黃河奪泗事件在江蘇泗洪的沉積記錄

康乘愿, 蔣 仁, 曾劍威, 劉 凱, 馮 啟

(1.合肥工業(yè)大學(xué) 資源與環(huán)境工程學(xué)院,安徽 合肥 230009;2.中國地質(zhì)調(diào)查局南京地質(zhì)調(diào)查中心,江蘇 南京 210016)

0 引 言

根據(jù)歷史記載，黃河重要改道26次,大改道7次,決口1 000多次,河道變遷范圍為25×104km2。1855年后及公元前602年—公元1128年間,黃河遷徙大都在現(xiàn)行河道及以北地區(qū),侵襲海河水系,流入渤海。1128—1855年的700多年間,黃河改道擺動(dòng)都在現(xiàn)行河道以南地區(qū),奪淮入黃海[1]。近幾十年來,關(guān)于黃河下游沉積歷史和環(huán)境變化已有大量的研究報(bào)道,研究區(qū)主要集中在近代黃河三角洲[2-3],對(duì)于廢黃河三角洲研究較少;平原區(qū)研究多集中在下游下部河道[4-5],關(guān)于下游上部流域河道的直接研究很少,更多的是通過地層學(xué)記錄間接開展,如文獻(xiàn)[6-8]研究湖沼區(qū)接受黃河決溢沉積歷史,文獻(xiàn)[9-11]分別對(duì)開封、徐州古城泛濫地層進(jìn)行研究。

泗洪北部的黃泛平原是間接研究黃河奪泗水未入淮期間黃河泛濫沉積物特征的良好載體,為歷史記載黃河下游決口、改道提供了地層記錄。本文綜合黃河下游河道歷史變遷文獻(xiàn),以受黃河奪泗入淮影響的泗洪北部金鎖鎮(zhèn)和朱湖鎮(zhèn)附近區(qū)域的鉆孔資料為研究對(duì)象,對(duì)比前人相關(guān)研究成果,從沉積環(huán)境、黃泛沉積物形成時(shí)代和淮河水系沉積物對(duì)黃泛層粒度和元素影響等方面,分析黃河南流時(shí)期下游中段的沉積特征和泛濫歷史。

1 地質(zhì)背景

研究區(qū)位于黃河與淮河沖洪積平原東部、淮河中游地區(qū)的江蘇省宿遷市泗洪縣,如圖1所示。泗洪是平原地貌,分布著較厚的第四紀(jì)堆積物,呈典型的堆積性地貌景觀;東臨中國五大淡水湖之一的洪澤湖,西接安徽省泗縣、五河縣;地勢(shì)自西向東略傾斜,南部和西南部地形為崗地與平原相間排列,北部為黃泛平原。泗洪處于郯廬斷裂帶上,郯廬斷裂宿遷—泗洪段穿城而過,西側(cè)為華北地塊,東側(cè)為蘇魯?shù)貕K,區(qū)域內(nèi)斷裂構(gòu)造發(fā)育,基底構(gòu)造受斷裂影響,東西差異顯著[12]。泗洪縣在地層劃分上屬于盱胎-泗洪丘陵崗地沉積區(qū),其第四系[13]自上而下分為:

(1) 全新世連云港組。該組為假整合于晚更新世戚咀組之上的一套黃灰、灰色砂、泥質(zhì)沉積,其成因類型主要有沖積相和湖沼相。

(2) 晚更新世戚咀組。其沉積物以灰黃色、棕黃色含鈣質(zhì)結(jié)核亞黏土和中細(xì)砂為主,鈣質(zhì)結(jié)核富集成層,沉積厚度由東向南逐漸減薄;成因類型以近代沖洪積為主,局部有湖沼積、湖積及沖湖積。

(3) 中更新世泊崗組。其巖性、巖相變化較大,為一套經(jīng)過濕熱化作用的紅色地層。

(4) 早更新世豆沖組。其巖性主要為黃灰色黏土質(zhì)粉細(xì)砂,棕黃色中粗砂、中細(xì)砂,局部含礫或夾砂礫石層,以河流相沉積為主,與下伏宿遷組假整合接觸。

