王義剛，張薇娜，黃惠明，陳 橙

(河海大學(xué)港口海岸與近海工程學(xué)院，江蘇南京 210098)

輻射沙脊群分布于江蘇省中南部海岸，位于黃海南陸架海域，長(zhǎng)約200 km、寬約90 km，由70多個(gè)沙脊組成，沙脊之間被深槽間隔，深槽水深達(dá)25 m［1］。輻射沙脊群的地貌類型世界獨(dú)特，潮流沙脊與潮汐水道在江蘇省海岸中部交互復(fù)合，呈輻射狀展開，是海岸帶最大的海底地貌復(fù)合體(圖1)［2-4］。

輻射沙脊群地區(qū)集中了江蘇省大部分海上土地資源，在輻射沙脊群高程較高的中心區(qū)的墾區(qū)，需四周匡圍，具有低潮灘面出露面積大、淤長(zhǎng)迅速、高潮四周環(huán)水等特點(diǎn)，如條子泥、東沙、高泥、腰沙、冷家沙等沙洲，是當(dāng)前江蘇省沿海大開發(fā)規(guī)劃圍墾主要區(qū)域［5-6］。沿海圍墾工程規(guī)劃建設(shè)過程中，海域水沙動(dòng)力特征研究是工程實(shí)施可行性研究的基礎(chǔ)，對(duì)圍墾的規(guī)劃和布局、實(shí)施步驟及海岸防護(hù)等具有重要意義。

圖1 輻射沙脊群地貌形態(tài)

江蘇省近岸海域水沙過程的系統(tǒng)研究始于20世紀(jì)80年代初。在20世紀(jì)80年代初江蘇省沿海海岸帶和海涂資源綜合調(diào)查的基礎(chǔ)上，任美鍔等［2-3］的研究取得了一些成果，不僅給出了輻射沙脊群形成必須具備的3個(gè)必要條件——大量的泥沙物質(zhì)、類似海灣的特有環(huán)境、潮流輻合和輻散的水動(dòng)力，并由此詳細(xì)給出了輻射沙洲形成發(fā)育的6個(gè)階段，為進(jìn)一步的深入研究指明了基本方向。此后，經(jīng)過近30年的發(fā)展，眾多學(xué)者分別利用不同的技術(shù)和方法從地質(zhì)地貌、海洋水文、地理信息等方面開展輻射沙洲歷史成因、物質(zhì)來源、海平面變化影響、潮汐潮流動(dòng)力特征等方面的研究。但由于影響因素多，動(dòng)力條件復(fù)雜，輻射沙脊群泥沙輸運(yùn)、來源和輸沙均衡問題長(zhǎng)期以來一直是困擾學(xué)術(shù)界的難題，迄今尚未能有全面、科學(xué)的論斷。已有的調(diào)查研究表明沙脊的物質(zhì)主要來自于古長(zhǎng)江、黃河三角洲沉積物，來自東南方的東海前進(jìn)波與來自東北方的南黃海旋轉(zhuǎn)波在此相遇形成的水動(dòng)力場(chǎng)是沙脊群形成與演化的動(dòng)力條件。但是，對(duì)于泥沙究竟從何而來;長(zhǎng)江和黃河貢獻(xiàn)了多少，貢獻(xiàn)量是否持續(xù);是否有遠(yuǎn)洋泥沙的輸入，其量有多大;物源的變動(dòng)特征如何等問題，目前還有待進(jìn)一步開展研究。本文旨在總結(jié)現(xiàn)有研究成果，對(duì)輻射沙脊群外緣泥沙輸運(yùn)情況、現(xiàn)代輻射沙脊群沉積環(huán)境及物質(zhì)來源進(jìn)行探討，提出需要進(jìn)一步研究的問題。

1 輻射沙脊群形成的時(shí)間和物質(zhì)基底

1.1 形成的時(shí)間

輻射沙脊群規(guī)模龐大，形成與發(fā)展需要漫長(zhǎng)的時(shí)間。學(xué)者們通過各種方法，如研究潮波系統(tǒng)、海侵海退過程、地層層序、礦質(zhì)成分、泥沙來源等，研究了輻射沙脊群的形成時(shí)間，得出了不同的結(jié)論。

