渤海湾4.2ka事件初步研究

相距3~20km的岭头、罾口河、俵口和空港物流中心4处埋藏牡蛎礁体的年代学研究证实,开始发育的时间不同,但同时在4.2~4.0ka cal BP时结束建礁,即其灭亡与"4.2ka事件"在时间上重合。岭头、罾口河剖面O稳定同位素和罾口河剖面孢粉数据进一步表明,4.5~4.3ka cal BP时研究区气候出现变冷变干的趋势,4.3~4.2ka cal BP逐渐好转,推测这一气候波动变化过程可能是对"4.2ka事件"的响应。     

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。     

天津空港牡蛎礁:中全新世环境恶化与新构造控礁作用

新发现的天津空港埋藏牡蛎礁体和下伏、上覆泥层的沉积学、AMS14C年代学研究显示,厚2.3m的礁体分为3部分,起讫年龄是6170～3980cal BP。5900～4100cal BP的中部,是受全新世冷事件4环境恶化控制的缓慢发育期。礁体的结束,则与冷事件3在时间上大致吻合。根据新的年龄数据,将该礁体的归属重新厘定为Ⅲ-2礁群。探讨礁体主要发育区与新构造活动的关系,表明全新世牡蛎礁平原主要位于海河-宝坻-工部-蓟运河断裂圈闭的北西-南东向区域内。这一认识,进一步从实证角度证实了牡蛎礁形成于渤海湾"湾中之湾"的推测。     

渤海湾牡蛎礁平原中部兴坨剖面全新世地质环境变迁

渤海湾牡蛎礁平原中部兴坨剖面的有孔虫组合划分为5种沉积环境7个带(亚环境)，从下向上依次为晚更新世陆相(Ⅶ带)、早全新世海陆过渡相(Ⅵ带：沿海低地与潮间带)、中晚全新世海相(Ⅴ带：潮下带-浅海，Ⅳ带：低潮线附近)、晚全新世海陆过渡相(Ⅲ带：开放潮间带，Ⅱ带：渴湖)和河流泛滥相(Ⅰ带：古土壤及洪积层)。^14C确定了全新世底泥炭始于9486 cal BP，Ⅳ带始于约4696 cal BP。Ⅱ带所处的渴湖环境，从约4000 cal BP直至隋唐温暖期之前，历时约2700年。隋唐暖期古土壤发育向南东减弱至逐渐消失，说明在比兴坨更靠近渤海湾的地方，潟湖持续的时间更长。广泛存在的潟湖，是牡蛎礁平原晚全新世的重要地貌景观。     

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。     

渤海湾西北岸几道牡蛎礁

渤海湾西北岸划分出了第Ⅰ道—第Ⅵ道牡蛎礁的平面分布(图1);对牡蛎礁壳体的几何形态特征进行了描述(图2),并将牡蛎礁壳体进行了剖面切割(图3);对牡蛎礁壳体进行了X光衍射与激光拉曼(活—古)矿物晶型的对比分析(表1,图4);对俵口村BKP20-2剖面(-2.84m)牡蛎礁一个体右壳:在双目镜下对其内部结构与矿物组分进行了分析(图5);通过机械挖掘剖面及钻探获得:牡蛎礁体的空间堆积厚度与赋存的海拔高度及其各剖面垂直方向上的14C年代数据;并获得牡蛎礁体堆积的内部结构特征(图6);以及牡蛎礁体水平夹层与CaCO3含量变化(图7),其中水平夹层CaCO3含量往往偏高,初步分析可能与气候偏冷有关。对牡蛎礁壳体内充填物及壳外沉积物进行了粒度分析(表3),粒度组分及概率累积曲线等(图9)为分析牡蛎礁的生态环境提供了佐证:即牡蛎礁基本以潮下带生活环境为主。以俵口BKP20剖面为例分析了牡蛎礁体堆积物从埋深-2.14～-6.90m的生物组合特征(表4)。以上资料为获得牡蛎礁堆积体的生长-发育-消亡等演化模式提供了依据(图10)。     

辽河三角洲LZK03孔全新世环境演变

根据辽河三角洲LZK03孔岩心的地层、孢粉、~(14)C测年及粒度分析结果,重建了该孔全新世以来的沉积环境演变历史,划分了4个时期:1湖沼期,地层埋深22.70~18.35m,晚更新世晚期约8000cal BP,起始时间早于全新世底界年龄,一直持续到全新世海侵到达该地区;2海侵期,18.35~13.55m,8000~3000cal BP,全新世海侵(辽东湾命名为盘山海侵)于8000cal BP到达该地区,湖沼发育结束,随着海侵向陆扩展,形成了海相潮坪沉积;3海退期,13.55~7.50m,约3000cal BP开始海退,河流携带的泥砂成为主要物源;4盐沼期,7.50~0m,500cal BP时海水已退至LZK03孔向海一侧,经常暴露于地表的氧化环境使盐沼沉积呈黄棕色,被高潮海水淹浸的时间减少。     

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。     

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...     

