近日，厦门大学海洋与地球学院、海洋生物地球化学全国重点实验室简星教授团队在边缘海沉积源-汇系统研究领域取得进展，相关成果以“Deciphering spatiotemporal river-borne sediment signals at the eastern China margin since the last glaciation: Clay mineralogy insights from the Oujiang Delta and regional data synthesis”为题发表于国际著名地学期刊Earth-Science Reviews. 该研究集成分析了中国东部边缘海岩芯沉积物、海底表层及周边河流沉积物的黏土矿物数据，解剖了末次冰期以来细粒沉积物信号的时空演化特征及其控制机制，揭示了河流入海沉积物信号在海陆界面的时空变异性，借此探讨了全新世浙闽沿岸流的演变历史，对全球沉积源-汇系统与古气候重建研究具有重要启示。
研究背景
海陆过渡带对自然和人类引起的气候变化与海平面波动高度敏感，是理解地表物质循环及气候、环境演变的关键区域。中国东部边缘海（ECMS，包括渤海、黄海、东海和台湾海峡海域）是全球典型的河流主导型边缘海，拥有宽广的浅海陆架，在末次冰期-间冰期旋回经历了显著的海平面变化与沉积环境转变，海洋与陆地的边界在区域内发生剧烈的空间迁移。中国东部的河流多样，分别呈现流域面积巨大、输沙能力极强的大河（如长江、黄河），构造活跃的山溪性小河（如台湾河流）以及构造稳定、受强潮影响的山溪性中小河流（如浙闽河流）等多种类型特征，是解读河流入海沉积物信号演化的重要窗口。
黏土矿物作为细粒沉积物的常用物源示踪与风化强度指标，受气候-风化控制，在源-汇系统中也受到母岩岩性、搬运和沉积动力等多因素的干扰，海洋沉积记录中黏土矿物所代表的含义及其影响机制有待系统评估。本研究集成ECMS的19根岩芯沉积物的2930条样品数据（含新分析的瓯江三角洲钻孔岩芯）和河流、海底表层沉积物的2558条样品数据，并与元素、Sr-Nd同位素记录对比，旨在揭示末次冰期以来河流向海输出的沉积信号的时空演化规律，探讨边缘海细粒沉积物分布的控制机制，评估黏土矿物指标在海陆过渡带的物源、风化、古气候研究中的适用性。
研究结果
（1） 黏土矿物的物源解释
瓯江流域岩石风化和侵蚀贡献了其三角洲区域的大部分沉积物，晚更新世沉积物以流域内继承性和风化产物的黏土矿物为主，冰消期以来随着海平面上升和三角洲的形成，转变为瓯江流域侵蚀与东海泥质带的沉积物共同贡献，后者主要为长江流域输出的沉积物。
对于中国东部的河流与海洋沉积物，黏土矿物组成上的差异主要受源区母岩岩性和气候控制，现代河流沉积物信号以及在海洋表层沉积物中的分布具有显著的空间差异（图1）。多数岩芯记录的黏土矿物种类及相对含量变化并不明显，主要发生在海平面变化引起的水系演化、物源格局改变等关键时期，归根结底受到流域信号改变的影响。
图1 低海平面（a图, 约18 ka末次冰消期初期）和高海平面（b图, 4 ka以来全新世晚期）时期沉积物黏土矿物组成的空间分布对比。图中饼图轮廓颜色表示沉积相，分别为河流主导（河流相和三角洲相，红色）和海洋主导（海相，白色）两类环境。b图方框中为现代河流沉积物的黏土矿物组成，与低海平面时期对应河流沉积物黏土矿物存在一定差异。
（2） 黏土矿物的风化指标局限
本研究揭示了黏土矿物风化指标（如伊利石结晶度指数KI，伊利石化学指数CI，高岭石/伊利石比值等）在海陆过渡环境评估气候存在局限性，由黏土矿物指标反映的沉积物风化强度会受到流域物质贡献、搬运和沉积条件等非气候因素影响，从而与沉积区气候解耦。本研究建议通过联用黏土矿物指标可在一定程度上消除母岩岩性因素干扰（图2），进一步根据指标联用结果提出中国东部边缘海黏土矿物主要来自于源区沉积岩剥蚀的贡献。因此，在解译海洋沉积记录时，黏土矿物的沉积再旋回成因不容忽视。
