大凌河河口地区晚更新世晚期以来的沉积环境演化

何磊，薛春汀，叶思源，3，杨士雄 *，杜晓蕾

（1.中国地质调查局滨海湿地生物地质重点实验室，山东青岛266071；2.中国地质调查局青岛海洋地质研究所，山东青岛266071；3.国土资源部海洋油气资源与环境地质重点实验室，山东青岛266071；4.国土资源部海洋地质实验检测中心，山东青岛266071）



大凌河河口地区晚更新世晚期以来的沉积环境演化

何磊1，2，薛春汀2，叶思源1，2，3，杨士雄1，2 *，杜晓蕾4

（1.中国地质调查局滨海湿地生物地质重点实验室，山东青岛266071；2.中国地质调查局青岛海洋地质研究所，山东青岛266071；3.国土资源部海洋油气资源与环境地质重点实验室，山东青岛266071；4.国土资源部海洋地质实验检测中心，山东青岛266071）

摘要：对大凌河河口地区Z K3钻孔（孔深36.7 m）岩心开展粒度分析、A M S14C年代测定、有孔虫鉴定分析等综合研究，同时结合该地区5口工程钻孔的岩心以及部分测年资料，初步建立了大凌河河口地区晚更新世晚期以来典型的地层序列格架和时空对比框架，揭示该地区晚更新世晚期以来河道-湖沼-滨海/河口湾-浅海-三角洲的沉积演化过程。研究结果表明：大凌河河口地区在8 500 cal a BP前后开始接受海相沉积，并约在4 000 cal a BP之后进入三角洲沉积阶段；晚更新世晚期以来的海平面变化是大凌河河口沉积演化和沉积环境演变的主要控制因素；大凌河对现代辽河三角洲的形成和演化过程可能有较重要的影响。

关键词：大凌河；全新世；河口湾；三角洲；沉积演化

1　引言

辽河三角洲是我国著名河口三角洲之一，其主要由辽河、大辽河以及大凌河等多条入海河流加积而成。相比辽河、大辽河对现代辽河三角洲沉积过程影响的研究［1—3］，大凌河相关的研究则非常薄弱［4］，其对辽河三角洲的贡献往往也受到忽视。

大凌河作为辽宁省西部最大的入海河流，全长397 k m，流域面积约23 549 k m2。据凌海站（控制面积约23 048 k m2）于1969-1993年（未建白石水库前）实测的数据显示：大凌河年平均径流量为12.19亿m3/a，年平均输沙量为1 217万t/a，平均含沙量约为9.98 kg/m3［5］。单从入海泥沙来看，大凌河年平均泥沙量要超过辽河和大辽河1954-1979年的数据（分别为889万t/a和899万t/a）［6］。因此，大凌河可能对现代辽河三角洲的发育和沉积过程有较大影响，值得深入的研究。

然而，前人对大凌河研究多集中在河流水文水利［7—8］、河口附近海洋水文［6，9］以及表层沉积等方面［10］，而对大凌河河口区域晚更新世以来的地层研究相对薄弱。汪品先和顾尚勇［11］利用有孔虫资料，首次划分出该区域晚更新世以来3次海侵的大致范围；符文侠［12］则综合多个钻孔地层和微体古生物资料，对大凌河河口晚更新世3个海相层进行地层划分和海侵范围的重新厘定；李东涛等［13］和邴智武等［14］对大凌河地区Z K4孔进行了系统的全新世地层和沉积相划分以及微体古生物鉴定分析，并将海相层与海平面变化进行对比印证。虽然如此，前人对大凌河河口地区的地层研究依然存在许多问题：沉积相划分未能从三角洲-河口地层角度着手，依旧为简单的海-陆相分法；钻孔单一且功能简单，有效测年数据匮乏，无法对该地区全新世地层进行区域对比；未能从辽河三角洲演化的整体角度来分析大凌河对辽河三角洲的贡献。

为此，本文对2013-2014年在大凌河河口附近取得的取心钻孔Z K3（孔深36.7 m）和5个工程钻孔G CZ01、G CZ03、G CZ05、G CZ06、G CZ07（孔深约30 m）开展综合研究，旨在探讨大凌河河口地区晚更新世晚期以来的沉积演化过程及其与海平面变化的关系。研究对深入认识河口地区晚更新世晚期以来的沉积演化过程，探索海陆相互作用机制有较重要的科学意义。

2　材料和方法

大凌河河口地区2013-2014年所取得钻孔位置如图1所示，各个钻孔位置、高程及孔深见表1。这些钻孔的取心率均在85 %以上，满足本项目的研究工作。

图1　大凌河河口地区钻孔位置示意图（根据参考文献［2，12］修改）Fig.1 Location map of cores in the Dalinghe Estuary area（modified from references［2，12］）

