楊立建，馬小川，賈建軍，閻軍，欒振東

( 1. 中國科學(xué)院海洋研究所 海洋地質(zhì)與環(huán)境重點實驗室，山東 青島 266071；2. 華東師范大學(xué) 河口海岸學(xué)國家重點實驗室，上海 200241；3. 中國科學(xué)院大學(xué)，北京 100049；4. 中國科學(xué)院海洋大科學(xué)中心，山東 青島 266071)

1 引言

河流是陸地向海洋進(jìn)行物質(zhì)輸送的重要途徑，全球每年通過河流向海洋輸運的碎屑物質(zhì)約有200 億t[1]，其中大部分沉積在近岸海域，少部分隨著水動力作用向外海輸運。因此，河流系統(tǒng)的變化是影響近海沉積環(huán)境的重要因素。黃河作為世界輸沙量第二大河流，在過去的2 300 a，總計向海洋輸送了約2 300 km3的沉積物[2]。近幾十年來，由于氣候及人類活動影響，黃河水沙通量呈階梯形減少[3-6]。根據(jù)利津水文站實測數(shù)據(jù)，2000-2017 年黃河平均年輸沙量為1.13 億t，只占到1950-2000 年平均年輸沙量的13.5%。除了水沙通量顯著變化外，黃河下游河道也在不斷地遷移。在過去的2 000 多年間，黃河下游發(fā)生大的改道20 多次，河口移動了5 次[7]。自1855 年以來，黃河又發(fā)生改道50 多次[8]，其中多次緣于人為因素。

近年來，黃河水沙通量減少及下游河道遷移對海洋沉積環(huán)境的影響已經(jīng)引起了眾多學(xué)者的注意，相關(guān)研究取得一系列進(jìn)展。中全新世以來黃河三角洲沉積物粒度、沉積速率、TOC/TN 比值、磁化率等指標(biāo)的顯著變化主要受到黃河改道的控制[9-10]。1855 年以來黃河尾閭的遷移也對現(xiàn)代黃河水下三角洲、萊州灣、渤海灣、渤海中部的沉積物粒度[11-12]、TOC/TN 比值[11]產(chǎn)生了重要影響。黃河入海泥沙顯著減少，致使河口三角洲遭受嚴(yán)重的侵蝕[13-14]，同時改變了近端沉積區(qū)的沉積特征[11]。另外，黃河尾閭的移動也會導(dǎo)致廢棄三角洲葉瓣的侵蝕。例如1976 年黃河從刁口流路改由清水溝流路后，黃河三角洲北側(cè)海岸線后退了10 km，先期形成的三角洲葉瓣被侵蝕成水深大約10 m 左右的區(qū)域[10,15-16]。然而這些研究多是關(guān)注黃河改道及輸沙量的變化對三角洲及近端沉積區(qū)的影響，對遠(yuǎn)端沉積區(qū)沉積特征的影響還不明確。遠(yuǎn)端細(xì)粒沉積物記錄了豐富的物源、海洋動力、沉積過程等信息，常常被用來作為反演古環(huán)境、古氣候的良好材料[17-20]。因此，需要有效區(qū)分黃河改道及輸沙量的變化對遠(yuǎn)端沉積區(qū)沉積特征的影響，從而對近海沉積動力過程、古環(huán)境和古氣候研究有更深入的理解。

山東半島泥質(zhì)楔是環(huán)繞山東半島東端外海形成的細(xì)粒沉積物楔狀體，為黃河入海懸浮顆粒隨沿岸流在黃海形成的遠(yuǎn)端沉積體[21]。沉積物粒度記錄了物源、水動力強(qiáng)弱及沉積過程信息，是反演沉積環(huán)境的良好指標(biāo)[22]。所以，本文選取了山東半島泥質(zhì)楔為研究靶區(qū)，分析沉積物粒度特征及其垂向變化；明確不同時期山東半島泥質(zhì)楔沉積物粒度特征的主控因素，從而研究近百年來黃河改道及輸沙量變化對該區(qū)沉積物粒度特征的影響。

圖 1 研究區(qū)域概況與取樣站位（據(jù)文獻(xiàn)[21]改繪）Fig. 1 Overview of study area and the location of sampling stations (modified from reference [21])

