海洋地质前沿

Marine Geology Frontiers

卷首语

  • 奋楫扬帆,接力海岸带地质调查新航程

    白大鹏;褚宏宪;

    <正>海岸带作为我国社会经济发展的关键区域,承载着全国40%的人口,贡献了60%的国民生产总值,是城镇化程度最高、人口密度最大、工程建设活动最为活跃的地带。它不仅是建设“海洋强国”的前沿阵地,也是全面建成社会主义现代化强国的重要一环。海岸带地质调查为经济社会发展提供了不可或缺的技术支撑。作为海陆交界的地带,海岸带的形态和演变受到海洋与陆地相互作用的直接影响,使其成为研究古今环境变化的重要区域。

    2024年11期 v.40;No.504 1页 [查看摘要][在线阅读][下载 759K]
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研究论文

  • 2 ka以来山东半岛北部海域泥楔的稀土元素特征及物源识别

    吴淑玉;刘俊;冯永财;常青;李佳林;远继东;李梦婷;宁伏龙;刘昌岭;宋轩;

    山东半岛泥楔是连接渤海和黄海的关键沉积体,在中国海域的沉积体系中占有重要地位,也是中国陆架边缘重要的“源-汇”体系中不可或缺的一环。通过分析位于山东半岛北部海域泥楔ZZ04柱状样的AMS ~(14)C测年、沉积物粒度以及稀土元素含量等,探讨研究区稀土元素的控制因素以及泥楔沉积物的来源。结果表明,ZZ04柱状样的沉积物类型以粉砂为主,物质组分相对单一,在剖面上,粒度自下而上呈现由细至粗的变化过程。稀土元素经球粒陨石标准化后,显示出轻稀土富集而重稀土相对稳定的右倾“V”字型特征,为明显的陆源型特征。进一步将ZZ04与周围河流的稀土元素进行上陆壳标准化后对比分析可知,ZZ04与黄河的配分曲线较为相似,而与韩国河流以及山东半岛河流的配分曲线差异较大。此外,通过对稀土元素与粒度进行相关性分析,结合两者曲线的对比分析发现,2 ka以来,山东半岛泥楔的稀土元素分布受“粒度效应”的影响,泥楔的物源主要来自黄河。在现代海洋环流体系建立后,黄河携带的细粒沉积物沿着山东半岛北部沿岸流向东穿过渤海海峡进入黄海。在此过程中受到由南向北的黄海暖流的顶托作用,流速降低,导致大量细颗粒物质在山东半岛北部海域沉积,并形成“Ω”型的独特水下三角洲。

    2024年11期 v.40;No.504 2-14页 [查看摘要][在线阅读][下载 1694K]
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  • 山东莱州-平度一带水化学特征成因分析及水质评价

    曾蛟;李海波;徐华源;褚宏宪;赵正鹏;庞国涛;王丽鑫;孔令号;

    地下水(潜水)和地表水是莱州-平度一带重要的生产生活用水,为了探究该区地下水和地表水的化学特征和水质质量,系统采集了39件地下水和41件地表水样品,运用数理统计、Piper三线图、Gibbs图、离子比值法分析水化学特征及影响因素,并采用WQI水质综合指数法、钠吸附比法(SAR)和钠百分比法(SSP)对区内饮用水和灌溉水水质进行评价。结果表明:研究区地下水和地表水均为弱碱性水,南部浅丘地下水化学类型主要为HCO_(3-)·SO_4~(2-)-Ca~(2+)·Mg~(2+)和HCO_3~-·SO_4~(2-)·Cl~--Ca~(2+)·Mg~(2+),滨海平原地下水主要为Cl~--Na~+和Cl~--Ca~(2+),地表水主要为SO_4~(2-)-Na~+·Ca~(2+)和HCO_3~-·SO_4~(2-)-Na~+·Ca~(2+)·Mg~(2+)。岩石风化是控制地表水和南部浅丘地下水化学特征的主要因素,滨海平原地下水受控于蒸发浓缩-海水作用,人类活动一定程度上影响着水化学组分,滨海平原地下水Cl~-极高值体现了局部地区海水入侵分化加剧。农业活动氮肥的使用和生活污水排放是造成NO_3~-污染的主要原因,高NO_3~-含量的地下水不适宜直接饮用,可进行除硝处理来降低风险。灌溉水质评价表明,区内地表水和南部浅丘地下水整体水质优良,合理的灌溉不会造成植物和土壤的盐碱害,滨海平原地下水水质较差,可引入优良区地表水。

    2024年11期 v.40;No.504 15-24页 [查看摘要][在线阅读][下载 1174K]
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  • 莱州湾表层海水重金属分布特征及生态环境评价

    张绪振;褚宏宪;孔令号;曹立成;张德程;李海波;徐华源;

