林鐘揚,劉 健,金翔龍,吳 鳴,趙旭東,潘少軍
1. 浙江省地質(zhì)調(diào)查院,杭州 311203;2. 自然資源部第二海洋研究所 自然資源部海底科學(xué)重點實驗室,杭州 310012;3. 自然資源部 平原區(qū)農(nóng)用地生態(tài)評價與修復(fù)工程技術(shù)創(chuàng)新中心,杭州 311203;4. 中國地質(zhì)大學(xué) 海洋學(xué)院,武漢 430074
杭州灣北岸嘉興平原湖泊眾多,河流縱橫,為沖積平原和淺碟形洼地,地勢大致呈東南向西北傾斜,平均海拔2.8 m,屬江南古陸外緣杭州灣凹陷,其作為長江三角洲杭嘉湖平原腹地,是中國沿海地區(qū)第四系厚度較大的沉積區(qū)之一。更新世以來長江三角洲南翼的杭嘉湖平原受海洋和區(qū)域性大河流的雙重作用,海岸陸架區(qū)海水交替性的進(jìn)退形成了豐富的海陸變遷、河流入海和古氣候變化等沉積環(huán)境演化信息,古氣候冷暖波動、冰期與間冰期交替以及海平面變化備受學(xué)者關(guān)注。利用有孔蟲和介形蟲的有無、豐度、組合特征來判斷海侵層是一種有效、可靠的方法,20世紀(jì)80年代以來中國不少學(xué)者對長江三角洲沉積物的第四紀(jì)層序、粒度、古地磁、孢粉和微體生物進(jìn)行了分析研究(趙松齡,1984;張家強等,1998;于振江等,2005;林春明等,2015),在長江三角洲平原做了大量的工作并取得了不少重要成果,為第四紀(jì)尤其是全新世以來的沉積特征、層序地層分析和古環(huán)境演變進(jìn)一步研究奠定了基礎(chǔ)(張玉蘭,2005;Chen et al.,2008;林春明等,2016;蘇建鋒等,2017;程瑜等,2019)。另外,也有學(xué)者對長江三角洲第四紀(jì)演化和海侵地層劃分進(jìn)行了研究,為第四紀(jì)尤其是全新世以來的沉積特征、層序地層分析和古環(huán)境演變進(jìn)一步研究奠定了基礎(chǔ),也為長江三角洲評議第四紀(jì)演化研究提供了較為詳細(xì)的依據(jù)(陳靜等,2009; Miao et al., 2015; 趙希濤等, 2017; 林鐘揚等,2019)。
受鉆探難度、鉆孔深度和鉆孔樣品采集測試分析技術(shù)水平的限制,已有研究工作集中對全新世時期的古環(huán)境研究較為深入,而針對長江三角洲南翼上新世以來尤其是揭露至基巖的沉積環(huán)境、古氣候變化研究相對較少,缺乏上新世時期以來的高精度測試資料,一定程度上制約了長江三角洲平原第四紀(jì)地層的劃分和全區(qū)對比。本文基于以上工作和研究概況,選取位于長江三角洲南翼、杭州灣北岸在更新世時期以來沉積序列較完整、連續(xù)的BZK04鉆孔,通過對沉積物進(jìn)行高分辨率的有孔蟲、介形類化石和孢粉組合的系統(tǒng)分析,結(jié)合粒度、測年和磁學(xué)數(shù)據(jù)控制沉積相劃分及建立年代框架,對研究區(qū)古植被、古氣候、沉積環(huán)境演化特征進(jìn)行了研究,進(jìn)一步為長江三角洲南翼更新世以來的第四紀(jì)地層劃分和對比研究提供基礎(chǔ)資料。
BZK04 孔(30°44′45″N,120°53′59″E) 位 于 嘉興市南湖區(qū)大橋鎮(zhèn)步云社區(qū)(圖1),孔深237.80 m,其中236.50 m以下為基巖。將鉆孔巖芯從正中沿縱向剖開、修平和巖性描述,采集沉積物微體古生物(有孔蟲、介形蟲)和孢粉分析樣品各104件、采集粒度含量分析樣品184件、采集古地磁樣品175件、采集光釋光測年樣品8件,采樣間隔一般為1 m。