王建等［7］根據(jù)對(duì)15000年以來30個(gè)典型時(shí)期的海岸線情況下的東中國(guó)海潮波系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)值模擬，認(rèn)為大約距今10000～8500年前之間已經(jīng)具備發(fā)育的動(dòng)力條件。陳報(bào)章等［8］認(rèn)為距今約 8000年前的冰后期海面上升，形成了河口灣形狀，M2系統(tǒng)潮波由旋轉(zhuǎn)流變?yōu)橥鶑?fù)流，古長(zhǎng)江攜帶的泥沙發(fā)育為潮成沙堤。Li等［9］認(rèn)為距今 6000～5000年前，古長(zhǎng)江河口壩形成，長(zhǎng)江三角洲向海延伸，并且輻射狀潮流場(chǎng)移至輻射沙脊區(qū)。張家強(qiáng)等［10］分析了蘇北亞近代潮成沙體分布區(qū)的地層層序，認(rèn)為蘇北亞近代潮成沙體的沉積時(shí)間應(yīng)在冰后期海退階段，開始發(fā)育的時(shí)間大約在距今5000年前。張光威［11］通過對(duì)最接近潮流沙脊的QC2鉆孔各項(xiàng)指標(biāo)的分析和比較，并據(jù)其層位和沉積相序組合，判定南黃海陸架沙脊最早形成年代為距今4000年前。楊子庚［12］在全新世海相層潮流砂脊的南部以南約100 km、水深31.7 m處的海底發(fā)現(xiàn)貝殼砂層，其14C年代為(2135士220)年。萬延森［13］研究認(rèn)為在 1128～1855年的727年間，黃河大量泥沙入海，使岸線向海推進(jìn)約90 km，并堆積了大面積的水下三角洲，促使沙脊的發(fā)展。

由此可見，輻射沙脊群形成時(shí)間尚未能完全確定。目前為止，以海侵海退過程為依據(jù)的觀點(diǎn)只是一種推測(cè)，難以重現(xiàn);而以地層層序、礦質(zhì)成分為依據(jù)的觀點(diǎn)，因鉆孔采樣成本高昂，在龐大的輻射沙脊群采樣樣本有限;以泥沙來源為依據(jù)的觀點(diǎn)中，認(rèn)為巨大的輻射沙脊群僅由黃河幾百年的泥沙提供而形成，這個(gè)觀點(diǎn)還有待于進(jìn)一步研究;以潮波系統(tǒng)為依據(jù)的觀點(diǎn)雖具有一定的合理性，但輻射沙脊群是否在已經(jīng)具備發(fā)育的動(dòng)力條件時(shí)的 10000～ 8500年前就具備了形成輻射沙脊群物質(zhì)基底，這仍有待于研究。

1.2 物質(zhì)基底

古時(shí)候中國(guó)沿海已有較高的泥沙供應(yīng)率［14］。江蘇省沿海主要有黃河、古長(zhǎng)江和淮河入海。河流攜帶泥沙入海，在潮流、海流和波浪等動(dòng)力作用下對(duì)泥沙進(jìn)行搬運(yùn)，或者洋流從外海帶入海相泥沙，這些都可能成為形成輻射沙脊群物質(zhì)基底的來源。

周長(zhǎng)振等［15］通過分析砂體沉積物垂直分布特征，李成治等［16］通過對(duì)比礦物組合資料，黃易暢等［17］對(duì)比沙脊沉積物與黃河長(zhǎng)江沿岸物質(zhì)，認(rèn)為輻射沙脊群沉積物的上部是黃河帶來的陸源物質(zhì)，下部是古長(zhǎng)江三角洲的物質(zhì)，古長(zhǎng)江三角洲是沙脊發(fā)育的基底。Li等［18］分析鉆孔孔心和地表穿透剖面，認(rèn)為輻射沙脊群沉積物早期來自古長(zhǎng)江，后期來自黃河，還有海床沖刷物。Wang等［1］分析重礦物和黏土礦物樣本，認(rèn)為輻射沙脊群沉積物主體來自古長(zhǎng)江，北部物質(zhì)來自黃河補(bǔ)給。汪亞平等［19］認(rèn)為以蔣家沙為界，輻射沙脊群南北兩翼沙洲體積差異反映了南北兩翼黃河與長(zhǎng)江供沙豐度的差異，古黃河泥沙主要供應(yīng)北翼沙洲，古長(zhǎng)江泥沙主要供應(yīng)南翼沙洲。劉振夏［20］和夏東興等［21］認(rèn)為輻射沙脊發(fā)育在古長(zhǎng)江、老黃河水下三角洲上，基底物質(zhì)偏細(xì)，溝槽已下切至老水下三角洲基底，因而出現(xiàn)脊粗槽細(xì)的分布格局。

