杭州湾北岸更新世以来沉积环境记录及古气候变迁

2022-04-13 08:05林钟扬金翔龙赵旭东潘少军
高校地质学报 2022年1期
关键词:木本植物岩性花粉

林钟扬,刘 健,金翔龙,吴 鸣,赵旭东,潘少军

1. 浙江省地质调查院,杭州 311203;2. 自然资源部第二海洋研究所 自然资源部海底科学重点实验室,杭州 310012;3. 自然资源部 平原区农用地生态评价与修复工程技术创新中心,杭州 311203;4. 中国地质大学 海洋学院,武汉 430074

杭州湾北岸嘉兴平原湖泊众多,河流纵横,为冲积平原和浅碟形洼地,地势大致呈东南向西北倾斜,平均海拔2.8 m,属江南古陆外缘杭州湾凹陷,其作为长江三角洲杭嘉湖平原腹地,是中国沿海地区第四系厚度较大的沉积区之一。更新世以来长江三角洲南翼的杭嘉湖平原受海洋和区域性大河流的双重作用,海岸陆架区海水交替性的进退形成了丰富的海陆变迁、河流入海和古气候变化等沉积环境演化信息,古气候冷暖波动、冰期与间冰期交替以及海平面变化备受学者关注。利用有孔虫和介形虫的有无、丰度、组合特征来判断海侵层是一种有效、可靠的方法,20世纪80年代以来中国不少学者对长江三角洲沉积物的第四纪层序、粒度、古地磁、孢粉和微体生物进行了分析研究(赵松龄,1984;张家强等,1998;于振江等,2005;林春明等,2015),在长江三角洲平原做了大量的工作并取得了不少重要成果,为第四纪尤其是全新世以来的沉积特征、层序地层分析和古环境演变进一步研究奠定了基础(张玉兰,2005;Chen et al.,2008;林春明等,2016;苏建锋等,2017;程瑜等,2019)。另外,也有学者对长江三角洲第四纪演化和海侵地层划分进行了研究,为第四纪尤其是全新世以来的沉积特征、层序地层分析和古环境演变进一步研究奠定了基础,也为长江三角洲评议第四纪演化研究提供了较为详细的依据(陈静等,2009; Miao et al., 2015; 赵希涛等, 2017; 林钟扬等,2019)。

受钻探难度、钻孔深度和钻孔样品采集测试分析技术水平的限制,已有研究工作集中对全新世时期的古环境研究较为深入,而针对长江三角洲南翼上新世以来尤其是揭露至基岩的沉积环境、古气候变化研究相对较少,缺乏上新世时期以来的高精度测试资料,一定程度上制约了长江三角洲平原第四纪地层的划分和全区对比。本文基于以上工作和研究概况,选取位于长江三角洲南翼、杭州湾北岸在更新世时期以来沉积序列较完整、连续的BZK04钻孔,通过对沉积物进行高分辨率的有孔虫、介形类化石和孢粉组合的系统分析,结合粒度、测年和磁学数据控制沉积相划分及建立年代框架,对研究区古植被、古气候、沉积环境演化特征进行了研究,进一步为长江三角洲南翼更新世以来的第四纪地层划分和对比研究提供基础资料。

1 样品采集与研究方法

BZK04 孔(30°44′45″N,120°53′59″E) 位 于 嘉兴市南湖区大桥镇步云社区(图1),孔深237.80 m,其中236.50 m以下为基岩。将钻孔岩芯从正中沿纵向剖开、修平和岩性描述,采集沉积物微体古生物(有孔虫、介形虫)和孢粉分析样品各104件、采集粒度含量分析样品184件、采集古地磁样品175件、采集光释光测年样品8件,采样间隔一般为1 m。

图1 BZK04钻孔位置图Fig. 1 Map showing the geographical location of the BZK04 borehole

微体古生物分析、孢粉分析、粒度分析及古地磁分析均委托中山大学地球科学系完成。微体古生物分析包括有孔虫和介形虫的属种鉴定和定量统计,采用传统的分析方法:采用沉积物样品在60℃下烘干,称取50 g左右干样加少许15%的过氧化氢(H2O2)溶液,待样品散开后用0.052 mm孔径筛水洗,进行浮选和过滤后,在Nikon E 200生物显微镜下进行属种鉴定和定量统计,以100 g干样计算(刘春莲等,2008;黎兵等,2011;林钟扬等,2019;孙珏等,2020)。孢粉分析称取每个样品50 g,经酸碱处理和重液浮选,吸取含孢粉的浮选物制片,在显微镜下鉴定、统计和计算百分比含量。