2 研究區(qū)域概況

黃海為半封閉陸架海，地處中國大陸與朝鮮半島之間（圖1），西北以渤海海峽與渤海相接，南面以啟東嘴與濟(jì)州島西南端連線與東海為界，又以山東半島成山頭與朝鮮半島長山串之間的連線為界分為北黃海和南黃海。黃海平均水深44 m[23]，自西北向東南水深逐漸加大，東南部有NW-SE 向黃海水槽，水深可達(dá)80 m 以上[23]。直接注入黃海的河流包括鴨綠江、漢江、大同江、泗水、淮河、老黃河、五龍河、大沽河等。周圍河流主要有黃河、海河、遼河、長江等，其中黃河和長江輸入物質(zhì)通量比其他河流的總和要高出一個數(shù)量級[1,24]。黃海潮汐類型大部分為規(guī)則半日潮，成山頭至朝鮮的長山串一帶有一圓形海域?qū)儆诓灰?guī)則半日潮，其中心為不規(guī)則日潮，海州灣及濟(jì)州島附近海域也為不規(guī)則半日潮[25]。潮流中部海域流速小，沿岸海域流速大，朝鮮半島近海、海州灣及江蘇近海M2潮流最大流速皆在60 cm/s 以上，山東半島北部近海及南黃海北部存在弱流區(qū)，流速不到20 cm/s[26]。黃海的海洋環(huán)流系統(tǒng)主要為黃海暖流及其余脈與沿岸流構(gòu)成，且都表現(xiàn)為冬半年增強(qiáng)，夏半年較弱，甚至消失，其中黃海西部沿岸流冬季流速可達(dá)30 cm/s[27-28]。

山東半島泥質(zhì)楔地處黃海西部，多在60 m 等深線以淺的位置（圖1）。根據(jù)高分辨率淺地層剖面及鉆孔顯示，泥質(zhì)楔厚度最大可達(dá)40 m，并由中部向兩端減薄，形似“Ω”[21,29-31]。山東半島泥質(zhì)楔形成大致可分為3 個階段[21,30-31]：底部為晚更新世晚期至早全新世間（9.6～11.6 ka BP）形成的薄的海侵/海退層；中部為早全新世至中全新世間（6.5～9.6 ka BP）海平面上升過程中形成的加積層；頂部為中全新世以來（6.5 ka BP至今）高海平面期形成的沉積層，3 層的最大厚度分別為18 m、35 m、3 m。

3 材料與方法

“科學(xué)三號”科考船于2017 年8 月航次在山東半島泥質(zhì)楔南端，利用重力活塞取樣器獲取的一根全長9.53 m 的沉積物柱狀樣，編號SY17-2，站位經(jīng)緯度：36°18′25″N，122°27′47″E，水深30 m（圖1）。本文以其頂部93 cm 的沉積物為分析材料，研究近百年來黃河改道及輸沙量變化對該區(qū)沉積物粒度特征的影響。樣品封裝在直徑為110 mm 的PE 材質(zhì)管內(nèi)，運至實驗室以0.5 cm 間隔分樣。分樣過程中利用環(huán)刀獲取了不同層位沉積物干密度。

沉積物粒度測試采用激光粒度儀的方法，取原樣適量（1 g 左右），放入50 mL 離心管中，先加15 mL 濃度為30% H2O2，靜置24 h，以去除沉積物中的有機(jī)質(zhì)；再加入5 mL 濃度為1 mol/L 的HCl，靜置24 h，去除碳酸鹽（主要為生物鈣質(zhì)殼體）。待反應(yīng)后用蒸餾水進(jìn)行離心清洗5 次，去除過剩的H2O2及HCl。清洗后的殘液加10 mL 濃度為0.05 mol/L 的[Na-PO3]6溶液（分散劑），超聲分散10 min，隨后上機(jī)測試。沉積物粒度測試在中國科學(xué)院海洋研究所海洋地質(zhì)與環(huán)境重點實驗室完成，測試儀器為法國CILAS 公司生產(chǎn)的1190L型激光粒度儀，重復(fù)測量誤差2%。粒度參數(shù)采用矩法[32]計算。

