鄭 磊
(上海市地質(zhì)調(diào)查研究院,上海 200072)
在作為古環(huán)境指標(biāo)的微體古生物化石中,有孔蟲和介形蟲在指示海侵強(qiáng)度、恢復(fù)古環(huán)境、古氣候變化和相對海平面變化方面已積累了豐富的成果[1-8]。長江三角洲眾多鉆孔有孔蟲資料也顯示出,第四紀(jì)早期該區(qū)很少受海水侵?jǐn)_,僅少數(shù)文章提到過中、下更新統(tǒng)地層中發(fā)現(xiàn)有孔蟲[8-11],直到晚更新世以來,發(fā)生過 3 次大的海侵[12-13],但前人對三次海侵的強(qiáng)度和趨勢的認(rèn)識存在爭議[14-15]。本文通過對位于長江口南岸的LDZ1孔有孔蟲和介形蟲的分析,揭示鉆孔所在位置中更新以來的沉積環(huán)境演化和其遭受的海侵強(qiáng)度變化。
2015年10月,在長江南岸寶山區(qū)獲取鉆孔LDZ1孔(圖1),孔深100 m。 根據(jù)鉆孔巖性,以2~3 m間距,在巖性變化處共采集微體化石樣品33件,送至同濟(jì)大學(xué)海洋地質(zhì)國家重點實驗室進(jìn)行有孔蟲和介形蟲化石鑒定分析;以1 m間距采集沉積物粒度樣品共103件,送至華東師范大學(xué)河口海岸國家重點實驗室進(jìn)行粒度測試分析;本鉆孔植物碎屑稀少,因此共采集5個貝殼樣品,送至美國BETA實驗室進(jìn)行AMS14C測年。
圖1 上海地貌及LDZ1孔位置Fig.1 Map of the study area showing the location of core LDZ1 and geomorphic feature
粒度分析采用激光粒度儀法結(jié)合篩析法,激光粒度儀使用美國Coulter公司生產(chǎn)的LS13320型號測試,取樣約0.5 g,置于50 ml 燒杯,分別加入10 ml 的l0%的H2O2和10 ml的10%的HCl,分別去除有機(jī)質(zhì)和CaCO3;注滿蒸餾水,靜置24小時,去除上浮清液,加入NaPO3,用超聲波儀分散約30分鐘,使樣品充分分散后上機(jī)測試;含礫石的砂質(zhì)樣品采用了篩析法,并換算其體積百分比。最后統(tǒng)計了所有樣品中黏土(<4 μm)、粉砂(4~63 μm )、砂(63~2000 μm)和礫(>2000 μm)的百分比,并通粒度軟件或用矩陣法計算沉積物的平均粒徑和中值粒徑。
長江口沉積物中微體古生物化石普遍存在數(shù)量稀少、個體較小且以幼蟲為主的特點[16-19]。因此,為保證鑒定分析質(zhì)量,沉積物樣品經(jīng)40℃烘箱烘干后,稱取50 g干樣備用。烘干樣品加濃度為10%的H2O2200 ml充分浸泡24小時,然后用孔徑63 μm的標(biāo)準(zhǔn)篩經(jīng)水反復(fù)沖洗,收集篩上保留沉積物入40℃烘箱內(nèi)再次烘干,烘干沉積物在通風(fēng)櫥內(nèi)用比重為1.59的CCl4進(jìn)行化石浮選。浮選樣品轉(zhuǎn)入顯微鏡下進(jìn)行微體化石的挑選與鑒定,每個樣品均需挑滿200枚化石進(jìn)行屬種鑒定和定量分析。對于豐度小于200枚的樣品,鑒定數(shù)量以能基本反映有孔蟲群面貌為準(zhǔn),化石含量不足50枚不參與統(tǒng)計。
根據(jù)鉆孔沉積物的巖性,沉積物粒度組成,參考沉積物的平均粒徑和中值粒徑,結(jié)合AMS14C測年結(jié)果,將LDZ1孔自下而上分為以下16層(圖2):
圖2 LDZ1孔綜合柱狀圖Fig.2 Composite depth profile of the LDZ1 core showing dates,lithology, grain size and interpreted sedimentary facies
