2. 中国地质调查局南京地质调查中心, 南京 210016
2. Nanjing Center, China Geological Survey, Nanjing 210016, China
0 引言
东海是东亚大陆边缘海，东海陆架是世界上最宽广、最平坦的大陆架之一，全新世以来受海平面变化、河流以及气候变化影响显著，沉积环境发生过重大改变。研究[1-3]表明，末次盛冰期(last glacial maximum，LGM)时，全球海平面比现今低130 m左右，海岸位于东海陆架边缘和对马—朝鲜海峡东端，发育一套低位体系域层序[4]。冰消期以来海平面快速上升与慢速上升相间发生，形成了不同的沉积体系，如古滨岸沉积和潮流沙脊群。当海平面到达高水位期以后，东海的环流体系已经形成，浙闽泥质区开始沉积[5]。
东海内陆架形成的泥质沉积体具有连续、分辨率高的特点，近年来受到广泛关注。对泥质区的研究已在沉积物物源、沉积环境和古气候演化等方面取得了丰硕成果[6-10]。浙闽泥质区作为沉积物的汇，潜在物源主要有长江、浙闽沿岸河流以及台湾山地河流，以长江细颗粒沉积物占主导[11-13]。除海平面变化以外，东亚季风控制下的沿岸流也是泥质区形成的必要条件。
东亚季风是欧亚大陆和太平洋之间的海陆热力差异形成的，东亚冬季风(East Asian winter monsoon，EAWM)是亚洲气候系统的重要组成部分，在东亚季风中占主导地位[14]。冷空气从西伯利亚—蒙古高压向中低纬东南方向运动，甚至越过赤道到达南半球，对人类社会有重要影响。对全新世EAWM的演化历史、机制的全面了解，可以更好地预测未来气候变化。黄土-古土壤[15]、湖泊[16]和海洋[17]等记录重建的全新世EAWM在千年尺度上的变化规律一致，百年—十年尺度上会有较大差异[18-19]。沉积物粒度提取的敏感粒级被用作EAWM的替代指标[20]已广泛报道，在不同时间尺度上重建了EAWM的变化。此外，前人[21-24]利用地球化学、有孔虫以及环境磁学等指标研究泥质区的气候变化，并且识别出了多次气候变冷事件，进一步证明全新世气候变化的不稳定性。
在前人研究工作的基础上，总结了全新世以来泥质区沉积地层、物源，以及泥质区记录的古气候演化，以期对全新世泥质区的沉积演化有更全面的了解。
1 区域概况浙闽泥质区是长江入海泥沙在陆架沉积体系的重要组成部分，分布在长江入海口以南、水深60 m以浅的闽浙沿岸一带，该泥质区沿东北—西南方向呈条带状分布(图 1)，厚度为0~40 m。刘敬圃等[25]基于高分辨率地震剖面指出该泥质条带长800 km，并且进一步估计总体积大约是4.5×1011 m3。浙闽沿岸流和台湾暖流是中国东南沿海的两支重要海流(图 1)，对东海内陆架物质的输运和沉积过程有着不可忽视的影响。浙闽沿岸流主体水起源于长江、钱塘江、瓯江、闽江等淡水河，表层最大流速0.5 m/s[37]，平均流速24.0 m/s[38]；台湾暖流是高温高盐的海流，发源于台湾海峡，黑潮的一个分支在台湾东北部侵入台湾暖流，终年流向东北，最北可上溯至长江口附近，平均流速小于0.09 m/s[38]。这两支海流都有着明显的季节性，受东亚季风影响显著：冬季偏北季风盛行，浙闽沿岸流强化，台湾暖流弱化；夏季受东南季风影响，台湾暖流强化，浙闽沿岸流变弱，甚至转向东北[26]。
① The National Oceanic and Atmospheric Administration. ETOPO1 Global Relief Model. 2008. https://www.ngdc.noaa.gov/mgg/global/global.html
浙闽泥质区(图 1)从邻近陆地接收大量河流沉积物，包括长江、台湾山地河流以及浙江—福建沿岸河流。长江发源于青藏高原海拔5 100 m的唐古拉山脉，全长6 397 km，最终于上海崇明岛附近汇入东海，流域面积1.8×106 km2(表 2)。大约有240 Mt/a的悬浮沉积物向南运输到泥质区海域，约占长江入海物质的一半[25, 40]。以宜昌和湖口为界，长江分为上、中、下游。长江上游主要是中生代岩石，古生代和新生代岩石次之，代表性岩石为古生代碳酸盐岩和峨眉山玄武岩；中下游以古生代碳酸盐岩和中生代中—酸性火成岩以及第四纪河流—湖泊相沉积岩为主[41]。在亚洲季风的影响下，流域降雨有季节特征，年平均降雨量1 100 mm，平均温度15 ℃。
