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自地壳形成以来，便开始了风化、侵蚀和沉积作用，导致新的沉积岩不断形成。从全球的观点来看，风化、侵蚀和沉积作用是没有停歇、终止的，因而在沉积岩中保存了地壳历史进程完整的记录。通过对沉积岩的研究，可了解地壳的发生和发展演变规律。同时根据沉积岩的各种特征及其在空间和时间上的分布关系，可作为地层划分和地质剖面对比的基础，研究沉积岩可以解决现代和古代沉积物的成因问题，并能恢复它们堆积时的古地理、古地球化学、物理化学和其他条件。
研究沉积岩不仅具有重大的科学价值，而且具有十分重要的经济意义。经查明沉积岩中蕴藏着大量的金属、非金属和可燃有机矿产，如铁、锰、铜、铅锌、铝、磷、钾等，特别是煤；石油、天然气、岩盐等盐类矿产几乎全为沉积类型。据估计由沉积和沉积变质作用而形成的矿产约占世界矿产资源总储量的80%。一定的沉积矿产常与一定的沉积岩组合共生，而且在时间上出现于特定的层位，空间上分布于一定的古地理环境。如我国北方宣龙式铁矿、南方的宁乡式铁矿，以及我国的锰、磷、煤、油页岩等矿产都是产于特定的层位和一定的沉积岩组合之中。因此，对沉积岩岩性特征及其沉积环境的研究，可查明沉积岩与沉积矿产的形成、发展和分布规律，指导寻找有关的沉积矿产。
沉积岩覆盖地球表面范围广大，因此各项工程建设都与沉积岩密切相关。此外，沉积岩与地下水的开发和利用关系也是十分密切的。
1.进一步完善和丰富沉积学理论
洪水是一种紊流水与沉积物混合形成的一种高密度浊流，洪水泛滥的河流产生了高密度悬浮沉积物和连续的增速水流（洪峰到来之前）及减速水流（洪峰过后），洪水造成的沉积层序单元底部沉积对应着洪水事件上升期的沉积，层序单元顶部对应洪水事件减弱期的沉积。所以，对洪水事件形成的洪水沉积岩研究有助于认识导致沉积物搬运、沉积的流体类型，丰富沉积学理论。
2.有助于恢复古气候，重建古气候历史
对洪水事件沉积过程和沉积特征的研究，是识别历史时期的洪水事件的基础，而洪水事件亦是对古气候变化的一种响应。古洪水多发生在不同气候状况演变的过渡时期，尤其是在气候转型时期的突变阶段，因此，研究古洪水事件有助于反演古气候变化的历史，重建流域洪水发生的序列，分析洪水发生的周期，以而对预测气候变化提供佐证。
3.有利于防洪减灾研究
洪水事件发生规律的研究一直都是防洪减灾研究的重点。然而，现有的实测资料和历史洪水记录根本无法满足认识洪水发生规律的需要。因此，以地质记录中识别和恢复古洪水的水位、流量和发生规律，对于水利工程建设和防洪减灾具有十分重要的意义。古洪水的研究为解决这些问题提供了新的方法。利用古洪水来推测流域洪水发生的最大水位，并计算出洪水发生频率。例如，根据同次洪水中沉积物在河段中不同位置的分布，可以估算出该次洪水的水面比降，同时修正未达到最高沉积层顶面的洪水高程，借此估算古洪水最大流量。由河段中多次洪水沉积物高程推求的古洪水量，组成古洪水系列，与历史调查洪水、实测洪水组成两个不连续的洪水系列，以供频率计算。
4.有助于全面了解地区的文化发展历史
人地关系是当今十分引入瞩目的研究课题，人水关系也属于人地关系的一种，人类的发展史也反映在对水的认识改造史中。在人地关系发展的历史上，人与洪水的斗争是一件重大的事情。人类在防洪减灾实践中不断总结经验和教训，以而进一步深化和修正了人类对人地关系的认识，更新了人地关系的内涵。新的人地关系观又在指导人类的防洪减灾实践中不断完善。由此可见，以地学角度对古洪水进行研究，无疑为人水关系研究提供了一种新的途径和佐证。另外，洪水事件会造成一些古文化的中断，因此，作为一种突发事件，古洪水也有助于我们全面了解一个地区的文化发展历史。
沉积岩的体积只占岩石圈的5%，但其分布面积却占陆地的75%，大洋底部几乎全部为沉积岩或沉积物所覆盖。沉积岩不仅分布极为广泛，而且记录着地壳演变的漫长过程。如今已知，地壳上最老的岩石，其年龄为46亿年，而沉积岩圈中年龄最老的岩石就36亿年（苏联科拉半岛）。沉积岩中蕴藏着大量的沉积矿产，如煤，石油，天然气，盐类等，而且铁锰铝铜铅锌等矿产中 沉积类型的也占有很大的比重。同时，沉积岩分布地区又是水文地质和工程地质的主要场所。因此，研究沉积岩，对发展地质科学的理论 寻找丰富的沉积矿产以及水文地质和工程地质工作均具有重要意义。沉积岩：是地面即成岩石在外力作用下，经过风化、搬运、沉积固结等沉积而成，其主要特征是：①层理构造显著；②沉积岩中常含古代生物遗迹，经石化作用即成化石；③有的具有干裂、孔隙、结核等。常见的沉积岩有：直径大于3毫米的砾和磨圆的卵石及被其它物质胶结而形成的砾岩，由2毫米到毫米直径的砂粒胶结而成的砂岩，由颗粒细小的粘土矿物组成的页岩，由方解石为其主要成分，硬度不大的石灰岩等。已经形成的岩石露出地表后，由于风化作用而遭到破坏，，变成碎屑等，经过流水、风、冰川及其它外力搬运，最后在海洋、低地或海陆之间的过渡地带沉积下来，在经受亿万年的压缩、变化之后，胶结在一起，又变成一层一层的坚硬的岩石。这样形成的岩石叫做沉积岩。还会形成水波痕迹，雨纹。
自地壳形成以来，便开始了风化、侵蚀和沉积作用，导致新的沉积岩不断形成。从全球的观点来看，风化、侵蚀和沉积作用是没有停歇、终止的，因而在沉积岩中保存了地壳历史进程完整的记录。通过对沉积岩的研究，可了解地壳的发生和发展演变规律。同时根据沉积岩的各种特征及其在空间和时间上的分布关系，可作为地层划分和地质剖面对比的基础，研究沉积岩可以解决现代和古代沉积物的成因问题，并能恢复它们堆积时的古地理、古地球化学、物理化学和其他条件。
研究沉积岩不仅具有重大的科学价值，而且具有十分重要的经济意义。经查明沉积岩中蕴藏着大量的金属、非金属和可燃有机矿产，如铁、锰、铜、铅锌、铝、磷、钾等，特别是煤；石油、天然气、岩盐等盐类矿产几乎全为沉积类型。据估计由沉积和沉积变质作用而形成的矿产约占世界矿产资源总储量的80%。一定的沉积矿产常与一定的沉积岩组合共生，而且在时间上出现于特定的层位，空间上分布于一定的古地理环境。如我国北方宣龙式铁矿、南方的宁乡式铁矿，以及我国的锰、磷、煤、油页岩等矿产都是产于特定的层位和一定的沉积岩组合之中。因此，对沉积岩岩性特征及其沉积环境的研究，可查明沉积岩与沉积矿产的形成、发展和分布规律，指导寻找有关的沉积矿产。
沉积岩覆盖地球表面范围广大，因此各项工程建设都与沉积岩密切相关。此外，沉积岩与地下水的开发和利用关系也是十分密切的。
1.进一步完善和丰富沉积学理论
洪水是一种紊流水与沉积物混合形成的一种高密度浊流，洪水泛滥的河流产生了高密度悬浮沉积物和连续的增速水流（洪峰到来之前）及减速水流（洪峰过后），洪水造成的沉积层序单元底部沉积对应着洪水事件上升期的沉积，层序单元顶部对应洪水事件减弱期的沉积。所以，对洪水事件形成的洪水沉积岩研究有助于认识导致沉积物搬运、沉积的流体类型，丰富沉积学理论。
2.有助于恢复古气候，重建古气候历史
