黃河和長(zhǎng)江碎屑物質(zhì)擴(kuò)散研究
——來(lái)自江蘇沙脊物源示蹤的約束

林 旭, 劉海金, 吳中海

1)三峽大學(xué)土木與建筑學(xué)院, 湖北宜昌 443002;2)三峽庫(kù)區(qū)地質(zhì)災(zāi)害教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室(三峽大學(xué)), 湖北宜昌 443002;3)哈爾濱師范大學(xué)地理科學(xué)學(xué)院, 黑龍江哈爾濱 150080;4)中國(guó)地質(zhì)科學(xué)院地質(zhì)力學(xué)研究所, 北京 100081

碎屑物質(zhì)源-匯系統(tǒng)是指在地表或水體中, 從物質(zhì)的產(chǎn)生源頭(源)到其最終沉積的區(qū)域(匯)之間的物質(zhì)搬運(yùn)系統(tǒng)。這個(gè)系統(tǒng)對(duì)于理解巖石風(fēng)化、河流輸砂、泥砂沉積以及陸地和海洋沉積過(guò)程具有重要意義(Qiao et al., 2017)。黃河是我國(guó)的第二長(zhǎng)外流河(5 564 km), 上游流經(jīng)沙漠區(qū), 中游流經(jīng)黃土區(qū),向下游輸送了大量的碎屑粒物質(zhì)(林旭等, 2022a)。長(zhǎng)江是我國(guó)最長(zhǎng)的外流河(6 300 km), 其流域內(nèi)的地形復(fù)雜, 包括青藏高原、四川盆地、江南丘陵和長(zhǎng)江中下游平原, 這種地形差異對(duì)長(zhǎng)江的碎屑物質(zhì)擴(kuò)散產(chǎn)生了重要影響(Yang et al., 2012)。黃河和長(zhǎng)江最終都東流入太平洋西部的陸架海, 是歐亞大陸和太平洋之間一個(gè)重要的物質(zhì)和能量交換通道(Saito et al., 2001; Yang et al., 2003)。通過(guò)分析泥砂的物質(zhì)來(lái)源, 特別是在河口和海洋地區(qū), 對(duì)于揭示我國(guó)陸架海區(qū)各種沉積體系的形成演化過(guò)程等有著重要的科學(xué)價(jià)值(Li et al., 2001; Wang et al., 2012)。

我國(guó)江蘇省東海岸具有豐富的沉積物供應(yīng), 在某些沿海地段形成了一系列沙丘脊線(xiàn), 是進(jìn)行沉積物源-匯過(guò)程和環(huán)境演化研究的理想沉積記錄之一(Lan et al., 2007; Rao et al., 2015)。巨量的河流沉積物在海洋動(dòng)力的作用下, 經(jīng)過(guò)搬運(yùn)、堆積以及再分配, 使得解譯這些沙脊的具體物源區(qū)顯得困難重重,導(dǎo)致目前有關(guān)江蘇沙脊的物源區(qū)存在較大分歧, 這集中體現(xiàn)在以下幾種主要的觀點(diǎn): (1)古黃河(Yang et al., 2020; Liu et al., 2021); (2)黃河和長(zhǎng)江的聯(lián)合作用(Rao et al., 2015; Su et al., 2018; Shang et al., 2021);(3)長(zhǎng)江(Wang et al., 2012)。因而找到有效的識(shí)別黃河和長(zhǎng)江沉積物指標(biāo), 從而確定黃河和長(zhǎng)江沉積物在我國(guó)東部陸架海區(qū)的時(shí)空分布格局, 以及在兩種物源并存混合的沉積物中估算兩種物源的比例, 這對(duì)于厘定江蘇沙脊的具體物源區(qū)至關(guān)重要。從以往對(duì)江蘇沙脊開(kāi)展的物源示蹤研究結(jié)果來(lái)看, 很多研究者傾向于全巖地球化學(xué)方法(Lu et al., 2015; Rao et al., 2015; Cao et al., 2021)。盡管這種方法有一定的優(yōu)勢(shì), 但也存在一些局限性: 比如在物質(zhì)搬運(yùn)和沉積過(guò)程中, 某些元素可能會(huì)經(jīng)歷重分配現(xiàn)象, 導(dǎo)致與原始物源的差異。此外, 全巖地球化學(xué)分析導(dǎo)致多個(gè)源區(qū)信息均一化, 很難精細(xì)刻畫(huà)具體的物源區(qū)(林旭等, 2022b)。在這種情況下, 全巖地球化學(xué)分析很難確定每個(gè)物源的貢獻(xiàn)比例和來(lái)源。為了克服這些限制, 研究者廣泛采用其他更精細(xì)的示蹤方法,如單顆粒地球化學(xué)分析(林旭等, 2020a; 劉海金等,2021)、同位素示蹤(Li et al., 2023a)以及礦物特征分析(Yue et al., 2018)等。

