渤海湾西岸现代岸线钻孔记录的全新世沉积环境与相对海面变化

以渤海湾西岸现代岸线附近的NP3、CH110和BT113三个钻孔全新世岩心为研究对象,采用沉积岩石学、AMS ¹⁴C(accelerator mass spectrometry ¹⁴C,加速器质谱¹⁴C)测年、微体生物聚类分析等方法精细判别沉积相,重建渤海湾西岸全新世沉积演化历史,并利用微体生物组合分带对水深变化的指示,定量讨论全新世相对海面变化。结果表明:渤海湾西岸全新世受海陆交互作用影响,经历了沼泽-潮滩-浅海-前三角洲-三角洲前缘-三角洲平原环境的演化过程。全新世初始阶段,研究区中部和北部发育沼泽环境,南部未见沉积,与上更新统河流相沉积呈不整合接触。全新世早期,研究区潮滩环境发育。潮滩层厚度约1 m,历时数百至1千余年。至7000 cal BP前后水深增大,研究区进入浅海环境。约6000 cal BP,沿岸南北两端先后进入三角洲过渡环境,中部三角洲环境约开始于1500 cal BP。渤海湾西岸地区全新世的环境演化同时记录了该地区的相对海面变化:约10000 cal BP前后,渤海湾相对海平面已接近21.3~20.4 m。约8000 cal BP,相对海平面介于18.6~17.0 m。约6000 cal BP时相对海平面低于6.8 m,5000~1000 cal BP,相对海平面高于-2.5 m,1000~800 cal BP,相对海平面介于-1.3~-0.4 m。8000~5000 cal BP时,相对海面上升约15.0 m,上升速率达5 m/1 ka。     

渤海湾西岸BT113孔35ka以来的沉积环境演化与海陆作用

根据渤海湾西岸有孔虫和介形虫与年代学(AMS14C和OSL测年)研究,将该段岩心自下而上划分为6个沉积单元(U1—U6),它们依次形成于晚更新世的河流及全新世的潮滩、浅海、前三角洲、三角洲前缘和三角洲平原沉积环境,结束于约35 ka的U1单元的陆相环境,证实晚更新世低海面时渤海湾西岸未受海水影响。U1和U2单元之间,存在历时约27 ka的沉积间断(35～8.5 ka cal BP),研究区因此缺失早全新世沉积。U2单元的潮滩环境指示全新世海侵于8.5 ka cal BP到达渤海湾西岸,当时相对海平面为-16.7 m。U3单元为浅海环境,约6 ka cal BP时相对海平面上升到-6.8～-1.8 m。8.5～6 ka cal BP期间的海面上升速率是0.4～0.6 cm/a,可能与MWP1C事件有关。U4—U5单元,转为三角洲环境,沉积速率增大,反映自3.7 ka cal BP河流输入影响加强,约1.3 ka cal BP时成陆,形成U6单元。晚更新世35 ka以来的陆海环境演化,总体上是对气候变化控制下的海面变化的响应。     

渤海湾老狼坨子海岸带^14C,^137Cs、^210Pb测年与现代沉积速率的加速趋势

通过对渤海湾西岸L剖面中同一关键层的碳酸钙和原生腹足类壳债权的^14C测年对比研究，确定了晚全新世的2800cal BP的层位及沉积速率0.045cm/a;8个样柱的^137Cs和^210Pbex强度、蓄积量揭示了距今约120年来堤后盐沼的平均沉积速率约为0.35cm/a，而面向开放海湾的潮坪上部则达到约2-3cm/a。研究区近1个世纪以来沉积速率的加速趋势，是渤海湾西岸泥质海岸带的特征之一。     

