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山东半岛东北部近岸海区 全新世楔形沉积体沉积作用研究 摘要 在山东半岛近岸海区存在一个在近岸处厚度超过4 0m 、向岸外变薄的楔形 沉积体，被称之为“山东泥楔”。它早在2 0 世纪) t - t 一年代就引起了地学界的关注， 但列其成因和形成时代一直众观纷纭，未有定论。本文通过对山东半岛东北部近 岸海区近年来测量的1 8 0 0k m 高分辨率浅地层剖面和2 个7 0m 深的全取心钻孔 的研究，揭示了这一楔形沉积体的沉积特征、年龄和发育历史。 本文的主要研究工作包括：1 ) 对浅地层剖面进行了地层划分，2 ) 对两个钻 孔的岩心进行了岩性描述、粒度分析、2 8 个样讯的a m s “c 测年、有孔虫和介 形虫的鉴定以及矿物组分分析，： ) 在此基础上，结合全新世全球海平面变化特 征，探讨了楔形沉积体的沉积过程、影响因素及其与全新世海平面变化的关系。 浅地层剖面的研究表明，楔形沉积体由三个单元构成，从下到上依次为s u 3 、 s u 2 和s u l ，最大厚度达到4 0m 。s u 3 表现为退积一加积型的反射特征，内部反 射层近似水平，沉积厚度不超过2 - - 3 m ，以一个明显的侵蚀面与下伏地层分隔开。 s u 2 表现为大多数向海进积的反刺特征，内部反射层的倾角大多小于0 5 。，近岸 沉积厚度达到3 5 m ，其底界面是侵蚀而。s u l 显示加积型的反剁特征，内部反射 层为近似水平的连续反剁，最大沉积厚度超过18 m ，其底部为切割下伏地层的侵 蚀而。 列应于楔形沉积体的两个钻孔岩心山三个沉积单元组成，从下到上依次为 d u 3 、d u 2 、d u i ，与s u 3 、s u 2 、s ul 相对应。沉积单元的划分是依据岩相、 沉积构造、有 l 虫和介形虫组合特征等。a m s l 4 c 测年表明，d u 3 形成于1 1 6 - - 9 6c a lk y r b p ( 日历年龄，下同) ，d u 2 形成于9 6 - - 6 5c a lk y r b p ，d u l 形成 于6 5c a lk y r b p a 钻孔岩心的矿物表明楔形沉积体物源主要是黄河携带沉积物。 d u 3 由粉砂和砂质粉砂组成，- 3 t - e - ：1 表现为向上变细的层序，这个沉积单元， 形成于m w p 一1 b ( 1 】6 1 1 3c a lk y rb p ) 事件和随后的海j t 。而缓慢上升时期 ( 1 1 _ 3 9 6c a lk y rb p ) ，为潮坪一近岸沼泽沉积。d u 2 由黏土质粉砂与大量的毫 米级细砂层和砂质透镜体互层形成的韵律层，从下向上为水深逐渐增加的近岸 浅海沉积，形成于9 6 - - 6 5c a lk y rb p ，并主要沉积于8 4 - - 8 2c a lk y rb p 的融水 事件之后。d u i 沉积于6 5c a lk y rb p 至今的全新世高海平面时期，在研究区 西部表现为向上变粗的层序，由底部的黏土质粉砂向上变为砂质粉砂，而在研究 区的东部粒度变化相对比较稳定，以黏土质粉砂为主。 山东半岛东北部近岸海区楔形沉积体的沉积演化是多科，因素综合作用的结 果，如来自黄河携带的泥沙、海侵对沉积区邻区海底末次冰期沉积物的改造、渤 海海底全新世以前的沉积物质的再搬运、冰后期海平面的阶梯式上升、渤海潮流 强度及流系的变化、全新世早期亚洲季风的加强和黄河入海口在渤海向西的后退 等等。根据其沉积特征，这一楔形沉积体可以看作为渤海东部沙质潮流沉积体系 的远端部分。 关键词：山东半岛：楔形沉积体；沉积作用：环境演化；全新世；海平面变化 s t u d yo nt h es e d i m e n t a t i o no ft h e h o l o c e n ec l i n o f o r mo f f s h o r eo f n o r t h e a s t e r nt h es h a n d o n gp e n i n s u l a a b s t r a c t c l i n o f o r mi si nt h eo f f s h o r eo fn o r t h e a s t e r nt h es h a n d o n gp e n i n s u l a t h e c l i n o f o r m ，c a l l e dt h es h a n d o n gm u dw e d g e ，i su pt o4 0n lt h i c kn e a r s h o r ea n dt h i n s s e a w a r d i t sc a u s eo ff o r m a t i o na n dd e v e l o p e da g dh a v eb e e nc o n t r o v e r s i a ls i n c ei t w a sf i r s tn o t e di nt h e19 8 0 st h et h e s i sb a s e do nr e c e n ti n v e s t i g a t i o no f f