94.65~100m:雜色(黃、灰、蘭)硬黏土,硬塑、見藍(lán)色淋濾條帶和鐵錳銹斑、結(jié)核。本段沉積物平均粒徑在35.87~132.10 μm之間,平均值為67.26 μm,粉砂含量平均可達(dá)52.01%,在20.75%~65.50%之間,黏土含量(粒徑<10 μm)在6.55%~28.20%之間,砂含量在13.00%~72.70%之間。
91.62~94.65 m:青灰色粉砂,較均質(zhì),上部1 m夾少量泥質(zhì)粉砂薄層,水平分布,見較多云母碎屑,94.39~94.40 m見黑色植物腐殖質(zhì)碎屑層,與下伏地層突變接觸。本段沉積物平均粒徑在90.31~124.16 μm之間,平均值為107.23 μm,粉砂含量平均可達(dá)28.74%,在22.97%~34.50%之間,黏土含量(粒徑<10 μm)在7.13%~10.40%之間,砂含量在55.10%~69.90%之間。
87.00~91.60 m:89.00~91.60 m段為灰色粉砂質(zhì)泥夾少量泥質(zhì)粉砂薄層,下部含土黃色泥斑點90.42~90.77 m為灰色泥,硬塑(硬土層)內(nèi)含銹斑。87.00~89.00 m為蘭灰色泥質(zhì)粉砂夾藍(lán)色泥薄層,成水平分布,局部擾動,層厚2~3 mm,下部1 m呈互層狀。本段沉積物平均粒徑在23.41~55.37 μm之間,平均值為37.29 μm,粉砂含量平均16.92%,在53.50%~73.40%之間,黏土含量(粒徑<10 μm)在11.40%~22.90%之間,砂含量在7.80%~35.10%之間。
74.82~87.00 m:根據(jù)地層巖性判斷本段為晚更新世早期沉積。上部為青灰色粉細(xì)砂,偶見小礫石,局部富含植物碎屑;中部為含礫粗砂,礫石含量相對較低;下部為礫石層,磨圓度較差;與下伏地層突變接觸。本段沉積物平均粒徑在59.05~2861.26 μm之間,平均值為1030.88 μm,粉砂含量平均達(dá)18.86%,在6.12%~56.30%之間,黏土含量(粒徑<10 μm)在2.31%~18.70%之間,砂含量在25.00%~77.16%之間,礫石含量平均可達(dá)10.54%。
64.00~74.82 m:上部為灰、青灰色泥質(zhì)粉砂,夾泥或粉砂薄層,局部互層狀,局部見黑色有機(jī)質(zhì)碎屑,向下部顆粒變粗。下部為黃灰色粉砂質(zhì)泥夾泥質(zhì)粉砂或泥薄層,水平分布,73.37~73.58 m為青灰色細(xì)粉砂富含云母碎屑,與下伏地層突變接觸。本段沉積物平均粒徑在36.32~98.66 μm之間,平均值為72.15 μm,粉砂含量平均可達(dá)41.57%,在27.01%~68.10%之間,黏土含量(粒徑<10 μm)在8.40%~22.60%之間,砂含量在16.40%~64.10%之間。
62.27~64.00 m:灰色泥,見較多貝殼碎屑,頂?shù)撞恳娔噘|(zhì)粉砂紋層,水平分布,與下伏地層漸變接觸。本段沉積物平均粒徑在20.96~49.56 μm之間,平均值為35.34μm,粉砂含量平均可達(dá)59.73%,在59.10%~60.80%之間,黏土含量(粒徑<10 μm)在15.00%~33.30%之間,砂含量在7.40%~24.20%之間。
50.00~62.27 m:青灰色泥質(zhì)粉砂,夾灰色泥薄層,水平分布,層厚2~4 mm,54~54.5 m以泥為主,夾粉砂薄層、局部粉砂層中富含黑色植物碎屑或有機(jī)質(zhì)。本段沉積物平均粒徑在27.20~96.28 μm之間,平均值為49.48 μm,粉砂含量平均可達(dá)61.07%,在32.98%~71.10%之間,黏土含量(粒徑<10 μm)在9.52%~22.60%之間,砂含量在8.90%~57.50%之間。
