渤海湾西北岸大吴庄牡蛎礁测年与古环境变化

对位于渤海湾牡蛎礁平原东部的大吴庄牡蛎礁一个完整剖面的系统14C年代测定与校正表明,该礁体的持续时间约为1 600年(7 200~5 600 cal BP).以壳体生长纹层氧、碳同位素获得的礁体平均建造速率1 cm/yr来计算礁体的持续时间,结果仅为14C计年历时的三分之一.14C测年与壳体同位素计年结果的对比表明,礁体的每一水平层平均占据了一定的时间(约200年),这一时间段是不适宜礁体正常建造的"缓变型地质环境恶化期".礁体正常建礁层及水平夹层的时空分布与地区性气候变化曲线对比结果表明,水平夹层与正常建礁层的转换与地区性气温波动相对应.水平夹层代表的"缓变型地质环境恶化期",对应着地区性气温偏冷时期.     

渤海湾西北岸全新世牡蛎礁研究概述

环太平洋西岸,特别是渤海湾西北岸沿海平原全新世地层中广泛分布着由Crassostrea gigas牡蛎形成的礁体。总结了渤海湾西北岸30余年来众多研究者的主要成果。论述了C秘的定名沿革、生态习性、礁体特征、礁体与海面的关系。测定了C萌秘壳体的^18O和^13C同位素组成,发现了壳体生物碳酸钙的年际变化律,结合可靠的^14C数据,建立了正常建礁与个体分泌壳体之间的线性函数关系（约1cm／a）、水平夹层的平均历时（约200a,／层）等定量参数,进而提出“礁体历时假说”,并将该地区时间跨度约7750-950calBP的化石牡蛎礁划分为8道礁群,论证了礁体内部水平夹层和礁体之上泥质“转换层”可能记录的百年尺度的“缓变型”环境变化。     

渤海湾西北岸牡蛎礁体对区域性构造活动与水动型海面变化的响应

渤海湾地区广泛分布的古海面标志物,为建立该地区的相对海面变化曲线提供了良好的基础。过去20年来该地区已相继建立了一些相对海面变化曲线,但在讨论影响古海面标志物高程的因素时,未将构造活动与水动型海面变化及均衡作用对高程的贡献量加以区分。文章以该地区7个点的古海面标志物及相关层位的高程测量与年代学测定结果,经与地区性预测海面变化曲线进行对比后,定量讨论了该地区海面变化(包括绝对海面变化与冰川、水均衡作用)与构造活动对古海面标志物高程的贡献;并以壳体的稳定同位素、地层记录与古地震研究资料讨论了牡蛎礁体在建礁过程中所记录的构造下沉。     

渤海湾西北岸埋藏牡蛎礁体中的 壳体形态与沉积环境*

渤海湾西北岸沿岸平原分布的众多埋藏牡蛎礁体中的壳体形态和泥沙沉积物特征是不尽相同的。不同礁体中的壳体形态有明显的区别,有些礁体中的壳体细窄,有些礁体中的壳体较宽厚; 与此相对应,具有不同壳体形态的礁体中的沉积物颗粒和粘土含量也有明显的差别。文章分别对组成大吴庄和岭头两个礁体剖面的牡蛎壳体和泥质沉积物进行测量和分析,结果表明大吴庄礁体中壳体的重量随高度增长的速率大于岭头礁体中的壳体,而两个礁体中壳体的壳重随体积增长的速率大致相同; 组成礁体的壳体形态与礁体的沉积环境有关,沉积物较细、粘土含量高时发育细窄的壳体,沉积物较粗、粘土含量低时发育宽厚的壳体。渤海湾西北岸地区埋藏牡蛎礁体中的壳体本身记录了其生长时的环境信息,可以通过分析礁体中的壳体形态来恢复礁体建礁过程中的沉积环境。     