s h o r eo ft h e n o r t h e a s t e r ns h a n d o n gp e n i n s u l a ，h i g h 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 sc o v e r i n g a b o u ti8 0 0k mw e r eo b t a i n e d ，a n dt w o - 7 0 m d e p t hd r i l l i n gc o r e sp e n e t r a t i n gw e r e r e c o v e r e d ，o p e n e dt h ec l i n o f o r m se d i m e n t a r yc h a r a c t e r ，a g ea n dd e v e l o p e dh i s t o r y f h et h e s i s w o r kc o n s i s t ：1 ) e x p l a i n e dt i mh i g h r e s o i n t i o ns e i s m i cp r 6 f i l e sa n d p l o t e ds t r a t u m ，2 ) d r i l l i n gc o r e sw h i c hd e s c r i b e dt h e l i t h o f a c i e sc h a r a c t e r i s t i c s ， m e a s u r e dg r a i ns i z e ，o b t a i n e da m s1 4 cd a t e so n2 8s a m p l e s ，i d e n t i f i e db e n t h i c f o r a m i n i f e r aa n do s t l a c o d aa n da n a l y z e dt h em i n e r a lc o m p o n e n t so ft h ec o r e s ，3 ) o n t h e s eb a s e ，l i n k e dt ot h eh o l o c e n es e a l e v e lc h a n g e s ，d i s c u s s e dt h ec l i n o f o r m s s e d i l n e n t a r yp r o c e s s 、i n f l u e n c e df a c t o r sa n dr e l a t e dt h eh o l o c e n es e a l e v e lc h a n g e s t h es h a l l o ws e i s m i cp r o f i l e ss h o wt h a tt h ec l i n o f o r mc o m p r i s e st h r e eu n i t s ：f r o m t h el o w e rt ot h eu p p e r ，h a ss u 3 s u 2a n ds u1 ，m a x i m u mt h i c ku pt o4 0 m s u 3 ( 1 e s s t h a n2 - 3 mt h i c k ) s h o t ，sar e h o g r a d a t i o n a l a g g r a d a t i o n a ls t a c k i n gp a t t e r n w i t h s u b h o r i z o n t a li n t e r n a lr e f l e c t o r s ，s u3i sb o u n d e db yd i s t i n c te r o s i o ns u r f a c e so nt h e b o t t o m ，s u 2i sc h a r a c t e r i z e db yl o w - a n g l e ( 1 e s st h a n0 5 。) ，m o s t l ys e a w a r d s t e p p i n g i n t e r n a lr e f l e c t o r sd o w n l a p p i n go n t ot h eb a s a le r o s i o ns u r f a c e ，i th a sam a x i m u m t h i c k n e s so f 3 5mn e a r s h o r e s u1f m a x i m u mt h i c k n e s s 18m ) e x h i b i t i n ga n a g g r a d a t i o n a lr e f l e c t i o np a t t e r nw i t hs u b p a r a l l e lr e f l e c t o r sa n di n c i s e du n d e r l y i n ga n u n d u l a t i n ge r