江蘇南通近岸區(qū)晚第四紀(jì)沉積序列的沉積相特征與定年

劉健，張欣，丁璇，仇建東，王紅，安郁輝

1. 中國地質(zhì)調(diào)查局青島海洋地質(zhì)研究所，青島 266237

2. 嶗山實(shí)驗(yàn)室海洋地質(zhì)過程與環(huán)境功能實(shí)驗(yàn)室，青島 266237

3. 中國地質(zhì)大學(xué)（北京）海洋學(xué)院，北京 100083

4. 中國海洋大學(xué)海洋地球科學(xué)學(xué)院，青島 266100

20 世紀(jì)90 年代以來，下切河谷（Incised valley）及其沉積充填層序的研究頗受關(guān)注[1-3]，這是由于其是油氣資源的勘探目標(biāo)、蘊(yùn)含豐富的地層演化和古環(huán)境變化信息。晚第四紀(jì)海平面經(jīng)歷了大幅升降變化，在全球海岸帶和陸架發(fā)育了多期規(guī)模較大的下切河谷，其充填地層保存相對完整，已經(jīng)成為層序地層學(xué)、古氣候-海平面變化研究的熱點(diǎn)[4-7]。

近三十多年來長江三角洲地區(qū)晚第四紀(jì)下切河谷的形成與演化得到了學(xué)術(shù)界的重視[8-10]。晚第四紀(jì)以來長江三角洲地區(qū)的下切河谷可分為三期（早期、中期和晚期），其分布范圍有所差別[11]（圖1），推測其沉積充填層序的形成時(shí)間分別對應(yīng)于125～60 ka（日歷年齡）、60～25 ka 和25 ka 以來的時(shí)期[12]。然而，對于晚第四紀(jì)早期和中期下切谷充填層序年齡的研究尚不多見[13-14]。

圖1 長江三角洲和晚第四紀(jì)下切河谷分布圖[11]以及本文研究的JC-1 205 孔位置I. 三角洲主體，II. 三角洲南翼，III. 三角洲北翼；高程為相對于現(xiàn)今海平面的高程；晚第四紀(jì)早期下切河谷的北界尚未確定，未標(biāo)出。Fig.1 Schematic map showing the distribution of the Yangtze River delta and locations of late Quaternary incised valleys [11], as well as the location of core JC-1205 investigated in this study The main body (I), southern (II) and northern (III) flanks of the delta are also shown.

2012 年我們在實(shí)施江蘇海岸帶地質(zhì)調(diào)查時(shí)在江蘇南通近岸區(qū)施工了一個(gè)全取芯鉆孔，該孔鉆取了晚第四紀(jì)地層。本文基于該孔巖芯的綜合測試分析，確定該地層的沉積相變化特征和年齡，并在此基礎(chǔ)上探討晚第四紀(jì)下切谷及其沉積充填序列的形成與海平面變化的關(guān)系。

1 研究區(qū)地質(zhì)概況

長江三角洲是中全新世以來長江泥沙堆積形成的以鎮(zhèn)江-揚(yáng)州為頂點(diǎn)、杭州灣北岸為南界、大致以弶港輻射沙洲的陸上延續(xù)部分為北界的三角洲沉積體系[11,15]（圖1），在地理上包括江蘇省南部、上海市和浙江省杭嘉湖地區(qū)。該地區(qū)為地勢平緩的廣闊平原，海拔高度一般為3～5 m，總趨勢為西高東低。三角洲可分為主體和南、北兩翼[11]：主體部分大致與末次冰期（晚第四紀(jì)晚期）古河谷位置相當(dāng)，以存在不同時(shí)期雁行排列的河口壩為特征，曾為長江口擺動(dòng)的地帶；兩翼部分大致與末次冰期古河間地分布區(qū)相當(dāng)。

長江三角洲地處揚(yáng)子陸塊下?lián)P子地塊東段，自元古代以來區(qū)域經(jīng)歷了復(fù)雜的構(gòu)造運(yùn)動(dòng)，形成了豐富多樣的構(gòu)造樣式，其中燕山期火山活動(dòng)較為強(qiáng)烈，是中國東部火山巖漿活動(dòng)帶的重要組成部分。新近紀(jì)以來，由于喜馬拉雅運(yùn)動(dòng)的影響，中國東部盆地強(qiáng)烈沉降。研究表明，長江三角洲地區(qū)的松散沉積物之下是揚(yáng)子板塊元古宙變質(zhì)巖系與古生代、中生代和新生代巖漿巖和沉積巖；基巖之上的松散沉積物總體上西薄東厚，主要為第四紀(jì)堆積物（厚度50～450 m），下部見新近紀(jì)沉積物（厚度20～100 m，局部缺失）[16-17]。自上新世以來長江三角洲表現(xiàn)為“間歇式”的沉降，沉降速率主要為1～3 mm/a[17]。新近紀(jì)以來該區(qū)經(jīng)歷了山間盆地沖積環(huán)境（新近紀(jì)—早更新世）、辮狀河和曲流河環(huán)境（早更新世晚期—中更新世）、濱海-淺海-三角洲環(huán)境（晚更新世以來）[18]。

