基于沉积成因地化元素指标的闽北海湾晚更新世海侵地层辨识及其意义*

福建沿岸晚更新世地层中微体古生物化石较为缺乏,极大限制了对该区晚第四纪海侵过程的深入研究。针对这一问题,本研究以闽北2个海湾内的第四纪钻孔为研究对象,通过有孔虫化石以及沉积成因的地球化学元素(Sr/Ba、Mn/Fe)分析,结合三沙湾表层沉积物相应指标,探讨沉积成因的地球化学元素指示海侵地层的可行性。结果显示,2个海湾钻孔的晚第四纪地层中均发育3套疑似海相深灰色黏土层,其中开放海湾霞浦湾钻孔底部黏土层中缺失有孔虫,半封闭海湾三沙湾钻孔中有孔虫仅出现于顶部黏土层中。这3层黏土层的Sr/ Ba值远大于1,和现代潮滩—河口湾体系相近,且出现的海相沟鞭藻和自生黄铁矿为典型的海相地层特征。基于已有的OSL和AMS¹⁴C年龄框架,这3层海侵层分别对应于MIS5、MIS3和MIS1期,Sr/Ba和Mn/Fe均值从MIS5到MIS1期不断增大,结合现代潮滩-河口湾体系指标,表明从MIS5到MIS1期海侵强度的增加。由此可见,沉积成因地球化学元素指标可以有效辨识闽北海湾晚更新世海侵地层,这将有助于进一步了解该区晚第四纪海侵过程及其控制因素。     

珠江三角洲中山横栏地区晚第四纪以来的沉积特征

中山横栏地区在珠江三角洲第四纪地层研究中具有代表性。本文通过对该地区第四纪Ⅳ01钻孔岩性、粒度及地球化学特征的综合研究,探讨珠江三角洲晚第四纪以来的沉积特征。结果表明,珠江三角洲晚第四纪沉积物自下而上包含三次沉积旋回:一次晚更新世海侵旋回和两次全新世的海侵旋回,其形成的下粗上细正向序列在进积型三角洲中具有一定的特殊性;在沉积学分析的基础上,结合粒度和微量元素B、Ba、Sr的指相特征,探讨珠江三角洲晚第四纪以来的海侵-海退旋回,揭示在中全新世中晚期(约5~2.5 ka BP)发生了海退过程,进一步印证中山横栏地区晚第四纪以来存在三次海侵事件的认识。     

天津大直沽晚第四纪沉积物红外释光测年及环境变迁年代学

对天津大直沽ZH2钻孔晚第四纪沉积物岩芯12个样品的红外释光(IRSL)测年及沉积物记录的环境变化研究结果表明:1)细颗粒(4～11μm)多测片的红外释光(IRSL)技术对水悬浮沉积物的年龄测定有着巨大的潜力,渤海湾西岸全新世环境变化的IRSL年代可与¹⁴C年代相对比;2)大直沽ZH2孔所在地未见晚更新世海侵,并在距今约30 ka至约10 ka期间处于沉积间断状态,距今9.5 ka开始发生海侵,距今5.1 ka发生海退,距今4.4 ka海水已退出ZH2孔所在地,距今2 ka左右已有人类活动.     

渤海南部莱州湾晚更新世以来沉积演化特征

晚更新世以来渤海南部莱州湾发生了3次重要海侵-海退事件及沉积演化过程,渤海南部多源河流三角洲对莱州湾沉积环境改变作用明显。本文选择莱州湾剖面进行沉积地层对比,结合调查资料和测试数据,初步建立莱州湾沉积地层格架,分析晚更新世以来莱州湾沉积演化过程。研究发现,渤海南部中小河流与黄河泥沙为莱州湾沉积物的共同物质来源,二者在不同阶段分别对莱州湾沉积演化起主导作用。提出本区沉积地层具有分期性、分段性和相关性规律。在124.6~72.0 ka B.P.,60.0~24.4 ka B.P.和10.2~4.0 ka B.P.出现过3次暖湿期,分别对应沧州海侵、献县海侵和黄骅海侵,主要发育滨浅海相沉积,向南退积为三角洲/潮坪—河流沉积;由陆向海,短源河流沉积贡献降低,黄河沉积贡献增加。在72.0~60.0 ka B.P.和24.4~10.2 ka B.P.出现2次冷干期,分别对应玉木早冰期和玉木晚冰期,河流相发育,三角洲进积。受海陆交互作用影响,晚更新世以来渤海南部莱州湾大致经历了浅海相—三角洲—潮坪—浅海相—三角洲—陆相的沉积演化。     

