小苏: 聊到台湾海峡沉积物的源汇，我想到的第一个问题是：控制台湾海峡沉积物源汇的主要水动力过程是什么？潮流还是台湾暖流？
老海：这是一个“灵魂三问”级的问题呀！让我联想起了厦门大学张文舟等15年前的一个台湾海峡理想化地形潮动力模型数值试验。模型简化的海岸线沿大陆海岸轮廓绘制，台湾岛则简化为矩形；水深等值线沿海岸线弯曲延展，水深从海岸线的5 m线性递增至与海峡宽度相当处的115 m，外海水深通过两段斜坡转换到4000 m深的海底平原。因为台湾岛的存在，海峡内M2潮波共振，台湾岛西北和西南两端形成两个潮流高值区，间以台湾岛西中部海域与福建东山以南海域两个潮流低值区（图1）。对于松散的粗颗粒沉积物，潮流高值区侵蚀，潮流低值区淤积，有助于对应“彰云隆起”和“台湾浅滩”一对以潮流沙脊与水下沙波群为特征的浅滩正地形发育。
图1 张文舟等《Tide‐surge Interaction Intensified by the Taiwan Strait》论文截图：台湾海峡理想化地形数值试验的M2和K1潮汐流椭圆图（上图）与移除台湾岛的状况（下图）（载于：Zhang, W-Z, F Shi, H-S Hong, S-P. Shang, and J T Kirby, 2010. Tide-surge Interaction Intensified by the Taiwan Strait, J. Geophys. Res., 115:C06012.）。
小苏: 哦，海峡潮波共振模态控制下的浅滩正地形。若再加入风场和波浪的作用，现有的两片浅滩能否稳定下来呢？
老海：海洋二所钟皓等发表过一个台湾海峡及周边海域二维水动力数学模型和泥沙输运模型成果。通过了潮位、潮流、波浪三要素以及悬沙浓度验证的模型显示，海峡西南侧的台湾浅滩虽随沙波迁移存在局部的侵蚀−淤积交替分布沉积格局，但整体已达冲淤平衡；海峡东侧的彰云隆起仍表现为淤积中心，淤积区舌端延伸至海峡中轴并转向东北。显然还需引入其他水动力过程的贡献，才能使海峡东侧彰云隆起的泥沙输运格局也达到冲淤平衡状态。
小苏: 如此沉积环境差异得到沉积学观测结果的支持吗？
老海：关于台湾浅滩，厦门大学申啸天等根据台湾海峡表层砂质沉积物骨架颗粒组成及重矿物组合的分析，观测到台湾浅滩（水深20-30 m）砂体具有极高的成分成熟度和结构成熟度，推测是由晚更新世福建一侧古河流供给，并经全新世海洋动力作用强烈改造的残留沉积。其周边海峡西南缘（水深30-60 m）砂体主要汇聚东南沿海方向河流供沙，台湾中部-西部（水深40-60 m）及台湾浅滩南部（水深50 m以下）的砂体则主要汇聚台湾方向河流供沙【参见《苏峰读海6》】。关于彰云隆起，海洋一所单新等综合分析了关于彰云隆起粗颗粒主体及其细化舌端的浅地层剖面与沉积柱状样数据，提出将彰云隆起和离岸泥带视为向下游细化的浊水溪口不对称型三角洲，认为北向的台湾暖流对台湾海峡主轴沉积物输运和细颗粒沉积体建造均具有方向性的引导（图2）。
图2 单新等《Taiwan Strait: An ocean-current-dominated shallow-water setting with a river-fed detached muddy contourite deposit》论文截图：台湾海峡浊水溪口近岸泥区和离岸泥带的形成过程（载于：Sedimentology, 2025, 72(2): 507-532.）。
小苏: 海岸工程界经常用“波浪掀沙，潮流输沙”来概括控制近岸沉积物的水动力过程跨尺度协同。借用该视角，似可用“潮流聚沙，海流导泥”来形容台湾海峡沉积体建造且沙泥源汇和而不同的跨尺度协同。
老海：考虑到海峡两岸入海泥沙通量的调控，前面最好加上“两岸补给”。
小苏: 好个“两岸补给，潮流聚沙，海流导泥”！引出来的第二个问题是，来自海峡两岸的台湾河流入海沉积物和浙闽沿岸流沉积物的影响范围到了哪里？