仲德林等［22］分析美國(guó)地球資源技術(shù)衛(wèi)星多譜段相片，認(rèn)為輻射沙脊群物質(zhì)基礎(chǔ)是古長(zhǎng)江水下三角洲。傅命佐等［23］通過對(duì)江蘇岸外海底沙脊群的沉積物的粒度、礦物和孢粉以及沉積結(jié)構(gòu)、構(gòu)造的分析研究，并與蘇北廢黃河水下三角洲、古長(zhǎng)江水下三角洲、現(xiàn)代長(zhǎng)江水下三角洲以及長(zhǎng)江三角洲平原第四紀(jì)地層的沉積物進(jìn)行對(duì)比分析，指出在距今60000～ 1000年前這一時(shí)期，古長(zhǎng)江從江蘇東臺(tái)縣新曹農(nóng)場(chǎng)蹲門口至海底沙脊區(qū)一帶入海，這就進(jìn)一步證實(shí)了古長(zhǎng)江為江蘇岸外沙脊群提供了豐富的物質(zhì)來源的可能性。

張光威［11］對(duì)鉆孔樣品進(jìn)行測(cè)試，認(rèn)為物質(zhì)的來源應(yīng)為黃河和淮河;楊長(zhǎng)?。?4］分析沿岸流的動(dòng)力條件、沉積物的粒度特征及砂體規(guī)模與分布，認(rèn)為輻射沙脊群本身就是一個(gè)獨(dú)立的巨大的潮成三角洲;趙松齡［25］分析來自蘇北平原和長(zhǎng)江三角洲地區(qū)若干鉆孔所含海相地層以及巖心粒度，也認(rèn)為輻射沙脊群是一個(gè)獨(dú)立的“沙漠堆積體”。陳報(bào)章［26］對(duì)比較沉積學(xué)進(jìn)行研究，認(rèn)為輻射沙脊群是埋藏潮沙體的發(fā)展延續(xù)。尤坤元等［27］從輻射沙脊群研究區(qū)沖出的老殼發(fā)現(xiàn)，深槽海底泥沙來自沙洲底部的老沉積侵蝕。

萬延森等［28］對(duì)江蘇近岸海區(qū)所進(jìn)行的懸浮泥沙取樣、淺地層探測(cè)和水深測(cè)量資料進(jìn)行分析，認(rèn)為輻射沙脊群沉積物來源于各新老河流，有古長(zhǎng)江、古黃河、古淮河和古長(zhǎng)江沉積混合物，還有當(dāng)?shù)氐踪|(zhì);張家強(qiáng)［10］和李從先等［29］根據(jù)地質(zhì)雷達(dá)探測(cè)剖面的分析，認(rèn)為末次冰期以來沒有大河自蘇北潮成沙體分布區(qū)入海的可能性，長(zhǎng)江以及黃河入海泥沙以潮流作用下的沿岸搬運(yùn)進(jìn)入沉積區(qū)，成為兩個(gè)主要物源，同時(shí)海底侵蝕源，淮河、射陽(yáng)河入海泥沙也可能是補(bǔ)充物源。王建等［7］總結(jié)前人研究成果并結(jié)合鉆孔的巖相分析及數(shù)值模擬結(jié)果，認(rèn)為輻射沙脊群沉積物來源于不同時(shí)代不同類型的沉積物與河流、海流、潮流、風(fēng)暴流及風(fēng)等動(dòng)力帶入物質(zhì)的混合物。

綜上所述，對(duì)于輻射沙脊群形成的物質(zhì)基底，研究者主要從形態(tài)特征或者沉積物的粒度、礦物組成等方面進(jìn)行推測(cè)。雖然這些分析具有實(shí)際意義和參考價(jià)值，但是研究者們各執(zhí)一詞，未有定論。筆者認(rèn)為，輻射沙脊群形成的物質(zhì)基底沉積物主要是古長(zhǎng)江入海物質(zhì)，輻射沙脊群上部沉積物主要是黃河帶來的陸源物質(zhì)，這一說法較為可信。由此推斷南黃海陸架沙脊最早形成年代距今4000～6000年的可能性最大。

