MIS3中期以來北黃海中部陸架古環境演化

陳曉輝　李日輝　藍先洪　王　燕

(1.國土資源部海洋油氣資源與環境地質重點實驗室　山東青島　266071；2.青島海洋地質研究所　山東青島　266071)

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MIS3中期以來北黃海中部陸架古環境演化

陳曉輝1,2李日輝1,2藍先洪1,2王燕1,2

(1.國土資源部海洋油氣資源與環境地質重點實驗室山東青島266071；2.青島海洋地質研究所山東青島266071)

摘要通過對北黃海中部陸架DLC70-2孔的巖性、粒度、微體古生物以及AMS14C年代學的分析，探討了研究區MIS3中期以來的古環境演化。研究表明，北黃海中部陸架MIS3中期以來的沉積環境演化與海平面變化存在良好的對應關系，具有明顯的階段性特征：巖芯22.89～18.50 m段(43 639～42 558 cal yr B.P.)對應MIS3中期海平面上升過程中形成的河口灣相，與上覆地層之間存在明顯的沉積間斷；隨著海平面的逐漸上升，海水自14 602 cal yr B.P. 開始侵入研究區，形成了18.50 m以上的沉積地層，自下而上可劃分為末次冰盛期以來海平面上升過程中的河口充填相(18.50～10.02 m，14 602～12 602 cal yr B.P.)—新仙女木事件中晚期海平面停滯期間的河流泛濫平原相(10.02～5.10 m，12 602～10 357 cal yr B.P.)—全新世早中期海平面上升過程中的濱海、淺海相(5.10～0 m，10 357～4 913 cal yr B.P.)。巖芯10.02～5.10 m段(12 602～10 357 cal yr B.P.)記錄的源自河流泛濫平原沉積的硬質黏土層與新仙女木事件的全球效應密切相關，可作為新仙女木事件在北黃海陸架響應的一個重要證據。

關鍵詞MIS3中期北黃海古環境新仙女木事件

0引言

北黃海為一半封閉陸架淺海，每年從中國大陸和朝鮮半島接納大量河流搬運入海的陸源碎屑物質[1-10]，第四系厚度為100～300 m[11]；冰期—間冰期旋回中伴隨的季風變遷與海平面的波動控制著陸源沉積物的入海通量和北黃海的沉積格局[4-5,12-13]；同時，北黃海是渤海與南黃海物質和能量交換的重要通道[14]。因此，北黃海陸架沉積記錄了豐富的地質和古環境信息，是研究晚第四紀海平面變化、海陸相互作用和沉積環境演化的典型區域之一。

近年來國內外學者針對北黃海陸架陸續開展了沉積物的粒度[15-16]、礦物學[8-9,17-20]、地球化學[2-3,10,21-22]、微體古生物[23-25]等方面的研究，取得了豐富的研究成果，基本已查明北黃海西部全新世海侵以來的沉積地層可劃分為濱海相—淺海相的沉積。然而這些研究多集中在山東半島與遼東半島近岸海域，時代局限于全新世，針對北黃海中部陸架晚更新世以來沉積環境的研究至今仍未見報道。

本文以位于北黃海中部陸架區的DLC70-2鉆孔為研究對象，通過沉積物粒度特征的研究，結合沉積物巖性、微體古生物及AMS14C測年數據，對晚更新世MIS3中期以來北黃海中部陸架的古環境演化進行了恢復。

1材料與方法

本研究所分析的北黃海中部DLC70-2孔(122°24.15′ E，38°27.00′ N，巖芯長70.6 m，水深52.8 m)(圖1)是由青島海洋地質研究所于2009年10月利用“勘407”所采集。在室內對該巖芯進行了詳細描述和精細分樣，本文研究層段為DLC70-2孔的0～22.89 m段，共采集不同層位的巖芯樣品101個(大致20 cm間隔取樣，避開生物碎屑含量多的層位，巖性分層時加密)。粒度分析在國土資源部海洋油氣資源與環境地質重點實驗室完成，粒度分析預處理分別采用10%的H2O2和0.1 N HCl去除有機質和碳酸鹽，處理后的樣品在英國Malvern公司生產的Mastersizer2000型激光粒度儀上進行測試，測量范圍0.5～2 000 μm，重復測量相對誤差小于1%，采用矩法[26]計算了DLC70-2孔沉積物各粒度參數。微體古生物鑒定在中國科學院海洋研究所海洋地質與環境重點實驗室完成，樣品充分浸泡后過250目(0.063 mm)的標準篩沖洗并烘干，之后用CCl4浮選，鑒定時過120目(0.125 mm)標準篩，顯微鏡下對粗樣(>0.125 mm)中的有孔蟲和介形蟲進行統計。由于DLC70-2孔中介形蟲含量極低，僅在個別層位出現，個數過少而不具有統計意義，本研究僅對底棲有孔蟲的數據資料進行了分析。