晚第四紀(jì)全球海平面在冰期-間冰期氣候旋回下經(jīng)歷了大幅波動(dòng)，在長江三角洲地區(qū)發(fā)育了3 期下切河谷[11-12]（圖1），不同期次的河谷在分布范圍上呈現(xiàn)部分疊置的現(xiàn)象，造成早期和中期的河谷充填沉積物被部分侵蝕[12]。末次盛冰期，海平面下降幅度超過120 m[19]，現(xiàn)今的長江三角洲地區(qū)發(fā)育古長江的下切河谷及其南北兩側(cè)的古河間地（圖1），而該下切谷一直延伸至東海外陸架[20-21]。冰后期海平面快速上升，下切河谷逐漸被海侵成為河口灣；至8.0 ka，研究區(qū)形成以鎮(zhèn)江-揚(yáng)州為頂點(diǎn)的巨型古河口灣；此后海平面上升趨緩并在約7 ka 達(dá)到最高水位后保持相對穩(wěn)定，長江三角洲自約8.0 ka 開始發(fā)育并逐漸向海推進(jìn)直至岸線達(dá)到現(xiàn)今位置[15]。

2 材料與方法

2012 年9 月，青島海洋地質(zhì)研究所在江蘇省南通市如東縣東凌港鎮(zhèn)近岸區(qū)完成一口全取芯鉆孔JC-1 205 孔 的 施 工，鉆 孔 坐 標(biāo)32°10′47.436″N、121°24′40.207″E（圖1）。在去掉鉆孔最頂部的人工填土之后，該孔的高程是+1.30 m，進(jìn)尺79 m。鉆探施工使用GXY-1A 型巖芯鉆機(jī)，采用液壓回轉(zhuǎn)鉆進(jìn)工藝，取芯管直徑為110 mm，所取樣品直徑為96 mm。鉆孔泥質(zhì)沉積物的取芯率大于85%，砂質(zhì)沉積物的取芯率大于60%。

在室內(nèi)首先對巖芯對半分開，然后進(jìn)行沉積特征描述、拍照并采取沉積物粒度、有孔蟲鑒定、AMS14C 測年和光釋光（OSL）測年等實(shí)驗(yàn)樣品。按0.10～0.25 m 間距，采取粒度樣品596 個(gè)；按0.10～0.20 m 間距，采取有孔蟲鑒定樣品567 個(gè)；在0～68 m巖芯中，挑選了13 個(gè)腹足類和雙殼類的殼體樣品和1 個(gè)有孔蟲樣品開展14C 測年；在22～79 m 巖芯中，挑選11 了個(gè)樣品開展OSL 測年。

沉積物樣品的粒度分析在青島海洋地質(zhì)研究所實(shí)驗(yàn)檢測中心完成。對于含礫石的較粗粒樣品，采用篩析法計(jì)算其粒度組分。對于不含礫石組分的樣品，選取沉積物樣品10～20 g，經(jīng)雙氧水和稀鹽酸浸泡處理，除掉有機(jī)質(zhì)和碳酸鹽，然后洗鹽，用六偏磷酸鈉溶液經(jīng)超聲波分散后，用英國馬爾文（MALVERN）公司生產(chǎn)的Mastersizer-2000 型激光粒度分析儀進(jìn)行粒度測試。儀器測量范圍為0.02～2 000 μm，粒級分辨率為0.01 Φ，重復(fù)測量的相對誤差＜2%。沉積物命名和粒度參數(shù)分別采用文獻(xiàn)[22]和[23]提供的方案。

底棲有孔蟲樣品的鑒定：稱50 g 干樣加入清水與雙氧水（H2O2）浸泡分散，經(jīng)用250 目（Φ=0.063 mm）分析篩淘洗，篩上顆粒烘干后，視樣品量及有孔蟲豐度將其縮分至1/2、1/4、1/8……后，在雙目實(shí)體顯微鏡下挑選標(biāo)本，進(jìn)行鑒定與數(shù)量統(tǒng)計(jì)。一般統(tǒng)計(jì)個(gè)體數(shù)在100 枚以上，不足100 枚的做全部樣本統(tǒng)計(jì)。底棲有孔蟲的豐度表示每50 g 干樣中有孔蟲個(gè)體數(shù)，簡單分異度表示所有屬種的種數(shù)，重要屬種的百分含量按其個(gè)體數(shù)占底棲有孔蟲全群個(gè)體總數(shù)的百分含量來表示。