对钻孔Z K3岩心按照平均每10 cm一个粒度样品，共计370个。每个样品约10 g，先加20 m L 6 %的H2O2去除有机质，再加约10 m L 0.2 m ol/L的稀盐酸去除钙胶结物，最后加清水进行洗盐处理。经过上述处理的样品使用英国M A L V E R N公司生产的M astersizer2000型激光粒度分析仪进行粒度测量（测量范围为0.02～2 000μm，偏差小于1 %，重现性Φ50小于1 %）。粒度参数计算方法采用Folk和W ard［15］的方法。

对钻孔Z K3的微体古生物样品在孔深0～12.4 m采取平均20 cm一个样品进行取样，局部层位加密10 cm一个样品，孔深12.4 m以下采取平均约80 cm一个样品，共计97个。每个样品以50 g干样为定量统计单位，用250目（63μm）孔径的标准铜筛冲洗并烘干，然后用C Cl4重液浮选。对浮选样和底样中的有孔虫在光学体视镜下挑出并进行鉴定统计。有孔虫含量多的样品，进行缩分后再鉴定统计。

表1　大凌河河口地区钻孔GPS位置、高程及孔深数据Tab.1 Data of GPS position，elevation，depth of cores in the Dalinghe Estuary area

测年样品共选取10件，由美国Beta实验室进行A M S14C年代测定。A M S14C测年选取的样品，包括贝壳、植物碎屑等，同层位优先选择直径较大的植物碎屑或占优势种的贝壳，以此尽可能反应原始的沉积信息。测试的结果利用Calib软件（version 7.02）进行校正［16］，辽东湾地区碳库校正值△=（-178±50）a［17］，最终结果如表2所示。

表2　大凌河河口地区所有钻孔的A M S14C测年数据Tab.2 A M S14C dating data of all cores in the Dalinghe Estuary area

3　结果

3.1大凌河河口Z K3孔的岩性特征

根据沉积物岩性特征，Z K3钻孔自下而上可划分为5段，分别描述如下：

U1段，孔深36.7～23.4 m，高程-33.97～-20.67 m。该段可以细分为两层，其中下层（孔深36.7～31.3 m）以浅灰色黏土质粉砂夹灰色粉砂或细砂为主，常见生物扰动，水平纹层发育，局部可见泥砾和钙质结核（图2-1）。上层（孔深31.3～23.4 m）以灰色中细砂为主，局部层位富含有机质及植物碎屑（图2-2）。

U2段，孔深23.4～12.4 m，高程-20.67～-9.67 m。该段沉积以灰色-浅灰色黏土质粉砂为主，夹数层粉砂-粉细砂层，与上下地层均为突变接触（图2-3）。该段生物扰动和水平纹层均较发育，局部可见丰富的小型淡水腹足类化石，如萝卜螺属Radix sp.和双脐螺属Biomphalaria sp.等。

图2　大凌河河口地区晚更新世晚期以来典型沉积相Fig.2 Typical sedimentary facies in the Dalinghe Estuary since the Late Pleistocene

U3段，孔深12.4～11.8 m，高程-9.67～-9.07m。该段以灰色粉细砂为主，可见小型牡蛎等贝壳，与下伏的湖沼相沉积为突变接触，与上覆层位为渐变沉积（图2-4）。

U4段，孔深11.8～11 m，高程-9.07～-8.27 m。该段以浅灰色含黏土细砂为主，向下为黏土质粉砂夹细砂透镜体，见透镜状层理，与上下地层均为渐变接触（图2-7）。该段富含贝壳化石，包括菲律宾蛤仔Ruditapesphilippinarum、四角蛤蜊Mactraveneriformis、猫爪牡蛎Talonostrea talonostrea、焦河蓝蛤Potamocorbula ustulata以及中国不等蛤Anomia chinensis等。

U5段，孔深11～0 m，高程-8.27～2.73 m，依据岩性特征，自下而上可以将此段细分为3层，详述如下：

U15层，孔深11～10.2 m，高程-8.27～-7.47 m。此层为灰色黏土质粉砂夹浅灰色粉砂透镜体或薄层，透镜状层理发育，与上下地层均为渐变接触（图2-8）。

U25层，孔深10.2～4.7 m，高程-7.47～-1.97 m。此层可以继续分为两个亚层。下部亚层（孔深7.3～10.2 m）为灰色黏土质粉砂与浅灰色粉细砂薄层互层沉积，局部粉细砂层较厚，与上下地层均为渐变接触（图2-9）。上部亚层（孔深4.7～7.3 m）灰色-灰黑色极细砂-细砂，局部含贝壳碎屑四角蛤蜊Mactraveneriformis等，与上下地层均为渐变接触（图2-10）。