圖1　研究區及鉆孔位置圖Fig.1　Location of the study area and core site

選取混合底棲有孔蟲樣品送美國Woods Hole海洋研究所AMS14C實驗室完成年代測試，本文原始測年數據采用CALIB6.0.2軟件進行日歷年校正，采用的海洋碳儲庫差值ΔR=-127±29 yr (依據CALIB6.0.2提供的渤海西部(Map No.415)、南黃海西部(Map No.416)[27]與南黃海東部(Map No.417)[28]3個海洋庫存年齡的加權平均獲得)。本文所用的日歷年齡均從公元1950年向前推算，以cal yr B.P.標識。數據結果見表1。

表1　北黃海中部陸架DLC70-2孔AMS14C年代數據

2數據結果

2.1沉積特征

年代數據表明(表1)，DLC70-2孔0～22.89 m段地層記錄了北黃海中部陸架晚更新世(MIS3中期)以來的沉積歷史。依據沉積物顏色、巖性、沉積構造等特征的分析，將該段巖芯沉積物自老至新劃分為4層(圖2)：

(1) 層3(22.89～18.50 m)：巖性主要為灰褐色粉砂，局部夾黏土質條帶，含水量較高(圖3E)，21.43～21.50 m段及22.10～22.20 m段發育兩層貝殼碎屑層，見蟲孔構造，與上覆地層為侵蝕不整合接觸。

(2) 層2b (18.50～10.02 m)：巖性自上而下由黃褐色細粉砂過渡至灰褐色粉砂，局部夾黏土質條帶，其中16.10～16.60 m段為粉砂質黏土，夾薄粉砂層(圖3D)，17.70～18.50 m段為灰色粉砂，含水量較上下地層高，巖性均一，與上覆地層為漸變接觸。

(3) 層2a(10.02～5.10 m)：巖性主要為灰褐色、黃褐色粉砂質黏土，含水量較低，質地堅硬(圖3C)，該段地層中可見大量植物根孔，上部發育有機質條帶及炭質斑點，無明顯層理，呈塊狀構造，其中5.77～5.95 m段及6.25～6.28 m段發育貝殼碎片。

(4)層1(5.10～0 m)：巖性可分為三段：下段(5.10～3.16 m)巖性整體為灰褐色黏土質粉砂，其中3.70～4.40 m段為深灰色粉砂質黏土，含水量自上而下，由低到高再到低，生物擾動強，無明顯層理，其中3.23～3.16 m段與5.10～4.95 m段發育兩層貝殼碎屑層，與下伏地層為侵蝕接觸；中段(3.16～1.32 m)巖性主要為灰褐色、黃褐色黏土質粉砂，含水量較低，生物擾動強，其中2.47～2.42 m段與2.85～2.80 m段均發育厚5 cm的貝殼碎屑層(圖3B)，與下伏地層為侵蝕不整合接觸；上段(1.32～0 m)巖性為深灰色粉砂質黏土，巖性均一，含水量高(圖3A)。

2.2沉積物的粒度組成與粒度參數

北黃海中部DLC70-2孔沉積物依據Uddon-Wentworth粒度標準可劃分為砂(-1～4 φ)、粉砂(4～8 φ)、黏土(>8 φ)三種粒度組分。根據沉積物粒度組成和各粒度參數垂向變化，亦可將北黃海中部陸架DLC70-2孔自下而上劃分為4層(圖2)：

圖2　MIS3中期以來北黃海中部DLC70-2孔巖性、粒度組成及粒度參數綜合圖(鉆孔位置見圖1)Fig.2　Lithology, grain size composition and parameters of Core DLC70-2 (see location in Fig.1) in the central shelf of NYS since mid-MIS3

圖3　MIS3中期以來北黃海中部陸架DLC70-2孔不同沉積環境典型巖芯照片Fig.3　Photographs of typical facies of Core DLC70-2 in the central shelf of NYS since mid-MIS3

層3 (22.89～18.50 m)：該段沉積物以砂為主，平均含量可達78.98%，黏土含量最低，平均值為4.19%。該段沉積物粒度較粗，平均粒徑介于3.09～4.72 φ，平均值為3.51 φ，標準偏差介于0.56～2.20 φ，分選較差，偏態與峰態波動較大，偏態介于0.06～0.58，為正偏，峰態中等尖銳，介于0.86～2.20。該段沉積物砂含量自下而上逐漸減少，粉砂含量逐漸增加，黏土含量基本不變，平均粒徑逐漸變細，分選變差，反映了水動力由強到弱的變化趨勢。

層2b (18.50～10.02 m)：該段沉積物砂含量仍占主導，較層3含量有所降低，平均含量為54.92%，黏土含量最低，平均含量為8.41%。該段沉積物粒度較層3變細，平均粒徑平均值為4.39 φ，標準偏差介于0.85～2.25，分選較層3變差，偏態與峰態與層3基本類似，平均值分別為0.38與1.59。該段沉積物自下而上，砂含量明顯減少，粉砂含量逐漸增加，黏土含量變化趨勢不明顯，粒度逐漸變細，反映了水動力逐漸減弱的過程。