2 現(xiàn)代輻射沙脊群的物質(zhì)來源

對(duì)江蘇省沿海的大規(guī)模開發(fā)利用和圍墾規(guī)劃，朱大奎等［30］提出，根據(jù)目前江蘇灘涂泥沙來源和數(shù)量，隨著世界性海平面上升及江蘇海域泥沙來源的逐漸減少，每年能圍墾的數(shù)量將逐漸減少，對(duì)江蘇灘涂資源及其利用，必須要有一個(gè)科學(xué)的、實(shí)事求是的認(rèn)識(shí)。顯然江蘇沿海海涂資源的合理開發(fā)利用，需要在把握輻射沙脊群歷史發(fā)展演變進(jìn)程的前提下，探求現(xiàn)代輻射沙脊群海域泥沙輸運(yùn)、來源和輸沙均衡問題，特別要探求現(xiàn)代輻射沙脊群外緣泥沙輸運(yùn)對(duì)輻射沙脊群的影響。關(guān)于現(xiàn)代輻射沙脊群的物質(zhì)來源，主要有以下3種觀點(diǎn)。

2.1 來源于廢黃河三角洲

大多數(shù)的研究成果表明，現(xiàn)代輻射沙脊群物質(zhì)部分來源于廢黃河三角洲侵蝕［15-17，31-33］。以表層沉積物粒度級(jí)配與分布探究沉積物來源，表明沙脊組成主要是細(xì)砂，北部潮流通道(西洋)粉砂含量較南部多;南北向的西洋潮流通道內(nèi)出現(xiàn)黏土沉積，黏土含量自外端(北)向內(nèi)(南)驟減，反映出來自北部海域廢黃河三角洲的沖刷補(bǔ)給［32，34］。王嶸等［35］采用端元組分分析(EMMA)法對(duì)底質(zhì)粒度進(jìn)行分析，認(rèn)為廢黃河水下三角洲的粉砂質(zhì)沉積向南擴(kuò)散，已至東沙南部，輻射沙脊群北部近岸已由砂質(zhì)沉積轉(zhuǎn)變?yōu)樯百|(zhì)粉砂沉積。廢黃河三角洲海域懸沙凈輸運(yùn)方向?yàn)槠舷?，與漲潮流向SSE基本一致，位于廢黃河口南側(cè)的輸沙斷面，在一個(gè)潮周期內(nèi)懸沙向南凈輸運(yùn) 48 萬 t［36-37］。Zhou 等［38］最近的研究還給出了廢黃河水下三角洲侵蝕對(duì)輻射沙脊群百年來的泥沙供應(yīng)量，指出廢黃河水下三角洲過去百年間年均侵蝕再懸浮泥沙約7億～10億t，主要向離岸黃海西部輸運(yùn)、向江蘇沿海輸運(yùn)和向黃海中部至濟(jì)州島南部泥質(zhì)區(qū)輸運(yùn)，其中20%～25%的泥沙補(bǔ)給輻射沙脊群乃至長(zhǎng)江口海域。