鋯石在碎屑沉積物中普遍存在, 其U-Pb年齡測(cè)定方法已經(jīng)非常成熟。通過(guò)比較不同區(qū)域內(nèi)鋯石U-Pb年齡的差異, 可以確定不同區(qū)域之間的物源關(guān)系, 因而是一種常用的碎屑物質(zhì)物源示蹤方法(Yang et al., 2012; 林旭等, 2020b)。但由于鋯石具有非常穩(wěn)定的晶格結(jié)構(gòu), 它們?cè)诤笃诘牡刭|(zhì)過(guò)程中可能經(jīng)歷再循環(huán)沉積過(guò)程, 導(dǎo)致其記錄的物源信息并不完全反映源區(qū)首次形成的信息(Barham et al.,2021)。鉀長(zhǎng)石是堿性巖石(如花崗巖、石英閃長(zhǎng)巖)和變質(zhì)巖石中的重要組成礦物, 是上地殼最常見(jiàn)的礦物之一(林旭等, 2020a)。鉀長(zhǎng)石中含有微量的鉛(Pb)元素, 不同地體之間的這一Pb同位素比值具有顯著的差異, 因而通過(guò)分析沉積匯區(qū)的鉀長(zhǎng)石樣品中Pb同位素比值的變化, 可以推斷出該樣品的潛在物源(林旭等, 2022a; 林旭等, 2022b)。但鉀長(zhǎng)石容易風(fēng)化, 因而鉀長(zhǎng)石較之鋯石經(jīng)歷了更少期次的沉積過(guò)程, 能相對(duì)準(zhǔn)確地記錄源區(qū)早期的物源信息(Zhang et al., 2022)。所以將鋯石U-Pb年齡分析與鉀長(zhǎng)石Pb同位素物源示蹤方法聯(lián)合使用, 在厘定大尺度的源-匯關(guān)系時(shí)展示了很好的潛力(Barham et al., 2021)。因此, 本文的主要研究目的是將前人和我們?cè)邳S河和長(zhǎng)江流域已經(jīng)發(fā)表的碎屑鋯石U-Pb年齡和鉀長(zhǎng)石Pb同位素結(jié)果(圖1), 結(jié)合蒙特卡羅模型的計(jì)算結(jié)果, 厘定江蘇沙脊的潛在物源區(qū)及其物質(zhì)貢獻(xiàn)率。

圖1 研究區(qū)位置圖Fig.1 Location map of the study area

1 研究區(qū)概況

江蘇沙脊位于古黃河與長(zhǎng)江口之間, 南北長(zhǎng)度約200 km, 寬度約140 km, 面積約22 470 m2(Su et al., 2018), 由北、東、東南三個(gè)方向10多個(gè)呈輻射狀分布的沙脊組成(Li et al., 2001; Wang et al.,2012)。各沙脊長(zhǎng)約100 km, 寬約10 km。輻射砂脊之間潮流匯聚和消散主要受波浪和規(guī)律的半日潮的影響(Xu et al., 2015)。研究區(qū)受黃海沿岸流、黃海暖流和長(zhǎng)江口淡水流等幾個(gè)現(xiàn)代海流系統(tǒng)的影響(Li et al., 2001; Su et al., 2018; 圖1)。組成沙脊的物質(zhì)主要以粉砂和砂為主, 含量在90%以上(Cao et al.,2021), 主要是黃河和長(zhǎng)江水下遺留的砂體, 少部分是古黃河三角洲附近海岸和海底的侵蝕物(Li et al.,2001; Wang et al., 2012)。

