遼東灣LDD7孔晚更新世以來的沉積層序與古環(huán)境演化

孫榮濤，趙京濤，李 軍，胡邦琦

1.山東理工大學(xué)資源與環(huán)境工程學(xué)院，山東 淄博 255049 2.國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 3.青島海洋地質(zhì)研究所，山東 青島 266071

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遼東灣LDD7孔晚更新世以來的沉積層序與古環(huán)境演化

孫榮濤1，趙京濤2,3，李 軍2,3，胡邦琦2,3

1.山東理工大學(xué)資源與環(huán)境工程學(xué)院，山東 淄博 255049 2.國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 3.青島海洋地質(zhì)研究所，山東 青島 266071

對取自渤海遼東灣中部LDD7孔的300個沉積物樣品進(jìn)行了微體古生物分析，對196個樣品進(jìn)行了粒度分析，并選取8個層位的底棲有孔蟲混合種進(jìn)行了AMS14C測年，利用線形插值方法建立了該孔的年代地層框架。研究結(jié)果表明：自晚更新以來遼東灣中部保持了相對連續(xù)的沉積序列，LDD7孔記錄了該區(qū)約60.85 cal.kaBP以來的沉積環(huán)境演化過程。根據(jù)垂向上微體化石組合和巖性的變化，將全長50.1 m的沉積物柱狀樣劃分為9個沉積單元，分別代表晚更新世冰期旋回中隨著海平面的變化，遼東灣中部區(qū)域在不同階段分別處于海相、陸相或海陸過渡相沉積環(huán)境；LDD7孔中共識別出兩次主要的海侵過程，分別對應(yīng)著渤海中部Bc-1孔所記錄的獻(xiàn)縣海侵與黃驊海侵；此次測年結(jié)果進(jìn)一步明確了遼東灣中部兩次海侵持續(xù)的確切時間，分別是45.84～27.66 cal.kaBP和10.64～0 cal.kaBP。此外，幾個相關(guān)巖心的年代框架計(jì)算結(jié)果表明，獻(xiàn)縣海侵過程中遼東灣南部沉積速率低于中部，而獻(xiàn)縣海侵之后遼東灣南部的沉降總量和平均沉積速率都明顯高于中部。

遼東灣；微體古生物；海侵層；古環(huán)境演化；AMS14C測年；沉積層序

Stratigraphic and Paleo-Environmental Evolution of Liaodong Bay Since Late Pleistocene: Evidence from Core LDD7

0 前言

遼東灣位于渤海北部，是一個西、北、東三面被遼寧省包圍，僅南面與渤海相通的半封閉海灣，其地形從灣頂及兩岸向中央傾斜，東側(cè)水深大于西側(cè)，表層沉積以粉砂質(zhì)軟泥和黏土質(zhì)軟泥為主。該區(qū)所處地質(zhì)構(gòu)造單元為中朝準(zhǔn)地臺華北斷坳下遼河斷陷帶。該斷陷是沿郯廬斷裂系于中、新生代形成的大陸裂谷型斷陷盆地，第三紀(jì)以來一直沉降，并沉積了巨厚的第四系[1]。相對于渤海西岸和南部近海[2-5]，遼東灣區(qū)域的沉積學(xué)和古環(huán)境研究并不充分。李淑鸞[6]和王海霞等[7]曾針對表層沉積物中的微體古生物分布與沉積環(huán)境進(jìn)行了專題研究；吳建政等[8]對于遼東灣北部的LD01孔進(jìn)行了沉積學(xué)和地震地層學(xué)研究，識別出了3個海相層和3個陸相層；王明田等[9]通過對遼東灣中、北部3個巖心的聲學(xué)特征進(jìn)行研究，識別出了全新世第一海相層及其底界以下發(fā)育的一系列埋藏古河道，并對其沉積特征及其對海上工程的影響進(jìn)行了分析。筆者對取自遼東灣中部長度為50.1 m的柱狀巖心進(jìn)行高分辨率取樣并進(jìn)行微體古生物統(tǒng)計(jì)分析，以微體古生物組合變化為主要依據(jù)對地層進(jìn)行初步劃分，并在相對精確的AMS14C測年基礎(chǔ)上，對晚更新世以來遼東灣中部的古環(huán)境演化過程和地質(zhì)事件進(jìn)行標(biāo)定，以提升這一區(qū)域的古環(huán)境研究精度。

