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。     

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。     

丹麦日德兰半岛西海岸典型岸段地貌概况及研究现状

通过实地调查和资料搜集,对丹麦日德兰半岛西海岸典型岸段的地貌类型和研究现状进行了总结。丹麦日德兰半岛西海岸岸线长度约为470 km,海岸类型可以分为无障壁海岸和有障壁海岸2大类。无障壁海岸以沙丘为主,并有海蚀崖,主要分布在斯卡恩(Skagen)到布劳万角(Blåøvands Huk);有障壁海岸地貌类型以障壁岛—潟湖、盐沼为主,主要分布在布劳万角到勒姆岛(Rømø),并向南进入德国。丹麦西海岸北部属于冰后期地壳回弹上升区,向南地壳回弹幅度逐渐减弱,至Ringkøbing峡湾地区变为地壳稳定区,再向南地壳变为下降区,因此,全新世地层中分别记录了不同的相对海面变化信息。距今7 150 a以来,北部的Skagen岬角地区的相对海面下降了16~25 m;Skallingen地区过去5 000 a间海面在现代海面附近波动,其后侧Ho Bugt盐沼地区4 000 a以来相对海面上升了4 m;过去8 000 a间,Rømø障壁岛的相对海面上升了15 m。欧洲学者在丹麦西海岸地区取得的典型成果包括:海面变化重建(包括海面变化标志点、泥炭层压实校正、定年等)、全新世地质环境演化、开放潮坪现代沉积定量研究等,为海岸带研究提供了有益参考。     

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.     

渤海湾表层沉积硅藻组合

分析了渤海湾潮间带4条长度为2~3 km的测线的14个站位的表层沉积硅藻,结合前人在浅海区(低潮线以下至水深约30 m处)15个站位的表层沉积硅藻资料,发现并统计了分属于21属的46种硅藻。应用对应分析方法,将渤海湾潮间带及浅海区表层沉积硅藻初步划分为3个组合。其中,组合Ⅰ为条纹-柱状小环藻-圆筛藻组合,分布在以泥质为主的潮间带区;组合Ⅱ为双眉藻-曲壳藻组合,分布在砂质为主的潮间带区;组合Ⅲ为条纹-柱状小环藻-菱形藻-圆筛藻-具槽直链藻组合,分布在浅海区。从潮间带向浅海区,随水深的增加,呈现出条纹-柱状小环藻数量减少、具槽直链藻数量增加的趋势。     

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.     

津冀海岸线现状、变化特征及保护建议

根据覆盖全区的3期遥感影像和实地调查,以及对滨海新区和滦河口2个典型区更深入的案例研究(包括回溯至1870年、1950年的基准岸线及逐年遥感信息),对津冀沿海海岸线现状进行解译和分类,并分析岸线变化特征及成因。津冀沿海现状岸线总长度894km,可以划分为自然岸线、半开发岸线和人工岸线3类,长度分别为90km、329km和475km。1950年以前为自然因素主导的岸线变化,1950年以后变为人类活动主导的岸线向海推进,逐渐加强的人类活动至2010年达到顶峰。在全球海面上升和区域地面下沉的大背景下,海岸线的自然演化趋势应该是向陆蚀退,但是人类活动主导的岸线变化却表现为违反自然趋势的向海推进。今后,向海推进最前沿的围海造陆区将受到来自海洋越来越强烈的影响,亟需加强监测和防护。兼顾环境保护与开发两方面的长远需求,建议赋予海岸线新的定义与内涵,划定岸线保护红线,恢复部分岸线的自然属性。     

渤海湾西北岸滨海湖埋藏牡蛎礁硅藻及其记录的古环境

对位于渤海湾西北岸平原的滨海湖埋藏牡蛎礁中各层牡蛎壳的泥质充填物做硅藻分析,整个牡蛎礁中海水砂质潮间带指标种标志种的Auliscus caelatus含量较高,为19%~42%,表明滨海湖礁体形成于潮间带环境。根据主要硅藻含量的变化,结合14C测年,自下而上将礁体发育期间的古环境分为3个带:I带为2 445~2 327 cal.aBP,礁体在向上建礁的过程中,海水作用逐渐减弱,潮间带特征愈加明显,为受河流影响较强且较为开放的潟湖潮间带环境;Ⅱ带咸水种硅藻Thalassionema nitzschioides的比例急剧增加;外洋指标种的Coscinodiscus spp.和Actinocyclus spp.急剧下降,表明在约2 327 cal.aBP,海岸带砂嘴闭合,形成较为封闭的潟湖内侧潮间带环境,且河流作用减弱导致潟湖的咸度明显增加;Ⅲ带为2 327~2 287 cal.aBP,由封闭的潟湖环境又转向较开放的潟湖潮间带环境。     

渤海湾西部表层沉积物悬移组分元素特征及物源意义

对渤海湾西部海底表层沉积物样品粒径小于0.063mm的悬移组分进行16种元素测试,分析了各元素特征及分布规律。元素平均丰度与黄土及渤海泥质沉积物基本一致,说明渤海湾西部表层沉积物悬移组分的物源主要与黄河源区黄土高原的黄土有关。研究区16种元素可分为两类,I类是Sc、Co、Fe、V、Al、Ca、Mg、Th、U、Cr;II类是Zr、Hf、Ba、Na、Sr、K。同类元素丰度的平面分布规律相似,呈现正相关性;异类元素丰度的平面分布规律相反且呈负相关性。研究区主要分为两个地球化学分区,两区基本以北纬39°05′线为界,I区位于南部和中部,以高Sc、Co、V、Th、U、Cr、Fe、Al、Mg、Ca等I类元素为特征;而II区位于北部,以高Zr、Hf、Ba、Sr、Na、K等II类元素为特征。渤海湾西部表层沉积物悬移组分的元素特征及分区,可能与研究区内不同季节沿岸环流方向改变,进而导致不同物源母质沉积物输运混合作用有关。