渤海湾西岸南大港、北大港中晚全新世潟湖底板虚拟重建

约400km^2的1：5万白水头-歧口镇幅是渤海湾西岸南大港与北大港古湖的组成部分。以1：5万白水头-歧口镇幅175个区域地质调查点的多维数据——点的坐标、点的地表与所揭露的潟湖底板的高程和区域性年代学框架——为基础，对南、北大港古潟湖其余约880km^2未实测区域布设控制贝壳堤和潟湖底板高程的虚拟三维地质点275个(虚拟点的坐标、贝壳堤顶部与湖底板的高程)。应用C-Tech公司EVS Pro软件的三维技术处理实测与虚拟的450个地质点，获得了约5000年以来、面积约1280km^2的南、北大港古潟湖底板与贝壳堤的模拟形态。     

渤海湾西北岸埋藏牡蛎礁体中的 壳体形态与沉积环境*

渤海湾西北岸沿岸平原分布的众多埋藏牡蛎礁体中的壳体形态和泥沙沉积物特征是不尽相同的。不同礁体中的壳体形态有明显的区别,有些礁体中的壳体细窄,有些礁体中的壳体较宽厚; 与此相对应,具有不同壳体形态的礁体中的沉积物颗粒和粘土含量也有明显的差别。文章分别对组成大吴庄和岭头两个礁体剖面的牡蛎壳体和泥质沉积物进行测量和分析,结果表明大吴庄礁体中壳体的重量随高度增长的速率大于岭头礁体中的壳体,而两个礁体中壳体的壳重随体积增长的速率大致相同; 组成礁体的壳体形态与礁体的沉积环境有关,沉积物较细、粘土含量高时发育细窄的壳体,沉积物较粗、粘土含量低时发育宽厚的壳体。渤海湾西北岸地区埋藏牡蛎礁体中的壳体本身记录了其生长时的环境信息,可以通过分析礁体中的壳体形态来恢复礁体建礁过程中的沉积环境。     

莱州湾南岸HLL01孔磁性地层定年

亚洲大陆边缘海在区域能量与物质交换及气候与环境演化中扮演了关键的角色,而磁性地层学方法是建立年代框架的有效手段。过去对于渤海地区的长钻孔研究主要集中在渤海湾及其北岸,莱州湾地区尚未有较长的公开发表的钻孔。利用莱州湾南岸新近钻取的孔深452m的HLL01孔沉积物样品,进行了详细的磁性地层学研究。结果表明,1HLL01孔共有272块样品用于建立钻孔的磁性地层序列,可识别出10个正极性时段和9个负极性时段;2通过与国际标准极性年表的对比,确定HLL01孔记录了正极性亚时C3An.2n~C1n(布容正极性时)的沉积,钻孔底部位于C3An.2n,年龄约为6.6Ma;3钻孔内中、上新世的界线位于340m,上新世与更新世的界线位于140m;4通过与渤海湾及其北岸的研究成果对比,发现莱州湾自晚中新世以来的环境演化过程与之存在一定的差异性。     

独流减河盐沼210Pbexc和137Cs剖面记录的现代洪水事件沉积

在独流减河入海口附近河道之间的盐沼采用人工探坑侧壁连续取样,获得2个站位的沉积物样品。通过²¹⁰Pb和¹³⁷Cs定年法建立年代框架,结合粒度分析、有孔虫鉴定和水文数据,探讨了该区的现代洪水事件沉积。结果表明,该区沉积物的²¹⁰Pb_exc比活度-深度剖面中存在2处明显的低值沉积层,分别在3~6 cm和10~14 cm深度,这2个沉积层分别对应¹³⁷Cs曲线的次峰和主峰。这两层与上下相邻层位相比呈现粒径较粗、分选较差,有孔虫丰度较低、破损百分比较高的特征。²¹⁰Pb测年结果显示,¹³⁷Cs曲线下部的主峰对应的年龄为1963年,与全球性的最大峰值形成时间相对应,而上部的次峰对应的并非1986年切尔诺贝利核泄漏事故形成的次峰。区内水文数据显示,在1963和1996年分别发生了2次较大的洪水事件。因此,推断S4和S5站位剖面中2个特殊的沉积层是由洪水事件造成的。本研究说明高分辨率沉积特征的多指标研究可以较为准确地揭示洪水等灾害性事件发生的年代和频率,这有利于系统地揭露海陆过渡带地区地质历史时期灾害和气候事件的频率和强度,为灾害预防和未来规划提供科学依据。     

