海南島東寨港博度村巖芯記錄對沉積環境的指示作用

王秀玲

（廣西師范學院師園學院 廣西南寧 530031）

全球變化研究是目前學術界研究的熱點，海岸帶是一個海陸過渡區域，受多種環境因素的制約，受人類活動的影響也很大，是一個環境變化敏感地帶，因此也成為全球變化研究的關鍵地區[1]。鋪前灣是海南島最大的海灣，1605年瓊州大地震導致鋪前灣灣頂西部岸段整片陸域與村落一起陷入海底。對于該區域的大量的科研工作主要是圍繞著1605年地震的一些情況開展的，并取得了一系列成果[3-4]。但從巖芯沉積記錄的角度對該區域進行古環境演化研究還比較薄弱，本文利用博度村附近小型古海灣采集的BD巖芯粒度、元素地球化學及燒失量等指標，結合14C測年數據，探討了東寨港紅樹林潮灘區域中全新世以來的沉積環境演化階段和海平面變化情況。

1 區域概況

東寨港位于海南島東北部（110°32?～110°37′E，19°51′～20°01′N）,是一個伸入內陸達15km的最大港灣,呈喇叭形沿北20°西延伸。水域開闊，主要以潮灘為主，絕大部分水域的水深小于1m。東西有兩條潮汐通道貫穿南北，東側水道較深，是東寨港主航道。兩岸主要為早更新世玄武巖和全新世海相沉積層。港灣內大部分為淤泥質淺灘和紅樹林沼澤區,并有很多呈島嶼狀的大小高地,退潮后在淤泥質淺灘和紅樹林沼澤區散布有大量墳墓和其它廢墟。

2 樣品采集與分析

2.1 樣品采集

2007年5月在鋪前灣及東寨港進行了海岸沉積調查和巖芯采集。本文使用的BD孔巖芯采樣地點位于東寨港西岸博度村附近的紅樹林潮上帶，地理坐標為N19°59.432′,E110°31.98′。巖芯長567cm，0～115cm以5cm間隔分樣，115～567cm均以2.5cm分樣，共分得樣品204個。

2.2 實驗分析

沉積物樣品粒度分析采用Mastersizer2000激光粒度分析儀。元素地球化學數據采用X射線熒光光譜儀（X-Ray Fluorescence Spectrometer）分析獲得。樣品測年采用14C測年法，14C年齡的計算采用Stuiver和Polach[5]給出的方法，14C的平均壽命取8033a（半衰期T1/2=5568±30）。年齡校正采用校正程序CALIB rev5.01[6]北半球非海洋陸地校正模式。

2.3 分析結果

在185cm,338cm和500cm處分別進行了14C年齡測定，對所測得的14C年代經過校正，得到實際的年代分別是6155±50aBP,7433±70aBP和7585±65aBP。經樹輪校正的全新世年代開始于11.5kaBP，可推知巖芯沉積物質是中全新世以來沉積的。粒度分析結果表明，567cm～380cm處粉砂含量為90.34～93.70%，沉積物以粉砂為主；380～315cm處砂、粘土含量都增大，粉砂含量減小，沉積物為含砂和粘土的粉砂；315～185cm沉積物以粉砂為主。185cm以上砂含量增大介于5.94～17.78%，粉砂含量介于76.01～86.35%，沉積物為含砂粉砂。燒失量（LOI）分析結果顯示，在567～385cm處LOI值變化較平穩，在385～310cm處顯著升高，310～45cm是LOI值降低的過程，在表層45～0cm，LOI值有所回升。微量元素Rb濃度含量曲線總體波動幅度變化較小，底部至頂部穩定減小。Sr曲線變化不是很明顯，但波動較為頻繁。Ba濃度含量在567～383cm降低，383～184cm波動升高，184～0cm波動降低，整體波動頻繁。

2.4 古人類活動對沉積環境的影響

海南島文昌市鳳鳴村發現的新石器時代遺址，有大量的石斧、石鑿等工具[7]，表明在距今約7000a以前海南島東北部的一些原始先民就開始了“刀耕火種”式的原始農業活動，這種粗放式的農業生產加上溫暖濕潤的氣候，加劇了水土流失作用，土壤被流水等動力作用侵蝕后，一些大顆粒的砂質物質、有機質等也被流水帶到地勢較低的沿海小海灣或盆地中沉積。根據14C測年數據顯示，380cm處的年代約為 7540aBP，185cm處的年代為6200aBP，這恰是人類歷史上的新石器時代，因此我們可以推測巖芯從380cm處沉積作用開始受到古人類活動的影響，由于古水土流失作用對環境影響的持續性，一直到185cm處都是受到古水土流失作用的沉積。