2 數(shù)據(jù)來(lái)源和研究方法

黃河流域(林旭等, 2022a)和長(zhǎng)江流域(Zhang et al., 2022)的單顆粒鉀長(zhǎng)石數(shù)據(jù)近兩年開(kāi)始報(bào)道, 最近Li et al.(2023a)對(duì)江蘇沙脊開(kāi)展了鉀長(zhǎng)石Pb同位素分析。另外, 經(jīng)過(guò)十幾年的數(shù)據(jù)積累, 華北平原(林旭等, 2021a), 朝鮮半島(Wu et al., 2007; Choi et al., 2013), 膠東半島(林旭等, 2020b), 魯中山區(qū)(林旭等, 2021b), 黃河流域(Yang et al., 2009; Nie et al.,2015; Su et al., 2018), 古黃河(何夢(mèng)穎等, 2018), 大別山(林旭等, 2022c), 長(zhǎng)江流域(Yang et al., 2012;He et al., 2013; 林旭等, 2022c), 和江蘇沙脊(Su et al., 2018)的碎屑鋯石U-Pb年齡廣泛報(bào)道。這為系統(tǒng)地開(kāi)展源-匯對(duì)比研究奠定了基礎(chǔ)。

自激光剝蝕電感耦合等離子體質(zhì)譜法問(wèn)世以來(lái), 碎屑鋯石U-Pb年代學(xué)數(shù)據(jù)量急劇增加(Vermeesh, 2013), 該方法已經(jīng)成為沉積物物源分析的首選方法之一。我們用DensityPlotter軟件對(duì)碎屑鋯石U-Pb年齡生成核密度估計(jì)圖(KDE), 將其峰值年齡與潛在物源區(qū)進(jìn)行對(duì)比, 判別物源相關(guān)性(Vermeesh, 2013)。但這種方法也存在問(wèn)題, 由于過(guò)度平滑KDE的古老和年輕年齡而加劇忽略潛在源區(qū)的風(fēng)險(xiǎn)(Sundell et al., 2017)。因此Vermeesh(2018)提出了多維定標(biāo)(MDS)的相似(差異)性量化分析。該方法基于K-S檢驗(yàn)的D值或Kuiper檢驗(yàn)的V值, 將分析結(jié)果以點(diǎn)的形式投射在二維或三維空間中, 表示多個(gè)樣本之間的相對(duì)差異, 從而顯著提升碎屑鋯石樣品量化分析結(jié)果的可視化效果(張凌等, 2020)。此外, 我們還使用近年來(lái)廣泛使用的蒙特卡羅反演模型定量評(píng)估潛在物源區(qū)對(duì)江蘇沙脊的物質(zhì)貢獻(xiàn)率(Sundell et al., 2017)。每一組碎屑樣品年齡譜進(jìn)行10 000次模擬, 其中混合樣本與隨機(jī)生成的源分布組合進(jìn)行比較, 并保留一系列最佳混合比例。該模型可以在MATLAB軟件下獨(dú)立執(zhí)行.exe文件, 能夠準(zhǔn)確地分解高度復(fù)雜的碎屑鋯石U-Pb年齡的貢獻(xiàn)率。

