长江北支口门圆陀角附近潮滩沉积特征及其记录的海岸环境变化

【摘要】圆陀角位于长江北支岸线与江苏海岸线的交汇处,潮滩地貌发育,独特的地理位置与复杂的河海沉积动力,决定粉砂淤泥质潮滩对海岸环境变化具有敏感性响应,潮滩沉积物记录了潮滩环境变化的信息。本文以圆陀角附近潮滩表层和柱状岩芯(YT、YY和YYZ孔)沉积物作为研究对象,根据野外观测、沉积物粒度、元素、石英砂扫描电镜、磁化率和137Cs测年等多环境指标分析,结合圆陀角地区近50年来围垦历史,探讨人与自然影响下的圆陀角附近海岸沉积特征及其记录的海岸环境变化。粒度分析结果表明,圆陀角附近潮滩沉积物以粉砂、砂质粉砂和粘土质粉砂为主,总体上体现了长期淤积背景下粉砂淤泥质潮滩的沉积特征。恒大围垦大堤附近呈现的砂质海岸是潮汐动力分异的结果,即细颗粒物质流向外海,底质砂等粗颗粒物质适应高能环境得以保留。圆陀角附近潮滩岩芯沉积物粒度总体由底部向上呈变细的特点,体现了潮滩自然淤积增高的过程。岩芯粒度记录的一些突变往往与河口海岸环境的变迁、风暴潮以及近期的人类围垦活动有关。研究区互花米草滩与光滩之间的YT孔和YY孔岩芯137Cs时标计算出的潮滩平均沉积速率为2-3cm/a,自20世纪60年代以来圆陀角附近潮滩平均沉积速率略有下降趋势,与长江北支分水分沙减少、围堤向海推进背景下,圆陀角附近潮汐动力加强有关。根据近年来野外观测,发现风暴潮不仅造成互花米草滩与光滩之间的陡坎侵蚀后退,而且带来大量泥沙在互花米草滩和光滩淤积。在圆陀角北翼恒大集团围堤向海推进之后,长江江堤达标纪念碑附近潮滩淤积明显加强,2007-2009年观测到的淤积速率为4cm/a。互花米草滩和粉砂淤泥质光滩的快速淤积加速了互花米草滩前缘陡坎的消亡,近期圆陀角附近潮滩地貌演化模式是人类活动与潮汐动力特别是风暴潮综合影响下的结果。圆陀角YYZ孔岩芯6个较粗沉积物样品石英砂扫描电镜分析结果表明,石英砂颗粒磨圆度较差,机械作用、化学沉积和溶蚀作用形成的的各种表面特征常以叠加或伴生的形式存在,因此,推测YYZ孔岩芯的沉积环境可能经历了浅滩-潮滩-潮上带沙地的沉积演变。YYZ孔岩芯沉积物上部磁化率高,下部磁化率低,磁化率总体上与粒径大于4Φ(<63um)较细颗粒物质含量变化趋势较为一致；而与粒径小于4Φ(>63umm)较粗颗粒物质含量变化趋势呈反向对应的关系。YYZ孔岩芯沉积物粒度有自下而上变细的趋势,并在160cm深度出现快速突变,体现了河口海岸环境伴随着物质来源的变化而变化。石英砂扫描电镜分析结果表明岩芯石英砂颗粒在圆陀角潮滩地貌演化过程中经历了复杂的沉积动力搬运。圆陀角附近潮滩表层沉积物大部分元素含量在盐沼区较高,而在光滩区和养殖区较低,YY孔岩芯大部分元素在岩芯132cm层位处出现最大值。表层和柱状岩芯沉积物大部分元素变化趋势较为一致,且岩芯沉积物的平均粒径与大多数元素之间相关性较好,表明研究区内大多数元素“粒控效应”明显。YY孔岩芯粒度组分和大部分元素含量在1958前后相差较大,结合圆陀角附近海域元素含量、区域海岸动力环境的综合分析,作者认为圆陀角附近潮滩沉积物在20世纪50年代后期以前主要来源于长江,而在20世纪50年代后期之后则主要来源于南黄海辐射沙洲南翼海区。圆陀角是长江北支湿地自然保护区的核心区域,圆陀角附近潮滩沉积物地累积指数法和潜在生态危害指数法分析结果表明,表层沉积物中重金属元素V、Ti和Cr无污染,而Zn、Ni、Cu、Co和Mn在盐沼或光滩区出现轻度污染；表层沉积物重金属污染轻重和潜在生态风险的顺序为：养殖区<光滩区<盐沼区。YY孔岩芯沉积物中仅重金属元素Co、Cu、Mn和Zn在132cm深度出现轻度污染,其它均处于无污染状态。8种被测重金属元素潜在生态风险系数均小于40,处于轻微的生态风险等级,8种重金属元素在表层沉积物中的潜在生态风险顺序为Co>Cu>Ni>Cr>V>Mn>Zn>Ti,在YY孔岩芯中的顺序为：Co>Ni>Cu>Cr>V>Mn>Ti>Zn。表层沉积物中重金属元素Cu和Zn有富集趋势,Co和Cu元素出现轻度污染且潜在生态风险较高。
【作者】谢丽；
【导师】张振克；
【作者基本信息】南京大学，自然地理学，2011，博士
【关键词】潮滩沉积；沉积速率；潮滩地貌；围垦；环境变化；长江北支；圆陀角；

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