U35层，孔深4.7～0 m，高程-1.97～2.73 m。该段下部为浅灰色黏土质粉砂夹灰色粉砂、粉细砂，向上逐渐渐变为灰黄色粉砂与浅黄色粉砂质黏土互层沉积，与上下地层均为渐变接触（图2-11）。此段潮汐层理发育，局部可见植物根茎碎屑和有机质富集层。

3.2Z K3孔各段的粒度特征

3.2.1各段/层基本粒度参数特征

如表3所示，Z K3孔自下而上的沉积序列中，存在3段砂质含量较高的层位，分别为U1上层（平均含量60.04 %，下同）、U3段（58.95 %）和U25上层（51.55 %），而黏土含量较高的段/层分别为U2段（20.48 %）、U15层（23.33 %）。平均粒径大小与砂质含量成反比（R =-0.98），而与黏土含量成正比（R = 0.95），因此平均粒径平均值较高的层位分别为U1上层（4.14 Ф）、U3段（4.29 Ф）和U25上层（4.28Ф），而平均值较低的层位为U2段（6.09 Ф）、U15层（6.56 Ф）。

Z K3孔中各段/层标准偏差δ1（Ф）平均值均在1以上，属于分选较差级别，部分层段，如U3段和U4段可达到2.32和2.25，分选属于很差级别。偏态SK1除极少数外，均为正偏，并且通常砂质含量较高的层位偏态值更高，如U1上层，砂质平均含量60.04 %，偏态平均值达到0.45，为极正偏。峰度K G平均值均在0.9以上，属于中等尖锐-尖锐级别。

表3　Z K3孔各层粒度参数统计表Tab.3 Grain size parameter statistics in each stratum of Z K3 Core

续表3

3.2.2各段/层粒度累积曲线特征

除少数段/层为多段式（U4，U25下）外，Z K3孔各段/层沉积物粒度概率累积曲线以3段式为主（图3）。截点值的大小可以反映搬运介质的扰动强度。在Z K3孔中，多数沉积物粒度累积曲线能分辨细截点，并且多数细截点Ф值在4左右，部分层段，如U1下层、U4段、U25下层、U35层细截点可达到5左右。细截点是跳跃组分和悬移组分的分界点，因此在细截点值大小相近的情况下，悬移组分的含量多少则能大致反映水动力的强弱。

图3　Z K3孔各层粒度概率累积代表曲线Fig.3 Representative probability cumulative curve in each stratum of Z K3 Core

事实上，该孔中多数段/层中粒度组分以跳跃组分为主，且跃移质粒径通常大于1 Ф，但不同段/层中跳跃组分的含量不同，其中U25上层（大于90 %）、U1上层（大于85 %）跳跃组分含量最高，U1下层（大于50 %）、U3段（大于60 %）、U25下层（大于50 %）、U35层（大于60 %）其次，而U2段、U4段以及U15层则以悬浮组分组分为主，跳跃组分则均在40 %以下。Z K3中跃移组分和推移组分的含量与平均粒径值大小大致成负相关（R =-0.84），即跃移组分和推移组分含量越高，通常该样品平均粒径值越小，即所对应的颗粒越粗，也揭示了水动力相对较强。

3.2.3各段/层粒度频率曲线特征

Z K3孔各层段的粒度频率曲线如图4所示：各层段粒度频率曲线差别较大，其中U1下层（众数值3.0 Ф～5.0 Ф之间，下同）、U1上层（2.0 Ф～4.0 Ф）、U3段（2.2 Ф～4.0 Ф）、U25上层（4.1 Ф～6.8 Ф）以及U35层（2.0 Ф～4.0 Ф）为粗组分占主导的单峰细尾分布，U4段（3.0 Ф～5.0 Ф）和U15层（4.0 Ф～7.0 Ф）为平坦的近似正态分布，而U2段（粗端3.4 Ф～5.0 Ф，细端6.0 Ф ～7.5 Ф）和U25下层（粗端3.0 Ф～4.5 Ф，细端5.5 Ф～7.3 Ф）为粗组分略占优的双峰分布。

单峰细尾分布类型通常反映了搬运水动力比较单一且稳定的情况，比如河流作用为主的条件下；平坦近似正态分布类型可能反应了搬运水动力不稳定，也有可能与颗粒受多个搬运介质的影响相关联；双峰分布类型则说明了沉积物在沉积后可能受到后期改造或其他物源的加入［18］。因此，Z K3孔自下而上的层序中粒度频率曲线的变化，揭示了Z K3孔上下层位沉积条件为水动力相对单一的条件，而中间层位为水动力相对复杂混合的沉积条件，即可能为海陆交互的沉积环境。