| 河流名称 | 长度/km | 流域面积/(104 km2) | 年径流量/(1010 m3) | 年输沙量/(104 t) |
| 长江 | 6 300 | 180.540 | 8 931.00 | 36 800 |
| 钱塘江 | 522 | 2.440 | 220.50 | 289 |
| 瓯江 | 384 | 1.820 | 193.00 | 196 |
| 闽江 | 562 | 6.099 | 575.79 | 599 |
| 浊水溪 | 186 | 0.310 | 51.84 | 6 555 |
| 注：长江、钱塘江数据来源于文献[39]；瓯江、闽江、浊水溪数据分别来自脚注①②③。年径流量和年输沙量是河流2006—2016年的平均值。 | ||||
① 浙江水利厅.瓯江流域综合规划. 2018. http://www.zjwater.com/
② 福建省水利厅.2017福建省水资源公报. 2018.http://www.fjwater.gov.cn/
③ 台湾经济部水利署.浊水溪的故事. 2018. https://www.wra.gov.tw/
浙江省地势自西南向东北呈阶梯状倾斜，西南以山地为主，中部为丘陵，东北是冲积平原[41]，处于亚热带季风气候区，年降水量约1 600 mm。钱塘江是省内最大的河流，长522 km，流域面积2.44×104 km2，多年平均径流量为220.5 km3，年均输沙量5 Mt；瓯江是第二大河流，全长388 km，年均径流量193 km3，年均输沙量1.96 Mt。福建省靠近北回归线，受季风和地形的影响，形成了温暖湿润的亚热带海洋性气候，年均气温17~21 ℃。闽江是福建省最大的河流，长562 km，年均径流量575.79 km3，年均输沙量6 Mt。汇水盆地内以火山岩、侵入岩为主，其次是变质岩及海相沉积岩，局部为第四纪沉积物覆盖[41]。
台湾岛是欧亚板块和菲律宾海板块聚合碰撞产生的，其陡峭的地形、强烈的构造活动以及频繁的台风和地震，造就了世界上最高速的沉积区[42]。每年大约有180~380 Mt的沉积物进入周围海域[43]。浊水溪是台湾西部最长的一条河流(长186.4 km，流域面积3 150 km2)，发源于台湾西南中央山脉合欢山西麓，坡度变化大，水土流失严重，年输沙量可达65.55 Mt。流域内以新生代沉积岩、变质岩和浅变质岩为主[44]。台湾穿越北回归线，是亚热带海洋性气候，年平均温度22 ℃，年平均降雨量达2 500 mm。在亚洲季风的影响下，降水主要发生在5—10月，其占总降雨量的78%。
2 全新世沉积环境演化研究[10, 25]表明，浙闽泥质区是全新世高海平面以来沉积物的汇，约占长江入海泥沙量的32%。长江输沙量和河口泥质区沉积速率季节差异较大，洪季(5—10月)多年平均输沙量占全年输沙量的87%[45]。与此对应，长江口附近在6—9月的月沉积速率约为4.4 cm/月，远高于年平均的1.6 cm/月[46]，有大量沉积物在冬季被再悬浮和搬运。影响泥质区的主要水动力体系——浙闽沿岸流受季风影响，夏季向北冬季向南运动[47]。因此中国东部海域形成了“夏储冬输”的沉积格局。
2.1 沉积体系形成利用CLIMAP(climate long-range investigation, mapping and prediction)[48-49]重建的过去18 ka以来的古气候历史表明，LGM期间全球海平面下降了130 m。基于全球不同沉积环境中的陆架泥质沉积的统计结果，Mahiques等[50]将晚更新世—全新世泥质沉积的形成时间分为3个阶段：14.0 ka B.P.，9.5~6.5 ka B.P.和2.0 ka B.P.。浙闽泥质区在第二个时间段开始形成：冰消期早期海平面快速上升，大量陆源碎屑沉积物填充古下切河道；到早全新世长江三角洲开始发育；直至8.0~7.0 ka左右海平面基本达到目前高度，现代环流体系基本形成，细颗粒沉积物在浙闽沿岸流带动下向南运输，浙闽泥质区才开始形成。
