（地球探测与信息技术专业论文）南黄海西部陆架埋藏古三角洲研究.pdf

南黄海西部陆架埋藏古三角洲研究 摘要 南黄海西部陆架北部接于山东半岛南岸，西部毗邻苏北平原，新生代以来整体区 域沉降并接受沉积，成为沉积物质保存并进行演化的良好场所。第四纪以来受气候的 冷暖交替，该区经历了多次的海进海退旋回，海退时南黄海陆架暴露，大量的陆源物 质注入堆积，海侵时潮流、海浪、风暴等水动力作用对沉积物的不断侵蚀运移，使得 该区的沉积相及沉积物分布非常复杂。新构造运动对地层的改造作用也使得该区地层 连续性较差。因此，该区受海平面变化、沉积动力、新构造运动等多种因素的影响， 具有沉积物来源多样化，沉积结构复杂多变，地层连续性差等特点。 本文主要利用在南黄海西部陆架获得的高分辨率浅地层剖面资料和已有的q c 2 孔 资料，依据地震地层学原理，对研究区内的浅地层剖面进行综合解释和对比，标定了地 层年代，将南黄海地震地层由上到下划分为1 1 个地震单元，分别是早更新世的u 1 ，中 更新世的u 2 、u 3 、u 4 、u 5 、u 6 ，晚更新世的u 7 、u 8 、u 9 、u l o 和全新世的u l l 。这 些地震地层存在明显的海陆交互式特点，海相地层为u 1 、u 3 、u 5 、u 7 、u 9 和u l l ，陆 相地层u 2 、u 4 、u 6 、u 8 、u l o 。通过地震反射特征识别和钻孔对比，分析了研究区地 层的地震相特征及其沉积环境。 在地震地层划分和沉积环境解释的基础上，重点研究了南黄海西部陆架存在的多 期埋藏古水下三角洲。三角洲的形成与海平面变化有重要关系，首先讨论了研究区海 平面变化情况，认为南黄海自早更新世晚期以来存在6 次一级的海退海进旋回，在每 个一级海平面变化旋回中还存在多个次级的海进海退。三角洲在浅地层剖面上的识别 主要依据典型的斜交前积反射结构，明显的下超和顶削现象，且层组内的前积角度不 断变化。三角洲的地震相参数包括振幅、频率、连续性等为三角洲的沉积物特征和沉 积速率特征提供了重要依据。通过研究认为，南黄海西部陆架存在6 期的古长江水下 三角洲和4 期的古黄( 淮) 河水下三角洲。6 期古长江三角洲分别为早更新世末期、中 更新世晚期、晚更新世形成。受资料限制，早更新世末期的古长江三角洲没有划分出 明确范围，只是利用前人的资料描述了形成时间和沉积物特征；中更新世晚期的古长 江三角洲仅在个别剖面上识别，且没有钻孔资料进行验证也属推测；晚更新世的4 期 古长江三角洲可以在浅地层剖面上清晰识别，且可根据地震反射特征划分出各期的分 布范围，并且通过与钻孔进行对比确定这4 期三角洲为古长江形成，各期古长江三角 洲均是在海退期形成。4 期古黄( 淮) 河三角洲中的前3 期为晚更新世后期形成，由于 缺乏钻孔资料验证仍属推测，最后一期为研究程度较高的废黄河三角洲。4 期三角洲 均分布在研究区的西部，废黄河口附近。根据地震相特征确定出各期三角洲的大致分 布范围，进一步确定前3 期三角洲的形成时间为氧同位素3 期左右的海侵后期和海退 期形成，废黄河三角洲为全新世形成，而不只是在1 1 2 8 1 8 5 5 年间形成。 本文较详细地阐述了南黄海的埋藏古长江三角洲和古黄( 淮) 河三角洲，为浅海陆 架古三角洲研究提供了重要资料，为南黄海的古环境演化和海平面变化研究也提供了 有利依据，具有重要的地质意义。 关键词：南黄海：地震地层；海平面变化；埋藏古三角洲 t h es t u d yo fp a l o ed e l t a si nw e s t e r ns h e l f o ft h es o u t hy e l l o ws e a a b s t r a c t t h ew e s t e r ns h e l fo ft h es o u t hy e l l o ws e ai se n c l o s e db ys o u t hb a n k o fs h a n d o n g p e n i n s u l aa n da d j a c e n tt on o r t hp l a i no fj i a n g s up r o v i n c e i th a sb e e ns u b s i d i n ga n d r e c e i v i n gd e p o s i t ss i n c ec e n o z o i ca n db e c o m e s ag o o dp l a c eo nw h i c hs e d i m e n tc a l lb e p r e s e r v e da n de v o l v e d b e c a u s eo ft h ec l i m a t ea l t e r n a t i o ns i n c eq u a t e r n a r y , t h es t u d ya r e a h a ss u f f e r e ds e v e r a lt r a n s g r e s s i o n r e g r e s s i o nc y c l e s i nr e g r e s s i o np e r