天津—河北沿海钻孔地层中的末次盛冰期下切河谷

文章回顾了1965年李四光先生追寻末次冰期对环境影响的讲话,以及40余年来在天津-河北沿海钻孔地层中、末次盛冰期下切河谷的发现过程。在源到汇过程中,起码自晚更新世以来,研究区已经是古黄河沉积区,多处发现的末次盛冰期下切河谷底板多位于30~32 m深度,低于全新统底板一般在20 m的深度;与长江口地区钻孔末次盛冰期下切河谷深62 m相比,研究区下切河谷规模不如前者,也没有一个统一的大河口。末次盛冰期下切河谷最远地点,是距现代海岸约80 km的河北省孟村回族自治县县城北侧,即西汉黄河亚三角洲叶瓣顶部。众多钻孔见早全新世快速沉积,只能是黄河支流有这样充足的泥沙供给,在局部顶托了早全新世海侵作用发生。     

末次盛冰期以来长江南通段古河谷的地层特征

通过对南通段古河谷典型钻孔及剖面沉积物颗粒、微体生物化石、14C测年等的分析,对末次盛冰期以来的沉积地层进行了划分。该段古河谷末次冰期以来的地层,基本上反映了河床相—河漫滩相—浅海相—三角洲相的冰后期海侵沉积旋回。现代河床的底部,浅海相淤泥质亚黏土层已被侵蚀掉,沉积的是现代河床相砂层。     

末次盛冰期气候模拟及青藏高原冰盖的可能影响

在国际古气候模拟比较计划设定的边界条件下(其中包括:海洋表面温度、陆地冰盖、CO2浓度、地球轨道参数等变化),本文汇报了利用中国科学院大气物理研究所的9层全球大气环流格点模式对末次盛冰期气候进行数值模拟的研究成果。结果表明:末次盛冰期全球年平均温度比现在低5.3℃,降雨量下降9%,其中大陆年平均降水量仅为目前的71%。通过与其他模式模拟结果和重建古气候资料的对比表明,该模式捕捉到了末次盛冰期干、冷的冰期气候特征。在此基础上,我们根据刘东生等的科研成果,初步探讨了青藏高原在末次盛冰期倘若存在一定范围的冰盖,那么该冰盖会对东亚区域古气候模拟结果产生怎样的冲击。     

末次盛冰期黄土高原蜗牛化石记录的气候快速变化及其影响机制

本文通过对渭南黄土剖面末次盛冰期地层较高分辨率的蜗牛化石记录研究,发现这一时期特征蜗牛种类峰值的演替反映了古气候的演化过程和温、湿度的组合关系,气候变化显示出百年～千年尺度波动的特征,温度的变化明显地要早于湿度(降水)的变化1000～2000a,表现为变冷-冷湿-冷干-温干-温湿的气候过程,研究认为造成这一气候特点的原因是东亚冬、夏季风共同作用的结果。对喜温湿蜗牛种类的研究,揭示出东亚夏季风在这一时期至少能够持续地影响到黄土高原的东南部地区,这个时期冬季风强化的结果之一是影响了夏季风在这一地区滞留的时间,加大了季节性的差异。分析表明尽管夏季风在这一地区滞留的时间缩短,但维持了它固有的强度,提供了适量的水热条件供喜温湿蜗牛种类在这一寒冷阶段持续地生长和发育。     

杭洲湾地区晚第四纪下切河谷内部相结构与生物气勘探

本文根据杭州湾沿海平原大量的钻井、静力触探井和分析化验等资料，研究了下切河谷（钱塘江和太湖下切河谷）充填物的沉积建造和沉积相，以及浅层生物气藏分布特征。研究表明，末次冰期以来，随着海平面变化，杭州湾地区下切河谷演化经历了深切、快速充填和埋藏三个阶段。末次冰盛期，海平面下降的幅度大，增加了河流梯度、加强了下切作用，本区形成了钱塘江和太湖下切河谷，随后在冰后期被充填和埋藏，下切河谷的两侧为暴露地表的古河间地。根据岩石学、沉积结构和沉积构造特征，本区下切河谷充填沉积物表现为向上变细的沉积层序，可以划分为4个沉积相类型，有河床滞留沉积物到部分曲流河沉积体系的边滩沉积、河漫滩-河口湾沉积、河口湾-浅海沉积和河口湾沙坝沉积。在河漫滩-河口湾相沉积期间，由于海平面上升、潮流体系、沉积物供给和可容空间条件适合一个潮流沙脊体系的发育，该相中砂质透镜体可能代表下切河谷内发育的潮流沙脊。对于河口湾-浅海沉积和河口湾沙坝沉积而言，由于沉积条件不再有利，没有形成沙脊沉积。所有的商业性生物气都存储在下切河谷内河漫滩-河口湾砂质透镜体中。     

