摘要: 长江是世界上第三大河流，受到自然过程和人类过程的双重影响，在其入海口处形成了规模巨大的现代三角洲沉积体系，高沉积速率及连续沉积使其成为进行高分辨沉积记录研究的理想区域。长江三角洲高分辨沉积记录的研究对深入了解河口三角洲沉积过程、三... 展开 长江是世界上第三大河流，受到自然过程和人类过程的双重影响，在其入海口处形成了规模巨大的现代三角洲沉积体系，高沉积速率及连续沉积使其成为进行高分辨沉积记录研究的理想区域。长江三角洲高分辨沉积记录的研究对深入了解河口三角洲沉积过程、三角洲沉积作用对自然过程和人类活动的响应具有重要的意义，并对世界上同类河口的研究具有普适性。 基于取自长江三角洲前缘的柱状沉积物岩心(18站，岩心长225cm)，进行了0.25cm(粒度样品)和0.5cm(其它分析)间隔的高密度取样，利用激光粒度分析仪、X射线荧光光谱仪、紫外分光光度计等仪器分析了粒度特征、元素组成和生物硅含量，结合X光成像技术和γ谱仪的210-Pb、137-Cs放射性活度测定，确定了该柱子的层序构成和形成年代。进而建立了该沉积物柱子的最近60a来的高分辨粒度、生物硅记录曲线，揭示了该记录的十年际、年际、季节性的周期性波动规律和伴随的非周期变化过程，探讨了长江三角洲沉积记录对太阳黑子活动、厄尔尼诺/南方涛动(ENSO)、季节性变化和沉积事件、人类活动的响应。研究表明： 长江水下三角洲前缘18站沉积岩心较均一，连续性好。以粉砂质粘土为主，夹有粉砂薄层，发育水平层理，未见侵蚀间断面。该岩心沉积速率快，平均沉积速率为3.69cm/a，不同时段沉积速率略有差别，1986之前沉积速率为3.91cm/a，1986至今平均沉积速率有所减小，为3.21cm/a。 建立了长江三角洲前缘最近60a来的高分辨沉积物粒度、生物硅含量曲线。平均沉积物粒径11.71μm，生物硅含量为0.831%。粒度记录、生物硅记录都显示了良好的周期性波动规律，存在11a，3-5a，1a等明显的周期。同时，它们的高分辨记录还伴随着非周期波动。此外，元素地球化学组成也显示了相类似的波动特征。 周期性沉积记录与气候波动密切相关。1)沉积记录的11年周期对太阳黑子活动有良好的响应，显示了太阳活动对沉积作用的影响；与1月份北太平洋年代际涛动(PDO)的变化趋势相反，PDO的周期性变化对沉积作用的影响还需进一步验证。2)3～5年的周期对应于厄尔尼诺/南方涛动(ENSO)的周期，在整个周期的开始，厄尔尼诺刚发生时，沉积物粒度由较大值开始减小，之后拉尼娜的发生使其继续减小，到了周期的末期开始增大，呈现“U”型的周期性变化：生物硅含量则与粒度变化相反，由较低值开始增大，之后拉尼娜的发生使其继续增大，到整个周期的末期又逐渐减小。3)高分辨沉积层序的季节性沉积特征缘于长江输水输沙的季节性波动和东海水动力的季节性变化。研究发现夏秋季沉积物颗粒偏细、分选差，生物硅含量高；而冬春季沉积物颗粒偏粗、分选更差、各参数波动范围大，生物硅含量低。地球化学元素除了P、S、Cl的含量在两者之间基本相等，Si、Na、Ca、Ba、Sr、Zr的含量在冬春季节的沉积层中偏高外，其余元素在夏秋季沉积层中含量较高，主要受粒度变化控制。 非周期变化则与事件过程和人类活动相关。1)该站沉积记录对较大的沉积事件有良好的响应。在大的洪水发生的年份，沉积物粒度有所减小，生物硅含量有所增加。在大的风暴潮发生的年份，平均粒径和生物硅含量变化不一，在平均粒径增大的年份，生物硅含量出现谷值；在平均粒径没有增大的年份，生物硅的含量出现峰值，这与风暴潮是否对底质沉积物造成扰动有关。2)人类活动对长江输水输沙及营养盐的输入造成重大影响。研究区沉积记录的变化在1986年之前主要受控于长江水沙的变化，1986年之后人类活动的影响更为显著，导致重金属和生物硅的含量呈现逐年增加的趋势。 收起