EC2005孔的研究[51]表明，随着海平面的逐渐上升，自13.1 ka B.P.开始，形成了41 m的海相沉积地层。综合岩性、粒度和AMS 14C结果，将EC2005孔沉积相分为前滨、近滨、浅海3个亚相。自12.3 ka B.P.开始，研究区受到沿岸流影响，长江物质开始进入研究区。浙闽泥质区是7.3 ka B.P.以来长江的悬浮体在沿岸流作用下形成的。赵泉鸿等[21]根据MD06-3040底栖有孔虫组合和不同生态种的丰度、浮游有孔虫G.bull和G.ruber的丰度及其氧同位素记录，得出了研究区全新世早期海面快速上升, 沉积环境由滨岸内陆架(10.6~9.9 cal kaB.P.)、内陆架外缘(9.9~8.1 cal.ka B.P.)转变至中陆架并达全新世最高海面(7.7~7.2 cal ka B.P.)的结论。
李广雪等[52]提出东海内陆架泥质区在7.3 ka以来开始形成，与全新世高水位期(图 2)对应。同时，东海的现代环流体系也在这时形成，浙闽沿岸流开始向南流，将长江源的沉积物带到浙闽泥质区沉积。这与东海沉积体系中高水位体系域(HST)底部的14C年龄(≈7 ka)一致。东海内陆架从冰消期最大海侵以后开始广泛沉积，海平面达到高水位期以后水下斜坡沉积开始推进，泥质沉积中心开始形成。因此，海平面变化和海洋环流在浙闽泥质区的形成中起到重要作用，在过去的十几年中备受关注。
利用Calib 7.04[58]对研究区几个柱状样(表 1)的年代重新进行校正，长江口ECS-0702孔的ΔR(当地碳储库校正)选取(-96±60)a[59]，浙闽泥质区钻孔的ΔR值为(73±17)a[60]，得到全新世以来的沉积速率(图 3)。可以看到，泥质区存在几个高沉积速率时期，分别是12.0~10.0 ka B.P.，6.0~4.0 ka B.P.和2.0 ka B.P.以来。在12.0~10.0 ka B.P.，研究区处于滨岸—浅海环境，该时期海平面上升缓慢，在东海陆架上发育了2个潮流沙脊体系[61]。大约7.0 ka B.P.，海平面达到现今高度，进入高海平面时期，目前的海洋水动力环境基本形成，泥质区开始发育。6.0~4.0 ka B.P.是泥质区沉积速率较快的阶段，EC2005孔在5.8~5.0 ka之间沉积速率高达12.1~20.8 mm/a，EC2005钻孔附近的MD06-3040孔和泥质区南部的F15孔也在该时期高速沉积，这说明泥质区在此时接受陆源物质输入量较大，可能是EAWM增强，沿岸流增强，为泥质区带来更多的长江物质。而泥质区北部的PC-6孔在8.0~7.0 ka B.P.沉积速率较高，这可能与测年误差有关，也可能与钻孔位置有关。泥质区不同位置的地理环境、水动力条件以及物质供应速率等对沉积速率都有一定影响，造成沉积地层之间的差异。最近2.0 ka B.P.以来，泥质区大部分钻孔都出现高速沉积，很多研究者将其归因于人类活动。在浙江—福建沿海地区的孢粉记录中发现，2.0 ka以来用火、水稻种植以及航海活动逐渐繁荣[62-64]，人类活动对当地植被、环境变化产生了重要影响。长江地区人类活动的证据要早一些，大约在3.5 ka B.P.左右[65-66]。但是人类活动能否造成泥质区那么高的沉积速率还有待商榷，或许自然变化占的比重更大一些[67-68]。泥质区北部DD2孔的沉积环境表明，近2.0 ka以来该区域的沉积环境与现今一致[31]，沉积环境稳定，主要受沿岸流的控制。
| 钻孔 | 纬度 | 经度 | 海拔/m | 钻孔长度/cm | 参考文献 |
| CM97 | 31.62°N | 121.38°E | 2.5 | 7 050 | [27] |
| ECS-0702 | 31.00°N | 122.67°E | -22.0 | 3 560 | [28] |
| DD2 | 29.58°N | 122.63°E | -43.5 | 298 | [29] |
| PC-6 | 28.97°N | 122.57°E | -56.7 | 450 | [30] |
| T08 | 28.50°N | 122.47°E | -64.6 | 220 | [23] |
| JC07 | 28.23°N | 122.15°E | -48.3 | 160 | [31] |
| MZ02 | 28.17°N | 121.89°E | -32.4 | 3 530 | [12] |