i o d ，t h es h e l fe m e r g e d a n da b u n d a n tt e r r i g e n o u ss e d i m e n tw a si n j e c t e da n dd e p o s i t e d i nt r a n s g r e s s i o np e r i o d ， m a r i n ed y n a m i c ss u c ha st i d e ，w a v e ，a n ds t o r me r o d e da n d m i g r a t e ds e d i m e n ta n dm a d et h e s e d i m e n t a r yf a c i e sa n ds e d i m e n td i s t r i b u t i o ne x t r e m e l yc o m p l i c a t e d n e o t e c t o n i c sa c t i v i t i e s a l s or e s u l t e di nt h ed i s c o n t i n u i t yo ft h es 仃a t u m b e c a u s eo ft h eu p p e rf a c t o r s ，t h ea r e ah a s c h a r a c t e r so fs e d i m e n t a r ys o u r c ed i v e r s i t y , s e d i m e n t a r ys t m c t m ec o m p l i c a t i o na n ds t r a t u m d i s c o n t i n u i t y t h eh i 曲r e s o l u t i o ns h a l l o ws e i s m i cp r o f i l e ss u r v e y e di nt h ew e s t e r ns h e l fo ft h es o u t h y e l l o ws e aa n de x i s t i n gq c 2c o r ed a t aw e r eu s e dt oi n t e r p r e ta n da n a l y z et h es e i s m i c s e q u e n c ea n di t sg e o l o g i c a la g e t h es e i s m i cs t r a t i g r a p h yc a nb ed i v i d e di n t o11s e i s m i c u n i t s ：e a r l yp l e i s t o c e n eu 1 ，m i d - p l e i s t o c e n eu 2 ，u 3 ，u 4 ，u 5a n du 6 ，l a t ep l e i s t o c e n eu 7 ， u 8 ，u 9 ，u 1 0a n du 1 1 t h e s eu n i t sh a v eo b v i o u ss e a - l a n da l t e r n a t i o nc h a r a c t e r , u 1 ，u 3 ，u 5 ， u 7 ，u 9a n du 11a r em a r i n ef a c i e sl a y e r sa n d u 2 ，u 4 ，u 6 ，u 8a n du 10a r ec o n t i n e n t a l f a c i e sl a y e r s t h r o u g ht h ei d e n t i f i c a t i o no fs e i s m i cr e f l e c t i o na n d d r i l l i n gc o n t r a s t ，t h e s e i s m i cf a c i e sa n ds e d i m e n t a r yf a c i e so ft h ev a r i o u su n i t sw e r gd e s c r i b e d b a s e du p o nt h es e i s m i cs t r a t i g r a p h i cd i v i s i o na n ds e a - l e v e lc h a n g e ，t h em u l t i p h a s e b u r i e dp a l e os u b m e r g e dd e l t a so nt h ew e s t e r ns o u t hy e l l o ws e as h e l fw e r es t u d i e da sa k e y p o i n t i th a si m p o r t a n tc o - r e l a t i o n s h i pb e t w e e nd e l t a sa n ds e al e v e lc h