渤海湾全新世贝壳堤: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岸贝壳堤平原的全新世贝壳堤研究为基础,重新考订了贝壳堤的底板形态,发现底板多向海倾斜,经多处水准测量获得的前、后缘底板平均高差为1m。堤底板的前、后缘位于形成时的平均大潮潮差的垂直范围内。底板的高差,或依实测值、或依高差平均值补足至1m,由此确定底板的高度误差范围。当对应当时的平均大潮差时,再进一步补足至±1.5m的垂直范围,堤底板遂成为海面变化标志点。经过对96个14C数据的考订,补正了贝壳堤的时空分布,重新肯定了Ⅱ堤的2道支堤和隋唐堤的存在,提出Ⅰ堤二分的可能,揭示了风暴潮再搬运造成的Ⅰ堤中部老于下部—底部的年龄倒置原因。该研究是重建贝壳堤平原全新世相对海面变化曲线、探讨贝壳堤与气候变化关系的基础。     

渤海湾全新世贝壳堤: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岸贝壳堤平原的全新世贝壳堤研究为基础,重新考订了贝壳堤的底板形态,发现底板多向海倾斜,经多处水准测量获得的前、后缘底板平均高差为1m。堤底板的前、后缘位于形成时的平均大潮潮差的垂直范围内。底板的高差,或依实测值、或依高差平均值补足至1m,由此确定底板的高度误差范围。当对应当时的平均大潮差时,再进一步补足至±1.5m的垂直范围,堤底板遂成为海面变化标志点。经过对96个14C数据的考订,补正了贝壳堤的时空分布,重新肯定了Ⅱ堤的2道支堤和隋唐堤的存在,提出Ⅰ堤二分的可能,揭示了风暴潮再搬运造成的Ⅰ堤中部老于下部—底部的年龄倒置原因。该研究是重建贝壳堤平原全新世相对海面变化曲线、探讨贝壳堤与气候变化关系的基础。     

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。     

渤海湾贝壳堤的另一种成因

非三角洲泥沙质海岸可分为发育有沿岸堤的沿海平原和障壁岛一泻湖两个基本类型。长期以来,渤海湾西岸全新世贝壳堤被归入前一范畴,我们则认为其初始阶段可能是介于二者之间的、在较小动能条件下形成于潮间带的线性沙坝。其根据简述如下。经校核的24个地点的83个14C数据（包括我们的4个地点的12个）大致勾勒出各堤的起讫年代。14C直接测定值及其校正年龄均表明各堤间隔时间一般不超过数百年。几乎与海侵达到最大边界（如青县一沧州一线）的同时,在东孙村一沈在一带开始发育VI堤。以后请提的起始时间,同样总是距前一道堤停止发育的时间不远,而相邻两堤的距离则可达数公里至十数公里。     

渤海湾牡蛎礁的研究现状与保护建议

通过对渤海湾西北岸全新世牡蛎礁调查研究现状及成果的梳理,阐述了牡蛎礁的结构特征、时空分布和古环境要素:(1)牡蛎礁和上覆泥质沉积层具有"二元结构"特征;(2)在距今8270年以来,沿北西-南东方向包括现代活体牡蛎礁在内共分为10~14道礁群(其中有4道可视作亚礁群);(3)"礁泥转换"和礁体内部直立的正常建礁层与水平夹层所记录的缓变型和突变型的环境变化信息;(4)确定了牡蛎礁顶板可以作为海面标志点,以礁顶的实测高度、再增加"±0.7 m"的礁顶起伏误差范围,重建当时的海平面;(5)牡蛎壳体的同位素研究揭示了牡蛎生长的年度和季节性变化规律;(6)牡蛎礁体及岭地共同记录了海岸线变迁历史.以此为基础,介绍了牡蛎礁博物馆选址和现代活牡蛎的调查结果.最后,提出了牡蛎礁的保护和利用牡蛎礁进行生态海岸修复的建议.     

