長(zhǎng)江三角洲SZ04孔磁性地層研究及其意義①

張 平 李向前 潘明寶 宗開紅 苗巧銀 李永祥 歐 健 馮文立 季文婷 劉維明

(1.江蘇省地質(zhì)調(diào)查研究院國(guó)土資源部地裂縫地質(zhì)災(zāi)害重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室 南京 210018;2.南京大學(xué)地球科學(xué)與工程學(xué)院 南京 210093 3.中國(guó)科學(xué)院水利部成都山地災(zāi)害與環(huán)境研究所山地災(zāi)害與地表過(guò)程重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室 成都 610041)

0 引言

印度板塊和歐亞板塊的碰撞是地球新生代歷史中的重大構(gòu)造事件之一，由其所導(dǎo)致的青藏高原的隆升不僅引起了全球氣候的深刻變化，而且也對(duì)沉積物從源到匯的地表過(guò)程產(chǎn)生了深遠(yuǎn)影響［1］。作為青藏高原遭受風(fēng)化、剝蝕物質(zhì)匯聚地之一的長(zhǎng)江三角洲是記錄地表過(guò)程對(duì)青藏高原構(gòu)造隆升響應(yīng)的理想地區(qū)［2］。同時(shí)長(zhǎng)江三角洲地區(qū)不僅是東亞季風(fēng)氣候影響顯著的區(qū)域，而且是連接海洋與內(nèi)陸的關(guān)鍵地段，除了受到青藏高原隆升的環(huán)境效應(yīng)影響外，我國(guó)大陸邊緣海的形成過(guò)程，冰期旋回中大幅度的海進(jìn)與海退、西太平洋暖池的形成與發(fā)展、南中國(guó)海形成演化等也勢(shì)必會(huì)對(duì)該區(qū)產(chǎn)生重要的影響［3，4］?？梢?，該區(qū)是海洋—陸地—大氣耦合作用影響最為顯著的地區(qū)，是研究海洋—陸地—大氣耦合作用過(guò)程與遙相關(guān)的理想場(chǎng)所。

自20世紀(jì)50年代以來(lái)，不同學(xué)者對(duì)長(zhǎng)江三角洲新生代沉積物進(jìn)行了大量的研究。其中，長(zhǎng)江三角洲鉆孔巖芯的磁性地層研究始于20世紀(jì)70年代中后期。迄今該區(qū)已有多個(gè)鉆孔古地磁年代的報(bào)道［5，6］。這些資料為我國(guó)大河口三角洲的環(huán)境演變研究提供了寶貴資料和年代控制。然而，目前對(duì)長(zhǎng)江三角洲沉積物年代學(xué)研究仍存在很多爭(zhēng)議，特別是由于受河流—海洋多因素綜合作用的影響，幾個(gè)主要的古地磁極性界限劃分還存在很大分歧［7～11］，給該區(qū)的地層劃分和古環(huán)境演化研究帶來(lái)不確定性［10～14］，也使得研究者對(duì)長(zhǎng)江貫通時(shí)間的認(rèn)識(shí)出現(xiàn)分歧［2，15～18］;并且該區(qū)構(gòu)造單元發(fā)育復(fù)雜，地層對(duì)比困難，構(gòu)造單元間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)量及構(gòu)造活動(dòng)時(shí)間無(wú)法確定;另外該區(qū)內(nèi)地面沉降災(zāi)害、水文地質(zhì)層劃分、對(duì)比等研究需要以準(zhǔn)確地質(zhì)年代為依據(jù)［5］;因此建立可靠的地層年代框架是研究和解釋長(zhǎng)江三角洲地區(qū)新生代以來(lái)多個(gè)地質(zhì)問(wèn)題的前提和基礎(chǔ)，但區(qū)內(nèi)專門針對(duì)某一鉆孔的系統(tǒng)磁性地層研究相對(duì)較少［13］。因此，本文通過(guò)對(duì)蘇州SZ04鉆孔進(jìn)行沉積物磁性地層學(xué)研究，分析建立該區(qū)的磁極性地層年代框架，為該區(qū)沉積環(huán)境演化、物源變化、長(zhǎng)江貫通等研究提供較精確的年代地層標(biāo)尺。