1 樣品與方法

LDD7 孔(39.6789° N，120.4186°E)是青島海洋地質(zhì)研究所在執(zhí)行中國地質(zhì)調(diào)查局“遼東灣近海海砂及相關(guān)資源潛力調(diào)查”項(xiàng)目中利用上海海洋石油局第一海洋地質(zhì)調(diào)查大隊(duì)勘“407輪”于2010年取自遼東灣中部的淺鉆樣品(取樣水深30.5 m)。取樣時采用回轉(zhuǎn)式掃孔和繩索錘擊取心相結(jié)合的方法，鉆探進(jìn)尺50.1 m，共取樣品49管，其中泥質(zhì)樣品取心率>80%，砂質(zhì)樣品取心率>60%。巖心25 m以上按12 cm間隔選取微體古生物樣品，25 m以下按照24 cm間隔取樣，共分析300個樣品。樣品按照標(biāo)準(zhǔn)流程，均取50 g左右的干樣，經(jīng)過低溫烘干、稱重、充分浸泡分散后利用240目(0.063 mm)的標(biāo)準(zhǔn)篩沖洗并烘干，鑒定時將粗碎屑再過100目(0.150 mm)標(biāo)準(zhǔn)篩后，在立體顯微鏡下對粗樣中的微體化石進(jìn)行鑒定統(tǒng)計(jì)，鑒定標(biāo)準(zhǔn)主要參考臨近海域的相關(guān)文獻(xiàn)[6, 10-13]。對于微體化石豐度較大的樣品采用二分法鑒定分別統(tǒng)計(jì)1/2、1/4、1/8……樣品中的全部化石，底棲有孔蟲鑒定數(shù)量每樣不少于100枚，介形蟲鑒定數(shù)量不少于50瓣，對于豐度較低的樣品則統(tǒng)計(jì)全樣微體化石。粒度分析樣品按24 cm間隔取樣，共分析樣品196個，粒度分析采用激光粒度分析法，測試步驟為取適量的10%的H2O2和0.5 mol/L的HCl分別去除沉積物中的有機(jī)質(zhì)和碳酸鹽。處理過后的樣品經(jīng)多次洗鹽，加入偏磷酸鈉后，超聲波分散，上機(jī)測試。測試儀器為Microtrac S3500擴(kuò)展型激光粒度儀，粒級標(biāo)準(zhǔn)采用尤登-溫德華氏等比制Φ值粒級標(biāo)準(zhǔn)。

圖1 研究區(qū)以及LDD7巖心位置Fig.1 Atlas of study area and the location of core LDD7

選取底棲有孔蟲豐度較高的層位，鏡下每樣挑選不少于10 mg混合底棲有孔蟲樣品進(jìn)行AMS14C 測年，測試工作在美國Beta公司完成，測試結(jié)果見表1。

表1 遼東灣LDD7孔AMS14C測年結(jié)果

2 研究結(jié)果

2.1 LDD7孔的巖性組成

LDD7孔0～1.8 m主要為灰色或灰黃色黏土，質(zhì)軟，可塑性高，平均粒徑為6～8Φ，分選較好；1.8～10.9 m以灰黃色粉砂質(zhì)黏土和黏土質(zhì)粉砂為主，夾雜黏土質(zhì)條帶，偶見鐵銹色和鈣質(zhì)斑點(diǎn)，平均粒徑略粗于上層，分選較好；10.9～34.2 m間的沉積物上部和下部以灰色粉砂質(zhì)黏土和黏土質(zhì)粉砂為主，中部以較粗的灰色粉砂為主；34.2～50.1 m以灰黃色粉砂和黏土質(zhì)粉砂為主，偶見貝殼碎屑，發(fā)育黏土質(zhì)條帶，底部可見泥、砂互層構(gòu)造，并有泥礫出現(xiàn)，平均粒徑自底部向上變粗，為2～6Φ，分選性變化較大。