3 結(jié)果

江蘇沙脊北部的碎屑鋯石U-Pb年齡形成的顯著峰值集中在2 514 Ma、789 Ma和132 Ma, 同時(shí)具有1 884 Ma、444 Ma和222 Ma三個(gè)弱峰(圖2a)。朝鮮半島河流的碎屑鋯石U-Pb年齡出現(xiàn)顯著的晚古元古代(1 857 Ma)和晚古生代(195 Ma)峰值; 早元古代峰值(2 439 Ma)和晚白堊紀(jì)(99 Ma)峰值不顯著(圖2b)。這與華北平原河流形成的鋯石U-Pb年齡形態(tài)相似(圖2c)。江蘇沙脊北部與朝鮮半島和華北平原河流的碎屑鋯石U-Pb年齡峰值相比, 后者都缺少新元古代峰值年齡(789 Ma), 而前者的新太古代峰值年齡(2 514 Ma)突出。膠東半島和大別山同屬于蘇魯—大別造山帶, 在物質(zhì)組成上具有相似性, 其碎屑鋯石U-Pb年齡組成和形態(tài)類(lèi)似(圖2d, e),都具有明顯的晚中生代(150 Ma, 132 Ma)和新元古代(732 Ma, 795 Ma)峰值年齡, 同時(shí)還呈現(xiàn)不明顯的早中生代(222 Ma, 225 Ma)和早古生代(435 Ma)峰值年齡。這與江蘇沙脊北部的碎屑鋯石U-Pb年齡峰值組成相似(圖2a)。但膠東半島和大別山的碎屑鋯石U-Pb年齡的新太古代峰值年齡不顯著。但這一峰值年齡(2 520 Ma)在魯中山區(qū)的河流中異常突出(圖2f)。

圖2 碎屑鋯石U-Pb年齡組成圖Fig.2 Composition map of the U-Pb age of detrital zircon

江蘇沙脊中部的碎屑鋯石U-Pb年齡組成(圖2g)要比沙脊北部(圖2a)更復(fù)雜, 由267 Ma、441 Ma、816 Ma、921 Ma、1 995 Ma和2 529 Ma這6個(gè)年齡峰值組成。江蘇沙脊中部(圖2g)與古黃河(圖2h)的碎屑鋯石U-Pb年齡峰值組成相比, 最突出的表現(xiàn)在于其晚古元古代(1 995 Ma)和新太古代(2 529 Ma)峰值更顯著。

江蘇沙脊南部的碎屑鋯石U-Pb峰值年齡由207 Ma、450 Ma、759 Ma、1 899 Ma和2 427 Ma組成(圖2j)。現(xiàn)代長(zhǎng)江的碎屑鋯石U-Pb峰值年齡由219 Ma、429 Ma、777 Ma、1 854 Ma和2 409 Ma組成(圖2k)。因而在峰值年齡組成和整體年齡分布形態(tài)上, 二者均具有很好的相似性。江蘇沙脊南部的碎屑鋯石U-Pb峰值年齡(圖2j)組成與古黃河(圖2h)和現(xiàn)代黃河(圖2i)相比, 古生代的雙峰特征不明顯。江蘇沙脊南部的碎屑鋯石U-Pb峰值年齡(圖2j)和膠東半島(圖2d)、大別山(圖2e)和魯中山區(qū)(圖2f)的碎屑鋯石U-Pb年齡相比, 其晚中生代峰值年齡(132 Ma, 150 Ma)不明顯。

在三維MDS判定結(jié)果中, 江蘇沙脊北的距離與大別山和魯中山區(qū)的距離較近(圖3a); 江蘇沙脊中的距離與古黃河、黃河和長(zhǎng)江的距離較近(圖3b);而江蘇沙脊南的距離則與現(xiàn)代長(zhǎng)江的距離最近(圖3c)。從貢獻(xiàn)率來(lái)看, 大別山和魯中山區(qū)對(duì)江蘇沙脊北部的物質(zhì)組成起到主導(dǎo)作用, 分別占45%和25%。而江蘇沙脊中部的物質(zhì)受古黃河(29%)和現(xiàn)代黃河(27%)的影響較大, 但長(zhǎng)江的物質(zhì)貢獻(xiàn)率也達(dá)到25%。長(zhǎng)江對(duì)江蘇沙脊南部的物質(zhì)貢獻(xiàn)率達(dá)到68%, 而古黃河(10%)的貢獻(xiàn)率則相對(duì)偏小。

