辽宁省海岸带主要河口区一万年来沉积速率及海平面波动情况

采用钻探手段,通过14C、OSL测年,利用4孔岩心,计算了辽宁省海岸带主要河口区一万年来沉积速率,并分析了海平面波动情况.研究表明,辽宁海岸带长期平均的河口海岸区的沉积速率较低.其中,辽东半岛东北部黄海海岸带鸭绿江平原全新世早期处于剥蚀环境,大洋河平原全新世平均沉积速率为1.4 mm/a,辽东湾北部下辽河平原全新世平均沉积速率为1.52 mm/a,辽西海岸带大凌河冲积扇全新世平均沉积速率为1.87mm/a.全新世Ⅰ海相层或海陆过渡相层总体上表现为一次海侵,与下辽河平原区盘山海侵相对应,但各地段海平面波动情况不尽一致.     

渤海湾西岸BQ1孔揭示的沉积环境与海面波动

渤海湾西岸BQ1孔位于歧口凹陷区内,孔深95．6m,揭露了晚更新世以来比较连续的沉积。通过对109个样品鉴定和环境分析,共分辨出Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三个海相层及其内部的海面波动。每个海相层内均有前后2次海侵高峰和中间的海退。在全新世海侵层中共区分出9次海面波动,分辨率达500-800a级;第Ⅲ海相层存在5次海面波动,与深海。同位素的5a、5c、5e分期的峰值大体对应。在海相层中,海陆过渡相层位占较大比例,其中的石膏结晶和黄铁矿晶簇是该相的重要指相矿物。所见的Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ海相层皆为平均海平面下数米的浅海沉积。     

渤海湾北岸Bg10孔磁性地层研究及其构造意义

对渤海湾北岸孔深600m的Bg10孔进行了详细的沉积学和古地磁研究,划分了39个沉积单元;基于516个样品(60个交变样品,456个热退样品)分离出的特征剩磁,建立了钻孔的磁性地层,并与标准极性年表相对比,确定正极性N1、N2、N3、N4、N5、N6和N7分别对应C1n、C1r.1n、C2n、C2r.1n、C2An.1n、C2An.2n和C2An.3n,R1、R2、R3、R4、R5和R6分别对应C1r.1r、C1r.2r+C1r.3r、C2r.1r、C2r.2r、C2An.1r和C2An.2r。钻孔B/M界限埋深162.3m,M/G界限埋深为475.8m,钻孔底部位于C2An.3n内,其年龄应小于3.596Ma。Bg10孔包括3个沉积阶段:Ⅰ阶段为3.3~3.6Ma,沉积速率略大于130m/Ma,为构造活动期,唐县期夷平面结束后,盆地沉降和山体隆升的差异增大,并与西部地区的青藏运动A幕相对应;Ⅱ阶段为1.9~3.3Ma,沉积速率为112m/Ma,为盆地的填充过程,气候变化控制沉积过程,但沧县隆起和黄骅坳陷之间沉降仍有差异。Ⅲ阶段为0~1.9Ma,沉积速率为202m/Ma,约在1.0~1.2Ma发生一期构造活动,与西部地区的昆黄运动时代大体相当。1.0Ma以来,沉积过程受构造和气候变化双重影响,沧县隆起和黄骅坳陷之间仍有差异沉降。唐山-邢台断裂带可能在1.9Ma之后活动性增强,并和张家口-蓬莱断裂带在沧县隆起上的交汇区域形成一个次级凹陷。     

渤海湾北岸TZ02孔晚新生代沉积环境演化过程

渤海湾北岸晚新生代沉积环境和沉积体系不仅是区域水文地质、工程地质的基础,也为古近纪沉积模式提供“将今论古”的依据。本文依据沉积物色度和粒度,以及沉积物岩性、结构和构造等,将渤海湾北岸TZ02孔划分了6个沉积组合、4个沉积阶段：1）2.10~3.22Ma,沉积组合Ⅰ和Ⅱ,湖盆填充期,发育湖相-泛滥平原相或湖相-曲流河相,该时期处于构造稳定期,干冷气候时期发育河流相、泛滥平原相,湿润气候时期发育湖泊相。2）1.33~2.10Ma,沉积组合Ⅲ,湖盆开始发育期,主要为浅湖相,仅有少量砂体,下部多有机质,上部多钙质淀积结核,指示了盆山之间的构造分异后,湖泊初始发育的特征。3）0.62~1.33Ma,沉积组合Ⅳ,湖盆扩张期,以湖相为主,多砂体,且有短期湖泊水位变浅和成陆过程;指示了盆山构造分异后,盆地加速沉降,湖盆扩张;山体隆起、河流下切,盆地中湖相砂体增多;此时TZ02孔附近为湖相中心,BG10孔为湖泊边缘。4）0~0.62Ma,沉积组合Ⅴ和Ⅵ,湖泊填充期,BG10孔为湖相的沉积中心,而TZ02孔为湖泊的边缘,接受滦河迁移摆动后的沉积物;中更新世后,构造沉降形成湖相,而间冰期发育海相,埋深0~22.5m的海相-河流相更直接地反映了末次冰消期海平面变化过程。