圖1 泗洪北部研究區(qū)位置

2 材料與方法

在泗洪北部黃泛區(qū)內(nèi)朱湖鎮(zhèn)和金鎖鎮(zhèn)附近6個(gè)位置進(jìn)行鉆孔,層位直達(dá)上更新統(tǒng)上部。根據(jù)沉積物的巖性特征劃分鉆孔SH1～SH6晚第四紀(jì)的地層,鉆孔SH1～SH6和相鄰鉆孔SHJ23剖面黃泛層(hfc)地層對(duì)比如圖2所示。鉆孔SHJ23位于泗洪東部太平鎮(zhèn)附近，從該鉆孔取樣測(cè)定地層年齡。

(1) 黃泛層(hfc),以棕黃色粉砂、棕紅色淤泥質(zhì)黏土構(gòu)成的沖積物為主,平均厚度165 cm。

(2) 全新統(tǒng)連云港組Qhl,由褐色粉砂質(zhì)黏土,棕褐色、灰褐色黏土構(gòu)成,平均厚度40.5 cm。

(3) 戚咀組Qp3q,以黑灰色富含碳質(zhì)和鈣質(zhì)結(jié)核的黏土、亞黏土構(gòu)成的洪積物為主,平均厚度30.83 cm(未見底)。

圖2 鉆孔SH1～SH6和SHJ23剖面黃泛層(hfc)地層對(duì)比

鉆孔SH6黃泛層沉積厚度最大達(dá)390 cm,以1個(gè)褐色粉砂層及3套棕紅色淤泥質(zhì)黏土層和褐色粉砂質(zhì)黏土層組成的旋回層構(gòu)成;鉆孔SH2黃泛層沉積厚度最小,僅有60 cm;鉆孔SH3褐色粉砂層缺失,鉆孔SH4、鉆孔SH5褐色粉砂質(zhì)黏土層缺失。6個(gè)鉆孔的年齡參考相鄰鉆孔SHJ23樣品年齡確定,該鉆孔黃泛層僅發(fā)育58 cm厚棕紅色粉砂質(zhì)黏土。

從上至下采集不同層位樣品置于樣品袋中,運(yùn)回實(shí)驗(yàn)室處理。粒度與化學(xué)元素測(cè)試在合肥工業(yè)大學(xué)測(cè)試中心進(jìn)行。粒度測(cè)量使用Mastersizer 2000型激光粒度儀，在超聲波量為1 250單位條件下進(jìn)行,待遮光度穩(wěn)定在20%左右后重復(fù)測(cè)量3～5次,取其平均值作為最后測(cè)量結(jié)果;儀器測(cè)量范圍為0.4～2 000 μm,相對(duì)誤差小于2%。化學(xué)元素分析使用PW2403X射線熒光光譜儀,稱取并研磨樣品4 g,過200目篩,然后在壓樣機(jī)上壓片編號(hào),按順序放入樣杯中,測(cè)定Si、Al、Fe、Mg、K、Na等常量元素及Sr、Ba、Cr、Rb等微量元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。鉆孔SHJ23光釋光年齡在南京師范大學(xué)Risφ TL/OSL-DA-20型全自動(dòng)化釋光儀上進(jìn)行,14C測(cè)年在中國科學(xué)院地球環(huán)境研究所西安加速器質(zhì)譜中心14C加速器測(cè)年實(shí)驗(yàn)室完成。