对184件样品进行了沉积粒度分析,分析方法如下:称取10 g左右风干样品于50 mL烧杯中,加蒸馏水15 mL浸润,再加入10 mL体积分数20%的H2O2溶液,去除有机质,搅拌使其充分反应,静置12 h后抽去上层清液,加入10 mL的0.1 mol/L的(NaPO3)6作为分散剂,用超声波清洗仪震荡,使颗粒充分分散,搅拌后静置12 h后抽去上层清液,最后用蒸馏水稀释、清洗样品,保留沉积物悬浊液用于测试,采用Mastersizer 2000型激光粒度仪测量(王张华等,2008;赵亚楠等,2015;邓智瑞等,2016)。

古地磁测量采用2G-760 U-Channel 岩石超导磁力仪,对175件样品进行交变退磁,全部退磁实验均在磁屏蔽空间(小于300 nT)里完成(孙文峰等,2017)。采用英国生产Bartington双频磁化率仪测量样品的磁化率。为确保数据的准确性和可靠性,每块样品均测量三个不同轴向上的磁化率而取平均值,其单位为国际单位SI。

选择含有炭屑的沉积物样品经密封包装,委托中国科学院广州地球化学研究所进行了8件样品的光释光测年(OSL),采用常规方法,取约100 g未曝光样品放置于1000 mL的烧杯中,用蒸馏水浸泡;先用30%的双氧水去除有机质,再用30%的盐酸去除碳酸盐类矿物,然后用蒸馏水将悬浊液洗至中性,根据Stokes定理,分离出4~11 μm的细颗粒混合矿物,再将它们浸泡在氟硅酸中3 d,去除长石类等矿物,提纯细颗粒石英,最后用乙醇将提纯的细颗粒石英样品均匀沉淀在直径为9.7 mm的不锈钢片上,使用丹麦Risø实验室生产的Risø TL/OSL-DA-20热释光/光释光仪器完成。

2 地层划分及岩性特征

研究区第四纪地层受海陆变迁影响显著,成因类型复杂,海、陆相沉积相互叠置,岩性变化频繁,沉积物厚度大。其中,同一时期内,若物质来源和沉积环境基本一致,则岩性也会大致相同,不同地质时期随沉积条件的改变,岩性也会发生变化,包括岩石(土)类型、颜色、结构、沉积构造等方面。以宏观的海侵海退期次或沉积旋回为地层单元划分依据,以古土壤层和海侵层作为标志层,观察沉积物的岩性变化,可开展BZK04钻孔的第四纪岩石地层划分。根据岩性特征,结合研究区地层单元划分依据,钻孔自下而上依次为基岩长河组碳质泥岩(Ech,236.5~237.8 m)、早更新世以来的嘉兴组、前港组、东浦组、宁波组、镇海组,岩性分层及地层划分见图2。

图2 BZK04岩心的地层划分及岩性特征Fig. 2 Stratigraphic division and lithologic characteristics of the BZK04 core

(1)基岩长河组碳质泥岩(Ech),孔深揭露于236.5~237.8 m,岩性为强风化含砾砂岩。

(2)嘉兴组(N-Qp1j),孔深揭露于 147.0~236.5 m,以硬土层为标志可分为两段,总厚度89.5 m。147.0~148.8 m为冲湖积成因嘉兴组三段(al-lN-Qp1j3),厚度1.8 m,灰黄色黏土为主,铁锰质含量高;148.8~205.4 m为冲(洪)积成因嘉兴组三段(al(pl)N-Qp1j3),厚度56.6 m,岩性主要为中砂、粉砂与黏土互层、中粗砂与砾砂交替出现。205.4~236.5 m为冲 (洪)积成因嘉兴组二段 (al(pl)N-Qp1j2),厚度31.1 m,岩性以细砂、砂砾石为主。