利用盐沼泥炭重建长江三角洲北部全新世中期海平面

根据对长江三角洲北部海安地区4个钻孔标志性沉积物(潮上带盐沼泥炭、高潮滩沉积)的年龄测定和高程测量,以及沉积物压实沉降量的分析研究,重建了本研究区全新世中期8.1～7.3 cal kyr BP和5.6～5.4 cal kyr BP的相对海平面位置。结果显示,8.1～7.3 cal kyr BP海平面缓慢上升1.46m,上升速率仅为0.2cm/yr, 与三角洲南部全新世早期海平面的快速上升(2cm/yr)形成鲜明对比,验证了冰盖控制下的全球海平面阶段性波动上升模式。对比长江三角洲地区海平面曲线发现,三角洲北部海平面曲线较南部低5～6m,长江三角洲海平面曲线与世界各地海平面曲线也存在明显差异,分析认为主要是由长江口地区的差异性沉降和中国东部边缘海的水均衡作用两个因素引起的。     

天津三河岛及其周边地区晚全新世沉积环境

坐落于永定新河-潮白新河与蓟运河汇流处的三河岛及其周边潮间带,以其独特的地理位置,记录了中全新世晚期以来直至现代的泥质海岸带变化过程。作者通过全取心浅孔钻探、全站仪高程测量和沉积学综合研究,重建了该地区中全新世晚期以来地层及沉积环境演替过程:中全新世开放潮坪沉积了“灰色单元”砂泥质层,约在2.4 ka cal BP开始转为晚全新世盐沼环境,沉积了“黄色单元”泥质层。近百余年以来,因人类活动加剧,重归开放潮坪环境,堆积了现代淤泥质层。该项研究成果可为了解现代地质环境,预测未来地质环境的变化过程提供科学依据。     

福建中南部全新世的森林-牡蛎礁遗迹

福建晋江县东南的深沪湾,南北长约7km,位于一地堑型断陷带上,西为龙湖断裂,东为金井-深沪断裂。湾的北部海岸是海蚀红土陡崖,崖高约5m;南部海岸为砂质海岸,潮间带滩面平缓,堆积现代的中-细砂和卵石,距岸300m处有牡蛎海滩岩和古森林遗址。前者分布在土地察村西长500m、宽100m的范围内(北段),呈北西-南东向展布(大致与海岸平行),最大出露厚度可达40cm。它是近江牡蛎(Ostrearivularis)和僧帽牡蛎(O.cucullata)组成的礁体,壳体较完整,双瓣常是闭合状,表明组成礁体的牡蛎壳为原生态。据国家海洋局第三海洋研究所的14C同位素测定结果,牡蛎壳形成年龄为9355±199aB     

西沙西科1井第四系生物礁-碳酸盐岩的岩石学特征

从西科1井生物礁-碳酸盐岩的岩心观察和岩石学特征的分析入手, 重点刻画了第四系全新-更新统乐东组生物礁-碳酸盐岩的岩石类型和生物礁类型.543片铸体薄片分析和214.89 m岩心观察表明: 岩石类型主要为粒泥灰岩、泥粒灰岩和骨架灰岩, 其次为粘结灰岩、颗粒灰岩、漂砾灰岩和砾屑灰岩.在纵向上, 埋深0~10 m层段以颗粒灰岩为主, 埋深10~22 m层段为生物碎屑砂分布段, 埋深22.00~214.89 m层段以粒泥灰岩、泥粒灰岩和骨架灰岩为主.生物礁类型以骨架礁为主, 造礁生物为珊瑚和少量珊瑚藻.骨架礁在埋深0~214.89 m均有发育, 丛状和块(段)状礁仅分布于埋深83~98 m.      

