u e e t e df r o mt h es t u d ya r e a , a n dc o m b i n et h ec 0 1 ed a t aw i t h s e i s m i cd a t at oa n a l y s et h er e c o r do fs e al e v e lc h a n g e si nt h es e d i m e n t t h es t u d i e so l l e c sa n dy ss h e l fh a v eo b t a i n e dg r e a ta c h i e v e m e n t t h e r ew c l t m a n ys c a r c i t i e sf o r t h el a c k i n go ft h ea d e q u a c yd e t a i l e dc o l ed a t aa n d 出咖d a t aa n dh i g hr e s o l u t i o n s e i m i ed a t a t h ew o r ko nt h i ss t u d ys h o u l db ec o n t i n u e d k e yw o r d ：t h ee a s tc h i n as e aa n dt h ey e l l o ws e as h e l ff r l a ee c sa n dy s s h e l f ) ，l a s tg l a c i a lm a x i m u m ( l o m ) ，s e al e v e lc h a n g e ，s e d i m e n t a r ys y s t e m 黄东海陆架末次盛冰期以来海平面变化及沉积体系响应 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 ( 逵；翅邀直墓丝益要挂别虚咽的：奎拦亘窒2 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：谢弓饧签字日期：吖年多月勿日 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) 学位论文作者签名：弧曙强 签字日期：v 口7 年月易日 n 字：钎乒l 签字日期：j 。，肛扫月l 口日 黄东海陆架末次盛冰期以来海平面变化及沉积体系响应 o 引言 黄东海是一个被中国大陆、朝鲜半岛和冲绳海槽包围的半封闭的陆架浅海， 黄东海陆架是一个构造上总体稳定并呈缓慢区域沉降的宽广陆架。在长江黄河等 的巨大的陆源沉积物供给及区域沉降的共同作用下，黄东海陆架成为第四纪的沉 积中心，从陆架到海槽，保存了完整的第四纪沉积记录，是研究第四纪古环境及 晚更新世以来高频海平面变化的天然实验室，尤其是末次冰盛期以来的海平面变 化引起的一系列的海洋环境变化在陆架区有着详细的记录，是研究全球变化引起 的古环境演变的最佳区域之一。因此，本文选择黄东海陆架作为研究区域，主要 是通过收集黄东海陆架上的钻孔、地震和沉积资料，并结合全球环境和海平面变 化，研究黄东海陆架的沉积体系和沉积层序，分析晚更新世特别是末次冰期最盛 期以来黄东海地区沉积物对环境和海平面变化的响应。 o 1 黄东海地区研究现状 0 1 1 南黄海地区研究现状 中国边缘海是西太平洋边缘海的重要组成部分，具有典型性和代表性。