南黃海太陽(yáng)沙西側(cè)海域晚第四系地震層序和沉積環(huán)境演變

劉阿成，陸 琦，吳 巍

(1.上海東海海洋工程勘察設(shè)計(jì)研究院，上海200137；2.國(guó)家海洋局 東海信息中心，上海200136；3.上海揚(yáng)璽海洋工程技術(shù)有限公司，上海200137)

南黃海太陽(yáng)沙西側(cè)海域晚第四系地震層序和沉積環(huán)境演變

劉阿成1，2，陸 琦3，吳 巍1

(1.上海東海海洋工程勘察設(shè)計(jì)研究院，上海200137；2.國(guó)家海洋局 東海信息中心，上海200136；3.上海揚(yáng)璽海洋工程技術(shù)有限公司，上海200137)

在南黃海太陽(yáng)沙西側(cè)潮流脊槽海域進(jìn)行了密集網(wǎng)格的高分辨率淺地震勘探，測(cè)線間距主要為120 m和200 m。沉積物穿透厚度最大約80～90 m，劃分為2個(gè)地震層序(SQ1和SQ2)，細(xì)分為5個(gè)亞層(U1～U5)。位于下部的層序1(U1)為晚更新世陸相沉積，上部的層序2(U2～U5)以全新世海相沉積為主。根據(jù)地震相特征研究了各亞層的沉積環(huán)境，從晚更新世晚期以來(lái)，研究區(qū)經(jīng)歷了三角洲辮狀河流—河流刻蝕—古河道充填—河口濱?！侵逓I淺?！F(xiàn)代潮流脊槽的沉積環(huán)境演變過(guò)程。在早全新世中期，研究區(qū)發(fā)育了一條窄河口型潮流沙脊，并隨海平面的快速上升而被掩埋?，F(xiàn)代潮流沙脊形成于末次高海面后，與古潮流沙脊沒(méi)有繼承關(guān)系，與晚更新世古地形也沒(méi)有關(guān)系，受控于潮流系統(tǒng)。

地震層序；晚第四系；潮流沙脊；沉積環(huán)境演變；南黃海

0 引言

南黃海輻射沙脊群位于蘇北近岸，形態(tài)獨(dú)特，面積巨大，大體以弶港為頂點(diǎn)向海輻射。沙脊主要集中在北部，數(shù)量多且大；南部沙脊相對(duì)較少，個(gè)體較小，脊間潮流槽寬闊。晚更新世古長(zhǎng)江流經(jīng)研究區(qū)附近入海[1-6]，帶來(lái)了豐富的沉積物?，F(xiàn)代輻射沙脊群形成于全新世的認(rèn)識(shí)是一致的，但是時(shí)間上爭(zhēng)議較大[7-11]，前后相差可達(dá)約8 ka BP。這既與輻射沙脊群的區(qū)域差異和復(fù)雜性有關(guān)，也與各家所用材料和方法不同有關(guān)，如鉆孔資料[4,6,8-9,11]、數(shù)值模擬[8,10]或附近資料[7]等，地震勘探資料使用較少或作為輔助手段[2-3,7-8]。本文應(yīng)用密集網(wǎng)格的高分辨率淺地震勘探資料，研究潮流脊槽海域的晚第四紀(jì)地層結(jié)構(gòu)構(gòu)造和沉積環(huán)境演變等，為輻射沙脊的形成時(shí)間和成因提供新的證據(jù)。

1 研究區(qū)域與研究方法

1.1 研究區(qū)域

研究區(qū)包括長(zhǎng)方形區(qū)和路由區(qū)(圖1)，位于南黃海輻射沙脊區(qū)的中南部，北面有黃沙洋，南面為爛沙洋，屬于沙脊區(qū)的樞紐部分[2]。穿越了太陽(yáng)沙西南翼、大洪、大洪梗子西端、大洪南汊、火星沙、小洪和岸灘等7個(gè)地貌單元(圖1)，這些地貌單元的基本特征筆者已在沉積物研究一文中闡述[12]。

圖1 研究區(qū)形勢(shì)圖Fig.1 Situation of the study area海底地形根據(jù)12700號(hào)海圖(2005年)重繪Topography is re-drawn from navigation chart No.12700 (2005)

1.2 資料和方法

海上勘探包括單道地震勘探和地質(zhì)取樣調(diào)查，于2006年8—10月進(jìn)行，后者研究結(jié)果已經(jīng)刊出[12]。

勘探儀器：采用GeoAcoustic Geopulse高分辨率單道淺地震勘探系統(tǒng)。鑒于研究海域的底質(zhì)條件，為增加地層穿透性，將原配置的拖筏(boomer)換成Squid 500型電火花震源，發(fā)射能量500 J，記錄量程120 ms，地層速度取1 600 m/s，最大穿透深度96 m，實(shí)際穿透的地層厚度最大約80～90 m。導(dǎo)航定位精度優(yōu)于3 m。