圖1 BZK04鉆孔位置圖Fig. 1 Map showing the geographical location of the BZK04 borehole
微體古生物分析、孢粉分析、粒度分析及古地磁分析均委托中山大學(xué)地球科學(xué)系完成。微體古生物分析包括有孔蟲和介形蟲的屬種鑒定和定量統(tǒng)計,采用傳統(tǒng)的分析方法:采用沉積物樣品在60℃下烘干,稱取50 g左右干樣加少許15%的過氧化氫(H2O2)溶液,待樣品散開后用0.052 mm孔徑篩水洗,進(jìn)行浮選和過濾后,在Nikon E 200生物顯微鏡下進(jìn)行屬種鑒定和定量統(tǒng)計,以100 g干樣計算(劉春蓮等,2008;黎兵等,2011;林鐘揚等,2019;孫玨等,2020)。孢粉分析稱取每個樣品50 g,經(jīng)酸堿處理和重液浮選,吸取含孢粉的浮選物制片,在顯微鏡下鑒定、統(tǒng)計和計算百分比含量。
對184件樣品進(jìn)行了沉積粒度分析,分析方法如下:稱取10 g左右風(fēng)干樣品于50 mL燒杯中,加蒸餾水15 mL浸潤,再加入10 mL體積分?jǐn)?shù)20%的H2O2溶液,去除有機質(zhì),攪拌使其充分反應(yīng),靜置12 h后抽去上層清液,加入10 mL的0.1 mol/L的(NaPO3)6作為分散劑,用超聲波清洗儀震蕩,使顆粒充分分散,攪拌后靜置12 h后抽去上層清液,最后用蒸餾水稀釋、清洗樣品,保留沉積物懸濁液用于測試,采用Mastersizer 2000型激光粒度儀測量(王張華等,2008;趙亞楠等,2015;鄧智瑞等,2016)。
古地磁測量采用2G-760 U-Channel 巖石超導(dǎo)磁力儀,對175件樣品進(jìn)行交變退磁,全部退磁實驗均在磁屏蔽空間(小于300 nT)里完成(孫文峰等,2017)。采用英國生產(chǎn)Bartington雙頻磁化率儀測量樣品的磁化率。為確保數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和可靠性,每塊樣品均測量三個不同軸向上的磁化率而取平均值,其單位為國際單位SI。
選擇含有炭屑的沉積物樣品經(jīng)密封包裝,委托中國科學(xué)院廣州地球化學(xué)研究所進(jìn)行了8件樣品的光釋光測年(OSL),采用常規(guī)方法,取約100 g未曝光樣品放置于1000 mL的燒杯中,用蒸餾水浸泡;先用30%的雙氧水去除有機質(zhì),再用30%的鹽酸去除碳酸鹽類礦物,然后用蒸餾水將懸濁液洗至中性,根據(jù)Stokes定理,分離出4~11 μm的細(xì)顆?;旌系V物,再將它們浸泡在氟硅酸中3 d,去除長石類等礦物,提純細(xì)顆粒石英,最后用乙醇將提純的細(xì)顆粒石英樣品均勻沉淀在直徑為9.7 mm的不銹鋼片上,使用丹麥Ris?實驗室生產(chǎn)的Ris? TL/OSL-DA-20熱釋光/光釋光儀器完成。
研究區(qū)第四紀(jì)地層受海陸變遷影響顯著,成因類型復(fù)雜,海、陸相沉積相互疊置,巖性變化頻繁,沉積物厚度大。其中,同一時期內(nèi),若物質(zhì)來源和沉積環(huán)境基本一致,則巖性也會大致相同,不同地質(zhì)時期隨沉積條件的改變,巖性也會發(fā)生變化,包括巖石(土)類型、顏色、結(jié)構(gòu)、沉積構(gòu)造等方面。以宏觀的海侵海退期次或沉積旋回為地層單元劃分依據(jù),以古土壤層和海侵層作為標(biāo)志層,觀察沉積物的巖性變化,可開展BZK04鉆孔的第四紀(jì)巖石地層劃分。根據(jù)巖性特征,結(jié)合研究區(qū)地層單元劃分依據(jù),鉆孔自下而上依次為基巖長河組碳質(zhì)泥巖(Ech,236.5~237.8 m)、早更新世以來的嘉興組、前港組、東浦組、寧波組、鎮(zhèn)海組,巖性分層及地層劃分見圖2。