圖3 鋯石U-Pb年齡MDS判定圖(a—c; 實(shí)線(xiàn)和虛線(xiàn)分別代表最近和第二近距離)和江蘇沙脊沉積物來(lái)源貢獻(xiàn)率的蒙特卡羅反演模型模擬結(jié)果(d—f)Fig.3 Zircon U-Pb age MDS determination diagram(a-c; the solid and dotted lines represent the nearest and the second- closest distance, respectively) and simulation results of the contribution rate of sediment sources from to the Jiangsu Sand Ridge were proposed by Monte Carlo inversion model (d-f)

黃河下游的開(kāi)封和利津的鉀長(zhǎng)石Pb同位素206Pb/204Pb和208Pb/204Pb的比值范圍基本重疊(圖4a),但與蘇魯—大別造山帶(圖4b)和長(zhǎng)江下游的鉀長(zhǎng)石Pb同位素相比, 其具有206Pb/204Pb比值大于16的區(qū)域。此外, 蘇魯—大別造山帶(圖4b)和長(zhǎng)江下游的鉀長(zhǎng)石Pb同位素比值區(qū)域不重疊。因而, 將江蘇沙脊南部的鉀長(zhǎng)石Pb同位素與這三個(gè)區(qū)域進(jìn)行對(duì)比時(shí), 可以發(fā)現(xiàn)其主要與長(zhǎng)江的分布區(qū)重疊(圖4c)。在二維MDS判定圖中, 可清晰的看到江蘇沙脊南部與長(zhǎng)江的距離最近(圖4d)。

圖4 鉀長(zhǎng)石Pb同位素組成Fig.4 Pb isotopic composition of K-feldspar

4 討論

4.1 江蘇沙脊的物源

從碎屑鋯石U-Pb峰值年齡組成和形態(tài)、MDS判定結(jié)果、物質(zhì)貢獻(xiàn)率和鉀長(zhǎng)石Pb同位素組成來(lái)看, 江蘇沙脊北部的碎屑物質(zhì)主要受到蘇魯—大別造山帶和魯中山區(qū)的共同影響(圖5)。黏土礦物、碎屑礦物和地表沉積物的粒度分析, 揭示了海州灣的沉積物主要來(lái)源于海岸侵蝕、再懸浮泥沙和附近河流物質(zhì)的輸入, 而與黃河和長(zhǎng)江的物質(zhì)組成截然不同(Lu et al., 2015)。海州灣地區(qū)近海沉積物中的礦物組合分析結(jié)果表明, 近海海砂是河口-淺海環(huán)境共同作用的產(chǎn)物, 主要來(lái)源于蘇魯—大別造山帶的花崗巖、片麻巖和榴輝巖(湯倩等, 2021)。這與早期尹秀珍等(2007)的認(rèn)識(shí)一致。江蘇沙脊北部位于海州灣西部, 無(wú)論現(xiàn)代黃河還是長(zhǎng)江的物質(zhì)在黃海沿岸流的影響下, 很難繼續(xù)攜帶碎屑物質(zhì)向西進(jìn)入其內(nèi)(Li et al., 2014), 因而來(lái)自魯中山區(qū)和蘇魯—大別山的碎屑物質(zhì)就近成為江蘇沙脊北部的重要物質(zhì)來(lái)源。

圖5 江蘇沙脊的物質(zhì)來(lái)源貢獻(xiàn)率圖Fig.5 Contribution rate of material sources of the sand ridges in Jiangsu Province