2.2 來源于現(xiàn)代長(zhǎng)江口

關(guān)于長(zhǎng)江口對(duì)蘇北近海泥沙的供應(yīng)，目前尚有不同的認(rèn)識(shí)。

部分學(xué)者認(rèn)為現(xiàn)代輻射沙脊群海域岸灘沉積受現(xiàn)代長(zhǎng)江補(bǔ)給。沈煥庭［39］認(rèn)為現(xiàn)代長(zhǎng)江入海泥沙的北向影響范圍可達(dá)弶港附近，而蒿枝港-啟東嘴岸段所受影響尤為顯著，該岸段海灘沉積中一些較易風(fēng)化的碎屑礦物大多表面新鮮，某些重礦物如鋯石、磁鐵礦的質(zhì)量比自南向北遞減。Rao等［40］利用元素地球化學(xué)示蹤方法測(cè)定表層沉積物樣本，認(rèn)為長(zhǎng)江口沉積物微量元素組成與江蘇沿海沙脊群的微量元素組成接近，長(zhǎng)江入海泥沙以及廢黃河侵蝕再懸浮泥沙是輻射沙脊群最主要的泥沙補(bǔ)給源，長(zhǎng)江口沉積物順長(zhǎng)江沖淡水流可直接北上補(bǔ)給輻射沙脊群區(qū)。王穎［32-33］根據(jù)衛(wèi)星圖片資料，認(rèn)為長(zhǎng)江口懸浮泥沙濁水流影響可達(dá)遙望港外海域。朱大奎等［41］認(rèn)為黃河1855年北歸注入渤海后，江蘇沿岸失去黃河泥沙的直接供應(yīng)，目前是黃河水下三角洲及水下堆積體的侵蝕為江蘇灘涂提供部分沉積物。長(zhǎng)江入海泥沙主要向南和東南方向運(yùn)移，汛期入海徑流有部分指向濟(jì)州島方向，其中約10%從長(zhǎng)江口沿江蘇海岸向北，在江蘇岸外輻射沙脊群海域所做的大面積水文泥沙斷面獲得的基本數(shù)據(jù)為:從長(zhǎng)江口沿江蘇海岸北上的泥沙為0.35億t/a，東面來自長(zhǎng)江水下三角洲的泥沙為2.02億t/a，來自北面廢黃河水下三角洲的泥沙為1.09億t/a，向NE方向輸向外海的泥沙量為1.60億t/a。王嶸等［35］根據(jù)EMMA分析，認(rèn)為長(zhǎng)江泥沙堆積形成的長(zhǎng)江三角洲沉積物向北擴(kuò)散顯著，但范圍相對(duì)較小，沿岸僅達(dá)呂四海岸，而向東北方向擴(kuò)散明顯。

然而，也有研究者認(rèn)為輻射沙脊群海域缺乏現(xiàn)代長(zhǎng)江的補(bǔ)給，在蘇北沿岸流參與下，江蘇近海懸浮泥沙總體向南輸運(yùn)，可達(dá)長(zhǎng)江口海域，成為長(zhǎng)江口淤積泥沙的主要來源。王昕等［42］根據(jù)長(zhǎng)江口及鄰近海域16根重力柱210PB沉積速率的測(cè)試結(jié)果來探究現(xiàn)代長(zhǎng)江入海物質(zhì)擴(kuò)散輸運(yùn)范圍，認(rèn)為輻射沙脊群整體沉積速率較低，缺乏現(xiàn)代長(zhǎng)江物質(zhì)供應(yīng)。張振克等［43］根據(jù)137Cs沉積速率變化情況，發(fā)現(xiàn)圓陀角——長(zhǎng)江北支岸線與江蘇海岸線交匯處，與輻射沙脊群南翼潮灘淤積速率一致，但小于長(zhǎng)江口外泥沙沉積速率，認(rèn)為蘇北沿岸流攜帶的部分泥沙是圓陀角附近沉積的主要物質(zhì)來源。Xing等［44］從動(dòng)力角度研究，發(fā)現(xiàn)輻射沙脊群海域泥沙有向岸灘以及向南往長(zhǎng)江口地區(qū)凈輸移趨勢(shì)，是長(zhǎng)江水下三角洲的重要泥沙補(bǔ)給源。金翔龍［45］的研究表明，目前長(zhǎng)江入海物質(zhì)在陸架環(huán)流體系中的輸運(yùn)方向主要是向南，輸往江蘇海岸中部的物質(zhì)相對(duì)較少。在對(duì)不斷淤積的長(zhǎng)江口北支泥沙來源的判別中，有一種觀點(diǎn)是，蘇北沿岸流挾沙南下，繞過蘇北嘴進(jìn)入北支，成為北支的重要泥沙來源［46-47］。但沈煥庭［39］認(rèn)為長(zhǎng)江口北支淤積泥沙的礦物組分與現(xiàn)代長(zhǎng)江泥沙基本一致，而與黃河沙相去甚遠(yuǎn)，表明北支沉積物主要由長(zhǎng)江本身補(bǔ)給，蘇北沿岸流帶來的物質(zhì)甚微。