2.2 AMS14C測年結(jié)果與年代地層框架

由于遼東灣海域微體古生物總體豐度甚低，柱狀樣測年多采用貝殼14C或者光釋光(OSL)方法。但貝殼測年往往因?yàn)樵俪练e等原因?qū)е聹y得年齡偏老，OSL方法由于樣品處理等原因容易產(chǎn)生較大誤差。此次研究利用8個層位中底棲有孔蟲的AMS14C測年數(shù)據(jù)建立了LDD7孔24 m以上層位相對精確的年代地層框架。AMS14C年齡數(shù)據(jù)應(yīng)用Calib 6.0軟件[14]轉(zhuǎn)換為日歷年齡，轉(zhuǎn)換時采用 Marine04 曲線[15]，對全球海洋碳儲庫偏離量(ΔR)設(shè)為(-143±59)a。8個測年樣品自上而下依次變老(表1)，說明沒有層序倒轉(zhuǎn)，最下部23.9 m處的校正年齡為44.18 cal.kaBP，根據(jù)線性插值建立該孔的年代框架，結(jié)果表明0～2.5 m為全新世沉積，2.5 m以下為晚更新世沉積(圖2、圖3)，LDD7孔記錄了60.85 cal.kaBP以來的環(huán)境演化過程。

圖2 LDD7孔底棲有孔蟲與介形蟲垂向變化Fig.2 The vertical distributions of foraminifera and ostracoda in Core LDD7

2.3 地層劃分

LDD7孔共鑒定出底棲有孔蟲38屬77種，介形蟲39屬57種。根據(jù)底棲有孔蟲與介形蟲組合的垂向變化(圖2)，結(jié)合巖性特征，可以將50.1 m的巖心劃分為9個沉積單元(U1--U9)，分別代表不同的沉積環(huán)境(圖3)。

U1沉積單元(0～1.55 m) 該層底棲有孔蟲豐度和分異度在段內(nèi)中部達(dá)到峰值，最高豐度達(dá)到5 349 枚/50g干樣，平均豐度達(dá)到1 996 枚/50g干樣，簡單分異度和復(fù)合分異度均值分別是12種和1.57，優(yōu)勢種主要包括Protelphidiumturberculatum(d’Orbigny)、Ammoniadominicana(Bermudez)、Buccellafrigida(Cushman)、Cribrononionsubincertum(Asano)、Elphidiumadvenum(Cushman)、Ammoniabecarii(Linné) var.等。介形蟲平均豐度為299 瓣/50g干樣，簡單分異度和復(fù)合分異度均值分別為3種和0.62，優(yōu)勢種主要是SinocytheridealatiovataHou et Chen、EchinocythereisbradyformisIshizaki、PerissocytherideajaponicaIshizaki、NeomonoceratinacrispataHu、Munseyellajaponica(Hanai)等。微體化石優(yōu)勢屬種均為我國近岸常見的廣溫、廣鹽種或淺海常見種，指示正常海相環(huán)境。巖心埋深0.35 m和1.15 m處的AMS14C測年結(jié)果分別為3.33 cal.kaBP和10.03 cal.kaBP，表明這一沉積單元為全新世海相層，與渤海中部Bc-1孔識別出的黃驊海侵(9～0 kaBP)層相當(dāng)[1]。微體生物組合表明LDD7孔的全新世海侵過程又以0.85 m(8 cal.kaBP)為界，下部以廣溫、廣鹽的內(nèi)陸架淺水種為主，為濱岸淺水環(huán)境；上部廣鹽種減少，而淺海冷水種含量上升?，F(xiàn)代渤海水團(tuán)以20 m等深線以內(nèi)的具有低鹽特性的沿岸水團(tuán)和20 m以外具有低溫、高鹽特性的渤、黃海中央混合水團(tuán)所控制[1]。因此，8 cal.kaBP左右底棲有孔蟲組成的變化說明LDD7孔附近由沿岸水團(tuán)控制過渡為中央水團(tuán)控制，此后該孔附近為水深超過20 m的淺海環(huán)境。