樣品的AMS14C 測年由美國Beta 分析有限公司承擔(dān)，主要測年物質(zhì)包括：有孔蟲殼體、雙殼類和腹足類殼體等。直接測定年齡是以5 568 年為半衰期，同時(shí)測量樣品的δ13C 值，并根據(jù)分餾效應(yīng)進(jìn)行校正，即獲得慣用年齡。日歷年齡是慣用年齡經(jīng)過校正程序Calib Rev 8[24]校正所得（表1）。CALIB Rev 8 沒有提供研究區(qū)的海洋儲(chǔ)庫校正值（△R），對于海洋生物樣品日歷年齡的校正，本文根據(jù)CALIB Rev 8 提供的3 個(gè)黃海地區(qū)（包括1 個(gè)青島近岸海區(qū)和2 個(gè)韓國西南海岸區(qū)）和6 個(gè)臺(tái)灣北部近岸樣品的△R 值，利用CALIB Rev 8 計(jì)算得到△R 值為-128±104 yr。本文所用的14C 日歷年齡都是從公元1950 向前起算的，以“cal yr BP”表示，或用“ka”來代替“cal kyr BP”。本文或前人沒有經(jīng)過日歷年齡校正的年齡以14C 年齡表示（14C yr BP）。

表1 JC-1205 孔 AMS 14C 測年結(jié)果Table 1 AMS 14C dating results for core JC-1205

樣品的OSL 測年是在中國科學(xué)院青海鹽湖研究所光釋光實(shí)驗(yàn)室完成（表2），樣品的前處理和測試方法詳見過去的文獻(xiàn)[25-26]。從樣品中提取38～63 μm 的石英顆粒來進(jìn)行測試，測試儀器為Ris? TL/OSL DA-20，等效劑量（De）測試采用單片再生劑量法與標(biāo)準(zhǔn)生長曲線法相結(jié)合的方法[27-28]。每個(gè)樣品共獲得18 個(gè)等效劑量值，采用最小年代模型（MAM）計(jì)算樣品的最終等效劑量。

表2 JC-1205 孔光釋光測年結(jié)果Table 2 OSL dating results for core JC-1205

3 結(jié)果

3.1 地層序列和沉積相

根據(jù)沉積特征和底棲有孔蟲分布特征，JC-1 205孔巖芯沉積物可以劃分為4 個(gè)沉積單元，從上至下編號為DU 1—DU 4（圖2）。3.1.1 DU 4（79.00～68.32 m）

圖2 JC-1205 孔巖芯巖性柱狀圖附加AMS 14C 和OSL 測年結(jié)果。Fig.2 Lithologic log of core JC-1205, showing calibrated 14C and OSL ages

DU 4 主要由深灰色黏土質(zhì)粉砂夾粉砂質(zhì)線理-透鏡體、粉砂夾黏土質(zhì)線理、粉砂與黏土質(zhì)條帶密集互層（毫米至厘米級）組成（圖3a，3b），生物擾動(dòng)中等，含少量鈣質(zhì)結(jié)核，偶見貝殼碎片及碳質(zhì)斑點(diǎn)。本單元不含有孔蟲（圖4），中部（73.5～75.3 m）含較多淡水腹足類 (Angulyagasp.)。

圖3 JC-1205 孔典型巖芯的照片a. DU 4 底部（78.48～78.72 m），深灰色粉砂夾較多黏土質(zhì)線理（毫米級），生物擾動(dòng)中等；b. DU 4 上部（71.50～71.77 m），深灰色黏土質(zhì)粉砂夾較多粉砂質(zhì)線理（毫米級）和透鏡體，生物擾動(dòng)中等；c. DU 3 下段下部（65.76～66.01 m），深綠灰-灰黃色細(xì)砂質(zhì)中砂（含粗砂，偶見細(xì)礫），分選較差，含少量貝殼碎片；d. DU 3 上段中部（33.44～33.68 m），深灰黏土質(zhì)粉砂與粉砂密集互層（毫米級），生物擾動(dòng)較弱；e. DU 2 中部（27.75～27.96 m），棕色斑雜灰綠色黏土質(zhì)粉砂，含少量粉砂-砂質(zhì)斑點(diǎn)，生物擾動(dòng)較強(qiáng)；f. DU 1 下段中部（23.60～27.85 m），深黃灰色含細(xì)砂-黏土質(zhì)粉砂，夾較多深灰色黏土質(zhì)條帶以及較多粉砂-細(xì)砂線理、透鏡體，生物擾動(dòng)中等—較弱；g. DU 1 中段上部（9.86～10.07 m），深黃灰色黏土質(zhì)粉砂與深灰色粉砂密集互層（毫米級），潮汐層理發(fā)育，生物擾動(dòng)中等—較弱；h. DU 1 上段中部（1.97～2.19 m），深灰黃色黏土質(zhì)條帶夾粉砂-細(xì)砂質(zhì)粉砂薄層（毫米至厘米級），生物擾動(dòng)強(qiáng)烈。箭頭指示巖芯的上方。Fig.3 Photographs of representative sedimentary facies in core JC-1205

