2018, Vol.38
2 中国科学院南京地理与湖泊研究所, 湖泊与环境国家重点实验室, 江苏 南京 210008;
3 浙江海洋大学海洋科学与技术学院, 浙江 舟山 316000)
过去两百年气候变暖背景下，全球平均海平面显著上升，预计到2100年全球海平面将比现在高80 cm[1]。海平面的持续上升将严重威胁沿海地区生态环境和人类生存发展，因此引起了全球各界的广泛关注[2]。海平面变化实质上是全球周期性气候变化导致的海水进退活动与构造升降运动相互作用的结果，即气候-海面升降与构造-海面升降的综合反映。前者是世界性的，可以通过大范围的对比确定[3]，例如，胡昂半岛、巴巴多斯海岸、澳大利亚西部海岸的珊瑚礁记录[4~8]、挪威北部罗弗敦群岛的孢粉记录[9]、澳大利亚西北的波拿巴湾和非洲塞舌尔群岛的沉积相记录[10~11]、美国德拉华湾、南黄海陆架的有孔虫记录[12]、汉江三角洲的硅藻记录等均显示在MIS 5、MIS 3和MIS 1出现过高海平面时期，以及MIS 4和MIS 2出现过低海平面时期[13]。然而，构造运动导致的海面升降比较复杂，不同地区、不同时期以及不同构造运动性质和强度会造成不同的相对海面变化过程。例如，MIS 5a高海面时期，北大西洋地区的弗吉尼亚、卡罗莱纳州北部、百慕大群岛、大巴马哈岛、伊柳塞拉岛、佛罗里达及海地的地质记录显示由北至南海面高度呈下降梯度(+3~-19 m) [14]；在MIS 3高海面时期，太平洋地区从日本海至新几内亚地区相对海平面低于现在海面10~50 m，而同期我国的海平面仅低于现代海面8~10 m左右[3~4]。地壳均衡回弹导致了芬兰波罗的海沿岸MIS 3和MIS 1时期海侵持续时间较短[15]；广东沿岸区域性地壳沉降、雷州半岛新构造运动轻微抬升以及珠江三角洲盆地断裂构造沉降和沉积物压实作用，导致了粤东、粤西与珠江三角洲海平面历史存在明显差异[16]。在河口地区，陆地淡水和泥沙的输入，以及河流动力与海洋动力之间的对抗，造成了较其他沿海地区更为复杂的相对海平面变化过程[17~20]。于革等[21]通过模拟研究发现中国大陆河流泥沙向陆架充填造成海底底面的增高，使海洋容积减少、海面相对升高，从而使得陆地海侵层的相对位置平均降低8.2 m。
硅藻和有孔虫广泛存在于海洋水体中，具有丰富的属种且受水体盐度控制，其壳体易于保存在沉积物中，因此能够作为海平面变化的代用指标[22~23]。过去几十年，利用硅藻和有孔虫化石记录进行海平面变化和海侵-海退过程研究十分丰富[11, 24~34]，基于硅藻和有孔虫化石记录的古海洋环境定量重建也多有报道[4, 35~38]。此外，一些研究还发现某些硅藻属种能够很好地指示洋流或风场的影响[17, 39~40]。河口地区由于受到海洋和河流两大动力的影响，海进和海退过程中水体性质、沉积环境均会发生明显改变，区域生态环境随之变化，其结果必将导致有孔虫和硅藻群落结构发生转变。因此，利用硅藻和有孔虫化石属种和生物量变化重建河口-三角洲地区相对海平面变化过程为我们研究过去海平面变化提供了一个可行的途径[18~19, 41]。
长江三角洲是中国经济最发达和人口最密集的地区，该地区地势低平，坡度较小，相对海平面持续上升将对该地区的生态环境和经济发展造成严重影响[42]。研究发现，长江沿海地区末次间冰期以来发生过3次海侵，分别是“太湖海侵”、“滆湖海侵”和“镇江海侵”[43]。中国东部地区晚更新世以来古地势持续变化且构造升降分异较大[44~45]，加上长江古河道变迁频繁以及泥沙的不断堆积[46~47]，相对海平面变化过程复杂且具有区域差异性[3]。即使同处长江三角洲地区，海侵记录也存在差异。例如，王张华等[48]对长江三角洲南翼4个钻孔的分析结果表明，晚更新世以来发生了3次海侵，MIS 5海侵最弱而MIS 3最强。然而，上海奉贤DY03孔的有孔虫记录仅显示晚更新世以来的两次海侵记录，分别对应着MIS 3和MIS 1阶段的海侵[49]。鉴于该地区复杂的沉积环境，需要更多的地质证据加以分析其潜在机制。长江三角洲和南黄海辐射沙脊群是中国东部海岸最为重要的两大堆积体，其形成和演化与相对海面变化及河流作用密切相关。因此，本研究选择位于这两大沉积体过渡带的YZ07钻孔作为研究对象，采用放射性同位素及光释光测年构建可靠的沉积年代框架，在此基础上利用有孔虫和硅藻记录揭示晚更新世以来海侵过程及特征，并试图分析其机制。
1 材料与方法 1.1 钻孔信息及岩性特征YZ07孔(32.114°N，121.479°E)位于江苏省启东市东灶港外潮滩(图 1)，钻探进尺150 m，实际岩芯由151段拼接而成，总长143.44 m，取芯率达95.6 %。本研究主要分析该钻孔上部0.30~52.16 m的沉积物，依据岩性特征可大致划分为5层：