a n g e t h es e al e v e l c h a n g eo ft h es t u d ya r e aw a sd i s c u s s e df i r s t ，a n di tw a sc o n c l u d e dt h a tt h e r ea r e6 r e g r e s s i o n - t r a n s g r e s s i o nc y c l e si ns o u t hy e l l o ws e a , i ne v e r yc y c l e ，t h e r ea r es e v e r a l s u b c y c l e s t h ei d e n t i f i c a t i o no ft h ed e l t aw e r eb a s e do n at y p i c a lr e f l e c t i o no fb i a sc r o s s f o r e s e ts t r u c t u r ei nw h i c ht h ef o r e s e ta n g l ec h a n g e sc o n t i n u o u s l ya n de x i s t so b v i o u s d o w n l a pa n du p c u ts t a t i o n t h ed e l t as e i s m i cf a c i e sp a r a m e t e r ss u c ha sa m p l i t u d e ， f f e q u e n c bc o n t i n u i t yp r o v i d ea ni m p o r t a n tb a s i sf o rs e d i m e n tc h a r a c t e r i s t i c sa n dd e p o s i t i o n r a t eo ft h ed e l t a t h r o u g hr e s e a r c h ，t h e r ea r e6p h a s e sp a l o ec h a n g ii a n gs u b m e r g e dd e l t a s a n d4p h a s e sp a l e oh u a n g h eo rh u a i h es u b m e r g e dd e l t a s t h ep a l e oc h a n g j i a n gd e l t a s w e r es e p a r a t e l yf o r m e dd u r i n ge n do f e a r l yp l e i s t o c e n e ，l a t em i d p l e i s t o c e n ea n dl a t e p l e i s t o c e n e r e s t r i c t e db yt h ed a t a ，t h ec h a n g ji a n gd e l t ab o u n d a r yi ne n do fe a r l y p l e i s t o c e n ew a sn o td e m a r c a t e d ，i tw a sd e s c r i b e du s i n gp r e v i o u sd a t a t h ec h a n g ii a n gd e l t a i nl a t em i d p l e i s t o c e n ew a so n l yi d e n t i f i e di nv e r yf e wp r o f i l e s ，a n di tc o u l dn o tb ev e r i f i e d b yc o r ed a t a 4p h a s e sc h a n g ji a n gd e l t a si nl a t ep l e i s t o c e n ew e r eo b v i o u s l yi d e n t i f i e di n s e i s m i cp r o f i l e sa n dt h eb o u n d a r i e sw e r ed e m a r c a t e du s i n gs e i s m i cr e f l e c t i o nc h a r a c t e r s c o n t r a s t e dw i t l lc o r ed a t a , i ti sd e f i n e dt h a tt h e s ed e l t a sa r ea l lp a l e oc h a n g j i a n gd e l t a s w h i c hf o r m e di nr e g r e s s i o np e r i o d t h ef i r s t3p h a s e sp a l e on u a n g h e ( h u a i h e ) d e l t a