1 鉆孔基本情況及沉積特征

長(zhǎng)江三角洲SZ04孔位于蘇州市相城區(qū)北橋鎮(zhèn)(圖1)，于2010年3月實(shí)施鉆探取樣，鉆探進(jìn)尺269.2 m，揭露基巖為晚白堊紀(jì)赤山組棕紅色夾棕黃色含礫砂巖，巖芯采取率＞80%。取樣巖芯管直徑108 mm，實(shí)際巖芯直徑可達(dá)100 mm。取芯率和巖芯狀況滿足磁性地層學(xué)研究的要求。

SZ04孔巖性以粉砂質(zhì)黏土、黏土質(zhì)粉砂、粉砂及細(xì)砂為主，局部層位夾薄層礫與粗砂。

依據(jù)巖性特征可將鉆孔從上到下大致劃分為27層:

(1)0～4.0 m，灰黃、青灰、灰褐色粉砂質(zhì)黏土、黏土質(zhì)粉砂。

(2)4.0～14.55 m，青灰色，灰綠色粉砂、黏土質(zhì)粉砂，顯水平層理，底部見波狀層理，具貝殼碎片，見植物殘?bào)w。

(3)14.55～19.0 m，灰褐色淤泥質(zhì)黏土，見淺灰黃色泥鈣質(zhì)結(jié)核，含有機(jī)質(zhì)斑點(diǎn)。

(4)19.0～26.9 m，青灰色、淺灰綠色粉細(xì)砂、黏土質(zhì)粉砂，見水平層理，含腐木，見動(dòng)物遺跡。

圖1 SZ04孔及文中涉及鉆孔位置Fig.1 Locations of the SZ04 and the involved drilling

(5)26.9～28.8 m，灰黃色粉砂、黏土質(zhì)粉砂，中部為粉砂與黏土互層，見水平層理。

(6)28.8～36.35 m，青灰色、灰色粉細(xì)砂、黏土質(zhì)粉砂、粉砂質(zhì)黏土、黏土，沉積韻律為正旋回，水平層理發(fā)育，局部見波狀層理和交錯(cuò)層理。

(7)36.35～42.15 m，青灰色、灰色粉細(xì)砂、粉砂，局部夾薄層黏土，水平層理發(fā)育，見黑色有機(jī)質(zhì)斑點(diǎn)。

(8)42.15～50.7 m，下部青灰色含礫粉砂、粉砂，礫石磨圓度好，多為堅(jiān)硬泥礫;上部為灰色黏土與粉砂互層，水平層理發(fā)育。

(9)50.7～54.2 m，灰綠色黏土。

(10)50.7～67.65 m，下部為青灰色粉砂夾黏土，上部為灰、灰褐色粉砂質(zhì)黏土夾粉砂，水平層理發(fā)育，含黑色有機(jī)質(zhì)條帶。

(11)67.65～90 m，下部為青灰、灰色粉砂、細(xì)砂，局部含磨圓好的小礫石，中上部灰褐色、灰綠色黏土，灰褐色黏土中見生物遺跡和植物根莖。

(12)90～100.5 m，下部為灰色細(xì)砂、粉砂，含白色螺殼碎片，底部夾薄層礫石，中部為灰、灰褐色黏土夾粉砂、黏土質(zhì)粉砂，水平層理發(fā)育，頂部為灰綠色黏土。

(13)100.5～108.85 m，下部為灰色、灰黃色粉砂、細(xì)砂，中部為灰色、灰黃色黏土，上部為灰色、暗灰色含黏土粉砂，頂部為深灰綠色黏土。

(14)108.85～124.45 m，下部為灰黃色黏土質(zhì)粉砂、黏土，含鐵錳質(zhì)結(jié)核及鈣質(zhì)結(jié)核，見蘭灰色淋濾條帶;上部為灰黃色粉細(xì)砂、黏土，正韻律沉積旋回。

(15)124.45～133.3 m，自下而上為灰色、灰黃色砂礫層、黏土夾粉砂、粉砂夾黏土，見水平層理，頂部0.35 m為鈣質(zhì)結(jié)核層。

(16)133.3～142.3 m，底部為灰色細(xì)砂與灰白色礫石互層，往上為灰色細(xì)砂、粉細(xì)砂，含礫石。

(17)142.3～145.35 m，底部為礫石層，往上為灰色粉細(xì)砂、粉砂，夾黏土，自下往上沉積物顆粒變細(xì)。

(18)145.35～150.45 m，自下而上為藍(lán)灰色黏土質(zhì)粉砂、銹黃色粉砂質(zhì)黏土、灰黃色黏土、灰綠色粉砂質(zhì)黏土，含藍(lán)灰色條帶和銹黃色鐵錳質(zhì)結(jié)核及斑點(diǎn)。