圖2 BZK04巖心的地層劃分及巖性特征Fig. 2 Stratigraphic division and lithologic characteristics of the BZK04 core
(1)基巖長河組碳質(zhì)泥巖(Ech),孔深揭露于236.5~237.8 m,巖性為強風(fēng)化含礫砂巖。
(2)嘉興組(N-Qp1j),孔深揭露于 147.0~236.5 m,以硬土層為標(biāo)志可分為兩段,總厚度89.5 m。147.0~148.8 m為沖湖積成因嘉興組三段(al-lN-Qp1j3),厚度1.8 m,灰黃色黏土為主,鐵錳質(zhì)含量高;148.8~205.4 m為沖(洪)積成因嘉興組三段(al(pl)N-Qp1j3),厚度56.6 m,巖性主要為中砂、粉砂與黏土互層、中粗砂與礫砂交替出現(xiàn)。205.4~236.5 m為沖 (洪)積成因嘉興組二段 (al(pl)N-Qp1j2),厚度31.1 m,巖性以細(xì)砂、砂礫石為主。
(3)前港組(Qp2q),孔深揭露于84.0~147.0 m,以硬土層為標(biāo)志可分為兩段,總厚度63.0 m。84.0~106.3 m為沖湖積、湖沼積和沖積成因的前港組二段(Qp2q2),厚度22.3 m,灰色黏土夾砂土,局部層理發(fā)育,可見少量貝殼碎片和鈣泥質(zhì)結(jié)核。106.3~147.0 m為沖湖積、湖沼積成因的前港組一段(Qp2q1),厚度40.7 m;106.3~132.4 m為黏土層,含較多鐵錳質(zhì)氧化物,局部較多粉細(xì)砂顆粒;132.4~137.8 m為青灰色黏土夾砂土,層理發(fā)育,局部含半碳化植物殘體;137.8~147.0 m為灰色黏土和中砂層,微顯層理,含較多鐵錳質(zhì)氧化物。
(4)東浦組(Qp3d),孔深揭露于58.5~84.0 m,以硬土層為分組標(biāo)志,總厚度25.5 m。58.5~62.5 m巖性為青灰色黏土,厚度4.0 m,下部顆粒較粗,含較多鐵錳質(zhì)氧化物和鈣泥質(zhì)結(jié)核。62.5~84.0 m為沖海積成因東浦組,厚度21.5 m,主要為粉砂層,層理發(fā)育,可見鈣泥質(zhì)結(jié)核。
(5)寧波組(Qp3n),孔深揭露于19.6~58.5 m,以硬土層為分組標(biāo)志,主要沉積物為沖湖積、海積、沖海積的黏土、黏土夾砂土、砂土層,總厚度38.9 m。19.6~43.1 m為寧波組二段(Qp3n2),厚度23.5 m,巖性為棕黃色—深灰色的黏土、砂土夾粉砂層,含鐵錳質(zhì)氧化物、鈣質(zhì)結(jié)核。43.1~58.5 m為寧波組一段(Qp3n1),厚度15.4 m,巖性主要為灰色黏土、黏土夾砂土層。43.1~51.4 m為沖湖積成因,含較多鐵錳質(zhì)氧化物,局部微顯層理。51.4~58.5 m主要為沖海積、夾薄層海積層的砂土和黏土,局部為粉砂,海積層可見蟲孔和較多貝殼碎片。
(6)鎮(zhèn)海組(Qhzh),孔深揭露于0~19.6 m。0~3.6 m為鎮(zhèn)海組二段(Qhzh2),主要為雜填土和沖湖積成因的黏土層,灰色,層厚3.6 m。3.6~19.6 m為鎮(zhèn)海組一段(Qhzh1),其下部為淤泥質(zhì)黏土,3.6~8.5 m為沖湖積成因鎮(zhèn)海組一段,厚度4.9 m,巖性以灰褐色黏土層為主;8.5~14.0 m為沖海積成因,厚度5.5 m,巖性為青灰色黏土夾粉砂層;14.0~19.6 m為海積成因,厚度5.6 m,巖性為淤泥質(zhì)黏土為主,局部見泥質(zhì)結(jié)核。
