海南島東寨港博度村巖芯記錄對沉積環(huán)境的指示作用

王秀玲

（廣西師范學(xué)院師園學(xué)院 廣西南寧 530031）

全球變化研究是目前學(xué)術(shù)界研究的熱點，海岸帶是一個海陸過渡區(qū)域，受多種環(huán)境因素的制約，受人類活動的影響也很大，是一個環(huán)境變化敏感地帶，因此也成為全球變化研究的關(guān)鍵地區(qū)[1]。鋪前灣是海南島最大的海灣，1605年瓊州大地震導(dǎo)致鋪前灣灣頂西部岸段整片陸域與村落一起陷入海底。對于該區(qū)域的大量的科研工作主要是圍繞著1605年地震的一些情況開展的，并取得了一系列成果[3-4]。但從巖芯沉積記錄的角度對該區(qū)域進行古環(huán)境演化研究還比較薄弱，本文利用博度村附近小型古海灣采集的BD巖芯粒度、元素地球化學(xué)及燒失量等指標，結(jié)合14C測年數(shù)據(jù)，探討了東寨港紅樹林潮灘區(qū)域中全新世以來的沉積環(huán)境演化階段和海平面變化情況。

1 區(qū)域概況

東寨港位于海南島東北部（110°32?～110°37′E，19°51′～20°01′N）,是一個伸入內(nèi)陸達15km的最大港灣,呈喇叭形沿北20°西延伸。水域開闊，主要以潮灘為主，絕大部分水域的水深小于1m。東西有兩條潮汐通道貫穿南北，東側(cè)水道較深，是東寨港主航道。兩岸主要為早更新世玄武巖和全新世海相沉積層。港灣內(nèi)大部分為淤泥質(zhì)淺灘和紅樹林沼澤區(qū),并有很多呈島嶼狀的大小高地,退潮后在淤泥質(zhì)淺灘和紅樹林沼澤區(qū)散布有大量墳?zāi)购推渌鼜U墟。

2 樣品采集與分析

2.1 樣品采集

2007年5月在鋪前灣及東寨港進行了海岸沉積調(diào)查和巖芯采集。本文使用的BD孔巖芯采樣地點位于東寨港西岸博度村附近的紅樹林潮上帶，地理坐標為N19°59.432′,E110°31.98′。巖芯長567cm，0～115cm以5cm間隔分樣，115～567cm均以2.5cm分樣，共分得樣品204個。

2.2 實驗分析

沉積物樣品粒度分析采用Mastersizer2000激光粒度分析儀。元素地球化學(xué)數(shù)據(jù)采用X射線熒光光譜儀（X-Ray Fluorescence Spectrometer）分析獲得。樣品測年采用14C測年法，14C年齡的計算采用Stuiver和Polach[5]給出的方法，14C的平均壽命取8033a（半衰期T1/2=5568±30）。年齡校正采用校正程序CALIB rev5.01[6]北半球非海洋陸地校正模式。

2.3 分析結(jié)果

在185cm,338cm和500cm處分別進行了14C年齡測定，對所測得的14C年代經(jīng)過校正，得到實際的年代分別是6155±50aBP,7433±70aBP和7585±65aBP。經(jīng)樹輪校正的全新世年代開始于11.5kaBP，可推知巖芯沉積物質(zhì)是中全新世以來沉積的。粒度分析結(jié)果表明，567cm～380cm處粉砂含量為90.34～93.70%，沉積物以粉砂為主；380～315cm處砂、粘土含量都增大，粉砂含量減小，沉積物為含砂和粘土的粉砂；315～185cm沉積物以粉砂為主。185cm以上砂含量增大介于5.94～17.78%，粉砂含量介于76.01～86.35%，沉積物為含砂粉砂。燒失量（LOI）分析結(jié)果顯示，在567～385cm處LOI值變化較平穩(wěn)，在385～310cm處顯著升高，310～45cm是LOI值降低的過程，在表層45～0cm，LOI值有所回升。微量元素Rb濃度含量曲線總體波動幅度變化較小，底部至頂部穩(wěn)定減小。Sr曲線變化不是很明顯，但波動較為頻繁。Ba濃度含量在567～383cm降低，383～184cm波動升高，184～0cm波動降低，整體波動頻繁。

2.4 古人類活動對沉積環(huán)境的影響

海南島文昌市鳳鳴村發(fā)現(xiàn)的新石器時代遺址，有大量的石斧、石鑿等工具[7]，表明在距今約7000a以前海南島東北部的一些原始先民就開始了“刀耕火種”式的原始農(nóng)業(yè)活動，這種粗放式的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)加上溫暖濕潤的氣候，加劇了水土流失作用，土壤被流水等動力作用侵蝕后，一些大顆粒的砂質(zhì)物質(zhì)、有機質(zhì)等也被流水帶到地勢較低的沿海小海灣或盆地中沉積。根據(jù)14C測年數(shù)據(jù)顯示，380cm處的年代約為 7540aBP，185cm處的年代為6200aBP，這恰是人類歷史上的新石器時代，因此我們可以推測巖芯從380cm處沉積作用開始受到古人類活動的影響，由于古水土流失作用對環(huán)境影響的持續(xù)性，一直到185cm處都是受到古水土流失作用的沉積。

3 巖芯沉積記錄對沉積環(huán)境變化的響應(yīng)

圖5 巖芯沉積物指標對沉積環(huán)境演變的特征響應(yīng)