39.47~50.00 m:青灰色—灰色,泥質(zhì)粉砂與灰色泥互層,以泥質(zhì)粉砂為主,泥層厚3~8 mm,水平分布,中下部見貝殼碎片,與下伏地層漸變接觸。本段沉積物平均粒徑在18.64~73.75 μm之間,平均值為38.96 μm,粉砂含量平均可達(dá)69.09%,在54.70%~76.50%之間,黏土含量(粒徑<10 μm)在12.60%~23.70%之間,砂含量在5.10%~30.70%之間。
33.00~39.47 m:黃灰色泥夾青灰色粉砂薄層,水平分布層厚1~2 mm,局部見粉砂團(tuán)塊,中下部粉砂層富含黑色有機(jī)質(zhì),與下伏地層突變接觸。本段沉積物平均粒徑在25.25~89.97 μm之間,平均值為47.99 μm,粉砂含量平均可達(dá)57.63%,在47.00%~69.50%之間,黏土含量(粒徑<10 μm)在18.70%~29.20%之間,砂含量在7.50%~32.50%之間。
30.60~33.00 m:灰色泥與細(xì)粉砂混雜層,粉砂團(tuán)塊中見較多的貝殼碎屑,與下伏地層突變接觸;頂部為灰色貝殼碎屑層,見大量破碎或完整貝殼,泥沙混雜狀。本段沉積物平均粒徑在38.17~75.32 μm之間,平均值為53.26μm,粉砂含量平均可達(dá)50.30%,在43.30%~54.50%之間,黏土含量(粒徑<10 μm)在20.90%~27.30%之間,砂含量在18.20%~35.80%之間。
24.00~30.60 m:灰色泥夾較多粉砂薄層,水平分布,局部夾擾動層理,與下伏地層漸變接觸。孔深30.4m和30.6 m貝殼測年結(jié)果均超過43500 cal a BP,為晚更新世產(chǎn)物。本段沉積物平均粒徑在19.04~25.32 μm之間,平均值為21.94 μm,粉砂含量平均可達(dá)72.21%,在65.80%~80.30%之間,黏土含量(粒徑<10μm)在14.80%~28.40%之間,砂含量在4.50%~6.50%之間。
19.50~24.00 m:上部為深褐灰、褐黃色泥—泥質(zhì)粉砂,含較多鐵錳結(jié)核、銹斑,上部2 m夾雜灰藍(lán)色淋濾條帶;下部為灰色泥與青灰色粉砂互層,泥厚2~4 mm,粉砂厚1~3 mm,局部見貝殼碎片和粉砂團(tuán)塊,與下伏地層漸變接觸。本段沉積物平均粒徑在26.95~69.60 μm之間,平均值為45.50 μm,粉砂含量平均可達(dá)60.96%,在35.20%~69.00%之間,黏土含量(粒徑<10 μm)在9.40%~22.40%之間,砂含量在8.60%~55.40%之間。
15.50~19.50 m:雜色(青灰夾雜褐色)硬黏土,含鐵錳結(jié)核和銹斑,與下伏地層漸變接觸。這層古土壤是長江三角洲地區(qū)末次盛冰期的標(biāo)志性沉積。
14.00~15.50 m:灰色泥夾少量泥質(zhì)粉砂紋層,偶見貝殼碎片,與下伏地層突變接觸,接觸面見較多貝殼碎片。本段沉積物平均粒徑在19.60~22.24 μm之間,平均值為20.92 μm,粉砂含量平均可達(dá)63.45%,在58.10%~68.80%之間,黏土含量(粒徑<10 μm)在25.10%~32.90%之間,砂含量在6.10%~9.00%之間??咨?4.5 m和15.5 m貝殼測年結(jié)果分布為3360~3660 cal a BP和4640~4860 cal a BP,屬于全新世中晚期沉積。
4.00~14.00 m:灰色泥夾粉砂紋層,層厚1 mm,水平分布,與下伏地層漸變接觸。本段沉積物平均粒徑在20.74~75.21 μm之間,平均值為40.46 μm,粉砂含量平均可達(dá)61.99%,在49.70%~74.60%之間,黏土含量(粒徑<10 μm)在17.20%~31.00%之間,砂含量在5.20%~24.80%之間。