根據(jù)光釋光(OSL)方法測得的年代數(shù)據(jù)見表1,在孔深24.0 m、29.0 m和59.0 m處的OSL年齡分 別 為 60.5±3.3 ka、74.8±3.8 ka 和 120.6±8.9 ka,其地層時代均屬于晚更新世。在孔深90.2 m處的OSL年齡為142.7±9.6 ka,其地層時代屬于中更新世,另外在孔深108.5 m、129.0 m和138.2 m處的OSL年齡均大于150 ka。
表1 BZK04巖心的光釋光(OSL)測年結(jié)果Table 1 OSL dating results of the BZK04 core
BZK04鉆孔104個孢粉樣品共鑒定孢粉類型37種,其中木本植物花粉18種,草本植物花粉11種,蕨類孢子8種。孢粉組合中木本植物含量最高,約為85.1%,蕨類孢子次之約為8.7%,草本植物花粉含量僅為6.3%。針葉類植物花粉以松屬(Pinus)、杉科(Taxodiaceae)花粉為主,含有少量鐵杉屬(Tsuga)等花粉。闊葉類植物花粉以楓香樹屬(Liquidambar)花粉為主,還含有一定量的榆屬(Ulmus)、水青岡屬(Fagus)、胡桃屬(Juglans)、櫟屬(常綠,Quercus)、鵝耳櫪屬(Carpinus)的花粉。草本植物以莎草科(Cyperaceae)、蓼屬(Polygonum)花粉為主,其次為禾本科(Poaceae)、石竹科(Caryophyllaceae)花粉,含有少量百合科(Liliaceae)、車前草屬(Plantago)花粉。蕨類植物以水龍骨科(Polypodiaceae)、三縫孢子(Trilete spore)、水龍骨屬(Polypodium)為主。依據(jù)孢粉類型的變化和組合特征,可劃分18個孢粉組合帶(圖3):
圖3 BZK04鉆孔的孢粉組合帶劃分Fig. 3 Sporopollen assemblage zone division of the BZK04 core
P1(235~212 m):孢粉總濃度略低,平均濃度為104粒/克。蕨類植物花粉含量占絕對優(yōu)勢,平均含量為85.5%,其中水龍骨科、三縫孢子和鳳尾蕨屬含量最為豐富;木本植物花粉平均含量為14.5%,以松屬等針葉植物花粉為主;未發(fā)現(xiàn)草本植物花粉。
P2(212~166.5 m):孢粉總濃度低,平均濃度僅為9.3粒/克。僅發(fā)現(xiàn)木本植物花粉,為冷杉屬、含羞草屬和松屬。
P3(164.8~160 m):孢粉總濃度低,平均濃度僅為58粒/克。木本植物花粉含量占絕對優(yōu)勢,平均含量為79.5%,以松屬等針葉植物和櫟屬植物花粉為主;草本植物平均含量為10.2%,主要是禾本科植物花粉;蕨類植物平均含量僅為10.2%,主要為三縫孢子。
P4(157~137 m):孢粉總濃度為零。
P5 (135~131 m):孢粉總濃度低,平均濃度為69粒/克。全部為蕨類植物花粉,其中三縫孢子、水龍骨科、金毛狗屬含量最為豐富,其次為鳳尾蕨屬。
P6(129~105 m):孢粉總濃度為零。
P7(103~99 m):孢粉總濃度高,平均濃度為16445粒/克。木本植物花粉含量占絕對優(yōu)勢,平均含量為92.9%,以松屬等針葉植物花粉為主,其次為楓香樹屬、榆樹屬等;蕨類植物平均含量為5.7%,以水龍骨科為主;草本植物花粉平均含量為1.4%,以蓼屬為主。
P8(97~93 m):孢粉總濃度較低,平均為102粒/克。木本植物花粉含量占主要優(yōu)勢,平均含量為65.5%,主要為楓香樹屬,其次為松屬;蕨類植物平均含量為34.5%,以水龍骨科為主,其次為三縫孢;草植物花粉含量為0。