層2a (10.02～5.10 m)：該段沉積物粉砂含量為研究剖面最高，平均含量68.61%，其次為黏土，平均含量25.68%，砂含量最低，平均含量為5.71%。該段沉積物粒度為研究區段最細，平均粒徑平均值為6.73 φ，標準偏差平均為1.78，分選較層2b變差，偏態與峰態較層2b有所降低，平均值分別為0.14與0.95。該段沉積物自下而上，砂含量有所增加，粉砂含量逐漸減少，黏土含量基本不變，粒度變粗，分選變差，反映了水動力逐漸增強的過程。

層1 (5.10～0 m)：該段沉積物以粉砂為主，平均含量65.10%，其次為黏土與砂，平均含量分別為18.97%與15.93%。該段沉積物粒度較細，平均粒徑平均值為6.16 φ，標準偏差平均值為1.90 φ，分選為研究剖面最差，偏態與峰態平均值分別為0.12與0.94。該段沉積物自下而上砂含量明顯減少，粉砂含量與其呈現此消彼長的變化趨勢，黏土含量變化不大，粒度呈現變細的趨勢，分選逐漸變好，反映了水動力由強到弱的變化過程。

2.3沉積物粒度頻率分布曲線與概率累積分布曲線

圖4給出了MIS3期以來北黃海中部陸架DLC70-2孔不同沉積階段的沉積物粒度頻率分布曲線和粒度概率累積分布曲線，詳述如下：

層3 (22.89～18.50 m)：頻率分布表現出明顯的單峰細尾特征，主峰眾數值為3.25～3.50 φ，細尾主峰值為6.00～6.25 φ，且自下而上細尾影響有增加的趨勢，表現出除強動力沉積環境之外，不同動力疊加的效果，且疊加的影響自下而上有所加強。概率累積曲線是典型的兩段式，以躍移組分為主，含量超過65%，某些層段可達95%，懸移組分含量相對較低，兩組分的分界點為3.75～4.00 φ。該段沉積物概率累積曲線及兩組分分選均變化較小，且躍移組分分選較懸移組分要好，反映了相對較強的水動力環境，且沉積環境相對穩定。

層2b (18.50～10.02 m)：頻率分布變化較大，主要為單峰細尾分布，主峰眾數值為3.50～4.00 φ，細尾主峰值為6.50～6.75 φ，少數層位為單峰分布，主峰眾數值為6.75 φ，反映了水動力條件總體較強，沉積環境不穩定。概率累積曲線是典型的兩段式，大部分層位以躍移組分為主，含量超過60%，懸移組分含量相對較低，兩組分的分界點為4.00～4.25 φ；少數層位以懸移組分含量為主，而躍移組分含量低于5%，兩組分的分界點為3.00 φ。該段沉積物兩組分分選均變化較小，且躍移組分分選較懸移組分要好，較層3水動力環境減弱，且沉積環境相對動蕩。

層2a (10.02～5.10 m)：該階段頻率分布主要為單峰細尾分布，單峰主峰眾數值變化較大，介于3.75～7.50 φ之間，上部層位出現雙峰分布，眾數值為3.75～5.25 φ、7.50 φ，水動力環境較上段有所減弱，沉積環境不穩定。概率累積曲線為典型的兩段式，懸移組分含量較上段明顯增加，含量超過50%，部分層位超過95%，與躍移組分的分界點為3.00～4.25 φ，兩組分的分選系數變化較大，反映出該階段水動力條件變化較大，沉積環境較不穩定。

層1 (5.10～0 m)：該階段頻率分布下部層位主要為雙峰分布，眾數值為3.75 φ，7.25～7.50 φ，而上部層位主要為單峰細尾分布，主峰眾數值為7.25～7.50 φ。概率累積曲線表現為兩段式特征，以懸移組分含量為主，下部層位含量可達60%，上部層位含量增加至95%以上，兩組分分界點為3.25～4.25 φ，分選變化較大，表明該階段水動力條件自下而上逐漸減弱，沉積環境趨于穩定。

2.4底棲有孔蟲組合特征

研究剖面共鑒定出底棲有孔蟲39屬80種，底棲有孔蟲豐度變化非常明顯，范圍介于0～392枚/g，簡單分異度與復合分異度變化相似，且波動幅度大，變化范圍分別為1.7～20.2種與0.3～2.3。研究剖面中底棲有孔蟲化石群的一個顯著特點為優勢種多為冷水種與廣鹽性淺水種，主要出現的屬種為：縫裂希望蟲Elphidiummagellanicum、具瘤先希望蟲Protelphidiumtuberculatum、冷水面頰蟲Buccellafrigida、畢克卷轉蟲Ammoniabecariivars.、葡萄蟲Ammoniadominicana、異地希望蟲Elphidimuadvenum等。