si n4 a r ef o r m e di nl a t ep l e i s t o c e n e ，t h el a s to n eh a sb e e ns t u d i e di nh i g h e rd e g r e e t h e ya l l d i s t r i b u t ei nw e s to fs t u d ya r e a , n e a r b yt h eo l dh u a n g h er i v e rp o r t t h ea p p r o x i m a t e b o u n d a r i e sw e r ed e m a r c a t e db a s e do ns e i s m i cf a c i e s t h ef i r s t3p h a s e sd e l t a sw e r ef o r m e d i nl a t et r a n s g r e s s i o np e r i o da n de a r l yr e g r e s s i o np e r i o do fo x y g e ni s o t o p e3 ，t h el a s to n e w a sf o r m e di nh o l o c e n eb u tn o to n l yi n11 2 8 18 5 5 t h eb u r i e dp a l e os u b m e r g e dc h a n g j i a n ga n dh u a n g h e ( h u a i h e ) d e l t a so f t h es o u t h e r n y e l l o ws e aw e r ed e s c r i b e di nd e t a i l si nt h i sp a p e r i tp r o v i d e si m p o r t a n ti n f o r m a t i o nf o r c o n t i n e n t a ls h e l fd e l t a ss t u d ya n dp r o v i d e saf a v o r a b l eb a s i sf o rt h ep a l e o - e n v i r o n m e n t s t u d ya n ds e a - l e v e lc h a n g e si nt h es o u t hy e l l o ws e a t h es t u d yh a sa ni m p o r t a n tg e o l o g i c a l s i g n i f i c a n c e k e y w o r d s ：t h es o u t hy e l l o ws e a ；s e i s m i cs t r a t i g r a p h y ；s e al e v e lc h a n g e ；b u r i e dp a l e o d e l t a 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( 洼! 垫遗直墓 丝重要挂别直塑的! 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：询镭缉签字日期：加7 年月7 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。( 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：导师签字：删阏 榔期：卅年彳月7 日 签字吼汕悻z 月7 日 学位论文作者毕业后去向： 工作单位： 通讯地址： 电话： 邮编 南黄海西部陆架埋藏吉三角洲研究 u 月l j 吾 南黄海西部陆架北部接于山东半岛南岸，西部毗邻苏北平原，所临陆地均较平坦， 新生代以来整体区域沉降并接受沉积成为沉积物质保存并进行演化的良好场所。历史 上曾有诸多河流注入南黄海，携带泥沙在近海沉积并保存，形成了厚达3 0 0 余米的第 四纪沉积。第四纪以来受气候的冷暖交替，该区经历了多次的海进海退旋回，海退时 南黄海陆架暴露，大量的陆源物质注入堆积，海侵时潮流、海浪、风暴等水动力作用 对沉积物的不断侵蚀运移，使得该区的沉积相及沉积物分布非常复杂。新构造运动对 地层的改造作用也使得该区地层连续性较差。可见，该区受海平面变化、沉积动力、 新构造运动等多种因素的影响，具有沉积物来源多样化，沉积结构复杂多变，地层连 续性差等特点。这也使南黄海西部陆架成为研究沉积环境演化、沉积动力学及构造运 动的天然“实验室。 地震资料显示，更新世以来，南黄海陆架存在大量的埋藏古三角洲，国内外多项 研究表明，古三角洲的形成与海平面变化有密不可分的关系【l 羽，对古三角洲的研究必 然要借助当地的海平面变化情况。但是至今为止，南黄海古三角洲的研究仍然较少 7 q o ，未形成一个综合性认识，对古三角洲的形成时间、分布范围、物源及发展演化 没有作详细的研究。