東海陸架晚更新世以來沉積物常量元素的分布及其地質(zhì)意義

藍(lán)先洪，張志珣，王中波，陳曉輝，田振興

1.國(guó)土資源部海洋油氣資源與環(huán)境地質(zhì)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，山東 青島 266071

2.青島海洋地質(zhì)研究所，山東 青島 266071

0 前言

陸架沉積物記錄了海陸變遷、海平面變化、河流入海和氣候變化等地質(zhì)與環(huán)境信息。東海陸架在全球變化研究中占有重要地位，研究者對(duì)東海陸架晚更新世以來沉積環(huán)境以及地球化學(xué)的研究已經(jīng)取得了大量研究成果［1－7］。熊應(yīng)乾等［2］認(rèn)為，東海陸架EA01孔沉積物主要來源于長(zhǎng)江，其物質(zhì)成分可能部分受到古氣候和沉積環(huán)境的影響。唐保根等［8］依據(jù)沉積物的巖性特征、微體古生物特征、古地磁和14C測(cè)年等方面的成果，研究和分析了東海晚第四紀(jì)地層劃分和沉積環(huán)境演化。李雙林等［9］討論了東海陸架巖心晚第四紀(jì)沉積物化學(xué)元素分布特征和可能的物質(zhì)來源。薛春汀等［10］認(rèn)為全新世以來黃河曾在蘇北北部進(jìn)入黃海，黃河口與其南側(cè)的長(zhǎng)江口巨量入海泥砂形成了黃河－長(zhǎng)江復(fù)合三角洲。近年來的研究主要集中在通過高分辨率的聲學(xué)剖面和沉積物巖心研究東海陸架晚更新世以來的地層結(jié)構(gòu)，闡述沉積歷史和沉積環(huán)境演化［11］，而對(duì)于東海陸架元素地球化學(xué)及其蘊(yùn)含的地質(zhì)信息的研究報(bào)道較少涉及。本研究以位于長(zhǎng)江口外海域的東海西湖凹陷區(qū)SFK－1孔作為研究對(duì)象，通過巖性、粒度、常量元素以及測(cè)年數(shù)據(jù)綜合分析，對(duì)晚更新世以來東海陸架沉積地球化學(xué)特征進(jìn)行了研究，并探討其地質(zhì)意義。

1 材料與方法

1.1 采集樣品和巖性

2007年10 月在長(zhǎng)江口外海域的東海西湖凹陷區(qū)進(jìn)行了鉆探取心，鉆孔編號(hào)為 SFK－1（125°15.297 8′E，29°03.151 9′N，水深88.3m，圖1），鉆探深度82.90m，平均取心率89.30%。在室內(nèi)對(duì)該巖心進(jìn)行了詳細(xì)描述和分樣。各層巖性描述如下。

圖1 SFK－1鉆孔位置圖Fig.1 Location of core SFK－1

82.90 ～72.30m，多為灰色粉砂，底部夾雜灰黑色中細(xì)砂，無明顯的層理變化，頂部生物擾動(dòng)較強(qiáng)，粒度向上逐漸變粗。

72.30 ～64.70m，為灰黑色中細(xì)砂，頂部夾雜大量極細(xì)貝殼碎片，生物擾動(dòng)強(qiáng)烈，沉積物顏色從下往上由灰綠色漸變?yōu)榛疑?、灰黑色?/p>

64.70 ～47.20m，多為粉砂、細(xì)砂、灰色粉砂夾灰黑色細(xì)砂，51.00m處有紅褐色氧化顆粒；中部為灰色粉砂、灰黑色細(xì)砂與粉砂互層，波狀層理、透鏡灰色黏土或粉砂質(zhì)黏土。青島海洋地質(zhì)研究所測(cè)試中心年代實(shí)驗(yàn)室采用低本底的液體閃爍計(jì)數(shù)方法作了14C測(cè)定，另外還在北京大學(xué)AMS實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行了AMS14C測(cè)試，結(jié)果如表1所示。光釋光（OSL）測(cè)年由青島海洋地質(zhì)研究所測(cè)試中心年代實(shí)驗(yàn)室完成，結(jié)果見表2。體層理；頂部為深灰黑色細(xì)砂與灰色粉砂韻律沉積，從下到上由粉砂漸變?yōu)榧?xì)砂，粒度變粗。

