辽东湾北部LH01孔晚更新世24 ka以来古环境演变*1
2014-07-25徐元芹李培英
李 萍,徐元芹,李培英
(国家海洋局 第一海洋研究所,山东 青岛 266061)
辽东湾北部LH01孔晚更新世24 ka以来古环境演变*1
李 萍,徐元芹,李培英*
(国家海洋局 第一海洋研究所,山东 青岛 266061)
通过对辽东湾北部LH01孔柱状岩芯样品进行粒度、孢粉、有孔虫和测年多项环境指标测试,探讨了辽东湾北部晚更新世24 ka BP以来的古环境演变。LH01孔沉积环境经历了晚更新世晚期河湖相沉积—全新世早期海陆交互相沉积—全新世中期浅海相沉积—全新世晚期河口滨海相沉积;气候经历了晚更新世晚期冷较干—晚更新世晚期凉稍润—新仙女木降温—全新世早期凉稍润—全新世中期温暖较润—全新世中期温暖较干—全新世晚期温较干的变化;LH01孔在大约7.5 ka BP发生了盘山海侵。
辽东湾北部;晚更新世;古环境演变
面对众多环境问题的日益威胁,人们非常关注未来气候和环境的变化趋势。但现在我们预测环境演变趋势的能力有限,而要解决这一问题就必须认识过去环境变化的详细过程和自然规律。辽东湾位于渤海北部,呈NNE向延伸,地处中朝准地台华北断坳下辽河断陷构造单元,第三纪以来长期处于沉降活动过程中,沉积了巨厚的第四纪地层。辽东湾北部含有丰富的石油资源和生物资源,为了资源的开发,围绕着地质条件及沉积环境的变化,一些学者对本区中晚更新世以来第四纪环境演变进行了研究[1-3]。而辽东湾北部近海晚第四纪以来较高分辨率的环境演变以及测年数据较少发表。我们对辽东湾北部LH01孔柱状岩芯进行了多项环境指标测试,并探讨了24 ka BP以来的环境演变,以期为本区域晚第四纪环境演变研究提供更多的资料参考。
1 材料与方法
研究所用LH01孔柱状岩芯,系国家海洋局第一海洋研究所2007年在辽东湾北部滨海湿地(121°50′28.8″E,40°54′10.98″N) 内取得,取芯率达90%, 样长24.55 m。在室内对该柱状样进行了粒度、有孔虫、孢粉、光释光与AMS14C测年。上部1.0 m 因开孔取样扰动较大,未作分析。
粒度分析:取适量样品置于烧杯中, 加入15 mL质量分数为30%的双氧水浸泡24 h, 去除有机质;然后加入5 mL 3 mol/L的稀盐酸浸泡24 h去除沉积物中的钙质胶结物及生物贝壳;再将样品进行反复离心、洗盐直至溶液呈中性, 经超声波振荡分散后上机测试。所用仪器为英国Malvern公司生产的Master sizer 2000 型激光粒度仪, 测量范围为0.02~2 000 μm,粒级分辨率为0.01 μm,重复测量的相对误差小于3%。测试工作在海洋沉积与环境地质国家海洋局重点实验室进行,剖面每5 cm间隔取样,部分层位加密取样,共计423个。
有孔虫实验:取适量干样于烧杯中,注入适量清水,加入少许H2O2溶液,搅拌静置使其充分分散;用轻缓的水流冲样过250目分样筛,烘干残留样;将烘干样品放入盛有适量四氯化碳溶液的蒸发皿中搅拌、静置,然后将表层浮样过滤,重复3次,最后集齐浮样和底样晾干待挑选;将浮样置于显微镜下,挑选出有孔虫化石,并检查底样,然后鉴定、统计。分析测试工作在海洋沉积与环境地质国家海洋局重点实验室完成。孢粉实验委托地矿部水文地质工程地质技术方法研究所鉴定分析。根据沉积特征,有孔虫和孢粉测试样品按50 cm间隔取样,每一剖面取49个分析样品。
光释光测年试验委托中科院地球环境研究所黄土与第四纪地质国家重点实验室,采用美国Daybreak公司生产的2200自动化光释光/热释光分析仪测试完成。 AMS14C测年委托北京大学考古文博学院科技考古与文物保护实验室完成。
