东海内陆架泥沙补偿或增强中国东南沿海地貌韧性：来自MIS3期源汇模式的启示

　　华东师范大学河口海岸学国家重点实验室陈静研究员团队在中国东南沿海晚第四纪泥沙源汇模式上有了新认识。研究主要以福建宁德海湾晚第四纪多个钻孔中保留的三期海侵沉积物为研究对象，结合传统的母岩继承和新兴的输运过程物源指标，揭示了晚第四纪该区沉积物源汇模式，发现高海面时期均为长江源泥沙主导，而其中MIS3期明显存在内陆架泥沙补偿模式，很可能是对长江入海泥沙不足的响应。当前长江供沙锐减，东南沿海沉积地貌如何联动对于区域可持续发展预案至关重要，该研究成果以古为鉴，为此提供了重要启示。
 
　　相关成果近日以“Sediment source-to-sink patterns along the southeast China coast during the late Quaternary: New insights from sediment geochemistry and OSL ages in Ningde Bay”为题发表于地学权威期刊Palaeogeography, Palaeoclimatology, Palaeoecology。
 
研究背景
　　长江泥沙入海南输，为浙闽沿岸大小海湾提供了重要的泥沙来源。当前，海平面上升以及长江泥沙锐减等多重环境压力下，东南沿海沉积地貌如何响应对于区域可持续发展至关重要，但也是研究的难点。以史为鉴，从地质历史上的相似型寻找答案，海湾区的沉积记录为我们理解这些问题提供了可能的途径。
 
　　我们前期工作中发现闽北海湾晚第四纪地层中保留了3期海侵沉积记录，对应于深海氧同位素5期，3期和1期全球海平面较高时期（MIS5, 129~75ka; MIS3，60-25ka; MIS1, 12~0ka, Liu et al., Palaeo-3, 2022）。其中，MIS3期处于末次冰期的间冰阶，长江流域季风降雨和MIS5，MIS1期（间冰期）有所不同，与降雨密切相关的流域输沙也必然不同。这给我们提供了很好的以古观今视角，厘清海湾区晚第四纪海侵记录中蕴含的源汇过程差异将有助于理解长江远端汇对海平面波动以及长江泥沙供应的沉积响应模式。
 
图1 研究区概况及钻孔分布点位
 
图2 长江口与宁德海湾晚第四纪钻孔年代地层（蓝色高亮为晚第四纪3期高海面时期沉积）
 
主要新认识
　　1） 长江入海泥沙南输格局至少在MIS5e期已存在
 
　　在进行物源判别时，通常物源比对端元为现代河流沉积物，然而长江流域广且源岩复杂，长时间尺度上其物源表征很可能随着气候变化而变化，因此本研究增加了长江河口钻孔沉积物比对端元。宁德地区晚第四纪钻孔（NDGK2和NDQK11）沉积物物源比对结果显示，MIS5e，MIS3和MIS1高海面时期均为长江源泥沙主导。这一结果说明随着第四纪古浙闽隆起带的进一步沉降，长江入海泥沙向南输运格局至少在MIS5e期已经存在。
 
图3 宁德晚第四纪钻孔沉积物物源辨识（物源比对端元考虑了现代河流以及长江口钻孔同期沉积物）
 
　　2） 细颗粒石英光释光年龄更易记录海域沉积物的输运过程
 
　　地质历史时期，东海内陆架地区一直是长江泥沙的主要汇区，海平面升降会导致陆架老沉积物的再搬运沉积。传统的基于母岩继承的物源指标只能反映出源区信息，对于上述再搬运沉积的陆架沉积物辨识却无能为力，因为其均源于长江。石英光释光年龄记录的是最后一次曝光后埋藏年龄，然而细颗粒石英易粘结，晒退不充分会导致年龄偏老，虽然对埋藏年龄记录不利，但却蕴含了沉积物的搬运沉积历史。
 
　　宁德晚第四纪钻孔沉积物的记录中，MIS3期细颗粒石英光释光年龄较中颗粒石英显著偏老，这种现象在MIS5e和MIS1期却不存在，而且在MIS3期长江入海沉积物中也不存在，这说明是东海内陆架老沉积物再悬浮搬运，并沉积在东南沿岸。细颗粒石英光释光年龄或可作为反映沉积物沉积历史的指标。
 
图4 地化指标和细颗粒石英年龄记录的宁德地区晚第四纪高海面时期物源差异
 
　　3） MIS3期存在内陆架泥沙补偿模式
 
　　福建宁德晚第四纪钻孔记录了不同的沉积物源汇模式，受到海平面、区域沉降及长江泥沙供应多种因素影响。其中，MIS3期的源汇模式明显区别于MIS5期和MIS1期，呈现出陆架老沉积物的补偿模式，很可能与该期相对弱的东、南亚夏季风体系下长江泥沙供应不足有关。这也为当前长江供沙锐减，东南沿海沉积地貌如何联动提供了重要启示，东海内陆架泥沙补偿或增强中国东南沿海地貌韧性。
 
图5 宁德地区晚第四纪沉积物源汇模式
 
研究团队及资助
华东师范大学河口海岸学国家重点实验室刘平博士为论文第一作者，陈静研究员为通讯作者，研究得到国家自然科学基金、宁德海岸陆海统筹综合调查和一带一路联合实验室资金联合支持。
 
文献信息
Liu, P., Zhang, J., Liu, Y., Sun, Q., Zhang, D., Li, Y., Wei, T., Yu, J., Wang, J., & Chen, J.* (2024). Sediment source-to-sink patterns along the southeast China coast during the late Quaternary: New insights from sediment geochemistry and OSL ages in Ningde Bay. Palaeogeography, Palaeoclimatology, Palaeoecology, 656, 112577. （全文链接：https://doi.org/10.1016/j.palaeo.2024.112577）
 
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