开展长江水系形成与变迁的研究,不仅对于了解和深刻认识亚洲宏观地貌格局形成过程、气候变化、海平面升降等重大科学问题具有重要理论意义,而且可以为长江流域水资源开发利用、防洪排涝等方案制定和决策实施提供科学借鉴。对于长江演化的研究已经持续了一个世纪有余,众多地学工作者对长江的发育过程开展了一系列卓有成效的探究。然而,由于研究区域、对象、方法选取上的不同,以及各种代用指标本身存在的成因复杂性和多解性,目前在长江贯通入海方式和时间的认识上仍然存在着较大的争议。作为河流搬运碎屑物质的汇聚地之一,现代长江三角洲地区是长江入海必经之路,其地理位置决定了该地区地层沉积物物源变化和长江流域演化密不可分。以往研究区域大多集中在长江三角洲南翼地区,缺乏对北翼地区沉积物物源演化的深入探讨。同时,过去对长江三角洲晚新生代沉积物的研究注重地层物源推演,忽略了现代面上工作对比,将今论古缺乏基础资料和有力证据。长江流域面积广阔,区域内各种类型源岩均有出露,大面积峨眉山玄武岩（2.5 × 105 km2）主要分布于三峡以上的四川及云南等地区。与流域内其它岩石类型相比,峨眉山玄武岩及其风化碎屑物质磁学特征显著。三峡切穿之后,大量峨眉山玄武岩分布区碎屑物质的汇入必将导致三角洲地层沉积物磁学性质发生显著变化。因此,流域源汇沉积物磁学特征的对比研究可以用来示踪三角洲沉积物物源以及长江流域的演化过程。针对制约长江三角洲沉积物物源及其演化过程研究的因素,本研究选取长江三角洲地区南翼地区LQ11钻孔、LQ19钻孔、北翼地区（苏北盆地南缘）ZKJ39钻孔晚新生代沉积物和流域干支流表层沉积样品为研究对象,进行一系列深入研究:首先,根据古地磁结果,建立长江三角洲地区可靠的年代地层框架。其次,结合粒度、TOC、有孔虫等数据资料,探讨晚新生代沉积环境演化背景下的三角洲沉积物磁学特征及其变化机制。最终,结合流域干支流表层沉积样品,开展三角洲地层沉积物与流域表层沉积物磁学特征对比研究,探究三角洲沉积物物源时空演化特征,反演流域沉积物搬运沉积过程,追溯长江流域贯通入海时限。研究结果如下:1.古地磁测试显示多数样品在经过585℃热退磁后剩磁强度已衰减到天然剩磁的10%以下,表明磁铁矿为特征剩磁主要载体。少数样品在经过585℃热退磁后剩磁强度只降低到天然剩磁的20%～30%,继续加热至680℃后剩磁强度衰减到10%以下,表明高矫顽力的赤铁矿对特征剩磁的贡献量不可忽视,以往采用的交变退磁很难得到经过充分退磁的特征剩磁。与交变退磁相比,经过热退磁处理的古地磁结果更好,磁性地层界线划分更清晰。因此,在长江三角洲晚新生代沉积物古地磁测试中,退磁方法应以热退磁为第一选择。与标准极性柱的对比结果显示,南翼地区LQ11钻孔、LQ19钻孔以及北翼ZKJ39钻孔均记录了高斯（Gauss）、松山（Matuyama）和布容（Brunhes）三个极性时。2.南翼LQ11孔地层沉积物多种磁学参数在孔深145 m处发生了较大程度的变化。χlf在下部地层总体较低且相对稳定,上部地层中χlf显著增大且呈现一定的规律性波动。χARM/χlf和χARM/SIRM值在上部地层中表现出较大幅度的下降,S-ratio总体偏高。磁学参数的变化反映了下部地层沉积物亚铁磁性矿物含量较低,磁性矿物粒径较细,赤铁矿等不完全磁性矿物相对含量较高;上部地层亚铁磁性矿物含量显著上升,磁性矿物粒度较粗,赤铁矿相对含量较低。南翼LQ19孔上下部地层沉积物磁学参数表现出与LQ11孔相似的两段式变化特征。北翼ZKJ39孔地层上各项磁学参数综合显示:在235 m处以下地层亚铁磁性矿物含量总体较低,磁性矿物粒度较细,赤铁矿相对含量较高,在235-135 m地层亚铁磁性矿物浓度显著增大,磁性矿物粒径也同时总体变粗。在地层135 m以上,沉积物粒度总体显著变细,亚铁磁性矿物含量回归低值,磁性矿物粒径再次变细。3.南翼LQ11孔、LQ19孔、北翼ZKJ39孔三个钻孔沉积物粒度与磁学参数的相关性均较差。有机质的成岩作用对钻孔沉积物磁学性质的影响不明显。沉积物中有机质较低,可能限制了地层中成岩作用的进行和沉积物中强磁性矿物的溶解。长江三角洲地层在晚更新世才开始受到海侵的广泛影响。以河流相和湖泊相为主的上新世和早更新世沉积物间的孔隙水为淡水,缺乏足够的硫酸盐供应,也可能限制了下部地层中成岩作用的进行以及胶黄铁矿等铁硫化物的形成。除粒度外,成土作用可能对北翼ZKJ39孔上部地层细颗粒沉积物磁学性质造成了一定程度的影响:随着冰期间冰期冷暖气候的快速波动,水位高度呈现周期性的升降,进而造成氧化还原环境的快速交替变化,水铁矿在这种快速变化的沉积环境中形成大量的赤铁矿。河口地区长时间尺度上地层沉积物磁学特征的显著变化可能指示了物源的改变和流域的扩张。4.与中下游支流流域表层沉积物相比,上游地区大部分支流表层沉积物χlf明显偏高,χARM/χlf和χARM/SIRM总体偏低,S-ratio略高,反映了流域上游地区表层沉积物亚铁磁性矿物含量明显高于中下游支流,且磁性矿物粒径偏粗。长江各支流表层沉积物χlf与所在流域基岩类型呈现较好的对应关系。其中,流经上游峨眉山玄武岩分布区的雅砻江表层沉积物χlf显著高于其它支流,且对长江干流沉积物χlf贡献量最大。峨眉山玄武岩及其风化碎屑物质磁学特征显著,可以用来示踪三角洲沉积物物源以及长江流域的演化过程。5.长江三角洲钻孔下部地层沉积物和流域中下游地区表层沉积物磁学性质具有较好的相似性:亚铁磁性矿物含量较低,磁性矿物粒径较细;上部地层与上游地区表层沉积物磁学性质呈现相似的变化特征:亚铁磁性矿物含量较高,磁性矿物粒径较粗。三角洲地层高χlf沉积物的出现很可能表明长江上游地区特别是来自峨眉山玄武岩分布地区的碎屑物质已经到达河口地区,进而表明三峡的切穿和现代长江的贯通。磁性地层年代结果显示磁性特征在北翼ZKJ39孔地层发生显著变化的时间约在2.0 Ma,而南翼LQ11和LQ19孔磁性特征的变化发生在约1.2～1.0 Ma。两者在时间上的差异表明现代长江在苏北地区的入海时间不晚于第四纪早期,之后河道逐渐南移至现在位置。