     

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。     

辽西海岸带第四系全新统六股河组、大凌河组的建立及其沉积环境

通过对位于辽西海岸带第四系地层的剖面测制、14C及OSL测年、地质环境综合样分析研究,将辽西海岸带分布的一套黄色—桔红色松散沉积物及其上部的一套灰白色含砾粉砂-粉砂-粘土质沉积物,按形成时代归入全新统中—上部,建立第四系全新统六股河组和大凌河组。     

辽宁省海岸带地质环境综合评价研究

对近20年来辽宁省海岸带地质环境调查成果进行全面的分析,系统梳理了辽宁省海岸带地质资源与环境条件及其变化,以及海岸带自然与人类活动引起的不良环境地质问题.根据地壳稳定性、活动断裂、地面沉降、地面塌陷等地质因素,对辽宁沿海6个城市进行了地质环境条件评价,结合国家政策与地方发展规划,为地质资源保护与开发利用提出建议.     

辽西海岸带第四系全新统六股河组、大凌河组的建立及其沉积环境

通过对位于辽西海岸带第四系地层的剖面测制、14C及OSL测年、地质环境综合样分析研究,将辽西海岸带分布的一套黄色—桔红色松散沉积物及其上部的一套灰白色含砾粉砂-粉砂-粘土质沉积物,按形成时代归入全新统中—上部,建立第四系全新统六股河组和大凌河组。     

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。     

辽宁省海岸带主要河口区近百年沉积速率变化规律

基于137Cs法和210Pb法的相互校验,利用13孔岩心663个样品,定量分析了辽宁省海岸带主要河口区近百年沉积速率变化规律.研究表明,辽宁海岸带不同地区、不同时间段沉积速率是不同的.辽河河口区沉积最快,为23.66 mm/a,属于中高速沉积区;辽西海岸带沉积最慢,且总的趋势是沉积速率逐渐减小.随深度增加,辽西海岸带沉积速率逐渐加大,辽东湾大辽河、大凌河入海口沉积速率出现多个峰值,辽东半岛黄海西北岸沉积速率则逐渐减少.     

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。     

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。     

渤海湾西岸贝壳堤堆积与海陆相互作用*

渤海湾西岸淤泥质海岸已见两类砂体,滨外坝先形成于水下,而后随着海岸进积和在海洋动力作用下,逐渐出露于潮间带和陆地上; 另一种普遍出现的是具沿岸堤意义的贝壳堤,而且是在海岸进入弱侵蚀期即形成。研究发现,在海岸进积和海-陆相对稳定条件下,海岸线附近中潮坪-高潮坪受向岸风和波浪作用也可形成雏形贝壳堤砂体。目前研究区海岸上的贝壳堆积有3类,即:风暴潮堆积的沿岸堤型贝壳堤,主要堆积在中潮坪-高潮坪-滨海低平原上; 潮沟~潮汐河道型"贝壳堤",为潮汐河口湾顶或潮道外侧风暴贝壳堆积(自潮汐通道水下堆积延续到低地); 以及沿海低平原在大潮或风暴潮天气背景下出现的无序贝壳堆积。贝壳堤堆积既有风暴潮大浪瞬时、高能幕式堆积,又有大浪、向岸风综合作用下堆积的可能,贝壳测年及贝壳堤层序表明其形成是复杂的再堆积过程,不宜解释为海平面变化。在三角洲不均衡推进过程中,有可能形成不规则的海岸线,向岸风浪对不同地貌岸段的作用,可导致形成并非与现代海岸线平行的贝壳堤。贝壳堤术语的随意使用,已经造成海岸线变迁研究的简单化。严格使用沿岸堤的贝壳堤概念,可进一步划分三角洲叶瓣变迁,但是事件堆积必须剔除。将贝壳堤的研究与三角洲顶面泥炭测年相结合,可能更精确重塑海岸形成过程。     

渤海湾西岸BZ1钻孔的磁性地层学研究

文章对位于渤海湾西岸黄骅坳陷内的BZ1钻孔进行了详细的磁性地层学研究。结果表明,204.51m的岩芯记录了布容正向极性时(Brunhes)、贾拉米洛(Jaramillo)和奥尔都维(Olduvai)极性亚时,钻孔底部年龄约为2.21Ma。本项研究结果为该区约2.21Ma以来的古环境和相关研究提供了可靠的地层年代框架。与沧县隆起区的BZ2钻孔地层结果对比表明,两个构造单元的沉积物厚度在布容期以来差异较大,即在此期间黄骅坳陷相对沧县隆起下沉40余米,表明1Ma前后发生的新构造运动导致黄骅坳陷区构造下沉速率显著增加。     