1 9 5 7 年以中科院为主对南黄海地区进行综合调查；8 0 年代以来，随着我国海洋地质 工作的广泛开展，南黄海被视为海洋地质研究的重要海域，在陆架沉积特征、沉 积环境与物质来源、古环境演化以及海平面变化等诸多方面取得了十分瞩目的成 就，刘振夏( 1 9 8 2 ) 、王振宇( 1 9 8 2 ) 、杨子赓( 1 9 8 5 ) 等研究了黄海陆架沉积物 的分布规律、沉积特征等；廖先贵( 1 9 8 2 ) 、赵一阳( 1 9 8 3 ) ，栾作峰( 1 9 8 5 ) 等 对黄海陆架沉积物的地球化学特征作了分析；王琦( 1 9 8 1 ) ，陈丽蓉( 1 9 8 5 ) 等 从沉积物的矿物学特征方面对黄海陆架的沉积物作了研究。之后陆续出版了有关 黄海的研究报告和专著，如黄海地质、南黄海第四纪层型地层对比、黄海 第四纪地质。“南黄海晚更新世末期以来的沉积环境与物质来源 八五国家科 技攻关专题研究报告( 中国科学院海洋研究所，1 9 9 5 ) ，对黄海陆架的沉积环境、 沉积物特征和来源等作了详尽的分析，建立了黄海陆架沉积模式，确立了黄海第 四纪地层层序，论述了黄海第四纪环境与气候演变规律及海陆第四纪对比，恢复 了黄海第四纪的海陆变迁。这些丰硕的成果大大促进了对黄海陆架的研究进展。 近年来，有关南黄海陆架的研究在各个方面都取得了长足的进展。在晚第四 纪地层方面，已通过钻孔将地质年代延伸到1 7 m a ，建立了包括8 个海进层的“南 黄东海陆架末次盛冰期以来海平面变化及沉积体系响应 黄海海进模式一：提出了以黄海q c 2 孔、q g 孔为代表的我国近海第四纪层序地 层的建议( 郑光膺等，1 9 9 1 ) ；并通过与临近海区的对比建立了我国第四纪地层 系统，可以在西太平洋边缘海区进行广泛的对比。对该区晚第四纪的古气候演变 研究表明，早更新世早期黄海地区气候寒冷，到早更新世晚期气候已变得非常温 暖湿润；而中更新世该区气候又转为干旱，到晚更新世则进入一个大的寒冷期( 许 东禹、刘锡清等，1 9 9 7 ) 。全新世早期气候仍较寒冷，到全新世中期开始转暖( 郑 光膺等，1 9 9 1 ) 。杨子赓( 1 9 9 3 ) 通过q c 2 孔的研究识别出了新仙女木( y o u n g e r d r y a s ) 事件在黄海的记录，探讨了南黄海第四纪的轨道事件与非轨道事件，分 析了该区冰消期以来的突变事件。孟广兰等( 1 9 9 8 ) 研究了南黄海陆架区1 5 k a 以来的古气候事件和古环境演变，结果表明，在第四纪末次冰期冰消期中气候曾 剧烈波动，并逐渐由晚冰期向冰后期过渡，同时识别出3 个短期降温事件2 个升 温事件。 0 1 2 东海地区研究现状 我国对东海陆架海的系统研究始于1 9 5 8 年的全国海洋综合调查，之后有关 东海的海洋调查发展十分迅速，中科院、国家海洋局、原地矿部和教育部等系统 的科研调查单位，分别对渤、黄、东海开展了多项调查计划，在陆架海的构造地 质、沉积学、地球化学、地层学和微体古生物等方面获得丰硕的成果，并相继出 版了黄东海地质、东海地质、东海底质中的有孔虫和介形虫和中国海 陆第四纪地层对比等专著。