海洋所在黃河和黃海形成演化研究方面取得重要進展

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時間:2019-06-16  來源:海洋地質與環境重點實驗室文本大小:【 |  | 】  【打印

  國際地學刊物第四紀科學評論》(Quaternary Science ReviewsTop 5%613日在线刊发了中國科學院海洋研究所万世明研究員(通讯作者)和张晋博士研究生(第一作者)与美国路易斯安那州立大学、南京大学、同济大学、自然资源部第一海洋所、青岛海洋地质所等单位合作的最新研究成果History of Yellow River and Yangtze River delivering sediment to the Yellow Sea since 3.5Ma: Tectonic or climate forcing?。科研人員通過南黃海盆地三百米鑽探岩芯的沈積記錄研究發現,黃海在過去350萬年前-80萬年前之间长达270萬年的時間裏主要是陸相盆地,從80萬年前以来才发生了大规模海侵而成为黄海,同时黄河开始贯通注入南黃海,这主要归因于青藏高原东北部在晚上新世-更新世的隆起和中國東部沿海及閩浙隆起帶的構造沈陷。 

  喜馬拉雅-青藏高原在約5000萬年前印度-歐亞大陸碰撞之後的階段性隆升被認爲強烈地改變了亞洲地形、河流、季風乃至全球氣候。東亞邊緣海如黃海在新生代以來接受了黃河、長江等大河輸入的上千米巨厚沈積物,因而是研究陸-海相互作用、構造-氣候交互影響的關鍵區域。但是,由于缺少良好年代控制的長岩芯記錄,我們對黃海的海侵曆史、黃河和長江的注入黃海曆史等重要科學問題並不清楚。研究人員以中國大陸架鑽探計劃(CSDP)在南黃海鑽取的CSDP-1站位長達300米、底部年代達350萬年前的连续岩芯为研究材料,通过沉积相、粘土矿物和Sr-Nd同位素組成等研究了沈積物來源和黃海古環境演化曆史,首次重建了晚上新世以來連續、高分辨率的長江、黃河輸入南黃海的曆史及黃海大規模海侵的長期記錄。 

  沈積物粒度、結構和組成等顯示,岩芯上部82米(約80萬年前以来)主要为夹杂少许薄砂层的灰色富含海相有孔虫和介形虫的粉砂或粘土质粉砂,指示浅海相沉积环境;而底部82-300米(約80萬年前-350萬年前)为间夹少量粉砂或砾石层的灰黄色-深褐灰色的砂或砂質粉砂,且常見交錯層理、植物碎片、鈣質結核等,而海相化石極少,指示了河湖相沈積環境。通過與其他長岩芯的良好對比,提出黃渤海第四紀的大規模海侵大致同步,發生于約80萬年前。黄海过去350-80萬年間缺少全球大洋共有的10萬年或4萬年周期性大幅度海平面升降(約120),突出反映了區域構造作用的重要影響,推測中更新世之前未下沈的閩浙隆起帶阻隔了太平洋海水向黃渤海的入侵。此外,岩芯粘土礦物和同位素組成及其潛在源區對比顯示,約80萬年前研究区沉积物源发生了明显的变化,350萬年前-80萬年前物源主要来自于老长江物质,80萬年前以来却主要来自于黄河,暗示黄河至少从中更新世就开始影响南黃海。前人研究认为长江在2300萬年前贯通形成并流入苏北-南黃海盆地,其沈積中心在中更新世左右從蘇北-南黃海盆地轉移到現今的長江口,暗示了當時長江下遊河道和河口三角洲的向南遷移。黃河的形成演化曆史也備受爭議,時間從始新世到晚更新世不等,但最近從黃河入海的最後構造咽喉-三門峽地層的研究表明黃河的最終貫通入海時間更可能在中更新世左右,這一年齡和南黃海沈積物源轉型時間非常吻合。 

  80萬年前黄渤海大规模海侵的开始和物源的转换、黄河的贯通和长江口的向南迁移,这一系列重要事件在时间上的惊人一致性,暗示着共同的控制机制。结合青藏高原隆升历史,我们提出构造作用是控制黄河、长江及其黄渤海沉积环境演化的一级因素,晚上新世以來青藏高原东北部的隆升壹s捌候变化,共同驱动了东亚大河水系演化及中国东部边缘海的构造沉降。该研究提升了我们对晚新生代以来构造和气候控制河流和边缘海演化的理解与认识。 

  本项研究得到了国家自然科学优秀青年基金(万世明)、青岛海洋科學与技术国家实验室鳌山人才計劃項目、全球變化與海氣相互作用專項等的支持。 

 

  論文出处: 

  Zhang, J., Wan, S.M.*, Clift, P.D., Huang, J., Yu, Z., Zhang, K., Mei, X., Liu, J., Han, Z., Nan, Q., Zhao, D., Li, A., Chen, L., Zheng, H., Yang, S., Li, T., Zhang, X., History of Yellow River and Yangtze River delivering sediment to the Yellow Sea since 3.5Ma: Tectonic or climate forcing? Quaternary Science Reviews, 2019, 216, 74?88. 

  原文鏈接https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0277379119301076 

 

 

 東亞地形和研究站位圖

南黃海CSDP-1孔岩性和沈積相變化

晚上新世以來黃渤海海侵、黃海物源轉變及其構造-氣候聯系 

中更新(A)(B)的黃渤海沈積環境和黃河、長江演化的示意圖 

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