210Pb 的半衰期為22.3 a，是一個較為理想的測量百年尺度內(nèi)沉積速率的放射性核素[33]。本文采用210Pb 穩(wěn)定初始放射性通量（CIC）模式計算沉積速率，并以此建立研究區(qū)的沉積年代框架[34-35]。測試過程簡述如下：取適量原樣（大約10 g 左右）放入燒杯中，在烘箱60℃條件下烘干，隨后用瑪瑙研缽研磨至100目以下，準(zhǔn)確稱量沉積物粉末質(zhì)量，放入凍存管中備測。210Pb 放射性活度測試在中國科學(xué)院南京地理與湖泊研究所分析測試中心完成，測試儀器為美國EG&G公司生產(chǎn)的GWL-120-15 型高純鍺γ 譜儀，測試誤差小于3%。需要特別說明的是1855 年黃河改道渤海入海，但直至1875 年銅瓦廂以下陸續(xù)修筑南北大堤，才開始有大量泥沙進(jìn)入渤海[8,36]，考慮到前后沉積環(huán)境可能發(fā)生較大改變，因此只建立1875 年至今的沉積年代框架。

海洋沉積物的粒度特征受到物源變化、水動力變化、季節(jié)性變化、附著、生物等影響，頻率曲線往往呈現(xiàn)多峰形態(tài)[37-39]。進(jìn)行粒度端元組分分析，可以有效區(qū)分不同物源或者不同的輸運機(jī)制和路徑[40]。本文利用AnalySize[41]在Matlab2012a 環(huán)境下以Weibull 函數(shù)模型對沉積物粒度進(jìn)行端元分離。

圖 2 SY17-2 孔沉積物干密度與210Pb 比活度剖面Fig. 2 Profiles of dry density and 210Pb activities of the Core SY17-2

4 結(jié)果

4.1 干密度與沉積通量

SY17-2 孔沉積物干密度為1.12～1.28 g/cm3，平均為1.20 g/cm3，自表層向下密度有加大的趨勢（圖2a）。在計算沉積速率時，以質(zhì)量深度（g/cm2）代替深度（cm）可以有效避免沉積壓實作用對沉積速率計算結(jié)果的影響[42]。如圖2b 所示，SY17-2 孔沉積物210Pb 比活度-質(zhì)量深度曲線整體表現(xiàn)為“二段式”[43]，上部斜線段為210Pb 的衰變層，放射性活度隨質(zhì)量深度呈指數(shù)衰減，下部垂線段為210Pb 母體226Ra 的平衡層或本底層，210Pb 比活度基本達(dá)到恒定值。對巖心過剩210Pb 比活度的衰變層以穩(wěn)定初始放射性通量（CIC）模式計算沉積通量，得到沉積通量為0.84 g/(cm2·a)，沉積速率平均為0.70 cm/a。該孔沉積速率與同樣位于山東半島泥質(zhì)楔南部且具有相同水深的KC-8 孔[43]基本一致，說明得到的沉積速率數(shù)據(jù)具有較高的可信度，據(jù)此可以建立沉積年代框架。

表 1 SY17-2 孔沉積物粒度參數(shù)統(tǒng)計結(jié)果Table 1 Statistical results of grain-size parameters of the Core SY17-2

圖 3 SY17-2 孔沉積物粒度參數(shù)剖面及典型層位粒度頻率分布曲線Fig. 3 Profiles of grain-size parameters and frequency distribution curve at different depths of the Core SY17-2

4.2 粒度參數(shù)及垂向分布特征

如表1 所示，沉積物粒度組分砂、粉砂、黏土的平均含量分別為為2.84%、86.85%、10.31%，其中砂含量的變異系數(shù)最大。平均粒徑在11.09～24.10 μm 范圍內(nèi)，平均為16.67 μm，相對于中值粒徑偏?。环诌x系數(shù)為1.34～1.51，分選差；偏態(tài)為0.54～1.40；峰態(tài)較大，為2.78～4.79。粒度頻率分布曲線呈現(xiàn)出明顯的雙峰特征（圖3c），主峰極值點位于38～42 μm 之間，次峰極值點位于12～16 μm 之間。