0~4.00 m:灰黃色粉砂質(zhì)泥,見較多鐵錳結(jié)核和銹斑,見泥和粉砂紋層,與下伏地層突變接觸,本段沉積物平均粒徑在36.91~75.91 μm之間,平均值為51.50 μm,粉砂含量平均可達(dá)61.63%,在53.80%~65.80%之間,黏土含量(粒徑<10 μm)在15.40%~20.10%之間,砂含量在14.10%~30.80%之間。
分析結(jié)果在孔深44.60 m以上的樣品中見有孔蟲和海相介形蟲,下部地層僅在孔深62.60 m樣品中見少量陸相介形蟲。其余樣品均不見有孔蟲和介形蟲或螺類、貝類和輪藻等。
(1)有孔蟲分布特征
LDZ1孔浮游有孔蟲主要由未成熟的幼體和小個體屬種組成,應(yīng)是由外海經(jīng)潮流搬運而來的異地分子。本次工作中只區(qū)分出抱球蟲類和Gallitellia vivans(現(xiàn)生加利特蟲)二大類,總計挑得202枚,其中抱球蟲類居多,挑得198枚,占浮游有孔蟲全群總數(shù)的97.80%。浮游有孔蟲在有孔蟲全群(浮游有孔蟲+底棲有孔蟲)中的相對豐度最高16.6%。
底棲有孔蟲總計挑得底棲有孔蟲2541 枚,豐度最高65.0枚/g。底棲有孔蟲47屬68種,其中2個未定屬種。
根據(jù)長江口現(xiàn)代有孔蟲和介形蟲的生態(tài)分布資料[20-22],LDZ1孔底棲有孔蟲大致可以劃分出多鹽—真鹽淺海屬種、廣鹽種和半咸水種三類。其中半咸水類屬種數(shù)量和個體豐度是三類底棲有孔蟲中最低,只見5屬5種Elphidiella kiangsuensis(江蘇小希望蟲)、Helenina anderseni(縫裂海倫蟲)、Pseudogyroidina sinensis(中國假圓旋蟲)、Pseudononionella variabilis(多變假小諾寧蟲)和Stomoloculina multangula(多角口室蟲)。這些屬種在長江口和東海、黃海沿岸主要見于鹽度低于20‰的潮上帶、潮間帶和河口等少鹽至中鹽的半咸水環(huán)境。在LDZ1孔中,半咸水類底棲有孔蟲主要見于頂部2.60m處樣品中(21.1%),在其它多數(shù)樣品中的含量均不高于5%。
廣鹽類在LZD1孔中Ammonia tepidai(暖水卷轉(zhuǎn)蟲)、Cribrononion porisuturalis(孔縫篩諾寧蟲)、Cribrononion subincertum(亞易變篩諾寧蟲)和Elphidium magellanicum(縫裂希望蟲)和Nonion glabrum(光滑諾寧蟲)等4屬5種。這些種是我國東海和黃海沿岸廣布的廣鹽種,多見于河口的少鹽(1‰~5‰)至真鹽(30‰~35‰)的近岸海水中。廣鹽類有孔蟲在LDZ1孔中多數(shù)樣品中構(gòu)成優(yōu)勢成分。
LDZ1孔中多鹽—真鹽的淺海類屬種數(shù)多,共計38屬58種,主要分布在水深50 m以淺的近岸陸架和河口地區(qū)的前三角洲。有孔蟲在數(shù)量總體上以小個體屬種或未成年的幼殼為主,一般由潮流從外海搬運而來。種數(shù)占底棲有孔蟲全群的85.3%,但多數(shù)屬種的豐度較低。在LDZ1孔中最常見和數(shù)量較多的有:瓷質(zhì)殼類的Quinqueloculina akneriana(短五玦蟲),列式殼類的Bolivina robusta(強(qiáng)壯箭頭蟲)和Bulimina marginata(具緣小泡蟲),螺旋殼類的Ammonia convexidorsa(凸背卷轉(zhuǎn)蟲)和Ammonia takanabensis(高鍋卷轉(zhuǎn)蟲),平旋殼類的Elphidium advenum(異地希望蟲)、Florilus atilantica(大西洋花朵蟲)和Florirus decorus(優(yōu)美花朵蟲)等。
LDZ1孔的有孔蟲豐度、分異度和主要屬種相對豐度地層分布,詳見圖3。
圖3 LDZ1孔有孔蟲豐度分異度和主要屬種相對豐度地層分布Fig.3 Down-core variations in the benthic and planktonic foraminifera data, including abundance and percentages of main species in core LDZ1