(3)前港组(Qp2q),孔深揭露于84.0~147.0 m,以硬土层为标志可分为两段,总厚度63.0 m。84.0~106.3 m为冲湖积、湖沼积和冲积成因的前港组二段(Qp2q2),厚度22.3 m,灰色黏土夹砂土,局部层理发育,可见少量贝壳碎片和钙泥质结核。106.3~147.0 m为冲湖积、湖沼积成因的前港组一段(Qp2q1),厚度40.7 m;106.3~132.4 m为黏土层,含较多铁锰质氧化物,局部较多粉细砂颗粒;132.4~137.8 m为青灰色黏土夹砂土,层理发育,局部含半碳化植物残体;137.8~147.0 m为灰色黏土和中砂层,微显层理,含较多铁锰质氧化物。

(4)东浦组(Qp3d),孔深揭露于58.5~84.0 m,以硬土层为分组标志,总厚度25.5 m。58.5~62.5 m岩性为青灰色黏土,厚度4.0 m,下部颗粒较粗,含较多铁锰质氧化物和钙泥质结核。62.5~84.0 m为冲海积成因东浦组,厚度21.5 m,主要为粉砂层,层理发育,可见钙泥质结核。

(5)宁波组(Qp3n),孔深揭露于19.6~58.5 m,以硬土层为分组标志,主要沉积物为冲湖积、海积、冲海积的黏土、黏土夹砂土、砂土层,总厚度38.9 m。19.6~43.1 m为宁波组二段(Qp3n2),厚度23.5 m,岩性为棕黄色—深灰色的黏土、砂土夹粉砂层,含铁锰质氧化物、钙质结核。43.1~58.5 m为宁波组一段(Qp3n1),厚度15.4 m,岩性主要为灰色黏土、黏土夹砂土层。43.1~51.4 m为冲湖积成因,含较多铁锰质氧化物,局部微显层理。51.4~58.5 m主要为冲海积、夹薄层海积层的砂土和黏土,局部为粉砂,海积层可见虫孔和较多贝壳碎片。

(6)镇海组(Qhzh),孔深揭露于0~19.6 m。0~3.6 m为镇海组二段(Qhzh2),主要为杂填土和冲湖积成因的黏土层,灰色,层厚3.6 m。3.6~19.6 m为镇海组一段(Qhzh1),其下部为淤泥质黏土,3.6~8.5 m为冲湖积成因镇海组一段,厚度4.9 m,岩性以灰褐色黏土层为主;8.5~14.0 m为冲海积成因,厚度5.5 m,岩性为青灰色黏土夹粉砂层;14.0~19.6 m为海积成因,厚度5.6 m,岩性为淤泥质黏土为主,局部见泥质结核。

3 年代序列

根据光释光(OSL)方法测得的年代数据见表1,在孔深24.0 m、29.0 m和59.0 m处的OSL年龄分 别 为 60.5±3.3 ka、74.8±3.8 ka 和 120.6±8.9 ka,其地层时代均属于晚更新世。在孔深90.2 m处的OSL年龄为142.7±9.6 ka,其地层时代属于中更新世,另外在孔深108.5 m、129.0 m和138.2 m处的OSL年龄均大于150 ka。

表1 BZK04岩心的光释光(OSL)测年结果Table 1 OSL dating results of the BZK04 core

4 孢粉组合及微体古生物特征

4.1 孢粉组合

BZK04钻孔104个孢粉样品共鉴定孢粉类型37种,其中木本植物花粉18种,草本植物花粉11种,蕨类孢子8种。孢粉组合中木本植物含量最高,约为85.1%,蕨类孢子次之约为8.7%,草本植物花粉含量仅为6.3%。针叶类植物花粉以松属(Pinus)、杉科(Taxodiaceae)花粉为主,含有少量铁杉属(Tsuga)等花粉。阔叶类植物花粉以枫香树属(Liquidambar)花粉为主,还含有一定量的榆属(Ulmus)、水青冈属(Fagus)、胡桃属(Juglans)、栎属(常绿,Quercus)、鹅耳枥属(Carpinus)的花粉。草本植物以莎草科(Cyperaceae)、蓼属(Polygonum)花粉为主,其次为禾本科(Poaceae)、石竹科(Caryophyllaceae)花粉,含有少量百合科(Liliaceae)、车前草属(Plantago)花粉。蕨类植物以水龙骨科(Polypodiaceae)、三缝孢子(Trilete spore)、水龙骨属(Polypodium)为主。依据孢粉类型的变化和组合特征,可划分18个孢粉组合带(图3):