老海：沉积学界通常用沉积物的矿物和地球化学示踪来判断，源于大陆板块与海洋板块交接处的台湾岛，输入海峡的沉积物矿物和地球化学的组成有很好的示踪能力。全新世海侵后，台湾河流入海沉积物影响的第一幕是南入南海，接着的第二幕转道北进东海。按南海北部陆坡前缘的沉积柱样分析，中国科学院南海所胡登科等发现源自台湾海峡的沉积物流，导致11.5-7.7 ka前的沉积通量事件性增加。同济大学黄恩清等将南海北部陆坡前缘沉积柱样11.5-8.5 ka前沉积物碳酸钙含量下降了15-50 %的大面积异常事件，归因于区域海平面从50 m上升至10 m的时期，台湾海峡泥沙大量输入，导致南海大陆坡细粒碎屑堆积速率的显著增加，从而稀释了沉积物碳酸钙含量。这个全新世早期南海北部陆坡的台湾海峡来源细粒碎屑的事件性输入阶段，最有可能源自海平面上升所致台湾海峡潮波贯通而促发的台湾海峡下切峡谷及强潮动力改造型沉积建造事件【参见《苏峰读海20》的图4】。
小苏: 什么机制引导下切换到东海方向？
老海：应是黑潮侵入海峡支流台湾暖流的促进。根据青岛海洋地质研究所于2016年在东海陆坡沿海底峡谷采集的4个柱状样，王利波等发现，在全新世早期（11.5-8.6 ka 前），由于强烈底应力带的迁移，东海陆坡沉积物来自东海陆架和台湾海峡（主要由台湾西部河流供给）。到了全新世中晚期（8.6 ka前至今），在高海平面强化的台湾暖流引导下，台湾西部河流成为主要沉积物来源。
小苏: 很有意思的全新世海平面上升所驱动的海峡系统状态切换。到了海平面稳定下来的全新世晚期，海峡系统又有什么样的模态调整？
老海：海峡东岸台湾河流入海沉积物与海峡西岸浙闽沿岸流沉积物影响范围所出现的东西向调整，既有因为示踪物质不同产生的差异，也有因时间尺度不同产生的差异。选择广泛采用的粘土矿物组成判据，胥可辉等根据2004-2005年夏季的沉积物样品分析，将两岸细颗粒沉积物影响范围分界线划到彰云隆起末端北偏的离岸泥带以东（图3）。海洋三所徐勇航等根据2010年夏季更密集的台湾海峡站位样品分析，则将两岸细颗粒沉积物影响范围分界线划在离岸泥带以西的浙闽沿岸流泥区外缘。在此偏西的分界线上，根据水深47.1m处一个涵盖6 ka前至今沉积的柱样，华东师范大学陈静等又发现这里4 ka前已转换至浙闽沿岸流细颗粒沉积物的弱影响阶段。显然海平面稳定后，两岸细颗粒沉积物影响范围分界线的东西向调整模态相当敏感，既有千年尺度调整，也有年代尺度调整。
图3 胥可辉等《Yangtze- and Taiwan-derived sediments on the inner shelf of East China Sea》论文截图：右图为沉积物粘土矿物分类（蓝圈：长江主导型，红三角：台湾主导型）（载于：Continental Shelf Research, 2009, 29:2247）。
小苏：关于两岸细颗粒沉积物影响范围分界线的东西向调整模态的动力机制，很容易让人联想到因为海峡形态而强化的海洋动力极端事件。值得关注的第三个问题是：极端事件（如台风期间的洪水输出的台湾河流沉积物）和常态水动力过程对沉积物输运的影响是什么？
老海：聚焦台湾岛年均输沙量最大的浊水溪，台湾同行们不懈地组织航次追踪观测台风极端事件引发洪峰的流域-河口-海峡沉积系统响应过程。在流域洪水期间大规模输进细颗粒为主泥沙的情况下，海峡高效的泥沙扩散机制阻止了细颗粒泥沙的近场滞留。台风极端事件沉积在河口附近的细颗粒泥沙，可在后续的冬季常态条件下迁移殆尽，仅留下粗颗粒沉积物。扈自安等追踪了富含地表标记宇生核素7Be（半衰期53.3天）的新淤细颗粒表层沉积的时空生消过程（图4），发现这些极端事件中流域脉冲性输入而暂存于海峡内的表层泥斑相当不稳定，稍经数月常态条件下的再悬浮与北向输送过程就被移出区外。高树基等估算，超过85%的台湾河流输入泥沙最终迁出海峡。