圖4 JC-1205 孔巖芯中底棲有孔蟲豐度（a）、簡單分異度（b）和主要屬種含量（c-k）垂向分布特征Fig.4 Down-core variations in(a) benthic foraminiferal abundance,(b) simple diversity, and(c-k) relative abundance of the main foraminiferal species in core JC-1205

粒度分析結(jié)果顯示（圖5），DU 4 沉積物以粉砂為主，黏土和和砂次之，平均粒徑主要為5～7 Φ，平均值為6.2；分選系數(shù)為1.3～1.9（平均為1.66），分選較差；偏態(tài)主要為0.1～0.3（平均0.24），為正偏；峰度主要為0.9～1.1（平均1.03），峰度較扁平。

綜上所述，DU 4 被解釋為河流環(huán)境之下的洪泛平原沉積。

3.1.2 DU 3（68.32～29.25 m）

根據(jù)巖性特征，DU 3 可劃分為兩段：下段（68.32～35.40 m）和上段（35.40～29.25 m）。DU 3與下伏DU 4 之間為侵蝕接觸。

下段總體上顯示正粒序（圖2，5），底部0.64 m（67.69～68.32 m）為灰-深灰色礫石層，含中-粗砂及粉砂質(zhì)條帶，含較多貝殼碎片，礫石直徑可達(dá)2～3 cm，有磨蝕，以次棱角狀為主；下部（56.2～67.69 m）為深灰-深灰黃色細(xì)砂質(zhì)中砂（含粗砂，底部偶見細(xì)礫）（圖3c），向上漸變?yōu)樯罨疑珮O細(xì)砂-粉砂質(zhì)細(xì)砂（含中砂），頂部0.8 m 為深灰色極細(xì)砂質(zhì)粉砂。分選一般—較差，板狀/槽狀交錯(cuò)層理發(fā)育，偶夾少量碳質(zhì)線理、碳屑和貝殼碎片；下段沉積物不含底棲有孔蟲（圖4），60.0 m 以下局部見較多的淡水腹足類 (Angulyagasp.)。

下段沉積物的粒度分析結(jié)果（圖5）顯示，下段沉積物以砂為主，粉砂和黏土次之，平均粒徑從底部的1.6 Φ 左右向上逐漸波動(dòng)變化至4.5 Φ 左右，正粒序明顯，平均值3.2 Φ；分選系數(shù)大多變化于0.5～2.2（平均1.6），分選較好—較差；偏態(tài)主要變化于-0.50～0.75（平均0.42），以正偏為主；峰度主要變化于0.5～3.0（平均1.42），下段中下部沉積物的峰度以尖銳為主，上部沉積物以較扁平—扁平為主。

上段為深灰色粉砂-黏土質(zhì)粉砂、粉砂與黏土質(zhì)粉砂密集互層（毫米級）夾少量細(xì)砂條帶（＜1 cm）（圖3d），生物擾動(dòng)較弱；在中部（32.54～34.2 m）夾少量碳屑線理（3～4 mm）。上段沉積物不含底棲有孔蟲（圖4）。

上段沉積物的粒度分析結(jié)果（圖5）顯示，沉積物以粉砂為主，砂和黏土次之，平均粒徑主要變化于4～6.5 Φ，平均值5.43 Φ；分選系數(shù)主要變化于1.5～2.5，有向上變大（即分選性變差）的趨勢（平均1.86），分選較差—差；偏態(tài)主要變化于0.1～0.5（平均0.31），有向上變小的趨勢，為正偏—極正偏；峰度主要變化于0.9～1.5（平均1.11），沒有明顯的趨勢，為較扁平—尖銳。

綜上所述，DU 3 被解釋為河流沉積，其中下段為河床-點(diǎn)壩沉積，上段為洪泛平原沉積。

3.1.3 DU 2（29.25～25.93 m）

DU 2 與下伏DU 3 之間為突變接觸，該單元以棕色（混雜灰綠色）黏土質(zhì)粉砂和粉砂為主（圖3e），比較致密，偶見鈣質(zhì)結(jié)核，生物擾動(dòng)較強(qiáng)。下部（28.19～28.60 m）夾深灰色粉砂質(zhì)細(xì)砂薄層，分選一般，見板狀/槽狀交錯(cuò)層理，偶見貝殼碎片，其底部為侵蝕面與下伏細(xì)粒沉積物分隔。本單元不含底棲有孔蟲（圖4）。