3 結(jié) 果

3.1 沉積物粒度

對(duì)泗洪縣北部6個(gè)鉆孔第四紀(jì)沉積物的27個(gè)樣品進(jìn)行激光粒度分析,得到的粒度數(shù)據(jù)見表1所列。

表1 鉆孔SH1～SH6各粒級(jí)占比及粒度參數(shù)值

續(xù)表

從平均粒徑看,上部黃泛層(22.03 μm)和連云港組(15.92 μm)在總體上較下部戚咀組(25.69 μm)小。3組沉積物的主要組分均為粉砂(4～63 μm),占比為61.4%～83.8%,平均占比為72.1%;黏土的平均占比在連云港組(16.01%)略高,黃泛層(10.98%)和下部戚咀組(11.46%)相差不大;砂的平均占比,黃泛層(12.93%)和連云港組(10.50%)均低于下部戚咀組(18.25%);粗粉砂的平均占比,黃泛層(51.06%)高于連云港組(40.78%)和下部戚咀組(27.35%);細(xì)粉砂的平均占比,黃泛層(25.86%)低于連云港組(36.27%)和下部戚咀組(42.93%)。各鉆孔黃泛層的平均粒徑從大到小依次為SH6、SH3、SH4、SH1、SH2、SH5;其中鉆孔SH1、SH5、SH6黏土的平均占比(10.70%)低于鉆孔SH2、SH3、SH4(15.01%),粗粉砂占比則相反,鉆孔SH1、SH5、SH6(54.13%)高于鉆孔SH2、SH3、SH4(32.30%)。

Folk和Ward的粒度參數(shù)[14]中標(biāo)準(zhǔn)偏差(σ)表示沉積物的分選程度。上部黃泛層的σ在1.05～2.67之間,其中鉆孔SH1、SH5、SH6的σ小于鉆孔SH2、SH3、SH4;連云港組的σ在1.16～2.22之間,下部戚咀組的σ在1.31～1.93之間,樣品的分選性總體上較差,但略好于上部黃泛層。從偏度看,黃泛層為-0.06～0.53,連云港組為-0.19～0.37,戚咀組為0.15～0.40,所有樣品多為正偏和極正偏,平均值向中位數(shù)的較細(xì)方向移動(dòng),少數(shù)為近于對(duì)稱。從峰態(tài)看,黃泛層為0.63～1.64,連云港組為0.67～1.50,戚咀組為0.91～1.21,黃泛層峰態(tài)多為平坦和正態(tài),戚咀組峰態(tài)多為正態(tài)和尖銳。

3.2 沉積物化學(xué)元素

鉆孔SH1～SH6主量元素質(zhì)量分?jǐn)?shù)見表2所列,微量元素質(zhì)量分?jǐn)?shù)見表3所列。

表2 鉆孔SH1～SH6主量元素質(zhì)量分?jǐn)?shù) %

續(xù)表 %

表3 鉆孔SH1～SH6微量元素質(zhì)量分?jǐn)?shù) 10-6

從表2可以看出:

(1) 沉積物樣品中質(zhì)量分?jǐn)?shù)在1.00%以上的氧化物有SiO2、Al2O3、CaO、Fe2O3、K2O、MgO。

(2)w(SiO2)最高,在54.77%～75.49%之間,平均為65.04%,w(Al2O3)次之,SiO2與Al2O3總質(zhì)量分?jǐn)?shù)平均值為80.54%。

(3) 6個(gè)鉆孔黃泛層、連云港組和戚咀組主量元素總體相差不大,差異較明顯的為w(CaO),黃泛層為7.58%～12.28%(平均為9.52%),連云港組為4.16%～11.64%(平均為9.06%),兩者相差不大,而戚咀組為1.09%～7.88%(平均為2.40%)。

從表3可以看出:

(1) 微量元素質(zhì)量分?jǐn)?shù)差異最大的是w(Zr),黃泛層為(263～955)×10-6,平均為527×10-6;連云港組為(318～778)×10-6,平均為451×10-6;戚咀組為(493～868)×10-6,平均為747×10-6。

(2) 差異最小的是w(Ni),黃泛層為(54～96)×10-6,平均為70×10-6;連云港組為(63～90)×10-6,平均為75×10-6;戚咀組為(53～77)×10-6,平均為67×10-6。

(3)w(Ba)在黃泛層中為(0～557)×10-6,平均為275×10-6，連云港組(平均為374×10-6)和戚咀組(平均為395×10-6)中相差不大。

(4) 其他微量元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)在組內(nèi)平均相差約為60×10-6；組間的差異，除w(Cr)外，黃泛層和連云港組相差較小，平均為15×10-6，其中w(Rb)的差別在5 ×10-6以下，而黃泛層和戚咀組相差較大，平均為88×10-6。

