中全新世以来海相沉积物的化学特征及其对古环境变化的响应机制

作者：苟富刚; 龚绪龙; 宋玉明; 沈辰; 蔡田露

来源：地球化学, 2023, 52(05): 649-662.

DOI：10.19700/j.0379-1726.2022.01.011

• 沉积环境
• 含盐特征
• 易溶盐
• 海相沉积物
• 有孔虫

海相沉积物的化学特征是分析古环境变化的重要指标。本研究以连云港滨海地区浅部海相沉积物为研究对象,开展易溶盐、粒度、AMS 14C年龄及微体古生物测试,分析海相沉积物的化学特征及沉积环境。结果表明,连云港滨海地区浅部海相沉积物Cl-含量最高,Na+含量次之;5 m以浅土体含盐量变化较大,绝大数土体含盐量为0.3%～3.0%;至埋深20 m时,土体含盐量稳定在1.0%。沉积物中Cl-含量与含盐量相关性最高,以直线型和多项式型拟合效果最佳;与Ca2+、Mg2+、K+、SO42-含量拟合效果好,以多项式型拟合效果最佳;与Na+含量以幂型拟合效果最佳。沉积物含盐量与pH值呈负相关关系,说明碱性环境不利于土体盐分的增加。沉积物交换性钠(ESR)值高,说明研究土体含盐特征保留了海水特征。推测连云港滨海地区海相沉积物受到了海平面变化、东亚冬季风及黄河夺淮事件的影响。以ZK1孔为例,中全新世以来海相沉积物经历了滨海–浅海陆架环境、滨海陆架环境、近岸滨海环境、滨海潮间带环境4个阶段。阶段Ⅰ(6.3～4.2 ka):土体平均含盐量为1.2%,呈碱性,平均海水混合比为55.2%,未出现窄盐性浮游孔虫,说明土体沉积时有淡水与海水混合,水体盐度变化明显,土体颗粒组成以粉粒和黏粒为主,底栖有孔虫以玻璃质属种为主,最高占比达70%,基本未见到胶结类有孔虫,Ammonia beccari平均含量为11.80%,Ammonia compressiuscula平均含量为28.70%,为滨海–浅海陆架环境。阶段Ⅱ(4.2～0.6 ka):土体平均含盐量为1.3%,含盐量增加,海水混合比增加,土体颗粒组成与阶段Ⅰ相似,底栖有孔虫以Ammonia beccarii为主,平均含量为48.40%,Ammonia compressiuscula含量减少,为滨海陆架环境。阶段Ⅲ(0.6～0.3 ka):海平面与现今海面位置相当,受黄河夺淮后物源补给影响,沉积速率显著增加,达1.22 cm/a,与阶段Ⅱ相比,本阶段含盐量升高,pH值稍有下降,土体颗粒稍有变细,底栖有孔虫丰度显著增加,海水混合比进一步提高,Ammonia beccarii平均含量为44.30%,为近岸滨海环境。阶段Ⅳ(0.3 ka以来):土体含盐量显著增加,pH值下降,土体颗粒组成、底栖有孔虫丰度及沉积速率与阶段Ⅲ基本持平,海水混合比最高达163.3%,主要与现代积盐过程有关,Ammonia beccarii含量为47.20%,为滨海潮间带环境。

• 单位
  江苏省地质调查研究院