长江三角洲地区晚第四纪年代地层框架及两次海侵问题的初步探讨*

根据对长江三角洲地区两个以细颗粒沉积为主的晚第四纪钻孔进行OSL测年、U系测年、孢粉分析和微体古生物分析,试图建立高分辨率气候地层,从而建立本区晚第四纪的年代地层框架,并探讨本区晚第四纪的标志层和期间发生的两次海侵及其机制。研究结果显示,两孔记录的古气候波动可与深海氧同位素曲线进行对比：对应于深海氧同位素曲线第6阶段（MIS 6）,堆积厚层的河道相粗颗粒沉积及第3硬土层,反映当时气候寒冷;第5阶段（MIS 5）,为滨海湖沼沉积,沉积物的颗粒显著变细;第4阶段（MIS 4）,本区形成第2硬土层;第3阶段（MIS 3）的早期,本区也发育滨海湖沼沉积,中晚期则形成潟湖—砂坝体系,在滨海平原区普遍发育粉、细砂层;第2阶段（MIS 2）,地层由下粗上细的沉积序列构成,下部为黄灰、棕黄色粉砂,上部则为棕黄色或暗绿色硬粘土。其中MIS 6、MIS 4和MIS 2期间发育的3层硬土层可作为本区晚第四纪沉积的标志层。在MIS 5和MIS 3期间,本区均发生海侵,MIS 5时期由于古地势较高、淡水径流和陆源物质输入丰富,因此海水影响微弱;MIS 3时期的中晚期为缺乏淡水输入的潟湖—砂坝环境,从而形成广泛的海侵层。     

长江三角洲晚第四纪地层沉积特征与生物气成藏条件分析

对长江三角洲晚第四纪地层沉积特征进行了精细研究,探讨了研究区层序地层格架,在此基础上分析了浅层生物气成藏条件、特征和分布规律。研究表明,长江三角洲晚第四纪发育3期下切河谷,形成了3套沉积层序;因后期河流的强烈下切破坏,早期沉积层序往往被剥蚀殆尽,仅残留下部的河床相粗粒沉积,造成不同期河床相的叠置;相对而言,末次冰期以来形成的下切河谷沉积层序以相对完整的沉积相组合被保存下来。长江三角洲浅层天然气是未经运移的原生生物气,其主要富集于末次冰期以来的沉积层序内,气藏为自生自储同生型的岩性圈闭。河口湾—河漫滩和浅海相泥质沉积物既是气源岩,又是盖层,后者可作为良好的区域盖层;河口湾—河漫滩和河床相砂质沉积物为主要储集层。因此,研究区晚第四纪多期下切河谷沉积层序有利于浅层生物气藏的形成,特别是晚期下切河谷内河口湾—河漫滩相砂质透镜体以及河床相砂体可作为优先勘探目标。     

渤海西部晚第四纪地层层序特征及沉积响应

渤海是一个仅通过渤海海峡与北黄海相接的半封闭陆架浅海，晚第四纪以来的地层演化过程复杂，目前尚不清楚，且海相地层的形成时代存在争议.为了研究渤海西部晚第四纪以来的地层层序，对高分辨率浅地层剖面声学地层与典型钻孔沉积地层的进行对比分析.研究表明:高分辨率浅地层剖面自下而上划定的7个声学地层单元（U5、U4-2、U4-1、U3、U2、U1-2、U1-1）与钻孔岩心划分的沉积地层单元具有良好的对应关系.与MIS4期、MIS2期低海面时期的沉积间断密切相关的两个层序界面R5、R3，将渤海西部晚第四纪（MIS5期）以来的地层层序自下而上划分为3个层序（SQ3、SQ2、SQ1）:SQ3识别出下部海侵体系域与高水位体系域、上部海退体系域，分别对应MIS5期海平面相对较高时期的滨-浅海相交替沉积（U5）、MIS4期早期滨海相沉积（U4-2）；SQ2自下而上由低水位体系域[MIS4期中晚期与黄河、滦河相关的河湖相沉积（U4-1）]与海侵体系域[MIS3期早中期滨海相沉积（U3）]组成；SQ1自下而上包括低水位体系域[末次冰盛期与滦河相关的河湖相沉积（U2）]、海侵体系域[全新世早中期滨海相沉积（U1-2）]高水位体系域[全新世高海面以来的浅海相沉积（U1-1）].研究区的地层发育受控于海平面变化、沉积物供应、渤海海峡地形及活动构造的共同作用.      