对洪水事件沉积过程和沉积特征的研究，是识别历史时期的洪水事件的基础，而洪水事件亦是对古气候变化的一种响应。古洪水多发生在不同气候状况演变的过渡时期，尤其是在气候转型时期的突变阶段，因此，研究古洪水事件有助于反演古气候变化的历史，重建流域洪水发生的序列，分析洪水发生的周期，以而对预测气候变化提供佐证。
3.有利于防洪减灾研究
洪水事件发生规律的研究一直都是防洪减灾研究的重点。然而，现有的实测资料和历史洪水记录根本无法满足认识洪水发生规律的需要。因此，以地质记录中识别和恢复古洪水的水位、流量和发生规律，对于水利工程建设和防洪减灾具有十分重要的意义。古洪水的研究为解决这些问题提供了新的方法。利用古洪水来推测流域洪水发生的最大水位，并计算出洪水发生频率。例如，根据同次洪水中沉积物在河段中不同位置的分布，可以估算出该次洪水的水面比降，同时修正未达到最高沉积层顶面的洪水高程，借此估算古洪水最大流量。由河段中多次洪水沉积物高程推求的古洪水量，组成古洪水系列，与历史调查洪水、实测洪水组成两个不连续的洪水系列，以供频率计算。
4.有助于全面了解地区的文化发展历史
人地关系是当今十分引入瞩目的研究课题，人水关系也属于人地关系的一种，人类的发展史也反映在对水的认识改造史中。在人地关系发展的历史上，人与洪水的斗争是一件重大的事情。人类在防洪减灾实践中不断总结经验和教训，以而进一步深化和修正了人类对人地关系的认识，更新了人地关系的内涵。新的人地关系观又在指导人类的防洪减灾实践中不断完善。由此可见，以地学角度对古洪水进行研究，无疑为人水关系研究提供了一种新的途径和佐证。另外，洪水事件会造成一些古文化的中断，因此，作为一种突发事件，古洪水也有助于我们全面了解一个地区的文化发展历史。
洛阳牡丹，为多年生落叶小灌木， “洛阳地脉花最宜，牡丹尤为天下奇。”其栽培始于隋，鼎盛于唐，宋时甲于天下。它雍容华贵、国色天香、富丽堂皇，寓意吉祥富贵、繁荣昌盛，是中华民族兴旺发达、美好幸福的象征。洛阳牡丹花朵硕大，品种繁多，花色奇绝，有红、白、粉、黄、紫、蓝、绿、黑及复色9大色系、10种花型、1000多个品种。花开时节，洛阳城花海人潮，竞睹牡丹倩姿芳容。 牡丹作为观赏植物栽培,则始于南北朝,据唐代韦绚刘宾 洛阳牡丹客嘉话录记载:"北齐杨子华有画牡丹极分明.子华北齐人,则知牡丹亦矣."又据太平御览谢康乐说:"南朝宋时,永嘉(今温州一带)水际竹间多牡丹.""牡丹这一名称的发现,标志着牡丹栽培历史的开始.明代李时珍本草纲目说:"牡丹虽结籽而根上生苗,故谓'牡'(意谓可无性繁殖),其花红故谓'丹'.近代生物学先驱达尔文在十九世纪七十年代写的《动植物在家养情况下的变异》一书中说，牡丹在中国已经栽培了一千四百年从十九世纪七十年代推到一千四百年前，那是公元五世纪，即南北朝初年，和中国牡丹的栽植历史大体相属。隋代 隋代，隋炀帝（公元605-618 ）时“辟地周二百里为西苑……，昭天下境内所有鸟兽草木驿至京师（今河南洛阳）……。易州（今河北易县）进二十箱牡丹”。《隋志素问篇》中说道：“清明次五时牡丹华。”这又足以说明牡丹作为观赏植物则规模更大。唐代 唐代（公元618-907）牡丹栽培开始繁盛起来。开元中盛于长安。 洛阳牡丹传说当时洛阳有个叫宋单父的善于种花，应唐玄宗李隆基之召，到骊山种了一万多本，颜色不相同（《龙城录》）。李白“云想衣裳花想容，春风拂槛露华浓。若非群玉山头见，会向瑶台月下逢。”等三首“清平调”就是歌咏几种不同颜色牡丹的。“庭前芍药妖无格，池上芙蓉静少情。唯有牡丹真国色，花开时节动京城。”（刘禹锡：“赏牡丹”）“帝城春欲暮，喧喧车马度；共道牡丹时，相随买花去。贵贱无价，酬值看花数：灼灼百朵红，戋戋步束素。……家家习为俗，人人迷不悟。……”（白居易：“买花”）从以上这些诗篇可以看出当时帝都长安裁培牡丹的盛况。这时，牡丹不但颜色种类多了，而且还出现了一些新奇变异和重瓣现象。“兴唐寺有牡丹一窠，元和中着花一千二百朵，其色有正晕、倒晕、浅红、浅紫、紫白、白檀等，独无深红，又有花叶中无抹心者，重台花者，其花面七、八寸。”（《酉阳杂俎》）“穆宗皇帝殿前种千叶牡丹，花始开香气袭人，一朵千叶，大而且红。”（《杜阳杂俎》）。这也说明了，我国早在公元九世纪，便已经有了重瓣牡丹。 唐代洛阳人宋单父，精于园艺，他种的牡丹，红白斗色， 洛阳牡丹变异千种，被时人尊称为花师，惊服他有“幻世之绝艺”。惜此高超绝艺，无著录传世。宋欧阳修《洛阳牡丹记风俗记第三》载，宋时有一复姓东门、人称“门园子”的人，是一位牡丹接花高手，富豪人家都请他嫁接牡丹，秋天接花，到来年春天见花再付钱，接活一株，价值五千。张邦基《墨庄漫录》亦载，宋徽宗宣和年间，洛阳有一位欧姓花师，用药壅培白牡丹根下，次年花开浅碧色，人称“欧家碧”，极为珍贵，每年作为贡品，供奉朝廷。 宋代洛阳牡丹的栽培管理，在择地、栽植、浇灌、施肥、修剪、防虫害、防霜冻以及嫁接、育种等栽培技术方面，总结出一套较为完整的成熟经验。明清时期，牡丹的栽培技术更加趋于完善。花工们从牡丹的种、栽、分、接、浇、养、医、忌等8个方面进行了科学总结，并付诸实现。古代洛阳牡丹的栽培技术，至今对牡丹的生产仍具有一定的指导意义。当代洛阳人在恢复和继承矛盾传统栽培技术的基础上，各种技艺均得到迅速发展，尤其是对牡丹的促成栽培技术，已能使其从9月上旬到翌年自然花期之前近200 天。牡丹花期控制技术已基本达到花随人意，周年开花。宋代 （公元960－1279年），中国牡丹栽培中心 洛阳牡丹，由唐之长安而转移到了洛阳，牡丹的品种更多，栽培技术更加系统、完善。并出现了一批理论专著，对牡丹的研究有了很大的提高。这一时期的著作有欧阳修的《洛阳牡丹记》；周师厚的《鄞江周氏洛阳牡丹记》、《洛阳花木记》；张峋的《洛阳花谱》等等。记述了牡丹的栽培管理，总结出一整套较为完整的成熟经验。欧阳修说：大抵洛人家家有花，而少大树，盖其不接则不佳。 洛阳牡丹的人工栽培始于隋，盛于唐，甲天下于北宋。之后，随着政治中心的转移和洛阳名园的毁夷，至南宋时，四川天彭牡丹继起，有小洛阳之盛。从陆游的《天彭牡丹谱》中所列60多个品种看，大都是从洛阳引进的。明代，盛极一时的安徽亳州牡丹也有许多是从洛阳引进的老品种。清代，曹州牡丹取代亳州牡丹而代之，洛阳牡丹又直接或间接地和曹州牡丹存在一定的渊源关系，足见洛阳牡丹的传播和影响。当今洛阳牡丹更传到意大利、德国、法国、日本、美国、荷兰、南非、澳大利亚和中国台湾、香港等地区。 牡丹栽培历史可列表如下。 洛阳牡丹朝代年代栽培中心 隋581-618洛阳 唐618-907长安 五代907-960洛阳 北宋960-1127洛阳 南宋1127-1279天彭 明1368-1644亳州 清1644-1911曹州（菏泽古称）编辑本段科研成果 "洛阳地脉花最宜,牡丹尤为天下奇."由于洛阳 洛阳牡丹气候温和,雨量适中,土地肥沃,加之园艺大师们巧植善种,培育出许多色,型皆佳的珍品,使牡丹变异千种,名品日增,誉满全国,遂有"洛阳牡丹甲天下"之称. 自古洛阳人爱花成俗.邵雍的"洛阳人惯见奇葩,桃李开花未当花,须是牡丹花盛发,满城方始乐土无涯"的名诗,正是这种习俗的真实写照. 