粒度分析結(jié)果（圖5）顯示，DU 2 沉積物以粉砂為主，黏土次之，砂又次之（僅在下部的薄夾層（28.19～28.60 m）為主）；除去下部的粉砂質(zhì)細(xì)砂薄層，平均粒徑為5.0～7.2 Φ，平均值5.49 Φ，細(xì)砂層的平均粒徑則為3.4～4.3 Φ（平均值3.65 Φ）；分選系數(shù)為1.1～2.5（平均值1.72），分選較差—差；偏態(tài)主要變化于0.10～0.37（平均值0.18），以正偏為主；峰度主要變化于0.9～1.4（平均值0.81），為較扁平—尖銳。

從巖性來看，DU 2 沉積物可與長江三角洲地區(qū)“雜色硬黏土層”[29]對比，可解釋為末次盛冰期下切河谷間地上的洪泛平原沉積，且受到了成巖改造；其中的細(xì)砂薄層被解釋為洪泛平原上的決口扇沉積[30]。

3.1.4 DU 1（25.93～0 m）

DU 1 與下伏DU 2 之間為侵蝕接觸，根據(jù)巖性本單元可劃分為3 段：下段（25.93～21.39 m）、中段（21.39～ 3.08 m）和上段（3.08～0 m）。

下段（25.93～21.39 m）：由兩個(gè)顯示正粒序的旋回構(gòu)成，兩個(gè)旋回以23.37 m 為界（圖2）。下旋回（25.93～23.37 m）與下伏地層侵蝕接觸，包括：最底部6 cm 厚的深黃灰色中砂，含細(xì)砂和粗砂，分選

差，含較多貝殼碎片，向上變?yōu)樯罨疑?xì)砂（含中砂）夾較多深灰色黏土質(zhì)條帶（厚5～15 mm）（圖3f）、深灰-深黃灰色細(xì)砂薄層（厚0.15～0.26 m）與深灰黏土質(zhì)條帶夾細(xì)砂-粉砂線理-透鏡體的薄層（厚0.15～0.50 m）相交替，潮汐層理發(fā)育，細(xì)砂層分選一般且顯示板狀/槽狀交錯(cuò)層理，貝殼碎片零星分布，生物擾動(dòng)較弱。上旋回（23.37～21.39 m）與下伏旋回之間為侵蝕接觸，其底部為0.17 m 厚的深灰色中砂（含細(xì)砂），分選一般，含大量貝殼碎片及較多泥礫；向上變?yōu)樯罨疑?xì)砂夾黏土質(zhì)條帶（3～6 mm）（顯示正粒序），細(xì)砂分選一般，潮汐層理發(fā)育，偶見貝殼碎片。

下段的底部缺失底棲有孔蟲，中上部含少量底棲有孔蟲，其豐度和簡單分異度都較低，其平均值分別為942 枚/50g 和8.4 種。底棲有孔蟲的優(yōu)勢種是濱岸種Ammonia beccarii(Linné) vars.、濱岸-內(nèi)陸架種Elphidium magellanicumHeron-Allen et Earland和冷水種Protelphidium tuberculatum(d'Orbigny)，次要種主要包括近岸陸架種Epistominella naraensis(Kuwano)、 內(nèi) 陸 架 常 見 種Elphidium advenum(Cushman)、 近 岸 低 氧 種Ammonia pauciloculata(Phleger et Parker)和沿岸低鹽水種Cribrononion vitreumWang。

中段（21.39～ 3.08 m）：與下段突變接觸，9.20 m以下以深灰色黏土質(zhì)粉砂與細(xì)砂-粉砂密集互層（毫米至厘米級）為主（圖3g），潮汐層理發(fā)育，生物擾動(dòng)中等，偶見貝殼碎片；9.20～3.08 m 粒度有所變粗，以深灰色黏土質(zhì)粉砂與細(xì)砂密集互層（毫米至厘米級）為主，其中7.74～5.20 m 為深灰色細(xì)砂夾少量（下部）—較多（上部）黏土質(zhì)條帶（毫米級）（與下伏沉積物為侵蝕接觸）。生物擾動(dòng)弱—中等。

中段底棲有孔蟲的豐度和簡單分異度都比下段有明顯增加，其平均值分別為20 606 枚/50g 和25.8 種；優(yōu)勢種是近岸陸架種E. naraensis和近岸低氧種A. pauciloculata，次要種主要包括近岸低氧種Ammonia convexidorsaZheng 和Bolivina cocheiCushman et Adams、濱岸種A. beccariivars.，濱岸-內(nèi)陸架種E. magellanicum、冷水種P. tuberculatum、內(nèi)陸架常見種E. advenum和沿岸低鹽水種C. vitreum。

上段（3.08～0 m）：從底部的深灰黃色黏土質(zhì)粉砂夾較多粉砂-細(xì)砂條帶（厘米級）、粉砂，向上漸變?yōu)樯罨?深黃灰色的黏土質(zhì)粉砂，中上部含較多碳質(zhì)斑點(diǎn)和少量碳屑，潮汐層理發(fā)育，生物擾動(dòng)中等—強(qiáng)烈。