末次盛冰期百年尺度气候变化的南京石笋记录

据年层计数和TIMSU系测年结果,建立了南京汤山葫芦洞YT石笋年际精度时间标尺(18000～14000aB.P.)。除石笋顶部5mm层段外,高分辨率的δ18O、灰度和年层厚度3种指标在百年尺度上具有相当一致的对应关系,表明这3种指标对气候因素变化响应比较敏感。综合石笋δ18O和本区古植被资料,估计末次盛冰期和波令暖期年均温分别达7℃和15℃。石笋揭示的末次盛冰期气候可进一步划分为4个阶段:1)18150～16900aB.P.,年均温和洞穴湿度逐步下降;2)16900～16100aB.P.,年均温和洞穴湿度相对稳定,可进一步划分为3个暖峰和两个冷谷;3)16100～15600aB.P.,年均温快速下降,按氧同位素平衡方程计算,其冷谷可能接近于0℃,但洞穴湿度比前期下降幅度并不大;4)15600～14750aB.P.,年均温和洞穴湿度比较稳定。这种气候演化的阶段性和突变性与北大西洋地区气候记录可以对比,反映极地与东亚季风气候受共同的驱动机制支配。从石笋4种指标(δ18O、δ13C、灰度和年层厚度)的功率谱图中识别出不同尺度的太阳活动周期成分,其中80aGleissberg周期特别显著,表明末次盛冰期边界条件下太阳活动仍是短尺度气候变化的主要驱动力。     

末次盛冰期以来长江河口段河道演变研究综述

末次盛冰期以来,由于海面发生大幅度的变化,长江河口段经历了深切古河谷形成—古河谷充填—三角洲发育的河床演变过程。海陆相互作用是河口段河道演变的主要影响因素。综合分析了对河口段河道研究的成果,着重对长江河口段古河谷的形成与充填、最大海侵以来的河床演变、古河谷的沉积层序与沉积相及研究的方法进行了综述。过去对古河谷宏观的趋势研究及单个钻孔的研究较多,宏观与微观结合的不够,专门研究古河谷河形的成果很少。今后应注重宏观与微观研究的结合;根据系列钻孔剖面,分析、恢复古河谷河型;根据河型、沉积物特征等,估算古长江流速、流量;加强高分辨率研究、定性与定量研究相结合,探讨环境变化与河道演变的关系和规律。     

冲绳海槽末次盛冰期孢粉组合的古环境指示意义

冲绳海槽西陆坡末次冰期的高沉积速率为高分辨率研究提供了良好的材料,DGKS-9602钻孔通过氧同位素年代对比,总长931cm的岩心保存了相当于氧同位素阶段1～3的沉积记录．孢粉分析的结果表明,OIS1和OIS三阶段松属花粉含量占优势,平均含量达65％以上,而OIS2阶段松属百分含量明显降低,草本植物花粉含量增加,超过50％．松属与蒿属等草本花粉间的相互消长指示了海平面的升降,并与氧同位素曲线的变化趋势相似．末次盛冰期中国东部大陆架覆盖的植被以草地为主,由于冲绳海槽在末次盛冰期时的绝大部分沉积物质与大陆架的剥蚀作用有关,来自长江中上游山地较远距离带来的物质和山地花粉相对减少．与中国东部尘土花粉结果对比发现,现代东海表层蒿属与禾本科比值（A／P）所指示的纬度正好与长江中下游平均纬度相当,而冲绳海槽末次盛冰期的A／P比值所指示的陆地环境比现代高7个纬度,证明末次盛冰期植被带南移,与前人陆地记录的结果相吻合．     