洛阳地区具有丰富的牡丹资源，是中国野生牡丹的原生地之一。据统计，中国芍药属牡丹组植物共有8种、两个变种、1个亚种、1个变型，其中洛阳就有两个种。以这些洛阳原生种为主，繁育并形成了中国以洛阳为中心的中原牡丹品种群，辐射、传播至全国各地，并不断繁衍，形成当地的生态型品种。据统计，如今包括传统品种、新品种和从国内外引入品种，洛阳共有960个牡丹品种，占全国牡丹品种总量的67．25％，洛阳已经成为中国牡丹资源的重要分布地和最早的栽培地，而且也是中国乃至世界牡丹的栽培中心之一。 洛阳市地质矿产局和省地质调查院完成的一项科研成果证明，洛阳牡丹开得硕大鲜亮确实与洛阳的独有地脉有关。 据介绍，伊河洛河带来的火山岩元素沉积下来，使洛阳 洛阳牡丹土壤中所含有的微量元素锰、铜、锌、钼明显高出其他地区，其中锰的含量平均高出26．7倍，加上该地区适宜的气候，使得洛阳牡丹具有了得天独厚的生长条件。 近年来，洛阳牡丹获得省级以上科研成果40多项,中国花卉博览会金奖20个;率先在国内制定执行牡丹种苗、盆花质量标准;率先申请注册牡丹“地理标志”,初步实现了标准化生产。目前牡丹年产值达10亿元,产品畅销全国各地和日本、美国、荷兰、新西兰等20多个国家和地区。近年来,洛阳新建了一批高档次牡丹观赏园,为延长花期专门建造了高山牡丹园、晚开牡丹园,使全市牡丹高档观赏园达到12个,观赏面积达4000多亩,牡丹自然花期从每年3月下旬至5月上旬,并通过人工技术措施,实现花开花落随人愿,催花牡丹四季开放。 河南洛阳依靠科技力量，对多个品种牡丹进行无性繁殖技术研究，大力培育推广新品种。目前，洛阳已拥有黑、红、黄、绿、白、紫等9大色系的牡丹 洛阳牡丹品种1100多个，数量达4000多万株。 2007年4月2日，从有关部门了解到，经专家论证认定，洛阳邙山为我国野生牡丹最主要的发源地，位于洛阳国家牡丹园内的“凤丹牡丹林”，是全国乃至全世界现存的数量最大的“千年牡丹群”。 据介绍，邙山古代又称凤凰山，“凤凰山牡丹”简称凤丹牡丹。汉代就有凤丹牡丹的药用记载，距今已有1900年的历史。 专家指出，牡丹枝条属半木质结构，很难长得高大，一般寿命在百年左右。洛阳国家牡丹园内的千年凤丹牡丹群，非常壮观又独具特色，花期长达一个多月。 目前全国牡丹野生种有8个品种，其中河南就有6个，洛阳是我国野生牡丹最主要的发源地。专家认定，传播牡丹的历程为洛阳、四川、陈州、亳州、曹州。
海相泥页岩沉积过程研究进展
李一凡1，魏小洁2，樊太亮1
1. 中国地质大学（北京）能源学院，北京市海淀区，100083
2. 中国地质科学院地质力学研究所，北京市海淀区，100081
导读
海相泥页岩的岩相命名方法应考虑结构（粒度）、层理及矿物成分等特征，结构方面着重参考砂级、粗泥级（粗粉砂级）、中泥级（细粉砂-中粉砂级）和细泥级（黏土级-极细粉砂）的占比，将泥岩划分为砂质泥岩、粗粒泥岩、中粒泥岩和细粒泥岩；层理描述注重纹层的连续性（连续或者不连续）、形态（板状、波状或者曲线状）和几何关系（平行或者不平行）；矿物成分则比较粘土矿物、石英和碳酸盐岩矿物的相对含量，以50%为含量界限，将细粒沉积岩分为了粘土质、硅质和钙质，若三种成分的含量均未超过50%，则以最多的两种成分排序命名。
图1 异轻流、异重流和浪控沉积重力流形成示意图
浅海陆棚是泥页岩沉积的主要环境，其细粒沉积物主要搬运与沉积过程包括风成输入、异轻流、重力流（前三角洲浊流、异重流和浪控沉积物重力流）及风暴流（ 图1 ）。风源输入的来源主要包括沙尘和火山灰，有时在底流改造作用下会保留层理特征，其中火山灰层可作为等时标志层；异轻流主要由河流输入的泥质悬浮沉积组成，可漂浮几百公里，悬浮沉积后形成水平纹层；前三角洲浊流由前三角洲斜坡的垮塌引起，持续时间短，搬运距离近，其主控沉积物搬运机制表现为沉积物重力流——牵引搬运——悬浮沉积的变化过程；异重流是指河流输入中的高密度流体，可由超大洪水或者是在潮湿环境下的高山地区河流中产生，完整的异重流沉积表现为对称的粒序变化，体现了异重流搬运能力由弱到强再由强到弱的变化周期；浪控沉积物重力流是由异轻流或者异重流（近三角洲区域）等沉积下来的沉积物在风浪和底流的作用下进行二次搬运和沉积，搬运机制表现为表现从牵引搬运——沉积物重力流——悬浮沉积的转换过程；风暴流是指在风暴浪的作用下，在岸线形成了一个向离岸方向运动的底流，沉积物搬运机制表现为由混合流的侵蚀和牵引搬运向悬浮沉积的转换。
前文所述的细粒沉积物搬运与沉积过程主要分布在陆棚海区域，其搬运的最远距离可达上百公里，搬运所需的最小坡度为 。相较而言，陆表海的延伸范围更广，可达上千公里，坡度更缓，大部分区域坡度在 之间，显然，广大陆表海区域的细粒沉积物无法被上述的水动力能量所搬运。近年研究表明，广大陆表海区域的细粒沉积物搬运机制主要为在潮汐作用或者季风作用下形成的远岸底流。水槽实验显示，在底流的作用下，细粒沉积物会形成砂级大小的絮凝状颗粒，以推移载荷的形式向前搬运，形成流水波纹。然而，由于细粒沉积物的高含水率，早期形成的流水波纹在后期的压实作用下会形成“平行”层理或者低角度斜层理。在古代陆表海泥页岩中广泛分布的“平行”层理或者低角度斜层理都可能是底流作用下形成的流水波纹（ 图2 ）。
图2 海相泥页岩中的典型沉积特征
A 美国犹他州Tropic页岩钾质斑脱岩层中的残余丘状交错层；B 四川井研地区筇竹寺组页岩中的水平层理；C美国纽约州Sonyea Group页岩中的浊流沉积；D 美国犹他州白恶系Ferron页岩中典型的异重流沉积层，可见多个对称性粒序层；E 美国怀俄明州Mowry页岩中的浪控沉积物重力流层理；F 四川井研地区筇竹寺组页岩中的风暴流层理；G 贵州习水地区龙马溪组页岩中的流水波纹（黄色虚线标识）；H 美国犹他州Mowry页岩中的流水波纹
沉积特征的精细描述推动了泥页岩层序地层格架的建立，三级层序界面的识别在于寻找可对比的主要侵蚀面，泥页岩中常见的主要侵蚀面包括：粉砂质滞留沉积（几厘米厚指示主要侵蚀面）；砂质滞留沉积；生物骨架滞留沉积；黄铁矿滞留沉积（10毫米以上指示主要侵蚀面）；低角度削截；变形构造；突变接触的页岩层面；而层序内准层序的划分除了要寻找次要侵蚀面外，还需依靠对精细描述的沉积特征进行定量化统计与分析，通过定量统计泥页岩微相沉积特征的纵向变化及分布趋势，分析其主控水动力条件，可以分别建立了风浪、河流和潮汐作用下的泥质陆棚准层序模式。
不难看出，厘米-毫米级沉积特征精细描述与定量化分析和水槽模拟实验的有机结合已是当前海相泥页岩沉积过程的主要研究思路与方法。
论文相关信息
第一作者： 李一凡博士，中国地质大学(北京)副教授，主要从事细粒沉积学、沉积地球化学及非常规油气勘探等方面的教学与研究工作，E-mail:
基金资助： 国家自然科学基金项目（41702124，41802155）；国家自然科学基金企业创新发展联合基金项目（U19B6003-01-02）
DOI：
引用格式： 李一凡,魏小洁,樊太亮.海相泥页岩沉积过程研究进展[J/OL].沉积学报：1-23[2020-12-24].