(2)介形蟲分布特征
海相介形蟲只見于孔深41.60 m以淺的上部地層中,共計挑得543個殼瓣;陸相類見于62.60 m以淺的6個樣品中,僅得11個殼瓣。經(jīng)初步鑒定有27屬35種,其中包括陸相類2屬2種。介形蟲豐度普遍較低,最高值為8.7瓣/10g。介形蟲分異度2~16種。
海相介形蟲從生態(tài)特征可以區(qū)分為多鹽—真鹽淺海屬種、廣鹽種和半咸水種三類。半咸水類介形蟲在LDZ1孔只見Tanella opima(豐滿陳氏介)屬1種,其在現(xiàn)代長江河口地區(qū)產(chǎn)于鹽度低于18%的中鹽和少鹽半咸水環(huán)境[22]。在LDZ1孔中,它們是屬種數(shù)量和豐度最少的類群,最高豐度不高于3%。
廣鹽類介形蟲在LDZ1孔中見8屬8種,主要為Albileberis sinensis(中華潔面介)、Bicornucythere bisanensis(美山雙角花介)、Leptocythere ventriclivosa(腹結(jié)細(xì)花介)、Loxoconcha ocellifera(眼點彎貝介)、Neomonoceratina chenae(陳氏新單角介)、Neosinocythere elongata(長新中華花介)、Sinocythere dongtaiensis(東臺中華花介)和Sinocytheridea impressa(典型中華美花介)等,以上屬種主要分布在從少鹽至真鹽的河口、瀉湖和海灣等近岸環(huán)境[25]。此類在LDZ1孔中數(shù)量最豐富,在大多數(shù)樣品中以優(yōu)勢種出現(xiàn)。
LDZ1孔淺海類介形蟲屬種數(shù)量較多,見17屬24種,約占全體海相介形蟲類種數(shù)的72.7%。但多數(shù)屬種的豐度低。其中豐度較高和較常見的是Cytheropteron muiense(三浦翼花介)、Paijenborchella miurensis(三浦小佩詹博介)、Pistocythereis bradyformis(布氏形純艷花介)和Pontocythere littoralis(濱岸?;ń椋饕娪谇叭侵捱h(yuǎn)岸?;蚝涌趦蓚?cè)鹽度較高的淺海區(qū)[22]。
LDZ1孔的介形蟲豐度、分異度和主要屬種相對豐度地層分布,詳見圖4。
圖4 LDZ1孔介形蟲豐度分異度和主要屬種相對豐度地層分布Fig.4 Down-core variations of ostracoda data, including abundance and percentages of main species in core LDZ1
依據(jù)有孔蟲和介形蟲群落中不同的屬種組合特征及其所反映的生態(tài)環(huán)境,在LDZ1孔地層中識別出海、陸相地層相間的6個層段,自下而上描述如下。
(1)50.00~100.00 m
本段不見有孔蟲和海相介形蟲,僅在62.60 m和53.60~47.60 m層段的4個樣品中見個別陸相介形蟲Candona sp.和Ilyocypris sp.,在62.60 m樣品中見較多的陸相螺類Cathaica sp.。
(2)39.50~50.00 m