末次盛冰期和全新世大暖期浑善达克沙地边界的变化

本文在浑善达克沙地选取34个代表性沙丘-砂黄土剖面,利用光释光测年技术确定地层年龄,在野外考察、风沙动力学分析以及气候替代性指标测试的基础上,结合前人的研究,确定了浑善达克沙地在末次盛冰期和全新世大暖期的范围: 在末次盛冰期时,流沙南界到达镶黄旗-正镶白旗-正蓝旗-多伦一线,较现代沙地南界偏南约40km,沙地面积扩张约1.39×104km2,扩张了37% ; 在9~5ka时段的全新世大暖期,沙地普遍发育灰黑色砂质古土壤,植被覆盖良好,沙丘固定,流沙南界向北退缩约200km。末次盛冰期和全新世大暖期浑善达克沙地空间格局的变迁受控于东亚季风强度和有效湿度共同影响。     

青藏高原末次盛冰期和全新世大暖期多年冻土边界变化的探讨

位于中低纬的青藏高原多年冻土是第四纪高原隆升和冰期气候叠加的产物, 与高纬多年冻土相比, 具有厚度薄和不稳定的特点, 对全球变化反应敏感。因此, 评价冰期-间冰期多年冻土扩张-收缩过程和其范围重建, 是研究高原环境变化的重要工作。本文依据青藏高原及周边地区温度数据和《中国冰川冻土沙漠图》, 对青藏高原现代大片多年冻土、岛状多年冻土和高山多年冻土分布进行恢复。依据来自冰川、冰缘和湖泊等证据, 采用末次盛冰期气温较现代低7℃, 全新世大暖期气温较现代高4℃, 进行末次盛冰期和全新世大暖期多年冻土分布重建。重建结果表明: 末次盛冰期多年冻土扩张明显, 面积约为现代冻土面积的195%; 末次盛冰期大片多年冻土几乎覆盖整个高原, 岛状多年冻土向东扩张明显, 向西范围逐渐收缩变窄, 高山多年冻土在喜马拉雅山、祁连山和横断山脉等地区扩张明显。全新世大暖期多年冻土明显收缩, 面积是现代多年冻土的73%; 大片多年冻土收缩幅度较小, 岛状多年冻土在高原东南部收缩明显, 高山多年冻土在喜马拉雅山脉、祁连山脉、横断山脉等高海拔山地发育。     

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。

     

渤海湾西北岸HG01孔晚更新世以来的微体化石特征及沉积演化过程

气候变暖、海平面上升背景下,全新世海湾型海侵以海洋动力为主,记录的海平面变化信息更为全面。本文对渤海湾西北岸HG01孔（20.0m以浅）进行了微体古生物化石、AMS ¹⁴C测年和沉积特征等分析,共划分了7个沉积环境：埋深19.4~17.0m,时代为MIS 3阶段,微体化石仅见有孔虫,且丰度、分异度较低,为河口沙咀;埋深17.0~10.0m,时代为末次冰消期初期（18.0~11.4cal.ka B.P.）,其中,17.0~12.9m未见微体化石,为泛滥平原,12.9~10.0m仅见陆相介形类,为淡水沼泽;埋深10.0~8.2m,时代为早全新世（11.4~8.0cal.ka B.P.）,微体化石数量极少,陆相介形类与海相介形类、有孔虫共生,为滨海湖沼;埋深8.2~1.3m,时代为中全新世（8.0~6.0cal.ka B.P.）,其中,8.2~3.5m微体化石的丰度、分异度较大,自下而上整体呈上升趋势,为潟湖;3.5~1.3m微体化石的丰度和分异度达到最大,为滨岸沙坝;埋深1.3~0.5m,时代为中晚全新世（6.0cal.ka B.P.至今）,自下而上,微体化石的丰度和分异度呈降低趋势,上部见有少量陆相介形类,为潮上带。

     

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。     

渤海湾西岸滨海平原晚第四纪以来的沉积间断

渤海湾西岸滨海平原1:50 000区域地质调查发现晚第四纪地层多次出现沉积间断.深入的岩石与生物地层、年代地层、磁性地层和气候地层等多重地层学研究及与深海氧同位素曲线的对比表明,这些间断均与寒冷气候有关.氧同位素曲线证实,全球相对寒冷气候时期几乎占过去180万年时间的一半[1],这为本区的寒冷导致间断的推断提供了依据.这些间断可以分为两类,一类即通常为人们熟知的具明显侵蚀面的间断;另一类为极缓慢的沉积(即在空间上占有一定的厚度,并非象第一类那样仅占一个侵蚀面)的层段.作为地层划分重要组成因素,对间断的重视与深入研究,在重建第四纪地质环境演变历史和地层划分中具有重要意义.     