根據(jù)粒度參數(shù)及組分含量的垂向分布可以將整個柱狀樣分為6 個階段（圖3）。階段1：83～93 cm（1884-1898 年），砂、黏土含量波動幅度較大，平均粒徑有變大的趨勢，而分選系數(shù)、偏態(tài)、峰態(tài)呈現(xiàn)相反的變化趨勢，此階段沉積環(huán)境不穩(wěn)定。階段2：55～83 cm（1898-1939 年），相比上一階段，總體上此階段砂的含量基本不變，粉砂含量不斷減少，平均粒徑變小，偏態(tài)變化不大，分選系數(shù)不斷變大，分選性變差，而峰態(tài)正好相反，頻率分布曲線中次峰相對主峰明顯。但在60.5～63 cm（1927-1930 年），砂含量突然增多，次峰減弱，粒度參數(shù)也變化明顯。階段3：49～55 cm（1939-1947 年），砂、粉砂含量顯著增多，黏土含量減少，顆粒粗化，粒度參數(shù)也變化顯著，分選性變好，偏態(tài)、峰態(tài)明顯變大，次峰已變得不明顯，該階段沉積環(huán)境發(fā)生較大改變。階段4：21.5～49 cm（1947-1986 年），砂含量不斷增多，粉砂含量基本穩(wěn)定，平均粒徑不斷變大，分選性變好，峰態(tài)、偏態(tài)略有變大，此階段沉積水動力環(huán)境較強(qiáng)。階段5：13～21.5 cm（1986-1999 年），相比上一階段，砂含量突然減少，粉砂含量相對穩(wěn)定，粒度變細(xì)，分選性變差，偏度、峰態(tài)降低，次峰相比下段有所增強(qiáng)。階段6：0～13 cm（1999-2017 年），砂、黏土含量增多，粉砂含量減少，且含量波動幅度較大，平均粒徑、偏態(tài)、峰態(tài)相比上一階段變大，分選性差，次峰減弱，此階段沉積環(huán)境不穩(wěn)定。

4.3 粒度端元分離結(jié)果

沉積物粒度端元分析模型中相關(guān)系數(shù)越小表示端元之間的重合度越小，越能夠代表一種獨立的過程，模型中的角度偏移量則表示粒度實測數(shù)據(jù)被端元擬合的程度。根據(jù)端元之間的相關(guān)性及角度偏移（圖4a），可以看出分解為兩個端元時，端元之間無相關(guān)性，角度偏移顯著降低，而大于兩個端元時，端元之間的相關(guān)性明顯加大，角度偏移變化不大，且兩個端元即可解釋樣本整體變化98.1%，因此將該柱樣沉積物粒度分解為兩個端元較為合理。從而得到兩個粒度端元EM1 和EM2（圖4b）。EM1 端元粒級分布范圍為0.5～109.0 μm，平均粒徑為12.67 μm（表2），其中黏土、粉砂和砂粒級的占比分別為12.06%、84.91%、3.03%。EM1 端元占總體分布的44.95%～94.31%，平均為70.49%。EM2 端元粒級分布范圍為16～109.0 μm，平均粒徑為39.83 μm，其中粉砂粒級占比最大，為95.66%，砂粒級占比增大，為4.34%，不含有黏土粒級。EM2 端元占總體分布的5.69%～55.05%，平均為29.51%。EM2 端元相對含量的變異系數(shù)比EM1 端元大。

5 討論

5.1 SY17-2 孔沉積物粒度影響因素分析

圖 4 端元數(shù)量限定因素及分離結(jié)果Fig. 4 Limiting factors to number of end members and decomposition results

表 2 端元相對含量及平均粒徑統(tǒng)計結(jié)果Table 2 Statistical results of end-members abundance and mean size

海洋沉積物粒度主要受到物質(zhì)來源、水動力、生物、季節(jié)性變化等因素的影響。由前面結(jié)果可得，SY17-2 孔沉積物粒度可以分離為EM1、EM2 兩個端元。通過分析不同端元形成的地質(zhì)背景，可以有效地獲得該孔沉積物粒度的控制因素。