硅藻Auliscus caelatus对渤海湾西北岸大吴庄埋藏牡蛎礁形成环境的复原

通过对渤海湾西北岸大吴庄牡蛎礁18个层位牡蛎壳内泥质填充物样品的硅藻分析,首次发现在渤海湾埋藏牡蛎礁中富含代表潮间带环境的Auliscus caelatus种硅藻化石,体积分数高达15%～40%,显示整个牡蛎礁形成于潮间带环境。根据潮间带标志种Auliscus caelatus,结合生活在海湾内侧河口处环境的Cyclotella stylorum和沿岸分布的内湾指标群种Thalassionema nitzschioides 3种硅藻比例在垂向上的变化,将牡蛎礁分为潮间带下部(Ⅰ带)、潮间带中上部(Ⅱ带)、潮间带中下部(Ⅲ带)和潮间带中上部(Ⅳ带)4个硅藻带。牡蛎礁上半部(Ⅱ带和Ⅲ带)中的4条水平夹层中的硅藻,与其下伏相邻正常建礁层的硅藻对比,均显示出Auliscus caelatus体积分数显著偏低、咸水种硅藻的比例偏高以及硅藻种属类型偏多等特征,推测出各水平层的海相性和开放性均有强于下伏相邻正常层的倾向。水平夹层的形成原因:一是牡蛎礁发育后期,礁体所处环境发生显著变化,从距河口相对较远的潮间带下部(不含水平层的Ⅰ带)环境转为距河口相对较近的潮间带中上部(Ⅱ带—Ⅳ带)环境,较浅的海水环境使得牡蛎礁易受外界环境的影响;二是来自海洋方向的风暴潮或较强的波浪,将牡蛎礁向海一侧的潮间带泥沙冲到礁顶,导致牡蛎倒伏死亡后被泥沙掩埋。     

渤海湾西北岸埋藏牡蛎礁礁顶上下沉积物中硅藻对“礁泥转换”古沉积环境的重建

渤海湾西北岸大吴庄牡蛎礁是近年来研究程度最高的礁体,天津空港物流中心牡蛎礁则是近年来新发现的礁体。该两处礁体上部的牡蛎个体内部充填的泥、个体之间的泥以及礁体上覆沉积泥层中的硅藻研究表明,礁顶上下（即礁体的上部-顶部和上覆沉积泥层的下部）均富含潮间带环境指示种的Auliscus caelatus,表明礁体发育后期和上覆沉积泥层的初期,均为潮间带环境。尽管如此,从礁顶向上覆沉积泥层转换方式在两处礁体却不相同:（1）大吴庄:Auliscus caelatus种向上逐渐减少,暗示着大吴庄剖面由礁体上部的潮间带中上部、直至上覆沉积泥层下部的潮间带上部、进一步向上覆沉积泥层上部的潮上带转化的趋势。（2）空港:牡蛎礁上覆沉积泥层出现了比例达6%~23%的河口咸水-半咸水种Achnanches brevipes,而下伏礁体内则未见该种,暗示此处泥层受河口作用显著影响。此种不同揭示了礁体停止发育的原因有所不同:在5 520cal BP时,大吴庄礁顶进入潮间带中上部,礁体经常脱离海水而发育停止;在约4 000 cal BP时,空港礁体所在位置因河流作用突然增强,在时间上看很可能是黄河改道在天津入海,古黄河携带大量泥砂入海,掩盖了潮间带的牡蛎礁而导致牡蛎礁发育停止。     

渤海湾全新世牡蛎礁:时空分布和海面变化标志点

以他人和本研究小组对渤海湾西北岸牡蛎礁平原、毗邻浅海区的全新世埋藏牡蛎礁和现生牡蛎礁的研究为基础,重新考订了与礁体有关的数据的沉积学意义及年龄,进一步厘定了牡蛎礁的形成时间、礁体顶板和底板的高度.在原有的9个礁群的基础上,增加了目前发现的最老的早全新世晚期礁群;在沿海低地新发现的滨海湖、空港牡蛎礁,暂作为北淮淀礁群的亚...     