渤海湾西北岸中更新世中期以来的气候环境和沉积环境演变

渤海湾西北岸是渤海湾沿岸砂坝-澙湖沉积体系组成部分,其沉积物蕴含着丰富的地质环境演变信息,是认识该地区气候环境和新构造活动的关键.通过对渤海湾西北岸QEJ01孔80 m以上地层沉积环境、孢粉分析及微体古生物研究,结合测年数据,根据定量古气候重建数据,探讨了本区中更新世中期以来特征时期的植被演替及环境演变,并对MIS6～...     

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。     

渤海湾盆地东营-惠民凹陷古近系孔店组孔二段地震相与沉积相

在胜利油田,深层油气勘探已经成为寻找后备储量的主要方向,但是因为研究程度低而未能取得重大突破。因此,有必要跳出既成思路,针对孔店组作扎实的基础研究。本文以地震地层学的观点和方法,把东营-惠民凹陷孔店组的地震反射看作一个地震层序,并将其划分为三个亚层序(相当于层序地层学中的体系域),分别对应于地层分层上的孔一段、孔二段和孔三段。利用地震反射波的振幅、连续性、内部结构和外部形态等地震反射特征,在具有油气勘探前景的孔二段的地震反射中识别出了中振幅中连续亚平行席状相、杂乱充填相、杂乱-斜交前积相、丘状相、弱振幅中连续楔状相、弱变振幅低连续楔状相及帚状前积相等七种地震相。将地震相转变为沉积相,划分出了湖泊沉积环境的深湖-半深湖、滨浅湖、扇三角洲、近岸水下扇等沉积相,进而预测了有利相带,优选了部分深湖-半深湖相沉积区作为下一步勘探工作的重点目标区域,为今后的勘探工作提出了有益的建议。     

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。     

渤海湾西岸晚第四纪海相地层划分及地质意义

BT113孔和BT114孔是位于渤海湾西岸地区的2个80 m全取心钻孔。通过对钻孔岩心的岩性、沉积构造及生物组合等特征分析,结合AMS¹⁴C和OSL（光释光）测年结果,揭示中更新世晚期以来本地区主要发育3个海相地层：自下而上为中更新统上部的第三海相地层（简称“海三”）、上更新统的第二海相地层（简称“海二”）和全新统的第一海相地层（简称“海一”）,指示中更新世晚期以来研究区发生的3次主要海面波动。与全球海面变化曲线对比,海三,海二和海一分别发育于MIS（深海氧同位素阶段）7、MIS5和MIS1的高海面时期,说明渤海湾西岸中更新晚期以来地层记录的海面变化趋势与全球变化一致。与前人的传统认识不同,认为受全球海面及渤海海峡地貌共同影响,MIS3时期研究区并未发生大范围海侵。通过多个钻孔的对比分析,3个海相地层在渤海湾西岸地区的分布较广,具有良好的可对比性,不同钻孔之间同一海相地层的高程和厚度的较大差异指示本地区在晚更新世期间发生较强的差异性沉降活动。     

渤海湾西岸QX02孔Ⅱ海的识别及OSL年龄

以渤海湾沿海低地的QX02孔为研究对象,进行了沉积岩石学分析和底栖有孔虫统计,结合加速器质谱~(14)C测年和光释光(optically stimulated luminescence,OSL)测年,探讨了该孔记录的第Ⅱ海相层埋深和形成时代。第Ⅱ海相层厚度11.4m,记录相对海面高度-26.83~-15.43m。AMS~(14)C年龄表明,Ⅱ海形成于MIS 3早期、甚至更早。OSL年代学研究显示,Ⅱ海样品等效剂量离散度较高,并且主要集中在2个区间,计算得到新、老2个年龄阶段。基于OSL测年原理的常规判断,认为较老的83.5~62.6ka阶段系受曝光不充分组分的影响,通常采用较年轻的51.9~39.9ka阶段为QX02孔的Ⅱ海沉积年龄。但是,较老的一组年龄从新的视角,暗示了可能的原始沉积过程及相应的海侵发生时间,因而具有重要的年代学和沉积学意义。