o s i v es u r f a c e m i n e r a lc o m p o n e n t so ft h ec o r e ss u g g e s tt h a tt h ec l i n o f o r m sp r o v e n a n c ei s p r e d o m i n a n t l yy e l l o wr i v e r - d e r i v e ds e d i m e n t s t h et w od r i l l i n gc o r e si n d i c a t et h a tt h ec l i n o f o r mc o m p r i s e st h r e ed e p o s i t i o n a l u n i t s ，d u 3 ，d u 2a n dd u 1i na s c e n d i n go r d e r ，c o r r e s p o n d i n gr e s p e c t i v e l yt os u3 ， s u2a n ds u1 t h ed e p o s i t i o n a lu n i t sa r ed i s t i n g u i s h e db yl i t h o f a c i e sc h a r a c t e r i s t i c s ， t h ed o w n c o r ed i s t r i b u t i o n so fb e n t h i cf o r a m i n i f e r a la n do s t r a c o da s s e m b l a g e s a m s 1 4 cd a t e ss u g g e s tt h a td u3w a sf o r m e df r o ma b o u t11 6t o9 , 6c a lk y rb p , d u2f r o m 9 6 t o65c a lk y rb e , a n dd u1a f t e r 6 5c a lk y rb e d u3c o n s i s t so fs i l tt o s a n d ys i l t a n ds h o w sar o u g h l y f i n i n g - u p w a r d s u c c e s s i o n ，i tw a sd e p o s i t e di n at i d e i n f l u e n c e ds u b t i d a ln e a r s h o r ee n v i r o n m e n t d u r i n gm w p 一1 b ( 1 1 6t o 1 1 3c a lk y rb p ) a n dn dt h es u b s e q u e n ts l o ws e a - l e v e lr i s e ( 11 3 9 6c a lk y rb p ) d u2c o m p o s e do fc l a y e ys i l t i n t e r c a l a t e dw i t ha b u n d a n t r h y t h m i c ，m i l l i m e t e r - s c a l e ，f i n e g r a i n e ds a n dl a y e r s s a n d yl e n s e s ，i tw a sd e p o s i t e di n ag r a d u a l l yd e e p e n i n gs h e l fe n v i r o n m e n tf r o m9 6t o6 5c a ik y rb e , l a r g e l ya f t e rt h e 8 4 8 2c a lk y rm e l t w a t e re v e n td u1w a sd e p o s i t e dt h es e a l e v e lh i g h s t a n do ft h e l a s t ，6 5 0 0c a ly rb e , e x h i b i t sac o a r s e n i n g u p w a r ds u c c e s s i o nf r o mc l a y e ys i l ta tt h e b o t t o mt os a n d ys i l ta tt h et o pi nt h ew e s t e r np a r to ft h es t u d ya r e a ，b u tar e l a t i v e l y c o n s t a n tg r a i n s i z es e q u e n c ed o m i n a t e db yc l a y e ys i l ti nt h ee a s t e r np a r t t h es e d i m e n t a r ye v o l u t i o no f t h ec l i n o f o r mo f f t h es h a n d o n gp e