| MD06-3040 | 27.72°N | 121.78°E | -46.0 | 1 936 | [32] |
| EC2005 | 27.42°N | 121.33°E | -36.0 | 6 020 | [33] |
| MD06-3042 | 27.09°N | 121.40°E | -62.0 | 3 410 | [34] |
| MZ01 | 26.55°N | 120.85°E | -64.7 | 296 | [35] |
| F15 | 24.60°N | 119.00°E | 47.1 | 250 | [36] |
钻孔位置、环流条件、测年材料等差异造成的误差，使不同钻孔的沉积环境解释差别较大，因此仅用一个钻孔反演区域环境的变化存在很大问题。为了对泥质区沉积环境有更全面的了解，有必要进行多钻孔的联合解释。综合利用浅地层剖面、钻孔岩心等进行研究，可对泥质区沉积环境演化、“源—汇过程”以及气候变化有更全面的了解。
2.2 泥质区物源浙闽泥质区的表层沉积物黏土矿物研究表明，沉积物主要来自长江[69]，在泥质区南部受闽江影响显著[70]。范德江等[71]利用非线性规划模型，对东海陆架表层沉积物中长江、黄河的贡献做了定量计算，认为长江沉积物主要分布于32°N以南、台湾暖流以西的海域，黄河沉积物主要分布于32°N以北、台湾暖流以东的海域。因此在浙闽泥质区的物源讨论中很少涉及黄河。
郑洪波等[72-73]提出，长江在渐新世(或者最晚在渐新世—中新世之交)贯通东流，东亚地貌格局基本形成，长江悬浮物开始在东海陆架沉积。长江三角洲在8.0 ka左右开始形成，5.5 ka以前大量沉积物填充下切河谷[74]。根据杭州湾附近的记录，王昕等[75]认为在约10.0~4.0 ka之间长江沉积物主要填充古河谷和水下三角洲，向南输运量很低，东海陆架的潮流沙脊体系可能是浙闽泥质区下部沉积层主要的物质来源。长江、浙闽沿岸河流以及台湾山地河流作为泥质区的潜在物源，全新世以来对泥质区的贡献很大，前人对此做了大量的定性研究，取得了丰硕的成果。下面主要从黏土矿物、地球化学以及环境磁学方面对泥质区物源进行介绍。
2.2.1 黏土矿物方法黏土矿物含量和特征的变化是古气候环境条件控制和影响的结果，因此，在海洋沉积物中黏土矿物组合及其含量的变化反映了海洋沉积源区气候条件的变化，而在钻孔岩心中黏土矿物组合及其含量的变化则记录了沉积源区古气候、古环境演变的信息(图 4)[12]。
表层沉积物的黏土矿物调查结果(表 3)显示：长江沉积物以伊利石为主(67.00%±1.00%)，高岭石(9.00%±3.00%)和绿泥石(19.00%±1.00%)质量分数也较高，蒙脱石质量分数较低[69]；与之相比，台湾河流(如浊水溪)沉积物中的黏土矿物主要由伊利石(70.00%)和绿泥石(29.00%)组成，高岭石质量分数较低，没有蒙脱石。浙闽泥质区的黏土矿物主要由伊利石组成，绿泥石、高岭石、蒙脱石依次减少，与长江黏土矿物组合特征更接近，说明长江是泥质区的主要物源。由于距离长江口较近，在较强的沿岸流作用下，钱塘江和瓯江河口的沉积物与长江源细颗粒物质混合，黏土矿物与长江类似；而闽江口沉积物的黏土矿物则与长江有明显的差异(表 3，图 4)。
| 沉积物分布区 | 河流 | 样品数量 | wB/% | 参考文献 | |||
| S | I | K | Ch | ||||
| 长江沉积物 | 长江 | 18 | 5.00 | 67.00 | 9.00 | 19.00 | [69] |
| 21 | 2.00 | 66.00 | 12.00 | 20.00 | [33] | ||
| 长江上游 | 9 | 1.73 | 63.84 | 15.75 | 18.69 | [11] | |
| 长江中游 | 12 | 2.99 | 67.87 | 14.9 | 14.24 | [11] | |
| 长江下游 | 4 | 1.82 | 66.07 | 15.27 | 16.84 | [11] | |
| 浙江-福建河流沉积物 | 钱塘江 | 2 | 5.06 | 69.21 | 15.61 | 10.12 | [76] |
| 瓯江 | 3 | 4.00 | 74.00 | 9.00 | 13.00 | [77] | |