八十年代初，国家海洋局第二海洋研究所与美国合 作进行了长江口及毗邻陆架沉积作用过程联合调查研究，另外，在承担中日海底 通讯光缆路由调查、沿海各港口工程基础调查等任务中，对东海进行了小范围、 高精度的海洋地质地球物理调查研究，出版了专著东海海洋地质，系统研 究了海岸岸滩变化及河口三角洲的动态沉积过程，探讨了东海海底地形地貌、现 代沉积作用机理及海底矿物运移分区，阐述了东海深部地质作用、地质构造及演 化史，分析了冲绳海槽的成因机制及第四纪层序；另外，我国其它海洋机构如原 地质矿产部及高等院校的海洋调查部门也在东海做了大量系统的调查研究工作， 取得重大进展。基于1 9 9 6 年中法东海海洋地质调查火花单道地震资料，刘振夏 等( 2 0 0 0 ) 认为中更新世晚期东海陆架为一西南向东北倾斜的广阔的河流冲积平 原，晚更新世以来自西北方向的大型河流三角洲主要发育在东北部较低地区，东 2 黄东海陆架末次盛冰期以来海平面变化及沉积体系响应 海陆架较大古河道多发育在末次冰期中的亚间冰期。我国大陆架地质地球物理补 充调查国家专项：1 ：1 0 0 万区域海洋地质调查( 南通幅、上海幅) 。近海海洋环 境调查研究等国家专项，在东海内陆架和外陆架形成了系统的区域调查，累积了 丰富的地质地球物理资料。另外，以海砂矿产资源调查，油气开发为目的的调查 工作在浅海区获得了大量的浅层和深层地质信息。 o 2 海平面变化的研究意义 用历史的观点去认识和预测海洋体系的发展，揭示海洋演变的全过程，在海 洋地质学的发展进程中是一次认识上的飞跃，是地球科学史上划时代的进步，是 认识地球气候环境各系统之间内在联系和预测未来的钥匙( 杨子赓，2 0 0 0 ) 。 全球气候变暖引起海平面上升，给人类生存环境造成巨大的威胁，引起人们 的高度关注。海平面上升是一个缓慢而持续的过程，将对沿海地区的经济发展、 城市建设、生态环境、以及沿海人民的生命财产安全构成极大的威胁。海平面变 化研究的目的就是要掌握海平面变化规律，预测全球海平面的变化趋势，并分析 其变化对人类生存环境的影响。因此开展海平面变化研究，不仅具有重要理论意 义，同时也具有重要现实意义。海平面变化是地球环境系统变化的综合体现。在 现代地球科学研究中，海平面变化是一个经久不衰的热点，原因在于海平面变化 的敏感性、复杂性和其对人类影响的深刻性。海平面变化是地球各圈层变化的直 接表现，隐含着环境系统诸多因子极为丰富的变化信息，是衡量地球环境系统变 化的标尺( 谢志仁，1 9 9 5 ) 。同时，海平面的变化与人类生活息息相关，海平面 上升给全球环境带来的严重影响，己是人类面临的巨大威胁之一。所以，海平面 上升的潜在影响己经引起世界各国的科学家、社会团体和政府的广泛关注，而对 海平面变化研究的重要意义使得它得到了一些国际大型合作计划的支持。 全球变化是从过去到现在延续到未来的“客观过程”。根据其不同时间和不同 特征，可以概略地把它划分为三类，即过去的、现代的和未来的全球变化研究。 研究过去的全球变化p a g e s ( p a s tg l o b a lc h a n g e s ) 是为了了解地球演化的 历史和模式，从而为了解现在和预测将来及为人类今天和明天的生存与发展提供 科学的依据( a l v e r s o n 等，2 0 0 2 ) 。迄今为止人类对地球系统的认识是有限的， 而区域的集成研究是认识地球系统的有效途径( i g b p ，2 0 0 1 ) 。当前，全球变化 研究越来越重视全球问题与区域问题的结合，强调全球变化的问题应主要通过区 黄东海陆架末次盛冰期以来海平面变化及沉积体系响应 域研究来解决，区域性研究必须体现全球性问题( 陈宜瑜，2 0 0 4 ) 。