3 巖芯沉積記錄對沉積環境變化的響應

圖5 巖芯沉積物指標對沉積環境演變的特征響應

通過分析BD孔沉積物粒度、常微量元素含量、比值及LOI值等的特征將研究區的沉積環境劃分為如下幾個階段：

第一階段，7648～7473aBP，對應的巖芯從567～380cm，沉積物顆粒較細，以粉砂為主，各組分含量很穩定幾乎沒有波動，分選性好，表明沉積環境穩定；LOI值在7.03%-10.92%之間波動，均值為8.31%，可知沉積物中有機質含量較少，說明此階段沉積區域植被覆蓋量較小；根據14C測年數據，算出此段沉積速率為10.66mm/a；綜合各項指標推斷此段為高海平面時期的瀉湖相沉積。

第二階段，7473aBP～6155aBP,對應的沉積巖芯從380～185cm，沉積物質分選較差，砂質含量比上一階段增大，各組分含量波動頻繁，其中以380～315cm處尤為明顯，沉積物分選差，粒度增大，這可能與古水土流失的發生有關，而古水土流失的發生往往與古人類的活動有關。水土流失災害既可以產生在干旱半干旱地區,也可以產生在溫暖濕潤地區。前者自然力的影響有可能占有主導地位,后者人類活動對水土流失災害的產生影響巨大[8]。參考海南考古調查，文昌縣鳳鳴村遺址中發現了大量新石器時代的磨光石器，其中有大量石斧和石錛，這說明當時的人們使用這些工具對草木進行大面積的砍伐和焚燒，進行“刀耕火種”式的原始農業，當時正處于全新世的大暖期，氣候溫暖濕潤，導致了耕作地區的水土流失。一些粗顆粒的物質隨著水流沉積到了較低的沿海盆地中。古人類的活動對生態環境造成的這種影響具有持續性，導致此后很長一段時間的沉積環境都受到這種影響，在沉積巖芯中看到有很長一段都是受到這種水土流失作用的影響。分析此段巖芯發現LOI值也較大，尤其在380～315cm處，LOI值含量超過10%，巖芯中有機質含量豐富，表明當時的氣候條件適宜植物的生長，也很好的說明當時的先民在附近進行大規模的原始農業活動。

第三階段，6155～1500aBP，對應的沉積巖芯從185～80cm，沉積物質分選較差，砂含量較前兩段增大，粘土含量也略有增大，粉砂含量降低，沉積速率很小，表明此階段的水動力搬運能力增強，根據巖芯中代表海相沉積的Na含量增大和代表陸相沉積的Al含量降低，元素比值Rb/Sr減小，可以推測采樣點所在的小型古海灣有海水涌入，受到潮流作用的影響，將一部分粉砂等細顆粒物質帶走，使沉積物粒度變粗。巖芯中LOI值含量減小，研究區植被覆蓋量小，說明此段為海陸過渡的潮流相沉積。

第四階段：2660aBP以來，對應的沉積巖芯從80～0cm，其中45cm以上是耕土層，向下以灰色的含砂和粘土的粉砂為主，沉積物分選性較差。Rb/Sr比值較小，波動不大，Sr/Ba比值略有波動。觀察此段沉積巖芯尤其是接近地表處元素的含量和之前有很大差別，主要是受到了人類活動的影響。此階段為陸相沉積，氣候熱而潮濕，海平面下降的時期。

4 結語

海南島東寨港沉積環境的演變過程分為4個階段：第1階段,7473aBP～7648aBP,對應的沉積巖芯是從567～380cm，為高海平面時期的瀉湖相沉積，氣候濕潤；第2階段，6155aBP～7473aBP,對應的沉積巖芯是380～185cm，為古水土流失相沉積，沉積環境受古人類活動影響較大，沉積物分選差，粒度增大，氣候較為濕潤；第3階段，1500～6155aBP,對應的沉積巖芯從185～80cm，為潮流相沉積，受波浪、潮汐等水動力的影響，沉積物質顆粒變粗；第4階段，2660aBP至今，對應的沉積巖芯從80cm～0cm，其中45cm以上是土壤層，為陸相沉積，此段沉積受人類活動的影響也較大。

[1]張永戰,朱大奎.海岸帶——全球變化研究的關鍵地區[J].海洋通報,1997,(3):69-80.

[2]王寶燦,陳沈良,龔文平等.海南島港灣海岸的形成與演變[M].海洋出版社,2006:51-52.

[3]徐起浩.海南島北部東寨港的形成、變遷與1605年瓊州大地震[J].地震地質,1986,8(3):92-96.

[4]張振克,孟紅明,王萬芳等.海南島1605年歷史地震的海岸沉積記錄[J].海洋地質與第四紀地質,2008,(3):9-13.

[5]StuiverM，Polach H A，Discussion：reporting of14C data，Radiocarbon，1977，19：355～363.

[6]Stuiver M，Reimer P J，Extended 14C database and revised CALIB calibration program，Radiocarbon，1993，35(1)：215～230.

[7]楊德春.海南島古代簡史[M].東北師范大學出版社，1988:1-12.

[8]楊曉燕,袁仁茂.全新世時期古水土流失與古人類活動相互影響分析[J].水土保持通報,2001,21(1)：11-14.