QX01孔记录的渤海湾西岸沿海低地MIS3晚期以来的河道充填与环境演化

在渤海湾沿海低地地区获得1个30m的全取心机械钻孔(QX01孔),对样品进行了沉积岩石学分析、底栖有孔虫鉴定、硅藻鉴定和粒度分析,结合AMS 14 C和OSL测年,重建了研究区晚更新世以来的古河道充填及环境演化过程。结果显示QX01孔自下而上可以分为6段:(1)30~29.72 m,陆相洪泛沉积;(2)29.72~29.4m,海侵沉积,43.5ka BP;(3)29.4~17.7m,砂质沉积物,河道填充沉积,37.9~29.7ka;(4)17.7~13.2m,沉积物由砂质变为黏土质,29.7~8ka,由河道填充转为浅湖沼环境;(5)13.2~5m,8~4ka,全新世海侵沉积,沉积环境由陆相转为海陆过渡相,6 000~5 750cal BP海侵达到最强,之后逐渐退出该区;(6)5m以上,洪泛沉积,约1.7ka至今。沉积环境与海面具有很好的响应,MIS 4或6阶段时,海面较低,河流下切,形成古河道,下切最深处位于现代高程为-24.2m。MIS3阶段早期时,海面上升,37.9ka河道开始填充,至29.7ka填充完成,对应高程为-11.8m。末次盛冰期至早全新世时为浅湖沼环境,沉积作用停止或速率非常低。随着末次盛冰期的结束,海洋作用增强,进入全新世海侵沉积阶段,8~4ka cal BP。之后,沉积作用停止,至1.7ka以来,随着河流作用的不断增强,该区变为河流控制的洪泛沉积为主。同时,发现了两次沉积间断,分别发生在末次盛冰期的低海面时期和4~2ka时的海水退出、河流沉积尚不充分时期。     

安徽巢湖湖相地层记录的早全新世气候事件

通过对安徽巢湖西岸杭埠河入口三角洲地区CH孔岩芯湖泊相沉积物的色度、磁化率及地球化学等古环境代用指标的分析与研究,揭示了巢湖地区早全新世时期(11.7~7.5cal.kaBP)的极端气候事件。研究表明:研究区11.7~7.5cal.kaBP期间沉积环境极不稳定,气候波动明显,并分别约在7.8cal.kaBP,8.6cal.kaBP,9.4cal.kaBP,10.5cal.kaBP,11.4cal.kaBP出现5次显著的冷干气候事件,且以8.6cal.kaBP与11.4cal.kaBP表现最为强烈,与我国冰芯、石笋及湖泊沉积物所记录的早全新世冷事件具有可比性,反映了巢湖湖泊沉积物对我国早全新世北半球中纬度地区的季风气候有明显的响应,这将为我国北半球早全新世气候波动的机理研究提供佐证。     

莱州湾南岸全新世相对海平面变化重建

在对莱州湾南岸8个钻孔沉积物沉积结构及有孔虫特征分析基础上,识别相关海面标志层位,辅以加速器质谱AMS14C测年,重建了全新世相对海面变化历史,并讨论了海面变化的沉积响应及控制因素。约9200cal BP以前,海面快速上升,研究区海侵时海面于-21.5m左右;9200~8400cal BP海面上升速率减缓至约2mm/a;8400~8000cal BP海面由-14m快速上升至-5.5m,速率约为33mm/a;8000~7600cal BP,海面持续数百年停滞或微弱下降;7600~7000cal BP海面由-5.5m快速上升至0m以上,速率至少约为13mm/a;7000~6000cal BP海面缓慢上升至+2~+3m位置,速率约为3mm/a;约6000cal BP以后海面缓慢下降至现今水平。约9200cal BP以前、8400~8000cal BP、7600~7000cal BP时期的3次海面快速上升,是MWP-1C融水脉冲、诱发8.2ka冷事件的融水脉冲,以及MWP-2融水脉冲的中纬度地区响应。中全新世全球冰融趋于停滞后,由于研究区沉积盆地沉降速度较慢,在冰川均衡调整效应下,使+2~+3m的相对高海面得以呈现。     