測(cè)線布置：長(zhǎng)方形區(qū)的主測(cè)線為NNE—SSW走向(垂直地形主體走向)，布置測(cè)線43條，間距120 m，由西向東編號(hào)為201～243，每條測(cè)線長(zhǎng)度約3 km。聯(lián)絡(luò)測(cè)線垂直主測(cè)線，布置測(cè)線16條，間距200 m，由北向南編號(hào)為301～316，每條測(cè)線長(zhǎng)度約5 km。順路由走向(NE—SW)布置主測(cè)線11條，間距20 m，中間測(cè)線為C線，其余按照到C線的距離(單位：m)由西向東編號(hào)為L(zhǎng)100～R100,每條測(cè)線長(zhǎng)約23 km，包括約9 km岸灘區(qū)和約14 km淺海區(qū)(約2.5 km伸入到長(zhǎng)方形區(qū))。測(cè)線總長(zhǎng)度約460 km，詳見(jiàn)圖1。岸灘區(qū)地震記錄因強(qiáng)烈的淺水效應(yīng)和多次波干擾，本文未作研究。

資料處理和解譯：資料回放采用GeoPro4工作站，能自動(dòng)顯示記錄中任一點(diǎn)的日期、時(shí)刻、深度(雙程反射時(shí)間)等信息。解譯時(shí)區(qū)別多次波和干擾波，確定主要的地層不整合面，劃分出地震層序，再?gòu)姆瓷洳ǖ牡卣鹣喾治鲋?，劃分亞層，研究沉積環(huán)境等[13-15]。對(duì)主要界面和層位進(jìn)行主測(cè)線和檢測(cè)線交點(diǎn)檢驗(yàn)。

2 結(jié)果

2.1 地震層序劃分

地震層序是在地震剖面上識(shí)別的沉積層序，是指相對(duì)整合且在成因上有關(guān)聯(lián)的一組地層單元，其上下界面主要為不整合面[13,15]。研究區(qū)有兩個(gè)區(qū)域性的強(qiáng)地震地層界面：海底面和SB1(圖2～圖5)。

圖2 長(zhǎng)方形區(qū)西部地震剖面(214線)Fig.2 Seismic profile(Line 214) across western rectangular area深度為雙程反射時(shí)間，剖面位置見(jiàn)圖1，M為多次波，下圖同Depth is in two way times. For location see Fig.1. M represents multiple reflection, and similarly hereinafter

圖3 長(zhǎng)方形區(qū)東部地震剖面(230線)Fig.3 Seismic profile(Line 230) across eastern rectangular areaBS:埋藏沙脊BS: buried sand ridge

圖4 長(zhǎng)方形區(qū)北部地震剖面(302線)Fig.4 Seismic profile(Line 302) across northern rectangular area

圖5 穿越大洪梗子沙脊的地震剖面(R80M)Fig.5 Seismic profile(R80M) across Dahonggenzi Sand Ridge

(1)海底面：反射波振幅很強(qiáng)，連續(xù)性極好，在全測(cè)區(qū)內(nèi)可以連續(xù)追蹤；形成多次波，局部對(duì)地震剖面的解譯干擾較大。

(2)SB1界面：反射波強(qiáng)～較弱，連續(xù)至不連續(xù)。該界面在長(zhǎng)方形區(qū)反射波振幅強(qiáng)，連續(xù)性好；在路由區(qū)，該界面反射波局部較弱，如在大洪梗子下面(圖5)，可能與高能環(huán)境和較粗的沉積物結(jié)構(gòu)有關(guān)。該界面在長(zhǎng)方形區(qū)的西北部明顯凸起，而在南部下凹，形成高地和河道相伴的格局(圖2～圖4)。在大洪梗子南翼下面形成河岸高坎(圖5)。因此，SB1屬于強(qiáng)侵蝕界面，實(shí)際上就是晚更新世末的古地面，其在長(zhǎng)方形區(qū)的古地形特征見(jiàn)圖6，圖中的界面深度是地震剖面中的埋深加上實(shí)測(cè)水深。

圖6 長(zhǎng)方形區(qū)SB1界面三維地形圖Fig.6 3D topography of SB1 interface in rectangular area

(3)地震層序劃分：SB1界面的上覆地層盡管產(chǎn)狀有所不同，但反射波的基本特征相似，振幅較強(qiáng)，頻率較高，連續(xù)性好，平行～亞平行等(圖2～圖4)，反映濱淺海相為主的沉積特點(diǎn)。其下伏地層的反射波則以短波狀為主，不連續(xù)或連續(xù)性差，比較凌亂，振幅較強(qiáng)～較弱，反映陸相沉積特點(diǎn)。SB1界面的上下地層呈角度不整合關(guān)系，是可靠的層序界面，界面下伏地層為層序1(SQ1)，屬于晚更新世晚期，上覆地層為層序2(SQ2)，屬于全新世。

