杭州湾更新世以来沉积环境演变及其三维地质结构建模

论文摘要

更新世以来的古气候和古环境演变备受学者关注。通过开展第四系沉积结构和空间展布规律来科学认识更新世以来古地理环境变化是近年来的研究热点,其中地层层序的厘定、海平面变化、古环境演变和海侵时期等科学问题都是热烈讨论的问题。开展杭州湾地区更新世以来沉积地层序列的分析,对研究杭州湾沉积作用发育历史、古地理环境演化具有重要意义,对研究我国长江三角洲冲积平原形成、古地理环境变迁,也发挥了长江三角洲南翼地理位置上的独特作用。当前,围绕杭州湾地区末次冰期以来的古气候及海平面变化研究已取得了不少重要成果,为第四纪尤其是全新世以来的沉积层序、古环境演变研究奠定了基础。但受以往工作钻探难度、钻孔深度和样品测试分析技术的限制,更新世时期以来的沉积环境演变研究相对较少,也存在一些待解决的瓶颈问题。概括地讲,目前在杭州湾地区古环境演化研究存在的主要问题包括:（1）沉积环境演化的主要控制因素,两岸沉积环境演化差异性及其对岸线变迁的影响作用;（2）两岸沉积地层的统一厘定,多重地层统一划分标准的确定,两岸地层格架的构建和对比;（3）缺乏更新世以来揭露至基岩的沉积相、海平面变化、海陆变迁、河流入海和古气候变化的高精度数据资料;（4）杭州湾南-北两岸第四纪沉积层序与古地理演变的耦合关系?三维可视化可对地下地质现象、地质结构提供直观的展示,当前已经成为推动“透明城市、智慧城市”建设、“地质+”服务的关键和核心技术之一,吸引了众多学者的眼球。三维地质构造模型已逐步应用于各种地质领域,技术方法逐步完善。而地质结构和地层属性的准确描述和精细化表达、三维地质结构模型服务资源管理的实际应用等则是当前亟待解决的关键问题。而杭州湾两岸作为浙江省拥江发展战略的先行区,三维地质结构建模和应用还处于初步阶段。针对以上问题和当前研究热点,本文通过对杭州湾两岸的第四纪地质钻孔,进行取芯采样,开展高分辨率的粒度、孢粉、光释光、AMS14C测年和古地磁的系统分析,获得了研究区更新世以来较为丰富的数据资料。针对性地开展了研究区更新世以来的沉积单元划分、沉积物类型、沉积相、古地理、地层年代和地层格架的综合研究。通过建立地层层序和地质剖面,结合历史资料收集、整理、筛选、建库和综合分析,选取杭州湾北岸（嘉兴市）为例初步构建了三维地质结构模型。通过杭州湾两岸的共13个第四系钻孔,获得了更新世-全新世地层中99个光释光年龄、74个AMS14C年龄及5178件样品的古地磁数据。对杭州湾北岸BZK02、BZK04、BZK05钻孔,采用岩石地层、生物地层、气候地层、磁性地层、年代地层、粒度分析、综合测井等多种方法,建立了包含沉积相、古气候、海平面变化和地层划分信息的第四纪多重地层划分对比图。通过编制8条的高精度第四纪地质剖面,建立了杭州湾两岸的第四纪地层格架。将研究区更新世以来的古气候演变划分为8个暖期-冷期变化的气候旋回,并依据基准面旋回的等时原理对气候旋回中的地层进行更精确对比,编制了研究区更新世以来的20个时期的古地理演变图,较直观地反映了研究区沉积相、古地理环境演变规律。选取杭州湾北岸（嘉兴市）为例进行了三维地质结构建模分析研究。通过精选杭州湾北岸代表性钻孔,建立三维地质钻孔原始数据库,借助以MapGIS软件K9为平台的三维软件工具,开展了基于地表地质图和地质-地球物理-钻孔联合解译剖面的三维地质模型构建、三维模型可视化、三维模型切割及三维模型隔栅剖面展示的分析研究。精选代表性第四纪钻孔116个,工程地质钻孔1100余个、水文地质孔445个,建立了杭州湾北岸（嘉兴）三维第四纪地质构造模型,三维工程地质结构模型和三维水文地质结构模型。基于三维地质结构模型,初步实现了数据系统对地质钻孔数据的有效管理与三维可视化动态展示,初步探索了对任意区域、任意深度范围内地下空间利用适宜性的按需实时评价,并以此探讨了三维地质结构模型在服务资源管理、实现地上地下三维可视化管理等方面的实际应用。本文主要创新之处在于:1、开展了杭州湾两岸更新世以来的沉积地层结构、沉积相序列和古地理演变研究,分析了杭州湾沉积层序及古环境演变的耦合关系,确定了8个暖期-冷期的古气候旋回、编制了20幅古地理图还原杭州湾岩相古地理演化。2、借助以MapGIS软件K9为平台的三维软件,开展了研究区三维地质建模和三维可视化分析研究,构建了杭州湾北岸（嘉兴平原）的三维工程地质结构模型、三维第四纪地质结构模型及三维水文地质结构模型。3、开展了三维地质结构可视化动态显示的初步探索,按需实时评价杭州湾北岸任何深度和区域地下空间利用的适宜性,为推动杭州湾两岸“透明城市、智慧城市”建设、“地质+”服务等提供支撑。

论文目录

文章来源

类型: 博士论文

作者: 林钟扬

导师: 金翔龙

关键词: 更新世,沉积层序,多重地层划分对比,古环境演变,三维地质结构建模,杭州湾

来源: 中国地质大学

年度: 2019

分类: 基础科学

专业: 地质学,地质学,地质学

单位: 中国地质大学

基金: 中国地质调查局“浙江海洋经济发展示范区城市群(嘉兴)地质调查(项目编号:1212011220008)”,中国地质调查局“浙江1:5万盛泽镇,嘉善县,嘉兴市,新丰镇,平湖市幅区域地质调查项目(项目编号:1212011220538)”2012-2014年,研究经费670万元,中国地质科学院地质研究所“长江三角洲重点地区三维地质调查(浙江)(项目编号:1212011220251)”,“南北极环境综合考察与评估专项(项目编号:CHINARE2013-01-02,2013-2015)”

分类号: P532;P534.631;P512.2

DOI: 10.27492/d.cnki.gzdzu.2019.000070

总页数: 149

文件大小: 21909K

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