2 年代地层框架
共测得了2个AMS14C测年和7个光释光年代数据(表1)。在深度为3.75 m处,AMS14C测年为(2 110±105)a BP,而8.9 m光释光测年为(2 000±150)a BP。根据 AMS14C年龄与光释光测年的适用范围,本研究采用了3.75 m的AMS14C年龄,未采用8.9 m的光释光年龄。在24.5 m处2种测年方式在误差范围内数据基本一致。通过2种测年数据对照,把24.5 m处的年代定为24 ka BP。
表1 地层年龄
注:空白表示无数据
3 试验结果与分析
3.1 岩性特征
LH01孔的沉积物由砂质粉砂—粘土质粉砂—粉砂质砂和砂组成,地层间夹杂着贝壳、植物碎屑以及钙质结核等(图1)。根据岩性变化特征将本孔地层分为4层。
1)第1层深度为1.0~8.89 m。成分以黄褐色和灰褐色砂质粉砂和粘土质粉砂为主,层内偶见贝壳碎屑。在2~3 m深度,可见铁锈色团块,植物根系发育,有机质含量高。3.6~7.6 m深度,含有云母碎片。本段可具体划分:
(1)1.00~1.93 m黄褐色砂质粉砂,偶见贝壳碎屑,碎片约0.5 cm,含植物根系,水平纹层明显。
(2)1.93~3.17 m灰褐色砂质粉砂,局部含有碳化植物根系,含有铁锈色团块。
(3)3.17~3.60 m灰褐色砂质粉砂与黑色有机质互层,有机质层约1 cm,层厚0.43 m。在3.05 m处含有云母碎片。
图1 钻孔地层柱状图Fig.1 Stratigraphic column of borehole
(4)3.60~3.83 m灰褐色砂质粉砂,层厚0.23 m;在3.62~3.66 m处有明显的泥炭层,含有许多植物碎屑根系,样品表面分布有云母碎片;在3.77~3.79 m处为碳屑根系层。
(5)3.83~4.20 m深灰褐色砂质粉砂,层厚0.37 m;3.89~3.91 m处有特别明显的植物根系泥炭层,根系分解成碎屑状,颜色变为深褐黑色,样品表面分布有云母碎片。
(6)4.20~4.47 m灰褐色砂质粉砂,层厚0.27 m。在4.33~4.43 m处有5个纹层,间隔较大,样品表面分布有云母碎片。
(7)4.47~7.84 m深灰色砂质粉砂与粉砂质砂灰褐色互层,含有云母碎片。5.67~5.74 m处深灰色有机质含量增加,较密实;5.74~5.90 m含水量明显减少,颜色较上部变浅;在6.49~6.51 m处有一黑色有机质团块,碳化严重;6.05~6.57 m深灰褐色砂质粉砂,有机质含量增加;6.57~6.98 m灰褐色砂质粉砂,土质均匀;6.98~7.55 m深褐色砂质粉砂含有有机质和云母碎片;7.5~7.55 m处有机质含量增多,夹泥炭团块;7.55~7.84 m灰褐色砂质粉砂,土质均匀。
(8)7.84~8.40 m黄褐色粘土质粉砂与砂质粉砂和粉砂质砂互层,含有黑色有机质,粘土质粉砂层厚1~2 cm。
(9)8.40~8.89 m灰褐色砂质粉砂,在8.75~8.76 m处夹有碳化的植物根系。
2)第2层深度为8.89~13.30 m。上部以黄褐色和灰褐色粉砂质砂和砂质粉砂为主,下部以灰褐色和深灰褐色粘土质粉砂和砂质粉砂为主。本段中贝壳碎屑富集,并含有少量的云母,有机质以及钙质结核。
本段可具体划分:
(1)8.89~9.13 m黄褐色贝壳砂,贝壳碎屑密集,见完整的文蛤。
(2)9.13~9.60 m深灰褐色粉砂质砂,含有贝壳碎屑。
(3)9.60~10.00 m黄褐色粘土质粉砂和砂质粉砂,贝壳碎屑密集,贝壳长5 cm。