2.2 地震層序結(jié)構(gòu)特征和亞層

通過(guò)地震相分析，研究地震層序的內(nèi)部特征，包括反射波的結(jié)構(gòu)、連續(xù)性、振幅和頻率等[13,15]，將上述地震層序進(jìn)一步劃分為5個(gè)亞層，自下而上分別為U1～U5(圖2～圖5)，其中U1屬于層序1，其余屬于層序2。本文穿透的層序1厚度不大，變化復(fù)雜，統(tǒng)稱為陸相沉積地層U1，不再細(xì)分。

(1)U1：上已述及為陸相沉積，但是不同區(qū)域以及垂向上的特征差異可以較大，與晚更新世晚期陸相地層的沉積環(huán)境變化較大有關(guān)。在214剖面(圖2)，U1向北傾斜的前積反射明顯，以及類似古河道邊坡反射，前積層視傾角約為40‰，較陡，可能與河流水動(dòng)力較強(qiáng)、沉積物較粗有關(guān)。在230剖面(圖3)，U1反射波的傾向性不明顯，但仍可以辨別出近水平狀反射，反映比較開(kāi)闊、較弱的沉積環(huán)境，如寬闊河流、河口、湖沼等。在302剖面(圖4)，U1內(nèi)可見(jiàn)弧形的丘狀反射，類似河間高地。三角洲在傾向剖面上通常由三角洲平原(頂積層)、三角洲前緣(前積層)和前三角洲(底積層)組成，而在葉瓣走向剖面上為弧形的丘狀反射結(jié)構(gòu)[16]，圖4的U1反射結(jié)構(gòu)與其相似。在路由區(qū)， U1反射波振幅總體較弱，頻率較低，以短波狀為主，呈不規(guī)則向北東傾斜前積，視傾角約為20‰。在路由東北部，U1層頂部6～15 m反射波振幅相對(duì)較強(qiáng)，傾向較一致；在大洪梗子下面反射波較弱；在大洪梗子以西，隨著U1埋深大幅度變淺，上部約25～30 m振幅較強(qiáng)，頂部5～12 m可見(jiàn)河道或湖泊狀較長(zhǎng)的反射波(圖5)?？傮w上，U1亞層反映三角洲葉瓣辮狀河流環(huán)境。

孫祝友 等[6]在本研究區(qū)附近布置了07SR09號(hào)鉆孔，孔深66.7 m，取芯長(zhǎng)度45.91 m，根據(jù)有孔蟲(chóng)組合和巖芯特征將鉆孔分為3段，上段0～18.38 m為全新世海相，包含潮間帶和濱淺海等環(huán)境，中段18.38～24.47 m為陸地，下段24.47～45.91 m為河流相。其中段和下段均屬于晚更新世晚期的陸相沉積環(huán)境，U1與其相當(dāng)。研究區(qū)典型地震剖面與該孔的對(duì)比關(guān)系見(jiàn)圖7。

(2)U2：反射波振幅強(qiáng)～較強(qiáng)，頻率中等，連續(xù)性較好，平行～亞平行，呈充填地震相特征[15]，最大厚度約15 m，為古河道充填相沉積(圖3)。本亞層在長(zhǎng)方形區(qū)的西部和北部缺失(圖2和圖4)，與地勢(shì)高有關(guān)，在路由區(qū)也沒(méi)有明顯的沉積跡象(圖5)。

(3)U3：反射波振幅強(qiáng)～較強(qiáng)，頻率高，連續(xù)性較好，平行～亞平行，微傾斜為主，為河口-濱海沉積，最大厚度約30 m。反射波局部差異較大。在長(zhǎng)方形區(qū)的西部，U3向北上超U1高地海岸(圖2)，形成海岸上超，具有海侵沉積層的典型地震地層學(xué)特征[14]。其北段視傾角約13‰，南段平緩至約2‰，與下伏古地形北高南低的影響有關(guān)。長(zhǎng)方形區(qū)東部，在總體向北上超古地形的背景下，局部為低角度交錯(cuò)層。圖3顯示剖面北段下部發(fā)育潮流沙脊，頂寬約350 m，底寬約920 m，高約12 m，下部向北東前積，上部則向南西加積，視傾角均約為14‰，上、下部沉積環(huán)境相似，可能分別受漲潮流或落潮流的控制，后來(lái)的沉積物上超并覆蓋保存了潮流沙脊，埋深13 m。該沙脊近NWW—SEE走向，從長(zhǎng)方形區(qū)的中東部到東邊界，長(zhǎng)度不到2 km，最寬處約1.2 km，高約10 m(238剖面)；部分受到較強(qiáng)侵蝕，形態(tài)不完整。302剖面(圖4)顯示受U1丘狀高地的影響，U3沉積厚度在西北部較薄，局部在SB1界面的溝谷內(nèi)呈充填沉積；而在中部，即順大洪水道走向，由下部的向西前積微傾斜(視傾角不到3‰)過(guò)渡為上部的亞水平～水平沉積，之間有一較弱的平直界面。在路由區(qū)(圖5)，U3的底部下超、充填SB1界面古河道，在向前加積的同時(shí)，向上傾角減小，至頂部呈交錯(cuò)層。該層一般埋于U4下面，但在大洪水道深泓處因現(xiàn)代潮流侵蝕直接出露于海底。厚度在長(zhǎng)方形區(qū)北部的古高地頂部最薄，約為2.5 m，其余區(qū)域約15～30 m。該亞層的沉積作用明顯受到古地形的影響。