通過分析BD孔沉積物粒度、常微量元素含量、比值及LOI值等的特征將研究區(qū)的沉積環(huán)境劃分為如下幾個階段：

第一階段，7648～7473aBP，對應(yīng)的巖芯從567～380cm，沉積物顆粒較細，以粉砂為主，各組分含量很穩(wěn)定幾乎沒有波動，分選性好，表明沉積環(huán)境穩(wěn)定；LOI值在7.03%-10.92%之間波動，均值為8.31%，可知沉積物中有機質(zhì)含量較少，說明此階段沉積區(qū)域植被覆蓋量較小；根據(jù)14C測年數(shù)據(jù)，算出此段沉積速率為10.66mm/a；綜合各項指標推斷此段為高海平面時期的瀉湖相沉積。

第二階段，7473aBP～6155aBP,對應(yīng)的沉積巖芯從380～185cm，沉積物質(zhì)分選較差，砂質(zhì)含量比上一階段增大，各組分含量波動頻繁，其中以380～315cm處尤為明顯，沉積物分選差，粒度增大，這可能與古水土流失的發(fā)生有關(guān)，而古水土流失的發(fā)生往往與古人類的活動有關(guān)。水土流失災(zāi)害既可以產(chǎn)生在干旱半干旱地區(qū),也可以產(chǎn)生在溫暖濕潤地區(qū)。前者自然力的影響有可能占有主導(dǎo)地位,后者人類活動對水土流失災(zāi)害的產(chǎn)生影響巨大[8]。參考海南考古調(diào)查，文昌縣鳳鳴村遺址中發(fā)現(xiàn)了大量新石器時代的磨光石器，其中有大量石斧和石錛，這說明當時的人們使用這些工具對草木進行大面積的砍伐和焚燒，進行“刀耕火種”式的原始農(nóng)業(yè)，當時正處于全新世的大暖期，氣候溫暖濕潤，導(dǎo)致了耕作地區(qū)的水土流失。一些粗顆粒的物質(zhì)隨著水流沉積到了較低的沿海盆地中。古人類的活動對生態(tài)環(huán)境造成的這種影響具有持續(xù)性，導(dǎo)致此后很長一段時間的沉積環(huán)境都受到這種影響，在沉積巖芯中看到有很長一段都是受到這種水土流失作用的影響。分析此段巖芯發(fā)現(xiàn)LOI值也較大，尤其在380～315cm處，LOI值含量超過10%，巖芯中有機質(zhì)含量豐富，表明當時的氣候條件適宜植物的生長，也很好的說明當時的先民在附近進行大規(guī)模的原始農(nóng)業(yè)活動。

第三階段，6155～1500aBP，對應(yīng)的沉積巖芯從185～80cm，沉積物質(zhì)分選較差，砂含量較前兩段增大，粘土含量也略有增大，粉砂含量降低，沉積速率很小，表明此階段的水動力搬運能力增強，根據(jù)巖芯中代表海相沉積的Na含量增大和代表陸相沉積的Al含量降低，元素比值Rb/Sr減小，可以推測采樣點所在的小型古海灣有海水涌入，受到潮流作用的影響，將一部分粉砂等細顆粒物質(zhì)帶走，使沉積物粒度變粗。巖芯中LOI值含量減小，研究區(qū)植被覆蓋量小，說明此段為海陸過渡的潮流相沉積。

第四階段：2660aBP以來，對應(yīng)的沉積巖芯從80～0cm，其中45cm以上是耕土層，向下以灰色的含砂和粘土的粉砂為主，沉積物分選性較差。Rb/Sr比值較小，波動不大，Sr/Ba比值略有波動。觀察此段沉積巖芯尤其是接近地表處元素的含量和之前有很大差別，主要是受到了人類活動的影響。此階段為陸相沉積，氣候熱而潮濕，海平面下降的時期。

4 結(jié)語

海南島東寨港沉積環(huán)境的演變過程分為4個階段：第1階段,7473aBP～7648aBP,對應(yīng)的沉積巖芯是從567～380cm，為高海平面時期的瀉湖相沉積，氣候濕潤；第2階段，6155aBP～7473aBP,對應(yīng)的沉積巖芯是380～185cm，為古水土流失相沉積，沉積環(huán)境受古人類活動影響較大，沉積物分選差，粒度增大，氣候較為濕潤；第3階段，1500～6155aBP,對應(yīng)的沉積巖芯從185～80cm，為潮流相沉積，受波浪、潮汐等水動力的影響，沉積物質(zhì)顆粒變粗；第4階段，2660aBP至今，對應(yīng)的沉積巖芯從80cm～0cm，其中45cm以上是土壤層，為陸相沉積，此段沉積受人類活動的影響也較大。

[1]張永戰(zhàn),朱大奎.海岸帶——全球變化研究的關(guān)鍵地區(qū)[J].海洋通報,1997,(3):69-80.

[2]王寶燦,陳沈良,龔文平等.海南島港灣海岸的形成與演變[M].海洋出版社,2006:51-52.

[3]徐起浩.海南島北部東寨港的形成、變遷與1605年瓊州大地震[J].地震地質(zhì),1986,8(3):92-96.

[4]張振克,孟紅明,王萬芳等.海南島1605年歷史地震的海岸沉積記錄[J].海洋地質(zhì)與第四紀地質(zhì),2008,(3):9-13.

[5]StuiverM，Polach H A，Discussion：reporting of14C data，Radiocarbon，1977，19：355～363.

[6]Stuiver M，Reimer P J，Extended 14C database and revised CALIB calibration program，Radiocarbon，1993，35(1)：215～230.

[7]楊德春.海南島古代簡史[M].東北師范大學(xué)出版社，1988:1-12.

[8]楊曉燕,袁仁茂.全新世時期古水土流失與古人類活動相互影響分析[J].水土保持通報,2001,21(1)：11-14.