MIS 3以来浙江温瑞平原YQ0902孔古环境与古气候变化记录*

YQ0902孔位于浙江南部瓯江三角洲南侧温瑞平原上。沉积相、粒度分析以及AMS ¹4C测年数据表明,硬土层之下为海洋氧同位素3阶段(MIS 3）形成的潟湖相沉积,据此推测MIS 3高海平面至少达到现今海平面之下30m左右(未经构造升降和沉积物压实作用等影响的校正,下同）。硬土层的成土过程发生于MIS 2,其母质部分为MIS 3的潟湖沉积,部分为河漫滩沉积。硬土层之上是一套形成于全新世的海侵—海退旋回,与长江三角洲南翼前缘的沉积相组合类似。研究钻孔初始海泛面约形成于9 cal ka BP,推算当时的海平面约低于现今海平面25 m。中全新世最大海侵前后,东亚季风较强,通过径流或沿岸流输入本区的沉积物较充足,沉积速率较大。随着海平面相对稳定或略有下降,东亚季风减弱,可容空间减小,中晚全新世(5～2 cal ka BP）沉积速率较低。高分辨率的XRF岩心扫描获得的元素相对含量是古环境与古气候研究的重要指标,其中Cl/Ti、Fe/Ti值可分别作为海相性(与海洋联通程度）与东亚季风强弱的替代指标。     

青藏高原共和盆地14.5calkaBP以来粘土矿物响应的气候变化模式

对青藏高原北缘共和盆地沙珠玉河的尾闾湖达连海钻孔沉积柱(40.92 m)进行了~(14)C年代测定(10个控制点)和粘土矿物分析(按20cm/70 a间隔的分辨率)。沉积柱底部年龄为14.5 cal ka BP。根据沉积柱粘土矿物的类型、组合、比率指标综合分析,重建了共和盆地14.5 cal ka BP以来气候环境的演化历史。冰消期(14.5~10.0 cal ka BP)盆地气候总体特征表现为干冷,盆地物理风化强:早中全新世(10.0~5.0 cal ka BP)气候表现为温湿,盆地化学风化为主,气候最宜期发生在中全新世的6.0 cal ka BP前后;晚全新世(5.0~0.0 cal ka BP)气候表现为干冷,盆地物理风化盛行。末次冰消期以来,共和盆地粘土矿物记录的气候环境变化阶段与高原其它湖泊指标记录的阶段基本一致。共和盆地粘土矿物记录的气候环境兼有西风、季风模式的特征。     

渤海湾西南部平原DC01孔晚更新世以来的地质环境变化

通过对渤海湾西南部平原DC01孔的岩石地层学、生物地层学及年代地层学和地球化学研究,重建了该地区自晚更新世以来的地质环境演化过程。全新世之前,研究区经历了由河流-盐沼-潮间带上部/低盐沼-河口湾-泻湖-淡化泻湖的环境转化过程;进入全新世之后,该区经历了由湖沼到河流的环境转化过程。埋深22.4~12.7m发育近10m厚的弱海相沉积,AMS~(14)C年龄表明,该层沉积形成时间早于4.35ka cal BP,可能属于MIS 3早期(6.0~5.5ka cal BP)或更早的MIS 5期(12~8ka cal BP)。恢复了该时期的相对古海面,最高可达-13.31m。DC01孔缺失MIS 4~2或MIS 2时期的沉积。     

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。     

Influence of the Laurentide Ice Sheet and relative sea‐level changes on sediment dynamics in the Estuary and Gulf of St. Lawrence since the last deglaciation