冉静 黄亚文 从贵阳南行,乘车过“高原明珠”——花溪，眼前便轮番出现广袤的稻田，蜿蜒苍翠的山峦和明净如练的河流。再向南行20多公里，远远望见郁郁葱葱、状如双狮对峙的狮子山，便是青岩镇的主峰，青岩镇因此山而得名。 在其南麓，是耸立于峭壁之上的古城楼，耀眼的金黄色琉璃瓦，状如展翅飞翔的重檐翘角，巍巍如雄关当道，其下是星罗棋布的建筑物;南北两面一色青瓦木结构的古建筑群、鳞次栉比地排列在青石板阶梯及街道的两边，其间点缀着雕刻精美的白石牌坊，古朴典雅、恬静清幽;东西两面，现代建筑物林立，公路贯穿其中。 青岩的得名，据说是因为青岩在早年间遍地都是“早放白鹿青崖间”之故。明弘治《贵州图经新志》载:“青崖，在治城南五十里，贵州前卫屯田其下”。清道光《贵阳府志》也有:“青岩堡，在青崖下”的记载。青崖就是如今的狮子山，山距平壤，下临良田千顷。一道石砌城墙从201国道的方向迤逦而来，遮断了从堡中通出来的古驿道。城楼巍然耸立，书有“定广门”三字，说明这条古驿道是通往南边的定番州(今惠水县)和广顺县(今长顺县)去的，自古以来就是经黔南入桂的咽喉要道。 从定广门进入青岩，你就走进了一个青白相间的石头世界，眼前的是好一座“石头城”。石头就是青岩的骨骼，是它的身子骨架。史称，明天启二年和天启七年，贵州宣慰司安邦彦叛乱。两度围青岩数月不克，以及清咸丰年间，石达开攻青岩未果，青岩靠的就是有这样一副结实的石头身架。青岩人靠石头的帮助保平安，又靠石头的帮助建起许多的石建筑、石城墙、石街巷、石院落、石牌坊、石雕塑、石柜台，俨然一座石文化博物馆。 青石铺地、白石砌墙这就是青岩古镇建筑的最大特点。青岩的白石就叫做“白锦石”，其白如锦，肌理分明，状如叠纱。离定广门不远处有座赵理伦百岁坊，就是白锦石建筑的代表。还有那条幽深迂曲的背街、狭窄的巷道、两旁民居的院墙如同天然状态下的白锦石的推积层，一层叠一层，直至千层万层，每一层中仿佛都包含着如地质信息般的 历史 变迁的宝贵信息，令人在美感之外，还会涌起不尽的沧桑感。 石板街上有牌坊8座，至今尚存“赵彩章百岁坊”“赵伦理百岁坊”“周王氏媳刘氏节孝坊”3座。 赵彩章百岁坊位于镇北门外白坟边岩石上，建于清道光十九年(1839年)六月，呈四柱三间三楼四阿顶式，高米，宽9米，坐北背南，四柱南北均有抱鼓护柱，中间上方有横匾，北通有道光皇帝钦赐“大叶衍祥”提额，南北镌刻有“赵彩章百岁坊”。梁柱上浮雕有各种花草图案，上端安装有五个垫背梯形石凳，正中石凳雕有“龙螯图”，里嵌“圣旨”立匾。石坊各柱分别刻有赞颂赵彩章楹联。石坊顶部为“双鳌含贝”状。 赵伦理百岁坊，位于镇南定广门内。高米，宽9米，呈四柱三间三楼四阿顶式，面南背北。它的4根立柱的“抱鼓石”一反常规，不是“抱鼓”而是石狮。其狮尾朝上、头朝下，艺术大师刘海栗，看了这些石狮，认为是不可多得的艺术精品。他说，一般石狮多取蹲式，虽然但缺失灵动，仔细观察，4对8尊石狮，前后左右对称。中间两对雄狮身高米，身长米，旁边两对雌狮身高米，身长米。雄狮戏宝、雌狮护仔，彼此呼应，相映成趣，此乃国内罕见。牌坊正中横梁上有空雕“二龙抢宝”。整个石坊还有不少空雕“棱形图”、“双鳌图”和人物浮雕等精美图案。 周王氏媳刘氏节孝坊，位于镇南门外，距定广门300余米，建于清同治八年(1869年)呈四柱三间三楼四阿顶式，高米、宽9米，面南背北，四柱均有抱鼓护柱，正中横梁上有精致的空雕“二龙抢宝”。上方横匾为“周王氏媳刘氏节孝坊”。匾额上方梁柱有浮雕“荷花图”，垫背石正中空雕“玉龙图”中嵌“圣旨”立匾，左右四凳有浮雕“花瓶图”，南北两面皆然。东西横梁已断，今用石块封固。整座石坊有数幅“古书图”“花瓶图”、“双鳌卧背含寿图”书法工整，内容丰富楹联五幅。这些历百余年而美玉无暇的文物，给青岩古镇增添古色古香的光彩。 经数百年而留下的寺庙楼阁、宫院府祠，其建筑特点是雕梁画栋，飞翘角，装饰精细而个浮华，做工精巧而不奢靡。所有建筑的石柱基础最具特点，形态多样，图案生动活泼，总计有30余种。有长短花瓶形，四角、六角、八角，圆柱形和鼓形等形式，显示出贵州的石雕艺术水平。清道光年间重修的斗姆阁(又名迎祥寺)是其中的代表。 迎祥寺，又名斗姆阁，位于镇城南街黄家坡脚。斗姆阁为全寺主体建筑，位于全寺最高处，有石阶10余级，达于阁前台基，阁建于台上，上下二层，建筑古朴。下层正中4柱，大逾合，质料坚实，柱下承以石础高约2层，比市内其他石础高出一尺多。石础为圆形，与石柱形相配，增加稳定性。第二层中间4柱，为此层承重点所在，四柱不是从底层地面穿到二层，而是立于下层横梁上，形制特异;与市内文昌阁立柱有异曲同工之妙。观音殿，为穿斗式歇山顶翘檐式建筑，其他均为悬山顶木结构。全寺占地2000平方米，坐西向东。由于该寺建筑年代久远，有代表性，并为花溪区唯一正式开放的寺庙，故1986年定为镇之物保护单位，1995年定为市级文物保护单位。90年代中间到本世纪初，由政府拨款280万维修大殿两厢还重修三宫殿。 在青岩的寺庙建筑中，具有显著建筑特点的还有慈云寺、寿佛寺。慈云寺中的石柱础是贵阳地区石柱础的精品;寿佛寺则以石雕、木雕著称，寺中有一白锦石望柱，高越1米，望柱呈菱形空雕，极为精巧;另外大殿右侧浮雕“盘龙石”，戏楼衡梁上的木质造雕“二龙戏珠”都是工艺精湛的建筑附件。 万寿宫，又名江西会馆，位于镇西街3号，占地2000平方米，建于清康熙年间。嘉庆三年(1798年)重修。万寿宫的建筑特色为穿斗式硬山顶结构，书房为悬山顶式，由正殿、配殿、两厢、戏楼和生活用房组成一大型建筑群。戏楼则是该建筑群中最有特色的建筑，两阁三间，进深9米，中间为戏台，宽约8米，两侧为戏廊和休息室。立体结构为四梁全柱支撑，柱础为花纹各异的八角形白锦石。整座城楼高13米。台口横枋上均有木制雕刻珍品，为人物花卉图案浮雕。雕工精致，巧夺天工。左右戏廊口横枋和望柱(栏杆)横枋上同样有木质浮雕和透雕人物花卉图案数十幅，戏楼檐口的吊墩(俗称垂花柱)，又叫“撑供”。木质空雕“双狮争雄”更是少见的木雕工艺品，双狮前爪撑住台柱，二目圆睁，活灵活现。 万寿宫的整体建筑，从清后期至民国变化不大，保持原有特色。20世纪50年代至70年代，受人破坏，损坏严重，特别是建筑物上木雕艺术品，大部分销毁。但万寿宫主体建筑得以保存下来。为恢复其建筑原貌，当地政府拔出专款，划出土地，对万寿宫进行修复和重建。 文昌阁，位于东街143号，为穿斗式硬山顶砖木结构四合院式建筑，座北朝南，占地800平方米。有阁楼、正殿、前殿(一进)和两厢等屋舍组成。院中有巨石凿成的石缸两口，缸体有人物花卉浮雕，保存基本完好。 赵以炯故居，位于赵状元街1号。建于清代中晚期，系穿斗式悬山顶木结构，二进四合院建筑。座南向北，占地面积千余米，经历百年风雨整座建筑保存完好。一进右厢房的木雕门窗艺术品属民间工艺精品。状元府内有残存的“百寿图37个字，已被原样保护。另有两眼井，名为聪明水”，是青岩 旅游 的重要景点。 柱础本是垫在房柱下面的石头，其作用是防止木柱固受潮或雨潮而朽坏。青岩建筑的石柱础，花色品种多。