n i n s u l ah a sb e e n c o n t r o l l e db ym u l t i p l ef a c t o r ss u c ha st h es e d i m e n ts u p p l yf r o mt h ey e l l o wr i v e ra n d p r o b a b l yf r o mt h et r a n s g r e s s i v ee r o s i o na n dr e w o r k i n go ft h ep r e - h o l o c e n es e d i m e n t s i nt h eb o h a is e ab o t t o m ，t h eh o l o c e n es t e p w i s es e a - l e v e lr i s e ，c h a n g e si nt h ec u r r e n t s y s t e ma n di nt h et i d a l c u r r e n ts t r e n g t hi nt h eb o h a is e a ，i n t e n s i f i c a t i o no ft h ea s i a n s u m m e rm o n s o o nd u r i n gt h ee a r l yh o l o c e n e ，a n dt h ew e s t w a r ds h i f t i n go ft h ey e l l o w r i v e rm o u t hi nt h eb o h a is e a i nl i g h to fi t ss e d i m e n t a r yc h a r a c t e r i s t i c s ，t h ec l i n o f o r m c a nb er e g a r d e da sad i s t a lp a r to ft h et i d a ld e p o s i t i o n a ls y s t e mi nt h ee a s t e r nb o h a i s e a k e y w o r d s ：t h es h a n d o n gp e n i n s u l a ；e l i n o f o r m ；s e d i m e n t a t i o n ；e n v i r o n m e n t a l e v o l u t i o n ；h o l o e e n e ；s e a l e v e lc h a n g e 山东半岛东北部近岸海区全新世楔形沉积体沉积作用研究 刖 舌 0 1 末次冰期最盛期以来全球海平面变化研究进展 近年来，对末次冰期最盛期( l g m ) 以来全球海平面变化研究取得的主要 成果，是对冰后期脉冲式的冰盖冰席消融导致的阶梯式海平面上升的认识。 l a m b e c k 等( 2 0 0 2 ) 综合了巴巴多斯( f a i r b a n k s ，1 9 8 9 ；b a r de ta 1 ，1 9 9 0 ，1 9 9 3 ) 、 巴布亚新几内亚的胡思( h u o n ) 半岛( c h a p p e l la n dp o l a c h ，1 9 9 1 ；e d w a r d se ta 1 1 9 9 3 ) 、南太平洋塔希提( t a h i t i ) 岛上的晚更新世珊瑚礁( b a r de ta 1 ，1 9 9 6 ) 以 及东南亚巽他( s u n d a ) 陆架( h a n e b u t he ta 1 ，2 0 0 0 ) 和澳大利亚西北陆架 ( y o k o y a m ae ta l ，2 0 0 1 ) 上的沉积物所记录的海平面变化资判，得到的结论是 l g m 的i i q i - 1 可限定于3 0 一1 9c a lk y rb p ：全球冰体积在3 0c a lk y r b p 时基本达到 了l g m 的水平，在随后的1 0c a lk y r 内只是缓慢地增长，至1 9 c a lk y r b p 开始减 少。海面在2 1 c a lk y r b p 达到最低；ls 一7 c a lk y rb p 为冰消期，海平面快速一t ：- y t ： 7 c a lk y r b p 左右进入高海平面时期。l g m 最低海平而被认为介于1 2 0m ( p e l t i e r , 2 0 0 2 ) 和1 3 0 - 1 3 5m ( l a m b e c ke ta 1 ，2 0 0 2 ；m i l n ee ta 1 ，2 0 0 2 ) 之问。 末次冰消期以来，有多起全球性冰盖或冰席脉冲式快速消融的增水事件，主 要是： lm w p l 事件1 9 c a ik y rb p ( y o k o y a m ae ta 1 ，2 0 0 0 ) ，海平面上升了1 0 15 m ， 全球海平嘶在现在海平面以下1 3 0 一1 4 0 m ( p e t e r u c l a r ke ta l2 0 0 4 ) 。 