南黄海3.50 Ma以来海陆环境演变的元素地球化学记录

通过对南黄海西部陆架CSDP-1孔晚上新世-第四纪地层中的地球化学元素S、Sr和Ba的测试,结合该钻孔已发表的岩性、磁性地层和微体古生物等资料,综合分析发现：CSDP-1孔元素S、Sr、Ba质量分数及比值Sr/Ba在不同沉积相中的分布变化特征与研究区海陆沉积环境的变化密切相关,体现了S和Sr/Ba值的亲海相特性。S元素的高值主要出现在海相沉积环境中,对应了本区3.50 Ma以来的海侵事件,可以指示本钻孔海陆环境。Sr/Ba值在U2沉积单元（1.66~0.83 Ma）的高值与海侵无关,认为主要是物质来源改变导致的沉积矿物组成发生变化所控制,而在U1沉积单元（0.83 Ma以来）Sr/Ba值能指示海陆环境的变化,表明0.83 Ma以来海侵成为Sr/Ba值的主控因素。     

珠江三角洲西缘晚第四纪沉积演化和最大海侵古岸线的重建

第四纪以来,受全球气候和海平面变化影响,海岸带地区发生了一系列强烈的海陆相互作用和海侵—海退等地质事件,包含了丰富的沉积环境演化和海平面变化等信息.选用珠江三角洲西缘台山地区的30个地质钻孔,通过14C、光释光、地球化学特征、底栖有孔虫、磁化率数据,建立了晚更新世以来的地层框架,重建了最大海侵古岸线的位置.研究结果表明...     

长江三角洲北翼ZKA02孔第四纪多重地层划分研究

本文通过对长江三角洲北翼东台地区ZKA02孔岩石地层、磁性地层、生物地层和年代学数据的分析研究,结合区内其他钻孔的对比,确定了该孔第四纪年代地层序列。结果表明:该孔第四系底界埋深297.36 m,地质年龄为2.58 Ma,置于松山/高斯极性时(M/G)分界处;中、下更新统界线埋深168.97 m,与布容/松山极性时界线(B/M)吻合,时代为0.78 Ma;中、上更新统界线埋深98.90 m,上更新统底部与本钻孔MIS5底部大致相当,时代为120 ka BP;上更新统与全新统界线埋深11.08m,年龄约为12kaBP,深海氧同位素I阶段(MIS1)与末次盛冰期(LGM)界面为全新统底界。本孔的微体古生物分析进一步揭示了3层海相沉积层,分别对应MIS5 (74—128 ka)、MIS3 (24—60 ka)、MIS1(现在—12ka)。该结果较好地印证了中国东部沿海地区晚更新世以来发育的3次大规模海侵事件,同时也为本地区晚更新世以来的地层划分提供了必要的数据支撑。     