在万寿宫、慈云寺、迎祥寺、寿佛寺等建筑群中，至今保留着各种不同造型的石柱础100多礅。其造型有圆形的、鼓形的、瓶形的、坛形的、瓜形的、莲形的、葫芦形的、四方形的、六棱形的、八棱形的和上圆下方、下圆上方以及数瓶数鼓重叠组合的等等，不同庙宇、不同部位的石柱础，其花纹图案各不同，其大小尺寸甚为悬殊，堪称一座琳琅满目的石刻博物馆、柱础上的浮雕，有菊花、牡丹等花草，有富禄寿禧等图案。有的就用蝙蝠代表“富”，用鹿代表“禄”，用寿星代表“寿”，用喜鹊代表“禧”。也有各种常见的万寿等字的变形图案，保留着中原文化的传统。在一座古庙废墟上，有个柱础精刻饕餮纹兽头，既像迦楼罗鸟，又像傩戏面具。洋溢着地域文化气息。青岩的石柱础的又特点，有的显得特别高。檐柱采用高柱础，显系防水使然。青岩有些檐柱础，几乎成石檐柱，极富地方特色。这些柱础，为防单调，多采用双瓶重叠作法。也有叠刻须弥座或其他器形的。 青岩镇的建筑，大多以石块奠基，以石板砌墙，以石片盖顶，俨然是一个石头的世界。普普通通的石头，在青岩人的手中，变幻出多彩多姿的花样来，比如用石头砌墙，有平砌法、立砌法、斜砌法还有各种砌法融于一体的特殊工艺。平砌、立砌“仿生学”有关，因为当地有些岩本身就是水平生成的。而另外一些水层岩，在“造山运功”中，被挤压起来了。斜砌法除受“仿生学”的影响外，明显地注入人类智慧。特别是上下两层反映斜砌的做法，造出若于“人”字的艺术效果。民间有人认为，那一排排“人”字形的石头墙，代表一根根“人”字形的鱼骨头，在这里，既寓意“年年有余”，又反映生殖崇拜，同时还生动的反映远古的渔猎生活。 重檐建筑是民居建筑中采用最多的一种建筑形式。此建筑在古镇青岩也只有在东、西、南、北四条主道上看到。换言之，只有商家店铺才是此类建筑，小巷道里是少有或者是根本看不到。重檐建筑的优点是门窗空间高、采光好、不受偏脚雨的袭击，此外还提高其空间(二楼)的利用率，再则就是整座建筑既美观、大气同时也能节约建筑材料，这充分体现了古镇人民勤俭持家的传统美德。 青岩在其600多年的 历史 中，留下了各种 历史 人物活动遗迹和墓葬等 历史 文化遗址。如咸同年间震惊中外的“青岩教案”遗址，第二次国内革命战争时期的“红军作战指挥部”遗址和“红军坟”等。著名的 历史 人物，有辛亥革命老人平刚故居、抗日战争时期周恩来同志的父亲周懋臣先生、邓颖超母亲杨振德女士、李克龙的父亲李哲卿老人等二十多位抗日干部家属，都先后由八路军驻贵阳交通站安置在青岩大地塘和南街。 相关链接： 《中国古镇(二)》特种邮票2016年5月19日，《中国古镇(二)》特种邮票分别是江苏姜堰溱潼镇.湖北红安七里坪镇.贵州贵阳青岩古镇.上海青浦朱家角镇.安徽肥西三河镇.广西昭平黄姚镇。 这套设计以实景为基础，采用了钢笔勾线配以淡彩的手法，并以雕刻线条细腻刻画古镇的代表性建筑，表现了古镇的厚重 历史 .文化积淀和秀美景色。甴张鸿斌设计，郝欧(中国目前唯一的女邮票雕刻师)雕刻。 责编：李茹
青岩古镇旅游资源的独特性表现在：1、古镇当地还有着许多的文化传统以及历史进程2、青岩古镇最开始是一个军事的小镇，这座由军事重地发展成的古镇，有着出自明清两代的精湛的古建筑。古镇大多是青石板铺成的小路，小巷也都比较窄，而且很安静。
青岩古镇的优势：（1）自然旅游资源：包含了山地景观、喀斯特洞穴、局部构景河段、自然泉流、舒适气候、风景林、古树名木、自然地标景段等。（2）古代人文旅游资源：包含了遗址、遗址景园、军事防御体系遗址、宗教建筑群、名人陵墓、传统民居群、历史街区、田园、独立聚落、历史纪念地（物）、殿堂、楼阁、石塔、古井等，构成了一个小而全的人文旅游资源体系。青岩古镇的劣势：（1）路途遥远，要从平坝连续转车3次，历时4个多小时。（2）商店居多，没有古镇的特色，取而代之的是商业化。
中国科学(B辑),1992,南极乔治王岛菲尔德斯半岛的冻土结构特征研究, 9期。朱诚等科学通报,1996,上海马桥遗址文化断层成因研究,第2期：148-152，朱诚等。科学通报，2003，对长江三角洲和宁绍平原一万年来高海面问题的新认识，48（23）：2428-2438，朱诚等。科学通报，2005，长江三峡库区中坝遗址地层古洪水沉积判别研究，50（20）：2240~2250.朱诚、郑朝贵、马春梅等。自然科学进展，2005，对长江流域新石器时代以来环境考古研究问题的思考，15（2）：149-153，朱诚。第四纪研究，2002，长江三峡地区汉代以来人类文明的兴衰与生态环境变迁，第5期,518-524，朱诚等。第四纪研究，2006，神农架大九湖以来的孢粉记录和环境演变，第4期, 26（5）：814 -826，朱诚等。地理学报，2008，重庆中坝遗址地层Na-Ca元素含量揭示的制盐业兴衰史，63（5）：524-534朱诚、姜逢清、马春梅等。地理学报，2009，地层学界近年来对新生代地层学名称使用的变化，64（9）：1143~1147.朱诚、黄铿。地理学报，2008，浙江缙云县大洋山石鼓尖花岗岩坑穴成因，63（7）：735~743.朱诚、崔之久、李中轩等。地理学报，2009，浙江江郎山丹霞地貌发育的年代与成因，64（1）：21~32.朱诚、彭华、李中轩等。地理学报，2007，湖北旧石器至战国时期人类遗址分布与环境的关系，62（3）：227-242，朱诚、钟宜顺、郑朝贵等。地理学报,1995,对庐山东麓第四纪沉积物物源及新构造运动的新认识,第1期，朱诚等。地理学报,1992,天山乌鲁木齐河源区冰缘地貌的分布和演变过程,第6 期，朱诚、崔之久。地理学报,1992,中天山石冰川特征研究,第3期，朱诚、崔之久等。地理学报,1991,南极乔治王岛的地理环境分析,第3期。朱诚等。地理学报,1996,长江三峡及江汉平原全新世环境考古与异常洪涝灾害,第 6期，朱诚等。地理学报，2000，福建冠豸山丹峡地貌成因及旅游景观特色，55（6）:679-688，朱诚等。地理学报，2003，皖南花山石窟群开凿年代地衣测年及成因，58（3）：433-441，朱诚等。地理学报，2005，安徽齐云山丹霞地貌成因，60（3）：445-455。朱诚、彭华、李世成等。地理学报，2005，对江苏胥溪河成因及其开发利用的新探讨，60（4）：673-679。朱诚、林承坤、张芸等。地理学报（台湾），2006，苏北地区新石器时代至商周时期人类遗址时空分布问题探讨，（44）：67-78，朱诚、郑朝贵、顾维玮等。地质论评,1994,对用Fe3+/Fe2+探讨庐山第四纪古温度的讨论,第3期，朱诚。地质论评，2005，南京江北地区9490-4840aBP环境演变的地层记录研究，51（3）：347-352，朱诚等。沉积学报,1995,天目山姚砂岭地区第四纪沉积环境研究,第3期，朱诚等。地理研究,1996,分形方法在庐山第四纪沉积环境研究中的应用,15卷第4期，朱诚等。地理研究,1997,南京江北地区全新世沉积与古洪水研究,16卷4期，朱诚等。地理科学，2009，浙江方岩丹霞地貌发育的年代、成因与特色研究，29（2）：229-237.朱诚、彭华、欧阳杰等。