依據不同深度中有孔蟲豐度、簡單分異度、復合分異度與主要優勢種的變化特征，研究剖面共識別出4個不同的有孔蟲組合(圖5)。自下而上詳述如下：

圖4　MIS3中期以來北黃海中部陸架DLC70-2孔不同沉積階段粒度概率累積曲線和頻率分布曲線Fig.4　Probability accumulation and frequency distribution curves at different stages of Core DLC70-2 in the central shelf of NYS since mid-MIS3

圖5　MIS3中期以來北黃海中部陸架DLC70-2孔沉積物中底棲有孔蟲的垂向變化Fig.5　Vertical variations of benthic foraminifera from sediments of Core DLC70-2 in the central shelf of NYS since mid-MIS3

組合III (22.89～18.50 m)：該組合底棲有孔蟲的豐度較低，平均值為3.2枚/g，簡單分異度與復合分異度分別為6.3種與0.8。優勢種以典型的廣鹽性濱岸淺水種畢克卷轉蟲Ammoniabecariivars.為主，該屬種主要生活在潮間帶、澙湖、河口與海灣等半咸水環境[29-31]；其次為近岸低溫低鹽類型縫裂希望蟲Elphidiummagellanicum與冷水種(具瘤先希望蟲Protelphidiumtuberculatum+冷水面頰蟲Buccellafrigida)。

組合IIb (18.50～10.02 m)：該組合底棲有孔蟲豐度與組合III相當，平均值為3.0枚/g，簡單分異度與復合分異度均有所增加，分別為20.2種與2.3。優勢種以其次為近岸低溫低鹽類型縫裂希望蟲Elphidiummagellanicum為主，其次為冷水種(具瘤先希望蟲Protelphidiumtuberculatum+冷水面頰蟲Buccellafrigida)與廣鹽性濱岸淺水種畢克卷轉蟲Ammoniabecariivars.。

組合IIa(10.02～5.10 m)：該組合中底棲有孔蟲豐度、簡單分異度與復合分異度均為研究剖面最低，大部分層位未發現底棲有孔蟲，僅上部出現少量的以近岸低溫低鹽類型縫裂希望蟲Elphidiummagellanicum與冷水種(具瘤先希望蟲Protelphidiumtuberculatum+冷水面頰蟲Buccellafrigida)為主的特征種。

組合I (5.10～0 m)：該組合中底棲有孔蟲的豐度為研究剖面最高，平均值為100.0枚/g，簡單分異度與復合分異度的平均值分別為10.0種與1.5。優勢種以近岸低溫低鹽類型縫裂希望蟲Elphidiummagellanicum與冷水種(具瘤先希望蟲Protelphidiumtuberculatum+冷水面頰蟲Buccellafrigida)為主，且兩種優勢種在垂向上呈此消彼長的變化趨勢，顯示了沉積環境的轉變。

3沉積相分析

研究剖面底部年齡為43 639 cal yr B.P.，即該剖面保存了MIS3中期以來的沉積記錄。研究表明，MIS3期以來北黃海陸架的海平面一直處于波動之中[4,32]，使沉積環境發生相應的變化。依據北黃海中部DLC70-2孔0～22.89 m段的巖性、粒度、微體古生物分布特征，結合年代數據及海平面變化曲線，自下而上識別出MIS3中期以來北黃海中部陸架4種沉積相：河口灣相、潮控河口灣相、河流泛濫平原相、濱?！獪\海相。

3.1河口灣相(22.89～18.50 m，43 639～42 558 cal yr B.P.)

該段沉積物巖性以粉砂為主，下部層位出現兩處貝殼層，上部層位出現黏土質條帶(圖3E)，自下而上，砂含量減少，粒度逐漸變細，分選變差，表現出細粒物質的影響逐漸增強，反映了水深逐漸增加、水動力條件逐漸變弱的趨勢。頻率分布為較為一致的眾數值3.25～3.50 φ的單峰細尾分布，而概率累積曲線也顯示了較為一致的躍移組分占主導的兩段式結構，表明該階段水動力條件強且較為穩定的特征。該段地層沉積物中底棲有孔蟲以廣鹽性近岸淺水種畢克卷轉蟲Ammonia.becariivars.、縫裂希望蟲Elphidiummagellanicum及冷水種(具瘤先希望蟲Protelphidiumtuberculatum+冷水面頰蟲Buccellafrigida)作為優勢種，自下而上，冷水種(具瘤先希望蟲Protelphidiumtuberculatum+冷水面頰蟲Buccellafrigida)的豐度及顆粒數有所增加，而畢克卷轉蟲Ammoniabecariivars.的豐度及顆粒數逐漸減少 (圖5)。19.62 m與22.87 m處的混合底棲有孔蟲的AMS14C測年的日歷年齡分別為42 558 cal yr B.P.與43 639 cal yr B.P.，該段地層底部沉積埋深22.89 m，位于現代海平面以下75.69 m，略低于當時的海平面或與之相持平 (圖6)，顯示該段為MIS3中期海平面上升過程中的河口灣相沉積。

3.2河口充填相 (18.50～10.02 m，14 602～12 602 cal yr B.P.)