渤海湾西岸全新世海面变化

在讨论海面标志点基本定义的基础上,从渤海湾西岸534个原始数据中获得了136个指示高水位、潮间带或低水位的海面变化标志点,并重建了它们的相对海平面时空分布,进而获得了渤海湾西岸全新世相对海平面变化带.约10cal.ka B.P. 时,相对海平面变化带达到-25m,以约6m/1000a(即约6mm/a)的平均速率上升,在6cal.ka B.P. 前后达到现代海面的高度; 6cal.ka B.P. 至今,变化带的高度介于+1m~-2m之间,未发现中全新世相对高海面.再搬运海相贝类和陆相泥炭类样品的 14C 年龄,分别存在约600年和660年的驻留时间.经过驻留时间校正的新海面变化年代学序列,将渤海湾相对海平面达到现代高度的时间点确定为约6cal.ka B.P.,从而与全球海面变化的对比更为准确.渤海湾盆地的长期稳定下沉和沉积自重压实的共同作用,可能抵消了冰川均衡调整(GIA)引起的中全新世数米高的相对高海面.     

渤海湾西岸晚更新世沉积的差异性特征*

位于渤海湾西岸黄骅坳陷的次级构造单元歧口凹陷的BQ1孔,深95.6m;位于相邻次级凸起单元北大港潜山构造带的BQ2孔,深32.8m。两孔相距约18km。对岩性、古生物(有孔虫、介形虫和软体动物)、测年(OSL和AMS ¹⁴ C)和古地磁等基础数据的研究表明,两孔中可资对比的晚更新世海相层和陆相层具明显的差异性空间分布特征。其中,晚更新世60~35kaB.P.的第2海相层(Ⅱ海)在凹陷区BQ1孔厚约10.7m、在凸起区BQ2孔厚5.7m;BQ1孔该海相层顶、底板埋深分别比BQ2孔低约11.5m和16.5m。其他相同层位,同样表现出类似的空间位置(厚度、埋深)的差异。进入全新世,两孔第1海相层(Ⅰ海)的底板位于相同埋深,暗示至此差异性沉积过程趋于平缓,两孔所在地区在相对平稳的构造与沉积背景下开始了全新世滨海平原的近现代造陆过程。     

冀北雾迷山组岩石密度特征及沉积环境研究

根据冀北地区雾迷山组611件岩石样品的密度数据,进行了岩性密度的统计分析,建立了密度大小与沉积环境的关系,再通过密度的空间分布,探讨了冀北地区雾迷山组沉积环境的空间变化特征。通过这一实例,说明了岩石物性参数可以定量地研究沉积环境,能够成为地质环境研究的一个有用工具。     

渤海湾西南岸古黄河三角洲全新世地层层序和演化过程

对渤海湾西南岸6个钻透全新统的钻孔进行了详细的沉积学研究和年代测定,利用160个粒度和94个微体古生物样品共同确定沉积相,并利用22个泥炭的常规14C年代,依据层序地层学原理划分了全新世地层层序,恢复了演化过程.渤海湾西南岸全新世黄河三角洲地层主要包括海侵层序、高海面层序和加积层序,海侵层序包括滨海沼泽、滨海砂坝和下切河谷,时代为8.5ka B.P.至全新世底界;高海面层序下段西部为滨海湖沼和积水洼地等滨海相,东部为潮成沙脊、前三角洲和潮下带等海相,时代为7.6～8.5kaB.P.;高海面层序上段西部为河间洼地、沼泽和分支河道等泛滥平原相,东部为河口砂坝、潮间带和潮成沙脊,时代为3.0～7.1ka B.P.;加积层序主要为分支河道、决口扇和河间洼地等沉积相,时代为3.0ka B.P.至今.渤海湾西南岸在9.0ka B.P.开始受海水影响,形成滨海湖沼;7.1～7.6ka B.P.达到最大海侵,位于旧城和盐山之间;海岸线于5.6ka B.P.时位于黄骅苗庄贝壳堤一带,于3.0ka B.P.时位于YS4和NP3孔之间,于2.0ka B.P.时形成现今岸线.古黄河于8.5～9.0ka B.P.时经YS3孔和NP1孔入海;于7.6～8.5ka B.P.时经YS4和NP3孔入海,于1.9～2.6kaB.P.时经YS7和NP1孔入海.5.6～7.1ka B.P.时期,研究区为当时古黄河三角洲的侧翼,形成河口砂坝,废弃之后形成潮成沙脊和苗庄贝壳堤.1.9ka B.P.至今,黄河在研究区外侧入海.