渤海湾全新世贝壳堤和牡蛎礁的古环境

贝壳堤和牡蛎礁是渤海湾沿海全新世的两类重要地质现象。本文运用沉积学、年代学（AMS14C测年和古地磁）和生物碳酸钙氧、碳同位素测定等方法,研究了贝壳堤、牡蛎礁及相关泥质沉积物的形成和地层序列,考订了各类海面标志点的地质意义和14C数据的可靠程度,校正了文献中的14C数据,测定了区内全新世晚期软体动物壳体的δ13C平均值,以及δ18O水/盐度和δ13C贝壳/T等基础数据,绘出了地区性相对海面变化的时间-深度图,研究了新构造活动对相对海面变化的影响。基于上述研究,进一步探讨了本区约4000calB.P.以来的环境变化及其原因。     

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。     

渤海湾贝壳堤现状及保护建议

贝壳堤是沿岸堤的一个分支,其在全球广泛分布,作为地学术语最早出现于1891年路易斯安那大学的地形图中,Chenier术语来源于墨西哥湾北部路易斯安那州平原的海堤,因上面长着高大橡树而得名.渤海湾西岸分布着5至6道、断续绵延数十至上百公里的贝壳堤,是大自然馈赠该地区的重要地质遗迹,不仅在研究海岸带古环境演化方面具有重要科学价值,而且在海岸带生态保护和修复方面亦具有重要现实意义.本文系统回顾了渤海湾贝壳堤研究的历史沿革和近年来在贝壳堤调查研究方面取得的新认识,在此基础上,提出了渤海湾贝壳堤保护建议:(1)积极推进贝壳堤博物馆和野外观测站建设,包括将天津市滨海新区青坨子核心区的裸露、半裸露贝壳堤点开辟为免费参观点,将天津市津南区巨葛庄在搬迁后残破的倪家大坟Ⅲ堤做进一步管护和开放;(2)改变河北省黄骅市后唐堡贝壳堤目前仅用栏杆围起来的被动保护局面,与附近学校联合,开辟为认识海洋的学生实习基地;(3)作为整个渤海湾(甚至全国)最后一处较为完整的自然存在的贝壳堤,建议提升山东省无棣县汪子岛保护区的地位,加强该处贝壳堤-泻湖盐沼系统的保护与科学研究.     

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)。     

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。     

牡蛎礁：大自然的珍贵遗产

受天津市塘沽区排灌管理处委托,我所水环室海岸带近现代地质环境变化研究小组(Coastal GeoˉEnvironmental Change Research Group,CGEC)承担了塘沽区滨海湖风景区埋藏牡蛎礁的地质勘查任务。2006年6月28日,来自中科院地质与地球物理研究所的赵希涛研究员(1970年代对渤海湾牡蛎     

稳定同位素贝壳年轮指示的牡蛎礁体水平夹层成因

渤海湾西岸众多的埋藏牡蛎礁体内,除正常的牡蛎壳体堆积层外,还广泛地存在一定数量的水平夹层。水平夹层的存在,可能指示了礁体的生长环境发生了变化。文章对组成礁体的正常建礁层和水平夹层中的牡蛎壳体,进行了贝壳年轮和稳定同位素分析研究,对比了水平夹层和正常建礁层中的壳体生长速率和壳体记录的稳定同位素变化范围与幅度,恢复了壳体记录的礁体生长环境,探讨了壳体同位素记录揭示的礁体水平夹层成因。结果表明,相对于相邻正常建礁层中的壳体,水平夹层中的壳体记录的季节性氧同位素变化幅度较小,这主要与壳体生长时期的季节性淡水输入变化较小或(和)年平均气温较低有关。水平夹层中的壳体记录的低温季节相对较多的淡水输入量和高温季节相对较少的淡水输入量, 或(和)由于年平均气温较低而导致的壳体在一年中的生长周期缩短,是造成礁体中水平夹层形成的主要驱动因素。     

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。     

渤海湾泥质海岸带近现代地质环境变化研究(Ⅱ):成果与讨论

渤海湾泥质海岸带国土资源大调查以其特有的方法、手段和要求,获得了一批带有地质调查特点的、关于全新世地层与近现代地质环境变化的阶段性成果,主要包括:1)该地区海岸带全新世地层具有4种沉积类型:(A)远离海岸的传统的"三分"型;(B)海相层与陆(海陆过渡)相层的多次交替;(C)末次冰期后期未接受沉积,全新统半咸水的海陆过渡相直接覆于历时约10～20ka的沉积间断面上,向上,进一步发育为海相层;(D)沿海低洼地区在末次盛冰期后的晚更新世晚期即已进入海侵阶段,晚更新世晚期与全新世早期的海陆过渡相沉积是连续的,向上继续发育海相层.2)从以海水影响为主的开放潮坪(及浅海区)环境转变为(陆源影响逐渐加强的)湖-盐沼环境,是研究区中晚全新世地质环境转变的重要特征,建立了表征这两种不同环境的非正式地层单位("灰色单元"与"黄色单元").3)牡蛎礁与贝壳堤的对比方案,以牡蛎礁对应潮坪的贝类繁盛期,牡蛎礁中的水平再搬运夹层和/或上覆泥质盖层(往往形成"岭地")对应贝壳堤成堤.4)大比例尺区调地质点(浅孔)揭示了中晚全新世(近现代)地质环境变化,编绘出约4500calB.P.以来小于1ka时段的二维、假三维环境系列图.一个实例是Ⅱ贝壳堤向陆侧的洼地甚至早于该堤的形成,推测洼地边缘的NNW向的埋藏线性凸起可能受同一方向的新构造活动控制.5)渤海湾沿海平原线性砂坝(障壁岛)-湖/盐沼成因假说.作为堆积贝壳堤正地形的补偿,堤前因"簸选"贝壳导致的潮坪负地形,同样可发育湖沉积.6)210pb/137Cs测年研究提供了该地区现代沉积速率的初步结果(＜0.1cm/a或＞3cm/a不等),据此将海岸带划分为不同的沉积类型区.     

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。     

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、AMS 14C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。     

福建深沪湾牡蛎礁的测量与研究新进展

在福建深沪湾发现7000多年前的古油杉林遗迹的同一海滩的稍南部, 保存着与其生境截然不同的牡蛎礁。这种陆上古油杉林与海上古牡蛎礁出现于同一海滩部位的现象, 乃自然界的一大奇观, 对于研究该区的海岸演化、海面变化和地壳运动, 具有重大的科学意义。我们于1998年10月上旬对上述遗迹进行了12000的地形测量、采样和研究, 从而对该牡蛎礁取得了如下的新认识： (1) 不但海底林有3片, 牡蛎礁也有两片, 二者呈北东向相间排列。新发现的北片牡蛎礁面积小, 仅约100m2左右, 礁体已被侵蚀破坏, 支离破碎地出露在中－低潮带附近, 南片为牡蛎礁主要分布区, 礁体保存较好, 由三大块礁体组成, 也沿海岩岸露在中－代潮带附近．     

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。     

高密度电法探测地下牡蛎礁(滩)的实验

通过对天津滨海地区牡蛎个体组成成分的分析与研究,根据其与围岩间明显的电阻率差异,采用高密度电法进行探测.相比其他方法而言,高密度电法具有有效、快速、准确的特点,对其探测结果采用少量钻孔进行验证,可以达到大面积普查和节省大量勘查费用的双重效果.