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源汇(S2S)过程是目前研究热点之一,涉及到物质来源以及沉积物最终的归属,其中包含了源区地壳运动、风化剥蚀和气候环境变化信息,河流、冰川和风等搬运信息,以及汇聚区的波浪、潮流作用、泥沙扩散以及沉积体系建造等海洋作用信息。中国背靠最大和最高的大陆、面对最广阔的边缘海,拥有约1.8万公里长的海岸线,东部大陆边缘自晚第四纪以来,接纳了世界级大河(长江、黄河以及珠江)和岛屿山溪性河流(如台湾省)的巨量入海泥沙,成为世界上物质交换最为活跃的大陆边缘之一,因此也成为了研究沉积环境以及源汇过程的理想地区。本研究以分布于南黄海西部、中部以及南部的YZ02、YZ10、YZ05、YZ06、YZ07五个钻孔为研究对象,研究晚第四纪以来,南黄海地区的沉积环境演化和沉积物物质来源及其变化。具体技术路线如下:首先对前人成果进行系统总结,建立南黄海晚第四纪来钻孔年代框架和沉积层序,其次重点通过碎屑锆石U-Pb定年法研究钻孔不同层位碎屑锆石年龄组分的分布,不仅采用传统的年龄谱目视对比分析法进行比较,还通过定量分析手段对数据进行比较分析,尽可能减少目视判别带来的主观判断误差。碎屑锆石数据定量分析方法目前在国内研究中应用较少,本文采用年龄目视对比分析和三类定量分析手段,对所得数据进行综合分析。三类定量分析方法分别是基于年龄图谱定量对比法(似然系数以及相似系数)、基于非参数性检验的定量分析法(K-S检验)以及可以将定量分析方法再次进行可视化的多维定标法(MDS)。通过对比前人在长江下游与黄河下游所做的锆石年龄图谱,发现长江和黄河下游年龄图谱存在较大差异,这为判断长江、黄河源区提供了可能。长江下游的锆石主要集中在0-150Ma、150-300Ma,700-900 Ma、1800-2000 Ma、2400-2700Ma六个年龄组分中,并且以150-250 Ma为主峰,以200Ma为主峰值,700-900Ma为次峰,750Ma为次峰值;黄河下游的锆石年龄主要集中在200-350 Ma、350-500 Ma、1700-2000 Ma、2400-2600 Ma四个年龄组分中,其中350-500 Ma为主峰,400Ma为主峰值,以200-350 Ma次峰,290Ma次峰值。1700-2000 Ma、2400-2600 Ma为长江黄河共有的年龄组分,无法作为区分长江黄河物源的标准。150-350Ma的锆石长江、黄河中都存在,但长江该组分的锆石年龄主要集中峰值200Ma附近,而黄河主要集中在290Ma附近,故在150-350Ma组分中,峰值200Ma和290Ma可作为区分长江黄河的一个依据;350-450Ma在长江下游中含量较少,但在黄河下游中占据主导地位,故350-450Ma可作为黄河特征峰值,其次700-900 Ma在黄河下游含量很少,但在长江下游占比较多,故700-900Ma可作为长江特征年龄组分。并且长江含有少量小于100Ma的来自下扬子板块的新生代锆石,而黄河没有,可作为长江源的标志性特征峰。通过四类分析方法(年龄目视对比分析法、年龄图谱定量对比法(似然系数以及相似系数)、基于非参数性检验的定量分析法(K-S检验)和三维定标法(MDS)),YZ02、YZ05、YZ06、YZ07、YZ10孔中碎屑锆石年龄区间主要集中在0-100 Ma、100-300 Ma、300-500 Ma、700-900 Ma、1600-2000 Ma以及2400-2700 Ma,并且主要以100-300 Ma为主峰,200Ma为主峰值;700-900 Ma为次峰,750Ma为次峰值。