图3 BZK04钻孔的孢粉组合带划分Fig. 3 Sporopollen assemblage zone division of the BZK04 core

P1(235~212 m):孢粉总浓度略低,平均浓度为104粒/克。蕨类植物花粉含量占绝对优势,平均含量为85.5%,其中水龙骨科、三缝孢子和凤尾蕨属含量最为丰富;木本植物花粉平均含量为14.5%,以松属等针叶植物花粉为主;未发现草本植物花粉。

P2(212~166.5 m):孢粉总浓度低,平均浓度仅为9.3粒/克。仅发现木本植物花粉,为冷杉属、含羞草属和松属。

P3(164.8~160 m):孢粉总浓度低,平均浓度仅为58粒/克。木本植物花粉含量占绝对优势,平均含量为79.5%,以松属等针叶植物和栎属植物花粉为主;草本植物平均含量为10.2%,主要是禾本科植物花粉;蕨类植物平均含量仅为10.2%,主要为三缝孢子。

P4(157~137 m):孢粉总浓度为零。

P5 (135~131 m):孢粉总浓度低,平均浓度为69粒/克。全部为蕨类植物花粉,其中三缝孢子、水龙骨科、金毛狗属含量最为丰富,其次为凤尾蕨属。

P6(129~105 m):孢粉总浓度为零。

P7(103~99 m):孢粉总浓度高,平均浓度为16445粒/克。木本植物花粉含量占绝对优势,平均含量为92.9%,以松属等针叶植物花粉为主,其次为枫香树属、榆树属等;蕨类植物平均含量为5.7%,以水龙骨科为主;草本植物花粉平均含量为1.4%,以蓼属为主。

P8(97~93 m):孢粉总浓度较低,平均为102粒/克。木本植物花粉含量占主要优势,平均含量为65.5%,主要为枫香树属,其次为松属;蕨类植物平均含量为34.5%,以水龙骨科为主,其次为三缝孢;草植物花粉含量为0。

P9(91~80 m):孢粉总浓度高,平均浓度为2776粒/克。木本植物花粉含量占绝对优势,平均含量为85.8%,其中松属、冷杉属含量最为丰富,其次为枫香树属等;蕨类植物平均含量为12.8%,以水龙骨科为主;草本植物花粉平均含量为1.4%,主要为蒿属。

P10 (78~75 m):孢粉总浓度较低,平均浓度为169粒/克。木本植物花粉含量占绝对优势,平均含量为87.6%,其中松属含量最为丰富,其次为枫香树;蕨类植物平均含量为7.0%,以三缝孢子为主;草本植物花粉平均含量为1.1%,以蓼属为主。

P11(73~69 m):孢粉总浓度较高,平均浓度为1039粒/克。木本植物花粉含量占绝对优势,平均含量为94.9%,其中松属含量最为丰富,其次为山毛榉属、铁杉属、枫香树属等;蕨类植物平均含量为5.1%,以三缝孢子为主;草本植物花粉平均含量为0。

P12(66~62 m):孢粉总浓度较低,平均浓度为297粒/克。木本植物花粉含量占绝对优势,平均含量为74.6%,其中主要为松属、铁杉等针叶植物花粉,其次为山毛榉属、枫香树属等;蕨类植物平均含量为23.2%,以三缝孢子为主;草本植物花粉平均含量为2.2%,以莎草科为主。

P13(60~58 m):孢粉总浓度高,平均浓度为2847粒/克。木本植物花粉含量占绝对优势,平均含量为79.1%,其中主要为松属、冷杉等针叶植物花粉,其次为山毛榉属、栎属等;蕨类植物平均含量为12.9%,以三缝孢子为主等;草本植物花粉平均含量为7.9%,以莎草科为主。

P14(57~42 m):孢粉总浓度低。

P15(38.4~35 m):孢粉总浓度略有升高,平均浓度为190粒/克。木本植物花粉含量占绝对优势,平均含量为73.7%,其中松属含量最为丰富,其次为木兰属等;蕨类植物平均含量为17.6%,以水龙骨科为主;草本植物花粉平均含量为6.5%,以禾本科为主。

P16(32~21 m):孢粉总浓度低,平均浓度为37粒/克。蕨类植物花粉含量占绝对优势,平均含量为91%,其中水龙骨科含量最为丰富,其次为三缝孢子等;木本植物平均含量为9%,以木兰属为主;几乎不含草本植物花粉。