江苏南通地区晚第四纪下切河谷沉积与环境演变

采用层序地层学基本原理,以海平面升降旋回为主线,根据钻井岩芯、古生物、测年和分析化验等资料,探讨了江苏南通地区晚第四纪地层层序、层序界面、沉积特征及沉积环境的演变。结果表明,研究区晚第四纪发育三期下切河谷,形成了三套沉积层序,自下而上三个层序的地质时代分别相当于晚第四纪早期、晚第四纪中期和晚第四纪晚期。由于后期河流的强烈下切破坏,早期沉积层序往往被剥蚀殆尽,仅残留下部的河床相粗粒沉积,造成不同期河床相的叠置;相对而言,晚第四纪晚期形成的下切河谷沉积层序以不同的沉积相组合被保存下来,自下而上划分为河床、河漫滩、河口湾、浅海和三角洲5种沉积相类型,表现为一个较完整的沉积层序。晚第四纪晚期下切河谷底界面,是末次冰期海面下降,河流下切形成的侵蚀面,与河间地古土壤层顶面的沉积间断面同属一个地史期的产物,一起构成区域不整合面,界面上下岩性突变,其上的冰后期地层属同一个海平面变化旋回,可互相对比,因而具有年代地层学意义。三期下切河谷层序的套叠结构表明,晚第四纪以来,研究区存在三次"低海面-海侵-高海面-海退"周期性海面变化。     

珠江口小榄镇—万顷沙地区晚更新世以来的海侵层序

依据广东省中山地区3个标准孔岩心材料的AMS(加速器质谱)¹⁴C测年、微体古生物有孔虫、介形类、硅藻分析,海相双壳类、腹足类鉴定,沉积构造、沉积物颜色特征,结合已经报道的万顷沙钻孔研究成果,确定小榄镇—万顷沙地区东西向4个钻孔揭露了珠江河口地区LGM(末次盛冰期)河间地与古河谷区两类古地貌单元。由于处在较闭塞的地理位置,下切河谷从9 ka BP(¹⁴C 日历年龄)开始接受泥质沉积物充填,不同于长江三角洲和中国北方沿海平原古河谷充填的砂质沉积;大约7 cal ka BP 出现最大海侵,导致在古河间地LGM风化层之上发生海侵超覆,随后三角洲开始形成。按照河流层序与海面变化对应关系,没有发现海相微体生物的完整河流旋回应该对应MIS(深海氧同位素阶段)3海侵。基于对埋藏阶地的考虑,以及30年来测年技术对这段地层无法取得突破,认为存在着这样的可能性:即区域自上而下第2厚层富铝质红色风化层属于MIS4低水位域沉积,最底部见少量海相双壳类、腹足类的富有机质河口湾沉积单元可能属于MIS5晚期。     

永定河中下游廊固凹陷北部ACX02 钻孔地层年代学研究

第四纪地层年代学格架的建立对于区域地层对比及古地理环境演化研究具有重要意义。通过分析永定河中下游地区廊固凹陷北部后王各庄村ACX02钻孔378 m岩芯沉积物的结构构造、岩性组合特征,应用测井曲线及古地磁、AMS14C、OSL测年方法,对ACX02钻孔剖面进行详细地层划分、沉积相研究及地层年代学格架的建立。结果表明,岩芯记录了布容正向极性时、贾拉米洛极性亚时、奥尔都维极性亚时和高斯正极性亚时,地层从老到新依次为:下更新统（Qp1）以河道相、泛滥平原相沉积为主,底界260 m;中更新统（Qp2）以湖沼相沉积为主,底界76.7 m;上更新统（Qp3）主要为河道相沉积,底界59.7 m;全新统（Qh）主要为泛滥平原相沉积,底界15.45 m。      