(19)150.45～154.95 m，自下而上為灰色含礫中粗砂、砂礫層、細(xì)砂、粉細(xì)砂、粉砂質(zhì)黏土夾粉砂、灰綠色黏土，正韻律沉積旋回，黏土中見動(dòng)植物遺跡，砂層中見水平層理。

(20)154.95～180.0 m，灰黃色、棕黃色、棕褐色，局部夾藍(lán)灰色、紫紅色及棕紅色黏土，局部夾粉砂，含白色鈣結(jié)核和黑色鐵錳質(zhì)結(jié)核，結(jié)核大小不一;該大套黏土層接受的淋濾作用明顯。

(21)180.0～187.0 m，自下而上為雜色鈣質(zhì)黏土，銹黃色、藍(lán)灰色黏土質(zhì)粉砂，藍(lán)灰色、銹黃色黏土，含鈣結(jié)核和鐵錳質(zhì)結(jié)核，上部鈣質(zhì)結(jié)核和鐵錳質(zhì)結(jié)核似層狀分布。

(22)187.0～198.2 m，底部為棕紅、灰綠色黏土，中部夾中粗砂，局部含細(xì)小礫石，上部為灰色、銹黃色細(xì)砂、粉砂。

(23)198.2～210.5 m，白色鈣層，見大量藍(lán)灰色淋濾條帶，見大量黑色、銹黃色鐵錳質(zhì)斑點(diǎn)及薄膜，整體顯豆腐渣狀，局部鈣質(zhì)成分較純。

(24)210.5 ～229.75 m，灰綠、棕黃、紫紅、灰白色礫石、中粗砂、細(xì)砂和粉砂等與黏土互層，含鈣質(zhì)結(jié)核和鐵錳質(zhì)斑點(diǎn)，見較多小的沉積間斷面。

(25)229.75～236.95 m，礫石層，磨圓度一般，次圓狀—次棱角狀，礫石最大為10×7×5 cm，平均為8×5×3 cm，分選一般。

(26)236.95～240.5 m，自下而上為灰綠、灰、灰黃色礫石層、含礫中粗砂、粉砂質(zhì)黏土，風(fēng)化強(qiáng)烈，礫石磨圓度一般，呈次棱角狀。

(27)240.5～269.2 m，強(qiáng)風(fēng)化基巖，棕紅、灰白色粉砂巖與礫巖互層。

2 樣品的采集及實(shí)驗(yàn)測(cè)試

2.1 樣品的采集

對(duì)巖芯進(jìn)行剖開、修平，拍照，巖性描述和采樣。古地磁樣品利用具有方向標(biāo)記的2×2×2 cm3的塑料盒完成。采樣點(diǎn)的確切位置視巖芯狀況而定，盡量采集鉆探過(guò)程中無(wú)擾動(dòng)巖芯，共采集樣品503塊。樣品以細(xì)粒級(jí)的黏土和黏土質(zhì)粉砂為主，部分層位為粉砂或細(xì)砂。采樣間距控制在0.5 m以內(nèi)，個(gè)別層位因巖性擾動(dòng)采樣間距超過(guò)1 m。

光釋光和電子自旋共振測(cè)年樣品利用黑色塑料袋采集8～10 cm長(zhǎng)度的整塊巖芯，裝入鐵皮盒，利用膠帶及石蠟封閉密實(shí)，表明方向和樣號(hào)。樣品以氧化色的粉砂—細(xì)砂為主。樣品的采集要注意避光和保水。