2.3 其他泥沙來源

關(guān)于現(xiàn)代輻射沙脊群物質(zhì)來源，除認(rèn)為來源于廢黃河口水下三角洲再懸浮泥沙、長(zhǎng)江入海泥沙外，還存有一些不同認(rèn)識(shí)。Rao等［40］認(rèn)為現(xiàn)代黃河沉積物可隨繞過山東半島南下的黃海沿岸流到達(dá)輻射沙脊群區(qū)，韓國(guó)河流和濟(jì)州島輸送到黃海中的少量沉積物在黃海環(huán)流作用下可補(bǔ)給輻射沙脊群很少量物質(zhì)。“908”專項(xiàng)(我國(guó)近海海洋綜合調(diào)查與評(píng)價(jià)專項(xiàng))調(diào)查發(fā)現(xiàn)，輻射沙脊群總體上趨于蝕淤動(dòng)態(tài)平衡，并未出現(xiàn)整體規(guī)模顯著縮小或向岸遷移，事實(shí)上，輻射沙脊群外側(cè)遺留著由古長(zhǎng)江、古黃河相互堆積的古江河三角洲體，甚至“古揚(yáng)子大三角洲體系”為其供給泥沙［48］。也有一些學(xué)者的研究認(rèn)為，輻射沙脊群海域中心區(qū)域懸沙濃度最高，懸沙濃度由高至低向周圍延伸，廢黃河口三角洲海域以及夏季長(zhǎng)江口海域同為懸沙濃度高值區(qū)［44，49-52］，近海再懸浮泥沙以及陸源物質(zhì)是輻射沙脊群主要泥沙來源，而外海來沙量較少。故隨著廢黃河水下三角洲的夷平，輻射沙脊群大量泥沙補(bǔ)給源斷絕，目前輻射沙脊群的整體演變格局為外側(cè)沖刷萎縮、中心淤積并陸［53-56］。張長(zhǎng)寬［4］認(rèn)為，由實(shí)測(cè)水文泥沙結(jié)果可知，廢黃河三角洲侵蝕每年約有1億t泥沙向南進(jìn)入海底沙脊群區(qū)域;長(zhǎng)江水下三角洲受侵蝕每年約有2億t泥沙從苦水洋、黃沙洋和爛沙洋進(jìn)入沙脊群區(qū)域;而沙脊群區(qū)域，每年有1.6億t泥沙向NE從平涂洋向外輸送［33］。與朱大奎［41］依 據(jù) 的20世紀(jì)80年代的江蘇省海岸帶和海涂資源綜合調(diào)查資料不同，此實(shí)測(cè)資料來源于“908”專項(xiàng)的調(diào)查資料，其實(shí)測(cè)水文泥沙數(shù)據(jù)往往僅有一個(gè)潮或幾個(gè)潮，是否能代表全年的情況，具體的泥沙輸送量是否如此，還有賴于更多的實(shí)測(cè)資料來補(bǔ)充完善。

2.4 水動(dòng)力對(duì)物質(zhì)的輸運(yùn)作用

水體是物質(zhì)輸運(yùn)的載體，水流流向?qū)τ谖镔|(zhì)遷移方向具有指示意義。關(guān)于南黃海環(huán)流結(jié)構(gòu)的研究和認(rèn)識(shí)，以往多基于溫鹽等資料的推斷分析或數(shù)值模擬，長(zhǎng)時(shí)間連續(xù)實(shí)測(cè)海流的研究很少［57-58］，特別是40 m水深以下(輻射沙脊群海域水深范圍0～25 m)的黃海沿岸流結(jié)構(gòu)由于缺乏觀測(cè)，且很少研究者對(duì)其特別描述，籠統(tǒng)地認(rèn)為與黃海熱鹽環(huán)流流向一致，即由北向南流［59］。眾多研究者［60-63］給出的黃海環(huán)流結(jié)構(gòu)示意圖均表明南黃海西側(cè)沿岸流全年向南輸運(yùn)，且冬強(qiáng)夏弱。但2007年以來南黃海海域頻發(fā)的滸苔綠潮，表明夏季南黃海近岸水體(表層流)存在向北輸運(yùn)的趨勢(shì)，而風(fēng)場(chǎng)驅(qū)動(dòng)是北向流產(chǎn)生的主要原因［59，64-68］。

長(zhǎng)江沖淡水具有冬季順岸南下影響浙閩沿岸，夏季主體向東北方向擴(kuò)展，最遠(yuǎn)可波及濟(jì)州島海域［69-71］的顯著特征。而 Wu 等［72］認(rèn)為長(zhǎng)江沖淡水除上述2種擴(kuò)展方式外，在東海前進(jìn)潮波產(chǎn)生的北向斯托克斯余流和夏季盛行的南風(fēng)控制下，夏秋季還存有小部分長(zhǎng)江沖淡水沿江蘇外海向北擴(kuò)展，可達(dá)33.5°N 處。