47.20 ～36.70m，為粉砂和細(xì)砂互層，呈近平行層理、脈狀層理、波狀層理；粉砂中夾透鏡體細(xì)砂，呈透鏡體層理。

36.70 ～28.00m，為灰色粉砂和黑色粉砂質(zhì)砂，夾貝殼碎片堆積層；底部34.50～35.90m段夾雜少量極細(xì)貝殼碎片。

28.00 ～17.20m，為淺黃褐色細(xì)砂夾灰色-灰黑色細(xì)砂、灰黑色中細(xì)砂、灰色粉砂質(zhì)砂夾大塊灰色粉砂泥礫，呈透鏡體層理、波狀層理和壓扁層理，粒度從下往上逐漸變粗；底部為灰色黏土夾透鏡體狀細(xì)砂互層韻律層理，向上漸變?yōu)榧?xì)砂夾粉砂泥礫互層韻律層；頂部為細(xì)砂層夾脈狀薄層粉砂。

17.20 ～5.30m，為灰色粉砂與灰黑色細(xì)砂互層，以及深灰色細(xì)砂夾灰色脈狀粉砂薄層，呈近平行層理、波狀層理。

5.30 m以上為深灰色粉砂質(zhì)砂、深灰色中細(xì)砂，夾脈狀灰色黏土，含較多細(xì)小貝殼碎片，部分層位出現(xiàn)完整貝殼和生物螺殼。

1.2 分析方法

SFK－1孔巖心共進(jìn)行粒度測(cè)試398個(gè)，大致按照20cm間隔進(jìn)行粒度取樣；測(cè)試由青島海洋地質(zhì)研究所測(cè)試中心完成。粒度分析的方法是采用英國(guó)MALVERN公司產(chǎn)的Mastersizer2000型激光粒度分析儀對(duì)沉積物樣品進(jìn)行分析，分析結(jié)果間隔為1/2Ф，待測(cè)樣品質(zhì)量不低于50g。化學(xué)分析取樣間距為30～50cm，對(duì)200個(gè)樣品作了常量元素分析測(cè)試。測(cè)試分析由青島海洋地質(zhì)研究所測(cè)試中心完成，對(duì)不同指標(biāo)采用了不同的分析測(cè)試方法。Al2O3、TFe2O3、CaO、K2O、Na2O、MgO、TiO2、P2O5和MnO等質(zhì)量分?jǐn)?shù)的測(cè)定方法為：采用熔片法將試樣用混合熔劑熔融，以硝酸銨為氧化劑，加少量溴化鋰作為脫模劑，試樣與熔劑的質(zhì)量比為1∶12；在熔樣機(jī)上于1 050℃熔融，制成玻璃樣片，用X射線熒光光譜儀（XRF）進(jìn)行測(cè)定。用硅氟酸鉀容量法測(cè)定SiO2；容量法（VOL）測(cè)定FeO。CaCO3質(zhì)量分?jǐn)?shù)的測(cè)定方法為：將試樣加8%的乙酸溶液；在沸水浴上加熱40min后，取濾液用等離子體發(fā)射光譜法（ICP－OES）測(cè)定。元素分析分別進(jìn)行了若干樣品的重復(fù)分析與標(biāo)樣分析，分析元素的相對(duì)誤差小于5%，表明分析結(jié)果可靠。

東海SFK－1孔的14C測(cè)年采取的樣品主要是深

表1 SFK－1孔14C年代數(shù)據(jù)Table 1 14C dating age of core SFK－1

年代數(shù)據(jù)（表2）顯示，SFK－1孔底部年齡為91 ka BP左右。研究表明［12－13］，此時(shí)為末次間冰期高海平面時(shí)期，SFK－1孔位置已被海水覆蓋。SFK－1孔72.30m以下、36.70～28.00m 和5.30m 以上見有大量底棲有孔蟲和浮游有孔蟲，含有大量極細(xì)貝殼碎片，生物擾動(dòng)強(qiáng)烈，各段中由上往下貝殼碎片含量逐漸降低，生物潛穴發(fā)育，為前三角洲-淺海沉積和潮流沙脊沉積。72.30～36.70m和28.00～5.30m底棲有孔蟲和浮游有孔蟲含量較低，呈現(xiàn)平行、塊狀、波狀、透鏡體層理，51.00m處有紅褐色氧化顆粒，主要為河口-三角洲沉積、濱海沉積和潮坪沉積。