(4)10.00~10.28 m灰褐色粉砂质砂,贝壳碎屑密度较低。
(5)10.28~10.51 m黄褐色砂,贝壳碎屑较密集,碎片长1~2 cm。
(6)10.51~11.20 m灰褐色砂质粉砂。土质较均匀,含云母碎片,11.05~11.15 m处含水量高,颜色较浅。
(7)11.20~11.27 m灰褐色砂质粉砂,贝壳碎屑含量较多。
(8)11.27~12.00 m深灰褐色砂质粉砂和粘土质粉砂与深灰色有机质互层,有机质层一般厚0.5 m,土层厚约2 cm。
(9)12.00~12.10 m深灰褐色贝壳和砂质粉砂。
(10)12.10~13.30 m深灰褐色砂质粉砂。12.18~12.60 m深灰褐色砂质粉砂,纹层清晰且较密,纹层厚约0.2 cm,在12.49 m处出现0.5 cm的铁质结核, 在12.57~12.58 m处出现厚约0.5 cm的贝壳碎屑层;12.60~13.20 m深灰褐色粘土质粉砂和砂质粉砂,纹层间隔加大,颜色变浅,夹有白褐色纹层沉积;在13.18~13.19 m处有长约3 cm的钙质结核。13.20~13.30 m贝壳碎屑密集,含少量灰褐色砂质粉砂。
3)第三层深度为13.30~19.13 m。岩性为深灰褐色和黄褐色粉砂质砂和砂质粉砂,以及少量的砂。本段中含有较多的云母碎屑以及纹层出现,局部含有有机质及钙质结核。本段可具体划分:
(1)13.30~14.17 m灰褐色粉砂质砂,含云母碎屑,在13.29~13.31 m处有一钙质结核,长约2cm。土质均匀;
(2)14.17~14.40 m灰褐色和深灰褐色纹层互层,成分为粉砂质砂,上部纹层较薄,下部纹层致密,含云母碎屑。
(3)14.40~14.93 m灰褐色粉砂质砂,土质均匀,无层理,含云母碎屑,含水量较高。
(4)14.93~15.20 m灰褐色与深灰褐色砂质粉砂和粉砂质砂互层,层理不是很明显,含水量较高,含云母碎屑。
(5)15.20~16.30 m灰褐色砂质粉砂和粘土质粉砂,在15.26 m和15.86 m处出现微弱碳化的植物根系层,含有云母碎屑。
(6)16.30~17.90 m灰褐色粉砂质砂,局部可见深浅相间的纹层分布,一些深褐色的有机质呈侵染状分布在沉积物中,局部有黑色的植物根系。
(7)17.90~19.13 m灰褐色粉砂质砂和砂,局部含有贝壳碎屑,上部纹层清晰,下部由于粒度变粗纹层不清晰。
4)第四层深度为19.13~24.55 m。成分为灰褐色和深灰褐色砂质粉砂、砂和粉砂质砂。局部夹有硬质团块和有机质。本段沉积物中的含水量较高,推测为冰水沉积。本段可具体划分:
(1)19.13~20.36 m灰褐色粉砂质砂和砂,含水量很高,局部含有粉土团块。
(2)20.36~20.50 m灰褐色粉砂质砂,颜色变浅,含水量减少。
(3)20.50~20.97 m深灰褐色粉砂质砂,局部含有粉砂和有机质团块。
(4)20.97~21.20 m深灰褐色砂质粉砂和粘土质粉砂,含水量减少。
(5)21.20~21.36 m深灰褐色砂和粉砂质砂,局部夹有黑色植物根系和有机质团块。
(6)21.36~21.64 m灰褐色砂;21.36~21.51 m处无任何杂质,质均;21.51~21.64 m处夹有有机质团块。
(7)21.64~22.10 m灰褐色粉砂质砂和砂,局部夹有灰白色砂质硬团块,团块大的直径约5 cm,小的直径约1 cm。
(8)22.10~22.80 m深灰褐色砂和粉砂质砂,局部含有机质呈长条状分布,长约5 cm,含云母碎片。