地球的历史 演化与发展是一个庞大而又复杂的体系，其间的多种物理、化学和生物系统处于 永恒的相互作用和变化之中，在这些系统中会记录下具有地方性或区域性乃至全 球性意义的信息。海平面变化研究为全球变化研究中的重要一环。现代全球变化 研究的一个主要议题是全球变暖，而全球气候变暖最直接的后果是极地冰川消 退、海平面上升。追踪地质历史时期的海平面变迁对于认识古气候波动，进而重 建古环境演化具有重要意义。同时，对古气候、古环境变化的理解是正确预测未 来气候和全球环境变化趋势的基础。上个世纪6 0 年代以来，随着全球变化思想 的迅速发展，研究地质历史时期以来的古气候和古海洋环境演变化的古海洋学己 成为地球科学最为活跃的前沿之一，特别是晚第四纪古海洋学的研究更是受到世 界地学界的普遍关注。 4 黄东海陆架末次盛冰期以来海平面变化及沉积体系响应 区域地质概况和水文特征 1 1 地形地貌 1 1 1 黄海地形地貌 黄海是个被中国大陆和朝鲜半岛包围的半封闭的陆架浅海，南部边界以江苏启 东嘴与韩国济州岛西南端的连线为界，介于3 1 。4 0 n - 3 9 0 5 0 n ，1 1 9 0 1 0 ，e 1 2 6 。5 0 e 之间。南北长约8 7 0 k i n ，东西宽约5 5 6 k m ，面积达3 5 1 0 4 k i n 2 。海底 图l 1 ：黄海地形图( 许东禹等，1 9 9 7 ) 地形平坦，平均坡度o 0 0 1 2 1 ”，海底地势东西不对称，西部水深较浅，东部偏深 ( 图1 1 ) 。黄海平均水深4 4 m ，最大水深1 4 0 m ，东南部水深大，西北及北部变 浅。黄海南部有一黄海槽，它是东南一西北向的低槽，槽内水深一般6 0 m - , 8 0 m ， 最深处可达1 4 0 m ( 济州岛西北) 。中国大陆的两大河流长江和黄河均曾注入黄海， 为黄海沉积格局的形成做出了巨大的贡献。其东部为大量的岩石岛，分布在朝鲜 半岛西侧。黄海陆架地形较为平坦，中部偏东为一宽浅谷地一黄海槽，呈南北向 5 黄东海陆架末次盛冰期以来海平面变化及沉积体系响应 展布。其南部与北部的海底地形特点不同，北黄海为西部较缓、东部多槽沟、北 部多岩岛的海底盆地；南黄海为东侧较陡、西侧较缓的宽浅海底盆地，可分为黄 海槽谷地、南黄海中部平原、鲁南岸坡及海州湾阶地平原、苏北岸外舌状地形体 系、朝鲜半岛岸外台地、济州岛西部沙脊地形。 1 1 2 东海地形地貌 东海是由中国大陆、中国台湾岛、朝鲜半岛、日本九州和琉球群岛所围绕的 一个边缘海，南以福建与广东省交界处的南澳岛和台湾省南端的鹅銮鼻的连线为 界，所跨纬度为3 3 0 1 0 n 2 1 0 5 5 q q 。东北至西南向长度约1 3 0 0 k i n ，东西宽约 7 4 0 k m ，总面积7 7 1 0 4 k m 2 ，平均水深3 4 9 m ，最大水深2 7 1 9 m 。东海陆架北 宽南窄，北缓南陡( 图1 2 ) 。东海西部海底地形比较平坦，浅水陆架特别发育， 最大宽度达6 0 0 k m 以上，是全球最宽阔的陆架之一，西北水深较浅，向东部和 东南部逐渐加深，大约在水深1 5 0 m 附近，坡度突然加大进入冲绳海槽，迅速转 变为半深海沉积环境。东海冲绳海槽海底是典型弧后盆地，地形变化较大，是亚 洲大陆与西太平洋问的过渡带。东海与太平洋及邻近海域间有许多海峡相通，南 面以台湾海峡与南海相连，东以琉球诸水道与太平洋沟通，东北经朝鲜海峡、对 马海峡与日本海相通。 