2.2 實(shí)驗(yàn)測(cè)試

2.2.1 古地磁測(cè)量

選擇代表層位的209塊樣品進(jìn)行古地磁測(cè)量。其中，根據(jù)樣品粒級(jí)粗細(xì)及含砂量的不同，分別進(jìn)行交變退磁和熱退磁的測(cè)量。剩磁測(cè)量分以下步驟來(lái)完成。在對(duì)樣品剩磁的系統(tǒng)測(cè)量之前，先選取不同巖性(如黏土，粉砂，細(xì)砂，粉砂質(zhì)黏土，黏土質(zhì)粉砂等)且層位上有代表性的樣品做系統(tǒng)退磁以便了解不同巖性樣品的退磁特征，從而確定相應(yīng)的磁清洗方案對(duì)其他樣品退磁。交變退磁使用Molspin交變退磁儀來(lái)完成的，所加的交變場(chǎng)強(qiáng)度通常以每步增加10 mT的幅度增加至90 mT或100 mT。熱退磁是用ASC Scientific Inc公司的TD-48熱退磁儀來(lái)完成的。退磁溫度從室溫以每步增加50℃或100℃的幅度逐步增加。所有樣品的剩磁測(cè)量是在南京大學(xué)古地磁實(shí)驗(yàn)室的磁屏蔽室(背景場(chǎng) ＜300 nT)內(nèi)進(jìn)行。剩磁的測(cè)量是用美國(guó)2G公司生產(chǎn)的755R、三軸、高靈敏度超導(dǎo)磁力儀完成。

2.2.2 磁化率測(cè)量

磁化率主要用來(lái)衡量不同層位樣品中磁性礦物含量多少。磁化率不僅在古氣候古環(huán)境演化的研究中得到廣泛應(yīng)用［19～21］，而且在湖相沉積物地層對(duì)比［22，23］及盆地構(gòu)造演化［24］的研究中也獲得了應(yīng)用。對(duì)SZ04孔的503個(gè)樣品的磁化率進(jìn)行測(cè)量。在南京大學(xué)內(nèi)生金屬礦床成礦機(jī)制研究國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室完成，利用的儀器為AGICO Inc公司的KLY-3 Kappabridge磁化率儀，其靈敏度為2×10-8(SI)，文中測(cè)試結(jié)果為體積磁化率，單位為國(guó)際單位SI。

2.2.3 絕對(duì)測(cè)年樣品的測(cè)量

光釋光樣品的測(cè)試在國(guó)土資源部地下水礦泉水及環(huán)境監(jiān)測(cè)中心完成，測(cè)試儀器為Daybreak 2200光釋光儀(美國(guó))。

電子自旋共振樣品的測(cè)試在地震動(dòng)力學(xué)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室完成，測(cè)試儀器為 BRULER EMS-6/1型ESR信號(hào)測(cè)量譜儀(德國(guó))。

2.3 數(shù)據(jù)分析

通過(guò)對(duì)不同巖性樣品的系統(tǒng)交變退磁，發(fā)現(xiàn)多數(shù)樣品在交變場(chǎng)增加至70 mT左右時(shí)其剩磁強(qiáng)度衰減至10%以下。黏土的熱退磁效果較好，但含砂黏土，粉砂，細(xì)砂熱退磁曲線不穩(wěn)定。圖2為SZ04孔代表性樣品的退磁結(jié)果的 Z氏圖［25］。其中，圖2A和圖2B為代表性的交變退磁結(jié)果，退磁結(jié)果較好，軌跡趨向原點(diǎn)。熱退磁數(shù)據(jù)揭示SZ04孔的黏土樣品通常有2個(gè)剩磁分量，低溫分量(＜200℃)被除去后，高溫分量趨于原點(diǎn)(2C，2D)，代表了樣品的特征剩磁分量。部分樣品的退磁結(jié)果并不能分離出特征剩磁分量，對(duì)于這些不可靠、不能分離出特征剩磁分量的數(shù)據(jù)予以剔除。對(duì)于退磁效果好，能分離出特征剩磁分量的結(jié)果運(yùn)用主成分(PCA，Principal Component Analysis)分析法［26］來(lái)確定特征剩磁分量的方向。用來(lái)衡量退磁結(jié)果穩(wěn)定性的統(tǒng)計(jì)參數(shù)—最大角偏差(MAD)控制在＜15。