表2 SFK－1孔OSL測(cè)年數(shù)據(jù)Table 2 OSL dating age of core SFK－1

2 結(jié)果

2.1 粒度變化

SFK－1孔巖心沉積物的粒度統(tǒng)計(jì)表明：平均粒徑（Mz）為4.93Ф，沉積物類型多為砂質(zhì)粉砂和粉砂質(zhì)砂，其中砂、粉砂和黏土組分的平均值分別是39.78%、48.68%、11.54%。粒度參數(shù)如標(biāo)準(zhǔn)偏差、偏度和峰度的平均值分別是1.95、0.27、1.09，多集中在分選差、正偏偏度和中等峰度。

根據(jù)SFK－1孔平均粒徑的變化趨勢(shì)，可將該孔劃分為8個(gè)層段（自底部向上分別為層段1、2、3、4、5、6、7和8，見圖2）。

平均粒徑在層段1變化較大，為（5.0～7.0）Ф，從下往上變化趨勢(shì)為沉積物整體變粗；向上部層段2平均粒徑逐漸減小，說明沉積物變粗，在層段2平均粒徑分布變化較小，基本為（3.0～4.0）Ф；至層段3平均粒徑突然增大，并且變化較大（（4.0～6.0）Ф），有往上變粗的趨勢(shì)。

層段4（平均粒徑（（3.0～6.0）Ф））較層段3總體偏粗，該層段總體表現(xiàn)為向上部平均粒徑逐漸變大，并且波動(dòng)幅度也較大；層段5（平均粒徑（（4.0～7.0）Ф））比層段4要細(xì)，平均粒徑波動(dòng)不大，集中分布在（5.5～6.5）Ф；層段6平均粒徑（（2.0～5.0）Ф）突然變小，平均粒徑變化較大，其中在25.00m左右再次發(fā)生了突然變小，從而表現(xiàn)出兩段式，呈現(xiàn)2個(gè)比較明顯的韻律變化（由粗到細(xì)）；層段7底部平均粒徑較小，平均粒徑集中在（3.0～6.0）Ф，由下往上呈韻律性波狀起伏分布，整體粒度趨勢(shì)由粗-變細(xì)-變粗韻律性組合；層段8在5.30m處平均粒徑又突然變小，反映沉積物變粗，平均粒徑集中在（2.0～4.5）Ф，由下往上呈波狀起伏分布，整體粒度趨勢(shì)變細(xì)。

2.2 常量元素變化

SFK－1孔巖心常量元素含量變化情況見表3。從表3可以看出，SiO2、Al2O3、FeO、CaO、MgO、K2O、Na2O、TiO2、P2O5、MnO、TFe2O3和 CaCO3平均質(zhì)量分?jǐn)?shù)分別為65.35%、12.12%、1.75%、3.88%、2.04%、2.63%、2.04%、0.66%、0.12%、0.065%、4.74%、5.38%。其質(zhì)量分?jǐn)?shù)與研究區(qū)表層沉積物常量元素質(zhì)量分?jǐn)?shù)均值非常相似［14］，表明晚更新世以來該地區(qū)的物質(zhì)來源沒有發(fā)生明顯變化；標(biāo)準(zhǔn)差系數(shù)除CaO和CaCO3大于0.30外，其余都小于0.30，反映SFK－1孔晚更新世以來常量元素離散程度較小。

依據(jù)SFK－1孔的巖心中常量元素垂直變化特征進(jìn)行的層段劃分與平均粒徑是相同的，也可以劃分為8個(gè)層段（圖2）?？傮w來講，TiO2與平均粒徑在整個(gè)巖心中表現(xiàn)出變化趨勢(shì)是相同的，其他元素在不同層段則表現(xiàn)出既有相似也有不同的變化特征。