渤海湾全新世牡蛎礁:时空分布和海面变化标志点

以他人和本研究小组对渤海湾西北岸牡蛎礁平原、毗邻浅海区的全新世埋藏牡蛎礁和现生牡蛎礁的研究为基础,重新考订了与礁体有关的数据的沉积学意义及年龄,进一步厘定了牡蛎礁的形成时间、礁体顶板和底板的高度。在原有的9个礁群的基础上,增加了目前发现的最老的早全新世晚期礁群;在沿海低地新发现的滨海湖、空港牡蛎礁,暂作为北淮淀礁群的亚礁群。根据对大吴庄等3处礁体顶板的水准测量,发现礁顶最大起伏为±0.7m,以此作为礁顶自身的垂直误差范围。据对北淮淀等5个礁体的“最后一个砂质纹层”高度的调查,推断礁顶上覆潮间带泥层的平均厚度为1.6m。该厚度是当地海平面与平均高潮位之间的调适空间所能提供的最大堆积厚度,成为支持礁顶高度对应海平面的佐证。根据上述结果,确定了渤海湾牡蛎礁顶板作为海面变化标志点的条件。该研究是重建牡蛎礁平原全新世相对海面变化曲线和探讨其与气候变化关系的基础。     

渤海湾西北岸MIS3阶段以来的海侵特征

晚更新世以来渤海湾沿岸普遍出现三期海侵,不同学者通过钻孔以及古海岸遗迹分析探讨了渤海湾西岸、南岸晚更新世以来的海侵沉积演化及海平面变化,而渤海湾西北岸地区晚更新世海侵沉积特征、古生物特征及海侵层对比缺乏系统的研究。本文通过对渤海湾西北岸多个钻孔岩心进行年代学、沉积学和微体古生物研究,建立了研究区不同构造单元的40 m以浅的标准地层层序、年代格架,划分了微体古生物组合带。研究区MIS3阶段以来共发育两期海侵,MIS3阶段海侵年代为35210~37658 cal.a BP,MIS1阶段海侵年代为7050~11310 cal.a BP。受古气候变化、古地貌和新构造运动影响,两期海侵层的空间分布和岩相古地理特征差异明显,MIS1阶段海侵规模大于MIS3阶段,MIS1阶段海侵为潟湖沉积体系,MIS3阶段海侵为潮坪－河口砂坝沉积体系。     

渤海湾西部浅海区活牡蛎礁调查结果及资源保护建议

采用旁侧声呐、浅地层剖面仪和单波束水深测量多种物探仪器联机,同步调查天津大神堂浅海区的水下活牡蛎礁资源,为合理保护活牡蛎礁资源提供科学依据。调查结果表明,该区活牡蛎资源由3个分散礁体组成,总面积仅约3km2,礁体最大厚度1.2m,平均厚度0.6m;调查区海底地形平坦,水深介于3.4~5.6m之间,因受人类活动严重破坏,仅在有礁体发育的局部范围内有高程约1m的起伏波动。为了生态资源的完整,必须对现存的活牡蛎礁体进行保护和恢复。     

渤海湾西岸几种地球化学的环境指标

为了探讨渤海湾西岸全新世地层的古环境,本文进行了多种地球化学环境指标的分析,在此,将指示不同环境的指标进行了分项(或归类)如:古气候、氧化-还原、海-陆相环境指标等;并将其分别进行R型聚类分析和散点分析(获得了元素指标的相关系数及聚散特征).具体分析结果为:①古气候指标:如图2所示,古温度值与Rb/Sr比值呈正相关关系...     