綜上，關(guān)于廢黃河口水下三角洲大量再懸浮物質(zhì)可由南向流攜帶輸運(yùn)至輻射沙脊群進(jìn)行沉積物補(bǔ)給的觀點(diǎn)，研究者們基本一致，而對(duì)現(xiàn)代長(zhǎng)江口入海泥沙能否補(bǔ)給輻射沙脊群尚有不同看法。也有學(xué)者曾提出長(zhǎng)江和黃河物質(zhì)向海輸出部分有多少進(jìn)入輻射沙脊群區(qū)的問題［33］，但這個(gè)問題目前尚無定論。

3 輻射沙脊群與長(zhǎng)江口泥沙交換的最近研究成果

河海大學(xué)承擔(dān)的“十二五”國(guó)家科技支撐項(xiàng)目課題對(duì)現(xiàn)代長(zhǎng)江口入海泥沙能否補(bǔ)給輻射沙脊群進(jìn)行了分專題研究，但由于問題復(fù)雜，專題組之間仍存在不同認(rèn)識(shí)。

3.1 江蘇沿海物質(zhì)輸運(yùn)的同位素地球化學(xué)示蹤研究

饒文波教授的專題組于2013年4月初在山東黃河入海口、江蘇廢黃河口區(qū)域、條子泥區(qū)域、長(zhǎng)江口附近采集了31個(gè)表層沉積物樣品，同年7月份，在東沙沙脊采集了31個(gè)表層沉積物樣品，采樣點(diǎn)見圖2。對(duì)樣品采用Nd-Sr同位素測(cè)定，結(jié)果表明，相對(duì)于現(xiàn)代黃河口，長(zhǎng)江口和廢黃河口沉積物的同位素組成更接近江蘇沿海沙脊群的同位素組成，因此認(rèn)為長(zhǎng)江口和廢黃河口可能給江蘇沿海沙脊群提供了主要的泥沙物質(zhì)，而現(xiàn)代黃河次之。基于沙脊群與潛在源區(qū)沉積物微量元素測(cè)定結(jié)果繪制Th-Co-Zr/10三角圖，表明長(zhǎng)江口樣品與廢黃河樣品有部分重疊，長(zhǎng)江口樣品與廢黃河口樣品更接近，且根據(jù)Zr/10含量可以較好區(qū)分現(xiàn)代黃河、廢黃河口、長(zhǎng)江口沉積物。條子泥可能接受來自現(xiàn)代黃河、廢黃河口、長(zhǎng)江口的補(bǔ)給，長(zhǎng)江口與廢黃河的補(bǔ)給較多，現(xiàn)代黃河補(bǔ)給較少。長(zhǎng)江口沉積物Th-Co-Zr/10元素的投影整個(gè)都在東沙范圍內(nèi)，這意味著東沙更多地可能來自長(zhǎng)江攜帶泥沙補(bǔ)給，廢黃河與現(xiàn)代黃河沉積物部分補(bǔ)給東沙。條子泥在圖中的分布大部分在東沙范圍，這暗示東沙與條子泥之間有很緊密的物質(zhì)聯(lián)系或有相同的物質(zhì)來源。東沙沙脊群沉積物分布范圍較廣，可能其物質(zhì)來源更為多樣。

圖2 沉積物采樣點(diǎn)位置

3.2 輻射沙脊群海域漂流監(jiān)測(cè)

丁賢榮教授的專題組在2014年冬季于草米樹洋的江家塢槽投放漂流瓶，采用GPS和北斗導(dǎo)航跟蹤定位技術(shù)，記錄下近1個(gè)月(28天)的連續(xù)漂流軌跡，途經(jīng)竹根沙、苦水洋、蔣家沙、黃沙洋、太陽(yáng)沙、爛沙洋。漂流瓶軌跡(圖3)表明，輻射沙脊群表層余流存在由北向南的整體漂移特征，即由草米樹洋，經(jīng)竹根沙、苦水洋、蔣家沙、黃沙洋、太陽(yáng)沙，到爛沙洋的漂移趨勢(shì)與過程。該漂移特征與輻射沙脊群外圍受蘇北沿岸流由北向南的運(yùn)移總體特征相吻合［60-63］。