上段有孔蟲的豐度和簡單分異度的平均值分別為34 934 枚/50g 和22.8 種；優(yōu)勢種是濱岸種A.beccariivars.，次要種主要包括近岸低氧種A.pauciloculata和B. cochei以及A. convexidorsa、近岸陸架種E. naraensis。

綜上，DU 1 下段被解釋為近岸潮道沉積[31]；中段被解釋為淺水潮下帶-內(nèi)陸架沉積，其中上部（7.74～5.20 m）的細(xì)砂層為潮道沉積；上段為潮坪沉積。

3.2 測年結(jié)果

3.2.1 OSL 測年數(shù)據(jù)可靠性分析

以分別位于JC-1 205 孔31.37 m 和41.67 m 的兩個(gè)代表性樣品為例，其OSL 信號生長曲線（Growth curve）和衰減曲線（Decay curve）如圖6 所示，兩個(gè)樣品的OSL 信號均衰減較快，大約在2 s 內(nèi)衰減到本底值，表明其OSL 信號以快組分為主。此外，沉積物樣品OSL 年齡的可靠性還與其曬退情況密切相關(guān)。前人研究表明，搬運(yùn)距離短、沉積過程快以及水體渾濁度高等因素限制了河流和三角洲等水成沉積物的曝光時(shí)間和幾率[32-33]，可能導(dǎo)致樣品中只有部分顆粒的釋光信號被歸零或降低至可忽略水平[34]。該現(xiàn)象在海岸帶-陸架區(qū)的沉積物（尤其是水成沉積物）光釋光測年中尤為顯著：樣品中若混入了未完全曬退的礦物顆粒，獲得的De值將會(huì)由于殘余劑量的影響而導(dǎo)致高估。圖7 顯示了上述兩個(gè)樣品De值分布的放射圖（Radial Plot），較高的離散度（OD）表明樣品存在不完全曬退現(xiàn)象，通過中值年代模型（Central age model, CAM）和最小年代模型（Minumin age mode, MAM）分別計(jì)算得到的De值是有所差別的。本文采用MAM 模式得到的De值，最有可能代表其真實(shí)值[35-36]。

圖6 代表性樣品1(31.37 m)和樣品2(41.67 m)的光釋光信號衰減曲線和生長曲線Fig.6 The decay curves and growth curves of the representative sample 1 (31.37 m) and sample 2 (41.67 m)

圖7 代表性樣品1(31.37 m)和樣品2(41.67 m)De 值分布的放射圖OD：離散度，CAM：中值年代模型，MAM：最小年齡模型。Fig.7 Radial plots of De values for the representative sample 1 (31.37 m) and sample 2 (41.67 m)OD: over-dispersion, CAM: central age model, MAM: minimum age model.

所測礦物的飽和劑量及其劑量率共同限定了OSL 測年的年齡上限。對石英顆粒而言，其飽和劑量在200 Gy 左右[37-38]，以2～3 Gy/ka 的劑量率估算，其年齡上限約為60～100 ka。DU 3 的OSL 測年樣品，其De在84.4～138.2 Gy 之間，并未超出石英的飽和劑量，且樣品的劑量率較低（約2 Gy/ka），因此我們認(rèn)為在DU 3 測年樣品中所得到的大約 60～70 ka的年齡并未超出OSL 年齡上限。

3.2.2 OSL 測年結(jié)果

如表2 和圖2 所示，11 個(gè)OSL 測年數(shù)據(jù)分布在DU 4（3 個(gè)）和DU 3（6 個(gè)）和DU 1（2 個(gè)）。DU 4 中的3 個(gè)OSL 年齡分布在單元的頂部、中部和下部，從上至下顯示遞增的年齡序列，年齡范圍為143±14～160±22 ka?？紤]到石英顆粒OSL 測年的上限是約80 ka[37], 這3 個(gè)年齡數(shù)據(jù)供參考。

DU 3 中的6 個(gè)OSL 年齡數(shù)據(jù)分布在單元的中部至上部，除了中上部的2 個(gè)年齡數(shù)據(jù)（53.2±7.4 ka和48.3±7.3 ka）較低之外，其余4 個(gè)年齡數(shù)據(jù)介于61.5±5.7～67.7±4.8 ka。

DU 1 中的2 個(gè)OSL 測年數(shù)據(jù)分布在下段的中部和上部，分別為4.0±0.2 ka 和1.2±0.1 ka。

3.2.3 AMS14C 測年結(jié)果

在全部14 個(gè)AMS14C 測年數(shù)據(jù)中，10 個(gè)年齡數(shù)據(jù)位于DU 3 的底部（孔深60 m 以下）（表2 和圖2），它們主要是利用淡水腹足類（Angulyagrasp. ）的殼體所測定的，其中7 個(gè)年齡數(shù)據(jù)超越了AMS14C 測年的上限（＞43 500 yr BP），另外3 個(gè)年齡數(shù)據(jù)為42.1～42.8 ka。考慮到本單元OSL 的測年結(jié)果總體上＞60 ka，這3 個(gè)較年輕的AMS14C 年齡數(shù)據(jù)被解釋為測年樣品在沉積或埋藏過程中受到了輕碳的污染而致使年齡變得顯著年輕[39]。