圖7 附近鉆孔與典型地震剖面對(duì)比(鉆孔資料據(jù)文獻(xiàn)[6])Fig.7 Comparison between nearby borehole and typical seismic profile (borehole data from reference[6])

(4)U4：在長(zhǎng)方形區(qū)，反射波振幅強(qiáng)，頻率高，連續(xù)性好，平行性好～較好。平面展布性好，為席狀地震相單元，厚度約3～9 m，東厚西??；水平細(xì)層理發(fā)育，顯示出典型的淺海沉積特征，屬于前三角洲相沉積物，沉積物以黏土、粉砂為主，頂面構(gòu)成了太陽(yáng)沙的底面，保存完好，無(wú)明顯侵蝕跡象(圖2～圖4)，但在大洪水道深泓區(qū)因現(xiàn)代潮流沖刷作用缺失(圖2)。在路由區(qū)，反射波頻率相對(duì)較低，可能與其靠近海岸動(dòng)力作用較強(qiáng)有關(guān)，可以分為下部的U4a(三角洲前緣相)和上部的U4b(濱淺海相)兩個(gè)次級(jí)亞層，之間的界面不明顯，為連續(xù)沉積(圖5)。U4a在大洪南汊及以西為亞水平狀反射，厚度約6～7 m，在大洪梗子南翼下面過(guò)渡為向NE(海)傾斜的前積反射，下超U3頂面，向上傾角逐漸減小直至亞水平狀，最大厚度約11 m，顯示了三角洲平原前端和三角洲前緣相的沉積過(guò)程。U4b為亞水平狀反射，局部為微交錯(cuò)層，構(gòu)成了大洪梗子的北翼主體部分，出露海底，厚度一般約6～8 m。該亞層在大洪水道深泓區(qū)南側(cè)可能有薄層存在，但受到了海底面反射振動(dòng)的覆蓋干擾，不好確認(rèn)?？傮w上，U4為三角洲前緣-前三角洲淺海為主的沉積環(huán)境。

(5)U5：地震反射波形態(tài)以向SW(陸)傾斜的前積為特征，在大洪梗子揭露較完整，視傾角約25‰(圖5)，在太陽(yáng)沙南側(cè)脊頂也有所反映(圖2)，但在火星沙不明晰，至少其下半部可見(jiàn)水平狀反射。該亞層在地形地貌形態(tài)上為現(xiàn)代潮流沙脊。結(jié)合筆者對(duì)本區(qū)淺表層沉積物分布的研究[12]，沙脊上的細(xì)砂分布區(qū)與U5前積層對(duì)應(yīng)較好，向外離開(kāi)前積層進(jìn)入海底U4b或U3區(qū)，則以砂質(zhì)粉砂和粉砂質(zhì)砂為主，局部為黏土質(zhì)粉砂，反映了沉積構(gòu)造或者沉積動(dòng)力環(huán)境與沉積物類型分布的關(guān)系。

3 討論

3.1 現(xiàn)代潮流沙脊的類型

根據(jù)海底潮流沙脊的地震剖面結(jié)構(gòu)特征，可以分成堆積型、堆積-侵蝕型和侵蝕型三種類型，其中的堆積-侵蝕型的基本特點(diǎn)是沙脊之間的潮流槽受到侵蝕，物質(zhì)被搬運(yùn)沉積到沙脊上[17]。U4亞層在大洪水道深泓區(qū)缺失，使U3裸露海底，并與海底面呈侵蝕型削截關(guān)系(圖2)，說(shuō)明水道處于侵蝕狀態(tài)，這與沉積物分布特征得出的研究結(jié)果是一致的[12]。大洪梗子的南側(cè)前沿，即大洪南汊北部， U4a頂面與海底面也呈削截關(guān)系(圖5)，反映了沉積基面的影響，向南其反射波很快過(guò)渡為亞水平狀，海底處于基本平衡?；鹦巧撑c岸灘之間的小洪水道難以辨析反射波特征，根據(jù)沉積物類型分布特點(diǎn)和動(dòng)力環(huán)境，可能處于淤積狀態(tài)[12]。因此，總體上研究區(qū)的沙脊可以劃入堆積-侵蝕型潮流脊類型，尤其大洪梗子和太陽(yáng)沙。

3.2 潮流沙脊的發(fā)育年代

在本研究揭示的深度范圍內(nèi)，發(fā)育過(guò)兩期潮流沙脊，一是U3亞層內(nèi)，二是現(xiàn)代潮流沙脊(U5亞層)。兩者之間的U4亞層內(nèi)未發(fā)現(xiàn)潮流沙脊，可能與其厚度較薄及沉積物類型較細(xì)，不足以形成潮流沙脊有關(guān)。

