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辽东半岛渤海海岸中段矿产资源水文地质特征分析论文

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2023-04-17 09:27:14    来源:    作者:xiaodi

摘要:海洋是地球陆地生态系统中的一个重要组成部分,它是由海水中的浮游植物、沉积物和海水中的各种矿物组成的复合系统,其功能与结构对环境的变化有着十分密切的关系;同时,它也影响着人类的生存和发展,甚至会对社会经济产生重大的作用。本文主要研究辽东半岛渤海海岸中段矿产资源水文地质特征。

  摘要:海洋是地球陆地生态系统中的一个重要组成部分,它是由海水中的浮游植物、沉积物和海水中的各种矿物组成的复合系统,其功能与结构对环境的变化有着十分密切的关系;同时,它也影响着人类的生存和发展,甚至会对社会经济产生重大的作用。本文主要研究辽东半岛渤海海岸中段矿产资源水文地质特征。

  关键词:辽东半岛渤海海岸;中段矿产资源;矿产资源水文地质特征分析

  辽东半岛位于中国的渤海北部,海域面积广阔,主要由浅海碎屑岩及陆滩沉积构成其中滨海生境为珊瑚礁,而渤海东部的海岸线长346公里,海岸线全长约3800km,海岸带的垂直分布使得沿岸的水体发生了明显的上升或下降,在一定程度上反映了该区域的水质状况。

  1区域概况

  辽东半岛位于我国东北亚纬度地区,属于典型的大陆性季风气候,全年日照时间较长,气候温和,降水丰富,光照充足,为海洋研究提供了良好的环境基础。辽东半岛是中国重要的近海沿海海岸线,主要分布在东海、渤海、黄海三个海域,其中以大连港为重点,其海岸线长度约3800km。辽东半岛是渤海的一个分支,它具有明显的季风和海积性质,在整个区域内,由于海相沉积,形成了复杂的陆地生态系统,使得该区域的矿产资源水文地质条件较为优越。由于岛内地面的特殊性,形成了复杂的河流水系,使渤海三角洲的水域有了很大的区别于浅滩的浅层,因此在不同的时间段,同样具有不同的特点和发育方式。根据《辽宁省水土流失情况调查》报告显示,辽宁省有14个行政区,分别为大连、鞍山、抚顺、本溪、丹东、锦州、营口、阜新、辽阳、铁岭、葫芦岛等。这些城市有各自的地形地貌植被类型,以及海岸的构造背景,都对该流域的矿产资源水文地质特征有着极大的影响;同时,不同海区的降雨也有不同的特征。辽宁省是中国的重要沿海港口之一,也是我国的经济中心,同时也是世界上主要的海运枢纽,在全国的海洋渔业发展中有着举足轻重的地位和作用。大连位于东北东部,属于典型的暖温带大陆性季风气候,夏季高温多雨,冬季寒冷少雨,降水量丰富,日照充足,气候湿润温暖,为海河流域提供了良好的环境和条件。辽东半岛处于渤海的南部海域,海水资源极为丰富,有辽河、辽北之分,因此成为了辽宁近海地区的重点捕捞地区。

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  2区域地质条件

  2.1海域分析

  海域位于海底表面,是陆地上的一个重要组成部分,它是海洋的一部分并与海相伴生的复合层,在海水的相互作用下形成了复杂的沉积物体系和矿产资源水文地质体。研究区主要有滨海湖湿地区、潮滩河口海岸、潮滩三角洲及潮塘沉积区。渤海北部湾沿岸的区域构造相对简单,由于岛内岛的存在使得该区域的海水含量较高,同时在黄海近海地带,渤海东部的海区也会受到一定程度的污染;而东海的海岸带为大陆架状,沿海与岛内地表隔着一条河,因此,渤海的部分区域的水质受其影响较大。从垂向来看,渤海南部湾的潜水含水中的总磷量比其他三个组的小得多,其中以浮标含水上升的趋势最为明显。从垂向的角度分析,随着深度的增加水体的总磷量逐渐减小,但总体来说,当达到7m时,整个海域的总磷总量将趋于稳定。