(9)22.80~24.00 m为灰褐色砂和粉砂质砂。22.80~23.30 m灰褐色砂,零星含有小贝壳碎片,大至0.5 cm,小至0.1 cm;23.30~23.57 m灰褐色砂,局部夹有砂质团块,颜色稍浅;23.57~23.70 m灰褐色粉砂质砂,颜色稍浅;23.70~24.00 m灰褐色砂和粉砂质砂,局部夹有植物碎屑,长约5 cm,上部颜色较深。
(10)24.00~24.55 m灰黑褐色砂质粉砂,夹有植物碎屑。
3.2 粒度特征
通过对LH01剖面423个样品的粒度测试分析知,粘土的质量分数较低,砂的质量分数比粉砂的值略高。整个剖面粘土(< 4 μm)的平均质量分数为9.56%,在0.42%~32.37%变化。粉砂(4~63 μm)的平均质量分数为44.41% ,在2.52%~75.94%变化。砂(> 63 μm )的平均质量分数为46.03%,在1.18%~97.01% 变化。
整个剖面不同岩性地层的粒度变化较大。1)由上向下第1层粘土(<4 μm)的平均质量分数为11.67%, 在1.93%~32.38%变化。粉砂(4~63 μm)的平均质量分数为56.93%,在25.66%~75.94%变化。砂(>63μm)的平均质量分数为31.34%,在1.19%~74.42%变化。2)第2层粘土(< 4 μm)的平均质量分数为11.12%,在2.0%~19.84%变化。粉砂(4~63 μm)的平均质量分数为51.26% , 在6.09%~75.39%变化。砂(> 63 μm)的平均质量分数为37.7%,在6.9%~91.87%变化。3)第3层粘土(< 4 μm)的平均质量分数为8.11%, 在0.75%~17.46%变化。粉砂(4~63 μm)的平均质量分数为40.18% , 在3.23%~71.64%变化。砂(>63 μm)的平均质量分数为51.7%,在12.58%~96.01%变化。4)第4层粘土(< 4 μm)的平均质量分数为6.47%, 在0.47%~18.14%变化。粉砂(4~63 μm)的平均质量分数为23.45%,在2.52%~69.21%变化。砂(>63 μm)的平均质量分数为70.08%,在13.23%~97.01%变化。从第1层至第4层从上向下粗粒组份质量分数逐渐增加,砂的质量分数从31.4%增加到70.08%;粉砂和粘土的质量分数逐渐减少,其中粉砂从56.9%减小到23.4%,粘土从11.67%减小到6.47%(图1)。
3.3 有孔虫组合特征
对LH01孔49个柱状样品中的底栖有孔虫进行分析鉴定,其中24个样品中含有孔虫,共挑出2 780个壳体,平均每样116个壳体。共在22个样品中获得710瓣介形虫。底栖有孔虫简单分异度最低为0种,最高为12种,底栖有孔虫丰度为0~158枚/g,其中最大丰度值出现在9.40 m。底栖有孔虫丰度变化趋势与简单分异度基本相似。介形虫丰度为0~19瓣/g,最大丰度值与有孔虫最大丰度值出现在同一个层位。优势底栖有孔虫24种,其中玻璃质壳底栖有孔虫所占比例最高,为94.4%~100%;瓷质壳次之,为0~5.6%,此次鉴定过程中该柱样中没有发现胶结质壳有孔虫。
柱样上部15~0 m有孔虫和介形虫比较丰富,下部24.5~15 m没有发现有孔虫和介形虫。19.13~13.30 m,段中所含有孔虫种数少,个数也不多,仅零星发现有毕克卷转虫(变种)(Ammoniabeccariivar.)和同现卷转虫(Ammoniaannectens)以及大西洋花朵虫(Florilusatlanticus)。