图4　Z K3孔各层粒度频率代表曲线Fig.4 Representative grainsize frequency curve in each stratum of Z K3 Core

3.3Z K3孔各层段的有孔虫分布及特征

Z K3孔共鉴定底栖有孔虫24属，44种（包括未定种），未发现浮游有孔虫，介形虫含量极低，仅在个别层位零星出现。玻璃质壳在本钻孔的有孔虫群落中占绝对优势，含量在85 %以上，另外可见少量的瓷质壳和胶结壳以及少量的瓶虫壳。其中平均含量占全群5 %以上的优势种共3个，分别为广盐滨岸浅水种毕克卷转虫变种Ammoniabeccarii vars.（平均含量40.92 %），凉水浅海环境种具瘤先希望虫Protelphidium turberculatum（平均含量20.75 %），低温低盐类型缝裂希望虫Elphidium magellanicum（平均含量12.36 %）。3个优势种平均含量共占全群的73.4 %。常见种（平均含量在1 %～5 %）包含E.subcrispum亚波纹希望虫（平均含量3.63 %），E.simplex简单希望虫（平均含量3.44 %），Cribrononionsubincertum亚易变筛九字虫（平均含量2.9 %），Buccella frigida冷水面颊虫（平均含量2.37 %），和胶结质壳Eggerella advena异地伊格尔虫（平均含量3.23 %）。瓷质壳有孔虫以五玦虫属为主，多为滨岸浅海沉积环境较常出现的圆短五玦虫（Quinqueloculina akneriana）、整洁五玦虫（Quinqueloculinabellatula）和半缺五玦虫（Quinqueloculinaseminula）属种，但丰度较小（图5）。

从Z K3孔各个层段来看，U1和U2段中未见有孔虫。U3段可见少量的有孔虫，每克干样中有孔虫丰度在0～160枚，简单分异度在0～20种之间，并且由下至上有逐渐增加趋势；本层中3大优势种均已出现，但以广盐滨岸种毕克卷转虫变种Ammoniabeccarii vars.为主，平均含量约40 %。U4段有孔虫的丰度和分异度均达到了钻孔中最大值，可分别高达240 枚/克和22种（不含未定种），以上的常见种属在本层均出现，3大优势属种毕克卷转虫变种Ammoniabeccarii vars.，具瘤先希望虫Protelphidium turberculatum以及缝裂希望虫Elphidium magellanicum在本层中百分含量分别为26.85 %，21.85 %和24.97 %。

U5段各层中U15层有孔虫丰度仅次于浅海陆架段，平均丰度在110枚/g，3大优势种中代表低温低盐的缝裂希望虫Elphidium magellanicum在此层相对含量较高，说明此层的沉积环境盐度较正常浅海环境偏低；U25层有孔虫丰度较低，但3大优势种中广盐型分子毕克卷转虫变种Ammonia beccarii vars.含量有向上加大趋势，说明层位自下而上距离河口越来越近；U35层有孔虫中广盐型毕克卷转虫变种Ammonia beccarii vars.和低盐分子缝裂希望虫Elphidium magellanicum占绝对优势，另外E.subcrispum，E.simplex，Cribrononion subincertum在本层相对丰富，而相对正常盐度的具瘤先希望虫Protelphidium turberculatum含量很低，说明本层海相性较弱。U5段有孔虫特征的总体趋势是，有孔虫丰度向上逐渐减小，广盐型分子逐渐变多，而代表正常浅海分子的含量总体变少。

4　讨论及分析

4.1Z K3孔晚更新世晚期以来的沉积环境演变和层序旋回

从上节结果中分析可知，U1下层（孔深36.7～ 31.3 m）岩性以粉砂和细砂混合沉积为主，含泥砾和钙质结核，可见生物扰动，但未见明显贝壳和有孔虫化石。本层以粗颗粒为主的单峰细尾分布频率曲线显示该层搬运水动力条件比较单一，另外本层沉积物中悬浮组分在30 %～40 %左右，推测此层为陆相河漫滩沉积。U1上层（孔深31.3～23.4 m）中细砂层厚度较大，组成成分均匀单一，分选相对较好，且悬浮含量较低（小于5 %），通常为沉积环境相对稳定的河床沉积。因此，总体而言，U1段应归为河道沉积。少量A M S14C数据（孔深29.05 m，植物碎屑）结果为40 625 cal a BP，表明本层大致属于MIS3期。