2 m w i 1 ae f t ：1 43 1 4i c a ik y rb p ( f a i r b a n k s ，1 9 8 9 ；b a r de ta l ，l9 9 0 ) ，海平 面一l s t 了近2 0 m ( a n d r e wj w e a v e r ，2 0 0 3 ) 。 3 m w p 1 b 事件1 1 5 - 1 1 1 c a lk y rb p ( f a i r b a n k s ，1 9 8 9 ) ，海j t 面从6 0 m 上升 到一4 0 m ( l i u ，2 0 0 2 ) 。 4 m w p 1c 事件9 8 9 0c a lk y rb p ( l a r c o m b ea n dc a r t e r , 19 9 8 ) 海平面从 一3 6 m 上升到一1 6 m ( l i u 2 0 0 2 ) 。 5 m w p i d 事件8 1 8 1 7c a lk y rb p ( b l a n c h o na n ds h a w , 1 9 9 5 ；l i u ，2 0 0 1 ) ， 海平面至少上升了1 2 m 。 这些事件导致海平面在短期内快速上升，而在其余较长时期内海平面则呈缓 慢上升或者有小幅下降。这种认识与2 0 世纪6 0 年代以s h e p a r d ( 1 9 6 4 ) 为代表 山东半岛东北部近岸海区令新1 址楔形沉积体沉积作用研究 的冰后期海平面呈单边快速上- - y + 的理论有着明显的不同。 0 2 山东半岛近岸海区楔形沉积体的研究现状 “山东泥楔”是指发育在山东半岛东北端近岸的楔状泥质沉积体( 图l i ) ， 早在2 0i ：! 纪八十年代就引起了地学界的关注。m i l l i m a n 等( 1 9 8 7 ) 认为，山东半 岛东端海域的沉积中心为北部黄海三角洲，形成于距今5 0 0 0 年以后某一时期， 或者是距今5 0 0 0 年以后空问上相互联系的j l 个时期；在1 9 8 9 年他又提出，还不 能确定山东半岛东端附近海域的“山东泥楔”是在海面上升过程形成的，至少 其中一部分是从渤海和北黄海搬运到这罩的现代沉积物( m i l l i m a n ，e ta l ，1 9 8 7 ， 1 9 8 9 ) 。 图o 一1 山东泥楔的位簧( a ) 及剖而示意图( b ) ( l i ue ta l ，2 0 0 4 ) a l e x a n d e r 认为它是水下三角洲，获得的泥质沉积物年代为6 2 0 0 4 0 6 0 y rb p ( a l e x a n d e re ta l ，19 9 1 ) 。 中国科学院海洋研究所获得“山东泥楔”的浅地层剖面。对其分布特征有了 较明确的认识：“山东泥楔”厚度可达4 0 m ，向东减薄，约在1 2 30 1 0 e 处尖灭。 该沉积体中向东倾的斜层理十分清楚，楔形沉积体表明黄河物质主要绕过山东半 岛转而沿山东海岸南下，向东沉积很少( 程鹏等，2 0 0 1 ) 。 l i u ( 2 0 0 2 ) 认为大量无机碎屑：恩浮物在近岸沉积形成环绕半岛的泥质沉积 区，称为“l i i 东泥质楔状体”，最大厚度是4 0 m 。关于泥楔的年代，目前仅有很少 的测年资料( j p l i ne ta l2 0 0 2 ) 。 山东半岛东北部近岸海区全新世楔形沉积体沉积作用研究 刘锡清( 1 9 9 7 ) 认为该沉积区的指示物源区为黄河物源的标志之一。 杨子赓( 2 0 0 5 ) 认为山东半岛泥质沉积区是黄海沿岸流形成的，是山东半岛 沿岸流将黄河及沿岸短源河流搬运入海的悬浮物和侵蚀黄河三角洲及滨岸带再 悬浮物带到山东半岛沿岸形成的。山东泥质楔状体在近岸部分与沿岸的海湾前水 下沙坝及海湾前水下岸坡连接，向海里楔状尖灭，在浅地层剖面上显示具向海进 积超覆的前积斜层，应该形成于距今7 0 0 0 6 0 0 0 ”cy rb p 期间( 杨子赓，2 0 0 5 ) 。 0 3 论文选题依据与研究内容 o 3 1 选题依据 我围对渤、黄、东海陆架沉积的系统研究始于1 9 5 8 g 的全国海洋综合凋查， 调查项目包括表层取样、柱状取样、悬浮体取样雨i 连续测深。这是有史以来我国 在渤、黄、东海陆架进行的第一次大规模调查，成为我国海洋地质研究史上一个 重要的单程碑。i j 此，我国对渤、黄、东海陆架沉积的研究就未曾中断过。 有关研究显示，：化黄海研究区底质类型较为简单。细颗粒沉积物主要分布 于沿岸和中部地区，i i i 东半岛沿岸【_ f ! l 有两个细颗粒沉积区。北黄海粉砂分布广泛， 但仅限于南部区域。砂质沉积分布于庙岛群岛以东，粉砂质砂在其外围以及研究 区的东北区。砂质粉砂则出现于中部泥区f lt g i 和： e 侧。 陆架泥质沉积物在全球海洋物质循环过程中起着重要作用，其输运、堆积、 再：悬浮过程反映了一定历史时划环境的变迁。在黄河i - 7 外、渤海海峡、南黄海中 部、朝鲜半岛两侧等处形成了大片泥质沉积区( 秦蕴珊等，1 9 9 0 ；a l e x a n d e r e ta l ， 1 9 9 1 ) ，它们的成因是海洋沉积动力学及沉积环境的重要研究内容( c h o u g h e ta l ， 1 9 8 1 ；董礼先等，1 9 8 9 ；d r o n k e r se ta l ，1 9 9 6 ) 。 