圖2 SFK－1孔平均粒徑與常量元素質(zhì)量分?jǐn)?shù)垂直分布Fig.2 Depth profiles of mean grain－size and major elements of core SFK－1

從層段1到層段2，Al2O3、K2O、FeO、MgO、MnO、TiO2、TFe2O3等元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)表現(xiàn)出波動(dòng)中逐漸減少的趨勢(shì)，而SiO2、Na2O等元素則表現(xiàn)出明顯增加的趨勢(shì)；CaCO3和CaO等元素在層段1變化不大，層段2則明顯增加，P2O5變化不明顯，但在層段2中都有一個(gè)明顯的峰值。層段3至層段4除P2O5之外各種元素波動(dòng)較大，Al2O3、K2O、FeO、CaO、TFe2O3等元素質(zhì)量分?jǐn)?shù)在波動(dòng)中減少，TiO2元素變化在波動(dòng)中逐漸增加；P2O5、Na2O、MgO、CaCO3、CaO和SiO2等元素的變化趨勢(shì)相對(duì)不甚明顯，但波動(dòng)幅度較大。層段5元素波動(dòng)相對(duì)較小，Al2O3、K2O、MgO、FeO、MnO、CaCO3、CaO、TiO2、TFe2O3等元素質(zhì)量分?jǐn)?shù)從層段4突然增加，達(dá)到該孔的最高值；而SiO2、Na2O則突然降到該孔的最低值；P2O5元素變化相對(duì)穩(wěn)定，趨勢(shì)性相對(duì)不甚明顯。層段6至層段7，SiO2和Na2O質(zhì)量分?jǐn)?shù)突然從層段5頂部增高，在層段6下部超過層段4，然后SiO2向?qū)佣?逐漸降低，而Na2O除在層段7底部稍有下降外，總體上向?qū)佣?逐漸增高；Al2O3、K2O、MgO、TiO2、CaCO3、CaO、FeO 和 TFe2O3等元素質(zhì)量分?jǐn)?shù)在層段6底部突然降低，總體元素比較穩(wěn)定，向?qū)佣?稍有增加的趨勢(shì)；MnO、P2O5除P2O5在層段7的10.00m左右有一峰值外基本變化不大。至層段8，CaCO3、CaO質(zhì)量分?jǐn)?shù)在底部稍有下降后，向頂部逐漸增高；Al2O3、K2O、MgO、TiO2、Na2O在層段7頂部突然下降后基本保持穩(wěn)定，向頂部略有增加；SiO2在層段7頂部突然增高后，在層段8向頂部逐漸減低，其他TFe2O3、FeO、MnO和P2O5變化較小，基本保持穩(wěn)定或向頂部略有增加。

表3 SFK－1孔巖心常量元素質(zhì)量分?jǐn)?shù)變化Table 3 Variation of major elements in core SFK－1

3 討論

3.1 地球化學(xué)指標(biāo)

沉積物粒度受物質(zhì)來源、搬運(yùn)介質(zhì)、搬運(yùn)方式及沉積環(huán)境等因素控制，是判斷沉積時(shí)沉積動(dòng)力條件和沉積環(huán)境的良好標(biāo)志。一般來講，沉積物中陸源物質(zhì)的粒度大小可以用來反映沉積動(dòng)力條件的強(qiáng)弱，粒度越粗，反映其沉積動(dòng)力條件越強(qiáng)［15］。元素對(duì)比值可以淡化沉積物粒度對(duì)元素豐度的影響［16］，關(guān)于相關(guān)元素與TiO2比值蘊(yùn)含的氣候環(huán)境以及物源信息已經(jīng)得到了一定研究［17－20］，Al2O3、K2O、MgO、MnO、Fe2O3與TiO2質(zhì)量分?jǐn)?shù)比值可以較好地反映氣候信息，在南海其高值一般出現(xiàn)在間冰期，而低值出現(xiàn)在冰期，Na2O則剛好與此相反［20］。研究［12］表明，水動(dòng)力條件變化產(chǎn)生的沉積物粒度差別能導(dǎo)致沉積物的元素差異，Al2O3、K2O、MgO、MnO、Fe2O3以及TiO2等趨向于在細(xì)粒級(jí)沉積物（粉砂和黏土）中富集，這與該類元素與平均粒徑之間的正相關(guān)是相吻合的（圖2）；其中的TiO2通常被認(rèn)為全部來自陸源碎屑物質(zhì)［17－21］，因此趨向于在細(xì)粒級(jí)物質(zhì)中賦存的TiO2與平均粒徑幾乎具有完全相同的變化趨勢(shì)，也說明該孔沉積物以陸源物質(zhì)占絕對(duì)優(yōu)勢(shì)，自生成因物質(zhì)對(duì)平均粒徑影響很小。