晚第四纪下切河谷体系研究综述

下切河谷的研究不仅可以正确划分地层、确立年代地层格架、判定沉积环境演变、探讨海平面变化规律,对碳氢化合物勘探开发、地质工程等重大国民经济建设也有重要意义。本文介绍了下切河谷体系概念、特征、划分类型、研究历程和科学意义,着重论述了晚第四纪下切河谷的形成演化、层序地层格架和控制因素。晚第四纪下切河谷体系主要是海平面下降、河流向盆地扩展并侵蚀下伏地层的下切河流体系,在海平面上升时期被充填的长条状负向地形,以区域性的地层不整合面为底界。浪控型与潮控型下切河谷体系模式有许多不同之处：① 前者存在河口砂坝、中央盆地、湾顶三角洲,后者则没有这些沉积单元;② 前者浅海沉积较薄,后者较厚;③ 前者代表了贫砂的小河河口湾,由于泥砂量少,河口湾在最大海侵线附近,后者河流作用较强,泥砂量相对大,现代河口湾不断向海扩展,较下切河谷范围要大的多;④ 前者涉及溯源堆积在下切河谷充填中的作用,但对其强度估计不足。下切河谷体系的形成演化的影响因素众多,海平面变化、沉积物供应、沉积过程、下切河谷形态和气候变化等是主要控制因素。     

渤海东部潮流沉积特征及MIS4以来的沉积环境演化

渤海东部发育了典型的潮流沉积,由老铁山水道冲刷槽、辽东浅滩沙脊和渤中浅滩沙席组成。该文基于中国海洋地 质调查最新获取的高分辨率单道地震数据,与水深变化进行对比,将该区的潮流沉积特征与其地震相特征进行精细分析, 同时结合晚第四纪CD5孔的岩性、14C测年和层序地层划分,识别出晚更新世以来的四期层序地层,分别是MIS4以细砂为 主的陆相地层、MIS3以粉砂和黏土为主的滨浅海相沉积地层、MIS2末次盛冰期形成的以粉砂质粘土和细砂质粉砂为主的陆 相沉积地层和全新世（MIS1） 发育的以粉砂质黏土和细砂组成的海相沉积地层。其中全新世地层分别由早期的滨海相沉 积、中期的浅海沉积和晚期的潮流沉积组成。通过这四期层序的研究,揭示了该区MIS4期以来的沉积环境演化。     

山东省第四纪地质研究新进展

近年来山东省第四纪岩石地层划分对比取得了新进展,更新世中－晚期形成的厚层黄土堆积,分别划为羊栏河组和大站组;全新世早期发育有古湖沼沉积,划为黑土湖组。在探讨岩石地层单位的时代归属、穿时现象及第四纪地质发展史等方面,也获得了新的认识。     

江汉盆地东部第四纪钻孔地层与沉积环境

为深刻理解江汉盆地第四纪新构造运动、气候变化与盆地沉积响应的关联,利用沔阳凹陷区第四纪典型钻孔样品进行系统岩石学、年代学与沉积学研究,首次建立了盆地东部沉积中心区可对比的地层序列.利用岩性、粒度、磁组构分析重建了研究区140万年以来依次经历的河流相、河湖交替相、湖相、河湖交替相、湖相、泛滥平原相演化过程.区域构造、沉积、气候资料综合对比表明,响应于新构造沉降,江汉盆地第四纪以来存在3大成湖期,即Qp₂/Qp₁之交、Qp₃与Qh中后期（古云梦泽）,其中MIS3以来古湖发育是新构造沉降与异常强盛夏季风的耦合,且湖相沉积的独特环境为盆地高砷地下水的形成提供了重要的物质条件.不仅为第四纪钻孔地层划分对比提供可靠基础资料,也为盆地地下资源调查与环境规划保护提供重要参考.      