但对l i j 东半岛东北部近岸海区冰后期地层结构的了解还相当肤浅，在该地区 至今还没有超过5 0n 1 的全取心钻探。特别是在成山头以东，大致在1 2 3 。3 0 e 以_ 匹的近岸海域，分布着一厚度 4 0m 的楔型沉积体，其地层厚度变化、沉积年 龄、沉积历史等问题都需要深入研究。 山东半岛东北部近岸海区全新【 ：楔形沉积体沉积作用研究 0 3 2 研究内容 本文根据青岛海洋地质研究所2 0 0 3 年在北黄海l l l 东半岛近岸实测的浅地层 剖面及施工的2 个取心浅钻( 7 0 m ) 岩心，主要对以下内容进行了研究： ( 1 ) 浅地层剖面解译。在地震反射剖面上，根据地震反射终止类型及反射 结构特征划分不同的地层单元，确定楔形沉积体的地层结构及其与下伏地层的关 系。 ( 2 ) 全取心浅钻的综合研究。基于钻孔岩心的岩相特征，划分不同的沉积 单元。对每个沉积单元进行了岩相描述，包括颜色、厚度、粒度特征、沉积构造、 贝壳及生物碎片含量、木g i 炭屑等的分稚；对每一个沉积单元的沉积物( 如泥 炭、贝壳、有孔虫壳体等) 进行了a m s c 测年；另外取样进行有孔虫和介形虫 的鉴定以及沉积物矿物组分的分析。根据获得的资料分析楔形沉积体形成的沉积 环境、沉积物物源和沉积作用等。 山东半岛东北部近岸海区全新世楔形沉积_ c 水沉积作用研究 1 1 研究区地质地貌 第一章区域地质概况 研究区位于山东半岛东北部滨浅海，地理坐标为1 2 l 。3 07 1 2 3 。e ，3 7 。 0 0 一3 8 。0 0 7 n ( 图1 一1 ) 。该区水深一般在6 0m 以内，但在半岛东部的成山 头以东近岸海区有一水深4 0 - 8 0m 的海底冲刷潮楷( 图l - 2 ) 。研究区近岸有基 岩出露，为前寒武纪花岗片麻岩和沉积变质岩。 黄海位于中国大陆与朝鲜半岛之间，为半封闭型的陆架浅海，黄海西北以辽 东半岛南端老铁山角经庙岛群岛至山东半岛北端蓬莱角一线与渤海为界，南以 f 受江i - q 北角至济州岛西南角的连线与东海为界，海域面积达3 8 万km 2 ，平均水 深4 4 1 n ，最大水深达8 4 m 。黄海陆架地形较为平坦，总的趋势是由西北向东南倾 斜( f i ：东禹，】9 9 7 ) 。 黄海按其地形特钶j ，以成山角到朝鲜长山串为界将黄海分为北黄海和南黄 海。 ：化黄海大体呈n e i 甸延长的砸1 行四边形浅洼地，北黄海平均水深3 8 m ，海底 地势山北、西、西南向中部缓倾，并i ：t 冲部向南倾入南黄海。北黄海可以分为四 个单元：辽南岸坡、山东半岛岸坡与台地、西朝鲜湾潮流沙脊群、北黄海中部笳 地。辽南岸坡从鸭绿江i 二】至老铁山岬l ，海岸平直，呈n e 方向，4 5 m 以浅等深线 基本与海岸平行，岸坡上有长山列岛、外长i j 1 列岛、石城岛等岛屿；海岛问出现 很多水道，冲刷洼地，地形起伏不平：1 1 1 东半岛近岸为一陡而窄的岸坡，向外是 一个明显的台地地形。黄海：l e 端西朝鲜湾一带，在潮流的作用下，形成多条平行 的水下沙脊，呈北东走向，与潮流方向一致。沙脊沟脊相问，脊高7 3 0 m ，两脊 之问相隔约1 5 2 5 k i n 。 ：i e 黄海在辽东半岛境内鸭绿江 】刚近发育了淤泥质海岸，大连、旅顺、老铁 l 卜i ；爷为基岩海岸。山东半岛北岸基本上是錾岩海岸，但在许多大小不等的海湾 或沙坝、泻湖、沙嘴发育的地区，则形成了砂质海岸。在朝鲜半岛境内，从鸭绿 江口往东，向南至南浦一带，发育砂质海岸( 秦蕴珊等，1 9 8 9 ) 。 北黄海舷地为新生代衙地上叠于中生代笳地，盆地分布在厚达3 0 k m 的陆壳 上，主要充填为陆相沉积。根据与相邻区中生代盆地沉积对比，侏罗纪末北黄海 山东半岛东北部近岸海选令新业楔形沉积体沉积作用研究 笳地主要发育了陆相地层，为一套河湖相碎屑岩和火山碎屑岩系。至中生代末。 笳地消失。中生代末至第四纪，区内除了多个凹陷接受沉积外，大部分区域遭受 剥蚀至第四纪，全区稳定下沉，接受了厚约1 5 0 m 的松散沉积。第四纪地层水平覆 盖在中生代地层之上，全区均匀一致，厚度变化很小( 田振兴，2 0 0 4 ) 南黄海有一个宽浅谷地一“黄海槽”纵惯南北，并且北浅南深，其位置偏向 朝鲜半岛一侧，南黄海的地形是东陡西缓。 渤海是一个平均水深为18 m 的半封闭海湾。渤海除东面经过渤海海峡与黄海 相通外其余三面都为陆地围绕。渤海海峡位于北黄海西部，横剖面呈u 形，南北两 侧为两个深水槽，中间为凸起，北槽较南槽深而宽，海峡宽5 7 海罩，庙岛群岛及岛屿 周围的礁石纵列在海峡中部和南部，成为黄海和渤海的天然分界线，并且把海峡 分割成许多大小水道，它们都是潮流长期冲刷的沟槽。其中最大的是北面老铁山 水道，宽约4 1 k m ，是以涨潮流作用为主的水道，老铁山水道最大潮流流速超过 2 5 c m s ，冲刷槽在海峡处呈e w 方向，东西两端分别伸入黄、渤海，总长约8 2 k m ， 平均宽约9 k m ，最大水深8 6 m ，进入渤海后向北偏转，水道底部崎岖不平。 现代渤海和黄海陆架由砂质或泥质沉积物覆盖。砂质沉积物主要分布在辽东 湾南部、老铁山水道，朝鲜西海岸和南黄海西南部。