本段見少量有孔蟲和介形蟲,有孔蟲在11~166枚之間,豐度在0.1~1.8枚/g之間。浮游有孔蟲百分含量為13.3%,底棲有孔蟲見20種,優(yōu)勢度為27.8%。底棲有孔蟲數(shù)量豐度上以廣鹽類為主(72.2%),淺海類(23.6%)次之,半咸水類含量低(4.2%)。屬種組成上,廣鹽類Ammonia tepida(27.8%)、Elphidium magellanicum(18.6%)、Cribrononion subincertum(14.6%)和Nonion glabrum(10.4%)構(gòu) 成 群落中數(shù)量最豐富的4個種;淺海類較多的的是Ammonia convexidorsa(8.3%)。依據(jù)豐度最高的前二個優(yōu)勢種命名,底棲有孔蟲可稱之Ammonia tepida-Elphidium magellanicum組合。介形蟲只見于上部沉積物中,海相類主要是廣鹽類的Sinocytheridea impressa(71.4%)和Sinocythere dongtaiensis(17.9%)。
(3)33.00~39.50 m
本段不見有孔蟲和介形蟲。
(4)24.00~33.00 m
本段連續(xù)產(chǎn)較多的有孔蟲和介形蟲,依據(jù)化石組合特征及其所反映的沉積環(huán)境,該層可細(xì)分為上下2段。
30.60~33.00 m:本段有孔蟲數(shù)量豐富,平均豐度可達(dá)65.5枚/g,為全孔最高,其中浮游有孔蟲僅占全群的0.9%。底棲有孔蟲見21種,優(yōu)勢度高(56.7%)。底棲有孔蟲只見淺海類和廣鹽類,以前者為主(91.1%),缺失半咸水類。屬種組成上以大型殼體的Rotalidium annectens和Pseudorotalia schroeteriana為 優(yōu) 勢 種,豐 度 分 別 為56.7%和17.2%,可稱之Rotalidium annectens-Pseudorotalia schroeteriana組合。
介形蟲只見海相類,平均豐度為1.9瓣/10g,分異度16種。屬種組成上由廣鹽類和淺海類構(gòu)成,豐度分別為53.6%和46.4%,缺失半咸水類。群落中前二位優(yōu)勢種是廣鹽類Bicornucythere bisanensis(28.6%)和淺海類Pistocythereis bradyformis(23.8%);其余常見的是廣鹽類Albileberis sinensis和淺海類Cytheropteron spp.(9.5%)。可稱之Bicornucythere bisanensis-Pistocythereis bradyformis組合。
24.00~30.60 m:有孔蟲平均豐度33.7枚/g,其中浮游有孔蟲占8.5%。底棲有孔蟲分異度31~40種,平均35.3種;優(yōu)勢度平均22.7%。底棲有孔蟲群落在組成上以廣鹽類居多,平均豐度57.4%,淺海類次之(40.2%),半咸水類最少(2.4%);豐度最高的3個種全為廣鹽類,它們是Cribrononion subincertum(20.6%)、Ammonia tepida(18.2%)和Elphidium magellanicum(16.3%),可稱之Cribrononion subincertum-Ammonia tepida組合。
介形蟲見海相和陸相二類,總豐度平均6.5瓣/10 g。海相類分異度平均15種,優(yōu)勢度D1平均23.4%。海相類中以淺海類數(shù)量最豐富,平均豐度52.5%,廣鹽類次之(45.5%),半咸水類最少(2.0%)。屬種組成上以廣鹽類Sinocytheridea impressa最為豐富,平均豐度22.0%;其余常見種按豐度依次為淺海類Pistocythereis bradyformis(15.7%)、廣 鹽 類Sinocythere dongtaiensis(15.2%)和Neomonoceratina chenae(9.7%)。見少量陸相介形蟲,其豐度占全群的1.5%。介形蟲可稱之Sinocytheridea impressa-Pistocythereis bradyformis組合。
(5)15.50~24.00 m
本段不見有孔蟲和介形蟲微體古生物化石。
(6)0~15.50 m
本段依據(jù)化石組合特征及其所反映的沉積環(huán)境,該層可細(xì)分為上下2段。
