南黄海辐射沙脊群南缘晚第四纪钻孔地层及沉积环境演化

发布时间：2018-01-26 03:57

本文关键词： 辐射沙脊群晚第四纪沉积相沉积环境演化锆石探源　出处：《南京大学》2017年硕士论文　论文类型：学位论文

【摘要】：海岸带和陆架地区的沉积体系和沉积相分布主要受全球海面升降、沉积物供给和区域构造沉降3个因素的影响。晚第四纪期间,在全球气候强烈波动、冰期与间冰期频繁交替和古东亚季风发育背景下,我国东部沿海地区发生了多次海进和海退。在南黄海苏北沿海形成了厚逾百米的海陆交互沉积,发育了多个大型的沉积体系。这些沉积体系在陆域上有苏北平原、老黄河三角洲和长江三角洲,在海域内有辐射沙脊群、老黄河水下三角洲和现代长江水下三角洲。中更新世晚期以来的海面最大升降幅度超过150米,海面的大幅升降使得中国东部陆架和海岸带时而暴露成陆,时而淹没为海,随着岸线的向海推进和向陆退却,控制了中国东部沿海地区的地层结构和沉积体系发育。辐射沙脊群沉积体系除了受历次海进-海退控制外,还受古长江和古黄河泥沙输入的控制,二者共同决定了研究区的沉积地层结构和沉积环境演化。研究区位于北部老黄河三角洲和南部长江三角洲之间,是中国东部典型的海陆交互作用区。以往苏北海岸带钻孔研究偏重于全新世,对中更新世晚期以来的海陆环境演变研究比较薄弱。另外,晚第四纪海平面升降以及海水进退到底如何影响海岸带地区,氧同位素3阶段在现今海岸带地区到底有没有受到海水的影响,以及古长江、古黄河物源追踪等科学问题都亟待解决。本文通过研究辐射沙脊群南缘YZ10钻孔地层和沉积相变化,辅以粒度、磁化率、烧失量和微量元素等环境替代指标,结合微体古生物和软体动物化石指示的环境信息,划定YZ10孔沉积相类型,重建研究区中更新世晚期以来的沉积环境演化;同时利用14C和OSL定年,厘定研究区的年代地层框架,通过区域内钻孔对比,研究区域内沉积相的空间展布;通过碎屑钻石U-Pb定年,探讨研究区中更新世晚期以来的沉积物来源。通过YZ10孔主要的侵蚀界面和沉积相发生重大变化界面,划分5个沉积单元,自上而下分别为U1、U2、U3、U4和U5;根据沉积物颜色、岩性、沉积层理和构造、所含化石、沉积序列、接触关系以及环境替代指标的辅助分析,划分出四种沉积相类型。U1沉积单元/潮流沙脊相,埋深5.6～22.6m,以细砂层为主,夹少量薄层状、团块状粉砂质黏土,潮汐层理发育,以脉状层理为主。含纵肋织纹螺和文蛤碎片等表栖于潮间带的海生软体动物化石,有孔虫属种以 Ammonia beccarii、Elphidium advenum 和 Rosalina bradyi 为主,指示近岸浅海环境。Sr/Ba指示为强海相性。U2单元/浅海相,埋深22.6～47m,沉积物以粉砂与粉砂质黏土和黏土互层为主,其次为均质黏土层。含栖息于潮间带或浅海的纵肋织纹螺化石,Sr/Ba指示为强海相性。有孔虫中浮游类增多,底栖类兼具深浅水种,20m水深、20-50m水深和大于50m水深属种各占40%、40%和20%,指示水深增大的潮流浅海环境。U3单元/潮滩相,埋深47～55m,以灰色或黄灰色细砂层为主,发育潮汐层理,主要为脉状和波状层理。含栖息于潮间带砂质基底的托氏昌螺和纵肋织纹螺。有孔虫中未见浮游类个体,底栖类主要为Ammonia beccarii 和 Quinqueloculina lamarckiana,指示近岸的砂底环境。U4 单元/潮滩相,埋深55～74.5m,以灰色均质细砂层和灰色细砂与棕灰色粉砂或粉砂质砂的互层为主,细砂层中夹泥质薄层或条带,呈脉状层理。含栖息于低盐潮滩环境的珠带拟蟹手螺。有孔虫未见浮游类个体,底栖类以Ammonia beccarii占绝对优势,其次为Elphidium advenum和Quinqueloculina lamarckiana,共同指示低盐的近岸环境。与U3单元相同的是,Sr/Ba比值显示U4单元同为弱海相性。U5单元/河流相,埋深74.5m～115.6m,沉积物以中砂和细砂为主,夹粗砂和细砾,发育23个二元结构,每个粗细旋回厚1.5-3.5m,冲刷构造频繁发育,有大量钙质结核以及炭化腐木块,不含有孔虫,含多种淡水腹足类化石,磁化率值高,Sr/Ba比值低于1,显示陆相地层特点。根据沉积相特性,又可进一步划分为河道亚相以及河漫滩亚相,但U5单元以河道亚相为主。该单元中上部发育波状纹层和有孔虫零星分布的沉积可能为受潮汐影响的河流环境。