泥质沉积物主要分布在渤海 西部，北黄海西部，黄海中部，南黄海西南部( 老黄河的泥) 和南黄海东南部。 混合沉积物( 砂一粉砂一粘土) 分前i 在砂质沉积物和粘j l 质沉积物主要分布区之 问。 渤海和黄海的全新世沉积物在沉积厚度上表现出明显的不同，在海岸地区厚 度最大( 2 0 - 5 5 m ) ，如黄河水下三角洲( 大于2 0 m ) 、山东半岛的水下斜坡( 大 于3 0 r e ) 、南黄海东南的全新世泥质沉积物( 最厚达5 l m ) ( j i n a n d c h o u g h 1 9 9 8 ) 。 它们的厚度通常向渤海中部( 小于l o m ) 或黄海中部( 小于5 m ) 深水处减小。 东渤海的潮汐沉积体系包括老铁山水道、辽东浅滩和渤中浅滩，它是中国海 大陆架潮汐地质地貌系统中描述最完善的、晟典型的( 图】一3 ) ( 刘振夏等， 2 0 0 5 ) 。辽东浅滩水深介于l o 到3 6 m ，由六个指状砂脊构成，长度从8 7 k m 到4 3 k m ， 高度从6 到】2 m ，与老铁山西侧交汇。渤中浅滩是一个潮汐砂席，最厚处2 6 m ， 在水深5 到3 0 m 处。老铁山水道主要受涨潮流控制，流速达5 节( 约2 5 7 c m s ) ， 因此被严重侵蚀，被晚更新世的砂、砾石、贝壳、钙质集合体和硬粘土层覆盖。 山东半岛东：i e 部近岸海区令新世楔形；! i 积体沉积作用 f j i _ 究 辽东浅滩砂脊和渤中浅滩砂席从8 5 9 ”ck y r 就开始发育了( 夏东兴等 1 9 9 5 ) 。 图1 1 研究区地理位置与冬季流系分布图 图l 一2 研究区水深图 山东半硒东北部近岸海区令新馓楔形沉_ = l 体沉积作用研究 圈 一3 澎海东蠢i 灞浚确力缝魏分区( 刘振爱等，2 0 0 5 ) i 老铁山水道冲刷槽；f i 辽东浅滩潮流沙脊；渤中浅滩潮流沙席 1 , 2 海洋学背景 黄海怒潮流强盛的海匿，海流弱，通常流速只相当于最大潮流的1 1 0 左右。 黄海静环流是由二支基本海流鳃成，一支怒沿着黄海水下潦地北上的黄海暖流， 另一支是沿着黄海腰部南下的黄海沿岸流( 图l 1 ) 。 黄海暖流是对马暖流在济州岛东南方向伸入黄海的一个分支，大致沿黄海槽 水下洼地向强北滤动，其平均流速只有l o c m s ，鼓大不越过2 0 c m s 。宅在就土 途中，因受地形和水文气蒙条件的影响而逐渐消弱。在3 5 啊附近，它向左侧分 出一段著与燕下憨涤牟浚汇合，奁成由头戳衮又分岗一黢，魏：入莲朔鲜浍岸流一 并南下，而进入北部的暖流余脉则向西转折，经老铁l 水道进入渤海，此时势力 已经稳当徽弱。 黄海沿岸流是一支流经山东和江苏沿岸的冲淡水流，其方向不随季节改变。 它超自渤海湾，沿着鲁北沿岸东流，经渤海海峡南部商达成山头。在此，一部分 与焚海暖流交汇混合，而大潮分则绕过成山角坤入荧海南骞器到达苏戴沿岸，囊予 海州湾附近有冲淡水汇入以及海底地形的影响，势力增强，并大致沿4 0 5 0 m 等 深线继续露下，在3 3 蕊瓣运滚淘东瘩与莛海疆凌形残气旋式繇瀛。黄海溶簿滚 的地区性差异是相当显著的，在渤海海峡南部，成山头附近，流幅较窄，流速增大 至4 4 c r r d s ，疆大可达1 1 0 c m s ，两在出东半岛北岸和成由头以南，流幅较宽，流 ! ! 查堂堂变! ! 塑堕生塑竖全堑些堡丝塑堡堡望望堡旦坐丝 速较小，约1 5 c m s 。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 。 在黄海中心分布有黄海冷水团。黄海冷水团盘踞在黄海水体中、下部水层， 夏季水温只有6 一1 2 。c 。由于冷水团四周等压面自中心向边缘上倾，因而形成一 个气旋式方向的环流，这就是黄海冷水团密度流，它沿等温线环绕冷水中心流动， 表面流速一般为0 0 5 0 1 5 m s ，越向下层流速越小。黄海冷水团密度流维持了 冷水团的存在。 在冬季，当陆架水体接近均一的时候，黄海暖流能够侵入北黄海( 蓝淑芳等， 1 9 8 6 ) 甚至进入到渤海( l i u e ta l ，1 9 9 8 ) 。到夏季，两股冷水团分别在北黄海和南 黄海中部出现，由于南黄海的冷水团向南入侵阻碍了暖流的流动，因而黄海暖流 在夏季太弱以致不能到达3 5 。n 以北。在这个季节，南黄海的东南部水体的最上 而3 0 m 会产生冷涡流( 18 。c ) ( 蓝淑芳等，1 9 8 6 ) ，它与下面水体的温度差别不大。 这种季节性的冷涡流被认为会形成泥质沉积( 申顺喜等，1 9 9 3 ) 。 渤海及北黄海的湖波主要由半f | 潮波和全同湖波组成，其中又以主太阴半日 分潮( 代号m 2 ，周期1 2 4 2 小时) 和阴j i l l 全日分潮( 代号k 1 ，周期2 3 9 3 小时) 占据主导成份。m 2 分潮波在：j b 黄海和渤海有3 个无潮点，一个位于成i j i 角附近， 个位于位于老黄河l 二l 夕h ( 约在北纬3 8 。1 0 ，东经11 9 0 2 07 附近) ，还有一个位于 秦争岛外海附近。k 1 分潮旋转系统在渤海海峡中部有一个无潮点。北黄海及渤 海的湖波呈反时针旋转，潮流以半f f 潮为主。