沉積物常微量元素、稀土元素等化學(xué)指標(biāo)顯示山東半島泥質(zhì)楔的沉積物主要來源于黃河，周圍小河流輸入的影響較小[44-46]。SY17-2 孔沉積物粒度EM1、EM2 端元的平均相對含量分別為70.49%、29.51%，根據(jù)前人關(guān)于山東半島泥質(zhì)楔沉積物來源分析結(jié)果，認(rèn)為EM1、EM2 端元組分都應(yīng)來源于黃河。黃河輸入陸源碎屑物質(zhì)具有“夏儲冬輸”的特性，70%以上的泥沙在汛期輸入渤海，大部分都沉積在三角洲及鄰近區(qū)域，直到冬半年才向外海輸運[47-50]。數(shù)值模擬及現(xiàn)場觀測研究表明影響黃河入海泥沙輸運的外界因素主要為波浪、潮流、沿岸流等動力因素及水體性質(zhì)的變化[47,51]。潮流對山東半島沿岸海域底層沉積物再懸浮起到至關(guān)重要的作用[47]。同時，在該海域潮流近似往復(fù)流，潮余流方向與沉積物輸運方向基本一致[26]，對懸浮顆粒向外海輸運也有重要影響。風(fēng)浪可以增加近岸海域水體的懸浮體濃度，尤其是對水深小于10 m的海區(qū)，其影響更為顯著[51]。山東半島沿岸流則是黃河泥沙向外海輸運的主要水動力[47-50]。夏季，黃、渤海海域風(fēng)浪及沿岸流都較弱，沉積物再懸浮濃度較小，再加上水體層化嚴(yán)重抑制了懸浮體向上層水體運移，造成懸浮體高值集中在近岸海域底層水體中，且向外海輸運較少[47,50-51]。冬季，在強(qiáng)勁的北風(fēng)作用下，風(fēng)浪及山東半島沿岸流增強(qiáng)，水體層化被打破，混合較為均勻，山東半島沿岸海域水體中懸浮體濃度顯著提高，在沿岸流、潮流等水動力作用下開始大量向外海輸運[47,50-51]。山東半島泥質(zhì)楔為黃河入海碎屑物質(zhì)的遠(yuǎn)端沉積區(qū)，其沉積物主要在冬季隨沿岸流等水動力搬運至此，所以季節(jié)性變化并不是該區(qū)沉積物粒度分為兩個端元的原因。

已有研究表明，黃河水下三角洲沉積物粒度頻率分布為單峰形態(tài)，或者雙峰形態(tài)，但其中次峰相比主峰不明顯，主峰粒級為10～25 μm[52]。該孔沉積物粒度EM1 端元與黃河口附近沉積物粒度分布形態(tài)相似（圖5），繼承了黃河輸入沉積物特征，主要受到黃河入海沉積物的影響。然而，相對河口三角洲等近端沉積區(qū)，該孔EM1 端元向粗粒級方向偏移，可能是因為黃河入海沉積物在搬運過程中受到沿岸流、潮流等水動力的再改造。相比EM1 端元，中-粗粉砂粒級占主要部分的EM2 端元受到的更為強(qiáng)烈的水動力改造作用。研究區(qū)海域沿岸流、潮流都表現(xiàn)為表、中層水體中流速較大，底層流速小[51,53]。冬季山東半島沿岸海域水體混合較為均勻，上層水體懸浮顆粒粒徑范圍超過100 μm[54]。因此，EM2 端元很可能為表、中層水體中山東半島沿岸流及潮流耦合作用下對黃河輸入的再懸浮碎屑物質(zhì)改造形成的，而EM1 端元多在水動力相對較弱的中、底層水體中輸運。此外，山東半島東部發(fā)育海洋峰面，尤其是秋冬季節(jié)最為發(fā)育[55]，其中溫度鋒面主要由冷的沿岸流和暖的黃海暖流切變導(dǎo)致，其對粗粒級懸浮顆粒向外海輸運具有阻隔作用[56]，而對細(xì)組分影響相對較小，造成近海一側(cè)粗粒級增多，也可能對EM2 端元含量產(chǎn)生影響。該孔生物遺跡很少，也未見生物擾動的痕跡，排除了底棲生物對該孔沉積物粒度的干擾。

圖 5 EM1 與LZ2017-2、BHB15-8 孔粒度頻率分布曲線Fig. 5 Grain-size frequency distribution curve of EM1 and the LZ2017-2, BHB15-8 cores