图2 黏土矿物常用风化指标（伊利石化学指数（CI）值、伊利石结晶度（KI）值、高岭石/伊利石比值）二元散点图，灰色点表示现代河流沉积物数据，彩色点表示岩芯样品数据（颜色表示样品年龄）。图中趋势线表示随着风化作用增强，流域岩浆岩、沉积岩形成黏土矿物的风化指标大致变化趋势，本研究收集的岩芯数据显示，中国东部边缘海细粒黏土矿物以沉积岩贡献为主。
（3） 黏土矿物的形成和输运机制
气候变化可以从多个方面影响地表黏土矿物的形成与搬运过程，而母岩岩性、人类活动、海平面及海水动力等非气候因素也共同参与沉积源-汇系统的多个环节。这些因素导致河流入海沉积物信号在冰期-间冰期旋回尺度上并非恒定不变，以现代河流沉积物作为海陆过渡带的河流信号需谨慎考虑。
本研究强调了基于黏土矿物指标的风化强度和古气候重建研究须综合考虑物源区气候、母岩岩性、搬运机制和沉积环境的共同影响。此外，细粒沉积物数据集成分析结果表明，自全新世以来，浙闽河流对东海内陆架泥质带的沉积物贡献呈增强趋势（图3），可能指示了浙闽沿岸流强度的减弱，与东亚夏季风强度的演变趋势一致。冰期-间冰期旋回的气候变化与海陆变迁从多方面调控河流沉积物信号特征及其分布机制（图4），这一认识不仅为理解中国东部边缘海这一典型陆架系统的沉积过程提供了重要参考，也对全球大陆边缘的细粒沉积物代用指标应用、现代源-汇系统研究和深时古气候重建具有启示意义。
图3 全新世以来各岩芯沉积物黏土矿物指标（高岭石/伊利石比值）与气候指标（石笋δ18O和太阳辐射强度）的时间变化对比。其中，东海内陆架泥质带沉积物（图上部）高岭石/伊利石比值呈升高趋势，与研究区其他区域岩芯（图下部）变化趋势存在差异，表明全新世气候变化并非影响黏土矿物组成的主控因素。这一现象反映东海内陆架泥质带来自浙闽河流的沉积物信号相对于长江增强，指示浙闽沿岸流在中晚全新世强度减弱。
图4 冰期-间冰期旋回海陆过渡带细粒沉积模式。该图显示了海陆过渡带的沉积记录在海平面上升和三角洲形成过程中发生的变化。在高海平面时期，随着陆地和海洋动力相互作用的强弱变化，细粒碎屑沉积中心发生迁移，沿岸流强度变化影响陆架泥质带中保存的河流沉积物信号分布。
研究团队及资助
本文第一作者为厦门大学海洋与地球学院2026届硕士毕业生陈宇皓，通讯作者为简星教授。中国地质科学院水文地质环境地质研究所王攀助理研究员，厦门大学硕士毕业生梅皓玮、汪铃和博士毕业生傅寒晶共同参与了此项工作。研究获得了国家自然科学基金项目（42476051，41806052）和厦门市自然科学基金项目（3502Z20227006）的资助。
论文来源
Chen, Y., Jian, X., Wang, P., Mei, H., Wang, L., Fu, H., 2026. Deciphering spatiotemporal river-borne sediment signals at the eastern China margin since the last glaciation: Clay mineralogy insights from the Oujiang Delta and regional data synthesis. Earth-Science Reviews 283, 105687.
https://doi.org/10.1016/j.earscirev.2026.105687
供稿：陈宇皓、简星
编辑：苏颖
审核：陆正遥、曹知勉