TiO2/Al2O3相對(duì)于元素本身與平均粒徑明顯表現(xiàn)出相關(guān)性減弱（圖3），其主要反映了古水流能量強(qiáng)度的變化［17－18］。在砂質(zhì)沉積物中，Na2O可能是賦存于長(zhǎng)石中，粒度偏粗其質(zhì)量分?jǐn)?shù)增加，粒度變細(xì)則質(zhì)量分?jǐn)?shù)減少（圖2）。圖3表明SiO2/TiO2和Na2O/TiO2變化非常相似，二者可解釋為賦存于粗、細(xì)粒級(jí)物質(zhì)中元素的比值，其變化與平均粒徑呈負(fù)相關(guān)關(guān)系（圖3），因此SiO2/TiO2和 Na2O/TiO2可以用來反映沉積水動(dòng)力的強(qiáng)度。P2O5一般為生物源［14，22］，氣候相對(duì)寒冷時(shí)生物生產(chǎn)力下降，P2O5/TiO2也隨之下降，溫暖時(shí)生物生產(chǎn)力上升，其比值也隨之上升［2］。圖2表明，Ca質(zhì)量分?jǐn)?shù)與沉積物粒徑相關(guān)性差，可能由于鈣質(zhì)生物的加入導(dǎo)致了質(zhì)量分?jǐn)?shù)變化的復(fù)雜性［1］。CaCO3/TiO2和 CaO/TiO2變化一致（圖3），其與沉積物粒徑相關(guān)性差，在化學(xué)風(fēng)化過程中很容易被淋濾出來，隨著化學(xué)風(fēng)化程度的增加，其比值會(huì)降低，CaCO3/TiO2和CaO/TiO2可以反映與化學(xué)風(fēng)化程度相關(guān)的氣候變化［23］。

3.2 沉積層段劃分與地質(zhì)意義

圖3 SFK－1孔平均粒徑和常量元素與TiO2質(zhì)量分?jǐn)?shù)比值的垂直分布Fig.3 Depth profiles of TiO2－normalized ratios of mean grain－size and the major elements of core SFK－1

層段1（82.90～72.30m）CaCO3/TiO2、CaO/TiO2和P2O5/TiO2較?。▓D3），變化也不大，指示化學(xué)風(fēng)化程度相對(duì)穩(wěn)定無大的變化；Al2O3/TiO2、K2O/TiO2、MgO/TiO2、FeO/TiO2、MnO/TiO2、TFe2O3/TiO2較高，并具有一定的波動(dòng)變化，平均粒徑變化較大（（5.0～7.0）Ф）；SiO2/TiO2、Na2O/TiO2及TiO2/Al2O3較小，反映沉積水動(dòng)力條件和古水流能量強(qiáng)度都較弱；74.31～74.40m和81.70～81.78m的OSL年齡分別為（69±7）ka BP和（91±10）ka BP，對(duì)應(yīng)于溫暖且相對(duì)穩(wěn)定的氣候環(huán)境，應(yīng)該是末次間冰期（暖期）晚期在東海陸架區(qū)的淺海沉積。