地理科学,1992,中天山泥流舌和泥流阶地运动特征及其蠕动机制,第4期，朱诚等。地理科学,1994,中安第斯山地冰缘地貌特征研究,第1期，朱诚等。地理科学,1991,菲尔德斯半岛冰缘地貌分布及其与冰川历史的联系,第2期，朱诚等。地理科学,1996,庐山、黄山和天目山地区第四纪沉积环境比较研究,第1期，朱诚等。地理科学,1996,长江三角洲及苏北沿海7000aBP来海岸线演变规律分析,3期，朱诚等。地理科学,1997,南京宝华山地区全新世沉积环境研究,第3期，朱诚等。地理科学,1998,南京汤山猿人生存古环境重建探讨,第4期，433-441，朱诚等。地理科学，2003，长江三角洲长江以北地区全新世以来人地互动关系的环境考古研究，23（6）：690-697，朱诚、张强等。南京大学学报(自然科学版),1994,黄山逍遥溪地区第四纪沉积环境,第3 期，朱诚等。南京大学学报(自然科学版),1996,南极乔治王岛地温振荡特征,第4期，朱诚等。南京大学学报(自然科学版),2000，江苏龙虬庄新石器遗址环境考古研究，第3期，286-292，朱诚等。南京大学学报(自然科学版),2000, Neolithic Cultural Interruptions and Holocene Buried Palaeo-Trees in the Yangtze Delta,第6期，朱诚等。南极研究,1990,南极乔治王岛菲尔德斯半岛冷圈结构特征研究,第4期，朱诚等。南极研究,1991,南极乔治王岛菲尔德斯半岛冰缘地貌过程分析,第3期，朱诚等。冰川冻土,1993,论坡地冰缘地貌的发育模式,第2期，朱诚等。冰川冻土,1989,从砾向组构看天山叶状石冰川的表面运动特征，朱诚等。冰川冻土,1990,论天山季节性冻胀丘的发育特征和过程,第1期，朱诚等。冰川冻土,1992,全球冰缘地貌综合区划初探,第2期，朱诚等。
吴能友段威武蔡秋蓉
摘要南极布兰斯菲尔德海峡晚更新世以来沉积物具有明显的冰川－海洋环境标志，为典型的冰海沉积物。本文通过43个站位表层和柱状沉积物的粒度、成分、结构构造、微体古生物、石英颗粒表面结构等特征综合分析，对研究区的冰海沉积物类型及其分区和沉积环境进行初步研究，并讨论间冰期/高水位和冰期/低水位的沉积模式。冰海沉积物可分为残副冰碛物和混合副冰碛物两类；不同类型的冰海沉积物有着不同的介质条件和相应的生物组合，反映一定的沉积环境，研究区现代冰海沉积物类型可分为7个特征明显不同的区域；间冰期/高水位和冰期/低水位的沉积模式具有明显不同的特征，受控于全球气候演变和岸线轮廓、海底地形及水文条件等环境因素的制约。
关键词冰海沉积环境沉积模式布兰斯菲尔德海峡南极
1前言
南极大陆边缘沉积的最主要特征之一是受冰川影响十分强烈，冰川作用不仅直接塑造了沉积特性，而且通过海流作用对海底沉积物进行不断地改造。冰海沉积物是由冰川筏运入海的冰碛物经消融而下沉，与海洋沉积物相混合，再经同生或后生海洋营力不同程度改造后的产物。Anderson等（1980）综合不同学者意见将冰海沉积物定义为：由冰川和海洋作用叠加堆积于海底，经历冰川、冰架或有关水流搬运的沉积物，其中含有冰川、冰筏带来的未经分选、粒径大小各异的岩石物质。因此，冰海沉积物是一种混杂沉积物，在粒度、成分、结构、构造等方面兼备冰川与海洋的双重成因特征。
布兰斯菲尔德海峡位于南极南设得兰群岛与南极半岛之间，地理位置为61°30′～64°00′S、62°00′～54°30′W，属于高纬度亚南极区，临近南极大陆，是一种典型的冰海沉积环境（Jeffers,1988;Jeffers等，1991），为研究构造活动盆地冰海沉积作用和冰期、间冰期沉积模式的理想场所之一。
1990～1991年南大洋夏季，中国第七次南极考察队原地质矿产部“海洋四号”船在南极布兰斯菲尔德海峡进行地质、地球物理调查，在海峡不同地貌单元——岛架、岛坡、海槽、陆坡、陆架采集了43个站位的表层和柱状沉积物样品。本文根据表层和柱状沉积物的粒度类型、成分、结构构造、微体古生物、石英颗粒表面结构等特征综合分析，初步研究布兰斯菲尔德海峡的冰海沉积物类型、沉积环境及其分区，并探讨高水位/间冰期和低水位/冰期的沉积模式。
2现代沉积学背景
布兰斯菲尔德海峡每年有6个月（6～11月，南极冬季）被冰雪覆盖，另外6个月（12月至次年5月，南极夏季）为冰雪融化季节，是沉积物搬运和沉积的活跃时期。实际上，研究区是南极半岛西北部海域中受不同水团控制、地形多样的复杂海区。
因受岛屿和地形的影响，布兰斯菲尔德海峡的夏季水团和环流分布异常复杂。海峡中除局地效应外，还有三种不同性质的水侵入，影响海峡的水文状况。它们是低温、盐度稍高的威德尔海表层水、来自别林斯高晋海的夏季表层水和靠近南极半岛的低温别林斯高晋海夏季表层水（羊天柱等，1989）。其中前两种水团是影响海峡内水文状况的主要成分。海峡内的水体流动主要以北东向为主。南极绕极深层水可部分地到达海峡的西部，进入海峡后呈变性深层暖水，温度要高、盐度稍大，但水平环流分析表明，这种文化似乎不会改变海峡内流动的总趋势，而只会改变局部区域流的大小。海峡内按海域主要可分为：海峡北部、海峡南部和海峡中央，三者的温盐特性有较大差异。海峡北部是以别林斯高晋海表层水为主要成分，呈高温、低盐特性；海峡南部以威德尔海水为主体，呈低温、高盐特性；而海峡中央的底层水，为一盐度稍高的冷水团。
布兰斯菲尔德海峡是一个狭长的大型水下槽地，总体为北北东向延伸，其东北端转为北东东向，长约400km，最大宽度（麦克斯韦尔湾至南极半岛）为100km。南侧南极半岛是南极大陆往北伸长的呈S型的半岛；北侧南设得兰群岛由史密斯岛、洛岛、斯诺岛、欺岛、利文斯顿岛、格林威治岛、罗伯特岛、纳尔逊岛、乔治王岛等北东向链状排列的岛屿组成.在海峡中形成多个天然峡湾，如利文斯顿湾、马克斯韦尔湾等。海底从东北、西南两侧向中间倾斜。北侧分布着狭窄的岛架和岛坡，南侧分布着较为宽阔的陆架和陆坡，中部为海槽。南北两侧和东西两端的海底地形相差悬殊，呈不对称状，北陡南缓，西高东低。北部1000m等深线接近岸边，岛架的宽度不足5km，南部相对较平缓，水深较浅，南极半岛陆架宽达45km。大致以60°W经线为界，研究区分为东北和西南两部分。东北段地形走向为北东东—南西西，长约360km，最大水深2784m，它是海槽的主体部分，海底从东北、西南两侧向中部呈阶梯状下降，南北两侧地形明显不对称，北陡而南缓。西北坡平均坡降为（84～192）×10-3（4°50′～10°54′）；东南坡平均坡降为（38～81）×10-3（2°10′～4°40′）。该段次级地形则呈北北西—南南东向排列，诸如两侧槽坡上各岛屿之间的小海峡及海底谷等。西南段水深较浅，绝大部分水深小于1000m，地形变化较复杂。地形走向仍以北东—南西向为主，北西—南东向次之。岛架和陆架、岛坡和陆坡，乃至底部沟槽呈网格状相交。总体来看，该区地形从浅至深呈阶梯状下降，即由宽窄不一的陆架和岛坡到较为宽阔的台地，到台地边缘地形又变陡，直到最深初又转为平缓的洼地。从地形地貌特征来看，布兰斯菲尔德海峡实际上为一海槽，并可划分为三个次海槽：北部次海槽、中部次海槽和南部次海槽。北部海槽的水最深，最深处达2784m。南部次海槽的水深最浅，小于1000m。