13.3~8.9 m海相沉积环境本层段出现丰富的毕克卷转虫(变种)、同现卷转虫、压扁卷转虫(Ammoniacompressiuscula)、具瘤先希望虫(Protelphidiumtuberculatum)、异地希望虫(Elphidiumadvenum)、冷水面颊虫(Buccellafrigid)、亚易变筛九字虫(Cribrononionsubincertum)等,本层段是柱样中有孔虫和介形虫丰度最高的层段。在9.4 m和10.2 m层位的2个样品中还发现大量的贝壳碎片,推测当时为滨海沉积,水深大约为30 m。8.9~1.0 m海相沉积环境,本层段对应样品的每个层位都有有孔虫和介形虫化石出现,但是丰度都不高,出现的主要有孔虫属种有毕克卷转虫(变种)、具瘤先希望虫、亚易变筛九字虫、波伊艾筛九字虫(Cribrononionpoeyanum)等。在14.7 m还出现少量有孔虫化石。
3.4 孢粉组合特征
依据本剖面的孢粉组合特征,将深度为24.55~1.00 m的地层所负载的古植物信息由下至上划分为7个孢粉组合带。由下而上分为:
1)孢粉带Ⅰ,以蒿-藜为主带,深度为24.55~22.27 m。孢粉颗粒百分数较低,3块样品共统计到214粒孢粉,为草本植物优势带,草本植物占本带孢粉总数的71.5%,有蒿属、藜科、禾本科、十字花科、石竹科及少量的香蒲属;木本植物花粉颗粒百分数略有增加,为21.0%,有松属、桦属、胡桃属、榆属等;蕨类植物孢子占7.5%,有单缝孢子、凤尾蕨科。代表当时地面植被覆盖度较低的针阔叶混交疏林草原植被,气候冷较干。
2)孢粉带Ⅱ,以蒿-藜-葎草-香蒲-松-栎为主带,深度为22.27~20.82 m。草本植物花粉优势带,为本带孢粉总数的64.5%,蒿属、藜科、葎草属、禾本科、菊科为植被的主要组成分子,蒲公英属、十字花科、茜草科、茄科少量;木本植物花粉占19.9%,针叶乔木有松属、云杉属,落阔叶乔木有落叶栎属、桦属、胡桃属、榆属、椴属、桤木属及少量的常绿阔叶栎属;蕨类植物孢子颗粒百分数由前带的7.5%上升到15.6%,有单缝孢子、凤尾蕨科。三单缝孢子。代表当时为针阔叶混交疏林草原植被,气候凉较湿润。
3)孢粉带Ⅲ,孢粉贫乏带,深度为20.82~19.82 m。仅发现9粒孢粉,这可能反映当时不适合任何植物生长,气候冷且干。
4)孢粉带Ⅳ,以蒿-藜-香蒲为主带,深度为19.82~16.47 m。本带孢粉颗粒百分数比前带有明显增加,草本植物仍占优势,为本带孢粉总数的75.7%,中旱生的蒿属、藜科及水生草本香蒲属、莎草科为主,葎草属、菊科、十字花科、禾本科少量;木本植物为11.4%,有松属、桦属、鹅耳枥属、落叶栎属、椴属、榆属、山核桃属及生长在干旱山地与荒漠的麻黄属;蕨类植物孢子颗粒百分数上升占12.9%,有单缝孢子、三缝孢子、凤尾蕨科。代表当时为针阔叶混交疏林草原植被,气候凉稍润。
5)孢粉带Ⅴ,以蒿-香蒲-藜-禾本-十字花-单缝孢子-落叶栎-松-桦-胡桃为主带,深度为16.47~11.77 m。孢粉颗粒百分数高,平均每块样品503粒孢粉,阔叶树种、水生草本植物在植物群中占有相当的比例。草本植物花粉仍占优势,为本带孢粉总数的77.0%,蒿属、香蒲属、藜科、禾本科、菊科、莎草科为主,葎草属、石竹科、蓼属、茜草科、伞形花科断续少量出现;木本植物花粉颗粒百分数上升,为17.5%,落叶栎属、桦属、胡桃属、榆属、松属及少量的常绿栎属、杨梅属,灌木有榛属、胡秃子科、麻黄属;蕨类植物孢子颗粒百分数下降,占5.5%,有单缝孢子、三缝孢子、凤尾蕨科。代表当时以阔叶树为主的针阔叶混交疏林草原植被,气候温暖较润。