層段2（72.30～64.70m）CaCO3/TiO2、CaO/TiO2和P2O5/TiO2在巖心中表現(xiàn)為次高值，而且波動(dòng)較大，指示化學(xué)風(fēng)化程度較弱；Al2O3/TiO2、MgO/TiO2、MnO/TiO2、TFe2O3/TiO2較層段1有所降低，K2O/TiO2和FeO/TiO2變化不大（圖3），而平均粒徑迅速變?。ǎ?.0～4.0）Ф），說明沉積物變粗，但變化很??；SiO2/TiO2、Na2O/TiO2和TiO2/Al2O3較層段1升高，反映沉積水動(dòng)力的強(qiáng)度和古水流能量強(qiáng)度都增強(qiáng)，表示出氣溫有所降低的氣候環(huán)境，應(yīng)該是末次冰期早期在東海陸架區(qū)的河口－三角洲沉積。

層段3（64.70～47.20m）CaCO3/TiO2、CaO/TiO2和P2O5/TiO2迅速降低，但仍然高于層段1值，且具有一定的波動(dòng)，往上比值逐漸增高，指示化 學(xué) 風(fēng) 化 程 度 增 加；Al2O3/TiO2、FeO/TiO2、K2O/TiO2、MgO/TiO2、TFe2O3/TiO2迅 速 升 高后，往上逐漸下降，MnO/TiO2升高后較為穩(wěn)定，但有一定的波動(dòng)；而平均粒徑突然增大（（4.0～6.0）Ф），反映沉積物迅速變細(xì)，且有較大波動(dòng)，SiO2/TiO2和Na2O/TiO2較層段2有所降低，并且波動(dòng)較大，反映沉積水動(dòng)力條件有所減弱；TiO2/Al2O3迅速下降后往上逐漸升高，反映古水流能量強(qiáng)度減弱后又逐漸增強(qiáng)；47.26～47.38m 和55.86～55.99m的OSL年齡分別為（58±6）ka BP、（62±9）ka BP，為末次冰期早期在東海陸架區(qū)的濱海沉積和河口－潮坪沉積。

層段4（47.20～36.70m）CaCO3/TiO2和CaO/TiO2除45.00m左右突然下降外，基本比較穩(wěn)定，波動(dòng)不大；P2O5/TiO2比較穩(wěn)定，指示化學(xué)風(fēng)化程度無大的變化；Al2O3/TiO2、FeO/TiO2、K2O/TiO2、MgO/TiO2、TFe2O3/TiO2和 MnO/TiO2往上保持穩(wěn)定或略有下降，但波動(dòng)較大；平均粒徑（（3.0～6.0）Ф）較層段3總體偏小，向上表現(xiàn)出逐漸變大的特征，并且波動(dòng)幅度也較大，而SiO2/TiO2和Na2O/TiO2較為穩(wěn)定，上部和底部變化較小，但層段內(nèi)比值有一定的波動(dòng)，反映沉積水動(dòng)力條件穩(wěn)定但變化比較大；TiO2/Al2O3處于高值區(qū)域，并且波動(dòng)較大，反映古水流能量強(qiáng)度達(dá)到較強(qiáng)階段；結(jié)合古生物資料，為末次冰期早期濱海沉積。

層段5（36.70～28.00m）CaCO3/TiO2、CaO/TiO2和P2O5/TiO2在底部突然升高又迅速下降，往上逐漸降低，指示化學(xué)風(fēng)化程度的減弱與增強(qiáng)的波動(dòng)變化；Al2O3/TiO2、FeO/TiO2、K2O/TiO2、MgO/TiO2、TFe2O3/TiO2和 MnO/TiO2底部突然升高，然后往上逐漸增加，達(dá)到該孔的最高值，并且波動(dòng)較大（圖3），這同樣在平均粒徑變化和SiO2/TiO2和Na2O/TiO2上有所顯示；隨著海水入侵水深的增加，平均粒徑集中分布范圍（（5.5～6.5）Ф）及SiO2/TiO2和Na2O/TiO2揭示出水動(dòng)力條件逐漸減弱；同時(shí)TiO2/Al2O3也降至次低值區(qū)域，并且波動(dòng)較小，反映古水流能量強(qiáng)度迅速降低；30.36～30.52m的OSL年齡為（41±5）ka BP，為末次冰期中間冰階（暖期）淺海沉積。

