长江水下三角洲磁性特征成岩分带空间异质性及其冲淤指示意义

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全球入海河流泥沙下降背景下,三角洲的侵蚀风险受到广泛关注。沉积物的磁性特征由于成岩作用影响呈现垂直分带,该分带一定程度上受到埋藏时间和沉积速率的控制,因此具有年龄指示和冲淤指示意义。本文选择长江水下三角洲前缘斜坡(20-30 m等深线)4个柱样,从沉积物粒度、年龄、地球化学特征的角度认识磁性特征成岩分带空间差异的原因,并探讨其与年龄的关系,为三角洲冲淤研究提供新方法。主要结论如下:(1)在研究区域,沉积物以粘土质粉砂为主。光释光(OSL)测年结果显示,沉积物年龄空间异质性显著。总体上,近岸沉积物年轻(<350 a),远岸沉积物较老(>800 a)的特征;相似水深条件下,南部沉积物较年轻,而北部沉积物较老,这一差异由距离现代沉积中心远近决定。现代(<100 a)与老沉积物边界,在南部大致沿30 m等深线分布,而在北部在水深20 m附近。(2)柱样的磁性特征和地球化学特征显示出较大的空间异质性。整体上,靠近现代沉积中心的柱样磁化率较高,总硫(TS)含量较低,硫同位素δ34S偏正,还原态铁含量低,硫酸盐还原作用弱;而远离现代沉积中心的柱样磁化率较低,TS含量较高,还原态铁含量较高,呈现较强的还原成岩作用。(3)沉积物磁性特征主要受粒度、成岩作用的影响。动力分选的影响主要体现在年轻沉积物(<350 a)中,而年龄控制下的还原成岩程度差异,是磁性特征成岩分带空间异质性的主导因素。(4)磁性特征确定的铁还原带和硫酸盐还原带转换边界(FSB)埋深与沉积物年龄存在较好的正相关,可以此大致判断沉积物年龄。在研究区域,?高值稳定带(A带)的沉积物年龄一般小于400 a,最老可能为900 a,?急剧降低带(B带)沉积物年龄介于400-800 a之间,而?低值稳定带(C带)沉积物年龄老于800a。(5)根据柱样?值垂向变化划分的成岩分带,及其反映的铁还原带和硫酸盐还原带深度,一定程度上可以揭示三角洲的淤积和侵蚀特征。相比测年方法,磁性测量方法快速简便,适用于高分辨率的采样分析,对三角洲冲淤变化研究具有重要的应用价值。
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