U2段（孔深23.4～12.4 m）总体以黏土质粉砂为主，生物扰动和水平纹层均较发育，局部层位富含小型淡水腹足类化石，未见有孔虫化石。本段颗粒较细，平均粒径6.09 Ф，分选差-很差，悬浮组分含量在25 %～60 %左右，粒度频率曲线为粗组分略占优的平坦双峰分布特征，推测此段为湖沼沉积，并且为经常有外源沉积物注入的湖沼。本段总体岩性以粉砂为主的层位中夹有数层粉细砂层，这从侧面证明了以上推断。本段沉积厚度高达11 m，岩心组分变化不大，且沉积物粒度频率曲线和累积曲线均较为相似，说明本段总体沉积环境可能比较稳定。孔深12.83 m和16.05 m的A M S14C数据分别为11 425 cal a BP和15 320 cal a BP，利用内插法的数据显示本段沉积时间大致在11 000～24 000 cal a BP，属于MIS2期玉木盛冰期。

U3段（孔深12.4～11.8 m）以粉细砂为主，含少量的牡蛎。本段以跃移组分为主，频率曲线为粗组分为主的单峰细尾分布，另外有孔虫化石以广盐滨岸种毕克卷转虫变种Ammoniabeccariivars.为主，并且有孔虫含量和丰度逐渐增加，说明了本段为全新世海侵之初的滨海沉积，属于MIS1期冰后期产物。

U4段（孔深11.8～11 m）以含黏土细砂为主，见透镜状层理。本段富含贝壳化石，同时有孔虫丰度和分异度在本钻孔达到了最大值，沉积速率低（约0.03 cm/a，图6），悬浮组分高达40 %～50 %，频率曲线平坦近似正态分布，分选较差，推测为近浅海沉积。本段孔深11.95 m处A M S14C数据为4 775 cal a BP，显示此段浅海沉积属于全新世最大海泛面以来的沉积产物。

U5段（孔深11～0 m）自下而上岩性由黏土质粉砂夹粉砂透镜体，至粉砂与细砂互层，细砂层，最后变为黏土质粉砂夹粉砂、粉细砂，平均粒径（Ф值）由大变小再变大，颗粒由细变粗再变细，呈现典型的三角洲层序特点。累积曲线自下而上也由悬浮和跃移组分含量类似，演变成跃移组分为主，说明了自下而上沉积环境离河口越来越近。另外，频率曲线变化也由平坦近正态分布，变为双峰式，最后变为粗颗粒占主导的单峰式，暗示了搬运水动力条件逐渐由海洋作用到混合最后变为河流相的过程。有孔虫分析结果也显示自下而上有孔虫丰度和分异度总体趋势逐渐减小，广盐型分子百分含量逐渐增加，而浅海环境种含量总体趋势逐渐变小，反映了海相性逐渐减弱过程。因此，综合分析显示，本段应为典型的三角洲沉积，自下而上分别由前三角洲，三角洲前缘至三角洲平原演变。

图6　大凌河河口Z K3孔晚更新世晚期以来沉积速率示意图Fig.6 Sedimentary ratio diagram of Z K3 Core in the Dalinghe Estuary since the Late Pleistocene

因此，大凌河河口地区Z K3孔晚更新世晚期以来的沉积演化自下而上分别是河道、湖沼、滨海、浅海、三角洲，由此构成了一个由海侵至海退的旋回地层。其中河道和湖沼段属于低位体系域（LST），湖沼向滨海、浅海沉积环境的变迁标志着全新世海侵体系域（TST）的形成，而三角洲相是高位体系域（H ST）的沉积产物。另外，已有的A M S14C数据显示：河道沉积大致位于氧同位素3期（MIS3），即玉木冰期中的间冰期；湖沼沉积则大致属于氧同位素2期（MIS2）末次盛冰期的产物；湖沼沉积与滨海相沉积之间为突变接触关系，可能存在沉积间断；而滨海、浅海至三角洲沉积环境则为冰后期沉积产物，属于氧同位素1期（MIS1）。

4.2大凌河河口区域晚更新世晚期以来的地层对比和沉积环境演化

除了取心钻孔Z K3孔，大凌河河口区域还取得5口工程钻孔。根据以上钻孔中岩性、生物化石以及测年结果，大凌河河口区钻孔区域对比联孔图见图7。结果显示：大凌河河口区晚更新世晚期以来的沉积序列与取心钻孔类似，自下而上分别为河道、湖沼、河口湾/滨海、浅海、三角洲，可以分别对应低位体系域、海侵体系域和高位体系域。下面将按照体系域自下而上进行分述。