2.4 實(shí)驗(yàn)結(jié)果

SZ04孔的磁性地層結(jié)果如圖3所示，相應(yīng)的磁性年代柱是根據(jù)與標(biāo)準(zhǔn)地磁極性年代柱［27］對(duì)比來(lái)建立的，并綜合了鉆孔的絕對(duì)測(cè)年。SZ04孔磁性地層顯示，0～100 m正極性段顯然對(duì)應(yīng)于布容極性世，其間53 m處的負(fù)極性漂移事件可能代表Black極性事件，53m處光釋光測(cè)年結(jié)果為100.7±6.1 ka;100～155 m以負(fù)極性為主，對(duì)應(yīng)于松山極性世，107.40 m處灰黃色粉細(xì)砂樣品的電子自旋共振測(cè)年(ESR)為898±107 ka，其中深度為114～124 m和134～140 m的正極性段，分別對(duì)應(yīng)于賈拉米洛和奧爾都維亞極性世;155～189 m以正極性為主，對(duì)應(yīng)于高斯極性世，其間包含深度為164～165.5 m和174.5～176.5 m的負(fù)極性段，分別對(duì)應(yīng)于Kaena和Mammoth亞極性世。189 m以下數(shù)據(jù)資料較少，結(jié)果可能不夠準(zhǔn)確，但能大體劃分出極性倒轉(zhuǎn)事件，并根據(jù)鉆孔高斯極性世頂?shù)捉绲貙映练e速率外推，能夠確定鉆孔底部碎屑沉積物的形成年齡大于5.23 Ma。

SZ04孔磁化率特征:155 m上下磁化率特征存在明顯差異，0～155 m磁化率存在6個(gè)峰值和5個(gè)谷值，總體磁化率值較高(圖3);155～240 m值較低，但也存在兩個(gè)相對(duì)高值區(qū)，分別為155～178 m和220～240 m，一個(gè)低值區(qū)為178～220 m。

3 討論

3.1 磁化率指標(biāo)的意義

圖2 SZ04孔代表性樣品退磁結(jié)果Fig.2 The demagnetization results of the representative samples from the SZ04 drilling

圖3 SZ04孔巖石地層和磁性特征基于與Dy03孔［13］的對(duì)比Fig.3 The lithostratigraphic and magnetostratigraphic features of the SZ04 drilling based on comparison with Dy03 hole ［13］

雖然磁化率變化機(jī)制與地質(zhì)環(huán)境過(guò)程有密切關(guān)系［28］，但區(qū)域性的地質(zhì)環(huán)境過(guò)程基本相似，因此在長(zhǎng)江三角洲地區(qū)進(jìn)行地層的磁化率對(duì)比是可行的。SZ04 孔與 J9 孔［29］、Dy03 孔［13］及 F4 孔［10］磁化率特征對(duì)比顯示四鉆孔磁化率特征極為相似:2.58 Ma以前磁化率值較低波動(dòng)平穩(wěn)，0.78～2.58 Ma存在2個(gè)谷值，2個(gè)峰值，0～0.78 Ma存在4峰值夾3個(gè)谷值。并且四個(gè)鉆孔地層界線均對(duì)應(yīng)相似的磁化率變化位置(圖4，表1):例如全新統(tǒng)底界位于第1個(gè)峰值的下部，上更新統(tǒng)底界位于第2個(gè)峰值下部，中更新統(tǒng)底界位于第4個(gè)峰值的下部，下更新統(tǒng)底界位于第6個(gè)峰值的下部，古地磁測(cè)定的Jaramillo和Olduvai亞極性事件分別位于磁化率的第4谷值區(qū)和第5峰值區(qū)。

圖4 XH-1 孔［33］，J9 孔［29］，SZ04 孔，SG7 孔［30］，DY03 孔［13］和 F4 孔［10］磁性地層對(duì)比Fig.4 The magnetostratigraphic correlation among the XH-1［33］，J9［29］，SZ04，SG7［30］，DY03［13］ and F4［10］

表1 SZ04 孔，J9 孔［29］，DY3 孔［13］和 F4 孔［10］時(shí)代地層界線Table 1 Chronostratigraphic boundarys of the SZ04，J9［29］，DY3 ［13］ and F4［10］ holes

以上結(jié)果證明了長(zhǎng)江三角洲地區(qū)利用磁化率進(jìn)行地層劃分的可靠性，利用磁化率對(duì)比可以確定地層的時(shí)代。陶士康和王張華等分別把長(zhǎng)江三角洲地區(qū)SG7孔第四系底界定于204 m 和284 m 處［17，30］。利用SG7孔的磁化率變化特征可以確定其第四系的底界應(yīng)在204 m處。