因此，本文有必要利用最新的、高分辨率的浅地层剖面资料对其 进行详细研究，探讨更新世以来高海面时期形成的古三角洲的期次、地震相特征，并 重点研究三角洲的物质来源、形成时间、大致规模及其与海平面变化的对应关系，为 南黄海的第四纪研究提供最新资料。 作者在研究生期间参与了国家海洋局第一海洋研究所的9 0 8 专项中的“d w 0 4 区 块单道地震调查与研究”子课题部分。d w 0 4 区块位于南黄海近海海域，在该区块获 得的浅地层剖面分辨率较高，测网密度较大，具有较高的研究价值，对古三角洲的研 究提供了重要资料。 由于作者水平有限，加之参考资料有限，论文错误及不足之处在所难免，敬请各 位专家老师批评指正! 南黄海西部陆架埋藏古三角洲研究 1 绪论 1 1 研究现状及存在问题 1 1 1 南黄海海域地质调查概况 南黄海海域的地质调查研究工作始于2 0 世纪3 0 年代，但在5 0 年代之前，主要 集中于沉积物的分布和类型。此后，随着调查手段、技术的不断提高以及海上石油资 源勘探工作的需要，海洋地质调查研究工作逐渐深化并取得了长足的进展。主要经历 了以下几个阶段： ( 1 ) 近海综合调查阶段( 1 9 5 6 1 9 6 2 年) 在此期间，中国科学院海洋研究所在南黄海3 1 0 4 9 n 、1 2 3 03 0 e 以西海域进行了 反射地震测量工作，并提交相应的调查报告。 ( 2 ) 地球物理测量调查阶段( 1 9 6 3 1 9 7 2 年) 这一时期主要是在原来工作的基础上，进行了大量的地球物理调查，旨在查明海 底石油资源的赋存特征。为此，原地矿部下属物探大队和原国家地质总局第一海洋地 质调查大队与物探大队、国家海洋局第一海洋研究所和第二海洋研究所( 简称海洋一 所和海洋二所) ，在南黄海进行了系统的地震、重力和航磁地球物理综合调查；对局 部海域进行了海底表层沉积物沉积特征及影响因素和陆架演化史的研究。 ( 3 ) 海上钻探和海洋地质综合调查阶段( 1 9 7 3 - 1 9 7 9 年) 从1 9 7 4 年起，我国自行设计的“勘探一号 勘探船，开始在南黄海海域进行海 上石油勘探，先后打了七个钻井，对南黄海的油气资源进行了远景评价。同时在这一 时期，原地质部第一海洋地质调查大队，在南黄海1 2 3 0 e 以西至山东、江苏沿岸5 m 水深线之间的海区做了海底地形与沉积物取样工作。中国科学院海洋研究所和海洋一 所分别在不同海域采集海底柱状样，运用微体化石、孢粉、1 4 c 测年及古地磁方法， 开始了晚更新世以来第四纪地层学的研究。 ( 4 ) 第四纪地层学研究阶段( 1 9 8 0 1 9 9 0 年) 为寻求解决第四纪下限，海、陆第四纪地层对比的途径和理论依据，在黄海陆架 区建立第四纪地层表，地质矿产部海洋地质研究所与2 0 世纪8 0 年代中期，在南黄海 海域采用物探和钻探相结合的方法，收集了大量海域资料，揭示并论述了第四纪时期 距今1 8 0 m a 以来若干地质事件的特征。同时，1 9 8 3 1 9 8 6 年期间，中国科学院海洋 研究所和美国伍兹霍尔海洋研究所合作，进行了沉积动力学调查，获得了大量高分辨 2 南黄海西部陆架埋藏古三角洲研究 率地球物理剖面。 ( 5 ) 沉积动力作用、沉积过程以及古环境恢复的研究阶段( 1 9 9 1 至今) 随着对全球环境和气候变化、海洋灾害地质的关注，南黄海第四纪海洋地质研究 的焦点逐渐集中于沉积动力作用、沉积过程和古环境的恢复上，探讨全球海平面变化 下南黄海海域的沉积响应。1 9 9 1 1 9 9 3 年和1 9 9 8 1 9 9 9 相继进行了大量高分辨率声学 剖面调查和海底地质取样，并进行了若干个浅钻的钻探工作。同时期，中国科学院海 洋研究所和韩国汉城大学海洋研究所合作开展的中韩联合调查，并进行了资料的交 换，促进了第四纪沉积作用和过程的研究。2 0 0 2 2 0 0 6 年青岛海洋地质研究所进行了 “l ：1 0 0 万南通幅海洋区域地质调查 项目，获得了大量南黄海地区浅地层、浅钻、 柱状样及单道地震资料。 1 1 2 南黄海第四纪地质研究进展 近几十年来，随着大量的地球物理资料及地质资料的获得，许多学者在第四纪地 层、古环境演化、沉积动力学等各个方面取得了突破性进展，积累了大量的南黄海第 四纪地质资料。 杨子赓等( 1 9 8 5 ) 利用浅地层剖面、钻孔及柱状样等资料【7 】，详细探讨了南黄海陆 架晚更新世以来的沉积环境，划分了南黄海沉积分区、沉积序列，对晚更新世以来的 古长江及古长江三角洲、古黄河及古黄河三角洲等做了初步研究，对潮流沙脊的形态 及演化进行讨论。郑光膺等( 1 9 8 9 、1 9 9 1 ) 禾1 j 用在南黄海海域及苏北平原获得的五个较 深的钻孔q c l 、q c 2 、q c 3 、q c 4 、q c 5 孔对南黄海的沉积环境作了详细的讨论，地 质年代已涉及到早更新世【1 1 1 2 】。而后，杨子赓等( 1 9 9 3 ) 禾1 j 用获得的q c l 、q c 2 及q c 3 孔，揭示了南黄海第四纪以来的地层，并以q c l 和q c 2 孔为基础建立了第四纪层型 【1 3 】，为该区第四纪地质研究提供了重要对比资料。