| 闽江 | 25 | 1.00 | 33.00 | 42.00 | 24.00 | [78] | |
| 浙闽泥质区 | 42 | 6.00 | 65.00 | 9.00 | 20.00 | [69] | |
| 台湾河流沉积物 | 浊水溪 | 6 | 0.00 | 70.00 | 1.00 | 29.00 | [79] |
| 6 | 7.00 | 64.00 | 12.00 | 17.00 | [79] | ||
| 265 | 2.77 | 60 | 9.47 | 27.75 | [80] | ||
| 注：S.蒙脱石; I.伊利石; K.高岭石; Ch.绿泥石。 | |||||||
在泥质区北部DD2孔中，各黏土矿物的质量分数、伊利石/蒙脱石以及黏土矿物端元图都显示，黏土级细颗粒物质来自长江，而不是黄河[81]。刘升发等[12]利用黏土矿物将MZ02孔分为4个沉积单元(图 4)：13.0~9.5 ka B.P.，海平面较低，物源是长江、闽江和台湾河流物质的混合；早全新世(9.5~6.2 ka B.P.)，陆架侵蚀严重，再悬浮作用增强，沉积物主要来源于长江；6.2~2.4 ka B.P.之间，台湾暖流增强，超过60%的沉积物来源于台湾河流；2.4 ka B.P.以来，随着东亚季风的增强和台湾暖流的减弱，长江和闽江沉积物对泥质区的贡献增加。泥质区南部的F15孔的黏土矿物揭示，≈4 ka沉积物中蒙脱石消失，长江对泥质区南部贡献降低[36]。这可能是中晚全新以来EAWM强度降低，致使浙闽沿岸流减弱造成的。
在百年尺度上，泥质区物源变化和上述结果有较大差异。赵一飞等[33]在长江口和内陆架泥质区2个钻孔黏土矿物端元图中发现，1950年以来长江对泥质区的贡献逐渐降低，而黄河的贡献相对增加，认为可能与1950年以来长江的输沙量降低有关。王亮等[13]在长江口和内陆架泥质区的钻孔中发现，1950年左右伊利石质量分数降低，高岭石和绿泥石质量分数增加。原因主要有两个：一个是EAWM增强，沿岸流增强，老黄河口的物质输入增加，同一站位的伊利石质量分数就会降低, 而高岭石的质量分数相应升高；另一个是长江中上游物质来源的减少，必然会引起伊利石质量分数的下降以及高岭石等组分质量分数的相对升高。
百年尺度的结果表明，1950年以来黄河对泥质区贡献增加，与千年尺度的结果存在差异，这可能与时间跨度、样品分辨率、采样位置等有关，也可能和定性解释的人为性有关，因此需要更高分辨率的指标、更精确的数学模型以及现场观测数据加以验证，以重新解释不同时期物源的变化规律。黏土矿物物源判别时，用的较多的是黏土矿物组成三角端元图、伊利石结晶度以及黏土矿物质量分数变化。对于同一地区，不同实验室的结果可能会有较大差别，因此建立一套国际统一的黏土矿物测试程序是很有必要的。另外，黏土矿物与其他指标联合解释也是切实可行的，例如矿物磁性、主微量元素等。
2.2.2 地球化学方法在传统地球化学方法中，微量元素如稀土元素(REE)，Ti，Th，Sc，Co等受风化剥蚀、搬运、动力分选、沉积成岩和变质作用等影响较小，基本继承和反映了物源区源岩的平均组成，因而被广泛用为沉积物的物源示踪。现代长江下游河口地区沉积物的REE基本可以代表长江入海物质的平均组成(图 5)，而长江主要支流和干流中差异较大[87]。
在EC2005钻孔的研究中，徐方建等[88]认为泥质区不受或者受黄河、浙闽泥质区以及台湾河流的影响较小。REE结果表明：12.3~9.8 ka B.P.之间，研究区开始受到浙闽沿岸流的影响，物源逐渐转为长江；10.0~9.8 ka B.P.以来，研究区的物源主要受长江控制；7.3 ka B.P.以来受浙闽沿岸流影响泥质区开始沉积。杨守业等[7]对MD06-3040钻孔的地球化学特征，如Al/Ti, Li/Sc, Co/Sc和Nb/Sc进行调查，结果表明：过去7.0 ka B.P.以来，浙闽泥质区的物质主要来自长江，1.5 ka B.P.以来浙江和福建省当地小河流的贡献增加；但是1.5 ka时地球化学指标的突然变化是由于东亚夏季风的变化还是人类活动影响，仍有待商榷。
