南黄海的海底侵蚀作用

第 29卷 第 5期 1 9 9 8年 9 月 海 洋 与 湖 沼 OCEANOLOGIA ET LIM N0L0GIA SINICA V 0】29 No 5 Sep． 1998 南黄海的海底侵蚀作用 旦盟 兰多 姜学钧 袁巍 (中国科学院海洋研究所 青岛 266071) 木 7 3／‘i 提要 1992年 5月一 1993年 10月期间，在南黄海及东海北部海域 ，利用大洋 50型表层取 样器、重力活塞取样 器及底栖拖 网等方法 ．对海底沉积物进行了深入的调查。通过对所获样 品的粒度、矿物含量．生物组音及年代地层学等多学科综合性 的分析研究表明．南黄海及东 海北部陆架的沉积环境 十分复杂 在南黄海高能侵蚀区海底广泛 出露砂质沉积物．其分布 范围与强潮夕及 风暴潮 的活动区相 一致 ，在这些承动力的长期 作用下 ，细粒 物质逐 渐被悬 浮、搬运、减少．原有沉积物被粗化 ．形成粗粒 的砂质沉积物．其实质是高能环境 中海底侵蚀 与改造作 用的结果 与低 能沉积 区相反，形成 了全新世海侵 以来南 黄海 陆架的另一重要沉 积模式 关键词 望堕堡塑』 L 垦 ! 丑，皇望塑一 学科分类号 P56 3883 南黄海的东部、南部及苏北浅滩外海等区域广泛分布砂质沉积。这些地区常年存在 较强 的潮 流，波浪、沿 岸流及 风暴 潮 的活 动也 十分 强烈 (董礼先 等，1989；Lee etⅡ，． 1988)，在它们的作用下，海底沉积物逐渐被分选，细粒组分不断悬浮、搬运，即海底表层的 沉积物不断被侵蚀，将全新世海侵前的地层不断改造、重新组合，形成了以砂为主的粗粒 沉积，反映出高能侵蚀区的特征。这些粗粒砂质沉积曾被称为 残留沉积 。侵蚀区表层沉 积物中含有第三纪孢粉化石(刘敏厚等，1987；万延森，1989)、晚更新世末期 的贝壳、鹿角 等化石和丰富的海绿石 (朱而勤，1982；郑光膺，l989)，在苏北浅滩附近还含有大量第三纪 砂岩砾石，它们的风化产物有可能成为苏北浅滩一带重要的物质源地 (赵松龄，1996)。本 文以物质组成为依据，分析侵蚀区表层沉积物的侵蚀．搬运、再沉积过程，进一步探讨南黄 海 的沉积格 局及其沉 积动力特征 l 研究方法 对在南黄海海域采集的 260个表层沉积物样品和一定数量的浅孔沉积物样品进行了 粒度分析、矿物鉴定和 c测年。矿物分析除用光学显微镜鉴定种类外，还采用电子探针 及扫描技术进一步对其表面特征做了分析。生物分析包括微体生物和孢粉组合分析，并 做了半定量的统计测量。粒度分析采用沉析法和筛析法，使用微机处理程序提供分析结 果 对沉积物和生物贝壳进行 C测年。 ·国家 自然科学基金资助项目．49376263号，申顺喜，男，出生于1041年9月，研究员，Fax：0086-0532-2870882 收藉 日期 I997 5 9，收修改辅 日期：I998-05一『6 维普资讯 http://www.cqvip.com 5期 申顺喜等：南黄海的海底侵蚀作用 543 2 结果与讨论 2．1 侵蚀区表层沉积物的粒度组成 南 黄海表层沉积物粒度组成的分 布规律表明，由中部的浅海粉砂质牯土 相沉积 分布区 向外 粒度逐渐 变粗 (图 1)，分布着牯土粉砂、粉砂、细砂等不同 类型的沉积物，显然它们是沉积动力不 断增强的产物。中心地区，即南黄海冷 水 团中心附近，是沉积动 力最弱 的地 区，而外围细砂含量最高的区域，乃 是 高能侵蚀区 图l 南黄海表层沉积物的粒度变化 Fig ． 1 Variations in grain size ofthe surface sediments 】n the southern Ye]]ow Sea 根据 ，分潮模拟计算沉积动力的 结果显示，上述沉积动力的最强地区，是细粒物质的侵蚀区(董礼先等，1989)，海底沉积物 在强流、风暴潮、波浪以及陆架锋的综合作用下，细粒组分，如粘土和细粉砂等被悬浮，并 不断被搬运到其他地区，因此，形成了以砂质为主的粗粒沉积，反映了底质沉积物的分布 规律与沉积动力的一致性，同时沉积物的表面特征也显示了当地为高能动力环境 (刘敏后 等，l987；Lee et al,1988)。 2．2 悬浮体含量特征 据实测资料，南黄海海水中悬浮体的总含量远远超过河流人海物质的总量 (秦蕴珊 等，1989)。因此可以认为，南黄海的悬浮物质主要来 自海底沉积物本身。另外卫星遥感资 图2 南黄海表层沉积物中的砂古量 (％)(英文字母为测站编号) Fig 2 The sand contem 、of the sluface sediments in the southern Yellow Sea e＼搿 避壬 维普资讯 http://www.cqvip.com 海 洋 与 湖 沼 料也表明，南黄海的侵蚀区海水悬浮体含量高于周围地 区，尤其在底层海水中更高，如苏 北浅滩海域通常 100--500mg／乙 其中非可燃组分高达 7O％一90％，进一步证明这些悬浮 物质 主要是来 自当地 沉积物 的再 悬浮，而不是来 自河流，也不是海水 中 的有机 生物 (Milliman el al，1986；Lee el al，1988) 在苏北浅滩海域，悬浮体含量高的海水随沿岸 流向东、向南扩展，这些富含悬浮体的沿岸流加强了对海底的侵蚀作用。