沙脊的發(fā)育與晚更新世晚期以來(lái)的海侵有關(guān)，我國(guó)海平面變化的研究成果較多[18-25]，本文綜合參考這些資料研究沙脊發(fā)育過(guò)程。至于潮流沙脊的形成機(jī)理主要是潮流的“次生環(huán)流”和風(fēng)浪作用等，筆者在沉積物一文已有引用和論述[12]。

3.2.1 U3古潮流沙脊

古沙脊位于U3的下部，底面深度在現(xiàn)在海面下約50 m，頂面深度約36 m(圖3)，各相當(dāng)于約11.0 ka BP、10.2 ka BP[18]或12.6 ka BP、12.0 ka BP的海面高度[19]。參照兩篇文獻(xiàn)[18-19]，時(shí)間相差可達(dá)約1.6～1.8 ka。這是因?yàn)殡m然兩者的海平面上升到現(xiàn)今高度并基本穩(wěn)定下來(lái)的時(shí)間大體相同，但前者的海面上升速率約為14.3 mm/a，后者較快，約為18.2 mm/a。徐家聲 等[20]根據(jù)黃海中部的沉積物柱狀樣綜合研究，證明約12.4 ka BP時(shí)古海岸線在50 m等深線附近。孟廣蘭 等[23]根據(jù)古海岸線標(biāo)志認(rèn)為約12 ka BP時(shí)海平面在50～60 m水深處。王靖泰 等[21]認(rèn)為11 ka BP時(shí)海平面在60 m水深位置，海水可能沿長(zhǎng)江古河道進(jìn)入本研究區(qū)附近。古河道由海指向蘇北海岸[1,6]。古沙脊底面下的古河道深度約60～70 m，當(dāng)時(shí)海水可以進(jìn)入本區(qū)?，F(xiàn)代潮流沙脊的頂面與海面高度基本相當(dāng)，太陽(yáng)沙低潮時(shí)高出海面，出露成灘地[26](圖1)。基于這一事實(shí)，按海平面升降曲線，全新世海侵達(dá)到現(xiàn)在水深約36 m時(shí)，也即約12.0 ka BP[19]或10.2 ka BP[18]時(shí)古沙脊發(fā)育形成。但是12 ka BP 時(shí)海岸線尚在約50～60 m水深[20,23]或更大水深處[21]，因此古沙脊形成于約10.2 ka BP時(shí)更妥當(dāng)些。早、中、晚全新世的分界時(shí)間一般為8 ka BP和3 ka BP[23,27]，但全新世與晚更新世的分界存在分歧，主要有12 ka BP[6,24-25]和10 ka BP[23,27]，也有11 ka BP[28]。筆者曾應(yīng)用12 ka BP作為分界[29]，本文仍采用之，所以古沙脊形成于早全新世中期。

該沙脊的存在說(shuō)明：(1)此前研究區(qū)已有形成潮流沙脊所需的足夠泥沙；(2)當(dāng)海平面上升到水深約36 m時(shí)有過(guò)停頓，塑造出沙脊；(3)其后海平面上升較快，且沉積物來(lái)源豐富。

3.2.2 現(xiàn)代潮流沙脊

現(xiàn)代潮流沙脊也即現(xiàn)在海底面上的沙脊。從本文掌握的資料看，無(wú)論沙脊的剖面形態(tài)、沉積構(gòu)造還是沉積物組成，太陽(yáng)沙較符合一般意義上的潮流沙脊結(jié)構(gòu)。U4構(gòu)成了太陽(yáng)沙的底面，其頂面深度約24 m，對(duì)照海平面變化曲線[18,22]，相當(dāng)于約9.0 ka BP(早全新世晚期)時(shí)的海面高度，太陽(yáng)沙形成于其之后。更精確的沙脊形成時(shí)間從地震剖面上尚不能確定。從我國(guó)東部晚第四紀(jì)海平面變化曲線，海面上升到現(xiàn)在高度并基本穩(wěn)定下來(lái)的時(shí)間為約7.5 ka BP[21]、6.0 ka BP[18,22]或5.5 ka BP[19]。因此，按上述高海面時(shí)間推算，太陽(yáng)沙發(fā)育形成于約7.5～5.5 ka BP之后。

另有其它方法的研究者認(rèn)為南黃?，F(xiàn)代輻射沙脊發(fā)育時(shí)間為10.5～8.5 ka BP[8]、7～3 ka BP[11]、6.5～4 ka BP后[9]，3.8 ka BP后[10]，2 ka BP后[7]等。發(fā)育于10.5～8.5 ka BP與本文U3亞層內(nèi)的古沙脊年代相近，數(shù)值模擬顯示當(dāng)時(shí)弶港外海已經(jīng)具備了輻射沙脊發(fā)育的潮流條件，而且沉積物也是具備的[8]，但是隨著海平面的快速上升沙脊會(huì)被掩埋。發(fā)育于2 ka BP后則是根據(jù)距離潮流沙脊約100 km遠(yuǎn)處的海底貝殼砂14C測(cè)年數(shù)據(jù)推斷的[7]，而且貝殼碎片的測(cè)年結(jié)果可信度較低[30]。