3冰海沉积物类型
根据表层和柱状沉积物特征研究，结合区域地质背景资料，布兰斯菲尔德海峡沉积物的陆源碎屑和火山物质绝大部分来自无地表径流的南极半岛和南设得兰群岛（王光宇等，1996）。南极半岛和南设得兰群岛基岩岩性复杂，主要由中、新生代的火山岩和变质岩组成，基岩不断遭受冰川的冻融、刻蚀和研磨，冰筏携带大量碎屑物质入海，在布兰斯菲尔德海峡形成冰海沉积物。根据表层和柱状沉积物的类型、粒度、成分、微体古生物、石英颗粒表面结构等特征综合分析，布兰斯菲尔德海峡晚更新世以来沉积物具有明显的冰川－海洋环境标志，为典型的冰海沉积产物。
由于环境要素的差别，不同区域可以出现特征各异的冰海沉积物类型。Harland（1966）通过南大洋冰海沉积物的系统研究，将冰海沉积物分为正冰碛物（orthotill）和副冰碛物（paratill）。前者系搁浅冰架融化后沉积的产物，特点是缺乏分选、无层理、不含海洋生物化石以及几乎未受底流的改造；而后者则指冰架或冰山、浮冰融化后所形成的沉积物，主要特点是沉积颗粒经受过不同程度的海流改造，并含丰富的海洋生物化石。Anderson等（1977,1980）通过威德尔海和罗斯海冰海沉积物的研究，以及根据砾、砂和泥的含量变化、沉积物粒度参数、层理、有孔虫相对丰度，将副冰碛物进一步划分为以细粒泥、粉砂组分为主的混合副冰碛物（compound paratill）和以砂砾为主的残副冰碛物（residual paratill）。
根据表层沉积物和柱状沉积物特征，参考Harland（1966）、Anderson等（1977,1980）提出的标准，布兰斯菲尔德海峡的冰海沉积物可分为残副冰碛物和混合副冰碛物两类。表1为研究区冰海沉积物的分类特征。残副冰碛物以砂砾为主，粉砂次之，泥含量很低，粗细分一般分选好，细组分分选差，主要分布于南部陆架－上陆坡、东部陆架、北部岛架－岛坡区，硅藻含量相对丰富，有孔虫和放射虫含量较低，有孔虫以硅质壳为主；混合冰碛物以粉砂和泥为主，砂砾含量很低，细组分分选好，粗组分反之，主要分布在中央海槽－南部下陆坡、南设得兰群岛海湾和海峡西南部陆架区，硅藻含量相对丰富。由表1可见，布兰斯菲尔德海峡的残副冰碛物、混合副冰碛物的粒度组成和特征与Anderson等（1980）所论述的稍有差异。根据研究区表层和柱状沉积物的粒度组成特征，残副冰碛物可进一步划分为基本缺乏粉砂、泥和含粉砂、泥两类；混合副冰碛物又可分为含砂砾与基本缺乏砂砾两种。
表1布兰斯菲尔德海峡冰海沉积物分类特征
4现代冰海沉积物类型分区和沉积环境
冰海沉积物的类型分区主要受岸线轮廓、海底地形及水文条件等环境因素的制约。不同类型的冰海沉积物有着不同的介质条件和相应的生物组合，反映特定的沉积环境。图1展示了布兰斯菲尔德海峡现代冰海沉积物类型的分布情况。
图1布兰斯菲尔德海峡冰海沉积物类型分布图
distribution of glacial-marine deposits in the Bransfield Strait,Antarctica
根据表层沉积物特征，将布兰斯菲尔德海峡现代冰海沉积物类型分区、沉积物基本特征和所反映的沉积环境简述如下。
残副冰碛物沉积区（Ⅰ）
ⅠA区：位于南部陆架－上陆坡环境。沉积物以砂砾为主，含少量泥和粉砂，分选差。组分中玄武岩岩屑含量高，火山玻璃含量较低，重矿物以橄榄石、辉石、角闪石和磁铁矿为主，粘土矿物以伊利石含量高于其他区域、蒙脱石含量低于其他区域为特征，表明陆源碎屑物质主要来自南极半岛西部。石英颗粒表面擦痕、撞击坑发育，部分已明显磨损圆化。硅藻和硅质壳有孔虫发育。本区临近南极半岛，搬运介质显然以冰川和冰筏为主，同时受到威德尔海冷水支流的强烈影响，水动力条件相对较强。
ⅠB区：位于海峡西北岛架－岛坡带和纳尔逊岛与罗伯特岛之间区域，北侧发育开放性海湾，为一种无或弱屏障环境。沉积物以砂砾为主，基本缺乏泥和粉砂，分选差。组分岩屑和火山玻璃含量高，重矿物以橄榄石、辉石、角闪石和磁铁矿为主，粘土矿物蒙脱石含量高，硅藻以深水组合为主，有孔虫以硅质壳、钙质壳和胶结壳混合组合为特征，石英颗粒机械作用结构特征清晰，表明陆源碎屑物质主要来自其北侧岛屿，水动力能量较高，后期海流改造作用较强。
ⅠC区：位于海峡东部，为一种无屏障开放性海洋环境。沉积物以砂砾为主，基本缺乏泥和粉砂，表层沉积物薄或缺失，分选性差，岩屑含量高且成分复杂，重矿物成分复杂，除常见的不稳定矿物外，还含较多的石榴子石、金红石和锆石，说明物源复杂，海流改造作用强烈，与本区可能是南极底层水流和威德尔海水流流经处，或者是一个高密度寒冷水团有关。
混合副冰碛物沉积区（Ⅱ）
ⅡA区：位于海峡中央海槽和南部下陆坡环境。沉积物以硅藻软泥或硅质泥粉砂为主，无砾石，主要由硅藻为主的生物硅质组分、陆源石英粉砂和火山物质三种成分组成，硅藻质量分数＞30%，最高达70%，说明海流冲刷作用相对较弱，沉积环境较为稳定，少量陆源物质来自南极半岛和南设得兰群岛。
ⅡB区：位于乔治王岛—纳尔逊岛格林威治岛一线以南岛架－岛坡带，北侧发育半封闭海湾与峡湾。沉积物以泥和粉砂为主，含少量砂砾。重矿物以橄榄石、辉石、角闪石和磁铁矿为主，硅藻以深水组合为主，钙质壳有孔虫有一定的地位，见低等植物根茎，说明控制沉积作用的主要因素是冰川，海流为次。据Kin等（1991）研究，马克斯韦尔湾为典型的冰川U型谷，谷底中部深500m，其中全新世沉积具有季节性纹泥层，为典型的冰海沉积。
ⅡC区：位于海峡西南部陆架－陆坡区。据黄惠玉等（1989）、林澄清等（1989）研究，该区沉积物为以泥和粉砂为主的混合副冰碛物。
火山喷出物沉积区（Ⅲ）
位于海峡西侧欺岛附近，为岛架环境。沉积物以火山碎屑物质（包括砾、砂和粉砂粒级）为主，火山玻璃质量分数高达72%～80%，物源显然与1969～1971年欺岛海底火山活动有关，当然也不能排除南设得兰群岛的火山碎屑物质来源，并受到冰筏和海流的改造作用。
布兰斯菲尔德海峡残副冰碛物和混合副冰碛物的分界，在海峡南部大致相当于上、下陆坡的分界，水深为700～800m；而其北界变化较大，在无开放性海湾地带，分界线相当于海冰带的前滨至滨外区，在有开放性海湾岛架－岛坡带，分界线接近岛坡下缘。
5沉积模式探讨
高水位/间冰期的沉积模式
根据布兰斯菲尔德海峡现代冰海沉积物类型分区和沉积环境，综合高水位/间冰期的沉积模式如表2，并阐述如下：
间冰期，海流侵蚀冲刷了水深小于约250m的陆架－上陆坡区（浅滩和台地），产生主要由冰筏粗碎屑和火山砾组成的残副冰碛物沉积作用；在水深更大区域，海流对沉积作用的影响明显减弱，主要发生源自浅滩和台地上侵蚀作用的砂、粉砂沉积作用，沉积物往往是泥质砂和砂质泥，且随着水深的增大而逐渐变细（图1，表2）。在深水区沉积物中，冰筏产生的细－中砾仍然存在，但组成比例比浅水区低得多。在较陡的陆坡、岛坡上，沉积物重力流沉积作用普遍存在，产生近源沉积相；粗碎屑颗粒再沉积重新组合为砾石和粗砂（Jeffers,1988;Jeffers等，1991）。