  2.2地层

  本区主要由上更新统冲积、变质岩、构造裂隙性岩组成,其中上更新统的下伏基流质为全新统潜水,沉积年代较短,厚度较大,具有较好的透水性,是典型的弱层泥质海相沉积物。辽东海域北部地区发育有一套浅海碎屑沉积物,包括:砾岩和粉砂质灰岩,它们在水下开采过程中,由于长期受到海水入侵,导致局部发生了部分溶解,成为弱层泥页岩,形成了较为复杂的滨岸沼泽,为海底微细砂岩和粉砂质灰绿色深灰色颗粒。辽东沿海区域属于滨海——潮湿地区,在海洋开发初期,渤海河口的海岸为三角洲前缘,处于潮湿地区,其深度约为——浅海区,水深达7m以上,呈浅滩或中型沙滩,无明显沉降现象,海岸侵蚀作用强烈,对陆地矿产资源水文地质条件造成严重影响。因此,研究区内海岸线走向一般沿河流方向分布,且沿岸岛屿相对较少,没有完整平原地貌。

  2.3构造

  沉积期主要为第三纪旋回和第四纪黄土,其中以白垩系上统栖霞河和上覆全新统群的上覆新近系泥岩为主,下世纪更新以来,下承第三冲积层中的新志留系、新志留系、泥质疏松层及下伏基性岩性段,均为粉砂岩,厚度较大,在7月~8月之间,含水层由新生到老,含水量逐渐增加,并在7月~8月份,形成了一系列的含砾粗砂,粗砂的粒度较小,且呈弱溶解状态,其含量与水深成正相关,但也有部分细粒的颗粒分布,且大部分为中细粉砂,呈微酸性,具有一定的吸水性。研究区的下部地层由新生代陆相碎屑组成,构造复杂,是一个相对稳定的亚稳态,构造应力一般集中在断层附近,表现为强烈的干湿交替,并且多发育急倾斜的剪式褶皱,表现为不对称的剪切,多见弯曲褶皱,构造形态不规则。

  2.4岩浆活动

  根据区域地层岩性的不同,可以将其划分为以下几个类型:

  (1)滨海浅海热液活动区:主要分布在燕山期,该阶段海水热活动强烈,形成了以海为中心的沿海陆地构造,为下生陆的发源地,是沉积环境中的重要组成部分。

  (2)深水平原内陆板块:该阶段是由海洋性海带的前缘和两岸的复合界面组成的陆相网络,它发育了一系列的活动性断裂,如海上动力馆、海槽、潮道等。

  (3)近海盆地的浅海区:该时期的海区位于渤海湾的南部边缘,由于受到来自海底的压力而发生剧烈的变化从而导致该区域内出现许多大小不一的岩石体,如潮道花岗岩,潮道石英脉等。

  (4)浅变质砂岩:本区的沉积物大部分属于钙质泥岩,其中钙质泥岩的含量较高,在南海海域中也有少量的细粒度较高的细粒度的火山碎屑,这些粗颗粒的细粒一般不超过10个,但它们的总数量却不低于5个。

  3辽东半岛矿产资源水文地质特征

  3.1辽东半岛海岸矿产资源水文地质分析

  本论文主要研究辽东海域的海洋矿产资源水文地质特征,分别对海相沉积带的三角洲、陆滩、海积层和浅海碎屑岩进行分类。从垂向和水平两个角度,对渤海河口海岸的沉积物进行观测,结果表明:在垂向方向上,海水上升,形成了由浅及深的浅水区域,其中最细分为浅海区,最大海区,其次为近湖河沿岸的浅水域;从水平方向上,海水下降,形成了由深及远的沉降区,其特点是水深大于30m,水下矿物成分含量较高,总含水量较高,总含氧量较大,浮游植物较少,平均停留时间较长,因此表现出明显的季节性变化规律。根据上述的资料,以及结合所学的水文学基础知识,本文将辽东半岛海岸的矿产资源水文地质特征分为三个部分:①大气降水的补给作用,②近海地形的地貌构造,③海浪的发生与传播。

  3.2地貌类型

  辽宁海域北部海岸线由北东向南西延伸,海岸侵蚀主要为海相沉积,海相沉积物为钙质粉砂岩、粉砂质泥岩和细砂,沉积物呈浅灰色、棕黄色至深褐色,其中钙质泥岩的含量最大,其次是细粒石英,其分布范围在0m~500m之间,呈弱酸性,海水密度较大,在海洋上的研究中,可见贝壳形的特征;滨海浮游植物的物种较少,但也有少量的种性状,如蓝根系、叶脉系、紫尾状、叶脉带、分支节理等,这些特征都对水下生境的形成具有重要的影响;同时,由于海底的发育期较早,因此会有许多的人为因素,如人类活动、降雨补给,以及一些外来干扰的作用等,导致了该区域的地貌形态不同。辽东半岛海岸的地貌类型复杂多样,从总体上可分为北东向的暖三角洲,东部沿海的潮滩和潮道。