图4 2005-2008年10个航次的台湾海峡表层沉积物中7Be分布时空变化（载于：Huh, C-A, W Chen, F-H Hsu, C-C Su, J-K Chiu, S Lin, C-S Liu, B-J Huang, 2011. Modern (<100 years) sedimentation in the Taiwan Strait: rates and source-to-sink pathways elucidated from radionuclides and particle size distribution, Continental Shelf Research, 21(1):47-63.）。
小苏：仍保留在海峡内的是什么？
老海：是历经改造的极端事件沉积。中石化2013年10 月在台湾海峡中部浙闽沿岸流泥区与彰云隆起末端离岸泥带之间的75 m深水道处钻孔30 m，并将取得的岩芯送中国大洋样品馆低温保存。海洋一所石学法团队分析了其上部14.9 m的沉积样品，判断这是7.16 ka以来十余场极端的台风—洪水事件在浊水溪口不对称型三角洲前缘保留下来的混合事件层和浊积岩沉积序列。台风—洪水事件形成的高效泥沙输送系统，诱发异重流潜入海峡底层，先期保存了头部的高密度浊流沉积物，其后带入沿程挟卷的新老混杂碎屑流沉积物。
小苏:“海峡风暴急流效应”【参见《苏峰读海17》】是影响台湾海峡浙闽沿岸流来源细颗粒沉积物输运格局的重要极端事件。根据水色遥感图像记录，2008年1-2月澎湖列岛寒害期间，增强的浙闽沿岸流将高悬浮泥沙低温水体扩展到海峡东部；2009年8月莫拉克台风引发的急流携带了因径流增强和沉积物再悬浮产生的泥沙，从浙闽沿海区域向海峡主轴输送，也形成了与跨海峡泥带分布高度吻合的高悬浮泥沙水舌。其中肯定隐藏着引人入胜的调控机理。
老海：高雄中山大学的刘祖乾等2018年在《科学报告》上发表过一篇以此为题的论文。论文强调浙闽沿海由长江河口羽流、浙闽沿岸流、台湾暖流三股水团共同制约的强烈层化锋面屏障，限制了波浪—水流相互作用下再悬浮泥沙的垂向混合与扩散。实际上却突出了沿等压面的悬浮泥沙长程迁移，就像论文附录显示的冬季海表温度锋面图那样，西南向延伸的浙闽沿岸流锋面在浙南外海转向正南，直至台湾来源的泥带与浙闽沿岸泥带的交汇处急转正西，方与彰云隆起北偏的末端相会（图5）。于是，以7Be/210Pbex最小值所代表的两岸泥带之汇，出现在浊水河口不对称三角洲沉积体的“背流坡”上。
图5 多年海表温度梯度勾勒出水团锋面：①：浙闽沿岸流锋面；②：台湾暖流锋面；→：台湾来源泥带与浙闽沿岸泥带的交汇处。（载于：Liu, J T, R T Hsu, R J Yang, Y P Wang, H Wu, X Du, A Li, S C Chien, J Lee, S Yang, J Zhu, C-C Su, Y Chang, C-A Huh, 2018. A comprehensive sediment dynamics study of a major mud belt system on the inner shelf along an energetic coast. Scientific Reports, 8:4229.）
小苏: 台湾海峡的东岸存在台风—洪水极端事件触发的下层异重流泥沙输送系统，西岸存在浙闽沿岸流锋面不稳定性引导的上层细颗粒泥沙输运系统，肯定能够演绎出具有跨尺度特征的两岸细颗粒沉积物影响范围分界线东西向调整复杂故事。
致谢 感谢程鹏老师提出主题并推敲问题，感谢简星老师推荐相关沉积学文献并介绍新近动态，你们的支持使栏目更贴近活跃的科研一线。
参考文献
Zhang, W-Z, F Shi, H-S Hong, S-P. Shang, and J T Kirby, 2010. Tide-surge Interaction Intensified by the Taiwan Strait, J. Geophys. Res., 115:C06012.