P9(91~80 m):孢粉總濃度高,平均濃度為2776粒/克。木本植物花粉含量占絕對優(yōu)勢,平均含量為85.8%,其中松屬、冷杉屬含量最為豐富,其次為楓香樹屬等;蕨類植物平均含量為12.8%,以水龍骨科為主;草本植物花粉平均含量為1.4%,主要為蒿屬。
P10 (78~75 m):孢粉總濃度較低,平均濃度為169粒/克。木本植物花粉含量占絕對優(yōu)勢,平均含量為87.6%,其中松屬含量最為豐富,其次為楓香樹;蕨類植物平均含量為7.0%,以三縫孢子為主;草本植物花粉平均含量為1.1%,以蓼屬為主。
P11(73~69 m):孢粉總濃度較高,平均濃度為1039粒/克。木本植物花粉含量占絕對優(yōu)勢,平均含量為94.9%,其中松屬含量最為豐富,其次為山毛櫸屬、鐵杉屬、楓香樹屬等;蕨類植物平均含量為5.1%,以三縫孢子為主;草本植物花粉平均含量為0。
P12(66~62 m):孢粉總濃度較低,平均濃度為297粒/克。木本植物花粉含量占絕對優(yōu)勢,平均含量為74.6%,其中主要為松屬、鐵杉等針葉植物花粉,其次為山毛櫸屬、楓香樹屬等;蕨類植物平均含量為23.2%,以三縫孢子為主;草本植物花粉平均含量為2.2%,以莎草科為主。
P13(60~58 m):孢粉總濃度高,平均濃度為2847粒/克。木本植物花粉含量占絕對優(yōu)勢,平均含量為79.1%,其中主要為松屬、冷杉等針葉植物花粉,其次為山毛櫸屬、櫟屬等;蕨類植物平均含量為12.9%,以三縫孢子為主等;草本植物花粉平均含量為7.9%,以莎草科為主。
P14(57~42 m):孢粉總濃度低。
P15(38.4~35 m):孢粉總濃度略有升高,平均濃度為190粒/克。木本植物花粉含量占絕對優(yōu)勢,平均含量為73.7%,其中松屬含量最為豐富,其次為木蘭屬等;蕨類植物平均含量為17.6%,以水龍骨科為主;草本植物花粉平均含量為6.5%,以禾本科為主。
P16(32~21 m):孢粉總濃度低,平均濃度為37粒/克。蕨類植物花粉含量占絕對優(yōu)勢,平均含量為91%,其中水龍骨科含量最為豐富,其次為三縫孢子等;木本植物平均含量為9%,以木蘭屬為主;幾乎不含草本植物花粉。
P17(20~14 m):孢粉總濃度高,平均濃度為3247粒/克。木本植物花粉含量占絕對優(yōu)勢,平均含量為74.2%,其中胡桃屬、松屬含量最為豐富,其次為榆樹屬、鐵杉屬、杉科、櫟屬等;草本植物平均含量為15.2%,以莎草科為主,其次為蓼屬、毛茛科;蕨類植物花粉平均含量為10.6%,以水龍骨科為主。
P18(12.6~3.5 m):孢粉總濃度低,平均濃度為109粒/克。蕨類植物花粉含量占絕對優(yōu)勢,平均含量為68.1%,其中三縫孢子、水龍骨科含量最為豐富,其次為海金沙屬、鳳尾蕨屬、金毛狗屬等;木本植物平均含量為27.5%,以松屬為主;草本植物花粉平均含量為4.3%,以百合科為主。
BZK04孔分析有孔蟲樣品104個,共鑒定出有孔蟲11屬17種,其中包括16種底棲有孔蟲,1種浮游有孔蟲,每100 g沉積物含有孔蟲殼體0~497489枚。BZK04孔分析介形類樣品104個,共鑒定出介形類8屬8種。每100 g沉積物含介形類殼體0~125569枚。有孔蟲和介形類總豐度及屬種深度分布見表2、部分有孔蟲和介形類屬種見圖4。
圖4 BZK04鉆孔的部分有孔蟲(1-6)和介形類(7-12)版圖Fig. 4 Images of selected foraminifera (1-6) and ostracoda (7-12) of the BZK04 core
表2 BZK04巖心的有孔蟲和介形類總豐度及屬種深度分布Table 2 The abundance and genus depth distribution of foraminifera and ostracoda of the BZK04 core