表2布兰斯菲尔德海峡高水位/间冰期沉积模式
在中央海槽和南部下陆坡区（通常称为布兰斯菲尔德盆地的底部），沉积物主要由三种组分构成：最主要的为硅质生物组分，通常为硅藻；陆源碎屑组分，主要为石英质粉砂.在陆坡底部最为丰富；火山碎屑组分（包括火山灰），往往来源于邻近海底和陆地火山喷发，以沉积物中的浸染层和独立的火山灰层（有时达数厘米厚）出现。典型的盆底沉积物为含火山灰的硅质泥和软泥。火山岛屿、海山和轴向火山脊（可能为弧后扩张中心）产生沉积物的次级坡向迁移作用，堆积了火山碎屑沉积物（如欺岛附近的火山喷出物沉积区Ⅲ）。盆底轴向火山脊可作为盆地内沉积物横向迁移的屏障（Jeffers等，1991），因此，来自南设得兰群岛的火山碎屑组分往往与盆底的火山碎屑、硅质碎屑组分相分隔。
南设得兰群岛的海湾和岬角及其南侧的海底峡谷向邻近盆底输送了大量南设得兰群岛上的火山碎屑沉积物，形成扇形沉积区：相反，南极半岛陆架上的沟槽似乎并没有为盆底输送大量的陆源碎屑沉积物（Jeffers,1988;Jeffers等，1991），南极半岛下陆坡上同样沉积了硅质泥和软泥。柱状沉积物中出现间冰期的粗碎屑组分，可能是由陆架－陆坡上的沟槽沉积物滑塌堆积作用产生。南部陆架－上陆坡的残副冰碛物说明，南极半岛上的冰川似乎未产生大量的细颗粒沉积物或冰融水，输送细颗粒组分至其北侧的海底沉积。
低水位/冰期的沉积模式
由于柱状沉积物取样数量和测试分析资料的限制，本文无法勾绘出冰期冰海沉积物的类型分区。现根据柱状沉积物特征和地震剖面资料，综合收集到的国外文献，将低水位/冰期的沉积模式归纳如表3，并简单探讨如下：
表3布兰斯菲尔德海峡低水位/冰期的沉积模式
冰盛期，南极半岛陆架和南设得兰群岛岛架（台地）为席地冰盖所覆盖。在南设得兰群岛岛架，冰盖席地线大致位于现代海平面以下200～375m水深之间（Anderson,1989）；而推测南极半岛陆架上可能存在更厚的冰盖，席地线大致可达陆架外缘，陆架上的沟槽也许为席地冰盖所覆盖。地震记录显示，南极半岛陆架沟槽前缘存在沉积物楔状体，并可能达到750m水深，形成一个水深更大的台地。假如南极半岛的陆架一直为冰盖所覆盖，那么这些沉积体系可能将继续接受沉积。由此可见，在陆架、岛架浅水台地区，主要发生冰川侵蚀作用和砂砾等粗碎屑的沉积作用，而南设得兰群岛的海湾、岬角区遭受冰川作用的强烈侵蚀，粗碎屑沉积物向海方向迁移；在陆坡区，以陆架区侵蚀而来的沉积物前积于缺乏沟、槽的区域为特征；在中央海槽和南部下陆坡区（盆底），深海生物沉积作用明显减弱，局部存在浊积层。地震资料显示，在盆底现代深海沉积地层之下具有一套超覆层序，解释为浊积层，是一种槽谷口的前积沉积，其成因可能始于滑塌、滑坡和碎屑流。
参考文献
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PRELIMINARY DISCUSSION ON THE SEDIMENTARY ENVIRONMENT AND SEDIMENTATION MODEL OF THE BRANSFIELD STRAIT,ANTARCTICA
Wu Nengyou,Duan Weiwu and Cai Qiurong
（Guangzhou Marine Geological Survey,Ministry of Land and Resources,Guangzhou 510760）
Abstract
Bransfield Strait,located in the high-latitudes of sub-Antarctica,is an actively-spreading back-arc basin and the ideal area for study of the marine-glacial sedimentation and sedimentary environments of the types of marine-glacial sediment and their distribution on Bransfiled Strait,Antarctica since Late Pleistocene were inferred based upon various data such as the lithology,composition,microbiological thanatocoenoses and surface texture of quartz gra in of 43-site samples of superficial and core sediments recovered during HY4-901 cruise,1990～ to the features above,the sedimentary environments and depositional models during the high-stand water（interglacial stage）and low-stand water（glacial stage）were preliminarily marine-glacial sediments may be divided into two types:residual paratill and compound different types of marine-glacial sediment that show the different environments are of the various medium conditions,lithology·composition and microbiological present marine-glacial sediments may be divided into 7 data h ave provided us with an opportunity to examine the marine-glacial sedimentation models for a tectonically active basin in glacial and interglacial addition to obvious tectonic and glacial influences,the sedimentation models emphasize the influence of eustatic changes on sedimentation.
Key words:marine-glacial sedimentary environment,sedimentation model,Bransfield Strait,Antarctica
注释