在涨潮期问，在南黄海东部潮流向 北流，在l i i 东半岛以南；f | | 北黄海为逆时针环流( 丁文兰，1 9 8 5 ) 。涨潮流沿老铁山 水道北侧进入渤海，山于克氏力的作用在辽东湾和渤海湾里发生顺时针环流；而 落潮流沿水道南侧流出渤海湾( 秦蕴王f l | 等，1 9 9 0 ) ，向南或西南流入黄海( l e ee ta l 2 0 0 1 ) 。渤海和黄海中部的潮差小- 3 二2 m ，辽东湾和渤海湾在4 到6 m 之间，朝鲜 西部沿岸为3 到8 m ，黄海的中国沿岸为2 到6 m ( 董礼先，1 9 8 9 ) 。山东半岛东端 附近的潮汐流速大于15 0 c m s ，造成侵蚀凹陷。这个地区风生浪有1 到3 m 高， 在台风和风暴期问有时会超过4 m 。渤海和黄海陆架上发生的沉积物侵蚀和再悬 浮主要由潮流和波浪引起f m i l l i m a ne ta 1 ，1 9 8 5 ；w e l l s ，1 9 8 8 ) 。 山东半岛东北部近岸海区争新世楔彤沉积体沉积作用研究 1 3 全新世黄河变迁与三角洲的演变 黄河干流全长5 4 6 4k m ，落差4 4 8 0m 。流域面积7 5 2 万k m 2 ，流经九个 省、市、自治区。内蒙古河口镇以上为黄河上游，河道长3 4 7 2k m ，流域面积3 8 6 万k m 2 ，落差3 4 9 6m 。河口镇一河南省桃花峪为黄河中游，河道长1 2 0 6k m ，流 域面积3 44 万k m 2 ，落差8 9 0r n 。桃花峪一河口为黄河下游，河道长7 8 6k m ，由 于两岸筑堤，流域面积只有2 3 力k m 2 ，落差9 4m 。 黄河流域的范围及其地质地貌特点都受板块构造运动的控制，中国属欧亚板 块中的部分，东部受太平洋板块俯冲影响，形成弧后张裂沉降盆地：西部受印 度板块碰撞影响，形成挤压隆起高山，由此奠定了中国地势西高东低的基本轮廓。 黄河中、上游的大部分位于草原地带，只有少部分地区位于荒漠地带，黄河 下游和中游的东南部位于华北暖湿带地区。 黄河流经我国西北地区的黄土高原，尤其是泾河、渭河流域，所以黄土是黄 河携带泥沙的主要成分，黄河携带的9 0 的沉积物来自黄土沉积。黄土以粒度细 和富含c a c 0 3 为特征。矿物成分以斜长石、普通角洲石、绿帘石、白云母为其 标型矿物组合，又以高含量的碳酸盐矿物为其特征( 秦蕴珊等，1 9 8 6 ) 。 黄河是世界上著名的多沙性河流，以其巨大的输沙量而闻名，在过去大约 2 0 0 0 年问，它每年向渤海大约输入1 1 1 0 。吨沉积物，在两千多年前，据估计 每年输沙量只有目前水平的l l o ( s a i t oe ta l ，2 0 0 1 ) 。在过去2 0 0 0 年里大量沉积 物的输入被认为是高原一l 人类活动( 尤其是耕地和破坏自然植被) ( m i l l i m a l le ta 1 1 9 8 7 ) 和河流沉积物的沉积中心由河流平原向海岸地区转变所造成的结果( 任美 锷等，1 9 9 4 ) 。自从十九世纪以来，黄河每年的输入量急剧减少，主要是由于建 筑水坝和上游用水的增加( y a n ge ta l ，1 9 9 8 ) 。与之相反，流入渤海的其它河流象 辽河、滦河和海河，它们沉积物输入量都很少，总量小于4 1 0 7 砘y r ( 秦蕴珊 等，1 9 8 9 ；s c h u b e le ta 1 1 9 8 4 ) 。 由于重力流使多数d j 现代黄河口输出的沉积物滞留在水下三角洲或三角洲 前缘3 0 k m 范围内( w r i g h te ta 1 ，1 9 8 8 ) ，仅占总量的l 到1 5 的沉积物 ( a l e x a n d e re 1 a 1 ，19 91 ) 被；带出渤海进入北黄海。 自全新世早期至今黄河入海口的变迁分述如下( 图1 4 ) ： ( 1 ) 距今11 4 0 0 - - 9 6 0 0 年问黄河汇集了现今的辽河、栾河、海河所有进入 山东半岛东北部近岸海区全新世楔彤沉积体沉积作用研究 渤海的短源河流，在渤海海峡入海( 薛春汀等，2 0 0 4 ) 。l i u 等认为，距今1 1 4 0 0 年之后海平面有l8 0 0 年时问上5 1 。迟缓，亚洲季风加强，因而导致了北部黄河水 下三角洲即“山东泥楔”的形成( l i ujpe ta l ，2 0 0 2 ) 。 ( 2 ) 距今9 6 0 0 8 5 0 0 年问黄河在苏北北部入黄海。黄河汇集了淮河主干 流和l i i 东南部些河流注入黄海。长江e l 在黄河 】南1 0 0 多k m ，使得有更多数 量的沉积物堆集在河口附近。现今的黄海西部沿一扣国大陆- - 1 贝j j 终年有盐度较低黄 海沿岸流南下( 赵保仁等，1 9 9 1 ) 。此时黄海海岸轮廓已与现在大体相同，推测存 在向南的海流( 杨子赓，1 9 8 5 ) 。虽然海流的存在有利于入海泥砂向南扩散，不 利于三角洲的形成，但位于黄河口南的长江口砂体能够减弱黄河入海泥砂向南扩 散，有利于早全新世南黄海黄河三角洲或黄河一长江复合三角洲的形成( 薛春汀 等，2 0 0 4 ) 。 ( 3 ) 黄河在距今8 5 0 0 - - 公元1 1 2 8 年问改道注入渤海。| ! | i