根据定量分析中长江、黄河物源的相对比例和倾向性,将物源分成长江源、长江主导混合源、黄河源、黄河主导混合源以及混合源,其中长江、黄河源指由长江或黄河单一供应物质来源的样品,判别标准为四类对比方法结果至少三种一致指向长江或者黄河,以及代表长江或黄河的特征年龄组分占比与长江或黄河下游该组分占比大体一致;长江主导混合源指样品物质来源由长江提供,黄河的物质有掺混,但不占主导地位,判别标准为四类分析方法中至少有两种方法结果指向长江,并且样品中代表长江特征年龄的组分占比(<100Ma和700-900Ma)近似或大于长江下游该组分占比,黄河特征年龄组分(350-450Ma)占比大于长江下游该段年龄组分;黄河主导混合源指样品物质来源以黄河物质为主,长江有掺混但不占主导地位,判别标准为四类分析方法中至少有两种方法分析结果指向黄河,样品中代表黄河特征年龄组分(350-450Ma)的占比近似或大于黄河下游该段年龄组分,同样代表长江特征组分(<100Ma和700-900Ma)占比大于黄河下游该段组分;长江、黄河混合源指样品中长江和黄河的信号都很强烈,两河对样品都有重要的影响,判别标准为四类分析方法都没有明确的指向性,比如在K-S检验结果中无论是与长江还是与黄河都显示为p值远低于0.05的情况,以及在特征年龄组分统计中各组分占比与长江黄河下游占比都不一致。对五根柱子按照上述原则进行了综合判别,发现MIS6至MIS5阶段主要以长江源及长江主导混合源为主;MIS3阶段黄河影响明显增大,主要以黄河主导混合源以及长江主导的混合源为主;MIS2阶段主要以长江、黄河混合源及长江主导的混合源为主;MIS1阶段物源以长江、黄河混合源、长江为主混合源及长江源为主。研究结果表明晚第四纪以来,研究区沉积物主要由长江输送,某些阶段有黄河物质掺混。主要在MIS3阶段以后,黄河的影响逐渐增大,与长江共同成为研究区主要物源贡献区,但黄河物源主要集中于北部海域的钻孔。从空间分布来看,越往南部,黄河对研究区影响越小。研究结果进一步表明南黄海晚第四纪以来,长江大部分时间是在苏北平原入海,是南黄海陆架沉积物主要和稳定供应源区。黄河由于不同时期水量(水量小导致黄河断流和消失)以及入海口南北摆动的原因,对南黄海的影响不连续,古黄河流路可能在大部分时间里偏离研究区,没有直接的物质供应,只在MIS3阶段对YZ02孔产生了直接的影响。最后探讨了四类碎屑锆石数据分析方法的优劣,传统的目视对比分析法可以直观判断每个样品年龄组分的分布和贡献,但此种方法不适用于数据量大的情况,不仅会遗漏关键信息,而且对于年龄图谱相似程度较高的样品存在“判定不清”的情况。而定量对比方法可以快速高效的进行判读,面对高度相似的源区与样品进行比对时,可以迅速确定源区,并且不仅弥补目视对比结果中“判定不清”的情况,还可以将目视判定的混合源结果进一步细化(如长江主导混合源、黄河主导混合源及长江、黄河混合源),达到更为精确的物源示踪要求。但这类方法对于源区复杂的样品来说,如在本研究中由于不同时期不同空间,长江和黄河对于研究区物源输入比例的不同,混合之后不可避免会造成样品年龄组分分布与长江黄河的都相似或者都不相似两类情况,使得定量分析方法结果有一定的误差,在K-S检验中表现为p<0.05,未通过检验;在MDS图上表现为样品点与长江黄河点都相距较远。另外,年龄谱差异定量分析方法主要是基于概率密度图(PDP)或核密度曲线(KDE)结果进行计算的,这就需要对数据进行预处理,所以可靠性存在较大的争议;非参数假设的差异检验方法不需要对数据进行预处理,但检验效果的可信性依赖于样品中数据量的大小,数据量越大检验结果越可信;多维定标法MDS将多个年龄组分的变量被简化到二维或三维空间,会发生分布失真的情况。因此本研究认为,碎屑锆石物源示踪方法,应综合采用多种方法综合分析,同时需要结合研究区实际地质背景进行判断。