    于2023年6月在莱州湾海域采集30个站位的表层海水样品,利用单因子指数法、潜在生态风险法以及主成分分析法评价了莱州湾海域表层海水重金属元素分布特征、污染程度及潜在生态风险。结果表明:莱州湾海域表层海水中元素Cu、Pb、Zn、Cr、Cd、Hg、As的浓度平均值分别为9.33、1.68、15.11、6.76、0.47、0.11、4.28μg/L,单因子污染指数平均值分别为1.38、1.68、0.76、0.14、0.39、1.50、0.21,潜在生态风险指数平均值分别为6.92、8.16、0.76、0.27、11.77、60.15、2.11,综合生态风险指数平均值为89.84;莱州湾海域海水水质均未超过国家三类海水水质标准,除个别站点外莱州湾海域表层海水综合潜在生态风险等级为轻微;重金属元素分布受海域水动力因素影响,Cu、Pb、Zn、Hg、Cd在莱州湾东部环流影响下不断在海域中心富集,Cr、As受莱州湾西部顺时针环流及中部东北向出流的影响成环带状分布。主成分及相关性分析表明,Cu、Pb、Zn、Cr、Cd、Hg、As之间的相关系数较小,相互之间都不具有相似的污染水平或共同的污染来源;重金属浓度与中国其他海域相比整体处于中等水平,与2020年莱州湾海水重金属浓度相比,整体呈现一定增长趋势,且由沿岸向海域中心迁移富集。

    2024年11期 v.40;No.504 25-34页 [查看摘要][在线阅读][下载 1118K]
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  • 广西珍珠湾红树林地上生物量估算研究

    刘文良;法鸿洁;巴音吉;杨源祯;刘京强;

    红树林湿地是生产力最高的生态系统之一,是重要的蓝色碳汇,快速准确地估算红树林的地上生物量(AGB)具有重要意义。结合野外样地实测AGB数据,提取Sentinel-1/2卫星的后向散射系数、波段反射率、植被指数和纹理特征等数据,利用多元逐步回归和偏最小二乘回归(PLSR)的方法对比不同变量组合建模的效果,并基于最优模型对珍珠湾区域红树林AGB进行估算。结果表明:(1)利用连续PLSR算法筛选的多类型特征组合模型效果最好,决定系数R~2为0.88,均方根误差RMSE为16.07 t/hm~2,其中,Sentinel-2所有波段的第2主成分在3×3窗口的相关纹理变量(Cor_(p2_3))对模型的贡献率最大;(2)珍珠湾片区红树林AGB总量和均值分别约为45 956.41 t和48.06 t/hm~2,在AGB预测值空间分布上大体呈现中部、东部高,西部稍低的特点,高值区主要分布在养殖虾塘、蚝排等人类活动较为频繁的场所附近,低值区主要分布于半滩涂区域或幼苗较多的位置;(3)联合合成孔径雷达(SAR)和光学数据能有效提高AGB的反演精度,仅使用Sentinel-1后向散射系数及衍生因子不适用于反演生物量,单纯采用纹理变量的建模效果优于波段反射率和植被指数。

    2024年11期 v.40;No.504 35-45页 [查看摘要][在线阅读][下载 1393K]
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  • 湛江湾-雷州湾海域表层沉积物中底栖有孔虫分布特征及其环境意义

    李路路;鲍宽乐;张家强;张德程;任开文;代友旭;

    于2020年6月对湛江湾-雷州湾海域89个站位表层沉积物进行底栖有孔虫采样分析,共识别出52属103种,其中,玻璃质壳37属64种,胶结壳10属13种,瓷质壳5属26种。底栖有孔虫分布表现为湾内低、湾外高,由湾内向湾外增加的特点。对底栖有孔虫进行Q型因子分析,划分4个有孔虫组合,组合Ⅰ为Florilus scaphus-Pseudorotalia gaimardi,以暖水种为主,指示受南海暖流影响明显的内陆架浅水环境;组合Ⅱ为Nonion belridgenseHemirotalia foraminulosa-Elphidium macellum,以咸水种为主,可能反映盐度值明显升高的浅水环境,具有海陆过渡带性质;组合Ⅲ为Hanzawaia convexa-Rosalina bradyi,以浅水种为主,指示受沿岸流与南海暖流共同影响的内陆架浅水环境;组合Ⅳ为Neoconorbina terquemiAmmonia beccarii,以广盐种为主,反映了受沿岸流影响明显的滨海环境。综合分析影响底栖有孔虫组合分布的各种因素,认为温度、水深为控制研究海域底栖有孔虫分布的主要因素,同时,海流和底质类型也会对底栖有孔虫分布产生一定影响。

    2024年11期 v.40;No.504 46-56页 [查看摘要][在线阅读][下载 1386K]
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  • 渤海湾曹妃甸海域沉积物粒度分布特征及运移趋势分析

    冯永财;郝连成;胡延斌;褚宏宪;李佳林;远继东;黄杏;陈晓日;王超;