6個(gè)鉆孔的黃泛層相比于戚咀組，呈w(P2O5)一致較高,w(TiO2)一致較低。除鉆孔SH6以外,其他5個(gè)鉆孔的黃泛層中CaO、MgO、K2O和Sr的質(zhì)量分?jǐn)?shù)較戚咀組都高,w(SiO2)則較低。各鉆孔之間黃泛層中的主量元素質(zhì)量分?jǐn)?shù)差異主要體現(xiàn)在鉆孔SH1、SH5、SH6的w(SiO2)略高于鉆孔SH2、SH3、SH4;而鉆孔SH1、SH5、SH6的w(Al2O3)、w(Fe2O3)略低于鉆孔SH2、SH3、SH4。從微量元素看,黃泛層中,w(Rb)在鉆孔SH1、SH5、SH6 中較低,w(Cr)在鉆孔SH2、SH3、SH4中較低;w(Zr)在鉆孔SH5、SH6中較高,w(Zn)、w(Ni)在鉆孔SH2、SH4中較高。

3.3 沉積物年齡

泗洪東部與6個(gè)鉆孔相鄰的鉆孔SHJ23全新世地層有3個(gè)年齡數(shù)據(jù)。黃泛層上覆灰黑色黏土中部樣品加速器質(zhì)譜儀(accelerator mass spectrometry,AMS)14C年齡為距今(160±25) a,相比于1855年黃河改道北流時(shí)間至少提前約60 a。黃泛層下伏、距黃泛層底部0.18 m的灰黑-黃褐色黏土樣品光釋光年齡為距今(2.7±0.2) ka,明顯早于公元前322年黃河入泗匯淮的下限時(shí)間記錄。黃泛層近頂部樣品的AMS14C年齡為距今(955±30) a,黃泛層下部沉積物則形成更早?？紤]到用于測(cè)年的螺殼可能經(jīng)歷了后期的搬運(yùn)再沉積,黃泛層除頂部外,存在部分為(995±30) a后形成也并非絕無可能。

4 討 論

4.1 沉積環(huán)境

6個(gè)鉆孔黃泛層的粒度頻率曲線多為雙峰或多峰,雙峰峰值多位于1～10 μm和10～100 μm,雙峰的出現(xiàn)說明水動(dòng)力條件發(fā)生變化,沉積物以2種物源為主,在原沉積組分中有來自黃泛沉積的加入,兩者基本等量混合,表現(xiàn)為河流沉積環(huán)境特點(diǎn);連云港組的粒度頻率曲線則以單峰為主,峰值多位于10～100 μm之間,表明沉積物受單一流水作用沉積;戚咀組粒度頻率曲線多為單峰偏正型,峰值多位于10～100 μm之間。黃泛層和戚咀組粒度頻率曲線均出現(xiàn)細(xì)粒端多拐點(diǎn),表明2組都富含次生黏粒組分[15]。

根據(jù)弗里德曼對(duì)現(xiàn)代海洋、湖灘和河流樣品的粒度分析發(fā)現(xiàn)，不同沉積環(huán)境的粒度參數(shù)分布于不同區(qū)域,由此可以推斷沉積物的沉積環(huán)境[16]。鉆孔SH1～SH6粒度參數(shù)散點(diǎn)圖如圖3所示。

圖3 鉆孔SH1～SH6粒度參數(shù)散點(diǎn)圖

從圖3推斷,研究區(qū)主體全新世為河流沉積,同時(shí)可以較明顯地劃分出標(biāo)準(zhǔn)偏差小(1.0～1.8)的A區(qū)(鉆孔SH1、SH5、SH6)和標(biāo)準(zhǔn)偏差較大(大于2.0)的B區(qū)(鉆孔SH2、SH3、SH4)。

