按照惯例,贴出结论:现行黄河口深度30.73m的BH6钻孔连续记录了近黄河口区域全新世海侵以来的沉积历史,从上至下可以分为5个沉积相,
①(0~4.87m)为河口三角洲前缘亚相,
②(4.87~8.08m)为前三角洲相沉积,①②共同组成三角洲相沉积,
③(8.08~12.08m)应为近岸浅海沉积,
④(12.08~23.85m)为河口边滩至潮坪相沉积,
⑤(23.85m~)为陆相湖泊沉积。
全新世海侵以来现行黄河口区域沉积层序及古气候演化_宋湦
BH6的位置
沉积相划分与沉积层序
①(0~4.87m):顶部1m 为新近沉积的灰褐色粉砂;1~4.87m为灰褐色砂质粉砂,本段分析3块样品,在其中2块样品中只见2枚广盐类有孔虫Ammonia beccarii和4瓣广盐类介形虫Albileberis sinensis。顶部样品中见1瓣陆相介形虫Ilyocypris sp.。样品中见较多的植物碎屑和植物种子,其中以圆形深褐色真菌类孢子居多,丰度平均1.5枚/g。
本段少见有孔虫和海相介形虫,但见陆相介形虫及较多的植物种子和真菌类孢子,分析此段受河流冲淡水的影响;以砂质粉砂为主,无明显层理,这与该孔接近河口具较高沉积速率有关,此段应为近河口的三角洲前缘亚相。
②(4.87m~8.08m):沉积物主要粉砂,夹灰黑色黏土质粉砂层,偶见透镜状层理,显示水动力条件较上覆层弱,本段应为前三角洲沉积亚相。①②段共同组成三角洲沉积相。
③(8.08m~12.08m):取自本段10.27m深度的贝壳样品C14测年年龄为(6590±30)aaC14aBP,证实了本段为全新世海相沉积。本段有孔虫和介形虫数量和种数是全孔最高的层段。有孔虫共见34种,有孔虫仍以广盐类为主,其中最常见和数量最多的优势种是毕克卷转虫Ammonia beccarii,平均丰度37.0%;介形虫以浅海类为主,优势种为陈氏新单角介Neomonoceratina chenae ,平均丰度19.2%;此段含有较多的浅海种,如有孔虫半缺五玦虫Quinqueloculina seminula(18.5%)、具瘤先希望虫Protelphidium tuberculatum(15.7%)、异地希望虫Elphidium advenum(5.8%)、缝裂希望虫Elphidium magellanicum(5.7%),介形虫陈氏新单角介Neomonoceratina chenae(19.2%)、肯登沟眼花介Alocopocythere kendengensis(13.9%)等。
根据有孔虫中出现较多冷水种具瘤先希望虫Protelphidium tuberculatum、缝裂希望虫Elphidium magellanicum,推测此时海水较冷。本段是棘皮类(海胆刺和蛇尾类)化石最富集层段,该类生物为典型的狭盐性生物,由此推测此时海水盐度稳定,水深较深。
本段上部沉积物以灰色粉砂为主,夹砂质粉砂薄层,广泛发育脉状层理说明曾受潮流影响,具有生物扰动构造,说明沉积较为缓慢。下部沉积物为灰黑色细砂,均含有贝壳碎屑,其中埋深11.42~11.47m 为5cm厚的贝壳碎屑层,贝壳碎屑大量富集于灰黑色细砂中,应为滨岸浅水的次级沉积环境,这些富含贝壳碎屑的细砂层形成于靠近低潮线的前滨环境。综合上述分析,本段上部因为浅海相,下部应为滨岸相沉积。
④(12.08~23.85m):本段样品都含有孔虫,但与上覆层段显著不同,数量十分稀少,平均仅1.5枚/g。有孔虫种数和分异度也低,组成以2个广盐类占绝对优势,其中毕克卷转虫Ammonia beccarii 数量最多,平均丰度52.2%;其次是亚易变筛诺宁虫Cribrononion subincertum,平均丰度22.4%。其余常见种包括浅海类的具瘤先希望虫Protelphidium tuberculatum(6.5%)和异地希望虫Elphidium advenum(6.5%)。
介形虫只见于4个样品,数量稀少,都少于10瓣,平均丰度仅0.3瓣/g。见12个海相种和4个陆相种,因数量稀少,很难确定其优势成分。陆相介形虫见于孔深21.29和23.49m样品中。棘皮类和软体动物壳体在本段中十分少见。
本段沉积物为黄褐色细砂、粉砂质砂,分选较好,水动力较强;有孔虫主要为广盐类,顶部出现轮藻化石,且下部出现个别陆相介形虫,推断本段海平面有不稳定波动,为河口边滩-潮坪相沉积,向上过渡为滨岸浅海相,向下过渡为陆相湖泊沉积,是海陆过渡相。