4.2.1低位体系域（LST）

大凌河河口地区晚更新世晚期以来的低位体系域主要包括河道相和湖沼相。其中河道相在所有钻孔中均有分布，这与下辽河平原整体地势平坦，河网密布，在地质历史时期河道容易发生变迁有关。大凌河位于下辽河平原的西边，该河流携巨量泥沙自西部山丘冲积到下辽河平原，形成了巨大的冲洪积扇［19—20］。晚更新世晚期，大凌河保持有两条主河道，西股起于金城，经新庄子、平山，最后从北二沟入海；东股由胜利屯至金城、东花、右卫和北三义屯附近。全新世以来，西股逐渐干涸，而东股成为主河道，并向西迁移至现今位置［19］。因此，在G CZ07孔（近大凌河东股古河道），全新世地层厚度明显增加，且河道相也明显下移，这可能与东股古河道下切相关。

大凌河河口G CZ01、G CZ05、G CZ06以及Z K3孔均有湖沼相沉积。湖沼相沉积粒度较细，平均厚度在7 m左右。湖沼相范围大致分布在大凌河晚更新世晚期冲洪积扇的边缘［19］，这可能是该区域能较大面积发育湖沼沉积的原因之一。

取心钻孔Z K3孔已有的测年数据显示：该孔河道相-湖沼相为MIS3期-MIS2期的沉积产物。虽然其他工程钻目前该段的测年数据很少，但这些孔距离相近，相应层段（如湖沼相）孔深和高程类似，因此可以推测该区域内河道相和湖沼相也应沉积于MIS3 期-MIS2期，即为玉木冰期低海平面时期的沉积产物。

4.2.2海侵体系域（TST）

随着全新世海侵侵入辽东湾，大凌河河口区域形成一套海侵体系域（TST）沉积，即从滨海/河口湾向浅海沉积环境演变。

滨海沉积见于远离古河道位置的Z K3、G CZ03、G CZ05、G CZ06孔中，以灰色-灰白色粉细砂为主，含少量贝壳（主要为小牡蛎）化石，另外可见少量有孔虫化石（如Z K3孔）。该层通常较薄，平均约1 m左右，与下伏地层中河道和湖沼沉积多为突变接触，而与上覆地层中浅海沉积为渐变接触关系。G CZ05孔该层最底层的沉积年龄为8 465 cal a BP，可能为全新世海侵达到大凌河河口地区的初始时间。

河口湾为下切河谷在海平面快速上升中的充填产物，它接受来自河流和海洋的沉积物，并且同时包含受潮汐、波浪和河流作用等影响的沉积相［21］。因此，河口湾为相对复杂的海陆过渡相沉积体系，其中在河口附近的滨海/潮坪沉积也属于广义河口湾的一部分。在大凌河河口地区，河口湾沉积主要见于G CZ01孔和G CZ07孔，厚度分别达到6 m和19 m。结合已有的钻孔岩性和贝壳化石资料，河口湾沉积相可以粗略划为多个岩性层，包括牡蛎/贝壳富集层（层Ⅰ），泥沙互层（层Ⅱ），细砂层（层Ⅲ）。

牡蛎富集层（层Ⅰ）分布在G CZ01和G CZ06孔，该层层厚在两个钻孔分别为0.6 m和1.4 m，岩性以灰色-灰黄色粉细砂为主，富含大量牡蛎碎屑，含量约在30 %～50 %左右。这些牡蛎初步推测为近江牡蛎（Crassostrea ariakensis）或长牡蛎（Crassostrea gigas）。牡蛎大多破碎（大小在1～3 cm），分选性较好，但白化严重（图8），揭示牡蛎经过反复冲刷和曝光，推断其埋藏环境为潮上带附近，与贝壳滩沉积环境相类似。G CZ06孔A M S14C数据显示该牡蛎层形成时间在7 925 cal a BP，时间大致与渤海湾西岸Pre-I-I期的牡蛎滩相对应［22-23］，可能形成于最大海泛面之前短暂海平面稳定期。

图8　白化严重的牡蛎碎屑Fig.8 Severely bleached oyster fragments

类似牡蛎富集层的贝壳富集层可见于G CZ07孔（孔深27.7～28.8 m），该层沉积以灰色-灰黄色细砂为主，含较丰富的贝壳碎屑，如菲律宾蛤仔Ruditapes philippinarum，猫爪牡蛎Talonostrea talonostrea，焦河蓝蛤Potamocorbula ustulata和河蚬Corbicula fluminea等。贝壳多破碎，但分选性较好，说明经历了一定程度的搬运和分选，应为河口滨岸堆积埋藏。测年数据显示该层沉积年龄为8 580 cal a BP，与牡蛎富集层时间接近，大致指示全新世海侵到达大凌河河口地区的时间。

泥沙互层段（层Ⅱ）位于牡蛎富集层上部，为灰黑色黏土质粉砂与浅灰色粉砂-细砂互层沉积，局部含有牡蛎碎屑，可见小型交错层理和波状层理（沙泥互层）等潮汐作用层理（图2-5），揭示此段受潮汐和河流的共同作用，推测为河口湾内潮间浅滩沉积。细砂层（层Ⅲ）以灰色细砂为主，含小型牡蛎等贝壳（图2-6），可见较丰富的广盐和低盐有孔虫分子，说明此层依然受陆相和海相共同影响，推测可能为河口湾砂体沉积。