图l - 2 ：东海地形图( 许东禹等，1 9 9 7 ) 6 黄东海陆架末次盛冰期以来海平面变化及沉积体系响应 东海有许多河流注入，主要的大河有长江、钱塘江、闽江等。其中以长江为 主要的物质输运载体，每年平均向东海输入泥沙5 x l o g t ( m i l l i m a ne ta l ，1 9 8 3 ) 。 古长江和现代长江沉积体系的存在控制着中国东海陆架沉积模式的基本格局。东 海的流系对东海沉积物的搬运和沉积及后期改造起着十分重要的作用。 1 2 区域水文特征 本海区海洋水文要素的分布和变化，主要受黑潮、台湾暖流、对马暖流、黄 海暖流、沿岸流与大陆入海径流以及大气对海洋作用的影响，并随其消长而变化， 具有明显的季节变化特征。黄海冷水团和长江冲淡水是这个海区中突出而重要的 海洋现象。东海黑潮及其分支，是东、黄海暖流系统的主干，对东、黄海的海洋 环境有着决定性影响。 1 2 1 黄东海的基本水文状况 1 2 1 1 海水水温 中国黄东海的水温7 , - 一8 月最高，2 月最低，3 - - - 7 月为增温期，9 月至翌年2 月为降温期。水温年变化幅度由北向南递减，就表层来说，黄海1 6 0 c 左右，黑 潮流域变化最小，仅7 0 c 左右。表层以下各层水温变化与表层形式相似，最低值 出现在2 月份，最高值出现的月份随着深度的增加而逐渐向后推迟，渤海海峡 5 0 m 层年最高水温出现在1 0 月中旬，而黑潮流域l o o m 层水温在5 月下旬却出 现了最低值。 冬季，水温降到最低，此时水温等值线与岸线平行，呈沿岸低于外海，北部 低于南部的分布趋势。水温最低值出现在渤海沿岸，低于0 0 c ，最高值出现在东 海南部。由于黑潮、台湾暖流和黄海暖流的影响自济州岛附近伸入黄海的高温水 舌伸延到渤海中部。夏季，水温升至最高，8 月，全海区表层水温在2 4 , - 一2 8 0 c 之间，其中，渤海表层水温沿岸高于中部，黄、东海表层等温线分布很不规则， 但沿岸水温一般较外海高。南部水温高于北部，其最高值出现在东海南部。2 0 m 以下水层的水温分布与表层不同。在辽东湾中部、渤海中部、北黄海和南黄海中 部分别存在着冷水区。渤海中部的冷水叫做渤中冷水，潜于黄海中部深底层的冷 水是著名的黄海冷水团。 1 2 1 2 潮汐潮流 在黄东海范围内，潮波主要为太平洋传入的潮波引起的谐振动。来自日、月 7 黄东海陆架末次盛冰期以来海平面变化及沉积体系响应 引潮力所产生的独立潮很小，在某些海区甚至可忽略不计。在黄海有两个m 2 分 潮的逆时针旋转潮波系统，渤海海峡为规则半日潮。黄海，除山东半岛以东海区、 苏北外海和济州岛附近海区为不规则半日潮外，其余均为规则半日潮。东海，大 部分海区为规则半日潮。由于地形的关系，整个海区以仁川湾潮差最大，杭州湾 次之。最大可能潮流的等值线在东海与岸线几乎平行，近岸潮流较大，杭州湾及 长江口附近潮流最大。 1 2 1 3 径流量、输沙量 流入本海区的河流主要有5 条，淮河、长江、钱塘江、瓯江、闽江，另外， 注入黄海地区的鸭绿江和注入渤海的黄河对海区的径流和沉积物注入有一定影 响；1 8 5 5 年前，黄河由江苏入海，是黄海的主要物质供应河流。 根据以上江河观测资料统计分析，入海径流量以东海最大，占全国入海径流 量的6 7 ，黄海次之；以河流计，其中以长江为最大，年径流总量达9 3 1 0 1 1m 3 ， 占全国河流总量的6 2 6 ，占每年流入东海的淡水约占该海区所有径流量的 7 0 。