前人根據(jù)粒度、微體古生物等分析指標(biāo)提供的信息研究了長江三角洲不同層位的沉積相根據(jù)孢粉、有孔蟲等指標(biāo)恢復(fù)了不同時期的古環(huán)境特征(王張華等,2004;韋桃源等,2006;劉靜偉等,2007;馬雪等,2015;鄧程文等,2016;Pan et al.,2017;Gao et al.,2019;林鐘揚等,2019),并進(jìn)行了相關(guān)時期的古氣候變遷研究。BZK04孔揭示的地層為孔深236.5 m以上的沉積記錄,根據(jù)巖性分層特征、沉積相、孢粉、有孔蟲及介形蟲以及粒度分布頻率曲線對鉆孔的沉積環(huán)境進(jìn)行綜合分析,建立BZK04孔多重地層劃分框架(圖5):
圖5 BZK04鉆孔的多重地層劃分對比和古環(huán)境特征推測Fig. 5 Multiple stratigraphic divisions and correlations and paleo-environmental characteristics interpretations of the BZK04 core
鉆孔揭露早更新世地層相當(dāng)于孢粉P1~P3帶及P4帶早期,下段為沖(洪)積成因嘉興組二段(al(pl)N-Qp1j2),根據(jù)巖性特征和粒度分析曲線,沉積物顆粒細(xì)砂、砂礫石及黏土夾層,沉積環(huán)境推斷為河流相,厚度31.1 m,該層位未見有孔蟲和介形類微體生物,孢粉總濃度略低,平均濃度為104粒/克,蕨類植物花粉含量占絕對優(yōu)勢,平均含量為85.5%,孢粉組合表現(xiàn)的植被類型應(yīng)為溫帶季風(fēng)氣候,氣候溫凉偏濕,推斷其對應(yīng)第三溫暖期。上段為沖(洪)積成因嘉興組三段(al(pl)N-Qp1j3),巖性特征反映沉積物為中砂、中粗砂和砂礫石為主,沉積環(huán)境推斷為河流相,厚度57.1 m,該層位未見有孔蟲和介形類微體生物,孢粉總濃度低,以木本植物花粉為主,孢粉組合表現(xiàn)的植被類型應(yīng)為溫帶大陸性氣候或溫帶季風(fēng)氣候,溫凉偏濕,推斷其對應(yīng)第四溫暖期。嘉興組三段的頂部(147.0~148.3 m)為沖湖積成因的嘉興組三段(al-lN-Qp1j3),沉積物為黏土層,含較高的鐵錳質(zhì)氧化物,推斷沉積環(huán)境為河湖相,孢粉總濃度為零,未見有孔蟲和介形類微體生物,孢粉組合表現(xiàn)的植被類型應(yīng)為冷而干燥的氣候,推斷該時期對應(yīng)為短期的第4寒冷期。按暖期—冷期的周期律,揭示BZK04孔在早更新世時期存在2個氣候旋回過程。
鉆孔揭露中更新世地層對應(yīng)孢粉P4帶后期及P5~P9帶,沉積物多為黏土、黏土夾砂土層,揭示中更新世包含2個古氣候旋回,主要地層為前港組一段、前港組二段。下段前港組一段主要為沖積(alQp2q1)、湖沼積(lhQp2q1)和沖湖積(al-lQp2q1)成因地層,推測沉積環(huán)境為河流相、淺湖相和河湖相沉積,其中沖積成因地層層厚9.7 m,該時期孢粉總濃度低,平均濃度為69粒/克,全部為蕨類植物花粉,其中三縫孢子、水龍骨科、金毛狗屬含量最為豐富,其次為鳳尾蕨屬,孢粉組合表現(xiàn)的植被類型應(yīng)為溫帶季風(fēng)氣候,推斷其對應(yīng)古氣候分期的第五溫暖期;湖沼積和沖湖積成因地層層厚31.0 m,該時期孢粉總濃度為零,孢粉組合表現(xiàn)的植被類型應(yīng)為冷而干燥氣候,推斷其對應(yīng)第5寒冷期。