米贝贝等[6]研究了MZ02孔的稀土元素分布特征，同样划分出了4个沉积单元，其中晚更新世—早全新世(13.0~9.8 ka B.P.)以及中晚全新世(7.3 ka B.P.)以来的物源划分和黏土矿物结果一致[12]，但早全新世(9.8~7.3 ka B.P.)与刘升发等[12]的结果完全相反。刘升发等[12]认为早全新世海平面逐渐升高，沉积物再悬浮作用增强，此时东亚夏季风也增强，闽江和台湾河流成为主要物源，长江物质供给较少。随后，刘升发等[89]又综合分析了MZ02孔的粒度、黏土矿物、主微量元素、稀土元素的变化特征认为：10.05~8.15 ka B.P.，稀土元素(La/Sm)ucc-(Gd/Yb)ucc图表明泥质沉积物更加接近闽江与台湾西部河流；而在9.50~8.15 ka B.P.，黏土矿物端元图显示泥质沉积物与长江更加接近。因此刘升发等[89]认为不同粒径的沉积物来源不同：细颗粒物质主要来自于长江，经浙闽沿岸流长距离运输到达泥质区沉积；粗颗粒物质主要来源于泥质区南部的闽江和台湾西部河流。这与杨守业等[7]提出的东亚大陆边缘两类河流体系的风化与源汇体系观点本质上是相同的。
放射性同位素在沉积物风化、搬运、沉积过程中相对稳定，保留了源岩的化学组成，可以更准确地追踪物源。其中Sr-Nd同位素应用较多(图 6)，在冲绳海槽和黄海等物源研究中都有报道[8, 90-95]，但是浙闽泥质区中的案例较少。毕磊等[91]分析了MD06-3040孔和CM97孔的Sr-Nd，Sc/Th和Cr/Th等地球化学数据，结果表明长江入海的大部分沉积物在早—中全新世来自中下游河谷、晚全新世主要来自上游流域，这可能是ENSO (El niño-southern oscillation)活动频率增加以及农业文明发展所致。
环境磁学测量具有快速、无损、经济的特点，可以检测到沉积环境中的微小变化，不同的磁学特征能够判别沉积物的来源。现代长江悬浮物的磁学研究表明磁铁矿是主要的磁性矿物，赤铁矿和针铁矿质量分数较少[96]。长江和黄河沉积物的磁性参数存在明显差异，长江沉积物中亚铁磁性矿物明显高于黄河[97-98]，但二者都是亚铁磁性矿物占主导。大陆河流沉积物中只包含磁铁矿而没有磁黄铁矿，台湾西部河流沉积物中既有磁黄铁矿又有磁铁矿，因此磁黄铁矿可以作为台湾河流物质的示踪指标[99]。这种差异是源区岩石性质造成的，台湾西部河流流域是富含磁黄铁矿的变质岩。
在东海陆架表层沉积物的研究中，磁学参数χfd(频率磁化率)、IRM(等温剩磁)、ARM(非磁滞剩磁)、χARM/χ(非磁滞剩磁/磁化率)及χARM/SIRM(非磁滞剩磁/饱和等温剩磁)值的分布都表明：在内陆架磁性矿物颗粒频率较高，亚铁磁性矿物频率较低，磁性矿物颗粒较细[100]。张凯棣等[101]的研究认为内陆架磁性矿物颗粒以单畴为主，这与前人提出的伪单畴和多畴[100, 102]相悖。泥质区κ-T(磁化率-温度)曲线表明，样品中磁性矿物以磁铁矿和磁赤铁矿为主，同时还有少量赤铁矿。泥质区样品投影在S100-SIRM(S100为饱和等温剩磁的矫顽参数，S100=(SIRM-IRM100)/SIRM×100%，IRM100为100 mT磁感应强度下获得的等温剩磁)散点图上，结果表明大部分内陆架表层沉积物与长江沉积物磁学性质更接近，说明泥质区物源主要来自长江[101]。
在台湾海峡和浙闽沿岸沉积物磁性矿物的研究中，通过磁性特征将物源划分为4个区域：台湾西部、大陆东南部、台湾北部和台湾浅滩。台湾西部沉积物的χ、SIRM、HIRM(硬剩磁)值较低，Sratio(S比值，饱和等温剩磁的矫顽参数)变化范围较大；而大陆东南部的沉积物有较高的χ、SIRM和HIRM值，Sratio变化范围很窄(82.2%~84.9%)[99]。曹文红等[103]提出基于SIRM/χlf (χlf为低频磁化率)和HIRM磁性参数示踪中国东南沿海河流和台湾河流物质的判别指标：长江和浙闽河流具有高HIRM和低SIRM/χlf，其中浙闽河流HIRM较长江略低；而台湾浊水溪具有低HIRM和高SIRM/χlf，西部小河流整体具低HIRM和低SIRM/χlf。
沉积物的磁性特征受到多种因素的制约，比如粒度、风化条件、成岩作用、自生矿物、生物作用和陆源物质输入等，因此在利用该方法进行物源示踪时需谨慎。目前对于东海内陆架表层沉积物物源的环境磁学特征研究较多，长时间序列物源的环境磁学应用较少，但在古气候演化上有较多报道[36, 104]。