入海径流量较大的月份，长江以北集中在7 、8 、9 三个月，其中8 月最大； 长江以南则在4 、5 、6 月，以6 月为最大。长江多年平均输沙量达4 6 1 x 1 0 s t ， 占本海域输沙量的7 3 1 ( 何起祥，2 0 0 6 ) 。入海径流量和输沙量对海区的水温、 盐度等水文状况有明显的影响。 自2 0 世纪7 0 年代以来，由于降水减少、工农业建设用水增加、上游水利工 程建设与植被的破坏，我国河流径流量和输沙量有明显减少的趋势，河口三角洲 的进积作用减缓，有的地区已经出现蚀退的情况。 1 2 2 黄东海的海流 黄东海的海流包括表层流和底层流系。表层流系受季节性风海流影响，偏北 风的季节流向多偏南；盛行偏南风时流向多偏北，局部风况的变化也可使表层余 流改变方向，时而偏北，时而偏南，流向不太稳定。本海区一般暖流北上，沿岸 流南下( b e a r d s l e y 等，1 9 8 5 ) 。 1 2 2 1 暖流流系 本海区暖流主要有黑潮、台湾暖流、对马暖流、黄海暖流等( 图1 - 3 ) 。 ( 1 ) 黑潮 黑潮是一支高温、高盐、透明度大和水色深蓝的水流，具有流路远长、流向 8 黄东海陆架末次盛冰期以来海平面变化及沉积体系响应 图1 - 3 中国黄东海环流系统( 据b e a r d s l e y 等，1 9 8 5 ) 稳定、流速大等特点，是东海海流的主干，它不仅对黄、东海海洋环境有着决定 性的影响，而且对中国近海的气候和渔业资源也有着很大的影响。黑潮流系由黑 潮源地、黑潮主体和黑潮续流三部分组成，其中流经东海的这一段称东海黑潮。 东海黑潮由于受地形的制约，其路径和流态相对比较稳定，但因来自黑潮源地自 9 黄东海陆架末次盛冰期以来海平面变化及沉积体系响应 身的变异以及受西部大陆沿岸水和东部琉球群岛以东大洋水入侵的影响，使东海 黑潮水的水文状况极为复杂。 ( 2 ) 台湾暖流 在福建、浙江近海，沿5 0 m - - - 6 0 m 等深线方向有一支指向n - n n e 的海流， 流速较强，这就是所谓的台湾暖流。它的上层水近岸部分来自台湾海峡，其它部 分的上层水及下层水则来自台湾东北黑潮水的入侵。沿程北上的暖流与沿岸水混 合，至济州岛以南海域进入黄海，成为黄海暖流的部分来源。在1 0 0 m - - 2 0 0 m 等 深线之间北上的台湾暖流水，则在沿程与陆架水混合，成为对马暖流水的来源。 它终年存在，即使是在冬季偏北风相当强的时候，在表层以下它还有0 5 节的北 向速度( 金翔龙，1 9 9 2 ) 。台湾暖流是东海诸多水文特征现象的直接参与者，是 东海陆架环流的重要组成部分，它的消长变化与陆架海域的水文状况、渔业生产 以及气候变化等均有密切关系。 台湾暖流虽来自黑潮，但它的水文特性与黑潮有明显的差别，与其流经的海 区水文状况相比，仍保持着高温、高盐的特性，与西侧紧邻具有低盐特征的东海 沿岸流两者构成了明显的锋面。台湾暖流的消长是与黄海沿岸流南下扩张同时产 生的，因此台湾暖流也具有补偿流的性质( 苏育篙，1 9 8 9 ) 。 ( 3 ) 对马暖流 东海东北部，吐噶喇海峡以西，3 2 0n 以北，有一支经过对马海峡流入日本 海的东北向海流，叫对马暖流。这支海流在3 0 州1 2 8 0 e 附近黑潮转向处从黑潮 分流出来，先偏北随后其主要部分向东北成为对马暖流的主要组成部分( 郭炳火， 1 9 9 3 ) 。