另外,黃河攜帶的黃土沉積顆粒主要為石英,w(SiO2)在黃土堆積而成的泛濫平原高于距離泛濫物源較遠(yuǎn)的漫灘洼地,而鋁硅酸鹽礦物在自然界中分布非常廣,經(jīng)過風(fēng)化蝕變?yōu)轲ね恋V物,黏土礦物易被沖走,Fe易富集于水動(dòng)力條件弱、富含黏土礦物的沉積區(qū),因此Al2O3、Fe2O3的質(zhì)量分?jǐn)?shù)在沖積泛濫平原一般為低值,而在漫灘洼地等滯水環(huán)境為高值[17-18]。酸性不相溶元素Rb具有強(qiáng)堿性,有一定的遷移能力,但由于離子半徑較大，容易被吸附;Na同樣為堿性元素,但是Na+的離子半徑遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于Rb+,因此Na可以進(jìn)行長距離遷移，而Rb易被吸附[17]。

研究區(qū)各鉆孔距離雖然較近,但黃泛層中的w(SiO2)明顯為A區(qū)高于B區(qū),w(Al2O3)和w(Fe2O3)為A區(qū)低于B區(qū),w(Na)/w(Rb)值為A區(qū)低于B區(qū)。與B區(qū)鉆孔相比,A區(qū)鉆孔黃泛層的沉積厚度較厚,平均粒徑較大,粗粉砂占比較大,黏土占比較?。簧鲜鎏攸c(diǎn)說明,鉆孔SH1、SH5、SH6黃泛層是在水動(dòng)力較強(qiáng)的牽引流下形成的，為洪泛水道沉積,水動(dòng)力強(qiáng),沉積粒度粗,分選略好,w(SiO2)高,w(Al2O3)、w(Fe2O3)低;其中由北往南水道內(nèi)部鉆孔SH6、SH5、SH1隨著與主河道距離變遠(yuǎn),越岸沉積物搬運(yùn)距離增加,沉積厚度變薄,沉積粒度變細(xì),而鉆孔SH2、SH3、SH4為水道旁的漫灘沉積,沉積粒度細(xì),沉積厚度薄,水動(dòng)力弱,w(SiO2)低,w(Al2O3)、w(Fe2O3)高。

4.2 沉積歷史

研究區(qū)為黃河漫流區(qū)沉積環(huán)境,這在歷史文獻(xiàn)中也有記載。較長的記錄是從公元1128年黃河奪泗入淮后的700多年,淮河下游逐漸淤墊,現(xiàn)在的泗洪歸仁鎮(zhèn)以北、朱湖以北、金鎮(zhèn)經(jīng)常成為漫流區(qū)。1855年黃河在河南蘭陽(今蘭考)決口改道而再次北流入渤海后,金鎮(zhèn)、朱湖原黃河泛濫區(qū)再無水患。另外,黃河下游短暫入泗匯淮的記錄在公元1128年前至少有4次[19]:① 公元前322年,黃河人為決堤,南泛侵奪泗水;② 公元前168年黃河在酸棗(今延津縣境)決口,河溢通泗;③ 公元前132年黃河在濮陽西南決口,經(jīng)泗水匯入淮河入黃海,歷時(shí)23 a后北遷匯入大河;④ 公元1020年,黃河在滑州(今滑縣北)決口,東流入泗匯淮共經(jīng)歷14 a。鉆孔SHJ23黃泛層近頂部樣品的AMS14C年齡(距今(955±30) a)與公元1020年入泗匯淮的歷史記載比較匹配。與鉆孔SH1～SH6相比,鉆孔SHJ23距離主河道更遠(yuǎn),為漫灘沉積,參考鉆孔SHJ23黃泛層及上覆地層的年齡數(shù)據(jù),雖然不能確定金鎖鎮(zhèn)、朱湖鎮(zhèn)結(jié)束漫流的時(shí)間是否提前,但至少包含公元1020年的泛濫沉積。