黃河、古黃河的碎屑物質(zhì)對(duì)江蘇沙脊中部的物質(zhì)組成起重要影響, 此外也受長(zhǎng)江的物質(zhì)影響(圖5)。尹秀珍等(2007)根據(jù)重礦物組合的結(jié)果, 發(fā)現(xiàn)江蘇沙脊中部的物質(zhì)表現(xiàn)出多源性, 沉積物部分來(lái)源于黃河物質(zhì)、長(zhǎng)江物質(zhì)及黑潮物質(zhì)。粒度組成和主微量元素結(jié)果表明, 黃河和長(zhǎng)江的物質(zhì)共同主導(dǎo)了江蘇沙脊中部的物質(zhì)組成(Lan et al., 2007; Rao et al.,2015; Yang et al., 2020; Cao et al., 2021)。稀土元素物源示蹤結(jié)果表明, 海州灣的物質(zhì)對(duì)江蘇沙脊中部的物質(zhì)影響較弱, 而黃河和長(zhǎng)江的物質(zhì)貢獻(xiàn)較大(Li et al., 2017)。江蘇沙脊中部的全巖Sr-Nd、石英O同位素與古黃河、黃河和長(zhǎng)江吻合, 而與朝鮮半島的河流截然不同(Rao et al., 2017; Li et al., 2023a,b)。所以, 江蘇沙脊中部的物質(zhì)組成以近源的黃河、古黃河和長(zhǎng)江的物質(zhì)為主。

黃河、魯中山區(qū)和蘇魯—大別造山帶的碎屑物質(zhì)對(duì)江蘇沙脊南部的物質(zhì)組成的影響較弱, 而其物源主要來(lái)自長(zhǎng)江(圖5)。重礦物和黏土礦物組成表明,江蘇沙脊南部的物質(zhì)主要來(lái)自長(zhǎng)江(Wang et al.,2012)。碎屑鋯石U-Pb年齡、重礦物組合物源示蹤的結(jié)果支持江蘇沙脊南部的物質(zhì)主要受控于長(zhǎng)江(Su et al., 2018; Shang et al., 2021; Sun et al., 2023)。因而, 隨著遠(yuǎn)離古黃河和黃河, 江蘇沙脊南部的物質(zhì)更多的受長(zhǎng)江物質(zhì)的影響。所以, 面積廣大的江蘇沙脊的碎屑物質(zhì)組成不均一。

4.2 江蘇沙脊的形成機(jī)制

黃河完全貫通的時(shí)代要追溯到早更新世(Liu et al., 2020)。而長(zhǎng)江下游在晚上新世—早更新世也穩(wěn)定出現(xiàn)在南黃海(Zhang et al., 2019)。碎屑鉀長(zhǎng)石Pb同位素(林旭等, 2022a)和鋯石U-Pb年齡(Nie et al.,2015)物源示蹤結(jié)果表明, 黃河下游物質(zhì)主要受控于黃土高原(圖6)。碎屑鉀長(zhǎng)石Pb同位素(Zhang et al., 2022)、鋯石U-Pb年齡(He et al., 2013; 林旭等,2022c)和磷灰石Sr同位素(林旭等, 2022d)物源示蹤結(jié)果表明長(zhǎng)江的物質(zhì)主要來(lái)自于龍門(mén)山(圖6)。黃河和長(zhǎng)江的中、下游都受到亞洲夏季風(fēng)的影響, 豐沛的降水加上各自流域內(nèi)存在的地勢(shì)差異, 二者成為亞洲大陸與西太平洋碎屑物質(zhì)的傳送帶(Yang et al.,2003; Qiao et al., 2017)。受西太平洋板塊向西俯沖的影響, 中生代和早新生代形成的拉張斷陷盆地在晚新生代進(jìn)入坳陷階段, 成為容納黃河和長(zhǎng)江的物質(zhì)儲(chǔ)場(chǎng)(Suo et al., 2020)。在第四紀(jì)冰期, 我國(guó)東部的陸架海的海平面下降幅度超過(guò)120 m(趙希濤等,1979), 這導(dǎo)致黃河和長(zhǎng)江的侵蝕基準(zhǔn)面隨之下降,進(jìn)一步增強(qiáng)了黃河和長(zhǎng)江的向源侵蝕, 黃河和長(zhǎng)江搬運(yùn)碎屑物質(zhì)深入中國(guó)東部大陸架(Li et al., 2002,圖6a)。因而在黃河下游發(fā)育華北平原, 在長(zhǎng)江下游發(fā)育長(zhǎng)江中下游平原。這說(shuō)明黃河和長(zhǎng)江為中國(guó)東部陸架提供了豐富的碎屑物質(zhì)。