因此，总体而言，河口湾相自下而上从潮上带牡蛎/贝壳富集层，至潮间浅滩，最后至河口湾砂体沉积，为水深逐渐加深的过程，是海平面上升时期下切河道充填的产物。

滨海/河口湾是大凌河河口地区全新世海侵之初的沉积环境，而随着海侵的进一步扩大，该地区钻孔逐渐演变成浅海相沉积。浅海相沉积以灰色-灰黑色含黏土细砂或粉细砂为主。在前文Z K3孔中已描述，此层沉积速率较低，但含非常丰富的海相贝壳化石，另外有孔虫的丰度在该层中达到最大值。值得一提的是，此层中颗粒粒径相比典型的浅海相较粗，同时含有透镜状潮汐层理，这可能与该区域较强的潮流作用相关［1，24］。

浅海沉积一般为最大海泛面时期的产物，在中国东部海岸地区约在7 000 cal a BP［25—26］。在大凌河河口G CZ03孔浅海沉积层最上部的年龄为3 980 cal a BP，而Z K3孔该层中部年龄为4 775 cala BP，说明了该区域浅海相沉积时间较长，持续时间可达3 ka左右，这可能与该段时间缺乏足够的泥沙注入，并且三角洲沉积未能达到本区域有关。

4.2.3高位体系域（H ST）

现代三角洲沉积是全新世海侵达到最大范围后的沉积产物［25］。大凌河河口地区所有钻孔均含有三角洲沉积，沉积厚度普遍在10～12 m左右。除了G CZ01孔和G CZ07孔三角洲沉积直接覆盖在河口湾沉积上外，其他钻孔三角洲沉积则发育在浅海沉积之后。这可能一方面G CZ01孔和G CZ07孔位置分布在古河道之上，另一方面可能与以上两个钻孔在接受三角洲沉积时水体可能很浅有关。

4.3海平面变化与大凌河河口地区晚更新世晚期以来的沉积环境演化

前人对末次冰盛期以来的海平面变化进行了系统的总结和归纳［26—30］。Liu等［26］总结了西太平洋地区冰后期海平面的变化，指出全新世以来，该地区海平面存在两次比较快速跃升的时段，至7 000 cal a BP达到最大海泛面，之后海平面稳定或缓慢下降。全新世海平面基本稳定下来，而与之相伴的是三角洲体系的开始发育［25］，这一点也已经在国内外众多现代三角洲演化历史研究中得到了证实［31—33］。另外，H ori 和Saito［34］通过亚洲3条河流三角洲全新世以来的沉积演化研究，指出海平面在9 000～8 500 cal a BP之间存在一次快速的海平面跃升，而这段时间也是河口湾环境海相性加强的时期。因此，海平面变化是晚更新世晚期以来河口地区沉积演化的主要驱动力之一。

大凌河河口地区晚更新世晚期以来沉积环境依次由河道、湖沼逐渐向滨海/河口湾、浅海最终向三角洲演化，形成了一套完整海侵-海退的沉积层序。河道和湖沼是大凌河河口地区低位体系域（LST）的沉积产物；滨海/河口湾至浅海沉积环境变化则与全新世海侵过程密切相关，属于海侵体系域（TST）的产物；而海平面稳定之后的三角洲沉积，则为高位体系域（H ST）的沉积产物。因此，层序地层的研究揭示了海平面变化是大凌河河口地区晚更新世晚期以来的沉积环境变化主要控制因素。

大凌河河口区钻孔测年数据显示：在8 500 cal a BP之前，下辽河平原主要为河道和湖沼相沉积，海平面未到达现今海岸线附近。在8 500 cal a BP左右，全新世海侵到达现今下辽河平原的海岸线，大凌河下游河口湾环境开始广泛发育。随着海平面快速上升直至最大海泛面（7 000 cal a BP），大凌河地区河口湾环境逐渐向浅海环境变迁。浅海环境在大凌河河口地区钻孔中浅海相沉积时间较长，持续时间可至4 000 cal a BP。4 000 cal a BP之后，河口地区的钻孔进入三角洲沉积阶段。因此，大凌河河口区域从河道-河口湾-三角洲沉积演化过程与海平面变化密切相关。

4.4大凌河对辽河三角洲的贡献

辽河三角洲是由一系列入海河流：辽河（原双台子河）、大辽河、大凌河、小凌河、大清河5条河流加积而成的复合三角洲，以上5条河流均拥有不同的流域盆地和水沙特征（表4）。从表4可知，辽河、大辽河、大凌河为区域内主要的入海泥沙河流，其中大辽河为最大的入海径流河流，而大凌河为区内最大入海泥沙河流。