層段6（28.00～17.20m）CaCO3/TiO2、CaO/TiO2和P2O5/TiO2較小，指示化學(xué)風(fēng)化程度有 所 增 強(qiáng)；Al2O3/TiO2、FeO/TiO2、K2O/TiO2、MgO/TiO2、TFe2O3/TiO2和 MnO/TiO2突然迅速下降，該孔的最低值出現(xiàn)在該層段，比值波動(dòng)較大；同時(shí)平均粒徑（（2.0～5.0）Ф）也突然變小并且具有較大變化，在25.00m左右再次發(fā)生了迅速變小，呈2個(gè)比較明顯的韻律變化（由粗到細(xì)），SiO2/TiO2、Na2O/TiO2和 TiO2/Al2O3迅速升高，整個(gè)巖心的最高值出現(xiàn)在該層段，比值波動(dòng)劇烈，反映水動(dòng)力條件和古水流能量強(qiáng)度迅速增強(qiáng)，并且強(qiáng)弱變化較大，說明海水深度迅速變淺；19.26～19.40m和25.56～25.70m的 OSL年齡分別為（23±2）ka BP和（32±3）ka BP，為末次冰期中期的近岸沉積及河口灣沉積；這期間海面持續(xù)下降，東海形成以三角洲及海陸交互沉積為主的強(qiáng)制海退體系域［11］。

層段7（17.20～5.30m）CaCO3/TiO2、CaO/TiO2和P2O5/TiO2（除有一個(gè)異常點(diǎn)外）表現(xiàn)為較低值，其波動(dòng)較小，指示化學(xué)風(fēng)化程度有所增強(qiáng)；Al2O3/TiO2、FeO/TiO2、K2O/TiO2、MgO/TiO2、TFe2O3/TiO2和MnO/TiO2相對(duì)于層段6略有增加（圖3）；平均粒徑較?。ǎ?.0～6.0）Ф），由下往上呈韻律性波狀起伏分布，SiO2/TiO2、Na2O/TiO2和TiO2/Al2O3則比層段6有所下降，比值波動(dòng)較大，反映水動(dòng)力條件和古水流能量強(qiáng)度有所減弱；15.56～15.70m的14C年齡為（18 500±800）a BP，形成于末次盛冰期，在陸架邊緣形成潮坪沉積。

層段8（5.30～0.0m）CaCO3/TiO2、CaO/TiO2和P2O5/TiO2逐漸增高，指示化學(xué)風(fēng)化程度減弱；Al2O3/TiO2、FeO/TiO2、K2O/TiO2、MgO/TiO2、TFe2O3/TiO2和 MnO/TiO2在底部突然降低后往上逐漸升高；平均粒徑在底部也突然變小，反映沉積物變粗，然后往上整體粒度變細(xì)，同時(shí)反映在SiO2/TiO2、Na2O/TiO2和 TiO2/Al2O3上，在底部迅速或略有升高后則往上呈現(xiàn)下降趨勢(shì)，反映水動(dòng)力條件和古水流能量強(qiáng)度增加后有所減弱，說明海水深度變淺后又迅速加深；2.78～2.80m和4.56～4.57m的AMS14C年齡分別為（7 255±45）a BP和（9 420±40）a BP，形成于全新世淺海沉積（現(xiàn)代潮流沙脊沉積）［3］。

3.3 常量元素劃分地層的適應(yīng)性和影響因素

東海陸架SFK－1孔粒度、常量元素的垂直分布分析表明，依據(jù)常量元素垂直變化劃分的8個(gè)層段分別與沉積物粒度、氣候變化地層劃分界線相吻合，常量元素地球化學(xué)信息對(duì)于地層劃分、沉積環(huán)境與物源分析具有良好的指示意義，Al2O3、K2O、MgO、MnO、Fe2O3與TiO2質(zhì)量分?jǐn)?shù)值主要反映了沉積物源區(qū)的變化以及與風(fēng)化程度相關(guān)的源區(qū)氣候變化。但常量元素的不同地球化學(xué)指標(biāo)之間也存在一定的差異（圖3），這可能主要是由于它們與古環(huán)境、古氣候之間的內(nèi)在聯(lián)系不盡相同，且存在較多干擾因素，如物源的變化、海平面的波動(dòng)、早期成巖作用等均可能影響沉積物中不同地球化學(xué)指標(biāo)對(duì)環(huán)境變化的響應(yīng)。因此，在使用常量元素劃分地層時(shí)應(yīng)建立高精度的年代學(xué)框架，明確晚更新世以來研究區(qū)沉積物物源及水動(dòng)力條件的變化，以及各常量元素含量與沉積環(huán)境之間的內(nèi)在關(guān)系。