渤海湾西岸现代岸线钻孔记录的全新世沉积环境与相对海面变化

以渤海湾西岸现代岸线附近的NP3、CH110和BT113三个钻孔全新世岩心为研究对象,采用沉积岩石学、AMS ¹⁴C(accelerator mass spectrometry ¹⁴C,加速器质谱¹⁴C)测年、微体生物聚类分析等方法精细判别沉积相,重建渤海湾西岸全新世沉积演化历史,并利用微体生物组合分带对水深变化的指示,定量讨论全新世相对海面变化。结果表明:渤海湾西岸全新世受海陆交互作用影响,经历了沼泽-潮滩-浅海-前三角洲-三角洲前缘-三角洲平原环境的演化过程。全新世初始阶段,研究区中部和北部发育沼泽环境,南部未见沉积,与上更新统河流相沉积呈不整合接触。全新世早期,研究区潮滩环境发育。潮滩层厚度约1 m,历时数百至1千余年。至7000 cal BP前后水深增大,研究区进入浅海环境。约6000 cal BP,沿岸南北两端先后进入三角洲过渡环境,中部三角洲环境约开始于1500 cal BP。渤海湾西岸地区全新世的环境演化同时记录了该地区的相对海面变化:约10000 cal BP前后,渤海湾相对海平面已接近21.3~20.4 m。约8000 cal BP,相对海平面介于18.6~17.0 m。约6000 cal BP时相对海平面低于6.8 m,5000~1000 cal BP,相对海平面高于-2.5 m,1000~800 cal BP,相对海平面介于-1.3~-0.4 m。8000~5000 cal BP时,相对海面上升约15.0 m,上升速率达5 m/1 ka。     

3Ma以来华北地区植被演化特征及其驱动因素

第四纪冰期与间冰期旋回的形成过程,及其陆生植被系统的响应及演化过程是研究地质时期全球变化的重点问题,本文通过对华北地区北部LN1钻孔的121个高质量孢粉数据重建了过去3 Ma以来的区域植被演化过程。研究结果显示,区域植被经历了4个主要发展过程,约3~2 Ma气候相对温暖湿润,主要为以松、桦、栎、胡桃、榆等组成的落叶阔叶林;约2 Ma,区域植被急剧变化,主要表现为针叶林扩张,阔叶林比例的减少,在2~1. 2 Ma转变为以松、云杉、桦为主的针阔叶混交林。在中更新世全球气候转型期,区域植被再次发生迅速改变,在约1. 2~0. 7 Ma转变为稀树的灌丛草原,0. 7 Ma以后区域气候进一步干旱化,在最近0. 7 Ma内区域环境转变为典型草原为主的植被景观。区域的植被变化反映了华北平原区近3 Ma以来整体上呈现出干旱化与寒冷化的趋势,其中2. 0 Ma,1. 2 Ma, 0. 7 Ma气候事件最为突出。上述结果反映了华北地区植被的演变过程及季风降水的逐渐减少与北极冰盖在近3 Ma以来的迅速扩张期同步对应。     

渤海湾中北部表层沉积硅藻分布及环境指示意义

发现渤海湾中北部表层沉积硅藻21属37种,确定了Cyclotella striata/stylorum,Paralia sulcata和Coscinodiscusperforatus等9个优势种的地理分布;进而根据聚类分析,将研究区表层沉积硅藻划分为6个组合区。讨论了控制它们分布的环境因素,发现盐度与深度是重要控制因素,沉积物底质类型亦对硅藻的分布有一定的影响。     

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。     

QX01孔记录的渤海湾西岸沿海低地MIS3晚期以来的河道充填与环境演化

在渤海湾沿海低地地区获得1个30m的全取心机械钻孔(QX01孔),对样品进行了沉积岩石学分析、底栖有孔虫鉴定、硅藻鉴定和粒度分析,结合AMS 14 C和OSL测年,重建了研究区晚更新世以来的古河道充填及环境演化过程。结果显示QX01孔自下而上可以分为6段:(1)30~29.72 m,陆相洪泛沉积;(2)29.72~29.4m,海侵沉积,43.5ka BP;(3)29.4~17.7m,砂质沉积物,河道填充沉积,37.9~29.7ka;(4)17.7~13.2m,沉积物由砂质变为黏土质,29.7~8ka,由河道填充转为浅湖沼环境;(5)13.2~5m,8~4ka,全新世海侵沉积,沉积环境由陆相转为海陆过渡相,6 000~5 750cal BP海侵达到最强,之后逐渐退出该区;(6)5m以上,洪泛沉积,约1.7ka至今。沉积环境与海面具有很好的响应,MIS 4或6阶段时,海面较低,河流下切,形成古河道,下切最深处位于现代高程为-24.2m。MIS3阶段早期时,海面上升,37.9ka河道开始填充,至29.7ka填充完成,对应高程为-11.8m。末次盛冰期至早全新世时为浅湖沼环境,沉积作用停止或速率非常低。随着末次盛冰期的结束,海洋作用增强,进入全新世海侵沉积阶段,8~4ka cal BP。之后,沉积作用停止,至1.7ka以来,随着河流作用的不断增强,该区变为河流控制的洪泛沉积为主。同时,发现了两次沉积间断,分别发生在末次盛冰期的低海面时期和4~2ka时的海水退出、河流沉积尚不充分时期。     

渤海湾西南部平原DC01孔晚更新世以来的地质环境变化

通过对渤海湾西南部平原DC01孔的岩石地层学、生物地层学及年代地层学和地球化学研究,重建了该地区自晚更新世以来的地质环境演化过程。全新世之前,研究区经历了由河流-盐沼-潮间带上部/低盐沼-河口湾-泻湖-淡化泻湖的环境转化过程;进入全新世之后,该区经历了由湖沼到河流的环境转化过程。埋深22.4~12.7m发育近10m厚的弱海相沉积,AMS~(14)C年龄表明,该层沉积形成时间早于4.35ka cal BP,可能属于MIS 3早期(6.0~5.5ka cal BP)或更早的MIS 5期(12~8ka cal BP)。恢复了该时期的相对古海面,最高可达-13.31m。DC01孔缺失MIS 4~2或MIS 2时期的沉积。