5.2 黃河改道及輸沙量變化對粒度特征的影響

根據(jù)前面分析可知，SY17-2 孔沉積物粒度特征主要受到物源及沿岸流等水動力的控制。在物源方面，黃河入海泥沙量、懸浮泥沙粒徑及入?？诘奈恢帽豢紤]是影響沉積物粒度的潛在影響因子[11]。在水動力方面，潮流對沉積物再懸浮有重要作用，而沿岸流對懸浮體的輸運起到主導(dǎo)作用[47-50]。為了說明黃河改道及輸沙量變化對該區(qū)沉積物粒度的影響，必須排除其他因素變化的干擾。由于缺少連續(xù)的沿岸流場資料，本文采用相關(guān)指標(biāo)替代。冬季沿岸流的強(qiáng)弱主要受到東亞冬季風(fēng)強(qiáng)弱的控制[57-59]，可以采用東亞冬季風(fēng)指數(shù)來指示東亞冬季風(fēng)強(qiáng)弱，進(jìn)而指示冬季山東半島沿岸流的強(qiáng)弱。本文統(tǒng)計了黃河年輸沙量（利津站）、黃河懸浮泥沙年際中值粒徑（利津站）、東亞冬季風(fēng)年際指數(shù)與SY17-2 孔粒度指標(biāo)在時間序列上進(jìn)行對比分析，并結(jié)合黃河改道事件，旨在分離出黃河改道及輸沙量變化對該區(qū)沉積物粒度的作用。

如圖6 所示，EM2 端元、砂含量與中值粒徑具有一致的變化趨勢，與EM1 端元、黏土含量呈鏡像關(guān)系，說明該區(qū)粒度大小主要受控于粗粒級相對含量的多少。1884-1939 年及1947-1999 年，EM2 端元含量等粒度指標(biāo)與東亞冬季風(fēng)指數(shù)具有良好的對應(yīng)關(guān)系。1884-1898 年粒度指標(biāo)與季風(fēng)指數(shù)都在一定范圍波動；1902-1927 年、1947-1957 年、1986-1999 年東亞冬季風(fēng)較弱，EM2 端元含量低；1927-1939 年，東亞冬季風(fēng)由強(qiáng)減弱，同樣EM2 端元含量也有由多減少；1957-1986 年，東亞冬季風(fēng)整體處于最強(qiáng)時期，20 世紀(jì)60 年代中期至70 年代中期略有減弱，EM2 端元含量持續(xù)處于高值，并沒有降低，可能受到黃河下游懸浮泥沙粒徑不斷增大的影響。EM2 端元與東亞冬季風(fēng)的良好的相關(guān)性，進(jìn)一步證實EM2 端元主要由沿岸流對沉積物改造形成，并且說明了在此期間該區(qū)的沉積物粒度變化主要受到沿岸流強(qiáng)弱的支配。而1939-1947 年及1999-2012 年EM2 端元含量等粒度指標(biāo)與東亞冬季風(fēng)指數(shù)之間的相關(guān)性差。1939-1947 年，EM2 端元含量顯著增多，東亞冬季風(fēng)并沒有明顯增強(qiáng)，多處于正常水平；1999-2012 年，東亞冬季風(fēng)持續(xù)處于較弱水平，此時EM2 端元含量處于均值線附近波動，砂含量明顯增多，黏土含量也較高；說明期間該區(qū)粒度變化受到了其他因素的影響。

圖 6 SY17-2 孔沉積物粒度指標(biāo)與東亞冬季風(fēng)指數(shù)、黃河年輸沙量、黃河懸浮泥沙中值粒徑對比Fig. 6 Interannual variation of grain size indicators of the Core SY17-2, East Asian winter monsoon index, sediment load of the Yellow River and middle size of suspended sediment in the lower reaches of the Yellow River