圖3 漂流瓶近1個(gè)月連續(xù)實(shí)測(cè)漂流軌跡

3.3 江蘇沿海水體輸運(yùn)數(shù)值模擬示蹤研究

筆者的專題組采用三維數(shù)學(xué)模型，經(jīng)過2006年冬季的實(shí)測(cè)資料驗(yàn)證，于廢黃河口外、西洋水道、陳家塢槽、黃沙洋、小廟洪水道以及蒿枝港外表層(圖4)、底層(圖5)各釋放示蹤粒子，反映輻射沙洲海域1個(gè)月水體輸運(yùn)特征，以水體輸運(yùn)方向指示泥沙輸運(yùn)方向。結(jié)果表明，輻射沙脊群區(qū)域水體運(yùn)動(dòng)易受到沙脊、深槽交錯(cuò)的地形約束，示蹤粒子潮周期內(nèi)以半封閉軌跡沿兩條沙脊之間的水道主槽方向運(yùn)動(dòng);在潮動(dòng)力影響下冬季輻射沙脊群外緣水體總體由北向南凈輸運(yùn)，伴有部分水體向岸凈輸運(yùn)趨勢(shì)。

圖4 表層示蹤粒子1個(gè)月運(yùn)動(dòng)軌跡

3.4 討論

圖5 底層示蹤粒子1個(gè)月運(yùn)動(dòng)軌跡

同位素地球化學(xué)示蹤和微量元素測(cè)定結(jié)果表明，輻射沙脊群海域沉積受長(zhǎng)江泥沙補(bǔ)給，長(zhǎng)江泥沙有北上輸運(yùn)趨勢(shì)。而漂流瓶監(jiān)測(cè)以及數(shù)值模型模擬示蹤粒子研究表明，輻射沙脊群海域水體具有向南輸運(yùn)趨勢(shì)，在水流攜沙作用下，由輻射沙脊群海域南下的懸沙可輸運(yùn)至長(zhǎng)江口外海域。兩者之間是有矛盾的。如果說漂流瓶和水動(dòng)力示蹤粒子表明懸浮泥沙從北向南輸運(yùn)，那是否可能由于波浪等動(dòng)力作用下，底沙自南向北輸移呢?由圖6可以看出，由啟東伸向外海的沙嘴明顯由北偏南延伸，表明底沙也是由北向南輸送的。在20世紀(jì)80年代的江蘇省海岸帶與海涂資源調(diào)查中，也曾經(jīng)投放了 3500個(gè)漂流瓶，回收了 1179個(gè)，結(jié)果顯示，冬季江蘇沿海水體均向南，秋季總體也向南，夏季有向北的趨勢(shì)，但不穩(wěn)定，也有向南的，春季有以向北流動(dòng)為主的趨勢(shì)，在長(zhǎng)江口投放的若干漂流瓶有用兩個(gè)月時(shí)間漂至山東半島的［2］。鑒于黃海沿岸流和江蘇海岸沿岸流由北向南輸運(yùn)［60-63］，因而有可能漂流瓶出長(zhǎng)江口后漂至外海，而后在臺(tái)灣暖流或黃海暖流的作用下漂向北部。長(zhǎng)江口的泥沙也許如文獻(xiàn)［33］所述，是從苦水洋、黃沙洋和爛沙洋進(jìn)入沙脊群區(qū)域的，因此關(guān)于輻射沙脊群與長(zhǎng)江口泥沙交換方面還有許多問題需要進(jìn)行深入研究。

圖6 2010年啟東嘴實(shí)測(cè)水下地形

4 結(jié)論

a．輻射沙脊群海域輻聚輻散型潮流場(chǎng)在至今10000～8500年前之間已經(jīng)具備發(fā)育的動(dòng)力條件。

b．隨著古長(zhǎng)江三角洲發(fā)育，海岸線向東推進(jìn)，古長(zhǎng)江河口南遷過程中向江蘇南部沿海輸入大量泥沙，成為現(xiàn)在輻射沙脊群的基底。而黃河于1128年在蘇北奪淮入海后，以潮動(dòng)力為主導(dǎo)的海洋環(huán)境使得黃河入海泥沙成為輻射沙脊群上部沉積物主要陸源物質(zhì)，加速了沙脊群發(fā)育。

c．廢黃河口水下三角洲的侵蝕是現(xiàn)代輻射沙脊群最主要的泥沙來源。

d．現(xiàn)代長(zhǎng)江口與江蘇沿岸的泥沙交換仍未有確切統(tǒng)一的認(rèn)識(shí)。

e．北、東、南3個(gè)方向進(jìn)出輻射沙脊群區(qū)的泥沙量級(jí)，仍有待進(jìn)一步確定。

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