可见，上述海域 是南黄海最活跃的侵蚀区之一，同时，作 为强大的物质来源区，它对南黄海及东海北部的 沉积作用是不可忽视的。 2．3 高能侵蚀区的地层时代 高能侵蚀 区沉积物中含有大量第三纪孢粉化石(刘敏厚 ，1987；万延森，1989)，以及晚 更新世末期的贝壳、鹿角化石，如测站 H(图2)，表层沉积物中贝壳的 C年龄为 33 480± 1 320a(业渝光，1989)。此外在测站 A，D，G等的表层沉积物中也获得 1—3万 a的贝壳碎 片，测站 D表层沉积物中鹿角化石的 C年龄为 28 640±480a，显然，高能侵蚀区形成的这 些沉积物全新世以前就已存在 全新世海侵以来，经历了长期的侵蚀与改造，形成了现在 海底沉积物的分布格局 (图 3)，表现 出与现代沉积环境的一致性。在南黄海地区，这种改 造还表现在地层时代上出现混乱现象，即在近万年以来的地层中，常发现上下颠倒的情况 (表 1) 囫 粉秽牯土 圈 秒粉砂牿土 目 牯土粉砂 日 粉砂质砂 图3 南黄海沉积物分布 Hg 3 Sedime~ ~smbufion in the sou~em Yellow Sea 口 砂 维普资讯 http://www.cqvip.com 5期 申顺喜等：南黄海的海底侵蚀作用 545 1)刘 敏厚 1987；2】业瓣 光 I989 2．4 海相沟鞭藻 的台量特征 沟鞭藻是反映海相沉积物的重要指相生物，其 中刺 甲藻 ( iferites sp．)和多刺藻 (Multispinula sp．)是黄、东海普遍 存 在的海洋 浮游 藻类，成 为海 水悬 浮体 的一部 分 (Emery et口^ 1984)。南黄海中部的低能沉积区及过度地区的浅海粉砂质粘土及粘土质 粉砂等沉积物中普遍存在这些藻类 (王开发等，1987；申顺喜等，1996)，并随着海侵范围的 扩大含量相应增加。然而在南黄海的高能侵蚀区的砂质沉积物 中，则不含沟鞭藻，表明这 些地区是海底侵蚀地区。由侵蚀区向外，沟鞭藻开始出现并不断增加。说明沉积动力逐渐 减弱的现象。如测站 A不含任何海相沟鞭藻类，充分表明该 区处于高能动力的侵蚀环境， 因此沟鞭藻不能沉积或埋藏；再如测站 S，B，F等地仅表层含少量沟鞭藻，表层以下则不 含，反映了侵蚀区边缘的环境变化特征 3 结语 3．1 南黄海陆架砂质沉积物分布区代表高能沉积环境，其 中原有的细粒物质(粘土、细粉 砂等)逐渐被悬浮、搬运，不断减少，因此，这一地区主要表现为高能环境下的侵蚀作用 3．2 高能侵蚀区沉积物 中含有大量第三纪孢粉、海绿石，与附近的第三纪砂岩及其砾石 一 致，显然它们是第三纪砂岩的风化产物 3_3 高能侵蚀区沉积物中含有晚更新世末期的贝壳碎片、鹿角化石等，表明它们在全新 世海侵以前就已存在，全新世海侵后进一步将其改造至此。 参 考 文 献 万延森，1989．苏北古黄河三角洲的演变 海洋与期招 ，20(1)：66—74 王开发 蒋辉 ，1987 黄海晚更新世 来的硅藻组合及其沉积环境 ．沉积学报，5(1)：94 103 申顺喜 事安春 意巍，1996．南黄海中部的低能沉积环境．海洋与稠沼，27(5)：51 8—523 维普资讯 http://www.cqvip.com 海 洋 与 湖 沼 29卷 业渝光 王雪娥 刁步渡等，1989 C测定年代(}D) 海洋地质 与第四纪地质．9(I】1I 5—1I9 剂敏后 吴世迎 王永吉，1987．黄海晚第四纪沉积 ．北京：海洋出版牡 ．23—45．2I9—251 朱而勤，1982．黄海南部的海绿石．山东海洋学院学报．12(4)：61—67 赵松龄，1996．陆架沙漠化 ．北京：海洋出版社 ．94—102 郑光膺，1989．南黄海第四纪层型地层对比 北京：科学出版社 24—52 秦蕴珊 李凡 徐善民等．t989．南黄海海水中悬浮体的研究 海洋与期沼，20【2)：101— 1l1 董札先 苏纪兰 王康善．1989．黄渤海潮流场及其与沉积物搬运的关系 海洋学报．11(1)：102一l14 Emery K O．Jolms I A．honjo 8．1984．Orgamc films oil particda~ matter in suffa~ waters off eBNu~m Asia． Sedimentology．3I：503-- 514 Lee H J． Jeong K S． Hart S J et al, 1988 Heaw minerals indicad~e of Holocene transgression in the southeas~m Yellow Sea Condnental Shelf Recea~c 8(2)：255—266 Milliman J n Li Fan, Zhe o Yiyang al, I986 Suspended maue r regime in the Yellow Sea Prog Oceanog， l7：2l5— 227 ER0T10N 0N THE S0UTHERN YELL0W SEA BED SHEN Shun-xi，LI An-chun，JIANG Xue-jun，YUAN Wei (Institute of Oceanology．