P17(20~14 m):孢粉总浓度高,平均浓度为3247粒/克。木本植物花粉含量占绝对优势,平均含量为74.2%,其中胡桃属、松属含量最为丰富,其次为榆树属、铁杉属、杉科、栎属等;草本植物平均含量为15.2%,以莎草科为主,其次为蓼属、毛茛科;蕨类植物花粉平均含量为10.6%,以水龙骨科为主。

P18(12.6~3.5 m):孢粉总浓度低,平均浓度为109粒/克。蕨类植物花粉含量占绝对优势,平均含量为68.1%,其中三缝孢子、水龙骨科含量最为丰富,其次为海金沙属、凤尾蕨属、金毛狗属等;木本植物平均含量为27.5%,以松属为主;草本植物花粉平均含量为4.3%,以百合科为主。

4.2 有孔虫

BZK04孔分析有孔虫样品104个,共鉴定出有孔虫11属17种,其中包括16种底栖有孔虫,1种浮游有孔虫,每100 g沉积物含有孔虫壳体0~497489枚。BZK04孔分析介形类样品104个,共鉴定出介形类8属8种。每100 g沉积物含介形类壳体0~125569枚。有孔虫和介形类总丰度及属种深度分布见表2、部分有孔虫和介形类属种见图4。

图4 BZK04钻孔的部分有孔虫(1-6)和介形类(7-12)版图Fig. 4 Images of selected foraminifera (1-6) and ostracoda (7-12) of the BZK04 core

表2 BZK04岩心的有孔虫和介形类总丰度及属种深度分布Table 2 The abundance and genus depth distribution of foraminifera and ostracoda of the BZK04 core

5 结果与讨论

前人根据粒度、微体古生物等分析指标提供的信息研究了长江三角洲不同层位的沉积相根据孢粉、有孔虫等指标恢复了不同时期的古环境特征(王张华等,2004;韦桃源等,2006;刘静伟等,2007;马雪等,2015;邓程文等,2016;Pan et al.,2017;Gao et al.,2019;林钟扬等,2019),并进行了相关时期的古气候变迁研究。BZK04孔揭示的地层为孔深236.5 m以上的沉积记录,根据岩性分层特征、沉积相、孢粉、有孔虫及介形虫以及粒度分布频率曲线对钻孔的沉积环境进行综合分析,建立BZK04孔多重地层划分框架(图5):

图5 BZK04钻孔的多重地层划分对比和古环境特征推测Fig. 5 Multiple stratigraphic divisions and correlations and paleo-environmental characteristics interpretations of the BZK04 core

5.1 早更新世(147.0~236.5 m)

钻孔揭露早更新世地层相当于孢粉P1~P3带及P4带早期,下段为冲(洪)积成因嘉兴组二段(al(pl)N-Qp1j2),根据岩性特征和粒度分析曲线,沉积物颗粒细砂、砂砾石及黏土夹层,沉积环境推断为河流相,厚度31.1 m,该层位未见有孔虫和介形类微体生物,孢粉总浓度略低,平均浓度为104粒/克,蕨类植物花粉含量占绝对优势,平均含量为85.5%,孢粉组合表现的植被类型应为温带季风气候,气候温凉偏湿,推断其对应第三温暖期。上段为冲(洪)积成因嘉兴组三段(al(pl)N-Qp1j3),岩性特征反映沉积物为中砂、中粗砂和砂砾石为主,沉积环境推断为河流相,厚度57.1 m,该层位未见有孔虫和介形类微体生物,孢粉总浓度低,以木本植物花粉为主,孢粉组合表现的植被类型应为温带大陆性气候或温带季风气候,温凉偏湿,推断其对应第四温暖期。嘉兴组三段的顶部(147.0~148.3 m)为冲湖积成因的嘉兴组三段(al-lN-Qp1j3),沉积物为黏土层,含较高的铁锰质氧化物,推断沉积环境为河湖相,孢粉总浓度为零,未见有孔虫和介形类微体生物,孢粉组合表现的植被类型应为冷而干燥的气候,推断该时期对应为短期的第4寒冷期。按暖期—冷期的周期律,揭示BZK04孔在早更新世时期存在2个气候旋回过程。

5.2 中更新世(84.0~147.0 m)