通过14C测年和OSL测年,结合邻区钻孔地层对比,厘定了 YZ10孔地层年代序列,U1、U2和U3单元为氧同位素1阶段沉积,根据对14C数据的甄别,确定U1单元大约是5.5ka BP以后形成的,U2单元大约是8.0～5.5ka BP期间形成的,U3单元大约形成于14～8.0ka BP期间。根据14C年龄超过43 000a和光释光年龄接近MIS5阶段(67.8±5.0ka BP),MIS3～4阶段海水不可能到达钻孔位置以及下伏沉积是MIS6阶段标志性的河流相沉积等逻辑推断,认为U4单元只能形成于MIS5阶段。U5单元为厚层的河流相沉积,通过区域资料获得该单元是黄东海标志性的地层,形成于MIS6阶段。重建了西太阳沙中更新世晚期以来的沉积环境演化:MIS6阶段研究区发育河流,伴随海面上升逐渐演变为邻近河口的河流并受到潮水影响,MIS5阶段演变为为潮滩,接受海水周期性的淹没。MIS3阶段,研究区及辐射沙脊群近岸区域均为陆地环境。MIS2阶段,扬州-泰州-曲塘-吕四以南的长江主河道发育下切河谷,以北则为河间地环境,发育标志性的硬黏土层。冰后期的海侵使研究区先后演变为沿岸潮滩和浅海,高海面之后潮流扰动海底泥沙发育潮流沙脊。YZ10 孔锆石年龄主要分布于 190～290Ma、400～550Ma、700～1000Ma 和 1.8～2.0Ga 四个特征区间内。碎屑锆石年龄频谱显示YZ10孔物质来源途径稳定,700～1000Ma锆石含量明显高于黄河以及全孔新生代锆石的出现均指示了长江物质为主要来源,全孔碳酸盐含量偏低也佐证了这一结论。磁化率与沉积动力密切相关,强动力条件有利于富集粗颗粒物质,使磁化率值增加,弱水动力条件不利于富集粗颗粒物质,使磁化率降低。YZ10孔河流相磁化率最高,海相沉积物磁化率偏低。酸溶态Sr/Ba比值在区分海陆相沉积和反映海相性强弱方面具有良好效果,初步确定比值大于1为海相沉积,小于1为陆相环境。研究表明研究区的海相沉积均在潮汐控制的环境下发育,海平面和沉积物源是控制沉积体系发育的主要因素。初步认为辐射沙脊群沿岸地区在氧同位素3阶段不存在海相地层,原先被认为是该阶段的海相地层有可能属于氧同位素5阶段沉积。
[Abstract]:The sedimentary system and sedimentary facies of the coastal zone and continental shelf are mainly influenced by the elevation of the global sea surface , the supply of sediments and the subsidence of regional tectonic subsidence . There are four types of sedimentary facies : U1 sedimentation unit / tidal sand ridge facies , buried depth 5.6 ~ 22.6m , mainly composed of fine sand layer , small thin layer of sandy soil , deep shallow water species , tidal bedding development . It is mainly composed of silt and silty clay and clay interbedded . According to the characteristics of 14C dating and OSL dating , the sedimentary environment evolution of YZ10 hole is determined . The results indicate that the marine sediments in the study area are developed in the environment of tidal control , and the sea level and sediment source are the main factors controlling the development of sedimentary system .

【学位授予单位】：南京大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：P534.63;P512.2

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