现代黄河口晚更新世以来沉积地球化学特征
现代黄河口地区位于渤海西南岸，处于海陆交互作用强烈的地带，受全球气候变化和海平面变化的影响，在黄河和沿岸流的作用下，发育了海陆相交互的沉积体系，其沉积物记录了大量沉积环境演化的信息。对这一地区沉积记录的研究可以分析本区自晚更新世以来的沉积环境特征，揭示本区的沉积环境演化与物源变化。 前人在本区尤其是黄河三角洲地区已经进行了一些地质钻孔的研究，包括BC-1孔、S3孔、ZK1孔、ZK30孔等，对这一地区的沉积层序、古气候、古环境等进行了分析研究，但一方面研究的深度与精度有所不足，一方面对本区晚更新世以来的物源状况默认为黄河源，与在研究中观察到的现象不符。 本文利用黄河口地区的KD4孔和ZK3孔2个百米钻孔的柱状样，采取沉积物粒度测试、XRF地球化学分析、光释光测年和AMS14C测年等多种分析手段进行了研究。KD4孔和ZK3孔揭露了约120 ka B.P.以来的沉积地层记录，通过以地球化学数据为主的分析，结合钻孔的沉积相分布，以及与周边地质钻孔的对比分析，得到了以下结论: 1、KD4孔和ZK3孔的化学成分分布具有较好的分层性，根据常微量元素含量在垂向上的变化特征可以将其划分为10个层段，与沉积环境的演化过程一一对应。自下而上分别为陆相层L5层，海相层H5层，陆相层L4层，海相层H4（HL）层，这四套地层对应了末次间冰期以来，温度上升，本区发生海侵被海水淹没，期间发生了两次气候波动（对应深海氧同位素曲线三峰MIS5a、MIS5c、MIS5e，MIS5a未揭露），形成的两套海相层及对应的陆相层。陆相层L3层为末次冰期全球变冷，海面下降，接受的陆相沉积。末次冰期有两次相对温暖的海面上升期，形成了渤海海侵层H3层，对应的陆相地层L2层以及献县海侵层H2层。末次冰盛期，本区接受了一套陆相沉积地层L1层，冰后期之后，全球温度上升，本区为海水覆盖，沉积了海相层H1层。 2、对钻孔常微量地球化学元素资料进行R-型聚类分析和R-型因子分析。对两个钻孔资料的聚类结果分别得到了4个聚类，可以发现它们的聚类结果虽有一定程度的差异，但聚类过程中具有类似的特征性地球化学元素组合，可以通过元素之间的组合关系，降低单一化学元素的多解性，从而实现对化学元素特征的地质解释。因子分析结果都取得了5个因子，都分别代表粒度、陆源碎屑矿物、黄河物源影响、风化作用和自生生物作用的控制因素。两处钻孔中各因子的累积贡献有所不同，但可以看出粒度和陆源碎屑物质是影响本区地球化学元素分布的最重要因素，黄河物质的影响和风化作用也有一定的控制作用，自生生物作用的影响相对较小。 3、自晚更新世以来，本区共经历了4次海侵—海退的旋回，沉积环境的演化会对沉积物中的地球化学元素产生影响。本次研究，利用选取特定的地球化学元素指标指示沉积环境演化，如利用CIA值和SiO2/Al2O3比值指示沉积环境中风化作用的强弱，用Rb/Sr比值指示气候条件改变，用Sr/Ba比值指示盐度变化与海陆相变迁等，得到的指标变化特征曲线对沉积环境的演化有良好的响应。 4、通过对物源判别函数DF的研究发现，自晚更新世黄河贯通入海以来，本区沉积物的物源便呈现以黄河源为主的特点，但可能受黄河流路多变，入海位置不定的影响，本区的黄河物源判别函数在某些地层有较大的波动。利用物源指数PI的研究，可以发现在某些沉积时期，如S4阶段后期、S8阶段初期、S9阶段末期等时期，渤海周边的陆地短源性河流携带的泥沙成为本区沉积物的主要物质来源。
海洋沉积;地球化学特征;环境演化;物源变化
中国海洋大学
硕士
地质学
李广雪
2015
中文
P736.21
74
2016-01-27（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）