黃泛地層沉積旋回能夠反演黃河泛濫次數(shù)[9]。第四紀(jì)松散碎屑沉積物具有成因多樣性的特點(diǎn),對(duì)其進(jìn)行傳統(tǒng)地層學(xué)的研究存在較多不便,需要更細(xì)致的分析方法與詳實(shí)的基礎(chǔ)資料[20]。傳統(tǒng)的沉積旋回多是根據(jù)粒度曲線變化劃分[9],其劃分結(jié)果和巖性識(shí)別的旋回總體相當(dāng)[21]。鉆孔SH1、SH2都由1套褐色粉砂質(zhì)黏土層、棕紅色淤泥質(zhì)黏土層與1層褐色粉砂層組成,對(duì)應(yīng)1個(gè)由粗變細(xì)再變粗的旋回。相比于鉆孔SH1、SH2,鉆孔SH3、SH4分別缺失頂部的褐色粉砂層和底部的褐色粉砂質(zhì)黏土層,鉆孔SH6底部多出1層褐色黏土層,其上部多出2套由褐色粉砂質(zhì)黏土層和棕紅色淤泥質(zhì)黏土層組成的旋回。因此,通過巖性、粒度初步識(shí)別出泗洪北部鉆孔SH6經(jīng)歷4次泛濫事件,鉆孔SH3經(jīng)歷1次泛濫事件,其他4個(gè)鉆孔經(jīng)歷2次泛濫事件。鉆孔SHJ23的棕紅色粉砂質(zhì)黏土粗略對(duì)應(yīng)1次泛濫事件,以1020年黃河決口入泗匯淮最大行經(jīng)時(shí)間14 a計(jì)算,沉積速率為4.14 cm/a,結(jié)果偏高,但仍在前人估算的上限范圍內(nèi)(3.9 cm/a[22];6.7～12.2 cm/a[1]),這也間接說明鉆孔SHJ23黃泛層上下測(cè)年樣品可能為來自其他時(shí)期沉積。鉆孔SH6沉積厚度最大,包含旋回最多,可能在公元前322年,黃河奪泗,泗水主流東移,從泗洪歸仁附近南流改走歸仁、金鎮(zhèn)、朱湖、太平入淮的時(shí)期,鉆孔SH6距離主河道最近,或正好處于主河道上。鉆孔SH1～SH6分布在北北西向?qū)?～12 km的黃泛區(qū)域內(nèi),與1570年睢寧決口、1585年崔鎮(zhèn)決口位置相近,6個(gè)鉆孔部分沉積晚于1128年的,可能為這些事件時(shí)期形成。但能否將鉆孔SH6下部泛濫的時(shí)間由鉆孔SHJ23指示的公元1020年的數(shù)據(jù)提早到包含公元前322年,將多個(gè)鉆孔可能的晚于1128年沉積的部分對(duì)應(yīng)到睢寧、崔鎮(zhèn)決口事件,需要今后對(duì)每個(gè)旋回做精確的年代地層學(xué)工作。

4.3 物源河流影響

洪泛平原沉積物的物質(zhì)來自相應(yīng)的河流沉積物,其元素質(zhì)量分?jǐn)?shù)等地球化學(xué)特征與物源河流沉積物的化學(xué)組成密切相關(guān)[23]。除w(CaO)和w(Al2O3)偏高外,泗洪北部6個(gè)鉆孔黃泛層中其他常量元素與黃河三角洲全新世沉積物[24]都基本相似。除w(Na2O)和w(Ba)以外,研究區(qū)6個(gè)鉆孔黃泛層的常量和微量元素較濟(jì)南至黃河口的黃河樣品[25]都總體偏高。但除w(Fe)和部分w(Cr)外,其他元素(Ca、Mg、Zn、Ni和Sr)與Al的質(zhì)量分?jǐn)?shù)比值相對(duì)黃土化學(xué)成分中的數(shù)值[25]偏差在40%以內(nèi),其中Ca和Sr的相應(yīng)偏差幾乎都小于10%;w(Fe)/w(Al)相對(duì)濟(jì)南至黃河口黃河樣品偏差在1%～20%。

w(TiO2)/w(Al2O3)、w(K2O)/w(Al2O3)和w(SiO2)/w(Al2O3)也常用作物源的指示[23],鉆孔SH1～SH6沉積物和中國南、北部黃土沉積物的w(TiO2)/w(Al2O3)-w(K2O)/w(Al2O3)、w(TiO2)/w(Al2O3)-w(SiO2)/w(Al2O3)圖解如圖4所示。