U2沉積單元(1.55～7.88 m) 該層底棲有孔蟲豐度僅有5枚/50g干樣，簡單分異度和復(fù)合分異度均值分別僅為1種和0.35，零星出現(xiàn)的底棲有孔蟲以Ammoniadominicana(Bermudez)和Ammoniabecarii(Linné) var.等廣鹽種為主。介形蟲豐度均值為20 瓣/50g干樣，簡單和復(fù)合分異度均值分別為3種和0.72，介形蟲種群中Candoiellaalbicans(Brady)、CandoiellasuziniSchneider、IlyocyprisbradyiSars 等陸相種占據(jù)絕對優(yōu)勢，另有少量廣鹽種SinocytheridealatiovataHou et Chen出現(xiàn)。此外，在5.20～6.70 m連續(xù)出現(xiàn)指示淡水環(huán)境的輪藻藏卵器。年代框架表明U2單元代表的沉積時間為19.28～10.64 cal.kaBP，為末次盛冰期到冰后期海侵影響這一區(qū)域之前的陸相沉積環(huán)境，尤其是在末次冰消期階段陸源淡水影響強(qiáng)烈。少量海相微體化石可能為二次沉積產(chǎn)物，由于沉積物顆粒較細(xì)(圖2、圖3)，推斷這一階段為淡水湖泊相沉積環(huán)境。

U3沉積單元(7.88～10.90 m) 該層底棲有孔蟲豐度均值為93枚/50g干樣，簡單分異度和復(fù)合分異度均值分別為7種和1.52，優(yōu)勢種主要包括Elphidiummagellanicum(Heron-Allen et Earland)、Ammoniabecarii(Linné) var.、Ammoniadominicana(Bermudez)、Protelphidiumturberculatum(d’Orbigny)、Cribrononionsubincertum(Asano)、Elphidiumadvenum(Cushman)、Buccellafrigida(Cushman)等，仍然以冷水種與廣溫、廣鹽種為主。介形蟲豐度均值為8瓣/50g干樣，簡單分異度和復(fù)合分異度均值分別為3種和0.67，優(yōu)勢種主要包括SinocytheridealatiovataHou et Chen、NeomonoceratinacrispataHu、TanellaopimaChen、AlbileberissinensisHou等幾個近岸淺水海相種以及CandoiellasuziniSchneider和Candoiellaalbicans(Brady)兩個陸相種。年代框架表明U3沉積單元代表的沉積時間為24.58～19.28 cal.kaBP，由于末次盛冰期渤海不可能存在海相環(huán)境，但廣鹽型微體化石豐度較高，而沉積物中細(xì)粒組分含量較高(圖2、圖3)，說明水動力較弱，因此推斷這一階段LDD7孔附近是末次冰期極盛期(LGM)期間干冷氣候背景下出露陸架上的半咸水湖泊環(huán)境。

U4沉積單元(10.90～11.90 m) 該段為LDD7孔內(nèi)微體生物含量最低階段，底棲有孔蟲豐度均值僅有2枚/50g干樣，零星出現(xiàn)Ammoniabecarii(Linné) var.或Ammoniadominicana(Bermudez)個體。僅在11.60 m層位見兩瓣陸相介形蟲IlyocyprisbradyiSars。U4沉積單元是27.66～24.58 cal.kaBP的沉積，該段粗碎屑含量為柱內(nèi)最低(圖2、圖3)，內(nèi)部有交錯層理發(fā)育，應(yīng)為高潮線附近陸相性較強(qiáng)的潮灘沉積環(huán)境。