4.00~15.50 m:本段有孔蟲個體普遍偏小,豐度普遍較低,最高15.1枚/g,平均僅5.7枚/g;浮游有孔蟲在全群中的相對豐度最高16.6%,平均8.6%。底棲有孔蟲分異度15~34種,平均24.3種;優(yōu)勢度平均19.6%。底棲有孔蟲在數(shù)量上以淺海類為主,平均72.5%;廣鹽類平均26.7%,半咸水類0.7%。屬種組成上豐度最高的是淺海類Ammonia takanabensis,平均豐度18.2%;依次是廣鹽類Ammonia tepida(11.4%)、淺海類Elphidium advenum(10.4%)和廣鹽類Elphidium magellanicum(8.1%)。可稱之Ammonia takanabensis-Ammonia tepida組合。
海相介形蟲少,豐度最高僅1.3瓣/10 g,平均0.8瓣/10 g;分異度2~11種,平均3.8種。群落中以廣鹽類最為豐富,平均豐度71.2%,其中Neomonoceratina chenae、Albileberis sinensis和Sinocytheridea impressa是豐度最高的3個種,平均豐度分別為44.5%、20.8%和18.0%。淺海類中最多的是Pistocythereis bradyformis(17.0%)。可稱之Neomonoceratina chenae-Albileberis sinensis組合。
0~4.00 m:本段只見底棲有孔蟲,缺失浮游類和介形蟲,有孔蟲豐度2.1枚/g;分異度10種;優(yōu)勢度D1高,72.7%。底棲有孔蟲在數(shù)量上以廣鹽類為主(75.6%),半咸水次之(21.1%),淺海類最少(3.3%)。群落的屬種組成上豐度最高的2個優(yōu)勢種是廣鹽類Ammonia tepida(72.7%)和半咸水類Elphidiella kiangsuensis(20.6%),可稱之Ammonia tepida-Elphidiella kiangsuensis組合。
LDZ1孔第一硬土層的深度和AMS14C測年結(jié)果均顯示鉆孔15.50 m以上地層為全新世以來的沉積物。根據(jù)鉆孔巖性、粒度和微體古生物化石的分布特征,推測鉆孔50.00 m以下為河湖相體系,33~50m為三角洲體系,24.00~33.00 m為淺?!涌跒丑w系,24.00 m以上為三角洲體系(圖2)。
50.00~100.00 m,為一套河流—湖泊相沉積旋回,本段未發(fā)現(xiàn)代表海相地層的有孔蟲和海相介形蟲化石,僅在62.60 m和53.60~47.60 m層段見個別陸相介形蟲和較多的陸相螺類,因此推測本段為典型的泛濫平原沉積環(huán)境。曲流河在平原的來回擺動,形成湖泊和河流相間分布的平原地貌。
39.47~50.00 m,本段沉積物為青灰色黏土質(zhì)粉砂和灰色泥互層,且見貝殼碎屑分布,表明本段受雙向水動力影響。微體古生物化石結(jié)果顯示本段還有一定量的浮游有孔蟲和數(shù)量豐度的底棲有孔蟲,有孔蟲組合為Ammonia tepida-Elphidium magellanicum,本段介形蟲則以廣鹽類的Sinocytheridea impressa為主?;诒径蔚讞锌紫x和海相介形蟲均以廣鹽類為主,也含少量的浮游有孔蟲,推測本段沉積環(huán)境為淤泥質(zhì)潮灘。
33.00~39.47 m,本段為黃灰色泥夾粉砂薄層,與上覆沉積物突變接觸,且本段頂部頂部貝殼AMS14C測年結(jié)果>43500 cal a BP,因此推測本段沉積與上覆之間可能存在侵蝕間斷。本段不見有孔蟲和介形蟲,推測為潮上帶沉積環(huán)境。