杭州湾北岸更新世以来沉积环境记录及古气候变迁

文章通过对杭州湾北岸孔深为237.80 m的BZK04钻孔进行沉积物岩性、微体古生物、孢粉组合、粒度含量、古地磁和OSL测年的综合分析,讨论研究区更新世以来沉积环境演变及古气候变迁特征,建立第四纪多重地层划分对比框架。结果显示, BZK04孔岩心自下而上可分为基岩长河组碳质泥岩（Ech）和早更新世以来的嘉兴组（N-Qp1 j）、前港组（Qp2q）、东浦组（Qp3d）、宁波组（Qp3n）、镇海组（Qhzh）地层;有孔虫鉴定为11属17种,其中包括16种底栖有孔虫,1种浮游有孔虫;介形类鉴定为8属8种;孢粉分析显示含37种类型,其中木本植物花粉18种,草本植物花粉11种,蕨类孢子8种,孢粉组合中木本植物含量最高,约为85.1%,蕨类孢子次之,约为8.7%,草本植物花粉含量仅为6.3%。根据岩性分层特征、沉积相、孢粉、有孔虫及介形虫以及粒度分布频率曲线对钻孔的沉积环境进行综合分析,可将沉积环境记录划分18个孢粉组合带和七个古气候旋回变迁,其中早更新世为河流相和河湖相沉积,揭示第三暖期—第4冷期的两个古气候旋回;中更新世以河流相、湖泊相和河湖相为主,揭示第五暖期—第6冷期的两个古气候旋回;晚更新世以潮坪相、河口湾相、浅海相沉积为主,对应第七暖期—第8冷期的两个古气候旋回;全新世时期为潮坪相和河湖相沉积,对应大西洋期和亚北方期。研究结果为进一步掌握长江三角洲南翼更新世以来的第四纪沉积环境变化、地层划分和古气候演变等提供基础资料。     

渤海湾晚更新世晚期以来古河道分布和三角洲发育及其古环境的演变

渤海湾及其沿岸是中国海洋地质与第四纪地质研究程度最高的地区之一。虽然研究成果众多,但仍有一些基础的地质问题亟待解决。比如,晚更新世晚期黄河是否流经渤海湾?全新世黄河在渤海湾及其沿岸形成的多期次三角洲叶瓣在海域如何展布?以上问题一直是中国海洋地质研究中备受关注的热点话题。借助2016-2017年在渤海湾获取的约2000 km的浅地层剖面数据、2个30 m左右的取芯钻孔（BXZK2017-1和BXZK2017-2孔）及相应的AMS ¹⁴C和OSL测年数据,同时结合前人的一些浅剖数据和钻孔的研究成果,将渤海湾中部晚更新世以来的地层自上而下划分出4个地震单元（SU1~SU4）和6个沉积单元（DU1-DU6）,分别对应前三角洲相、潮坪与浅海、泛滥平原、河道相、海陆交互相、湖沼相。在此基础上综合探讨渤海湾晚更新世晚期以来总体的地层框架和沉积演化特征。研究表明：黄河可能在21.8~9 cal ka BP,由近东西向流经渤海湾北部进入渤海中部盆地;全新世以来,渤海湾从西北侧至南侧,依次分布4期次的三角洲叶瓣,对应的发育时间可能分别是1400 AD~现在、11~1128 AD、700 BC~11 AD和1855~现在;渤海湾西侧最北两期次的水下三角洲可能主要与海河有关,而南侧其余2期次三角洲叶瓣则可能分别对应岐口超级叶瓣以及现代黄河三角洲超级叶瓣。加深了解渤海湾晚更新世晚期以来的地层序列演化、古河道发育以及全新世三角洲在渤海湾的展布情况,将有助于渤海湾海岸带开发、海底工程建设以及地质灾害防范等。     

大凌河河口地区中更新世晚期以来沉积环境演化

大凌河河口地区LZK06孔40m以浅岩心的沉积学、古生物学和年代学等综合研究以及该地区LZK02- 04钻孔资料，揭示了研究区中更新世晚期以来经历了两次海侵- 海退旋回，依次形成了中更新世晚期湖相/河流相 SymbolnB@ 晚更新世海相- 湖相/河流相 SymbolnB@ 全新世海相- 河流相地层。全新世早中期由于物源供给很少，研究区处于长达约10ka的饥饿滞留相沉积环境，平均沉积速率仅约0. 02~0. 05cm/a。全新世晚期约1500a cal BP以来，由于人类活动导致水土流失，河流输砂量增加，研究区开始了快速加积过程，平均沉积速率约0. 9~1. 2cm/a，下辽河平原被快速充填，开始成陆。与全球海面变化时空分布特征的对比，推断辽东湾的第II海相层发育于MIS 5- MIS 3早期，第I海相层发育于MIS 1阶段高海面时期。晚更新世以来频繁的海面升降是辽东湾泥质海岸带地层和环境演化的主要控制因素。     