另外4 個(gè)AMS14C 測年數(shù)據(jù)位于DU 1，其中2 個(gè)位于上段的頂部、1 個(gè)位于中段的中部、1 個(gè)位于下段的上部；最下部的年齡約為3.7 ka，上面幾個(gè)年齡基本上是向上遞減的。

4 討論

由上述的沉積相分析可知，JC-1 205 孔地層序列中除了最上部的DU 1 單元之外，其余沉積單元（DU 2—DU 4）都是河流沉積，它們的成因顯然與海平面的變化密切相關(guān)。晚第四紀(jì)時(shí)期，入海河流的侵蝕基準(zhǔn)面－海平面經(jīng)歷了多次大幅度（＞100 m）的升降變化[40]，因此在海岸帶地區(qū)發(fā)育的大型河流體系也伴隨著海平面波動(dòng)而經(jīng)歷了多次下切的過程，發(fā)育了多期深切河谷及其充填沉積序列[30,41]。依據(jù)JC-1 205 孔地層序列的測年結(jié)果，結(jié)合晚第四紀(jì)全球海平面變化特征（圖8），對該孔所揭示的沉積序列開展地層劃分，探討各沉積單元的形成時(shí)代。

MIS 6（191～130 ka）[43]時(shí)期是中更新世以來大陸冰蓋范圍僅次于末次冰期最盛期（LGM）（26.0～19.5 ka）[44]的一個(gè)大冰期，期間最低海平面出現(xiàn)在MIS 6 晚期（約140～135 ka），達(dá)到約125 m bpsl（現(xiàn)今海平面之下）[45]。DU 4 沉積地層的OSL 年齡數(shù)據(jù)位于MIS 6 時(shí)期，但其超過了石英顆粒OSL 測年的上限，可視為該單元沉積物形成時(shí)代的下限。由于MIS 6 時(shí)期中國東部海岸帶和大部分陸架區(qū)出露地表，且海平面的大幅度下降勢必引起該區(qū)域河流體系的強(qiáng)烈下切，加之MIS 6 之后為MIS 5e（約130～116 ka）高海平面時(shí)期（高于現(xiàn)今海平面6～9 m）[46]，比較有利于MIS 6 河流沉積物的保存。因此，河流沉積DU 4 被解釋為形成于MIS 6。由于孔深的限制，JC-1 205 孔只揭露了MIS 6 時(shí)期的洪泛平原沉積，而沒有揭露同期的河床沉積。根據(jù)以往的研究，位于弶港南側(cè)（JC-1 205 孔西北方向）的鉆孔揭示了晚第四紀(jì)早期的下切谷[47]，推測DU 4（洪泛平原沉積）與該下切谷的河床沉積是成因上相關(guān)聯(lián)的同期河流沉積。

全球海平面在MIS 5e 之后呈波動(dòng)下降，至MIS 4（約71.0～60.0 ka）海平面高程顯著降低至約80～100 m bpsl[45,48]；進(jìn)入MIS 3（約60.0～30.0 ka）[49-50]的早期后海平面明顯上升，在中國東部可以達(dá)到約20～30 m bpsl[26,51]，然后海平面波動(dòng)下降至MIS 3 末期的80～90 m bpsl[46,52]。除去DU 3 中部2 個(gè)明顯不可靠的年輕OSL 年齡數(shù)據(jù)，DU 3 上部和中部其他OSL 年齡數(shù)據(jù)主要為60～70 ka?？紤]到DU 3 頂界面和底界面的高程分別為約28 m bpsl 和約67 m bpsl，加之晚第四紀(jì)以來研究區(qū)沉降緩慢，晚第四紀(jì)中期下切河谷及其河流沉積DU 3 可以合理地解釋為形成于MIS 4。

MIS 2（約30.0～14.0 ka）全球海平面再進(jìn)一步下降，在LGM（26.0～19.5 ka）[44]海平面可達(dá)～125 m bpsl[19]；MIS 2 期間研究區(qū)發(fā)育下切河谷。如前所述，DU 2 洪泛平原沉積可與長江三角洲地區(qū)廣泛發(fā)育的“雜色硬黏土層”[29]對比。因此河流沉積DU 2被解釋為形成于MIS 2，此時(shí)鉆孔位于MIS 2 下切河谷北側(cè)的河間地，下切河谷位于鉆孔以南幾千米之遠(yuǎn)（圖1）。