3.3 沉積環(huán)境和海岸線演變

U1亞層反映了研究區(qū)為陸相環(huán)境，大體以三角洲葉瓣的辮狀河流-湖沼環(huán)境為主，發(fā)育了河流、湖沼、河間高地和平原等沉積地貌單元。根據(jù)SB1古地形判斷(圖6)，晚更新世末，長(zhǎng)方形區(qū)的河道深泓大體由西向東流去，有2～3條河流(或河汊)在區(qū)內(nèi)匯合，向東展寬，最大深度在現(xiàn)海面下60～70 m?？梢詫⒙酚蓞^(qū)大洪梗子南翼下伏的SB1高坎和長(zhǎng)方形區(qū)的高地視為兩側(cè)河岸，河道寬度在5～6 km以上。高坎河岸視坡度約50‰(約3°)，當(dāng)時(shí)處于凹岸位置，而對(duì)岸高地視坡度約4‰，相當(dāng)于凸岸，為寬闊的河流彎道。這種多汊、彎曲的河網(wǎng)地形與辮狀河流的特點(diǎn)是符合的。

U1的沉積時(shí)代為晚更新世晚期，參考圖7鉆孔的測(cè)年資料，大約在50～12 ka BP之間。該鉆孔中段的泥樣呈現(xiàn)氧化古土壤層特征，為陸地沉積環(huán)境，時(shí)間約為22～12 ka BP，處于末次低海面時(shí)期[6]?？赡芊从澈娱g高地或河岸兩側(cè)平原，如泛濫平原[4]。該孔下段泥樣多次出現(xiàn)河流沉積結(jié)構(gòu)，以及急流環(huán)境的粗砂層；近底部為湖沼環(huán)境，整體上為靠近河口的古長(zhǎng)江河流環(huán)境[6]。急流與河曲或河流彎道的凹岸水動(dòng)力環(huán)境是符合的[29,31]。晚更新世晚期古長(zhǎng)江流經(jīng)研究區(qū)附近[1-6,32]，末次高海面時(shí)本區(qū)又處于古長(zhǎng)江河口灣的范疇[1,10,33]。因此， U1亞層內(nèi)的河流應(yīng)該是古長(zhǎng)江，后述的河流作用也都與古長(zhǎng)江有關(guān)。

根據(jù)海平面變化曲線[18]粗略推算，隨著間冰期海面上升，約在12.0 ka BP，海平面上升到約70 m水深處，海侵順長(zhǎng)江古河道影響到了本區(qū)，地勢(shì)最低的古河道開(kāi)始發(fā)育了透鏡狀的充填相沉積(U2)。約11.0 ka BP(全新世早期)，海平面上升到約50 m水深時(shí)，本區(qū)開(kāi)始處于河口-濱海環(huán)境(U3)，外海部分沉積了海岸上超地層，近岸部分仍受較強(qiáng)的河流沉積影響。在10.2 ka BP(早全新世中期)發(fā)育了窄河口型潮流沙脊，推測(cè)當(dāng)時(shí)海平面上升發(fā)生過(guò)停頓。U3沉積之后本區(qū)基本上擺脫了晚更新世古地形對(duì)沉積作用的影響，為比較寬廣的濱淺海環(huán)境。爾后在中全新世中偏晚期，約9.5 ～9.0 ka BP，古長(zhǎng)江(支流)擺動(dòng)(或者因海面上升河流退縮)到本區(qū)附近入海，近岸部分以三角洲前緣濱海環(huán)境為主，發(fā)育了三角洲前積層(U4a)，向上過(guò)渡為較強(qiáng)的濱海環(huán)境(U4b)；外海部分為前三角洲淺海環(huán)境，動(dòng)力作用較弱，沉積了席狀的U4層，地震地層特征類似于現(xiàn)在長(zhǎng)江口-浙江近岸的淺部地層，以黏土、粉砂為主。約7.5 ka BP[21]、6.0 ka BP[18,22]或5.5 ka BP[19](中全新世早-中期)，海平面達(dá)到現(xiàn)今高度后，在U4上面發(fā)育了現(xiàn)代潮流沙脊槽群，現(xiàn)在總體上處于堆積-侵蝕型潮流脊槽環(huán)境，大洪水道沖刷侵蝕作用明顯，至使較老的地層(U3)出露海底。

自海侵影響本區(qū)以來(lái)，海岸線始終處于大洪梗子南翼下面的古河流高坎前沿，由于岸坡較陡，向岸推進(jìn)緩慢，直至接近9.0 ka BP(據(jù)曲線[18]推算)，即早全新世晚期，海平面上升到水深約26～28 m處，海水開(kāi)始漫過(guò)古高坎海岸，大幅度向陸推進(jìn)，很可能到達(dá)了現(xiàn)今海岸線附近。