河北唐山西部PZK14孔晚新生代沉积演化特征

为查明唐山西部平原区晚新生代以来松散堆积物的沉积演化特征,依托鸦鸿桥幅1∶5万区域地质调查工作,对唐山西部PZK14孔进行色度、粒度、视电阻率测井、自然伽马测井等研究,划分沉积相并计算各时段的沉积速率,结果表明: 该地区新生代晚期主要发育湖泊相、三角洲相和河流相。早更新世初始发育三角洲相,随着气候转暖,古滦河冲积扇退积,三角洲相转变为河流相; 早更新世中—晚期,发育3个湖泊-三角洲相沉积旋回; 中更新世发育一个湖泊-三角洲相沉积旋回; 晚更新世初沉积了巨厚的湖相层,随着气候转冷,渤海湾沿岸海侵结束,湖盆开始萎缩,转变为河流相; 全新世则以河间洼地沉积为主。沉积速率-年龄曲线表明: 第四纪以来构造作用对该地区沉积速率控制较弱,气候为影响沉积相发育的主要因素。第四纪各个时期的沉积速率均较快,奥杜威极性亚时(1.95~1.77 Ma)沉积速率最大,约为194.0 m/Ma; 2.52~1.95 Ma沉积速率最小,约为111.2 m/Ma。研究成果对恢复该区域古地理演化、水工环地质勘查等具有重要意义。     

3.45 Ma以来滦河冲积扇中部唐山TD1孔记录的区域构造和气候演化

对位于渤海湾西北岸晚更新世早期滦河冲积扇中部的TD1孔进行了磁性地层学、¹⁴C测年、沉积旋回、测井沉积学、孢粉地层学和介形类研究,结果表明:(1)220m 深的钻孔地层记录了古地磁学布容(Brunhes)、松山(Matuyama)和高斯(Gauss)极性时,钻孔底部层位年龄接近3.45 Ma。(2)钻孔揭示了滦河冲积扇中部地层结构,最厚的湖相沉积地层出现在上新世,第四纪以来主要由辫状河流体系分支河道相与相关沉积构成。(3)测井相与岩心沉积相分析结合显示,约3.45Ma以来出现6个大沉积旋回,与冲积扇顶端钻孔所见沉积旋回在深度上基本可以对比,其中3.2、3.0、2.0和0.78Ma的沉积旋回分别覆于全孔4期浅水湖泊—湖沼沉积物之上;末次盛冰期与渤海湾西岸钻孔一样出现浊黄橙色沉积,显示低水位域的沉积特征。(4)尽管古季风可以导致降水增多并出现湖沼沉积,但是该钻孔有机质含量最高的是在6 ka BP层位,中全新世大暖期气候对该地水热状况影响最大。     

黄河三角洲ZK1孔晚第四纪以来沉积层序演化及其古环境意义

对黄河三角洲ZK1孔粒度、岩性、微体古生物组合和14C年代进行了分析,探讨了研究区晚第四纪以来的沉积层序演化历史及其古环境意义。黄河三角洲的ZK1孔共发育三个海侵层,自下而上为深海氧同位素3期（MIS3）的第Ⅲ海侵层和第Ⅱ海侵层以及氧同位素1期（MIS1）的第Ⅰ海侵层,指示自氧同位素4期（MIS4）以来研究区共发生三次主要海平面波动。这三次海平面波动分别对应于渤海海侵、献县海侵和黄骅海侵。根据沉积记录信息,ZK1孔可分辨第Ⅰ海侵层的河口三角洲相（5.63~14.04 m）和滨岸浅海相（14.04~20.62 m）,第Ⅱ海侵层的滨岸浅海相（39.52~49.57 m）和河口三角洲相（49.57~ 51.52 m）,第Ⅲ海侵层的滨岸浅海相（76.00~83.63 m）和潮滩相（83.63~92.70 m）,均以特征的微体古生物组合和沉积相为标志。结合前人研究,阐明了本区自晚第四纪以来的海平面变化及沉积环境演变历史。