渤海湾西岸的几道贝壳堤

渤海湾西岸出露或埋藏了多道贝壳堤,通过地质调查发现:贝壳堤的平面分布结构是沿着(或随着)渤海湾海岸由老至新(从岸—海)与海岸呈大致平行排列。贝壳堤的划分方案有两种,一种是从新至老,另一种是从老至新,本文采取后一种划分方法:即第Ⅰ道(老)—第Ⅵ道(新)贝壳堤。本文对每道贝壳堤的物质(岩性特征)组成与堆积特征进行了描述(图2～图7);对贝壳堤的几何形态特征进行了数理统计(表2);对贝壳堤形成的年代特征进行了对比分析(表3);对贝壳堤的生物组合特征等资料进行了归纳和整理;对贝壳堤的分道方案进行了对比分析(表1),揭示了贝壳堤的赋存状态、形成的年代及第Ⅰ道—第Ⅵ道贝壳堤所处的潮位变化(图8)。以形成贝壳堤这一独特的地质载体为基础,试图从渤海湾宏观整体的角度分析并揭示贝壳堤的成因机制(表4,图9),笔者认为广义的渤海湾是内陆的半泻湖(海),也可以视为局部海:山东庙岛列岛—辽东半岛构成了渤海的障壁海岸,在障壁海岸这样的自然地理和地貌条件下,通过大量的资料综合分析认为只有障壁海岸才是形成科珀河型三角洲与喙状三角洲的必然条件,而科珀河型三角洲与喙状三角洲类型等是形成障壁砂坝(障壁岛,障壁滩)—贝壳堤的或然条件,这就是贝壳堤成因的主要机制。     

渤海湾西岸风暴潮:叠加地质因素的新探讨

通过对渤海湾西岸1895年以来11次风暴潮高水位的厘定,证实并确定了50年、100年、200年直至10000年一遇的风暴潮高水位值。定量评估了风增水与波浪对风暴潮高水位的贡献。进一步从地学角度讨论了21世纪10年间隔的海面上升量、地面下沉与围海造陆共同作用、海面上升引发的净增水效应及河口增水效应。根据上述各类参数,预测了至2050年的10年间隔、50~10000年不同重现期的极端水位,并讨论了地面下沉对风暴潮测量准确性的影响。认为当前的防潮堤(海垱)高度可抵御50~100年一遇的风暴潮的侵袭,但据所讨论的综合因素的影响,建议2020年防潮堤的高度应达到+4.8m,2030年达到+5.1m(85高程)。     

渤海湾西岸南大港、北大港中晚全新世潟湖底板虚拟重建

约400km^2的1：5万白水头-歧口镇幅是渤海湾西岸南大港与北大港古湖的组成部分。以1：5万白水头-歧口镇幅175个区域地质调查点的多维数据——点的坐标、点的地表与所揭露的潟湖底板的高程和区域性年代学框架——为基础，对南、北大港古潟湖其余约880km^2未实测区域布设控制贝壳堤和潟湖底板高程的虚拟三维地质点275个(虚拟点的坐标、贝壳堤顶部与湖底板的高程)。应用C-Tech公司EVS Pro软件的三维技术处理实测与虚拟的450个地质点，获得了约5000年以来、面积约1280km^2的南、北大港古潟湖底板与贝壳堤的模拟形态。     

渤海湾西岸全新世再搬运贝壳驻留时间效应初探

以渤海湾西岸大港区穿港路采土场内贝壳堆积层中的闭合贝壳、单瓣贝壳和贝壳碎屑为对象,开展全新世再搬运贝壳的驻留时间效应研究。通过对5个剖面(剖面2、4~7)、3个层位的15个贝壳测年样品(闭壳合、单瓣壳和贝壳碎屑)AMS14C年龄对比,初步获得研究区单瓣贝壳(或腹足类)的驻留时间经验值为440a、贝壳碎屑的驻留时间经验值为650a。     

飓风的启示：渤海湾西岸现状与趋势分析

墨西哥湾飓风促使本文作者再次反思渤海湾西岸的现状:海岸线由曲折转为平直的、以侵蚀为主的自然进程,人为活动为主因造成的潮间带变宽变缓的、以淤积为主的干扰进程,以及二者之间的交互作用。提出在海面上升、地面下沉伴随下,在淤积进程达到其顶点后、重归以侵蚀为主的自然进程的可能前景,届时的“沼泽化”威胁,将加剧目前以“封闭治理”理念为主导的防洪措施对环境的不良影响。