渤海湾西岸CZ01钻孔沉积物粒度端元分析及其气候—海平面变化响应*

沧州地区位于海陆交互的渤海湾西岸,易受到海平面变化和极端气候事件的影响,对于全球气候变化的响应十分敏感。应用非参数化端元分析模型将沧州地区CZ01钻孔中更新世晚期以来的沉积物粒度划分出6个端元并分析其物源,结合已有地质记录,揭示不同时间尺度下各端元对气候—海平面变化的响应。结果表明: (1)EM1(5.01 μm)主要为远源的风尘输入,EM2(13.18 μm)和EM3(39.81 μm)为古黄河所携带的沉积物,EM4(69.18 μm)和EM5(138.04 μm)为海相沉积物,EM6(275.42 μm)可能指示古洪水等极端气候事件。(2)深海氧同位素(MIS)Ⅰ 阶段,气候温暖湿润,EM4+5含量指示渤海海平面整体呈波动上升的趋势并逐渐接近现代海平面。该阶段内由于11.5 ka BP左右的新仙女木事件以及5.1 ka BP左右冷干事件的发生,渤海海平面在稳定上升状态后出现停滞或小幅下降的现象; 而在9.5 ka BP、7.5 ka BP、5.8 ka BP和1.7 ka BP左右,东亚夏季风增强导致降水增加,渤海海平面升高。(3)MIS Ⅵ 阶段北半球气候冷干,150~132 ka BP左右因喜马拉雅运动减弱造成的区域沉降中心转移致使渤海海面升高。MIS Ⅴ 阶段气候波动剧烈: 在间冰期暖期(5a、5c和5e)气候暖湿,渤海海平面上升; 而MIS5b和5d时期渤海海面高度较低。MIS Ⅳ 阶段较MIS5a末期海平面突然下降后趋于稳定,期间出现若干次小规模海侵事件,可能与东亚夏季风频繁变化有关。MIS Ⅲ 阶段至末次冰盛期海平面大幅度下降且存在周期性升降变化,并在46 ka BP左右出现大规模海侵事件。MIS Ⅱ 阶段较MIS Ⅲ 阶段海平面出现小幅度下降,为低海平面时期; 伴随15 ka BP左右冰盛期的结束,东亚夏季风增强,海平面开始上升。渤海海平面180 ka BP以来的变化记录与北半球乃至全球范围内的地质记录存在一致性,与太阳辐射波动引起的冰川消融及东亚夏季风变化密切相关。     

渤海西部晚第四纪地层层序特征及沉积响应

渤海是一个仅通过渤海海峡与北黄海相接的半封闭陆架浅海,晚第四纪以来的地层演化过程复杂,目前尚不清楚,且海相地层的形成时代存在争议.为了研究渤海西部晚第四纪以来的地层层序,对高分辨率浅地层剖面声学地层与典型钻孔沉积地层的进行对比分析.研究表明:高分辨率浅地层剖面自下而上划定的7个声学地层单元（U5、U4-2、U4-1、U3、U2、U1-2、U1-1）与钻孔岩心划分的沉积地层单元具有良好的对应关系.与MIS4期、MIS2期低海面时期的沉积间断密切相关的两个层序界面R5、R3,将渤海西部晚第四纪（MIS5期）以来的地层层序自下而上划分为3个层序（SQ3、SQ2、SQ1）:SQ3识别出下部海侵体系域与高水位体系域、上部海退体系域,分别对应MIS5期海平面相对较高时期的滨-浅海相交替沉积（U5）、MIS4期早期滨海相沉积（U4-2）;SQ2自下而上由低水位体系域[MIS4期中晚期与黄河、滦河相关的河湖相沉积（U4-1）]与海侵体系域[MIS3期早中期滨海相沉积（U3）]组成;SQ1自下而上包括低水位体系域[末次冰盛期与滦河相关的河湖相沉积（U2）]、海侵体系域[全新世早中期滨海相沉积（U1-2）]高水位体系域[全新世高海面以来的浅海相沉积（U1-1）].研究区的地层发育受控于海平面变化、沉积物供应、渤海海峡地形及活动构造的共同作用.      

长江三角洲地区晚第四纪年代地层框架及两次海侵问题的初步探讨*

根据对长江三角洲地区两个以细颗粒沉积为主的晚第四纪钻孔进行OSL测年、U系测年、孢粉分析和微体古生物分析,试图建立高分辨率气候地层,从而建立本区晚第四纪的年代地层框架,并探讨本区晚第四纪的标志层和期间发生的两次海侵及其机制。研究结果显示,两孔记录的古气候波动可与深海氧同位素曲线进行对比：对应于深海氧同位素曲线第6阶段（MIS 6）,堆积厚层的河道相粗颗粒沉积及第3硬土层,反映当时气候寒冷;第5阶段（MIS 5）,为滨海湖沼沉积,沉积物的颗粒显著变细;第4阶段（MIS 4）,本区形成第2硬土层;第3阶段（MIS 3）的早期,本区也发育滨海湖沼沉积,中晚期则形成潟湖—砂坝体系,在滨海平原区普遍发育粉、细砂层;第2阶段（MIS 2）,地层由下粗上细的沉积序列构成,下部为黄灰、棕黄色粉砂,上部则为棕黄色或暗绿色硬粘土。其中MIS 6、MIS 4和MIS 2期间发育的3层硬土层可作为本区晚第四纪沉积的标志层。在MIS 5和MIS 3期间,本区均发生海侵,MIS 5时期由于古地势较高、淡水径流和陆源物质输入丰富,因此海水影响微弱;MIS 3时期的中晚期为缺乏淡水输入的潟湖—砂坝环境,从而形成广泛的海侵层。     