Physical properties, grain size, bulk mineralogy, elemental geochemistry and magnetic parameters of three sediment piston cores recovered in the Laurentian Channel from its head to its mouth were investigated to reconstruct changes in detrital sediment provenance and transport related to climate variability since the last deglaciation. The comparison of the detrital proxies indicates the succession of two sedimentary regimes in the Estuary and Gulf of St. Lawrence (EGSL) during the Holocene, which are associated with the melting history of the Laurentide Ice Sheet (LIS) and relative sea‐level changes. During the early Holocene (10–8.5 cal. ka BP), high sedimentation rates together with mineralogical, geochemical and magnetic signatures indicate that sedimentation in the EGSL was mainly controlled by meltwater discharges from the local retreat of the southeastern margin of the LIS on the Canadian Shield. At this time, sediment‐laden meltwater plumes caused the accumulation of fine‐grained sediments in the ice‐distal zones. Since the mid‐Holocene, postglacial movements of the continental crust, related to the withdrawal of the LIS (c. 6 cal. ka BP), have triggered significant variations in relative sea level (RSL) in the EGSL. The significant correlation between the RSL curves and the mineralogical, geochemical, magnetic and grain‐size data suggest that the RSL was the dominant force acting on the sedimentary dynamics of the EGSL during the mid‐to‐late Holocene. Beyond 6 cal. ka BP, characteristic mineralogical, geochemical, magnetic signatures and diffuse spectral reflectance data suggest that the Canadian Maritime Provinces and western Newfoundland coast are the primary sources for detrital sediments in the Gulf of St. Lawrence, with the Canadian Shield acting as a secondary source. Conversely, in the lower St. Lawrence Estuary, detrital sediments are mainly supplied by the Canadian Shield province. Finally, our results suggest that the modern sedimentation regime in the EGSL was established during the mid‐Holocene.     

长江水下三角洲向南延伸泥质带浅地层结构及沉积物特征初探--以朱家尖岛以东海域为例

文章对取自长江水下三角洲向南延伸带上舟山泥质区边缘的58个表层沉积物样品的粒度进行了分析,并且对舟山近岸泥质区进行了浅地层剖面探测。结果显示,该区沉积物以黏土质粉砂为主;含水率较高（平均为46%）,干容重较低（平均为1.44 g/cm3）;孔隙比大,高压缩性,抗剪强度低,因此其抗冲蚀能力较弱。区内地层剖面上部为全新世浅海相沉积,岛礁区及南部剖面可见少量下伏基岩,剖面I东部可见浅层气出露,其顶面埋藏深度约为12 m。全新世以来该区域沉积厚度为4~23 m,千年时间尺度沉积速率约0.57~3.29 m/ka,低于长江口门外水下三角洲泥质沉积中心,属弱淤积沉积环境。由于近年流域人类活动导致长江入海泥沙减少,南下沿岸流携带的泥沙可能减少,浙江沿岸面临泥质沉积速率下降或甚至侵蚀的威胁。     

珠江三角洲晚第四纪环境演化的沉积响应

珠江三角洲是一个复杂的网状河三角洲沉积体系,目前对其第四纪环境演化的历史仍存在多种认识。为进一步查清珠江三角洲地区第四纪环境演化的过程,对位于珠江口西岸的QZK6孔,在沉积结构、构造等研究的基础上,利用AMS14C和光释光(OSL)测年、有机碳同位素、粒度等对第四纪地层的形成年代和沉积特征进行了详细分析。结果显示,该孔39.40~27.38m发育晚更新世风化层、河流等陆相沉积体系,27.38~2.00m发育全新世三角洲沉积体系。其中全新世三角洲沉积又可分为27.38~5.30m由三角洲平原、三角洲前缘和前三角洲组成的退积式三角洲沉积体系,以及5.30~2.00m的河口湾-三角洲前缘进积式三角洲沉积体系。该孔第四纪沉积特征揭示的环境变化,是对末次冰期低海面、早中全新世海面升高及晚全新世下降的响应。     