  3.3岩性

  在研究区的主要沉积有第四系的陆相沉积物、下伏湖相沉积物和下伏湖相三角洲。其中下伏湖——潮槽是本区最重要的成矿作用,它对海水的形成起着控制性的影响;潮槽是该区的次生滨海,其构造与海陆交织在一起,使其成为浅海碎屑岩的共生体。根据区域水文资料,渤海海域的上覆冲积物类型为潜水,由于水下开采,导致海底的水深增高,因此,在渤海海区的浅水区域,可分为浅水面、中水面和远水面三大类。从上覆海水中划分,可以将海洋划分为浅水中的深水两类,即河滩、岛礁类。

  3.4辽东半岛海域自然状况

  渤海北部海域位于中国大陆东部,是我国海洋的重要组成部分,是一个非常复杂的海陆界面的区域。辽东半岛属于中温带半干旱季风气候,气候类型为温暖、湿润、漫长,主要以浅海和陆地为主。辽东半岛海岸的矿产资源水文地质特征:

  (1)海水入海口的补给条件较好,由于近岸海域的地形较为平坦,海底沉积物的厚度较大,因此,在河口两岸的浅滩上沉积了丰富的水下浮游生物,同时也有部分的溶解浮游动物,这些生物对其的生长有一定的影响。

  (2)黄海的海岸带为暖湿的热带环境,其温度较低,不利于鱼类的活动。

  (3)近海的出露量比较大,但因为大连海域的面积不大,所以沿海海区附近的水体水温相对来说还是较高的。

  (4)湖泊的出露量比较大,且大部分的水中都含有一些难闻的物质(如藻类等),导致了该区域的水质较差,水生植物的繁殖速度慢,从而使湿地的生态系统受到破坏,对海洋生物的生存造成不利的影响。

  3.5辽东半岛海域主要矿产资源水文地质结构

  在海洋开发过程中,水是陆地上一个非常重要的因素。由于海水的特殊性,形成了一系列的海蚀、降浪、侵蚀等现象。这些现象会对海洋生物的生存产生很大的影响;同时,也会对水下生物造成一定的危害;海底沉积物的沉积环境也会导致一些鱼类的死亡以及繁殖。辽东半岛海域的主要矿产资源水文地质结构为:浅海碎屑岩、潮滩、河口岸、潜水(陆)、浅滩侧沙、浅湖、侧沙、淤泥、浮土、流砂,潮滩、三角洲前缘。从滨海海岸线来看,渤海北部地区的海岸线主要以垂向上部的沿海向南部延伸的趋势发展,东部海岸线的东南部为渤海中部,东北方向的海岸线的东南方向的海岸线的西北部和东北部。

  3.6辽东半岛海域矿产资源水文地质的水质

  东海海域的水文主要分布在渤海沿岸的东部海岸线,其中上游海岸线的总断面为8km,下游河道的断面为9m~10m,总宽度大于3m,且河流的水深较浅,两岸岸坡稳定,无较大的下切现象海水含量高,水质好。从近岸海区来看,由于中上游与中下游的海洋环境复杂,浅海碎屑沉积较多,海底沉积物的厚度大,透水性强,透气性差,所以近海区域的污染程度也比一般的陆地要严重得多,特别是深海区的污染更为明显。从近岸海水流动的角度来分析,渤海海域的水流动有其自身的特点:①海流的速度慢;②海流的强度小,且呈微弱的趋势;③海流的持续时间长,在短时间内不容易散开,对水体的流动性影响不大。因此可以认为,近岸海域的水流动是由浅到深的过程;而盆地北部的潜水则相反,因为其具有强烈的下切力,故对水域的侵蚀作用很小。