自MIS 1（14 ka 以來）的早期開始，南黃海西部陸架逐漸被冰后期海侵所覆蓋。DU 1 的中段和上段為淺水潮下帶-內(nèi)陸架沉積和潮坪沉積，其下段為近岸潮道沉積，其年齡數(shù)據(jù)表明DU 1 形成于約4.0 ka 以來近岸海洋環(huán)境。我們推測，DU 1 在約4.0 ka 開始發(fā)育的潮道沉積侵蝕了下伏MIS 1 早—中期的海洋沉積和部分MIS 2 晚期的河流沉積，從而造成了DU 1 和DU 2 之間超過10 kyr 左右的沉積間斷；該潮道向下侵入到下伏LGM 河流沉積，加之潮道沉積期間較強(qiáng)的水動(dòng)力條件，導(dǎo)致該潮道沉積（DU 1 下段）的底部缺少底棲有孔蟲、中上部底棲有孔蟲的豐度和簡單分異度也比其上的DU 1 中段（淺水潮下帶-內(nèi)陸架沉積）和DU 1 上段（潮坪沉積）顯著降低。

從以上分析可知，在DU 4 和DU 3 之間缺失了MIS 5 時(shí)期的沉積物，而在DU 3 和DU 2 之間缺失了MIS 3 時(shí)期的沉積物（圖8）。DU 3 的沉積相特征表明，MIS 4 時(shí)期JC-1205 孔正好位于下切谷之中，這也得到了以往研究的印證（圖1）；DU 3 和DU 4之間MIS 5 海洋沉積的缺失應(yīng)是該下切谷發(fā)育過程中對下伏沉積物的侵蝕所致。DU 2 發(fā)育于MIS 2河間地的泛濫平原環(huán)境，DU 2 底界面的高程為約28 m bpsl，如果考慮到晚第四紀(jì)研究區(qū)一直經(jīng)歷緩慢沉降，推測DU 3 形成之后鉆孔位置附近因地勢較高而缺失了MIS 3 的近岸海洋沉積，即鉆孔位置附近在MIS 3 期間出現(xiàn)了沉積間斷。

晚第四紀(jì)長江三角洲地區(qū)沉降速率較小，下切谷的發(fā)育主要受控于海平面變化。在MIS 6、MIS 4 和MIS 2 低海平面時(shí)期，鉆孔位置附近區(qū)發(fā)育河流下切河谷或河間地，后期的下切谷（如MIS 4 時(shí)期）對前期的下切河谷沉積充填形成了破壞，使得它們之間相對高海平面時(shí)期（如MIS 5）的近岸海洋沉積物被侵蝕殆盡，或者因地勢較高而產(chǎn)生了沉積間斷（如MIS 3），導(dǎo)致這3 期河流沉積物直接疊置（圖8）。這與以前的研究報(bào)道[11-12]是一致的。如果考慮到MIS 1 晚期近岸海洋沉積（DU 1）與其下伏河流沉積（DU 2）之間也存在超過10 kyr 的沉積間斷，研究區(qū)晚第四紀(jì)沉積序列的4 個(gè)沉積單元之間都存在重要的沉積缺失。

5 結(jié)論

（1）江蘇南通近岸區(qū)JC-1 205 孔揭示了該區(qū)晚第四紀(jì)沉積序列可劃分為4 個(gè)沉積單元（從下至上DU 4—DU 1）：中—下部3 個(gè)沉積單元（DU 4—DU 2）為3 期直接接觸的河流沉積，上部DU 1 為近岸海洋沉積（從下至上包括潮道沉積、淺水潮下帶-內(nèi)陸架沉積和潮坪沉積）。

（2）晚第四紀(jì)海平面變化是控制鉆孔位置附近區(qū)沉積序列形成的主要因素。晚第四紀(jì)早期和中期的下切河谷及其充填沉積（DU 4 和DU 3）分別形成于MIS 6 和MIS 4，而與晚期下切谷相關(guān)的河間地的洪泛平原沉積（DU 2）形成于MIS 2；MIS 4 時(shí)期下切谷的發(fā)育使得其下伏的MIS 5 海洋沉積被侵蝕殆盡，而MIS 3 時(shí)期相對較高的地勢導(dǎo)致了沉積間斷的出現(xiàn)。

（3）DU 1 形成于MIS 1 晚期，其底部的潮道沉積在其發(fā)育過程中對下伏沉積物的侵蝕作用形成了DU 1 和DU 2 之間超過10 kyr 的沉積缺失。

致謝：本文作者多年來在開展海岸帶地質(zhì)調(diào)查和海洋沉積學(xué)研究過程中得到了青島海洋地質(zhì)研究所何起祥先生的悉心指導(dǎo)和無私幫助，謹(jǐn)以此文紀(jì)念何起祥先生！