⑤(23.85m~):本段分析6块样品,只在3个样品中见个别有孔虫,最高丰度仅0.3枚/g。介形虫见于4个样品中,以陆相类为主,其种数和丰度是全孔中最高的,尤在孔深28.16和29.17m 二块样品中,数量丰富,平均丰度15.6瓣/10g。陆相介形虫见4属6种,其中玻璃介种Candona sp.和土星介种Ilyocypris spp.较多见,这些属种在第四纪地层中常见于湖泊、河流和沼泽等淡水环境中,在28.16m 样品中见个别轮藻化石。本段微体化石以含陆相介形虫为主。
沉积物有多段灰褐色粉砂与灰色黏土质粉砂层,粒径较细,水动力条件弱;密实固结,可见铁锈色染痕、钙质结核,说明水面较浅,甚至暴露出水面;局部发育透镜状层理和波状层理,可见毫米级黏土纹层,说明水流作用较弱,处于低能环境,推测本段为陆相近岸的湖泊沉积。
综上,BH6孔可以划分为5个沉积相层,其中⑤为陆相层,④为海陆过渡相层,①②③为海相层。
沉积层序对比
结合海平面升降历史及区域地质演化历史,对比周边钻孔记录,重建本区域地层发育过程。受冰期间冰期交叠的影响,晚第四纪以来渤海区域发生了多次海平面变化,形成多个海侵-海退旋回。
本区多个钻孔对比发现钻孔皆有相似沉积序列,完整记录了全新世以来区域内发生的一次海侵事件。以陆相河流湖泊沉积密实层为基面,依据海平面变化模型划分为低海面层序、海侵层序、高海面层序,其中低海面层序包括上一个海侵-海退旋回后露出的陆相湖沼相、陆相河流相;海侵层序包括海平面上升过程中的的滨海湖沼相、河漫滩、河口砂坝、河口边滩、潮坪相、浅海相;高海面层序主要是加积层序,包括前三角洲相、三角洲前缘相、河床相。BH6孔的⑤段为陆相层,属于低海面层序,④为海陆过渡相层,③为浅海相,属于海侵层序,①②为水下三角洲沉积层,在高海面时期沉积而成,属高海面层序。
晚更新世以来渤海共出现三次大规模海侵,其中最后一次海侵“黄骅海侵”发生在10~9Ka BP左右,测年数据表明本区域记录的海侵过程即为“黄骅海侵”,海侵序列下界面时序应为海侵开始时间;HB-1钻孔与QSG钻孔的三角洲相沉积年代记录均在1Ka BP左右,本区域的四个钻孔位置接近且均有三角洲相沉积,可以以此作为高海面层序的下界时序;综合区域柱状样测年数据及区域地质发育历史,可以确定两个等时面,分别为海侵序列开始时间10~9Ka BP以及三角洲相发育时间1Ka BP左右
海底塌陷洼地
塌陷是黄河三角洲水下底坡上最常见的海底不稳定性类型之一,它一般多呈圆形或近圆形,大小规模不等,一般情况下其直径在10~100m之间,坑深小于1.0m,四周以陡坎为界,属小型的地质灾害现象。
陷洼地内部海底形态与周围原状海底有显著的不同,一般情况下洼地四周边缘界线清楚,内部海底平坦,无特别构造,在声纳图像上为一均匀的灰色或灰白色,见图4-3,浅地层剖面记录显示塌陷洼地下面有无序扰动,深度可达2m;但在少量塌陷洼地海底也可以看到粗糙的海底结构,海底为一片杂乱的小丘或小脊,在侧扫声纳记录上呈现为不规则的明暗相间的图像,在浅地层剖面上一般看不到较深的无序扰动层,仅见致密的薄层底层。同时,众多的小型塌陷洼地可相互结合在一起,形成一定规模的塌陷洼地群。
塌陷洼地是海底沉积物发生液化的结果,在液化时孔隙水逸出,随着逸出的还有部分细粒级沉积物,之后海底下塌,形成塌陷洼地,形成平坦或者粗糙的海底形态与液化地层的特性相关。如果原状地层的上层是粘土薄层,下层为粉砂层,当下面的粉砂层液化时,部分细粒级沉积物被海水带走,上面的薄层粘土会破裂成片状碎块或粉砂粘土团块而残留下来,形成高低不平的粗糙海底,塌陷底部也因此显得致密;而原状地层如果为没有上覆粘土质薄层的粉砂层,当粉砂层液化时逸出的孔隙流体自由流动形成漫流,除一部分被海水带走外,余下部分均匀的覆盖在海底,形成均匀平坦无粗糙结构的海底。
呈单体形式出现的塌陷洼地面积较大,直径一般在10~30m之间,最大的直径超过50m,不过坑深均小于1.0m,多发育在水深小于6m的浅水区,此次调查中,这种塌陷洼地个体在埕北和孤东地区多次发现;而在水深12~14m孤东的深水区发现了大面积的塌陷洼地群,个体直径在数十厘米到数米之间,相互联结成不规则状,破坏深度不超过0.5m。