  4辽东半岛渤海海岸中段矿产资源水文地质特征分析4.1水文地球化学

  水文地球化学是指海洋的表层海水沉积的过程,包括海陆的形成、发展和演化。海陆的产生与人类活动有着密不可分的联系;同时,也是陆地的一部分;因此,研究海底沉积物的成因和特征,对于了解海底的分布规律,以及对其进行合理的开发利用具有重要的意义。辽东半岛位于渤海的东南部海域,它在整个渤海的海区中占据着很大的比例。由于海底的存在使得它的水文地质环境复杂多样,主要有潜水、潮水面、浅滩、水下植物、珊瑚礁等。从垂向上来看,在垂向上,因为辽东半岛的海岸为辽河,所以这里的水面比较大,而且河流的深度较浅,但是又有很多的三角洲组成,它们之间的差异性较大,这就导致了渤海的海岸带的水体质量较差。

  4.2地形

  渤海海域的主要地貌单元有海陆过渡带、海陆沉积带和浅海沉积物。其中陆地岸坡的基底部位为冲积平原海水含量丰富,为海洋浅滩;水下地形由浅岸向中缓坡方向扩展,形成了大面积的深水三角洲,海岸表层的潜水层为垂向不整合的小型不平衡性的平行层状构造,具有较大的厚度;滨海浮游植物区包括:珊瑚礁、红树林和潜水面。海岸侵蚀作用是指由于海岸表面的岩石被人为的破坏而导致的海岸线变形,从而使海岸线更加曲折,最终使整个海区的矿产资源水文地质环境复杂多变。海底水流动的阻力是指因为船体的倾覆而引起的压力变化,它与大气降水的流速有关。

  4.3水系

  该区域主要发育了两个重要的水系:东部的河道和北部的断滩线。其中一条是连接渤海海岸的断滩线,这条河贯穿了渤海沿岸陆地生态系统,并且在这里海的上游也有许多小型的小河

  流,它们分别是:东北的断滩线和南部的深水三角洲以及东南的大塘。这些小的水系为渤海河口海岸提供了良好的水质条件,同时也为海洋的生物多样性奠定基础。从相关研究数据来看,这两条河的总流量都在不断增加,且增长速度快,说明这两条河的矿产资源水文地质特征比较明显,具有很好的代表性;而另一条则相反,由于近几年的发展及改造,两江的下游流域的水深较浅,而且海水的补给量又相对较少,因此这两种断滩带的水面面积均较大,且变化幅度不大。属于大塘的支流——大连大桥的河段其水流方向与前两者相差不大,所以其径流量的分布规律与前二者相似。

  4.4海底海岸带形成机制

  海底沉积了丰富的沉积物和复杂的海藻,为渤海海域提供了良好的环境基础。在研究区内,由于海水含量较大,所以渤海海岸带的矿产资源水文地质特征是主要的分布类型。从垂向层角度看,位于垂向层的潜水具有明显的垂直上升趋势,并且在水平方向上有一定的倾斜变化;从垂直向上的深度来看,处于水下的潜水含水量比陆上的潜水含水量大,但是在垂向层面上,海洋中的浮游植物数量和生物量都比陆地的要少,因此可以认为,当海水中的鱼类达到最大的富营养状态时,就会产生相应的富营养化现象。从河口岸上的观测井的数据分析,渤海北部的深水三角洲海岸带的水质好于东北沿海的近海区域。

  4.5辽东半岛海底海岸带矿产资源水文地质控制因素

  (1)地形地貌:辽东半岛海岸带主要为陆地,海洋性较强,海底沉积物的沉积环境较为复杂,海水含量较大,且海底表层的浮游植物较少,滨海水流速较快,对水层的影响较小。

  (2)水系气候:从区域内来看,由于海水中的大量悬浮物的存在,导致了在海域内的水体发生了明显的变化;从流域上看,海水中的大部分为泥沙,而海底的部分是浮石,这些浮石的数量和质量都会对其的分布产生一定的影响;从近岸海区域看,在渤海北部地区,有一部分是由浅海过渡到水下,其中有一些是陆滩,而近海地带的湖泊较少,这也就说明了渤海的深水海岸的水质较差。同时也表明,渤海沿岸的河流水量较少,这也就意味着,当补给量过大时,会使沿海的鱼类生长受到抑制,从而造成水生生物的减少或消亡。另外,还有少量的盐碱化的现象出现,这会使海水的盐度增加,进而使得渔业资源的利用率降低。

  5结语

  本文通过对渤海海域水文资料的收集和整理,结合辽宁沿海的实际情况,对辽东半岛海岸的矿产资源水文地质特征进行了分析,并利用陆地物理学知识分别从潜水层的厚度、垂向比、水深以及沉积物的孔隙度等方面对辽东半岛海岸的矿产资源水文地质特征进行了详细的描述。