自1855 年改道入渤海以來，黃河入?？谖恢妙l繁改動。1938 年，花園口決堤，黃河再次奪淮入南黃海，直至1947 年才復(fù)入渤海[8]。除此以外，其尾閭段又分別于1889 年、1897 年、1904 年、1929 年、1934年、1964 年、1976 年、1996 年發(fā)生改道[8,63]。黃河改道一方面改變?nèi)牒？谂c沉積體之間泥沙輸運的距離[11]，另一方面也改變了入海泥沙向外輸運的通量及性質(zhì)。這是源于改道后沉積體系會在水動力因素下發(fā)生新的平衡，新的三角洲快速建造[63]，向外輸運泥沙量相對減少以及廢棄三角洲遭受較為嚴(yán)重的侵蝕[64]，改變了向外輸運泥沙的組成?；▓@口決堤致使進(jìn)入渤海泥沙嚴(yán)重不足，黃河三角洲侵蝕物質(zhì)及山東半島北部沿岸再懸浮物質(zhì)成為泥質(zhì)楔的主要物質(zhì)來源，由于得不到河流輸入泥沙的補(bǔ)充，造成EM1 端元含量減少，而EM2 端元相對增多，從而導(dǎo)致該區(qū)的沉積物在沿岸流不強(qiáng)的情況下粒度粗化。黃河尾閭段改道對黃河水下三角洲等近端沉積區(qū)沉積特征具有顯著影響[10-12]，相比之下，其在該區(qū)粒度特征演化中并沒有很好的響應(yīng)。其原因主要是該區(qū)沉積物主要為冬季隨沿岸流等水動力輸運的再懸浮物質(zhì)，相比于近端沉積區(qū)時間上有延遲；尾閭段改道的距離相比于河口區(qū)至泥質(zhì)楔的距離較小，且中間過程中物質(zhì)交換復(fù)雜，中和了其中的一些信息，從而導(dǎo)致遠(yuǎn)端沉積區(qū)沉積特征對這些快速變化事件沒有那么敏感。

由于受到自然降水減少、水土保持、沿岸修建水利設(shè)施、工農(nóng)業(yè)取水等影響，20 世紀(jì)70 年代以來黃河入海水沙通量呈階梯式減少[5]。研究表明，當(dāng)黃河年輸沙量為3.3 億t 時，黃河三角洲才能維持平衡[65]。而自20 世紀(jì)90 年代末開始，黃河年輸沙量持續(xù)低于3.3 億t。另外該時期黃河懸沙粒徑也較粗，加上黃河口外又修建防波堤[63]，導(dǎo)致大部分泥沙堆積在河口區(qū)域，向外輸運較少，三角洲地區(qū)總體上處于饑餓狀態(tài)，遭受侵蝕。類似于花園口決堤時期入海泥沙不足，1999-2012 年該區(qū)沉積物粒度相對粗化。而不同的是此時沉積物粒度中砂粒級與黏土粒級含量都較高，粒度沒有明顯加粗。其原因是該時期東亞冬季風(fēng)較弱，代表此時的沿岸流相比1939-1947 年要弱，中和了輸沙量持續(xù)處于平衡線以下時造成的粒度粗化的影響。此外，花園口決堤時期山東流路幾乎枯竭[8]，而1999-2012 年黃河平均每年向渤海輸送的沉積物仍達(dá)1.4 億t，也可能是兩個時期沉積物粒度特征變化不同的一個重要原因。

6 結(jié)論

（1）利用Weibull 函數(shù)模型對沉積物粒度進(jìn)行端元組分分析，得到平均粒徑分別為12.67 μm、39.83 μm的EM1 和EM2 端元。EM1 端元主要受到物源即黃河入海泥沙特征的控制，EM2 端元主要受到沿岸流等水動力對沉積物粒度改造的影響。

（2）近百年來山東半島泥質(zhì)楔沉積物粒度特征是物源和水動力條件綜合作用的結(jié)果。1884-1939 年及1947-1999 年，EM2 端元等粒度指標(biāo)的變化與沿岸流強(qiáng)弱具有良好的相關(guān)性。而1939-1947 年及1999-2012 年，沉積物粒度相對粗化，與沿岸流強(qiáng)度關(guān)系不明顯，其主要是受到了花園口決堤及黃河年輸沙量持續(xù)偏低致使源區(qū)泥沙不足的影響。

（3）與黃河入海泥沙近端沉積區(qū)不同，遠(yuǎn)端沉積區(qū)沉積特征對于黃河尾閭改道事件沒有很好的響應(yīng)，且對花園口決堤、黃河年輸沙量低于臨界值的反應(yīng)有一定程度的延遲，這與該區(qū)沉積物經(jīng)歷了再懸浮過程及源-匯中間復(fù)雜的物質(zhì)混合有關(guān)。

致謝：“科學(xué)三號”科考船2017 年8 月航次全體船員在采樣過程中給予了幫助，中國科學(xué)院海洋研究所王紅莉工程師在粒度測試過程中給予了指導(dǎo)，審稿人提供了有益的意見和建議，在此一并表示謝忱！