該段沉積物巖性自下而上由灰褐色粉砂過渡至黃褐色細粉砂，局部夾黏土質條帶(圖3D)，與下部地層為侵蝕接觸。該階段自下而上，砂含量逐漸減少，粒度細化，反映了水動力條件逐漸變弱的特征。頻率分布主要為眾數值3.50～4.00 φ的單峰細尾分布，少數層位為眾數值6.75 φ的單峰分布，概率累積曲線顯示多數層位為躍移組分占主導的兩段式結構，少數層位為懸移組分占優勢的兩段式結構，表明該階段水動力條件強且不穩定的特征。該段地層沉積物中底棲有孔蟲以近岸低溫低鹽類型縫裂希望蟲Elphidiummagellanicum作為優勢種，其次為冷水種(具瘤先希望蟲Protelphidiumtuberculatum+冷水面頰蟲Buccellafrigida)與廣鹽性近岸淺水種畢克卷轉蟲Ammoniabecariivars.(圖5)，17.82 m與10.25 m處的混合底棲有孔蟲的AMS14C測年的日歷年齡分別為14 602 cal yr B.P.與12 602 cal yr B.P.，該段地層底部沉積位于現代海平面以下71.30 m，與當時的海平面相當(圖6)，而該段沉積下覆地層由于末次冰盛期低海面甚至陸架裸露過程中[4,32]，長時期遭受侵蝕，導致與該段地層之間存在明顯的沉積間斷，總體顯示該段為末次盛冰期以來海平面上升過程中的河口充填相沉積。

3.3河流泛濫平原相(10.02～5.10 m，12 602～10 357 cal yr B.P.)

該階段沉積物巖性為粉砂質黏土，顏色自下而上由黃褐色逐漸過渡至灰褐色，發育大量植物根孔，上部地層可見有機質條帶及貝殼碎片，該段地層為硬質黏土層(圖3C)。該階段自下而上，砂含量增加，粒度粗化，分選變差，反映了水動力逐漸增強的特征。頻率分布主要為眾數值3.75～7.50 φ的單峰細尾分布，眾數值變化較大，上部層位出現雙峰分布，概率累積曲線為懸移組分占優勢的兩段式結構，表明該階段水動力條件穩定性較差。該段地層沉積物中底棲有孔蟲豐度為研究剖面最低，僅上部層位見冷水種(具瘤先希望蟲Protelphidiumtuberculatum+冷水面頰蟲Buccellafrigida)和近岸低溫低鹽類型縫裂希望蟲Elphidiummagellanicum(圖5)，高含量的淡水藻類(環紋藻、盤星藻)與水生草本香蒲的出現表明該階段地層沉積物形成環境主要為淡水水域，源自河流泛濫平原的沉積[33]。據上覆與下伏地層中底棲有孔蟲AMS14C測年可知，該階段地層形成時代介于12 602～10 357 cal yr B.P.之間，年代學角度上，與發生12.9～11.6 ka的末次冰消氣候回冷事件——新仙女木事件[34]相吻合，可作為新鮮女木事件在北黃海陸架響應的一個重要證據。該段地層底部沉積位于現代海平面以下62.80 m，略高于當時海平面 (圖6)，反應了該階段主要為新仙女木事件中晚期海平面停滯或回落期間的河流泛濫平原相沉積，地層上部由于海平面的上升受到海水的影響。

圖6　MIS3中期以來北黃海中部陸架DLC70-2孔的沉積環境演化(a[4]，b[32])Fig.6　Sedimentary environmental evolution of Core DLC70-2 in the central shelf of NYS since mid-MIS3

3.4濱海—淺海相(5.10～0 m，10 357～4 913 cal yr B.P.)

該階段沉積物巖性自下而上由黃褐色、灰褐色黏土質粉砂過渡至深灰色粉砂質黏土(圖3B,A)，地層下部粒度參數波動較大，變化趨勢不明顯，地層上部，自下而上，砂含量減少、粒度細化、分選變好，反映了下部水動力較強，向上水深逐漸增加、水動力逐漸減弱的過程。頻率分布下部層位主要為雙峰分布，向上過渡至眾數值7.25～7.50 φ的單峰細尾分布，概率累積分布曲線為懸移組分占優勢的兩段式結構，自下而上，懸移組分含量逐漸增加，表明水動力條件自下而上逐漸減弱，沉積環境趨于穩定。該階段地層沉積物中底棲有孔蟲豐度含量為研究剖面最高，優勢種為冷水種(具瘤先希望蟲Protelphidiumtuberculatum+冷水面頰蟲Buccellafrigida)與近岸低溫低鹽類型縫裂希望蟲Elphidiummagellanicum，兩優勢種在垂向上呈此消彼長變化特征，且冷水種豐度在該階段地層上部自下而上逐漸增加(圖5)。冷水種(具瘤先希望蟲Protelphidiumtuberculatum+冷水面頰蟲Buccellafrigida)在北黃海主要分布在黃海冷水團邊緣的冷水控制區[25]，代表了與目前相似的冷渦邊緣的冷水環境。0.42 m、1.72 m、2.32 m、2.82 m、3.38 m與4.62 m處的混合底棲有孔蟲的AMS14C測年的日歷年齡分別為4 913 cal yr B.P.、9 346 cal yr B.P.、10 085 cal yr B.P.、10 168 cal yr B.P.、10 060 cal yr B.P.與10 357 cal yr B.P.，顯示該段為全新世早中期海平面上升過程中的濱海—淺海相沉積(圖6)。