沉積物中各元素組分的變化，一方面與常量元素固有的地球化學(xué)行為有關(guān)，另一方面又與沉積物化學(xué)成分復(fù)雜的多因素控制有關(guān)。研究［14］表明，該區(qū)域SiO2、Al2O3、MgO、K2O、TFe2O3等元素為陸源碎屑沉積物來源，陸源巖石風(fēng)化作用和沉積物粒度對(duì)該組元素起著控制作用，而陸源物質(zhì)的供應(yīng)量相對(duì)減少，可導(dǎo)致巖心中Si、Al兩種常量元素質(zhì)量分?jǐn)?shù)明顯降低。水動(dòng)力條件變化產(chǎn)生的沉積物粒度差別能導(dǎo)致沉積物的元素差異，Al2O3、K2O、MgO、MnO、TFe2O3以及TiO2等趨向于在細(xì)粒級(jí)沉積物（粉砂和黏土）中富集［12］。大多數(shù)常量元素在全新世地層中變化幅度較小，而在晚更新世時(shí)變化相對(duì)顯著，這與晚更新世氣候演變、冰期與間冰期轉(zhuǎn)化，海面變動(dòng)和物質(zhì)來源的不同等因素有關(guān)。這些因素都能夠影響常量元素組合劃分地層的準(zhǔn)確性。

4 結(jié)論

1）SFK－1孔巖心常量元素 SiO2、Al2O3、FeO、CaO、MgO、K2O、Na2O、TiO2、P2O5、MnO、TFe2O3和CaCO3平均質(zhì)量分?jǐn)?shù)分別為65.35%、12.12%、1.75%、3.88%、2.04%、2.63%、2.04%、0.66%、0.12%、0.065%、4.74%、5.38%；標(biāo) 準(zhǔn) 差 系 數(shù) 除CaO和CaCO3大于0.30外，其余都小于0.30，反映了SFK－1孔晚更新世以來常量元素質(zhì)量分?jǐn)?shù)離散程度較小。2）SFK－1孔揭示了東海陸架晚更新世以來的沉積，元素地球化學(xué)信息對(duì)于地層的劃分具有良好的指示意義。SFK－1孔沉積物 CaCO3/TiO2、CaO/TiO2和P2O5/TiO2反映了化學(xué)風(fēng)化程度的強(qiáng)弱；TiO2/Al2O3可以作為古水流能量的指標(biāo)，反映當(dāng)時(shí)河流水動(dòng)力條件的影響強(qiáng)度；而SiO2/TiO2和Na2O/TiO2可以用來反映沉積水動(dòng)力的強(qiáng)度。3）依據(jù)常量元素垂直變化特征劃分的8個(gè)層段分別與沉積物粒度、氣候變化地層劃分界線相吻合。研究區(qū)自91ka BP以來沉積環(huán)境經(jīng)歷了劇烈變化，巖心底部82.90～72.30m為末次間冰期（暖期）晚期在東海陸架區(qū)的淺海沉積。海水自70ka BP開始退出研究區(qū)，形成了近36.00m的河口－三角洲相及濱海相沉積地層。自40ka BP研究區(qū)再次受到海水侵入影響，形成了近15.00m的淺海相及近岸沉積地層。全新世水動(dòng)力條件和古水流能量強(qiáng)度增強(qiáng)后有所減弱，說明海水深度變淺后又迅速加深，為現(xiàn)代潮流沙脊沉積。4）常量元素氧化物分布與沉積物類型密切相關(guān)，因此要選擇基本不受沉積物類型影響的常量元素用于地層劃分，為了消除沉積物粒度對(duì)元素豐度的影響一般可采用元素對(duì)比值，在地層劃分和沉積環(huán)境分析時(shí)要充分考慮地層中年代學(xué)資料、物質(zhì)來源以及海平面變化等因素。

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