黄骅古贝壳堤的近代地质意义

本文论述了黄骅古贝壳堤的形成环境和历史及地质意义 ;提出了黄骅古贝壳堤是保护沿海地区环境的天然屏障这一观点 ;发出了为了国土不被淹没、环境不致恶化、保护黄骅古贝壳堤的呼吁 ,以引起人们的关注。     

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。     

渤海湾西岸年轻贝壳堤：形态,结构及多成因过程

渤海湾西岸年轻贝壳堤的横截面呈上凸形态,堤的底板向海倾斜。年轻贝壳堤可分为底部－下部（前缘基足）、中部和上部三部分。底部－下部为形成于水不的（潮间带至 下带上部）贝屑质砂坝。中部为障壁岛,岛后为泻湖环境;当岛后泥质充填迅速时,障壁岛可转化为沿岸堤。上部为风成沙丘。水下砂坝→障壁岛→沿岩堤→风成沙丘反映了贝壳堤多成因的、复杂的形成过程。障壁岛－泻湖体系是渤海湾西岸沿海平原形成的重要因素。     

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。     

关于渤海湾西岸贝壳提发育与新构造活动关系的新认识

本文重点研究了渤海湾贝西岸贝南堤的形成环境、贝壳堤规模、结构及贝壳层沉积序列等特点，并结合区域构造活动分析，提出了本区贝南堤的发育是以缓慢下沉的新构造活动为背景的新认识。     

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。     

渤海湾沿岸贝壳堤对潮滩有孔虫海面变化指示意义的影响

通过对渤海湾沿岸有贝壳堤发育和无贝壳堤发育的2类现代开放潮滩有孔虫组合的对比,研究了该2类潮滩环境沉积物中有孔虫的海面指示意义。5个有孔虫组合带被MHWST(平均大潮高潮位)、MHW(平均高潮位)、MHWNT(平均大潮低潮位)和MSL(平均海面)分隔,分别对应潮滩的高盐沼、低盐沼、潮间带上部、潮间带中上部和潮间带中下部5个不同亚环境。不同亚环境沉积物因其所含的有孔虫群的独特性,均可作为高精度海面标志物,误差为各亚带高差的1/2。沿岸贝壳堤可对潮滩有孔虫的属种组成产生影响,影响程度从高潮位向低潮位逐渐降低。在MHWNT潮位之下,有孔虫组合不再受到沿岸贝壳堤的影响。     

南海北部长湾风暴潮贝壳堤的沉积特征及发育模式

南海北部长湾贝壳堤是一典型的风暴潮成因贝壳堤。该贝壳堤的横向、纵向露头和钻孔所显示的地层结构、层理特征、粒度特征、14C测年、物质组成、贝屑种属生境及当地风暴增水高度和地壳升降幅度表明:①贝壳堤由风暴沉积组成,是风暴潮增水期间海岸沉积物堆积的结果,由于堆积在平均高潮面之上,增水退却后不受正常天气下波浪的影响得以保存;②理想剖面由下而上分4个部分:潮滩堆积、激浪带堆积、增水面下波浪堆积和增水面上波浪爬高堆积,各个部分具有不同的沉积特征,分别代表贝壳堤向上增长的各个阶段的沉积环境和风暴作用方式;③风暴潮贝壳堤与非风暴潮贝壳堤不仅在发育过程,而且在沉积结构、粒度特征、贝屑种属、堆积部位、堆积高度及环境意义等方面都有所不同。     

渤海湾西岸第二道贝壳堤的细分及其年龄序列

渤海湾西岸贝壳堤平原的第二道贝壳堤(II堤)在上古林可进一步划分为被泻湖盐沼沉积物所分隔的两道大致平行、互不相连的堤(II1、II2堤)。以系统的14C年代学研究为基础,在II贝壳堤的下部或底部、下伏地层顶部及相邻的泥质沉积物的合适层位获得一批经过校正的14C年龄。II1堤和II2堤的起止时间分别约为公元前10～5世纪、公元前3世纪—3世纪。     

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.     