上段前港組二段主要為湖沼積(lhQp2q2)和沖湖積(al-lQp2q2)成因地層,推測沉積環(huán)境為湖泊相和河湖相沉積,對應(yīng)孢粉P7—P9帶,在孔深90.2 m處測得的OSL年齡為142.7±9.6 ka,地層年代屬中更新世。其中湖沼積成因地層層厚5.7 m,該時期孢粉總濃度高,平均濃度為16445粒/克,木本植物花粉含量占絕對優(yōu)勢,平均含量為92.9%,以松屬等針葉植物花粉為主,孢粉組合表現(xiàn)的植被類型應(yīng)為亞熱帶針葉林,氣候溫暖偏干,推斷其對應(yīng)第六溫暖期;沖湖積成因地層層厚16.6 m,該時期孢粉總濃度較低,平均為102粒/克,木本植物花粉含量占主要優(yōu)勢,平均含量為65.5%,主要為楓香樹屬,其次為松屬;蕨類植物平均含量為34.5%,孢粉組合揭示植被類型應(yīng)為亞熱帶混交林,古氣候冷而濕潤,推斷其對應(yīng)第6寒冷期。
多重地層劃分對比表明,BZK04孔在孢粉組合P10~P16孢粉帶對應(yīng)晚更新世地層,反映晚更新世包括3個氣候旋回,主要地層為東浦組、寧波組一段和寧波組二段。在孔深24.0 m、29.0 m和59.0 m處分別測得 OSL 年齡為 60.5±3.3 ka、74.8±3.8 ka和120.6±8.9 ka,地層年代揭示為晚更新世。
東浦組對應(yīng)海平面變化的王店海侵時期,多為粉砂層夾砂土及黏土互層,早期為潮坪相沉積環(huán)境,為東浦組的沖海積(al-mQp3d)成因地層,古氣候分期對應(yīng)第七溫暖期,孔深58~60 m處揭示孢粉總濃度高,平均濃度為2847粒/克,木本植物花粉含量占絕對優(yōu)勢,該組合表現(xiàn)的植被類型應(yīng)為亞熱帶針葉林,氣候溫暖偏濕,該時期有孔蟲含量高,但種類較單調(diào),每100 g沉積物含有孔蟲殼體為384~109354枚,主要為Ammonia beccarii和Cribrononion subincertum,介形類在80 m層位相對較多,每100g沉積物含介形類殼體達(dá)7483枚,以Sinocytheridea impressa和Neosinocythere elongata為主。東浦組上段為黏土和砂土層,揭示淺海相沉積環(huán)境,為東浦組的沖海積成因地層,古氣候分期對應(yīng)第7寒冷期,孢粉總濃度較低,介形類極豐富,每100g沉積物含介形類殼體為125569瓣,以Sinocytheridea impressa、Neomonoceratina dongtaiensis、Loxoconcha ocellata、Sinocythere sinensis和Bicornucythere leizhouensis為主。沉積環(huán)境和孢粉組合反映該時期氣候寒冷干燥。
寧波組一段對應(yīng)杭州海侵早期,主要為沖海積(al-mQp3n1)和沖湖積(al-lQp3n1)成因地層,巖性為黏土、黏土夾砂土層,推斷為河口灣相和河湖相的沉積環(huán)境,古氣候分期對應(yīng)第八溫暖期和一個短期的亞冷期。孢粉含量較低,未見有孔蟲和介形類,無法判斷氣候類型。寧波組二段對應(yīng)杭州海侵后期,主要為海積(mQp3n2)、沖海積(al-mQp3n2)和沖湖積(al-lQp3n2)成因地層,巖性為黏土層為主,局部夾粉砂層,孢粉總濃度略高,平均濃度為190粒/克,木本植物花粉含量占絕對優(yōu)勢,平均含量為73.7%,孢粉組合揭示植被類型應(yīng)為溫帶針葉林,溫凉濕潤,該時期少見有孔蟲和介形類,沉積環(huán)境推斷為河口灣相、河湖相沉積,古氣候時期對應(yīng)第八溫暖期后期的亞暖期和第8寒冷期。