钻孔揭露中更新世地层对应孢粉P4带后期及P5~P9带,沉积物多为黏土、黏土夹砂土层,揭示中更新世包含2个古气候旋回,主要地层为前港组一段、前港组二段。下段前港组一段主要为冲积(alQp2q1)、湖沼积(lhQp2q1)和冲湖积(al-lQp2q1)成因地层,推测沉积环境为河流相、浅湖相和河湖相沉积,其中冲积成因地层层厚9.7 m,该时期孢粉总浓度低,平均浓度为69粒/克,全部为蕨类植物花粉,其中三缝孢子、水龙骨科、金毛狗属含量最为丰富,其次为凤尾蕨属,孢粉组合表现的植被类型应为温带季风气候,推断其对应古气候分期的第五温暖期;湖沼积和冲湖积成因地层层厚31.0 m,该时期孢粉总浓度为零,孢粉组合表现的植被类型应为冷而干燥气候,推断其对应第5寒冷期。

上段前港组二段主要为湖沼积(lhQp2q2)和冲湖积(al-lQp2q2)成因地层,推测沉积环境为湖泊相和河湖相沉积,对应孢粉P7—P9带,在孔深90.2 m处测得的OSL年龄为142.7±9.6 ka,地层年代属中更新世。其中湖沼积成因地层层厚5.7 m,该时期孢粉总浓度高,平均浓度为16445粒/克,木本植物花粉含量占绝对优势,平均含量为92.9%,以松属等针叶植物花粉为主,孢粉组合表现的植被类型应为亚热带针叶林,气候温暖偏干,推断其对应第六温暖期;冲湖积成因地层层厚16.6 m,该时期孢粉总浓度较低,平均为102粒/克,木本植物花粉含量占主要优势,平均含量为65.5%,主要为枫香树属,其次为松属;蕨类植物平均含量为34.5%,孢粉组合揭示植被类型应为亚热带混交林,古气候冷而湿润,推断其对应第6寒冷期。

5.3 晚更新世(19.6~84.0 m)

多重地层划分对比表明,BZK04孔在孢粉组合P10~P16孢粉带对应晚更新世地层,反映晚更新世包括3个气候旋回,主要地层为东浦组、宁波组一段和宁波组二段。在孔深24.0 m、29.0 m和59.0 m处分别测得 OSL 年龄为 60.5±3.3 ka、74.8±3.8 ka和120.6±8.9 ka,地层年代揭示为晚更新世。

东浦组对应海平面变化的王店海侵时期,多为粉砂层夹砂土及黏土互层,早期为潮坪相沉积环境,为东浦组的冲海积(al-mQp3d)成因地层,古气候分期对应第七温暖期,孔深58~60 m处揭示孢粉总浓度高,平均浓度为2847粒/克,木本植物花粉含量占绝对优势,该组合表现的植被类型应为亚热带针叶林,气候温暖偏湿,该时期有孔虫含量高,但种类较单调,每100 g沉积物含有孔虫壳体为384~109354枚,主要为Ammonia beccarii和Cribrononion subincertum,介形类在80 m层位相对较多,每100g沉积物含介形类壳体达7483枚,以Sinocytheridea impressa和Neosinocythere elongata为主。东浦组上段为黏土和砂土层,揭示浅海相沉积环境,为东浦组的冲海积成因地层,古气候分期对应第7寒冷期,孢粉总浓度较低,介形类极丰富,每100g沉积物含介形类壳体为125569瓣,以Sinocytheridea impressa、Neomonoceratina dongtaiensis、Loxoconcha ocellata、Sinocythere sinensis和Bicornucythere leizhouensis为主。沉积环境和孢粉组合反映该时期气候寒冷干燥。

宁波组一段对应杭州海侵早期,主要为冲海积(al-mQp3n1)和冲湖积(al-lQp3n1)成因地层,岩性为黏土、黏土夹砂土层,推断为河口湾相和河湖相的沉积环境,古气候分期对应第八温暖期和一个短期的亚冷期。孢粉含量较低,未见有孔虫和介形类,无法判断气候类型。宁波组二段对应杭州海侵后期,主要为海积(mQp3n2)、冲海积(al-mQp3n2)和冲湖积(al-lQp3n2)成因地层,岩性为黏土层为主,局部夹粉砂层,孢粉总浓度略高,平均浓度为190粒/克,木本植物花粉含量占绝对优势,平均含量为73.7%,孢粉组合揭示植被类型应为温带针叶林,温凉湿润,该时期少见有孔虫和介形类,沉积环境推断为河口湾相、河湖相沉积,古气候时期对应第八温暖期后期的亚暖期和第8寒冷期。

