利用长江口现代潮滩沉积硅藻建立海平面转换函数的尝试

在高精度海平面定量重建研究中,有孔虫、硅藻等海洋微体古生物转换函数技术是近10余年随着计算机技术发展而快速兴起的一项新技术,已成为欧美地区研究海平面变化的不可或缺的定量手段之一,而其在中国沿海地区全新世海平面定量重建中的应用却屈指可数。以硅藻为例,详细介绍了建立其与海平面之间的转换函数的过程,包括现代表层样采集、统计学分析、误差的可能来源和减小误差的方法。通过在对崇明岛四滧港SY剖面潮滩表层样品的环境因子分析和对硅藻属种的CCA排序分析发现,高程对潮滩硅藻属种排序有着很高的解释贡献。随后通过WA和WA-PLS建立模型,四滧港SY剖面全样WA-PLS模型的相关系数(R²_Jack)达到0.9004,预期误差(RMSEP)为12.622,若不考虑潮上带样品SY1后的转换模型其精度更能达到±10cm。本研究以期带动此项技术在国内的发展,促进高精度海平面定量重建,从而能为沿海地区海岸带管理提供更详实、更具现实指导意义的地质记录。     

姚江-宁波平原中全新世海侵事件及古人类活动的快速响应

姚江-宁波平原是新石器河姆渡文化核心分布区,大量考古与古环境研究成果为深入探讨本地区7000年来的人地关系,尤其是新石器遗址文化间歇事件的原因创造了有利条件。本文通过对鱼山遗址地层记录的详细研究以及与区域多个遗址地层的空间对比,并对照该区自河姆渡文化一期以来古人类遗址的时空迁移过程,总结新石器文化演进中的海侵事件,并分析其与文化间歇的内在联系,初步认识如下:1)鱼山遗址从山麓到平原,地层记录存在明显差别,因此需要在不同的古地理位置获取剖面进行对比,才能重建更完整的古环境演变过程。2)鱼山遗址记录了2次海水入侵事件,分别发生于6300~6000cal.aB.P.和4500~3400cal.aB.P.,这两次事件与区内其他遗址文化层堆积中普遍叠压的自然淤积层或文化层缺失现象具有良好对应关系;研究区另有部分遗址在5400~5300cal.aB.P.也存在海水入侵迹象。3)新石器遗址时空分布呈现阶段性变化,河姆渡文化一、二期,遗址数量少,增幅小,主要分布于山麓缓坡地带,反映海水入侵造成研究区土地资源的局限性。河姆渡文化三、四期的遗址数量显著增加,且向开阔平原地带扩散,表明较稳定的海平面使研究区平原成陆面积增大,古人类对海岸带的利用快速扩张。良渚末期,遗址大幅度减少,直至商周才重新增多,反映持续的海水入侵制约古人类活动强度。上述遗址时空迁移特征反映海岸带古人类活动对环境变化的快速响应。     

长江三角洲地层中的冷杉和云杉花粉的来源推测

孢粉通常被用作古气候的代用指标,长江三角洲地区已经进行了许多相关的孢粉-古气候的研究工作。通过对长江三角洲地区7个晚更新世钻孔的孢粉资料进行提取对比,发现冷杉和云杉两种花粉在地层中分布有一定的规律性。现代长江流域这两种耐寒植物集中分布在青藏高原区,长江中下游地区极少分布,但其花粉确出现在近河口区的晚更新世以来的暖期地层中（MIS1,3和5期）,并且达到了一定数量,这很可能是长江从其上游地区搬运至此沉积下来的。同时,我们也发现西部内陆平原区由于受长江物源影响较少,其晚更新世以来地层中的冷杉和云杉花粉分布与河口区差别很大,这也为河流携带冷杉和云杉花粉至河口地区提供了证据。这一发现如果成立,冷杉和云杉花粉即可作为长江物源的一个判别指标。     

全新世海侵对长江口沿海平原新石器遗址分布的影响

文章通过对长江三角洲南北两岸太湖和里下河两大平原新石器遗址分布和迁移特征的对比研究,发现两地新石器文化均起源于7000aB.P.前。可以认为全新世气候变暖和海平面上升是两地新石器文化兴起的原因。之后里下河平原经历了由全新世海侵引起的盐沼化过程,古文化发展受到明显的抑制;相比之下,太湖古平原为一丘状台地,地势高爽,加上贝壳砂堤对海水的有效阻挡,盐沼化过程稍弱,古文化得以延续和繁荣。     

东亚和南亚典型大河三角洲晚第四纪地层结构及成因对比

通过整理东亚、南亚典型河口三角洲末次冰消期以来演化历史的研究进展,对比各河口晚第四纪地层结构、沉积体系演替和三角洲开始建造的时间,分析其沉积历史的主要控制因素。结果显示,末次冰消期以来各河口具相似的地层结构和演变过程,即早全新世下切古河谷充填和河口湾发育,中—晚全新世三角洲建造,该过程主要受海平面变化的控制。但是各河口地层结构和沉积历史也存在差异,其中以三角洲开始建造的时间差别最为明显。对比发现这种差异与流域地貌、基岩以及河口沉积盆地的差别有关。流程短、流域基岩易侵蚀的河流,入海泥沙量大,其三角洲开始建造的时间显著早于其他河流,其中以恒河三角洲最为典型。另外,以珠江三角洲为典型,其半封闭、基底浅的河口沉积盆地特征,也有助于中全新世湾顶三角洲的建造。     