1he Chinese Academy of &'ienee，Qingdao，26607 1) Abstract Around 300 bottom samples were collected from the southern Yellow Sea(SYS) and the northern East China Sea(ECS)in May，l992 to Oct, 1993 using all Ocean-50 grab sam pler,a piston core and a benthonic trawl Analyses were conducted on the grair~size，mineral an d biological assemblages and stratum chronology results using sediment grain-size parameters show that the depo sitional environment oil the continental sheIves of the SYS an d the northern ECS were very- complex Sandy sediments an d Tertiary sandstone and，or gravels occured extensively Ol'1 the SYS shelf． It is found that the sandy sediment contain the Tertiary spo ropo llen an d glaucanite， without madne facies dinoflagellates These charac~fistics reveal that the sandy sediment has a close relationship with the Tertiary sandstone an d， or gravel containing glaucamte The area of saildy sediment distfibution is associated with strong tidal Cllr0ents an d storm． Under the influence of these hydred ynarmcal elements fine sediments should be suspended and removed from the area gradual， coarsening of original sediment oc~：urs．Th e findings were as follows： l1 mc sandy sediment were formed in response to erosion and reworking of previous sediments in high energy environments； 2、 the presence of the Tertiary sporopo llen an d glancanite suggests that the sandy sediment is related to the Tertiary san dstone and gravel； the sandy sediments are derived from the weathering of the old deposit； 3、 the sandy sedime nt containing late Pleistocene shell and an tler reveals this depo sit was rotated before die Holocene tremgression Therefore，the sandy sediment is all important part of the strata,with significan ce in the study on sediment dynamics in the son them Yellow Sea she lf． Key words Erotlon on sea bed Sandy sediment Sediment dynam ics Southem Yellow Sea Subject classification number P56．3883 维普资讯 http://www.cqvip.com