5.4 全新世(0~19.6 m)

全新世揭示了1次气候旋回。全新世早期,海平面上升,海侵作用急剧加强,对应海平面变化富阳海侵前期,为镇海组一段的冲海积(al-mQhzh1)和海积(mQhzh1)成因地层,沉积环境为潮坪相,属于冰后期时期早期,古气候分期为大西洋期。岩性主要为淤泥质黏土和砂土层,14.0~19.6 m孢粉总浓度高,平均浓度为3247粒/克,木本植物花粉含量占绝对优势,平均含量为74.2%,该组合表现的植被类型应为亚热带混交林,温暖偏湿;12.6~3.5 m孢粉总浓度稍低,平均浓度为109粒/克,蕨类植物花粉含量占绝对优势,平均含量为68.1%,该组合表现的植被类型应为温带海洋性气候,气候温凉湿润。孔深度约19 m发现介形类化石,每100 g沉积物含介形类壳体达1890枚,以Sinocytheridea impressa、Loxoconcha ocellata和Bicornucythere leizhouensis为主。在孔深约15~19 m处出现有孔虫,每100 g沉积物含有孔虫壳体为5~58321枚, 以Ammonia beccarii和Cribrononion subincertum为主。

全新世后期对应富阳海侵后期,为镇海组二段(al-lQhzh2)的冲湖积成因地层,沉积环境为河湖相,属于冰后期晚期,古气候分期为亚北方期。岩性主要为黏土和杂填土层,孢粉总浓度低,未见介形虫类,仅在约3.5 m处见少量有孔虫,每100 g沉积物含有孔虫壳体为83枚,以Ammonia和Elphidium属为主。孢粉组合反映该时期古气候为寒冷干燥为主。

6 结论

(1)钻孔孔深24.0 m、 29.0 m和59.0 m处的光 释 光 地 层 年 龄 为 60.5±3.3 ka、74.8±3.8 ka和120.6±8.9 ka,地层年代属于晚更新世;孔深90.2 m处测得属于中更新世的光释光年龄为142.7±9.6 ka,而在孔深108.5 m、129.0 m和138.2 m处的光释光年龄均大于150 ka。依据钻孔岩性特征,结合沉积相、粒度含量、孢粉组合、微体古生物的分析,钻孔自下而上依次为基岩长河组碳质泥岩和早更新世以来的嘉兴组、前港组、东浦组、宁波组、镇海组地层。

(2)BZK04孔的沉积环境记录可划分18个孢粉带和7个古气候旋回变迁。早更新世对应孢粉P1—P3带及P4带早期,下段为嘉兴组二段的河流相沉积,推断为第三温暖期的温带季风气候,气候温凉偏湿;上段嘉兴组三段的河流相沉积,推断为第四温暖期的温带大陆性气候或温带季风气候,温凉偏湿;嘉兴组三段顶部为冲湖积成因,推断为短期的第4寒冷期,气候冷而干燥。中更新世对应孢粉P4带后期及P5—P9带,包含2个古气候旋回,下段前港组一段推测沉积环境为河流相、浅湖相和河湖相沉积,河流相层位为第五温暖期的温带季风气候;浅湖相和河湖相层位为第5寒冷期冷而干燥气候。晚更新世对应孢粉P10—P16带,包含3个气候旋回,主要地层为东浦组、宁波组一段和宁波组二段,东浦组早期为潮坪相沉积环境,推断为第七温暖期,东浦组晚期为浅海相沉积环境,推断为第7寒冷期;宁波组一段为潮坪相的沉积环境,古气候分期对应第八温暖期和一个短期的亚冷期。宁波组二段为河湖相沉积,推断为第八温暖期后期的亚暖期和第8寒冷期。全新世揭示了1次气候旋回,早期为镇海组一段的潮坪相沉积,为大西洋期;后期为镇海组二段的河湖相沉积,为亚北方期。

致谢:感谢同行评审专家和编辑部老师提出的宝贵修改意见!

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