3.2 地層對(duì)比標(biāo)志層

SZ04孔2.58 Ma附近上下地層特征差異明顯，新近系頂部以黃褐、棕紅、青灰、灰黃、灰綠、藍(lán)灰等大套雜色黏土—粉砂質(zhì)黏土為主，堅(jiān)硬，局部含白色鈣質(zhì)和黑色鐵錳質(zhì)結(jié)核，結(jié)核大小不一，垂直層理發(fā)育的藍(lán)灰色條帶多見，表明淋濾作用明顯，局部夾粉砂層;第四系底部自下而上出現(xiàn)一套正韻律沉積旋回，為灰色含礫中粗砂、砂礫層、細(xì)砂、粉細(xì)砂、粉砂質(zhì)黏土夾粉砂、灰綠色黏土，黏土中見動(dòng)植物遺跡，砂層中見水平層理。第四紀(jì)地層整體表現(xiàn)為灰色等還原色層明顯增加的特征(圖5)。綜合 J9孔［29］，DY03孔［13］和 SG7孔［30］地層特征對(duì)比發(fā)現(xiàn) SZ04孔第四紀(jì)界線附近巖性特征在長(zhǎng)江三角洲地區(qū)鉆孔中普遍存在，可作為地層劃分的重要標(biāo)志層。

前人的大量研究表明，長(zhǎng)江三角洲地區(qū)普遍發(fā)育硬黏土層，其中第一硬黏土層和第二硬黏土層的頂界分別為全新統(tǒng)和上更新統(tǒng)的底界［13，31，32］。但本次研究發(fā)現(xiàn)，SZ04孔缺失第一硬黏土層，J9孔缺失第二硬黏土層，并且同時(shí)期、不同位置地層沉積厚度差異明顯(表1)，因此利用硬黏土層進(jìn)行地層的劃分對(duì)比應(yīng)謹(jǐn)慎。

圖5 SZ04孔141.14～189.55m巖芯照片F(xiàn)ig.5 Lithology photo of the SZ04 hole(from 141.14 to 189.55m)

3.3 沉積速率變化及其意義

巖性特征表明2.58 Ma以來(lái)長(zhǎng)江三角洲地區(qū)灰色砂層明顯增多，與該區(qū)相對(duì)海平面越來(lái)越高，水流作用越來(lái)越強(qiáng)有密切關(guān)系，然而自2.58 Ma以來(lái)全球變冷，海平面變低［33］，由此推斷自2.58 Ma以來(lái)長(zhǎng)江三角洲地區(qū)存在持續(xù)的構(gòu)造沉降。2.58～0.78 Ma長(zhǎng)江三角洲地區(qū)北部興化地區(qū)XH-1孔［34］沉積速率最高，依次往南東方向降低(圖6)，表明沉降中心此時(shí)位于長(zhǎng)江三角洲的北部地區(qū)。

圖6表明長(zhǎng)江三角洲地區(qū)沉積速率約0.78 Ma后明顯增高。我國(guó)在約0.8 Ma前后冬夏季風(fēng)同時(shí)加強(qiáng)，冰期—間冰期反差加大［35］，青藏高原發(fā)生大幅度隆升［1］，區(qū)域性板塊的持續(xù)下沉［36］等這些氣候和構(gòu)造事件均是區(qū)域性沉積速率加快的重要因素。位于長(zhǎng)江三角洲北部興化的XH-1孔沉積速率雖然相對(duì)其他鉆孔較高，但在0.78 Ma后增加不明顯，表明引起長(zhǎng)江三角洲地區(qū)沉積速率在0.78 Ma增高的主要因素應(yīng)該是區(qū)域性的不均衡構(gòu)造沉降。0.78 Ma以來(lái)江蘇東部沿海的沉降中心南移，長(zhǎng)江古河道也隨之南移，長(zhǎng)江三角洲地區(qū)沉積物開始豐富起來(lái)，沉積速率增加。此時(shí)J9孔沉積速率最大，表明沉降中心距J9孔位置較近。