6)孢粉带Ⅵ,以落叶栎-松-藜-蒿为主带,深度为11.77~10.02 m。孢粉颗粒百分数继续增高,平均每块样品682粒孢粉。木本植物花粉占优势,为本带孢粉总数的53.9%,其中针叶乔木松属和铁杉属占16.1%;落阔叶、常绿阔叶及灌木占37.8%;落叶栎属为主,31.5%;桦属、胡桃属、常绿栎属、榆属、椴属、杨梅科、枫香属少量;灌木有榛属、蔷薇科、麻黄属。草本植物花粉由前带的77.0%降至43.8%,藜科较前带明显增加,占本带孢粉总数的27.7%,另有蒿属、葎草属、十字花科、禾本科含量较高,菊科、石竹科及水生草本植物香蒲属、莎草科断续少量出现。蕨类植物孢子含量上升占2.3%,有单缝孢子、三缝孢子、凤尾蕨科。代表当时以阔叶树为主的针阔叶混交森林草原植被,气候温暖较干。
7)孢粉带 Ⅶ,以藜-蒿-凤尾蕨-禾本-十字花-松-落叶栎为主带,深度为10.02~1.00 m。孢粉颗粒百分数仍然很高,平均每块样品674粒孢粉。草本植物重新占据统治地位,为孢粉总数的82.5%,且科属繁多,藜科、蒿属、禾本科、十字花科为主,另有一定量的葎草属、菊科、蒲公英属、石竹科、蓼科、茄科、茜草科、莎草科及少量的蓝刺头属、豆科、旋花科、龙胆科、香蒲属、伞形花科等。木本植物花粉颗粒百分数下降,由前带的53.9%降到8.4%,松属、落叶栎属所占比例较高,铁杉属、桦属、胡桃属、椴属、无患子科、枫杨属、常绿栎属、杨梅科较少,灌木有榛属、蔷薇科、忍冬科、麻黄属。蕨类植物孢子上升占9.1%,有凤尾蕨科、石松科、单缝孢子、三缝孢子。代表当时以阔叶树为主的针阔叶混交疏林草原植被,气候温较干。
4 讨 论
根据本钻孔的岩性特征、年代和微体古生物的组合特征,将本钻孔柱状岩芯沉积环境自下向上划分了4层。根据已有测年数据内插得到部分地层年代。
1)晚更新世地层24.55~19.13 m(24~9.5 ka BP),河湖相沉积。灰褐色和深灰褐色砂质粉砂、砂和粉砂质砂。局部夹有硬质团块和有机质。在显微镜下分析微体古生物,见到的都是较粗的石英、长石等矿物颗粒,未见微体古生物化石。孢粉颗粒百分数组合反映了本段地层的气候有3段波动。在24.55~20.82 m处,孢粉颗粒百分数较低,为草本植物优势带,草本植物占本带孢粉总数的71.5%,木本植物花粉为21.0%,蕨类植物孢子占7.5%,代表当时地面为植被覆盖度较低的针阔叶混交疏林草原植被,气候冷较干。在20.82~19.13 m处,草本植物花粉仍占优势带,为本带孢粉总数的64.5%;木本植物花粉占19.9%;蕨类植物孢子上升到15.6%,代表当时为针阔叶混交疏林草原植被,气候凉较湿润。而这期间在20.82~19.82 m厚地段,孢粉贫乏带,仅发现9粒孢粉,这可能反映当时的气候不适合任何植物生长,气候冷且干,推测此段可能是末次冰期气候转暖过程中发生的短期降温事件。根据测年数据计算本段沉积速率约为1.071 mm/a,推测本段地层发生的年代大约1.1~1.0 ka,与“新仙女木”事件发生的时间基本吻合[4]。已有学者在冲绳海槽、南海、我国东部陆架海识别出“新仙女木”事件[4-6]的记录。
2)全新世地层下段19.13~13.30 m(9.5~7.5 ka BP),海陆交互相沉积。本段岩性为深灰褐色和黄褐色粉砂质砂和砂质粉砂,以及少量的砂。本段中含有较多的云母碎屑以及纹层出现。局部含有有机质及钙质结核。本段中所含有孔虫种数少,个数少,仅零星发现有毕克卷转虫(变种)、同现卷转虫和大西洋花朵虫。19.13~16.47 m(9.5~8.6 ka) 本带孢粉颗粒百分数比前带有明显增加,草本植物仍占优势,为本带孢粉总数的75.7%,代表当时为针阔叶混交疏林草原植被,气候凉稍润。16.47~13.3 m(8.6~7.5 ka) 孢粉颗粒百分数高,阔叶树种、水生草本植物在植物群中占有相当的比例。草本植物花粉仍占优势,为本带孢粉总数的77.0%,木本植物花粉颗粒百分数上升,为17.5%,蕨类植物孢子颗粒百分数下降,占5.5%。代表当时以阔叶树为主的针阔叶混交疏林草原植被,气候温暖较润。本段的气候从全新世初期的凉稍润逐渐向温暖较润转变。