U5沉積單元(11.90～ 22.80 m) 底棲有孔蟲豐度均處于較高水平，均值為1 530 枚/50g干樣，簡單分異度和復(fù)合分異度均值分別為12種和1.93，優(yōu)勢種主要包括Ammoniabecarii(Linné) var.、Elphidiummagellanicum(Heron-Allen et Earland)、Ammoniadominicana(Bermudez)、Elphidiumadvenum(Cushman)、Protelphidiumturberculatum(d’Orbigny)、Buccellafrigida(Cushman)等，均為廣溫、廣鹽的濱岸種或內(nèi)陸架淺水種。介形蟲豐度和分異度同樣處于較高階段，但波動幅度較大，優(yōu)勢種主要包括SinocytheridealatiovataHou et Chen、SinocytheresinensisHou、EchinocythereisbradyformisIshizaki、CushmanideasubjaponicaHanai、Bicornucytherebisanensis(Okubo)等，均為廣溫、廣鹽的濱岸種或內(nèi)陸架淺水種。顯然這是一個相對穩(wěn)定的海相沉積階段，該段沉積物中大于63 μm的粗碎屑平均質(zhì)量分?jǐn)?shù)為63%(圖2)，說明屬于水動力較強(qiáng)的濱岸淺海相沉積，其校正年齡為43.34～27.66 cal.kaBP。

U6沉積單元(22.80～ 26.80 m) 該層底棲有孔蟲豐度均值為157 枚/50g干樣，簡單分異度和復(fù)合分異度均值分別為11種和1.93，優(yōu)勢種主要包括Ammoniabecarii(Linné) var.、Elphidiummagellanicum(Heron-Allen et Earland)、Ammoniadominicana(Bermudez)、Cribrononionsubincertum(Asano)、Protelphidiumturberculatum(d’Orbigny)、Elphidiumadvenum(Cushman)等，以廣溫、廣鹽種與冷水種為主。介形蟲豐度均值為91 瓣/50g干樣，簡單分異度和復(fù)合分異度均值分別為5種和1.15，優(yōu)勢種主要包括SinocytheridealatiovataHou et Chen、SinocytheresinensisHou、TanellaopimaChen、NeomonoceratinacrispataHu、AlbileberissinensisHou、PontocytherespatiosusHou、LoxoconchaocellataHo等。U6沉積單元是45.92～43.34 cal.kaBP形成的，其與U4沉積單元的主要區(qū)別在于微體化石豐度和分異度較高，微體生物群落中的淺水廣溫、廣鹽種含量和粗碎屑含量更高(圖2、圖3)，為海侵前期潮間帶內(nèi)的潮灘環(huán)境。

U7沉積單元(26.80～ 33.72 m) 該層底棲有孔蟲豐度僅為5 枚/50g干樣，簡單分異度和復(fù)合分異度均值分別僅為2種和0.55，零星出現(xiàn)的底棲有孔蟲以Ammoniabecarii(Linné) var.和Ammoniadominicana(Bermudez)等廣鹽屬種為主。介形蟲豐度均值為49瓣/50g干樣，簡單和復(fù)合分異度均值分別為3種和0.61，介形蟲種群中IlyocyprisasperaGaleeva、IlyocyprisbradyiSars、Candoiellaalbicans(Brady)、CandoiellasuziniSchneider等幾個陸相種占據(jù)絕對優(yōu)勢，海相種僅零星出現(xiàn)。年代框架表明，U7單元代表的沉積時間為50.35～45.92 cal.kaBP，這一階段應(yīng)為與U2沉積單元類似的湖泊或河漫灘沉積環(huán)境。

U8沉積單元(33.72～ 34.20 m) 該單元底部為一個不整合接觸面，分隔下部的陸相和上部的海相沉積。層內(nèi)底棲有孔蟲豐度呈現(xiàn)突變式增加，由下部的缺失底棲有孔蟲驟增到800 枚/50g干樣，簡單分異度和復(fù)合分異度均值也分別升高至20種和2.27，優(yōu)勢種主要包括Ammoniabecarii(Linné) var.、Pararotalianipponica(Asano)、Buccellafrigida(Cushman)、Ammoniadominicana(Bermudez)、Cribrononionsubincertum(Asano)、Miliolinellasp.等。介形蟲種群變化趨勢與底棲有孔蟲相似，豐度也呈現(xiàn)突變式增加，由下部的缺失介形蟲驟增至420 瓣/50g干樣，簡單分異度和復(fù)合分異度均值也分別升高至22種和2.56，優(yōu)勢種主要包括NeomonoceratinacrispataHu、Bicornucytherebisanensis(Okubo)、CushmanideasubjaponicaHanai、Aurilacymba(Brady)、CytheropteronmiurenseHannai、Munseyellajaponica(Hanai)等。底棲有孔蟲和介形蟲均以適應(yīng)廣鹽環(huán)境的淺水種占據(jù)明顯優(yōu)勢。該段沉積物粗碎屑含量較高(圖2、圖3)，說明水動力較強(qiáng)，應(yīng)為水深小于10 m的濱岸淺海沉積環(huán)境，年齡范圍為50.66～50.35 cal.kaBP。