圖4 鉆孔SH1～SH6沉積物和中國南、北部黃土沉積物的w(TiO2)/w(Al2O3)-w(K2O)/w(Al2O3)、w(TiO2)/w(Al2O3)-w(SiO2)/w(Al2O3)圖解

從圖4可以看出:泗洪北部黃泛層與北部黃土交疊較大,再次表明研究區(qū)黃泛沉積物總體繼承了黃土高原中多種元素的組成特征;連云港組與黃泛層重疊較大,說明受到黃泛沉積的影響;而下伏戚咀組由于比值變化范圍較大,物源可能更為復(fù)雜。

文獻(xiàn)[5]將廢黃河沉積物中的Ba、Al 和Zn的質(zhì)量分?jǐn)?shù)高于現(xiàn)代黃河沉積物，歸因于淮河沉積物(其Ba、Al 和Zn的質(zhì)量分?jǐn)?shù)較高)對(duì)廢黃河的貢獻(xiàn)。

泗洪鉆孔SH1～SH6中,5個(gè)鉆孔w(Ba)為 388～468 mg/kg,1個(gè)鉆孔為481 mg/kg,比淮河(533 mg/kg)、廢黃河(480 mg/kg,泥質(zhì)沉積物;571 mg/kg,砂質(zhì)沉積物)沉積物w(Ba)低;6個(gè)鉆孔w(Ba)平均為437 mg/kg,比現(xiàn)代黃河沉積物泥質(zhì)沉積物(430 mg/kg)稍高、砂質(zhì)沉積物(500 mg/kg)低。這表明研究區(qū)奪泗水但未入淮的黃河泛濫沉積物受到了淮河水系——泗水沉積物的影響,但影響程度較小。

淮河沉積物對(duì)研究區(qū)黃河泛濫沉積物的影響還體現(xiàn)在粒度方面?？臻g上,研究區(qū)黃泛層黏粒占比高于徐州,而粉粒和砂占比都低于徐州[11],總體上符合上游到下游逐漸變細(xì)的規(guī)律。然而,在時(shí)間上,研究區(qū)黃泛層的粒度低于公元前602年—公元11年黃河下游的沖積平原[4],也低于現(xiàn)代黃河河漫灘的粒度[4],并未體現(xiàn)文獻(xiàn) [4]中總結(jié)的隨著近3 000多年黃土高原水土流失越來越嚴(yán)重,下游平原沉積物年代越新,粒度越粗。文獻(xiàn) [22]將廢黃河清口以下比降較現(xiàn)今黃河(0.35×10-4)小得多，歸結(jié)為與清口以下匯入了大量淮河清水有關(guān)。從黃河南流未入淮前沉積物元素、粒度、比降看，可能有影響,但影響較小,可能歸因于黃河奪泗但未入淮前，淮河水系清水注入較少,且黃河短暫南流時(shí)泗水清水注入時(shí)間較短。1128年黃河長期南流以后,徐州下游泗水河道被黃河侵奪,泗水出路被阻,常年終止在徐州以北地區(qū)。除1604年前沂河一度成為黃河的1條支流外,入淮前,沂沭泗水系并無其他與黃河共存的記錄。

由于缺乏對(duì)古泗水沉積物化學(xué)特征的相關(guān)研究成果,淮河水系對(duì)泗洪北部黃泛沉積物的定量貢獻(xiàn)尚難分析。

5 結(jié) 論

(1) 泗洪北部6個(gè)鉆孔黃泛層由棕黃色粉砂、棕紅色淤泥質(zhì)黏土和褐色粉砂質(zhì)黏土構(gòu)成。

(2) 泗洪北部黃泛層為全新世河流沉積,同時(shí)可以較明顯地劃分出水道和漫灘2種沉積微相。

(3) 金鎮(zhèn)、朱湖鎮(zhèn)附近黃泛層可能部分形成于公元1020年或之前黃河短暫南流經(jīng)泗入淮時(shí)期。

(4) 泗洪北部黃泛沉積物總體來源于黃河,同時(shí)混合了淮河水系部分沉積物。