4結論

北黃海中部陸架MIS3中期以來的沉積環境演化與海平面變化存在良好的對應關系，具有明顯的階段性特征：巖芯22.89～18.50 m段(43 639～42 558 cal yr B.P.)為MIS3中期海平面上升過程中的河口灣相，與上覆沉積地層存在明顯的沉積間斷；隨著海平面的逐漸上升，海水自14 602 cal yr B.P.開始侵入研究區，形成了18.50 m以上的沉積地層，自下而上分別為：末次冰盛期以來海平面上升過程中的河口充填相(18.50～10.02 m，14 602～12 602 cal yr B.P.)—新仙女木事件中晚期海平面停滯或回落期間的河流泛濫平原相(10.02～5.10 m，12 602～10 357 cal yr B.P.)—全新世早中期海平面上升過程中的濱海、淺海相(5.10～0 m，10 357～4 913 cal yr B.P.)。

巖芯10.02～5.10 m(12 602～10 357 cal yr B.P.)記錄的源自河流泛濫平原沉積的硬質黏土層與新仙女木事件的全球效應密切相關，與北黃海泥炭層為同期的沉積，可作為新仙女木事件在北黃海陸架響應的一個重要證據。

參考文獻(References)

1Liu J P, Milliman J D, Gao S. The Shandong mud wedge and post-glacial sediment accumulation in the Yellow Sea[J]. Geo-Marine Letters, 2002, 21(4): 212-218.

2齊君，李鳳業，宋金明，等. 北黃海沉積速率及其沉積通量[J]. 海洋地質與第四紀地質，2004，24(2)：9-14.[Qi Jun, Li Fengye, Song Jinming, et al. Sedimentation rate and flux of the North Yellow Sea[J]. Marine Geology and Quaternary Geology, 2004, 24(2): 9-14. ]

3Li Fengye, Li Xuegang, Song Jinming, et al. Sediment flux and source in northern Yellow Sea by210Pb technique[J]. Chinese Journal of Oceanology and Limnology, 2006, 24(3): 255-263.

4Liu J P, Milliman J D, Gao Shu, et al. Holocene development of the Yellow River’s subaqueous delta, North Yellow Sea[J]. Marine Geology, 2004, 209(1/2/3/4): 45-67.

5Liu Jian, Saito Y, Wang Hong, et al. Sedimentary evolution of the Holocene subaqueous clinoform off the Shandong Peninsula in the Yellow Sea[J]. Marine Geology, 2007, 236 (3/4): 165-187.

6Liu Jian, Saito Y, Kong Xianghuai, et al. Geochemical characteristics of sediment as indicators of post-glacial environmental changes off the Shandong Peninsula in the Yellow Sea[J]. Continental Shelf Research, 2009, 29(7): 846-855.

7Yang Z S, Liu J P. A unique Yellow River-derived distal subaqueous delta in the Yellow Sea[J]. Marine Geology, 2007, 240(1/2/3/4): 169-176.

8李艷，李安春，萬世明，等. 大連灣近海表層沉積物礦物組合分布特征及其物源環境[J]. 海洋地質與第四紀地質，2009，29(4)：115-121.[Li Yan, Li Anchun, Wan Shiming, et al. Distribution of mineral assemblages in offshore surface sediments of Dalian Bay in the northwestern North Yellow Sea and their provenance and environmental implications[J]. Marine Geology and Quaternary Geology, 2009, 29(4): 115-121. ]

9李艷，李安春，黃朋. 大連灣近海表層沉積物重礦物組合分布特征及其物源環境指示[J]. 海洋地質與第四紀地質，2011，31(6)：13-20.[ Li Yan, Li Anchun, Huang Peng. Distribution of heavy mineral assemblages in subsurface sediments of Dalian Bay and their implications for provenance and environment[J]. Marine Geology and Quaternary Geology, 2011, 31(6): 13-20. ]

10Chen Xiaohui, Li Tiegang, Zhang Xunhua, et al. A Holocene Yalu River-derived fine-grained deposit in the southeast coastal area of Liaodong Peninsula[J]. Chinese Journal of Oceanology and Limnology, 2013, 31(3): 636-647.

11秦蘊珊，趙一陽，陳麗蓉. 黃海地質[M]. 北京：海洋出版社，1989.[Qin Yunshan, Zhao Yiyang, Chen Lirong. The Geology of the Yellow Sea[M]. Beijing: Ocean Press, 1989. ]

12劉健，李紹全，王圣潔，等. 末次冰消期以來黃海海平面變化與黃海暖流的形成[J]. 海洋地質與第四紀地質，1999，19(1)：13-24. [Liu Jian, Li Shaoquan, Wang Shengjie, et al. Sea level changes of the Yellow Sea and formation of the Yellow Sea Warm Current since the last deglaciation[J]. Marine Geology and Quaternary Geology, 1999, 19(1): 13-24.]