刘敏厚等( 1 9 8 7 ) ：乖u 用在黄海海域采 集到的柱状样对黄海湾第四纪的沉积物类型及特征进行了详细分析，并讨论了晚第四 纪以来的沉积环境演化和海平面变化f 1 4 1 。秦蕴珊等( 1 9 8 9 ) 禾j j 用获得的浅剖资料对黄海 的沉积地层及埋藏古三角洲、埋藏古河道、埋藏古三角洲等做了简单叙述，利用浅孔 岩芯对黄海3 5 k a 以来的沉积史作了较为详细的讨论【1 5 】。近年来海洋地球物理调查任 务的加重，在南黄海海域获得了大量的高分辨率地震剖面，赵月霞等( 2 0 0 3 ) 、宋召军 等( 2 0 0 5 ) 对南黄海更新世以来的地震地层进行了详细划分，并将地震地层与钻孔进 行对比【l ，解释沉积环境，增加了晚更新世之前的南黄海地震地层资料，使得该区 沉积环境研究更加细致。 南黄海西部陆架埋藏古三角洲研究 由于资料受地层深度的限制，大部分学者集中于对末次冰期以来的地质环境进行 研究。徐家声等( 1 9 8 1 ) 、袁迎如等( 1 9 8 3 ) 、汪品先( 1 9 9 0 ) 、孟广兰等( 1 9 9 8 ) 恢复了末次 冰期及以来的海平面变化及沉积环境 1 s - 2 1 】；于洪军( 1 9 9 5 ) 、张铭汉等( 1 9 9 8 ) 、韩德亮等 ( 2 0 0 1 ) 从沙漠化角度解释了末次冰期时的南黄海陆架沉积【z 2 洲。 在沉积动力学方面，申顺喜( 1 9 9 3 ，1 9 9 6 ，1 9 9 8 ) 对南黄海的海底侵蚀作用，特别 是黄海暖流形成及冷涡对泥质沉积的影响作了详细研究【2 5 讲】。刘健等( 2 0 0 4 ) 探讨了黄 海环流作用下北部泥质区冰后期沉积物的分布特征【2 8 】。石学法等( 2 0 0 1 ) 戈j 分了南黄海 的沉积动力环境，对南黄海泥质沉积体系给出了系统解释【2 引。辐射沙脊群一直是重点 研究区域，对其成因、物源、动力机制等已有实质性的突破。早期对辐射沙脊群成因 的争论主要集中在该沙脊群是否在古长江古河谷的基础上经潮流作用形成【3 0 3 3 1 。近年 来，一些学者对该区进行潮流机制模拟研究认为潮流作用是形成辐射沙脊群的主导因 素，与古河口及喇叭状海湾形态无直接关系【3 4 。3 8 1 。 1 1 3 苏北平原第四纪地质研究进展 苏北平原与南黄海区域构造上同属于苏北南黄海沉积盆地。冰期时南黄海陆架暴 露成陆，与苏北平原同时接受剥蚀风化，海侵时苏北平原也曾被海水淹没，形成海侵 层。这些都能留下相应的地质证据。因此对南黄海西部陆架的研究也要结合与之密切 相关的苏北平原。 苏北平原的一些钻孔资料【3 9 4 0 1 揭示了苏北平原更新世以来的海侵层。据陈万里等 ( 1 9 9 8 ) 研究，苏北第四纪以来至少经历了5 次海侵，并详细划分了海侵时苏北平原的 沉积相分布【4 l 】。卫艳等( 2 0 0 5 ) 根据苏北盆地兴化1 孔探讨了苏北平原第四纪环境演变 【4 2 】，王颖等( 2 0 0 6 ) 、杨兢红等( 2 0 0 6 ) 利用苏北盆地b y l 孔恢复了苏北平原第四纪古环 境【4 3 舢】。这些将为研究南黄海环境演化及海平面变化提供重要资料。 1 1 4 埋藏古三角洲研究进展 由于古三角洲沉积中蕴含着丰富的能源，人们对三角洲沉积作用及沉积环境的研 究给予极大的重视并取得了重大成就。从本世纪4 0 年代以来，人们对密西西比河、 罗纳河、尼日尔河等现代三角洲沉积环境、沉积作用及沉积体系进行的系统而全面的 调查研究以及关于河口地区水动力的研究为三角洲沉积模式和沉积体系的建立奠定 了理论基础。其后从6 0 年代开始，由美国路易斯安那州立大学的海岸研究所( c s i ) 持续进行了十余年的关于现代世界主要大河三角洲的系统研究，对于查明众多控制三 角洲发育的因素及其与三角洲砂体形态的关系、不同三角洲的三度空间沉积格架特 4 南黄海西部陆架埋藏古三角洲研究 点，以及在建立、识别各类三角洲的横向和垂向层序方面都具有重要意义。 对晚第四纪以来的三角洲沉积体系及发展演化的研究，可以恢复河流变迁历史及 海平面变化历史。国外对大河三角洲的研究多集中在末次盛冰期以来的三角洲古环 境、古气候及地层方面【1 , 3 , 7 】，在空间和时间上都有一定的局限性。对陆架三角洲研究 较详细的为罗纳河三角洲，利用高分辨率地震剖面和钻孔资料恢复了罗纳河三角洲自 更新世以来在陆架上的分布及其演化，并探讨了海平面变化和新构造运动对控制三角 洲和古河谷发展趋势的影响【2 4 1 。 南黄海在更新世以来，曾有世界两大河流黄河和长江注入其中，并形成了范围极 其广阔的三角洲沉积和古河道分布。中国东部陆架埋藏古河系的研究起始于2 0 世纪 4 0 年代，为今后古河系研究奠定了重要的地质理论基础【4 5 】。耿秀i - i ( 1 9 8 1 ) 最早对东海 陆架埋藏古河系进行了较详细的论述【矧，但是由于设备落后及资料的匮乏，一些古河 道仅属推测，可靠性较差。1 9 8 3 1 9 8 6 年，中国科学院海洋研究所和美国伍兹霍尔海 洋研究所合作，进行了南黄海沉积动力学调查，在多处发现了晚更新世晚期的埋藏古 河道断面及古三角洲沉积【8 - 1 0 , 1 5 , 4 7 ，并相继发表了多篇论文及专著对其进行详细论述， 认为这些古河道和古三角洲为长江和黄河流经南黄海陆架形成。