众多的科学研究表明长江是浙闽泥质区主要物质来源，来自浙闽沿岸和台湾的山地河流对泥质区也有一定贡献，并且全新世以来各自多占比重有不同程度改变。基于前人研究，将浙闽泥质区全新世物源变化分为几个时期：全新世早期(≈11.7~7.0±0.5)ka B.P.，海平面较低，泥质区下部的沉积物是长江、浙闽河流和台湾西部河流的混合；中全新世(≈7.0~2.0±0.5)ka B.P.，海平面上升，浙闽沿岸流和台湾暖流相互作用的东海内陆架环流体系基本形成，长江细颗粒物质在浙闽沿岸流作用下向南输运，是浙闽泥质区的主要物质来源；晚全新世(≈2.0 ka B.P.)以来，地球化学和黏土矿物结果都指示浙闽河流对泥质区的贡献逐渐增加。
在前人的研究中，对长江和台湾河流(如浊水溪)的沉积过程研究较透彻，而浙闽河流虽然近年来逐渐受到重视，但与长江、黄河等大河的源汇过程研究相比仍显不足。在浙闽泥质区物源研究中，浙闽河流的取样多取自河口，对母岩区的样品采集较少，降低了物源分析结果的可靠性；而且不同物源对泥质区的贡献只有定性或半定量的描述，不同替代指标的差异对物源的反演也存在误差，因此需要多种指标联合反演物源的演化及不同物源的相对贡献。另外，在以后的研究中仍需要做更多的努力来判断泥质区底部沉积物是来自低海平面时期沉积在中—外陆架的物质，还是来自长江、浙闽河流又或者是台湾河流。
3 全新世古气候在长时间序列的黄土-古土壤研究中，粒度和磁化率分别被用作EAWM和EASM(东亚夏季风)的替代指标，并在国际上得到了广泛认可[105-106]。前人利用湖泊、海洋等高分辨率记录对全新世EAWM进行了详细研究，但是由于区域位置、替代指标的差异，不同研究者的结果偏差较大，只能反映特定环境下的季风响应[107]。
浙闽泥质区全新世以来沉积连续、分辨率高，沉积物“夏储冬输”运移方式与浙闽沿岸流密切相关，主要受EAWM控制，有明显的季节性。与EASM相比，EAWM研究不够详细，EAWM本身的复杂性也给研究造成了很大困扰。近年来，利用海洋沉积物粒度提取的敏感粒级(sensitive grain size，SGS)已被广泛用来重建EAWM强度，但是仍然存在较多问题。
MZ01孔敏感粒级指示的中全新世以来东亚冬季风演化过程可以大致分为4个阶段[108]：8.30~6.30 ka B.P.期间较强且波动较大；6.30~3.85 ka B.P.期间较弱且稳定；3.85~1.40 ka B.P.为高波动期；1.4 ka B.P.以来进入稳定增强期。肖尚斌等[30]从PC6孔提取 < 20 μm的组分作为近8 ka以来EAWM的指标，认为7.60~5.10 ka B.P.呈现出中等强度的高频波动，5.10~1.70 ka B.P.为长期持续强盛期，1.7 ka至今为稳定最弱期。徐方建等[24]提取敏感粒级 < 14 μm的组分作为EC2005孔EAWN替代指标，着重研究了中全新世的气候变化，认为该时期EAWM增强、EASM减弱，与轨道驱动的北半球夏季太阳辐照强度降低是一致的(图 7)。
MZ01、PC-6及EC2005钻孔中提取的敏感粒级分别是>9.71 μm、< 28.0 μm和 < 14.0 μm。一般认为细颗粒组分是长江沉积物在EAWM引起的沿岸流运输下在泥质区沉积，而粗颗粒组分则来自波浪、潮汐作用，靠近台湾海峡的粗颗粒组分则主要来自台湾山地河流。MZ01孔中>9.71 μm的部分包含了粗粒级组分，不全是冬季风影响下沿岸流向南输运的细颗粒物质，还包括风暴潮、台风等突发事件造成的粗颗粒碎屑物质。由于粒度变化的影响因素较多，敏感粒级虽然可以从中提取对EAWM变化敏感的组分，但并不能完全反映整个泥质区EAWM的变化。