13李鐵剛，常鳳鳴，于心科. Younger Dryas 事件與北黃海泥炭層的形成[J]. 地學前緣，2010，17(1)：322-329.[Li Tiegang, Chang Fengming, Yu Xinke. Younger Dryas Event and formation of peat layers in the northern Yellow Sea[J]. Earth Science Frontiers, 2010, 17(1): 322-329. ]

14Liu Zhenxia, Xia Dongxing, Berne S, et al. Tidal deposition systems of China’s continental shelf, with special reference to the eastern Bohai Sea[J]. Marine Geology, 1998, 145(3/4): 225-153.

15程鵬，高抒. 北黃海西部海底沉積物的粒度特征和凈輸運趨勢[J]. 海洋與湖沼，2000，31(6)：604-615.[Cheng Peng, Gao Shu. Net sediment transport patterns over the northwestern Yellow Sea, based upon grain size trend analysis[J]. Oceanologia et Limnologia Sinica, 2000, 31(6): 604-615. ]

16王偉，李安春，徐方建，等. 北黃海表層沉積物粒度分布特征及其沉積環境分析[J]. 海洋與湖沼，2009，40(5)：525-531.[Wang Wei, Li Anchun, Xu Fangjian, et al. Distribution of surface sediments and sedimentary environment in the North Yellow Sea[J]. Oceanologia et Limnologia Sinica, 2009, 40(5): 525-531.]

17陳麗蓉. 渤海、黃海、東海沉積物中礦物組合的研究[J]. 海洋科學，1989，6(2)：1-8.[Chen Lirong. A study on mineral assemblages in sediments of the Bohai Sea, the Huanghai Sea and the East China Sea[J]. Marine Sciences, 1989, 6(2): 1-8. ]

18程巖，劉月，李富祥，等. 鴨綠江口及鄰近淺海碎屑礦物特征與物源辨識[J]. 地理研究，2010，29(11)：1950-1959.[ Cheng Yan, Liu Yue, Li Fuxiang, et al. Detrital mineral characteristics and material source identification in surface sediments of Yalu River estuary and adjacent waters[J]. Geographical Research, 2010, 29(11): 1950-1959. ]

19Huang Peng, Li Tiegang, Li Anchun, et al. Distribution, enrichment and sources of heavy metals in surface sediments of the North Yellow Sea[J]. Continental Shelf Research, 2014, 73: 1-13.

20Li Yan, Li Anchun, Huang Peng, et al. Clay minerals in surface sediment of the North Yellow Sea and their implication to provenance and transportation[J]. Continental Shelf Research, 2014, 90: 33-40.

21Kim G, Yang H S, Church T M. Geochemistry of alkaline earth elements (Mg, Ca, Sr, Ba) in the surface sediments of the Yellow Sea[J]. Chemical Geology, 1999, 153(1/2/3/4): 1-10.

22嚴杰，高建華，李軍，等. 鴨綠江河口及近岸地區稀土元素的物源指示意義[J]. 海洋地質與第四紀地質，2010，30(4)：95-103.[Yan Jie, Gao Jianhua, Li Jun, et al. Implications of REE for provenance in the Yalu estuary and its adjacent sea area[J]. Marine Geology and Quaternary Geology, 2010, 30(4): 95-103. ]

23Kim J M, Kucera M. Benthic foraminifer record of environmental changes in the Yellow Sea (Hwanghae) during the last 15000 years[J]. Quaternary Science Reviews, 2000, 19(11): 1067-1085.

24孫榮濤，李鐵剛，常鳳鳴. 北黃海表層沉積物中的底棲有孔蟲分布與海洋環境[J]. 海洋地質與第四紀地質，2009，29(4)：21-28.[Sun Rongtao, Li Tiegang, Chang Fengming. Distribution of benthic foraminifera and its bearing on marine environmental factors in the North Yellow Sea surface sediments[J]. Marine Geology and Quaternary Geology, 2009, 29(4): 21-28. ]

25孫榮濤，李鐵剛，常鳳鳴. 全新世北黃海泥質區環境演化的底棲有孔蟲記錄[J]. 海洋地質與第四紀地質，2010，30(5)：83-90.[Sun Rongtao, Li Tiegang, Chang Fengming. Environmental evolution of the northern Yellow Sea muddy area during Holocene based on benthic foraminifera records[J]. Marine Geology and Quaternary Geology, 2010, 30(5): 83-90. ]

26McManus J. Grain size determination and interpretation[M]// Tucker M. Techniques in Sedimentology. Oxford: Wiley-Blackwell, 1988: 63-85.

27Southon J, Kashgarian M, Fontugne M, et al. Marine reservoir corrections for the Indian Ocean and Southeast Asia[J]. Radiocarbon, 2002, 44(1): 167-180.