值得一提的是，從地震地層剖面可以看到，盡管太陽(yáng)沙與其下面的晚更新世古高地在地理位置上有一定重疊(圖2～圖4)，但兩者并沒(méi)有繼承關(guān)系，現(xiàn)代潮流沙脊與U3古沙脊之間也是如此(圖3)。因?yàn)樵赨4亞層沉積后海底已相當(dāng)平坦，現(xiàn)代潮流沙脊是在全新的海底上發(fā)育的，主要受控于潮流系統(tǒng)。

古長(zhǎng)江在南黃海西南部形成四期規(guī)模巨大的古三角洲，最末一期形成于晚更新世末，約30～20 ka BP[5]，而本區(qū)U4a的水下三角洲形成于中全新世中偏晚期，從規(guī)模上看，可能是古長(zhǎng)江的支流或辮狀河流，應(yīng)是南黃海最后一期古長(zhǎng)江三角洲的一部分。

3.4 本區(qū)與東海海底潮流沙脊的對(duì)比

東海陸架廣泛發(fā)育海底沙脊，分布范圍南北向?yàn)?6°～32°N，東西向?yàn)?0～120 m等深線，在西南部洼地最大水深達(dá)到180 m，主體位于27°～30°N，水深80～140 m[34-36]，面積超過(guò)10萬(wàn)km2。按沙脊走向，從南向北分成3個(gè)大區(qū)(7個(gè)分區(qū))[34]。沙脊的研究主要集中在27°～30°N區(qū)域，包括梳狀沙脊區(qū)，對(duì)海底沙脊的形態(tài)、空間分布，沉積物組成和來(lái)源，內(nèi)部沉積構(gòu)造，形成年代和成因等取得了一些研究成果[17,34-43]。沙脊群在地貌上脊槽相間，一般個(gè)體長(zhǎng)度從數(shù)十公里至上百公里，高度5～25 m，寬度4～14 km，西南側(cè)普遍較東北側(cè)陡，主體走向NW—SE，沙脊間距8～15 km，內(nèi)部發(fā)育傾向SW的高角度斜層理[17,34-35,37-39]，為潮流沙脊遷移前積的典型沉積構(gòu)造。沙脊頂部一般覆蓋有薄層的粉砂、黏土質(zhì)粉砂、極細(xì)砂等[35-36,41]，為全新世中晚期以來(lái)的沉積物[35-36]；沙脊主體由含貝殼細(xì)砂組成[17,35-36,40-41]，沉積時(shí)代為15～6.5 ka BP[35]、15～12 ka BP[36]。

東海海底潮流沙脊的沉積物來(lái)源于末次冰期的河流輸沙。在冰期，隨著海面降低(海退)，古長(zhǎng)江外延，給東海陸架帶來(lái)了豐富的沉積物[17,34,36-37,40-41,44]。冰后期，從約15 ka BP起，海面開(kāi)始上升(海進(jìn))，陸架由東向西逐漸被海水覆蓋，松散的沉積物在潮流作用下搬移改造，形成沙脊[17,35,37,40]，屬于海侵期沙脊。根據(jù)吳自銀 等[34-35,38]的研究，從15 ka BP的低海面至9 ka BP后的較高海面時(shí)期，從深水區(qū)向淺水區(qū)，先后發(fā)育了4期沙脊，其中14～12 ka BP 是沙脊的主要發(fā)育期。有研究者[17,34,37,39]從沙脊的地震剖面上識(shí)別出了4個(gè)發(fā)育亞期，新老沙脊疊覆，之間存在侵蝕面。楊文達(dá)[41]認(rèn)為沙脊內(nèi)部為三角洲前積沉積構(gòu)造，缺少潮流改造側(cè)向堆積的證據(jù)，因而屬于海退期的三角洲沉積地貌成因。這可能與東海潮流沙脊區(qū)的面積巨大有關(guān)，因堆積-侵蝕差異，局部存在這種不同的沙脊沉積構(gòu)造類型。根據(jù)DYER et al[45]的沙脊分類，東海沙脊主體為開(kāi)闊陸架型沙脊，其余沙脊一般呈由SE向NW匯聚，為寬河口型沙脊[17,34]，體現(xiàn)了區(qū)域性海底地形地貌特征對(duì)沙脊分布的影響。