圖6 江蘇沙脊形成過(guò)程復(fù)原圖Fig.6 Reconstructed map of sand ridge formation in Jiangsu Province

南黃海為南北向延伸的負(fù)地形, 東西方向地形不對(duì)稱(chēng), 西部為寬緩、平坦的平原地形, 平均坡度約為0.21‰, 東側(cè)相對(duì)陡窄, 平均坡度約為0.35‰(孔祥淮等, 2022; 圖5)。這樣的地形有利于保存來(lái)自我國(guó)內(nèi)陸的大型河流的沉積卸載。而南黃海東部的朝鮮半島附近的海岸則沒(méi)有發(fā)育大型沙脊(圖5),一是因?yàn)槌r半島的河流流域面積小, 提供的碎屑物質(zhì)量少; 二是因?yàn)槎竷A的海底地貌特征不利于碎屑沉積物堆積。第四紀(jì)的氣候交替出現(xiàn)冰期和暖期,暖期對(duì)應(yīng)著高海平面(趙希濤等, 1979)。尤其是末次冰期結(jié)束后, 我國(guó)東部陸架海再次出現(xiàn)(趙希濤等,2017; 圖6b), 在南黃海西部的陸架上積累的豐富的碎屑物質(zhì)經(jīng)過(guò)海洋動(dòng)力過(guò)程, 例如潮汐、涌浪和沿岸流等的影響, 逐漸發(fā)育輻射狀的沙脊形態(tài)(Li et al., 2001; Liu et al., 2010; Shang et al., 2021)。在沿岸流的作用下, 黃河和長(zhǎng)江的碎屑物質(zhì)的持續(xù)補(bǔ)給,成為維系這些沙脊繼續(xù)存在的物質(zhì)基礎(chǔ)(Wang et al.,2012; Rao et al., 2015; Yang et al., 2020; Li et al.,2023a)。因而, 江蘇沙脊的發(fā)育首先是黃河和長(zhǎng)江從東亞內(nèi)陸搬運(yùn)了豐富的碎屑物質(zhì)。這些碎屑物質(zhì)的產(chǎn)生體現(xiàn)了亞洲季風(fēng)(大氣圈)、地表徑流(水圈)和地勢(shì)階梯(巖石圈)之間的相互作用。其次, 南黃海西部平坦的地形為江蘇沙脊的碎屑物質(zhì)的保存提供了地貌條件。再者, 末次冰期以來(lái)的海平面上升,為輻射沙脊的出現(xiàn)提供了外部動(dòng)力條件。總體而言,江蘇沙脊的出現(xiàn)體現(xiàn)了河流和海洋的交互作用在形成河口-海岸地貌的重要作用。

5 結(jié)論

通過(guò)我們先前發(fā)表的碎屑鋯石和鉀長(zhǎng)石Pb同位素?cái)?shù)據(jù), 結(jié)合研究區(qū)發(fā)表的相關(guān)結(jié)果, 經(jīng)過(guò)系統(tǒng)分析后, 得到如下結(jié)論:

(1)江蘇沙脊北部的物質(zhì)主要來(lái)自大別山和魯中山區(qū)的碎屑物質(zhì); 沙脊中部的物質(zhì)組成受古黃河、黃河和長(zhǎng)江的共同影響; 沙脊南部的物質(zhì)主要來(lái)自長(zhǎng)江。江蘇沙脊的整體物質(zhì)組成不均一。

(2)江蘇沙脊的出現(xiàn)首先得益于黃河和長(zhǎng)江這樣的大陸尺度的大河搬運(yùn)了豐富的碎屑物質(zhì)到下游,南黃海西海岸的平坦地形有利于保存這些碎屑物質(zhì),末次冰期后東亞陸架海持續(xù)對(duì)其改造, 體現(xiàn)了河流-海洋在塑造河口-海岸地貌中的交互作用。

Acknowledgements:

This study was supported by National Natural Science Foundation of China (No.41972212), and Hubei Province (No.8210403).