天津地质调查中心积极支持国家海洋博物馆、七里海牡蛎礁博物馆的筹建工作

正隶属于国家海洋局、正在筹建的国家海洋博物馆,拟在其一楼正厅展出具有地方特色,记录了近7 000年来渤海湾西北岸海陆变迁的牡蛎礁。天津地质调查中心海岸带与第四纪地质研究所根据多年来的研究积累,主动提供获得礁体大样的合适地点(照片1),保障了牡蛎展品前期布展工作的顺利完成。海岸带与第四纪地质研究所还参加了天津市宁河区正在筹建的"七里海牡蛎礁博物馆"野外选址与钻探勘察工作,配合其他单位调查了近1万平方米范围内的48个12 m全取心孔的牡蛎礁分布,统计了各孔礁体顶、底板的深度,绘制了礁体的三维分布图     

内蒙古中东部达里湖湖岸堤记录的12.5 cal ka BP以来湖面波动过程

内蒙古中东部位于东亚夏季风过渡区,对气候变化响应敏感。广泛发育的湖泊沉积物提供了全新世以来的环境变化的理想材料。湖岸沉积物直接记录的古水位,与高分辨率的湖心钻孔记录相结合,有助于全面认识古气候的变化历史和湖面波动的定量重建。运用AMS14C测年和GPS、DEM及1︰5万地形图等相结合的方法确定了达里湖北侧湖岸堤的年代和高程,并结合湖岸堤剖面的沉积序列指示的湖面变化过程,重建了12.5cal ka BP以来达里湖的波动历史。12.5 cal ka BP,达里湖湖面海拔高度约为1253m,至12.3 cal ka BP湖面经历短暂上升,至海拔1266m左右;之后湖面下降,至全新世早期(11.2 cal ka BP),水位降至1254m左右;随后湖面开始逐步上升,10.7 cal ka BP湖面水位稳定在1274m左右;全新世中期湖面继续上升至某一高度(至少在1291m)后,于全新世晚期4.8 cal ka BP湖面高度降至1279m,并于4.6 cal ka BP湖面继续下降至1275m的高度。通过对比湖心钻孔记录的湖泊波动历史以及区域湖泊沉积记录,认为达里湖的水位波动受东亚季风活动的影响,具有区域的一致性。达里湖的水位变化较区域内的其他湖泊更为强烈,认为除了受区域气候变化的影响外,达里湖全新世晚期的湖面下降可能还与区域内强烈的构造活动和西拉木伦河溯源侵蚀导致区域水系的改变有关。     

内蒙古中东部达里湖湖岸堤记录的12.5 cal ka BP以来湖面波动过程*

内蒙古中东部位于东亚夏季风过渡区,对气候变化响应敏感。广泛发育的湖泊沉积物提供了全新世以来的环境变化的理想材料。湖岸沉积物直接记录的古水位,与高分辨率的湖心钻孔记录相结合,有助于全面认识古气候的变化历史和湖面波动的定量重建。运用AMS¹⁴C测年和GPS、DEM及1︰5万地形图等相结合的方法确定了达里湖北侧湖岸堤的年代和高程,并结合湖岸堤剖面的沉积序列指示的湖面变化过程,重建了12.5 cal ka BP以来达里湖的波动历史。12.5 cal ka BP,达里湖湖面海拔高度约为1253,m,至12.3 cal ka BP湖面经历短暂上升,至海拔1266,m左右;之后湖面下降,至全新世早期(11.2 cal ka BP),水位降至1254,m左右;随后湖面开始逐步上升,10.7 cal ka BP湖面水位稳定在1274,m左右;全新世中期湖面继续上升至某一高度(至少在1291,m)后,于全新世晚期4.8 calka BP 湖面高度降至1279,m,并于4.6 cal ka BP湖面继续下降至1275,m的高度。通过对比湖心钻孔记录的湖泊波动历史以及区域湖泊沉积记录,认为达里湖的水位波动受东亚季风活动的影响,具有区域的一致性。达里湖的水位变化较区域内的其他湖泊更为强烈,认为除了受区域气候变化的影响外,达里湖全新世晚期的湖面下降可能还与区域内强烈的构造活动和西拉木伦河溯源侵蚀导致区域水系的改变有关。     

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。     

渤海湾巨葛庄贝壳堤与下伏泥层有孔虫组合的海面变化意义

根据巨葛庄贝壳堤及下伏泥层的有孔虫研究,讨论了贝壳堤底板和下伏泥层各类沉积环境的海面意义,以此作为海面标志点重建的古海面误差范围为±0.225~±0.625m。结合该贝壳堤底板和下伏泥层顶板的年龄数据,重建了3900~3300cal BP时的海面高度为-2.955~-2.715m。