U9沉積單元(34.20～50.10 m) 該層中未發(fā)現(xiàn)任何海相或陸相微體古生物化石，沉積物顆粒粗，說明水動力較強(qiáng)。年齡早于50.66 cal.kaBP，而又未達(dá)到末次間冰期，推測為深海氧同位素4期(MIS4)低海平面時期的河流相沉積。

3 討論

第四紀(jì)渤海地區(qū)長期處于構(gòu)造沉降背景之下，但不同區(qū)域的相對海平面高度、沉降速率等背景的差異，造成渤海不同海區(qū)所保留的沉積記錄相差甚大。例如有證據(jù)表明在渤海灣西部在相當(dāng)于深海氧同位素1期和5期(MIS1和MIS5)中均有明顯的海侵過程，卻缺乏其間的MIS3期中的海侵記錄[16]，而在遼東灣附近卻保留了明顯的MIS3期中的海侵記錄[8]，因而對于渤海不同海區(qū)歷次海侵起始時間分別進(jìn)行精確厘定對于恢復(fù)渤海的環(huán)境演化過程是十分必要的。遼東灣作為渤海的主要組成部分，晚第四紀(jì)以來其地層層序及古環(huán)境演化過程與渤海其他區(qū)域存在著較好的對應(yīng)關(guān)系。

位于遼東灣南部的Bc-1孔(39 °09′N、119 °54′E，水深27 m)是迄今為止渤海區(qū)域研究程度較高，且海侵、海退層序保留最為完整的巖心之一，其最頂部的第一海侵層(黃驊海侵)以及其下的第二海侵層(獻(xiàn)縣海侵)[1]與LDD7孔的兩個主要海相層相互對應(yīng)。而遼東灣北部的LD01孔(40°31′32. 868″ N、121°24′33.572″E，水深14m)上部的第一海侵層(盤山海侵)以及第二海侵層(先鋒海相層)同樣可以與LDD7孔進(jìn)行橫向?qū)Ρ萚8]。筆者將這3個鉆孔的地層進(jìn)行橫向?qū)Ρ?，對渤海中、北部晚更新世以來的古環(huán)境演化和海平面升降歷史加以討論(圖4)。

圖4 LDD7孔海侵層及與臨近巖心的對比Fig.4 Transgression layers of Core LDD7 and comparison with the nearby cores

盡管下部層位缺乏確切年代數(shù)據(jù)，但橫向?qū)Ρ瓤梢源_定LDD7孔底部U9--U7沉積單元屬于MIS4期中寒冷階段中的沉積，期間海水退出渤海海域，強(qiáng)大的蒙古高壓長期影響中國北方陸地，氣候寒冷而干燥，陸地河流延伸至出露的渤海陸架，因此這一區(qū)域廣泛發(fā)育河流相沉積[17]，這從U9單元砂質(zhì)為主的粒度組成也可以看出。50.66～50.38 cal.kaBP期間 LDD7孔附近經(jīng)歷了一個短暫的海泛期(U8沉積單元)，此后海水迅速退出，發(fā)育以陸相環(huán)境占主導(dǎo)的近海湖泊或河漫灘相沉積(U7)。Bc-1孔與之對應(yīng)的陸相層埋深為79.6～49.2 m(53.5～39.0 kaBP)[1]，LD01對應(yīng)層位埋深為88.0～38.5 m[8]。