30.60~33.00 m,沉積物為泥與粉細(xì)砂混雜沉積,見較多擾動層理。另外,巖性顯示本段底部與下部的潮上帶沉積之間存在突變接觸面。本段有孔蟲豐度為全孔最高,但浮游有孔蟲僅占全群的0.9%,底棲有孔蟲淺海類占絕對優(yōu)勢(91.1%),缺失半咸水類。有孔蟲組合為Rotalidium annectens-Pseudorotalia schroeteriana。介形蟲只見海相類,組成上也以廣鹽類和淺海類為主。該段微體古生物化石主要由淺海類和廣鹽類構(gòu)成,殼體較大,底棲有孔蟲群落中含較多的暖水類Pseudorotalia schroeteriana,反映沉積時期存在暖和的底層水,推測受臺灣暖流的明顯影響。推測此時期存在一次海平面快速上升事件,海平面在短時間內(nèi)快速上升,長江入海口迅速向內(nèi)陸遷移,導(dǎo)致鉆孔所在位置水深快速加深,因此推測本段為水深較大的河口灣沉積環(huán)境。
24.00~30.60 m,本段為灰色泥夾粉砂薄層,有孔蟲分異度高,且組成上以廣鹽類居多,淺海類次之,半咸水類最少,有孔蟲組合均為廣鹽類有孔蟲;但海相介形蟲則以淺海類數(shù)量最豐富,也見少量陸相介形蟲;推測此段沉積環(huán)境為河口灣。
15.50~24.00 m,本段不見有孔蟲和介形蟲微體古生物化石,根據(jù)巖性推測下部(19.5~24.0 m)為潮上帶沉積環(huán)境,上部(15.5~19.5 m)為雜色硬黏土,前人研究顯示其形成于末次盛冰期。
4.00~15.50 m:測年結(jié)果顯示本段形成于全新世中晚期,本段有孔蟲個體普遍偏小,豐度普遍較低,且浮游有孔蟲在全群中的相對豐度最高,底棲有孔蟲在數(shù)量上以淺海類為主,廣鹽類次之,半咸水類最少。有孔蟲組合為Ammonia takanabensis-Ammonia tepida。本段海相介形蟲少,且以廣鹽類為主,組合為Neomonoceratina chenae-Albileberis sinensis。該層有孔蟲和海相介形蟲個體偏小,群落中以淺海類和廣鹽類為主,并具有少量的半咸水類有孔蟲,推測為沉積環(huán)境為淤泥質(zhì)潮灘。
0~4.00 m:本段只見底棲有孔蟲,缺失浮游類和介形蟲,底棲有孔蟲在數(shù)量上以廣鹽類為主,半咸水次之,淺海類最少(3.3%)。群落的屬種組成上豐度最高的2個優(yōu)勢種是廣鹽類Ammonia tepida和半咸水類Elphidiella kiangsuensis。該層底棲有孔蟲主要由廣鹽類和半咸水類組成,不見浮游有孔蟲和海相介形蟲,推測為河口潮上帶的沉積環(huán)境。
總結(jié)以上,LDZ1孔沉積序列、微體化石記錄以及測年數(shù)據(jù)綜合表明,長江三角洲南部濱海平原區(qū)晚更新世早期海侵較弱,而晚更新世中晚期海侵較強(qiáng),這與區(qū)域認(rèn)識一致[12]。LDZ1孔補(bǔ)充了更為豐富的微體化石資料,特別是30.6 m層位處發(fā)現(xiàn)一次海平面快速上升事件,這為今后深入研究區(qū)域晚更新世以來的海平面變化提供了參考。
長江三角洲地區(qū)晚更新世以來發(fā)生了兩次大規(guī)模的海侵,塑造了區(qū)內(nèi)獨特的地質(zhì)環(huán)境變遷。本文通過研究長江口南岸LDZ1孔海陸相地層序列中的微體化石變化,可以揭示更豐富的海平面變化信息,為不斷揭示區(qū)域海平面變化的沉積響應(yīng)提供更多證據(jù)資料。
(1)位于長江口南岸的LDZ1孔中更新世以來經(jīng)歷了沖積平原、河口灣和三角洲三大沉積體系,鉆孔自下而上分別經(jīng)歷了河流湖沼—潮灘—潮上帶—河口灣—潮上帶—古土壤—淤泥質(zhì)潮灘—潮上帶沉積環(huán)境的演化過程。其中50.00 m以下為沖積平原體系,50.00 m以上則為三角洲—河口灣—三角洲的沉積體系。
(2)微體古生物分布特征顯示LDZ1鉆孔所在位置晚更新世以來發(fā)生過3個海侵事件,并以第二海侵層海相性最強(qiáng),推測在孔深30.60 m處存在一次海平面快速上升事件。
致謝:項目組史玉金、李曉、趙寶成、戰(zhàn)慶對論文寫作和修改提供了寶貴意見,對此表示誠摯感謝!