杨子赓( 1 9 9 4 ) 对南黄 海q c 2 孔下更新统地层的层序划分及沉积物粒度和矿物特征对比得出，晚松山时的 三角洲前缘沉积为古长江形成【4 引。可见，长江在更新世以来可能有过多次流经南黄海 陆架的过程。而对于曾在苏北入海的古黄河三角洲的研究【7 , 4 9 - 5 4 ，可大致分为两个阶 段：( 1 ) 1 9 7 3 1 9 7 9 年海洋地质调查局在古黄河水下三角洲地区开展了1 5 0 万海洋地质 综合概查和潮间带路线性调查；( 2 ) 1 9 8 3 1 9 8 4 年海洋地质研究所在南黄海完成的浅层 地球物理调查、柱状样、钻孔等。这些研究都是针对全新世以来的古黄河三角洲范围 及演化的研究，很少涉及到全新世之前的古黄河三角洲。 1 1 5 目前存在问题 南黄海第四纪地质已研究得相当深入，但仍存在许多亟待解决的问题，概括起来 有以下几点： ( 1 ) 南黄海目前的钻孔和高分辨率地震资料仍旧很少，这对于全面研究南黄海 第四纪以来的地质历史带来很大的局限性，只有晚更新世晚期以来的地质环境研究得 比较深入且全面，而之前的古环境由于受资料限制研究较粗略且可靠性较差； ( 2 ) 对于南黄海陆架上的古长江三角洲的研究大部分为晚更新世晚期以来，受 资料限制，对于三角洲是否为古长江三角洲、三角洲的分布范围、形成时间的研究非 5 南黄海西部陆架埋藏吉三角洲研究 常薄弱，没有对古长江三角洲的研究形成一个综合性认识，一些三角洲也仅属推测， 可靠性较差； ( 3 ) 全新世以来的苏北古黄河三角洲的研究已较全面，但最新的高分辨率地震 剖面资料显示，在全新世以前，废黄河口附近区域仍存在三角洲沉积，这些三角洲沉 积是古黄河形成还是古淮河或是其他河流形成这也是一个需要解决的问题，并且也没 有对这些三角洲的形成时间及分布范围做过研究。 1 2 研究目的及意义 本文利用获得的高分辨率地震剖面资料，结合已有的地震剖面、海域和陆域钻孔， 运用地震地层学方法【5 5 】，对南黄海西部陆架的晚第四纪地层进行详细划分及层位标 定，描述地震相特征及沉积环境，揭示海平面变化过程；重点研究南黄海陆架上的多 期古三角洲，阐明更新世以来古三角洲的分布范围、成因、物质来源及持续时间等， 研究古三角洲与海平面变化的关系。 通过对南黄海西部陆架第四纪地层和古三角洲的详细研究，可以重建更新世以来的 南黄海地质活动历史和海平面变化历史。南黄海陆架多期古长江三角洲和古黄( 淮) 河三 角洲的研究，恢复了更新世以来的古环境，对其他地区古三角洲的研究也将起到借鉴作 用。这些研究对地质历史研究、地质灾害防治等都具有重要的科学价值和实际意义。 1 3 资料来源 1 3 1 浅地层剖面资料及处理 本文所使用主要浅地层剖面资料为我国近海海洋环境综合调查专项( 9 0 8 专项) 中的“d w 0 4 区块单道地震调查与研究”子课题所获得的3 0 0 0 公里左右的高分辨率 浅地层剖面资料。 浅地层剖面资料为2 0 0 7 年6 月使用“东方红2 号 调查船在南黄海海域调查所 获。所使用的g e o s p a r k l 0 0 0 为小能量电火花震源( 约3 0 0 j ) ，对应的接收电缆 ( s t r e - 州e r ) 的长度为l m ，采集系统为d e l p h 。d g p s 定位信息与地震数据同时 记录于数据文件中以保证解译信息空间位置的准确性。剖面记录长度2 0 0 m s ，沉积层 的平均速度采用1 6 0 0 m s ，剖面分辨率高于l m 。 对浅地层剖面资料的后处理采用d e l p hw i n2 3 软件。处理过程中主要使用了 涌浪滤波( s w e l l ) 、带通滤波、相邻炮水平叠加以及预测反褶积等方法。电火花震 源剖面主频约1 0 0 0 一1 5 0 0 h z 。 6 南黄海西部陆架埋藏古三角洲研究 1 2 0 1 2 2 1 2 1 2 6 。1 2 i 图1 1 研冤区测线位置图 1 3 2 钻孔资料 文中主要采用的钻孔为q c 2 孔，位于南黄海中西部，钻孔位置为3 4 0 1 8 n ， 1 2 2 0 1 6 e ，所处平均水深为4 9 0 5 m ，孔深1 0 8 8 3 m ，平均岩芯采取率为9 0 4 ，是南 黄海地区较深且采取率较高的一孔井。该孔由青岛海洋地质研究所于1 9 8 4 年5 月钻 得，旨在查明南黄海的第四纪地层及海陆对比。该孔揭示了o l d u v a i 亚时( 超过1 7 m a ) 以来地层，具有地层层序较完整、海侵事件在中国东部陆架具有代表性的特点1 1 1 ，具 有较精确的e s r 测年和c 1 4 测年数据，对岩石地层和生物地层有非常详细的研究，可 以作为南黄海地层对比和古环境研究的主体资料。 1 3 1 其他资料 表1 1 其他钻孔位置、水深及孔深统计表 钻孔位置水深( m )孔深( m ) q c l 3 0 0 31 q , q ，1 2 2 0 3 0 ，e2 9 51 1 7 2 3 q c 3 3 2 。4 2 ，n ，1 2 3 0 4 l ，e3 9 2 3 3 2 9 3 q e 4 ( 陆)江苏陈家港 4 0 2 3 7 q c 5 ( 陆) 江苏三余镇 4 6 0 1 5 b y l ( 陆)3 3 。