28Kong G S, Lee C W. Marine reservoir corrections (Δ R) for southern coastal waters of Korea[J]. The Sea, Journal of the Korean Society of Oceanography, 2005, 10(2): 124-128.

29汪品先，閔秋寶，卞云華. 黃海有孔蟲、介形蟲組合的初步研究[C]//汪品先. 海洋微體古生物論文集. 北京：海洋出版社，1980：84-100.[Wang Pinxian, Min Qiubao, Bian Yunhua. A preliminary study of foraminiferal and ostracoda assemblages of the Yellow Sea[C]//Wang Pinxian. Papers on Marine Micropaleontology. Beijing: Ocean Press, 1980: 84-100. ]

30汪品先，章紀軍，趙泉鴻，等. 東海底質中的有孔蟲和介形蟲[M]. 北京：海洋出版社，1988：1-307.[Wang Pinxian, Zhang Jijun, Zhao Quanhong, et al. Foraminifera and Ostracoda in Surface Sediments of the East China Sea[M]. Beijing: Ocean Press, 1988: 1-307. ]

31Murry J W. Ecology and Palaeoecology of Benthic Foraminifera[M]. New York: John Wiley and Sons Inc, 1991: 1-397.

32Chappell J, Omura A, Esat T, et al. Reconciliaion of late Quaternary sea levels derived from coral terraces at Huon Peninsula with deep sea oxygen isotope records[J]. Earth and Planetary Science Letters, 1996, 141(1/2/3/4): 227-236.

33陳曉輝，李日輝，藍先洪，等. 晚更新世末北黃海中部硬質粘土層的形成及其古環境意義[J]. 第四紀研究，2014，34(3)：570-578.[Chen Xiaohui, Li Rihui, Lan Xianhong, et al. Formation and Paleo-environmental implications of hard clay in the central North Yellow Sea during the late period of Pleistocene[J]. Quaternary Sciences, 2014, 34(3): 570-578. ]

34Broecker W S, Kennett J P, Flower B P, et al. Routing of meltwater from the Laurentide ice sheet during the Younger Dryas cold episode[J]. Nature, 1989, 341(6240): 318-321.

Paleo-environmental Evolution in the Central Shelf of the North Yellow Sea Since mid-MIS3

CHEN XiaoHui1,2LI RiHui1,2LAN XianHong1,2WANG Yan1,2

(1. Key Laboratory of Marine Petroleum Resources and Environmental Geology, Ministry of Land and Resources, Qingdao, Shandong 266071, China;2. Qingdao Institute of Marine Geology, Qingdao, Shandong 266071, China)

Abstract:The North Yellow Sea is a typical semi-enclosed epicontinental sea and is characterized by strong land-sea interaction and paleoenvironmental changes during the Late Quaternary with sea-level fluctuations. In this study, based upon analysis of lithology, grain-size, micropaleontology and AMS14C dating for Core DLC70-2, located in the central shelf of the North Yellow Sea (NYS), the paleo-environmental evolution can be ascertained. The study suggests that the sedimentary environmental evolution in the central shelf of NYS since mid-MIS3, which was well corresponding to the relative sea level changes, shows prominent multistage characteristics. From 22.89 m to 18.50 m (43 639～42 558 cal yr B.P.), an estuarine facies, developed by sea level rise in the middle of MIS3, and there exists an apparent sedimentary hiatus between the facies and its overlying strata. The seawater arrived at the study area since 14 602 cal yr B.P. and a 18.50 m thick sediment formed from then on, which can be divided into estuarine filling facies (18.50～10.02 m, 14 602～12 602 cal yr B.P. ), riverine floodplain facies (10.02～5.10 m, 12 602～10 357 cal yr B.P.)and littoral- neritic facies (5.10～0 m, 10 357～4 913 cal yr B.P.) from the bottom up, corresponding to the process of sea level rising since Last Glacial Maximum, the short stagnated period of sea level during the Younger Dryas event, and the process of sea level rising during the early-middle Holocene, respectively. The section from 10.02 m to 5.10 m (12 602～10 357 cal yr B.P.), a hard clay, the result of the riverine floodplain, may be closely correlated with the global impact of Younger Dryas event and can be regard as a significant evidence of the response of the NYS area to it.

Key words:mid-MIS3; North Yellow Sea; Paleo-environment; Younger Dryas event

中圖分類號P736.2

文獻標識碼A

作者簡介第一陳曉輝男1981年出生博士助理研究員晚第四紀沉積研究E-mail:hongzi1982@163.com

基金項目：國家自然科學基金項目(41406077);國土資源大調查項目(1212011220113,GZH201500203,GZH201400205)[Foundation: National Natural Science Foundation of China, No.41406077; China Geological Survey Project, No.1212011220113,GZH201500203,GZH201400205]

收稿日期：2014-11-06； 收修改稿日期： 2015-04-07

doi:10.14027/j.cnki.cjxb.2016.01.009

文章編號：1000-0550(2016)01-0102-09