钟皓，周洁琼，吴自银，等：《台湾海峡水沙数值模拟与地貌冲淤分析》。载于《海洋学报》2024年第46卷第4期，第90-105页。
Shen, X, X Jian, C Li, J T Liu, Y-P Chang, S Zhang, H Mei, H Fu, W Zhang, 2021. Submarine topography-related spatial variability of the southern Taiwan Strait sands (East Asia). Marine Geology, 436:106495.
Shan, X, R W Dalrymple, X Shi, S Qiao, C Liu, Z Yao, L Jin, Q Hua, H Feng, S Liu, S Liu, C-S Liu, P Liu，2025. Taiwan Strait: An ocean-current-dominated shallow-water setting with a river-fed detached muddy contourite deposit. Sedimentology, 72(2): 507-532.
Hu, D, P Böning, C M Köhler, S Hillier, N Pressling, S Wan, H J Brumsack, P D Clift, 2012. Deep sea records of the continental weathering and erosion response to East Asian monsoon intensification since 14 ka in the South China Sea. Chemical Geology, 326-327:1-18.
Huang, E, J Tian, P Qiao, S Wan, X Xie, W Yang, 2015. Early interglacial carbonate-dilution events in the South China Sea: Implications for strengthened typhoon activities over subtropical East Asia. Quaternary Science Reviews, 125：61-77.
Wang, L, B Zhai , X Zhang , X Zhang, Z Sun, J Zhao, Y Zhang, Y Dou, 2025. Detrital and authigenic minerals across the continental slope of the East China Sea, evidence for sedimentary provenance and environmental changes since the Last Glacial Maximum. Deep-Sea Research I, 226:104623.
Xu, K, J D Milliman, A Li, J P Liu, S-J Kao, S Wan, 2009. Yangtze- and Taiwan-derived sediments on the inner shelf of East China Sea. Continental Shelf Research, 29:2240-2256.
徐勇航，陈坚，王爱军，李云海，汪卫国，张晓飞，赖志坤：《台湾海峡表层沉积物中黏土矿物特征及物质来源》。载于《沉积学报》2013年第31卷第1期，第120-129页。
Chen, J, J Ma, K Xu, Y Liu, W Cao, T Wei, B Zhao, Z Chen, 2017. Provenance discrimination of the clay sediment in the western Taiwan Strait and its implication for coastal current variability during the late-Holocene. The Holocene, 27(1) : 110-121.
Huh, C-A, W Chen, F-H Hsu, C-C Su, J-K Chiu, S Lin, C-S Liu, B-J Huang, 2011. Modern (<100 years) sedimentation in the Taiwan Strait: rates and source-to-sink pathways elucidated from radionuclides and particle size distribution, Continental Shelf Research, 21(1):47-63.
Kao, S J, S Jan, S C Hsu, T Y Lee, M Dai, 2008. Sediment budget in the Taiwan Strait with high fluvial sediment inputs from mountainous rivers: New observations and synthesis. Terr. Atmos. Ocean. Sci., 19: 525-546.
单新，石学法，金丽娜，乔淑卿，刘升发，党院：《东海陆架与台湾海峡地层中混合事件层的发现与意义》。载于《海洋科学进展》2023年第41卷第4期，第599-609页。
Jin, L, X Shan, X Shi, M Fonnesu, S Qiao, S Kandasamy, H Wang, S Liu, X Fang, X Zou, 2021. Hybrid event beds generated by erosional bulking of modern hyperpycnal flows on the Choshui River delta front, Taiwan Strait. Sedimentology, 68: 2500-2522.
Fu, D, D Tang, G Levy, 2017. The impacts of 2008 snowstorm in China on the ecological environments in the Northern South China Sea, Geomatics, Natural Hazards and Risk, 8(2):1034-1053.
Li, Y, X Xua, B Zheng, 2018. Satellite views of cross-strait sediment transport in the Taiwan Strait driven by Typhoon Morakot (2009), Continental Shelf Research, 166:54-64.
Liu, J T, R T Hsu, R J Yang, Y P Wang, H Wu, X Du, A Li, S C Chien, J Lee, S Yang, J Zhu, C-C Su, Y Chang, C-A Huh, 2018. A comprehensive sediment dynamics study of a major mud belt system on the inner shelf along an energetic coast. Scientific Reports, 8:4229.
文| 李炎
编辑| 李灿如