全新世揭示了1次氣候旋回。全新世早期,海平面上升,海侵作用急劇加強,對應(yīng)海平面變化富陽海侵前期,為鎮(zhèn)海組一段的沖海積(al-mQhzh1)和海積(mQhzh1)成因地層,沉積環(huán)境為潮坪相,屬于冰后期時期早期,古氣候分期為大西洋期。巖性主要為淤泥質(zhì)黏土和砂土層,14.0~19.6 m孢粉總濃度高,平均濃度為3247粒/克,木本植物花粉含量占絕對優(yōu)勢,平均含量為74.2%,該組合表現(xiàn)的植被類型應(yīng)為亞熱帶混交林,溫暖偏濕;12.6~3.5 m孢粉總濃度稍低,平均濃度為109粒/克,蕨類植物花粉含量占絕對優(yōu)勢,平均含量為68.1%,該組合表現(xiàn)的植被類型應(yīng)為溫帶海洋性氣候,氣候溫凉濕潤??咨疃燃s19 m發(fā)現(xiàn)介形類化石,每100 g沉積物含介形類殼體達(dá)1890枚,以Sinocytheridea impressa、Loxoconcha ocellata和Bicornucythere leizhouensis為主。在孔深約15~19 m處出現(xiàn)有孔蟲,每100 g沉積物含有孔蟲殼體為5~58321枚, 以Ammonia beccarii和Cribrononion subincertum為主。
全新世后期對應(yīng)富陽海侵后期,為鎮(zhèn)海組二段(al-lQhzh2)的沖湖積成因地層,沉積環(huán)境為河湖相,屬于冰后期晚期,古氣候分期為亞北方期。巖性主要為黏土和雜填土層,孢粉總濃度低,未見介形蟲類,僅在約3.5 m處見少量有孔蟲,每100 g沉積物含有孔蟲殼體為83枚,以Ammonia和Elphidium屬為主。孢粉組合反映該時期古氣候為寒冷干燥為主。
(1)鉆孔孔深24.0 m、 29.0 m和59.0 m處的光 釋 光 地 層 年 齡 為 60.5±3.3 ka、74.8±3.8 ka和120.6±8.9 ka,地層年代屬于晚更新世;孔深90.2 m處測得屬于中更新世的光釋光年齡為142.7±9.6 ka,而在孔深108.5 m、129.0 m和138.2 m處的光釋光年齡均大于150 ka。依據(jù)鉆孔巖性特征,結(jié)合沉積相、粒度含量、孢粉組合、微體古生物的分析,鉆孔自下而上依次為基巖長河組碳質(zhì)泥巖和早更新世以來的嘉興組、前港組、東浦組、寧波組、鎮(zhèn)海組地層。
(2)BZK04孔的沉積環(huán)境記錄可劃分18個孢粉帶和7個古氣候旋回變遷。早更新世對應(yīng)孢粉P1—P3帶及P4帶早期,下段為嘉興組二段的河流相沉積,推斷為第三溫暖期的溫帶季風(fēng)氣候,氣候溫凉偏濕;上段嘉興組三段的河流相沉積,推斷為第四溫暖期的溫帶大陸性氣候或溫帶季風(fēng)氣候,溫凉偏濕;嘉興組三段頂部為沖湖積成因,推斷為短期的第4寒冷期,氣候冷而干燥。中更新世對應(yīng)孢粉P4帶后期及P5—P9帶,包含2個古氣候旋回,下段前港組一段推測沉積環(huán)境為河流相、淺湖相和河湖相沉積,河流相層位為第五溫暖期的溫帶季風(fēng)氣候;淺湖相和河湖相層位為第5寒冷期冷而干燥氣候。晚更新世對應(yīng)孢粉P10—P16帶,包含3個氣候旋回,主要地層為東浦組、寧波組一段和寧波組二段,東浦組早期為潮坪相沉積環(huán)境,推斷為第七溫暖期,東浦組晚期為淺海相沉積環(huán)境,推斷為第7寒冷期;寧波組一段為潮坪相的沉積環(huán)境,古氣候分期對應(yīng)第八溫暖期和一個短期的亞冷期。寧波組二段為河湖相沉積,推斷為第八溫暖期后期的亞暖期和第8寒冷期。全新世揭示了1次氣候旋回,早期為鎮(zhèn)海組一段的潮坪相沉積,為大西洋期;后期為鎮(zhèn)海組二段的河湖相沉積,為亞北方期。
致謝:感謝同行評審專家和編輯部老師提出的寶貴修改意見!