Bc-1孔埋深49.2～41.1 m發(fā)生了獻(xiàn)縣海侵，對應(yīng)玉木冰期的上亞間冰期，持續(xù)時間為39.0～22.0 kaBP，在25.0 kaBP左右達(dá)到最大海侵范圍[1]；LD01孔對應(yīng)層位為38.5～26.0 m[8]；LDD7孔對應(yīng)此次海侵的是U6--U5沉積單元，埋深26.80～11.90 m，海侵持續(xù)時間為45.84～27.66 cal.kaBP。獻(xiàn)縣海侵在Bc-1、LDD7以及LD01孔形成的海相沉積層厚度分別為8.1、14.9和12.5 m，表明遼東灣中、北部在此次海侵中沉積速率較高。LDD7孔記錄的此次海侵開始時間比Bc-1孔早3.5 ka，除去測年上可能的誤差以外，說明海侵開始時LDD7孔海拔高度明顯低于Bc-1孔。而自獻(xiàn)縣海侵以來至今，Bc-1孔相對海平面上升幅度為76.2 m，LDD7孔僅為57.3 m(圖4)，可見遼東灣南部自獻(xiàn)縣海侵以來的基底沉降幅度比渤海中部大19.0 m左右。盡管地理劃分上同屬遼東灣，但從構(gòu)造劃分上LDD7孔和Bc-1孔分布位于遼東灣坳陷和渤中坳陷[1]，兩者之間沉降量的差異說明獻(xiàn)縣海侵以來渤中坳陷區(qū)的沉降速率和平均沉積速率都高于遼東灣坳陷區(qū)，事實(shí)上文獻(xiàn)[18]證實(shí)在整個新近紀(jì)以來渤中坳陷沉降速率都大于遼東灣。但是僅就獻(xiàn)縣海侵期間而言，LDD7孔沉積速率為0.788 m/ka，而Bc-1孔僅有0.476 m/ka。遼東灣中部在43.34 cal.kaBP之前為潮灘沉積，43.34～27.66 cal.kaBP期間為濱岸淺海沉積。

隨著末次冰期極盛期的到來，海平面迅速下降，LDD7孔深海氧同位素3期末(27.66～24.58 cal.kaBP)沉積形成的U4沉積單元代表的是高潮線附近的潮灘環(huán)境。U3沉積單元為末次冰期極盛期的沉積，校正年齡為24.58～19.28 cal.kaBP(14C年齡為20.63～16.10 kaBP)，LDD7孔在此期間仍然接受連續(xù)沉積，并且以冷水種和廣溫、廣鹽種及混合部分陸相種的微體化石組合為特征，應(yīng)為出露陸架上的半咸水湖泊沉積環(huán)境。

LDD7孔附近的最低海平面出現(xiàn)在19～15 cal.kaBP(U2沉積單元下部)，這一階段部分層位缺失微體化石，其他層位陸相屬種占據(jù)絕對優(yōu)勢(圖2、圖3)。遼東灣中部附近這一時期屬于淡水湖泊或河漫灘細(xì)粒沉積環(huán)境，此后隨著末次冰消期中海平面的逐漸抬升，15.00～10.64 cal.kaBP期間開始出現(xiàn)部分廣溫、廣鹽屬種，沉積環(huán)境的海相性開始增強(qiáng)。

全新世海侵開始之后，渤海范圍內(nèi)不同鉆孔記錄中陸續(xù)出現(xiàn)海侵層，其中Bc-1孔第一海侵層厚度為8.6 m，LD01孔第一海侵層厚度為4.9 m，而LDD7孔則僅有1.55 m，體現(xiàn)了渤海不同海域沉積速率的顯著差異。而LDD7孔年代框架表明，此次海侵到達(dá)遼東灣中部的確切時間應(yīng)為10.64 cal.kaBP(14C年齡9.17 kaBP)，略早于Bc-1孔(14C年齡9 kaBP)，且在8.0 cal.kaBP(14C年齡6.93 kaBP)達(dá)到全新世最高海平面。