3)全新世地层中段13.3~8.89 m(7.5~4.1 ka BP),浅海相沉积。根据光释光测年在13.3 m处海相层的年代为(7.5±0.3)ka,对应着全新世盘山海侵层[2]。成分上部以黄褐色和灰褐色粉砂质砂和砂质粉砂为主,下部以灰褐色和深灰褐色粘土质粉砂和砂质粉砂为主。本段中贝壳碎屑富集,并含有少量的云母,有机质以及钙质结核。根据微体古生物分析,层中含有丰富的有孔虫和海相介形虫化石,出现丰富的毕克卷转虫(变种)、压扁卷转虫、异地希望虫和具瘤先希望虫等浅海相种。13.3~11.77 m(7.5~5.9 ka BP)厚地段,气候温暖较润;11.77~10.02 m(5.9~4.5 ka BP)厚地段,孢粉颗粒百分数继续增高,木本植物花粉占优势,为本带孢粉总数的53.9%,草本植物花粉由前带的77.0%降至43.8%,藜科较前带明显增加,占本带孢粉总数的27.7%,蕨类植物孢子上升占2.3%,代表当时以阔叶树为主的针阔叶混交森林草原植被,气候温暖较干;10.02~8.89 m(4.5~4.1 ka BP) 厚地段,草本植物重新占据统治地位,为孢粉总数的82.5%,木本植物花粉颗粒百分数下降,由前带的53.9%降到8.4%,蕨类植物孢子上升占9.1%,代表当时以阔叶树为主的针阔叶混交疏林草原植被,气候温较干。
4)全新世地层上段8.89~1.00 m(4.1 ka BP),河口滨海相沉积。盘山海侵处于衰退时期。成分以黄褐色和灰褐色砂质粉砂和粘土质粉砂为主,层内偶见贝壳碎屑。在2~3 m深度,可见铁锈色团块,植物根系发育,有机质含量高。根据微体古生物分析,本层段对应样品的每个层位都有有孔虫和介形虫化石出现,但是丰度都不高,出现的主要有孔虫属种有毕克卷转虫(变种)、波伊艾筛九字虫等近岸浅水种,以及具瘤先希望虫、亚易变筛九字虫等浅海相种。本段孢粉草本植物占据统治地位,为孢粉总数的82.5%,代表当时以阔叶树为主的针阔叶混交疏林草原植被,气候温较干。
5 结 论
通过对辽东湾北部LH01孔柱状岩心样品进行粒度、孢粉、有孔虫和测年多项环境指标测试,分析了辽东湾北部LH01孔晚更新世24 ka以来的古环境演变过程。
(1)辽东湾北部LH01孔沉积环境演变经历了晚更新世晚期河湖相沉积—全新世早期海陆交互相沉积—全新世中期海侵浅海相沉积—全新世晚期河口滨海相沉积。
(2)辽东湾北部LH01孔在全新世中期发生了盘山海侵,时间约为(7.5±0.3) ka BP。
(3)辽东湾北部LH01孔24 ka BP以来气候演变特征:晚更新世晚期气候冷较干—晚更新世晚期气候凉稍润—新鲜女木降温—全新世早期气候凉稍润—全新世中期气候温暖较润—全新世中期气候温暖较干—全新世晚期气候温较干。
[1] FU W X. The sedimentary characteristics and environmental evolution in the coastal area of the Liaodong bay in Quaternary[J]. Acta Sedimentologica Sinica.,1989,7(1):127-134.符文侠.第四纪以来辽东湾滨岸沉积特征与沉积环境的演变[J].沉积学报,1989,7(1):127-134.