大凌河河口地区中更新世晚期以来沉积环境演化

大凌河河口地区LZK06孔40m以浅岩心的沉积学、古生物学和年代学等综合研究以及该地区LZK02- 04钻孔资料,揭示了研究区中更新世晚期以来经历了两次海侵- 海退旋回,依次形成了中更新世晚期湖相/河流相 SymbolnB@ 晚更新世海相- 湖相/河流相 SymbolnB@ 全新世海相- 河流相地层。全新世早中期由于物源供给很少,研究区处于长达约10ka的饥饿滞留相沉积环境,平均沉积速率仅约0. 02~0. 05cm/a。全新世晚期约1500a cal BP以来,由于人类活动导致水土流失,河流输砂量增加,研究区开始了快速加积过程,平均沉积速率约0. 9~1. 2cm/a,下辽河平原被快速充填,开始成陆。与全球海面变化时空分布特征的对比,推断辽东湾的第II海相层发育于MIS 5- MIS 3早期,第I海相层发育于MIS 1阶段高海面时期。晚更新世以来频繁的海面升降是辽东湾泥质海岸带地层和环境演化的主要控制因素。     

渤海湾西岸湾顶晚更新世--全新世年代地层序列与地磁极漂移

渤海湾湾顶海岸带BQ1、BQ2孔的磁性地层序列显示两孔分别在孔深27 0～30.8 m和1 8.5～21 5m处存在地磁极漂移.BQ1孔光释光(OSL)测年表明该漂移距今15～25 ka BP,与莫诺湖漂移的发生时间(23ka BP)接近.相应地,BQ2孔较前的漂移可能与哥德堡亚时相当.沉积学、古生物地层学、OSL和古地磁综合研究,建立了BQ1孔晚更新世以来的年代地层框架上更新统下限73 53 m,约123.9 ka BP;全新统下限18 48 m,(10.3±0.79)ka BP.上更新统上部陆相及海陆过渡相沉积物中18 48～34 1 5 m的OSL年龄10 3～33 3ka BP,对应深海OIS2阶段;上更新统下部的海相沉积物(第三海相层)中66.65～73.53 m的OSL年龄约11～1 24 ka BP,对应OIS5e阶段.     

冰后期以来长江水下三角洲层序地层特征及沉积环境演化*

长江水下三角洲层序地层学研究有助于全面了解长江三角洲地层特征和沉积环境演化模式。通过对长江水下三角洲下切河谷区YD0901和YD0903孔岩心的详细沉积物粒度、特征元素比值(Cl/Ti和Zr/Rb)、沉积相对比分析,恢复了冰后期以来长江水下三角洲层序地层格架。研究区冰后期以来自下而上依次出现河流相、潮汐河流相、河口湾相、浅海相和三角洲相的沉积相序。末次冰期海平面下降,古长江形成下切河谷,古河间地发育硬黏土层,构成五级Ⅰ型层序界面。之后海平面回升,分别于15 cal ka BP和8.0 cal ka BP形成最大海退和最大海侵界面,水下三角洲区域最大海侵发生时间略滞后于平原区,约为7.5 cal ka BP。据此3个层序界面将冰后期地层划分为低位体系域、海侵体系域和高位体系域。钻孔岩心记录揭示了14.8 cal ka BP海侵到达研究区;14.8~13 cal ka BP期间,受MWP-1A冰融水事件影响海平面快速上升,海岸线向陆推进速率可达71.9,km/ka;海退期间各钻孔沉积速率较低,直至2 cal ka BP开始,沉积速率明显增加。     