4 結(jié)論

對遼東灣中部LDD7孔50.1 m的柱狀巖心的地層及古環(huán)境演化進(jìn)行分析，得出幾條主要結(jié)論：

1)遼東灣中部的沉積地層與冰期旋回間存在良好的對應(yīng)關(guān)系，冰期以陸相沉積環(huán)境為主，間冰期以海相地層為主，與渤海其他鉆孔記錄對應(yīng)良好。

2)LDD7孔50.1 m的沉積記錄中可以識別出兩個主要的海相層，分別對應(yīng)渤海地區(qū)的黃驊海侵和獻(xiàn)縣海侵。該孔所記錄的獻(xiàn)縣海侵持續(xù)時間為45.84～27.66 cal.kaBP(14C年齡為42.52～23.60 kaBP)，黃驊海侵則始于10.64 cal.kaBP(14C年齡為9.17 kaBP)。

3)獻(xiàn)縣海侵之后遼東灣南部的沉降幅度和平均沉積速率明顯大于遼東灣中部，但獻(xiàn)縣海侵期間沉積速率南部低于中部。

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Sun Rongtao1, Zhao Jingtao2,3, Li Jun2,3, Hu Bangqi2,3

1.SchoolofResourcesandEnvironmentalEngineering，ShandongUniversityofTechnology，Zibo255049,Shandong,China2.KeyLaboratoryofMarineHydrocarbonResourcesandEnvironmentGeology,MinistryofLandand

Resources,Qingdao266071,Shandong,China3.QingdaoInstituteofMarineGeology,Qingdao266071,Shandong,China

The benthic foraminifera and ostracoda faunas in 300 samples and the sediment grain sizes in 196 samples of a 50.1 m-long sediment core (LDD7) from the middle area of Liaodong bay are analyzed to document the stratigraphy and reconstruct the environmental evolution during Late Pleistocene. In addition，14C dating of the benthic foraminifera from 8 layers is analyzed using accelerator mass spectrometry to establish the accurate chronostratigraphic framework of the core. It is showed that the central area of Liaodong bay maintained a relatively continuous sedimentary sequence during Late Pleistocene. Core LDD7 recorded the sedimentary environment evolution of the last 60.85 cal.ka. Based on the result, 9 depositional units (U1 to U9 in descending order) in core LDD7 are identified. These units are interpreted as marine facies, continental facies, or transitional facies in the different stages of the Late Pleistocene glacial cycles in the central region of Liaodong bay. By correlation with other well-studied cores in the nearby area，two transgressive layers of Core LDD7 are in agreement with Xianxian transgression and Huanghua transgression, of which the durations of 45.84-27.66 cal.kaBP and 10.64-0 cal.kaBP are detected. Besides, the average subsidence rate and deposition rate in the middle part of Liaodong bay show values significantly lower than those in the south area after Xianxian transgression based on this study; however, the deposition rate in the middle part was higher than that in the south area during Xianxian transgression process.

Liaodong bay；micro fossils；transgression layer；paleo-environmental evolution;AMS14C dating；depositional sequence

10.13278/j.cnki.jjuese.201505117.

2014-12-21

國家自然科學(xué)基金項(xiàng)目(41006021，41206049)；中國地質(zhì)調(diào)查局項(xiàng)目(1212011088110)

孫榮濤(1980--)，男，副教授，博士，主要從事海洋微體古生物與古環(huán)境研究，E-mail:rtsun@sdut.edu.cn

李軍(1974--)，男，研究員，博士，主要從事海洋沉積學(xué)研究，E-mail:junli741001@gmail.com。

10.13278/j.cnki.jjuese.201505117

P736.2

A

孫榮濤，趙京濤，李軍，等.遼東灣LDD7孔晚更新世以來的沉積層序與古環(huán)境演化.吉林大學(xué)學(xué)報:地球科學(xué)版,2015,45(5):1460-1469.

Sun Rongtao, Zhao Jingtao, Li Jun,et al. Stratigraphic and Paleo-Environmental Evolution of Liaodong Bay Since Late Pleistocene: Evidence from Core LDD7.Journal of Jilin University:Earth Science Edition,2015,45(5):1460-1469.doi:10.13278/j.cnki.jjuese.201505117.