由此可見(jiàn)，研究區(qū)與東海海底沙脊的發(fā)育都與晚第四紀(jì)海面升降運(yùn)動(dòng)有關(guān)；沉積物來(lái)源于末次低海面時(shí)期的古長(zhǎng)江輸沙；后來(lái)海侵時(shí)期的潮流對(duì)沉積物進(jìn)行了搬遷改造，形成層理傾向SW的潮流沙脊和脊槽相間的地貌格局。東海沙脊處于外海，水深遠(yuǎn)大于本研究區(qū)，發(fā)育時(shí)間從晚更新世晚期持續(xù)至全新世早、中期[17,34-35]，主體形成于晚更新世晚期[34]；屬于開(kāi)闊陸架型和寬河口型沙脊，后者與古長(zhǎng)江河口地形有關(guān)[38]；處于活動(dòng)沙脊和衰亡沙脊之間的準(zhǔn)活動(dòng)狀態(tài)[17]。本區(qū)太陽(yáng)沙等海底沙脊形成于全新世高海面后，連同南黃海輻射沙脊群屬于古長(zhǎng)江口寬河口型沙脊[45]，仍處于現(xiàn)代潮流的控制影響之下，而U3亞層內(nèi)淺埋藏的沙脊形成于早全新世中期(10.2 ka BP)，屬于古長(zhǎng)江窄河口型沙脊。

4 結(jié)論

(1)本研究區(qū)厚度約80～90 m的淺部地層可以劃分為地震層序1和層序2，按地震相特征細(xì)分為5個(gè)亞層。層序1為晚更新世陸相沉積，層序2以全新世海相沉積為主。

(2)地震相分析研究表明，晚更新世晚期以來(lái)，隨著海平面的下降和上升，本研究區(qū)主要經(jīng)歷了三角洲辮狀河流—河流刻蝕—古河道充填—河口濱?！侵逓I淺?！F(xiàn)代潮流脊槽的沉積環(huán)境演變過(guò)程。

(3)約在早全新世中期，外海部分發(fā)育了窄河口型潮流沙脊，隨著海平面的快速上升而被掩埋?，F(xiàn)代海底潮流沙脊形成于末次高海面后，與這些古沙脊沒(méi)有繼承關(guān)系，與晚更新世古地形也沒(méi)有關(guān)系，受控于潮流系統(tǒng)。

致謝 上海東海海洋工程勘察設(shè)計(jì)研究院勘察室完成海上勘探，張樹(shù)海、王西蒙、張杰、唐建忠等同仁參加了海上工作，顧君暉負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)處理，鄧艷芬協(xié)助部分圖件編制，李婷協(xié)助查找參考文獻(xiàn)，審稿專家對(duì)圖件和增加相關(guān)討論提出了建議，在此一并表示衷心的感謝。

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Seismic sequences and sedimentary environment evolution of Late Quaternary west of Taiyangsha Ridge in the South Yellow Sea

LIU A-cheng1，2, LU Qi3, WU Wei1

(1.ShanghaiEastSeaMarineEngineeringSurveyandDesignInstitute，Shanghai200137,China；2.EastSeaInformationCenterofStateOceanicAdministration，Shanghai200136,China；3.ShanghaiYangxiMarineEngineeringTechnicalCo.,Ltd.，Shanghai200137,China)

High resolution shallow seismic exploration with dense grids，line intervals of mostly 120 m and 200 m, was carried out in tidal ridges and troughs area west of Taiyangshan Ridge in the South Yellow Sea. The maximum sediment penetration was about 80～90 m. Two seismic sequences(SQ1 and SQ2) were identified and further divided into five sub-sequences (U1～U5). The underlain Sequence 1(U1) consisted of land sediments of Late Pleistocene, while the upper Sequence 2(U2～U5) was mainly formed by marine sediments of Holocene. Sedimentary environments of each sub-sequence were studied based on seismic facies characteristics. Since the later period of Late Pleistocene, the study area has been mainly undergone sedimentary environment evolution of delta distributaries—river incision—paleo-river channel fill—estuary offshore—delta offshore-shallow sea —present tidal ridges and troughs. A tidal sand ridge in narrow river mouth was developed during the middle Early Holocene in the study area, but afterwards were buried due to fast sea level rise. Present tidal sand ridges were formed after the last high sea level. They did not have any inherited relationship with paleo-tidal sand ridges, nor with paleo-topography of Late Pleistocene, but were controlled by tidal current system.

seismic sequences; Late Quaternary; tidal sand ridges; sedimentary environment evolution; South Yellow Sea

10.3969/j.issn.1001-909X.2017.02.002.

2016-01-26

2017-03-07

國(guó)家海洋公益性行業(yè)科研專項(xiàng)項(xiàng)目資助(201315026)

劉阿成(1950-)，男，浙江岱山縣人，博士，教授級(jí)高級(jí)工程師，主要從事海洋地質(zhì)、地球物理研究和海洋工程勘測(cè)。 E-mail:lac2004@163.com

P539.1

A

1001-909X(2017)02-0011-12

10.3969/j.issn.1001-909X.2017.02.002

劉阿成，陸琦，吳巍.南黃海太陽(yáng)沙西側(cè)海域晚第四系地震層序和沉積環(huán)境演變[J].海洋學(xué)研究,2017,35(2):11-22,

LIU A-cheng, LU Qi, WU Wei. Seismic sequences and sedimentary environment evolution of Late Quaternary west of Taiyangsha Ridge in the South Yellow Sea[J].Journal of Marine Sciences,2017,35(2):11-22, doi:10.3969/j.issn.1001-909X.2017.02.002.