现代长江水下三角洲浅地层地震相特征

利用传统的地震相分析方法,分析总结现代长江水下三角洲浅地层地震剖面反射波的几何形态、内部反射结构、连续性、振幅等特征,形成对长江水下三角洲各典型地震相特征的认识,圈定相应的地震相范围,并结合钻孔资料,解释了长江口范围三角洲前积、浅海沉积、古河道等各沉积相的分布。结果表明,现代长江水下三角洲浅地层各地震相特征明显。典型的三角洲前积地震相主要分布在长江口外东北部,其余大部为典型浅海沉积地震相,且浅海地震相特征向口内逐渐变弱,表现为浅砂或淤泥型地震相,向口外逐渐有晚更新世基底地震相出露,并发育古河道地震相,此外,浅层气地震相嵌入区内各个地震相范围。     

现代长江口的形成及末次冰消期以来沉积环境演变

利用在长江口崇明岛获得的一个第四纪钻孔,对中更新世末以来的沉积物进行了OSL、14C测年,在此基础上进行岩性、微体古生物和孢粉分析,以探讨现代长江口形成的基础以及末次冰消期以来在气候-海平面波动控制下河口沉积环境的演变。研究结果显示,本孔所在地中更新世末处于湖沼环境,但晚更新世一直以河流环境为主,且主要发育末次冰期的河道滞留相沉积。在此基础上,随着末次冰消期海平面的上升,先后发育了河口湾和三角洲沉积体系。末次冰消期的海平面快速上升在本孔沉积物记录中体现为微体古生物化石较丰富,潮流作用显著。全新世早期长江口堆积速率明显高于全新世中晚期,应当反映了温暖湿润的季风气候条件下入海泥沙非常丰富。     

长江三角洲南部地区晚更新世年代地层和海水进退

根据长江三角洲晚第四纪4个钻孔详细的测年和微体古生物分析结果,对该区约110kaBP来的地层进行了年代学划分,并且重建了晚更新世海侵海退过程。研究发现,形成于120～110kaBP的蓝灰色硬土是本区晚更新世底界的标志,而晓更新世顶界的标志是形成于17～10kaBP的暗绿色或棕黄色硬土。晚更新世早期110～60kaBP间,本区主要发育河流相的含砾砂,但其中100～80kaBP间发生一次较弱海侵,以溺谷相沉积为主。晚更新世中期60～22kaBP,沉积物经历粗—细—粗3个阶段,分别是60～40、40～34和34～22kaBP。其中第2阶段在西部地区出现硬土层,而中东部地区60～22kaBP期间海侵层连续,且在43～40和34～22kaBP出现两次较高海面。     

太湖平原碟形洼地沉积物记录的距今8 000年以来植被、气候与地貌演变

利用DGY孔沉积物的岩性、粒度及孢粉分析资料,探讨了太湖平原碟形洼地沉积物记录的8 000年以来植被演化、气候波动,流域地貌环境的演变及其对海平面波动的响应。孢粉记录表明：本区距今8 000～5 000年木本植被由以落叶阔叶乔木和针叶乔木为主变为落叶阔叶乔木和常绿阔叶乔木为主,气候由温和略干转为暖热湿润;距今5 000～4 000年森林退缩,气候温和偏干;距今4 000年左右出现低温事件;距今4000～3000年木本植被以常绿阔叶乔木为主,气候温暖湿润;距今3 000年以来木本植被主要为常绿阔叶乔木、落叶阔叶乔木和针叶乔木,气候总体温暖湿润,有波动变凉干趋势。岩性、粒度及孢粉记录综合显示本区距今8 000～5 000年发育潟湖相泥质粉砂,反映流域环境开放、与海连通;距今5 000～4 000年发育淡水沼泽,未受海水作用,反映水域缩小、流域环境封闭;距今4 000～3 000年水域扩大,并出现海水倒灌,反映内低外高的碟形洼地已经形成;距今3 000年以来,发育湖沼平原,发生数次海水倒灌,反映碟形洼地地貌的进一步发育。     

长江三角洲晚新生代沉积物磁性特征和磁性矿物及其指示意义

笔者通过对长江三角洲平原晚新生代钻孔SG7孔沉积物的粒度和磁性分析,揭示磁性矿物类型随时间的演变,探讨新构造运动、气候、海平面等对本区沉积物源、沉积环境的耦合作用。研究结果显示,上新世磁性强弱相间,且达到全剖面最强,磁性矿物为磁铁矿、磁赤铁矿、针铁矿和黄铁矿,反映本区气候暖湿,发育山间湖泊,沉积物主要来自周边白龙港玄武岩的风化产物;早更新世早期,磁性为全剖面最弱,以磁铁矿为主,反映在构造沉降作用下,发生物源改变,即主要来自贫铁的中酸性浅成岩或喷出岩,同时沉积物主要为冰期的河道相沉积,反映山间河流/冲积扇环境;早更新世晚期至晚更新世末,磁性显著增强且和沉积物粗细变化一致,粗颗粒沉积物中磁性矿物以变质岩来源的粗粒磁铁矿为主,细粒沉积物中磁性矿物见针铁矿、赤铁矿和黄铁矿,反映古地理环境逐渐向冲积平原、滨海平原演变;自晚更新世晚期出现细粒磁赤铁矿和磁铁矿,反映长江上游物源的加入。全新世沉积物磁性较更新世泥质沉积物显著增强,反映长江河口、三角洲环境。