冰后期以来长江水下三角洲层序地层特征及沉积环境演化

长江水下三角洲层序地层学研究有助于全面了解长江三角洲地层特征和沉积环境演化模式。通过对长江水下三角洲下切河谷区YD0901和YD0903孔岩心的详细沉积物粒度、特征元素比值(Cl/Ti和Zr/Rb)、沉积相对比分析,恢复了冰后期以来长江水下三角洲层序地层格架。研究区冰后期以来自下而上依次出现河流相、潮汐河流相、河口湾相、浅海相和三角洲相的沉积相序。末次冰期海平面下降,古长江形成下切河谷,古河间地发育硬黏土层,构成五级Ⅰ型层序界面。之后海平面回升,分别于15 cal ka BP和8.0 cal ka BP形成最大海退和最大海侵界面,水下三角洲区域最大海侵发生时间略滞后于平原区,约为7.5 cal ka BP。据此3个层序界面将冰后期地层划分为低位体系域、海侵体系域和高位体系域。钻孔岩心记录揭示了14.8 cal ka BP海侵到达研究区;14.8~13 cal ka BP期间,受MWP-1A冰融水事件影响海平面快速上升,海岸线向陆推进速率可达71.9km/ka;海退期间各钻孔沉积速率较低,直至2 cal ka BP开始,沉积速率明显增加。     

河北海兴小山CK3孔磁性地层与第四纪火山活动记录*

基于对渤海湾西岸河北省海兴小山火山丘附近500 25 m 深CK3孔进行的磁性地层学研究,确认该钻孔揭示了吉尔伯特(Gilbert)极性时科奇蒂(Cochiti)亚时以来的地层,底部层位年龄约为4 38 Ma;结合 ¹⁴ C 测年和地层关系,可见本孔中所见4期火山活动分别发生在2.12 Ma、1.34 Ma、35～70 ka 和10～15 ka;与渤海湾滨海平原几个质量较高的钻孔古地磁研究成果对比显示,黄骅坳陷第四纪期间整体向NE方向倾斜,沉积物平均粒径变化与测井曲线有较好的对比关系和同步性。依据沉积物特征、沉积构造以及测井相、粒度分析资料综合分析,确定全孔揭露地层大多发育泛滥平原沉积,即使是分支间湾亚相也少见湖泊-湖沼相沉积,沉积物多呈氧化状态。晚更新世以来3期海侵地层皆为潮坪沉积,其底板埋深与整个渤海湾西岸所见相符,可以按海洋氧同位素分期划分。     

现代黄河三角洲北岸1.9Ma以来孢粉组合及古环境变化

通过对现代黄河三角洲地区YRD-1101钻孔的沉积地层研究和孢粉分析,认为该地区1.9 Ma以来孢粉组合代表的植被面貌自下而上表现为:针叶阔叶混交林—灌丛草甸→落叶针叶—阔叶混交林→落叶阔叶林→常绿阔叶落叶林→针叶阔叶混交林→落叶阔叶混交林→针叶落叶混交林及灌丛草甸→落叶阔叶混交林及林下灌丛。YRD-1101钻孔沉积特征变化显著,孢粉组合波动频繁。第四纪期间存在3次大的气候拐点,分别发生在0.75 Ma,0.125 Ma和9.1 ka,气候整体表现为温度逐渐上升、湿度逐渐升高的特点。特别是晚更新世以来气候趋于温暖湿润,MIS2陆相沉积阶段气候短暂转为凉爽干燥,海平面下降,植被以耐干旱草地灌丛植被扩张为特点;全新世阶段气温升高、湿度增加,海平面上升,植被以木本植物再次扩张、蕨类和藻类增加为特点。这一趋势与我国第四纪海侵地层分布及范围一致。     

中国海岸20 ka以来的演替过程及趋势分析：对现代海岸生态保护修复的启示

【研究目的】为支撑海岸带生态保护修复,提出科学修复方案,需要掌握中国海岸自然演替总体规律和趋势。【研究方法】本文在系统梳理总结中国海岸演化相关成果的基础上,采用钻孔综合研究、遥感解译和ArcGIS空间分析等手段,定量重建了末次盛冰期以来的海岸演化过程。【研究结果】结果显示,近200多万年以来海水频繁进出中国海岸带地区,其中最后一次大规模海退-海侵发生在近20 ka以来,当时,中国海岸整体经历了末次盛冰期—中全新世早期的海侵、中全新世早期—1850年的海退、～1850年以来的海侵3个阶段。【结论】基于现有器测资料分析显示,中国乃至世界海岸未来将面临海面上升加快、海岸侵蚀加剧、风暴潮威胁增大的自然过程,这些将是海岸带生态保护修复面临的核心问题。有鉴于此,针对海岸带生态保护修复建议如下：一是顺应砂质岸线整体侵蚀的自然规律,将具有重要生态和/或经济价值的岸段作为修复重点,避免大规模过度修复。二是针对海面上升和海岸侵蚀对红树林生态空间的挤压,确定科学可行的修复目标。三是加强泥质沿海低地地区的生态化海堤建设。     