    对渤海湾曹妃甸海域161个表层沉积物样品进行了粒度组分和参数分析,利用Pejrup三角投图进行沉积动力环境分区,并运用GAO-COLLINS模型模拟沉积物输运趋势。结果显示,研究区表层沉积物类型包括砂、粉砂质砂、泥质砂、砂质粉砂、粉砂和黏土。粉砂分布范围最广,其次为粉砂质砂。粒度从东北向西南由粗变细,分选性逐渐变好。研究区东、西方向各有一个沉积中心,且二者沉积物输运趋势差异明显。东部海域沉积中心表现为北侧离岸输运,南侧向近岸输运,西侧向东输运;西部海域沉积中心表现为向西南、向西和向北输运。物源、地形地貌和水动力条件是物质输运的主要控制因素。结合周边工程环境因素、海底地形地貌、海流和地质背景等信息,在Pejrup三角图上,研究区沉积动力环境可划分成3个区,各区沉积动力强度与沉积物类型分布具有较好的对应关系。研究区物质运输主要受潮流、波浪和渤海湾环流控制。本研究揭示了曹妃甸南部海域现代沉积特征和水动力特征,可为曹妃甸围海造陆后海域沉积环境变化研究提供基础资料。

    2024年11期 v.40;No.504 57-69页 [查看摘要][在线阅读][下载 2631K]
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  • 渤海湾曹妃甸近岸表层沉积物碎屑矿物分布及物源分析

    胡延斌;冯永财;郝连成;杨开丽;庞国涛;王克超;刘建;

    为深入了解曹妃甸近岸表层沉积物碎屑矿物来源及分布特征,对该区161个表层沉积物样品进行碎屑矿物分析。结果表明,研究区共鉴定出11种轻矿物和27种重矿物,其中,轻矿物以长石、石英和片状矿物为主,质量百分含量平均值为82.2%;重矿物以角闪石、绿帘石和自生黄铁矿为主。根据碎屑矿物的组合分布特征及其聚类分析,研究区可分为3个矿物区:滦河矿物区、混合源区和黄河矿物区。研究认为,物源是控制研究区碎屑矿物组合与分布的主要因素,曹妃甸填海造陆活动改变了研究区周边水动力及沉积环境,进一步影响了该区碎屑矿物分布特征。

    2024年11期 v.40;No.504 70-79页 [查看摘要][在线阅读][下载 2369K]
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  • 渤海曹妃甸海域表层沉积物常量元素特征及其对源区风化特征的指示意义

    远继东;褚宏宪;冯永财;冯兵辉;陈玉海;李佳林;姜文钦;黄杏;贾濮硕;曹凡凡;李玉彦;

    通过对渤海曹妃甸海域的161个表层沉积物样品和环渤海湾主要河流的30个表层沉积物样品进行常量元素测试,研究常量元素组合特征及其影响因素,并运用化学蚀变指数(CIA),探讨沉积物风化特征及其物源指示意义。结果表明,曹妃甸附近海域表层沉积物常量元素氧化物组分以SiO_2和Al_2O_3为主,Si、Al、Fe、K、Mg、P、Ti 7种元素“粒度效应”显著,受沉积物粒径影响,除Si外,其他6种元素在研究区基本呈现南高北低、西高东低的分布格局。元素Ca、Na受物源的影响显著,Mn的分布与氧化还原条件相关。风化程度研究表明,曹妃甸海域砂粒级和粉砂粒级沉积物CIA分别为48.4和57.2,CIA与沉积物粒径呈正相关性,与周边水系沉积物同处于初级风化阶段,其源岩成分接近二长花岗岩。地形和气候差异是影响滦河水系和海河水系沉积物风化程度差异不可忽视的重要因素。

    2024年11期 v.40;No.504 80-90页 [查看摘要][在线阅读][下载 4437K]
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  • 北黄海南部海域表层沉积物粒度和黏土矿物特征及其物源指示

    李佳林;冯永财;褚宏宪;郝连成;姜文钦;黄杏;远继东;陈玉海;

    通过分析北黄海南部海域138个站位的表层沉积物粒度和黏土矿物组成及其分布特征,探讨了不同区域沉积物来源及其控制因素。研究结果显示,研究区海域表层沉积物平均粒径为1.47Φ~6.56Φ,主要沉积物类型为砂质粉砂、粉砂和粉砂质砂。Pejrup三角图解显示,区内沉积动力整体较强,特别是成山头近岸的深水区。黏土矿物组成主要是伊利石(61.08%)和蒙脱石(19.78%),其次是绿泥石(10.92%)和高岭石(8.22%)。物源分析表明,北黄海南部海域表层沉积物主要来自黄河携带的陆源碎屑物质,对是否存在鸭绿江物源存疑。山东半岛沿岸流和冬季北上的黄海暖流为区内主要水动力来源,二者决定了沉积物的运移趋势,主导了研究区沉积物的空间分布。

    2024年11期 v.40;No.504 91-102页 [查看摘要][在线阅读][下载 2565K]
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