王可等[112]在MD06-3040钻孔中提取了敏感粒级 < 45 μm作为EAWM的指标，年代跨度为10 ka B.P.。而泥质区在高海平面以来才开始形成，≈10~7 ka B.P.时为近岸浅水环境，波浪和潮汐作用强烈，主要是潮流沙脊等的再悬浮沉积，粒度不能代表沿岸流强度的变化。所以在利用粒度指示EAWM变化时需特别注意钻孔底界年龄，只有泥质区形成后提取的敏感粒级才能代表EAWM强度。基于沉积物粒度，有孔虫δ18O和Mg/Ca值，重建的MZ01孔全新世气候序列[113]中识别出8次千年尺度的气候变冷事件，分别是8.2, 7.2, 6.2, 5.1, 4.2, 3.2, 2.3和1.2 ka。8.3和4.2 ka事件与全球气候记录[114]有较好的一致性，说明东海内陆架地区具有全球气候变化的响应。而利用地球化学指标识别的冷事件与李小艳等[113]的结果还是有较大差别的。结合CIA(化学蚀变指数)、Ba/Sr和CaO/MgO重建的气候记录[37]表明，8.3~4.2 ka B.P.气候中等温暖湿润，4.2~2.3 ka B.P.气候干冷，2.3 ka B.P.以来气候转暖，238 a的显著气候周期说明中全新世以来太阳活动对区域气候有重要影响。利用底栖有孔虫δ18O、Mg/Ca值、磁化率、Al/Ti、Ba/Ti等识别出中全新世存在8.4、7.2、6.2 ka 3次降温事件[115]，以200 a的周期最为显著，推测其与太阳活动有关。利用K/Ti值[23]建立的近2.0 ka以来东海内陆架记录的EAWM变化表明，1.9~1.6 ka B.P.，EAWM较弱。在1.4~0.9 ka B.P.之间，大多数重建的气候记录是比较一致的，其中1.2~1.1 ka B.P.是一个冷期，EAWM较强，而1.4~1.2 ka B.P.和1.1~0.9 ka B.P.，EAWM较弱。
众多研究[16, 109, 116]结果表明，末次冰期EAWM与EASM变化是反相位的，全新世以来二者在千年尺度上却是同相位变化，这说明全新世二者关系更加复杂。与晚全新世相比，EAWM在早—中全新世更强。中国北方与南方的变化是不同步的，在北方EAWM强度降低发生在10.0~7.5 ka B.P.，而南方则滞后，大约从6.0~4.5 ka B.P.才开始降低[116]。浙闽泥质区沉积受东亚季风的控制，沿岸流在季风的影响下具有明显的季节性变化，黑潮、台湾暖流等对研究区也有一定影响。由于分辨率较低或者测年的误差，使用粒度、地球化学等指标反演的EAWM及古环境演化具有明显的区域性，因此在进行古环境解释时要考虑区域环境影响，明确每种指标的适用条件。浙闽泥质区受夏季风影响严重，各替代指标能否准确代表EAWM变化？现代海洋沉积动力研究表明泥质区在夏季也能进行物质运移和沉积，因此沉积物中同时包含冬季风和夏季风信号，怎样更好地将二者分离开，提取单独代表EAWM变化的指标是以后研究的重点。
4 结论及建议1) 东海在8.0~7.0 ka B.P.进入高水位期，泥质区开始沉积。黏土矿物、稀土元素以及Sr-Nd同位素是研究物源变化的重要手段，长江以高伊利石(67.0%±1.0%)质量分数为特征，而台湾河流缺乏蒙脱石。
2) 环境磁学经济、快速的优点逐渐受到重视，长江物质以磁铁矿为主，而磁黄铁矿是台湾河流特有的磁性矿物，是物源识别的重要指标。受低纬热带过程(如ENSO)和高纬大气环流(如西伯利亚高压)的影响，中晚全新世以来泥质区气候具有百年—千年尺度的波动。敏感粒级只能用来反演8.0~7.0 ka B.P.以来的东亚冬季风演化，不能代表整个全新世。浙闽沿岸流和海平面变化在泥质区演化过程中扮演重要角色，晚全新人类活动对泥质区的影响是否占主要地位还需要更多的证据。
3) 近十几年来对泥质区的演化历史、形成机制以及区域气候变化等进行了详细研究，取得了丰硕的成果，但是还有很多问题亟待解决。例如，不同指标反演的物源变化结果不一致，需要谨慎考虑物源指标的适用条件，剔除相关限制因素，如粒度、自生作用的影响。受浙闽沿岸流、台湾暖流以及夏季风的共同影响，敏感粒级能否准确反映EAWM的变化也需进一步研究。
4) 百年尺度的诸多结果认为黄河对泥质区的贡献逐渐加大，与之前认为的黄河沉积物对泥质区贡献很小甚至没有相悖。浙闽河流对泥质区的物质贡献有多大，全新世以来的变化趋势怎样，缺乏浙闽河流中上游母岩区的物源信息。针对以上问题，建议以后泥质区研究的重点如下：增加测年点、提高年代分辨率，建立更准确的年龄-深度模型；多种替代指标联合，尽量减小单一指标带来的误差，提高反演结果的可靠性；进行多钻孔、高分辨率记录的联合解释，恢复大区域环境变化，消除位置、地形等的影响；获取浙闽河流母岩区样品，提取长江、浙闽和台湾河流独立物源端元，定量研究各端元对泥质区的贡献。
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