表4　辽河三角洲地区入海河流流域面积和水沙一览表Tab.4 Drainage area and water-sediment discharges of rivers in the Liaohe Delta

图9　7 000 cal a BP前后辽河三角洲地区古海岸线和古河道简图（修改自参考文献［4，12］）Fig.9 Paleocoastline and paleochannelin the Liaohe Delta area during 7 000 cal a BP（modified from references［4，12］）

虽然如此，相比辽河和大辽河［1—3］，大凌河对辽河三角洲的贡献往往受到忽视［4］。本文的研究一方面揭示了大凌河河口附近三角洲沉积厚度普遍均在10 m以上，由此证实了大凌河河口地区的三角洲沉积部分应为辽河三角洲整体中较重要的一部分；另一方面，大凌河晚更新世晚期以来的古主河道流向到辽河三角洲陆上部分的中心部分，与现今辽东湾东侧水下的下切河谷遥遥相对［4］，因此可以推测大凌河携带的大量泥沙也能在辽河三角洲中部位置沉积下来（图9）。所以，大凌河对整个辽河三角洲应该有较大贡献，值得研究现代辽河三角洲的学者们重视和进一步的研究。

5　结论

作为辽河三角洲的一部分，大凌河河口地区晚更新世晚期以来沉积环境依次由河道、湖沼、滨海/河口湾、浅海最终演变成三角洲环境。全新世海侵约在8 500 cal a BP前后到达该区域，之前该区域以河道和湖沼沉积为主；河口湾沉积时期约在7 000～8 500 cal a BP之间，而浅海沉积约在4 000～7 000 cal a BP左右；河口地区自4 000 cal a BP以来才有三角洲沉积。晚更新世晚期以来的海平面变化是大凌河河口地区沉积演化和沉积环境演变的主要控制因素。另外，本文的研究揭示了大凌河应对辽河三角洲的形成以及沉积过程有较重要的影响。目前由于部分测年材料的限制，不同钻孔三角洲沉积时间框架搭建的并不完整，这是下一步需要开展的工作。

致谢：感谢袁红明、丁喜桂、赵广明、王锦、裴绍峰、李雪等在室内取样、制样和选样的过程中提供的帮助！

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Sedimentary environmental evolution of the Dalinghe Estuary area since the Late Pleistocene

He Lei1，2，Xue Chunting2，Ye Siyuan1，2，3，Yang Shixiong1，2，Du Xiaolei4
（1.Key Laboratory of Coastal Wetland Biogeosciences，China Geologic Survey，Qingdao 266071，China；2.Qingdao Institute of Marine Geology，China Geologic Survey，Qingdao 266071，China；3.Key Laboratory of Marine Hydrocarbon Resources and Environmental Geology，Ministryof Land and Resources，Qingdao 266071，China；4.Inspection & Test Centerof Marine Geology，Ministryof Land and Resources，Qingdao 266071，China）

Abstract：A shallow drilling（Z K3）of 36.7 m long was accomplished for the comprehensive studies on granulometric analysis，A M S14C dating，foraminifera analysis in the Dalinghe estuary area.Combining with the data from five other engineering drillings，a typical stratigraphical sequence and a time-space comparison framework are roughly established for the estuary since the Late Pleistocene，showing sedimentary evolutions from fluvialto limnetic to littoral/estuarine to shallow sea and then to deltaic environ mentsin this area.This study reveals that marine environments began to prevail in the Dalinghe Estuary area at about 8 500 cal a BP，and evolved into deltaic one after 4 000 cal a BP；the sea level changes since the Late Pleistocene was the main factor controlling the sedimentation and environ mental evolutions in the Dalinghe Estuary；Dalinghe may plays an important role for the develop ment and evolution of the modern Liaohe Delta.

Key words：Dalinghe；H olocene；estuary；delta；sedimentary evolution

*通信作者：杨士雄（1982—），男，贵州省六盘水市人，博士，主要从事第四纪地质和孢粉古生态学研究。E-mail：ysx_666＠163.com

作者简介：何磊（1987—），男，湖北省仙桃市人，博士，主要研究方向为海岸带沉积学、地层学与微体古生物学。E-mail：hel_qimg＠sina.com

基金项目：国家海洋地质保障工程（GZ H201200503）；国家自然科学青年基金项目（41506062）；国土资源部海洋油气资源与环境地质重点实验室基金（M R E201410）。

收稿日期：2015-07-14；

修订日期：2015-11-11。

中图分类号：P736.22

文献标志码：A

文章编号：0253-4193（2016）05-0108-16