1 4 ，n ，1 1 9 0 2 2 e 9 7 盐城孔( 陆) 江苏盐城市4 0 6 9 3 7 南黄海西部陆架埋藏古三角洲研究 本文还参考了1 9 9 9 年国家海洋局第一海洋研究所在研究区及以东获得的浅地层 剖面资料，南黄海海域及苏北平原上的q c l 、q e 3 、q c 4 、q e 5 、b y l 、盐城孔等钻孔 资料，钻孔位置及孔深如表1 1 所示。 1 4 技术路线 ( 1 ) 资料的广泛搜集和综合利用 查阅该区所有的以及最新的研究成果，对该区的地质情况以及研究情况有充分的 了解，对目前存在的问题及本论文要解决的问题有充分的掌握。 除了使用d w 0 4 区块的浅地层剖面和q c 2 孔资料之外，还需要搜集已有的地震资 料、海上钻孔和陆上钻孔资料，并对所搜集到的资料进行仔细整理和再处理，使其满 足研究需要。 ( 2 ) 地震地层划分及地震相与沉积相分析 利用高分辨率地震资料和钻孔资料，运用地震地层学方法及地震资料与钻孔资料 相结合的方法，追踪地层界面，进行地震层序划分，并确定地震层序的形成年代。识 别不同的地震相类型，结合钻孔进行沉积体系分析。 ( 3 ) 埋藏古三角洲分析 利用浅剖资料和浅钻资料，识别古三角洲的地震相特征，讨论各期古三角洲的沉积 相特征，划分不同期次的古三角洲：根据地震单元特征( 前积反射及与上下界面的接触 关系) 及沉积物特征，探讨古三角洲的物质来源；利用钻孔资料和地震资料以及海平面 变化资料，确定古三角洲形成年代；对各期古三角洲进行综合论述，得出演变过程。 8 南黄海西部陆架埋藏古三角洲研究 2 区域地质地貌及水文概况 南黄海海域位于3 7 0 3 0 3 9 0 5 0 n ，1 1 9 0 2 0 - 1 2 6 0 5 0 e 之间，西临山东半岛和苏北沿 岸，东濒朝鲜半岛，北面由山东半岛成山头和朝鲜半岛长山串连线与北黄海分开，南 面以江苏省启东咀至济卅l 岛连线与东海分开，海域面积约3 0 1 0 4 k m 2 。南黄海与东海 陆架连成一片，是世界上最宽的陆架之一，界于我国和朝鲜半岛之间，是一个半封闭 的内陆浅海盆地。平均水深约4 6 m ，最大水深1 4 0 m 。南黄海西部陆架位于南黄海的 西部，北接山东半岛南岸，西临苏北平原，是接受第四纪沉积的良好场所。 2 1 南黄海地形地貌概况 2 1 1 周边陆地地貌及海岸地貌 山东半岛和苏北平原长期以来在内外营力的综合作用下形成了较为平坦的地势， 其地貌类型以低山丘陵和各种成因的堆积平原为主【1 4 1 。江苏省除南京和连云港地区为 低山丘陵外，绝大部分为海拔不足5 0 米甚至不足2 0 米的平原。平原地区中生代以来 长期处于下沉环境，堆积了巨厚的新生代沉积层。长江流经上海地区，自黄、东海交 界处入海，形成了广阔而坦荡的三角洲平原。平原地势低平，海拔高度仅3 5 米。平 原上湖泊星罗棋布，如荡湖、太湖等，多属古代泻湖。 南黄海周边的海岸类型，以山地丘陵基岩岸和平原淤泥岸为主【1 4 1 。前者分布于山 东半岛。岸线曲折，多岬角、海湾和岩滩等，是海底砾质沉积的主要物源区之一。后 者系指苏北海岸，为我国最长的平原淤泥岸。此海岸岸线平直，滩面平坦而宽阔，主 要由粉砂质泥组成。长江口附近海岸为三角洲平原岸，岸线伴随三角洲的向海伸展而 推进，河口水下巨大的三角洲形体伸向东海和南黄海。 2 1 2 海底地形地貌特征 2 1 2 1 地形特征 南黄海的地形总体呈西高东低的趋势。平均水深4 6 m ，最大水深1 4 0 m ，位于济州 岛北面的海岩屿东侧。南黄海海底由东、西两侧向中部倾斜，8 0 m 等深线由南向北延伸， 形成北窄南宽的开阔槽形洼地，称南黄海海槽。南黄海西部及海州湾区海底地势平坦， 在水深小于6 5 m 的海区，整体上由西北向东南方向倾斜，最宽处达3 0 0 k m ，平均坡度约 2 8 1 1 0 0 0 0 。海州湾内海底受古地形影响凹凸不平。南黄海西南部为著名的苏北浅滩辐射 状沙脊群分布区。沙脊群靠岸一边为宽阔的浅滩，其宽度1 0 , - - 2 5 k m ，滩面坡度为 1 1 0 0 0 0 2 1 0 0 0 0 ，滩地上沙丘、沟谷发育，海底凹凸不平，可能为古三角洲遗迹【1 0 】。 9 南黄海西部陆架埋藏古三角洲研究 3 r 9 01 21 01 23 01 25 01 2 正 一 八删凝。豳 v 夕嚣 饼卜 n j、一、 嘴 n o 一，一； 炎 扩跨 之弋 潜 瀚陵 啄、 淡 j i l l l - 、 山毫+ ! 矩莎乌矽 缈了：尸戮燃 ；彩：烈q _ 滕1 心肌 一 ，月 荡攥 oo ( 而o 严 0 _ 、 对 _ o h 、 吣燃 幺霹霹辩 t r 了 ( 一， 刁，) 么、r ? 。 一o r 逆烈仝 - 、 取 一翮、 l 。7r 焱j t 工 - f 心添 r ， 、 一善 食、遘x卜一)f、 图2 1 南黄海地形图( 据文献【5 6 1 ) 2 1 2 2 地貌特征 南黄海受海陆交互作用、现代水动力条件及侵蚀作用等多种因素的影响，海底地 貌形态复杂，有古三角洲、潮流沙脊、残留平原等多种地貌【1 4 】。现将主要海底地貌类 型概述如下：