[2] JIN S Z. Marine environment in the shallow sea oil gas region of Liaohe oil field [M].Dalian:Dalian Maritime University Press,1996:475-488.金尚柱.辽河油田浅海油气区海洋环境[M].大连:人连海事大学出版社,1996:475-488.
[3] WU J Z,SUN H G,QI F Q,et al. Stratigraphic structure and environmental evolution in the northern Liaodong Bay since the middle stage of Late Pleistocene[J]. Advances in Marine Science, 23(4):452-459.吴建政,孙洪光,亓发庆,等.辽东湾北部晚更新世中期以来的地层结构及环境演化[J]. 海洋科学进展, 2005,23(4):452-459.
[4] LIU Y G, WU S Y,ZHANG D J.The occurrence and global significance of the "Younger Dryas" Event[J] .Journal of Oceanography of Huanghai & Bohai Seas, 2000,18(1):74-83.刘焱光,吴世迎,张道建.新仙女木事件的发生及其全球性意义[J]. 黄渤海海洋,2000,18(1):74-83.
[5] WANG P X, BIAN Y H,LI B H,et al. The Younger Dryas even t of western Pacific[J] . Science in China (Series D),1996, 26(5) : 452- 460.汪品先, 卞云华, 李保华,等. 西太平洋边缘海的新仙女木事件[J].中国科学(D辑),1996, 26(5):452-460.
[6] HAN X B, LI G X, YANG Z G, et al. The response of the continental shelf seas in eastern china to the “Younger Dryas” Event[J]. Marine Geology Letters, 2005, 21(12):1-5.韩喜彬, 李广雪, 杨子赓, 等.中国东部陆架海对“新仙女木”事件的响应[J]. 海洋地质动态,2005, 21(12):1-5.
Evolution of Paleoenvironment Since Late Pleistocene 24 ka ofLH01 Core in the Northern Liaodong Bay
LI Ping, XU Yuan-qin, LI Pei-ying
(FirstInstituteofOceanography,SOA, Qingdao 266061, China)
Based on the analyses of grain size, sporopollen, foraminifera, AMS14C and OSL dating from LH01 Core in the Northern Liaodong Bay, the evolutions of climate and paleoenvironment since Late Pleistocene are discusses in this paper. LH01 Core has undergone great palaeogeographic changes since Late Pleistocene: rivers and lakes in the Late Pleistocene, marine and lands during the Early Holocene, shallow marine in the Middle Holocene, estuary shallow marine during the Late Holocene. The records of sporopollen show that climate: cool-dry during the Late Pleistocene, cool-wet during the Late Pleistocene, cool-wet in the Early Holocene, hot -wet in the Middle Holocene, hot-dry in the Middle Holocene, warm- dry during the LateHo locene. PanShan invasion event is discovered aboaut 7.5 ka BP in LH01 Core.
Northern Liaodong Bay; Late Pleistocene; paleoenvironment evolution
October 18, 2012
2012-10-18 资助项目:中央级公益科研院所基本研究基金项目——辽东湾北部晚第四纪环境演变与特殊沉积事件研究(2011G16) 作者简介:李 萍(1972-),女,内蒙古赤峰人,研究员,主要从事海洋地质与灾害地质方面研究.E-mail:liping@fio.org.cn
(陈 靖 编辑)
P618.13
A
1671-6647(2014)01-0059-09
*通讯作者,E-mail:pyli@fio.org.cn