柴达木贝壳堤剖面元素地球化学与环境演变

通过对柴达木盆地察尔汗古湖贝壳堤沉积物中酸溶与残留(酸不溶)组分中常、微量元素及其元素对的分析,并结合酸溶与残留组分中常、微量元素相关性对比,讨论了贝壳堤剖面元素地球化学指标和沉积环境之间的关系,指出酸溶组分中的常量、微量元素及其元素对可以作为湖泊和古气候演化良好的代用指标;残留组分中的元素及元素对与原岩及其风化程度紧密相关,因此,酸溶组分与残留组分中的常量和微量元素在对于环境响应模式存在一定差异,应该将二者分开研究以避免对元素所携带环境信号解译的偏差。根据元素地球化学指标重建了43.5～22.4cal.kaB.P.(39.7～17.5kaB.P.14C年代)柴达木盆地察尔汗古湖高湖面期间古气候与环境演变过程:43.5～31.7kaB.P.期间酸溶组分中元素含量总体较低,残留组分中元素含量相对较高,且湿润度值((Fe2O3+Al2O3)/(MgO+CaO),或H)处于高值段,而Ca/Mg,Fe/Mn和Rb/Sr则处于低值段,指示了温暖湿润的气候环境,古湖泊水体增加;其中37.8～31.7kaB.P.期间酸溶组分中元素含量多出现最低值,残留组分中元素含量富集,H值较高,而Ca/Mg,Fe/Mn和Rb/Sr此段均值最小,表明此时为环境的最适宜期,此期间降雨充沛,湖泊处于高湖面;在31.7～22.4kaB.P.期间酸溶组分中元素含量普遍较高,残留组分中元素含量相对富集,且Ca/Mg,Fe/Mn和Rb/Sr处于高值段波动,H值处在低值段,指示气候环境恶化,降水逐渐减少,古湖泊水体萎缩;在约22.4kaB.P.气候快速恶化,形成石盐结晶,高湖面历史结束。柴达木盆地该期高湖面及其演化过程可与腾格里沙漠和额济纳盆地-巴丹吉林沙漠高湖面记录进行对比,揭示了大范围气候变化的历史。     

天津滨海贝壳堤成因与海岸线的演变

本文通过对天津滨海贝壳堤成因的研究,初步确定贝壳堤是全新世晚期形成的,它的形成和演化反映了近岸生源物质迁移、现代沉积过程,贝壳堤的演化模式划分为三个阶段.这对正确地揭示淤泥质平原海岸的形成机理、合理规划开发潮滩和贝壳堤资源有着重要意义.     

柴达木盆地察尔汗古湖贝壳堤剖面沉积地球化学与环境变化

通过对柴达木盆地察尔汗古湖贝壳堤剖面沉积物中总有机碳、有机质碳同位素及碳酸盐含量、碳氧同位素的分析, 并结合粒度数据, 将研究剖面所记录的古湖泊环境演化过程划分为5个阶段.其中254 (连续古湖泊沉积开始与第八层底部) ~210cm (距今39.7~35.8ka BP之间) 为湖泊发育期.210~185cm (距今35.8~33.6ka BP之间), 185~112cm (距今33.6~27.2ka BP之间) : TOC、CaCO₃含量较高、δ18 O值偏正, δ13 C_org偏负, Mz值较低, 反映了当时温度较高, 湖水水位较高; 而112~55cm (距今27.2~22.3ka BP之间) 和55~0cm (距今22.3~17.5ka BP之间) : TOC、CaCO₃含量较低、δ18 O值偏负, δ13 C_org偏正, Mz值较高, 表明了温度相对较低(但气候仍较温暖), 湖水水位较低, 湖泊处于退缩时期.其间分别在距今32.2~32.4ka BP、30.4~29.8ka BP和28.4~27.2ka BP出现了3次较大的退缩过程, 约22ka BP出现了一次气候突变.贝壳堤剖面揭示在39.7~18.5 14C ka BP之间柴达木盆地气候较温暖湿润, 形成高湖面.从18.2ka BP开始, 湖泊进入退缩阶段.到17.5ka BP快速形成盐壳, 高湖面持续历史结束.