3.45 Ma以来滦河冲积扇中部唐山TD1孔记录的区域构造和气候演化

对位于渤海湾西北岸晚更新世早期滦河冲积扇中部的TD1孔进行了磁性地层学、¹⁴C测年、沉积旋回、测井沉积学、孢粉地层学和介形类研究,结果表明:(1)220m 深的钻孔地层记录了古地磁学布容(Brunhes)、松山(Matuyama)和高斯(Gauss)极性时,钻孔底部层位年龄接近3.45 Ma。(2)钻孔揭示了滦河冲积扇中部地层结构,最厚的湖相沉积地层出现在上新世,第四纪以来主要由辫状河流体系分支河道相与相关沉积构成。(3)测井相与岩心沉积相分析结合显示,约3.45Ma以来出现6个大沉积旋回,与冲积扇顶端钻孔所见沉积旋回在深度上基本可以对比,其中3.2、3.0、2.0和0.78Ma的沉积旋回分别覆于全孔4期浅水湖泊—湖沼沉积物之上;末次盛冰期与渤海湾西岸钻孔一样出现浊黄橙色沉积,显示低水位域的沉积特征。(4)尽管古季风可以导致降水增多并出现湖沼沉积,但是该钻孔有机质含量最高的是在6 ka BP层位,中全新世大暖期气候对该地水热状况影响最大。     

Deglaciation history of Lake Ladoga (northwestern Russia) based on varved sediments

Lake Ladoga in northwestern Russia is Europe's largest lake. The postglacial history of the Ladoga basin is for the first time documented continuously with high temporal resolution in the upper 13.3 m of a sediment core (Co1309) from the northwestern part of the lake. We applied a multiproxy approach including radiographic imaging, (bio‐)geochemical and granulometric analyses. Age control was established combining radiocarbon dating with varve chronology, the latter anchored to a correlated radiocarbon age from a lake close by. The age‐depth model reveals the onset of glacial varve sedimentation at 13 910±140 cal. a BP, when Lake Ladoga was part of the Baltic Ice Lake. Linear extrapolation of published retreat rates of the Scandinavian Ice Sheet provides a formation age of the Luga moraine close to Lake Ladoga's southern shore of 14.5–15.9 cal. ka BP, older than previously assumed. Varve sedimentation covers the Bølling/Allerød interstadial, the Younger Dryas stadial and the Early Holocene. Varve‐thickness variations, conjoined with grain‐size and geochemical variations, inform about the relative position of the Scandinavian Ice Sheet and the climate during the deglaciation phase. The upper limit of the varved succession marks the change from glaciolacustrine to normal lacustrine sedimentation and post‐dates the drainage of the Baltic Ice Lake as well as the formation of the Salpausselkä II moraine north of Lake Ladoga, by c. 250 years. The Holocene sediment record is divided into three periods in the following order: (i) a lower transition zone between the Holocene boundary and c. 9.5 cal. ka BP, characterized by mostly massive sediments with low organic content, (ii) a phase with increased organic content from c. 9.5 to 4.5 cal. ka BP corresponding to the Holocene Thermal Maximum, and (iii) a phase with relatively stable sedimentation in a lacustrine environment from c. 4.5 cal. ka BP until present.     

渤海湾全新世贝壳堤与牡蛎礁:古气候与海面变化

讨论了早全新世晚期以来渤海湾西岸贝壳堤平原成堤、西北岸牡蛎礁平原(及毗邻浅海区)建礁过程的同时性特征和气候变化与这一特征之间的关系,以及堤、礁记录的相对海面变化。堤、礁大致同时发育,可分为6期,依次分别被寒冷事件5、4、3、2和1分隔。堤底板前、后缘高差大致对应3m的大潮差、礁顶板大致对应海平面。据二者分别重建了南部贝壳堤平原、北部牡蛎礁平原的相对海面变化:南部自7ka cal BP以来基本与现代海平面等高,小的波动在±1m之间,压实固结作用抵消了中全新世的相对高海面;北部中全新世的相对海平面位置因新构造和固结压实双重下沉作用的影响,已位于现代海平面2~3m以下。