珠江口小榄镇—万顷沙地区晚更新世以来的海侵层序

依据广东省中山地区3个标准孔岩心材料的AMS(加速器质谱)¹⁴C测年、微体古生物有孔虫、介形类、硅藻分析,海相双壳类、腹足类鉴定,沉积构造、沉积物颜色特征,结合已经报道的万顷沙钻孔研究成果,确定小榄镇—万顷沙地区东西向4个钻孔揭露了珠江河口地区LGM(末次盛冰期)河间地与古河谷区两类古地貌单元。由于处在较闭塞的地理位置,下切河谷从9 ka BP(¹⁴C 日历年龄)开始接受泥质沉积物充填,不同于长江三角洲和中国北方沿海平原古河谷充填的砂质沉积;大约7 cal ka BP 出现最大海侵,导致在古河间地LGM风化层之上发生海侵超覆,随后三角洲开始形成。按照河流层序与海面变化对应关系,没有发现海相微体生物的完整河流旋回应该对应MIS(深海氧同位素阶段)3海侵。基于对埋藏阶地的考虑,以及30年来测年技术对这段地层无法取得突破,认为存在着这样的可能性:即区域自上而下第2厚层富铝质红色风化层属于MIS4低水位域沉积,最底部见少量海相双壳类、腹足类的富有机质河口湾沉积单元可能属于MIS5晚期。     

长江河口区第四纪沉积物中的地球化学元素 分布特征及其古环境意义*

文章通过对上海浦东机场孔(Pd)第四纪地层中地球化学微量元素B,Ga,Sr和Ba的观测,结合该钻孔粒度、古地磁和微体古生物等分析资料,综合剖析了这些微量元素及其比值在不同沉积相中的分布特征及其古环境演变的意义。研究发现,微量元素分布与本区各种沉积相有着十分密切的关系。通常,B和Sr及其比值B/Ga和Sr/Ba在冲积相、河流相沉积中较低,在溺谷-浅海相、三角洲相沉积中较高。而Ba与之相反,一般在陆相沉积环境中比较高。Ga元素在第四纪沉积物中的分布波动不明显,但极大值还是偏向陆相环境。本研究还发现微量元素B和Sr及其比值B/Ga,Sr/Ba的分布自下而上存在7个(1~7)高值阶段。阶段1~3高值与海侵无关,认为反映了上新世-早更新世干旱气候的产物;阶段4~7高值则与本区中更新世以来4次海侵事件密切相关。     

苏北平原MIS 3阶段海侵事件的沉积记录

MIS 3阶段的气候与环境是古气候与古环境研究的热点,该阶段中国沿海地区的海侵过程是沿海平原环境演化的重要事件.根据苏北平原宝应By1钻孔的14C年代结果和沉积特征、微体生物组合特点,确认苏北平原MIS 3阶段存在明显的海侵事件,潮滩与泻湖相沉积层的厚度约7m,深度在By1 孔 19～26m,海相层位于长江三角洲地区的典型末次冰盛期的硬粘土层之下,14C年代在距今26～39ka之间,属于MIS 3阶段的沉积,岩芯沉积物的沉积构造以水平的薄层砂质粉砂沉积为主.沉积物中大量的海相有孔虫壳体在研究的岩芯段中是最丰富的;此外,还发现咸水环境下的Sinocytheridea impressa(Brady),Spinileberis pulchra与Spinileberis furuyaensis,Neomonoceratina chenae Zhao,Keijella bisanensis(Okubo)等形类壳体;该段岩芯中的植物残体、碳屑也很丰富,有机质含量丰富,显示比较封闭的弱动力环境,指示了潮滩、泻湖沉积环境.