对马暖流的路线和强度与季风和黄海混合水团的盛衰密切相关，冬季盛 行偏北风，对马暖流逆风而行，流动变弱；夏季盛行东南风，与此同时，黄海混 合水朝东南方向伸展，使海水的梯度增大，导致流动强化。该暖流在五岛列岛以 西分为两支，西支通过朝鲜海峡，东支通过对马海峡。 ( 4 ) 黄海暖流 黄海暖流是台湾外侧分支与对马暖流汇合后在3 1 0 1 q 1 2 7 0 e 附近海域分出的 一支向北的海流。这支海流通过济州岛西南插入南黄海，并沿黄海槽向北流动， 其主流经过北黄海后延伸为黄海暖流余脉，以微弱的势力向西进入渤海，黄海暖 流是暖流系统的二级系统，强度较弱的海流，但具有高温、高盐的特征。 i o 黄东海陆架末次盛冰期以来海平面变化及沉积体系响应 黄海暖流具有明显的季节变化，具有明显的冬强夏弱的变化特征，在冬季最 显著，最大可到达渤海，而且北风越大暖流越明显。黄海暖流及其延伸部分同黄 海沿岸流构成黄海环流。黄海暖流及其运行路线对于黄海的水交换以及整个黄海 陆架的沉积环境起着至关重要的作用。 1 2 2 2 沿岸流系 该海区的沿岸流主要有黄海沿岸流和东海沿岸流。这些沿岸流在陆架海物质 搬运和沉积中起关键作用。 ( 1 ) 黄海沿岸流 黄海沿岸流是一支沿山东和江苏沿岸向南流动的冲淡水，冬半年比较强盛。 它起自渤海湾，沿着山东半岛北岸流动，绕过成山角后大致沿着4 0 m , - 一5 0 m 等深 线以浅向南和西南方向流动，至长江口以北转向东南，其中一部分加入黄海暖流， 与黄海暖流形成气旋式环流，另一部分越过长江口以北浅滩进入东海，其前锋冬 季时可达长江口附近。受地形和大陆径流的影响，黄海沿岸流有较大的地区性变 化。在山东半岛北岸，沿岸流的流幅较宽，夏季时宽达5 0 k i n ，在成山角附近流 幅变窄，流速增大。越过成山角后，流幅加宽，流速剧减。自海州湾以南，由于 海湾附近的沿岸水加入以及地形变得狭窄，流速又渐增。就季节变化来说是冬强 夏弱，冬季最大可达4 4 c m s ，夏季一般不超过2 0 c m s 。 ( 2 ) 东海沿岸流 东海沿岸流主要是由长江、钱塘江、闽江等河流的入海径流与附近海水混合 的一股低盐水。其流向因受季风作用而随季节变化，夏季由南向东北流动；冬季 则自北沿岸南下，流速在2 0 e m s 左右。东海沿岸流在浙江以北的一段称为江浙 沿岸流，浙江以南的一段称为闽浙沿岸流。东海沿岸流的主要特征是：盐度特别 低，水色混浊，水文要素年变幅和水平梯度特别大。夏季当长江径流强盛期间， 除长江口至舟山群岛近岸一段流向偏南外，其主流转向东北，前锋可达济州岛附 近，这就是有名的长江冲淡水舌。长江冲淡水的流幅较宽，流速在1 5 c m s 左右。 1 2 2 3 环流体系 本海区的北上的暖流与南下的沿岸流相汇合，形成环流系统。 黄海环流是黄海暖流及其余脉与终年南下的黄海沿岸流构成了黄海气旋式 环流，通常称为黄海环流。黄海冷水团于是出现，其周围的等压面自冷中心向边 黄东海陆架末次盛冰明以来海平面变化及沉积体系响应 缘上倾，结果形成一气旋式密度环流，但非单一的气旋式系统，其内部还存在着 气旋、反气旋的多个较小的环流，流速在5 c m s 左右，其流向与黄海环流同向， 对黄海环流起到了加强作用。 东海环流中最明显的特征是黑潮。北赤道暖流在菲律宾吕宋岛东侧向北流动 的一个分支，它经台湾东岸的苏澳岛与那国之间的狭窄水道进入东海，沿冲绳海 槽流向九州方向，后在吐噶喇海峡处向