全球最適宜期MIS5階段為海平面較高期，但是長(zhǎng)江三角洲地區(qū)此時(shí)受海侵影響幅度較MIS3和MIS1小，表明晚更新世以來(lái)長(zhǎng)江三角洲地區(qū)區(qū)域性構(gòu)造沉降加?。?7］。長(zhǎng)江三角洲北部XH-1孔沉積速率最低、增加幅度最小，長(zhǎng)江三角洲地區(qū)的5個(gè)鉆孔沉積速率增加幅度明顯且往南西方向逐漸降低(圖6)，表明構(gòu)造沉降中心較中更新世時(shí)期向南東方向移動(dòng)。雖然沉降中心距J9孔位置仍較近，但對(duì)長(zhǎng)江三角洲南翼頂部地區(qū)的影響逐漸增強(qiáng)。此外，全新世以來(lái)沉積速率增高的另一主要因素是人類活動(dòng)的影響。

以上研究表明自第四紀(jì)以來(lái)，長(zhǎng)江三角洲地區(qū)一直存在持續(xù)的構(gòu)造沉降，且沉降中心持續(xù)向南東方向移動(dòng)，沉降運(yùn)動(dòng)的發(fā)生和發(fā)展存在三個(gè)重要的期次分別為2.58 Ma，0.78 Ma和0.125 Ma。這三個(gè)時(shí)間點(diǎn)分別與青藏高原隆升的三個(gè)期次相對(duì)應(yīng)［1］，江蘇東部沿海持續(xù)的構(gòu)造沉降，青藏高原的持續(xù)隆升是否是印度板塊、歐亞板塊及太平洋板塊相互作用的“同期異象”的產(chǎn)物有待今后進(jìn)一步研究。

4 結(jié)論

(1)通過(guò)詳細(xì)的磁性地層學(xué)分析，并結(jié)合絕對(duì)測(cè)年結(jié)果揭示出SZ04孔中B/M、M/G界限深度分別為100 m和155 m，其中亞極性事件包括53 m處的Black負(fù)極性事件，114～124 m處的賈拉米洛正極性事件，134～140 m處的奧爾都維正極性事件，164～165.5 m處的Kaena負(fù)極性事件，174.5～176.5 m處的Mammoth負(fù)極性事件。SZ04孔底部碎屑沉積物形成的年齡大于5.23 Ma，標(biāo)志著長(zhǎng)江三角洲地區(qū)最晚開始接受沉積的時(shí)間為中新世。該結(jié)果為長(zhǎng)江三角洲地區(qū)地層對(duì)比、海陸環(huán)境變化，長(zhǎng)江貫通及新構(gòu)造運(yùn)動(dòng)研究等提供了可靠的年代地層框架。

(2)長(zhǎng)江三角洲地區(qū)及江蘇東部沿海鉆孔沉積物在2.58 Ma前后的巖石地層和磁化率特征均發(fā)生明顯變化。2.58 Ma以前巖石地層為大套雜色黏土，隨后灰色等還原色巖層開始出現(xiàn)，磁化率值均存在明顯增大的特征。這一特征可以用于鉆孔間地層對(duì)比。

圖6 長(zhǎng)江三角洲以北XH-1孔、長(zhǎng)江三角洲地區(qū)J9孔、SZ04孔、SG7孔、DY03孔和F4孔時(shí)間與沉積速率對(duì)應(yīng)關(guān)系圖Fig.6 The correlation between age and deposition rate of the XH-1 hole north to the Yangtze River Delta，and the J9，SZ04，SG7，DY3 and F4 holes in the Yangtze River Delta

(3)第四紀(jì)以來(lái)，長(zhǎng)江三角洲地區(qū)一直存在持續(xù)的構(gòu)造沉降，且沉降中心持續(xù)向南東方向移動(dòng)，沉降運(yùn)動(dòng)的發(fā)生和發(fā)展存在三個(gè)重要的期次分別為2.58 Ma，0.78 Ma 和0.125 Ma。

(4)長(zhǎng)江三角洲地區(qū)不同部位的鉆孔年代界限的深度差異較大，即第四紀(jì)以來(lái)不同地質(zhì)單元沉積物厚度的空間變化較大，且區(qū)域內(nèi)特殊的硬黏土層在局部地區(qū)存在缺失，因此利用沉積物厚度和特征地層對(duì)全區(qū)地層進(jìn)行對(duì)比時(shí)應(yīng)特別謹(jǐn)慎。

致謝 感謝水環(huán)所趙華和王成敏老師，地震動(dòng)力學(xué)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室的李建平老師，以及南京大學(xué)地質(zhì)系的溫斌碩士等在野外和室內(nèi)工作給予的幫助。

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