海平面振荡、气候变化和海洋学过程协同控制下的深水异重流沉积发育.pdf

第 69 卷增刊 1Vol.69Supp.12023 年6 月Jun.,2023地质论评GEOLOGICALREVIEW103海平面振荡、气候变化和海洋学过程协同控制下的深水异重流沉积发育一罗坤文1,2)，苏明1,2)，刘姗1,2)，施建臣3)，王策1,2)，陈慧1,2)，杨松林4)，林智轩1,2)，韦良洁1,2)1)中山大学海洋科学学院，南方海洋科学与工程广东省实验室（珠海），广东珠海，519082；2)广东省海洋资源与海岸工程重点实验室，广东珠海，519082；3)自然资源部第三海洋研究所，福建厦门，361005；4)中山大学附属第五医院，广东珠海，519000注：本文为南方海洋科学与工程广东省实验室（珠海）自主科研青年人才支持项目（编号：SML2021SP307）的成果。收稿日期：2023-04-10；改回日期：2023-04-30；责任编辑：郭现轻。DOI：10.16509/j.georeview.2023.s1.040作者简介：罗坤文，男，1995 年生，博士研究生，海洋地质专业；Email：。通讯作者：苏明，男，1983 年生，博士，教授，主要从事深水沉积过程及资源效应研究；Email：。关键词：关键词：异重流沉积；沉积相；海平面和气候变化；内波；南海异重流沉积不仅对油气勘探有重要意义，其记录了丰富的沉积过程和气候变化的信息，是沉积学和古气候变化研究的重要载体。然而，海相深水异重流沉积很难与盆内浊流区分开来，导致对海相深水异重流沉积的发育控制因素和演化模式知之甚少。因此，亟需更多深水异重流沉积的精细研究来揭示其演化规律和控制因素。研究利用沉积物重力柱状样（S19），结合沉积物粒度分析、岩芯 X 射线荧光扫描（XRF）、岩芯 X 射线计算机断层扫描（CT）、浮游有孔虫放射性碳同位素测年和体视镜显微观察方法，对南海北部神狐陆坡异重力流沉积进行识别和刻画，研究其在海平面和气候变化以及海洋学过程协同作用下的演化模式。结果表明：(1)从 MIS3（Marine Isotope Stages，海洋同位素期）中期（42 cal.ka.BP）到全新世早期，神狐中上陆坡以异重流沉积为主。沉积物粒度双递变粒序、内部侵蚀面以及富含丰富植物碎屑等异重流沉积典型特征在研究岩芯中普遍发育。研究发现异重流沉积粒度累积概率曲线主要为两段夹过渡类型，而在内部侵蚀面处粒度累积概率曲线为多段式。粒度累积概率曲线表明，异重流沉积以悬浮递变沉积为主，当洪峰出现时形成侵蚀面并在侵蚀面之上形成薄层的牵引流沉积。(2)全新世中晚期神狐陆坡中上部以内波沉积为主。S19 岩芯中晚全新世剖面沉积物以悬浮沉积为主，粒度累积概率曲线为一段式和两段夹过渡式类型。该段沉积物的地球化学特征与 MIS2 晚期异重流沉积相似，并与气候和海平面的总体演化特征相矛盾。这可能表明 S19 岩芯全新世中晚期沉积物来自于内波浅化作用导致的 MIS2 晚期异重流沉积物再悬产物。(3)S19 岩芯异重流沉积相的时间演化序列表明气候和海平面对其演化具有控制作用（图 1）。在气候相对温暖湿润、海平面较低的 MIS3 阶段，沉积相为 S3 相和 S2L 相互层，而在寒冷干燥、海平面相对最低的末次盛冰期（LGM）阶段，沉积相以L 相为主。LGM 之后，随着气候变暖变湿和海平面上升，沉积记录以 S2L 相为主。以上沉积相记录表明，在相对温暖和湿润的低海平面阶段，洪水发生的频率和流量较高，因此产生的异重流强度和向海延伸距离相对较大。相反，在寒冷干燥的低海平面阶段，低频次和流量抑制了异重流的发育。但值得注意的是，在暖湿时期，过高的海平面为陆架海洋学系统（如沿岸流、表层环流等）改造河口的异重流提供充分时间和空间，最终将异重流限制于内陆架内，而陆坡不发育异重流沉积。(4)研究记录的异重流沉积发育于南海北部珠江口盆地第四纪 5 期陆架边缘三角洲演化的最后一地质论评 2023 年 69 卷 增刊 1104期，该期陆架三角洲主要发育于中内陆架。该阶段陆架区异重流沉积的普遍发育，可能预示着前 4期陆架边缘三角洲演化阶段神狐陆坡也普遍发育异重流沉积，因为前四期陆架边缘三角洲演化阶段的海平面更低，三角洲边缘更加迫近坡折和陆坡区。早期研究表明神狐陆坡区第四系浊流沉积是天然气水合物的有利储层，因此研究区的异重流沉积可能对水合物勘探具有重要意义。该研究为南海北部神狐陆坡的沉积过程和演化提供了有价值的见解，对了解其他海域的沉积过程具有重要意义。LUO Kunwen，SU Ming，LIU Shan，SHI Jianchen，WANGCe，CHEN Hui，YANG Songlin，LIN Zhixuan，WEILiangjie：How sea-level fluctuation,climate change,andoceanographic processes control deep-water hyperpycnitesKeywords：hyperpycnites；sediment facies；sea-level andclimate change；internal waves；South China Sea图 1海平面、气候变化和海洋学过程对深水异重流沉积发育演化控制模式图