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图 1 YZ07钻孔位置图 Fig. 1 The location of Core YZ07 |
(1) 0.30~5.90 m：以棕灰色粉砂质粘土为主，局部层位见草根碎屑和铁锰质结核，底部见贝壳碎屑，为高潮滩相沉积；
(2) 5.90~23.60 m：以棕灰色粉砂和粘土质粉砂为主，部分层位为浅橄榄灰色粉砂与棕灰色粘土互层，14.6 m和17.6 m处存在两个侵蚀面，5.91 m处发现生活在潮间带砂质区的文蛤(Meretrix meretrix(Linnaeus))化石，推测本段为中-高潮滩相沉积；
(3) 23.60~31.60 m：以青灰色和浅灰色粉砂-细砂为主，局部夹棕灰色粘土条和粘土斑，底部见青灰色粉砂和棕灰色粘土大段互层，并存在侵蚀面，本段为中潮滩相沉积；
(4) 31.60~46.60 m：主要由橄榄灰色粉砂质砂组成，局部夹粘土质粉砂，多为水平、脉状或波状砂泥互层层理，为潮滩-滨海相沉积；
(5) 46.60~52.16 m：浅橄榄灰色细砂与橄榄棕色粘土质粉砂互层，形成波状层理，粘土层厚度为3~5 mm，砂层厚度为5~20 mm，为潮滩-滨海相沉积。
1.2 实验室分析方法对部分YZ07钻孔沉积物进行放射性碳同位素(Accelerator Mass Spectrometry，简称AMS 14C)和光释光(Optically Stimulated Luminescence，简称OSL)年代测试。其中，测试了11个层位样品的AMS 14C年代，测年材料包括炭屑、贝壳以及有机质含量较高的沉积物全样(表 1)。样品前处理及测试工作均由新西兰国家同位素中心的Rafter放射性碳实验室完成，并采用IntCal13曲线[50]进行日历年龄校正。此外，从钻孔上部0.3~52.0 m共30个层位沉积物中提取粗颗粒(CG，90~200 μm)和细颗粒(FG，4~11 μm)石英进行光释光年代测试，获得30个沉积年代数据(表 2)[51]。光释光年代样品前处理及测试均由中国科学院湖泊与环境国家重点实验室完成。
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表 1 YZ07钻孔AMS 14C年代信息 Table 1 AMS 14C dating of Core YZ07 |
YZ07钻孔粒度样品按约10 cm间隔获得。样品前处理过程中使用10 %的盐酸和30 %的双氧水分别去除碳酸盐和有机质，使用10 ml 0.05 mol/L分散剂六偏磷酸钠((NaPO3)6)对颗粒物进行分散并在超声振荡15 min后采用英国马尔文激光粒度仪(Mastersizer 2000)进行粒度测试。每个样品测量3次，重复测量误差小于5 %，测试结束后计算3次测量的平均值。
从YZ07钻孔上部52 m不同层位获得88个硅藻样品进行鉴定和分析。采用重液浮选方法进行化石硅藻提取[52]：首先定量称取5~7 g干样放入烧杯中，加入10 %的盐酸和30 %的双氧水，在60 ℃水浴条件下反应以去除有机质和碳酸盐；在烧杯中加入蒸馏水至150 ml，静置24 h后倒掉上清液，样品重复清洗2次；将处理后的样品放入离心杯中，加入相当于样品2~3倍体积的重液(2.3 g/cm3的ZnBr2)，在2500转/min转速下离心5 min后提取上清液，如此重复2次；在提取的上清液中加入蒸馏水，2500转/min转速下离心5 min，倒掉上清液，将底部的残留物全部倒入50 ml塑料离心管中；将离心管放到混合仪上振荡至溶液混合均匀，用移液枪定量吸取200 μL溶液制作成样片。硅藻鉴定在Olympus BX-51油镜(放大倍数为1000倍)下进行。硅藻含量较高的样品，鉴定个数至少300瓣；硅藻含量低的样品，尽可能记录鉴定到的硅藻属种及碎片量。硅藻鉴定主要依据《中国海藻志》[53~55]、《中国海洋浮游硅藻类》[56]及《中国海洋底栖硅藻》[57~58]。
有孔虫样品前处理参照标准方法进行：称取30~50 g样品放入60 ℃恒温箱中烘干后称重；烘干后用自来水浸泡2~3 d，用250目的标准铜筛(孔径63 μm)对样品进行湿筛；湿筛剩下的砂样放在烘箱中(温度不超过60 ℃)烘干并称重；砂样进行筛分后，于显微镜下进行有孔虫个体数量统计及属种鉴定。属种鉴定主要参照《东海底质中的有孔虫和介形虫》[59]和《Foraminiferal Genera and Their Classification》[60]的资料和图版。
2 研究结果 2.1 钻孔沉积年代AMS 14C测试结果显示多个年代数据出现倒置现象(表 1)。YZ07钻孔位于南黄海辐射沙脊群和长江三角洲过渡区，历史时期受到来自河流和海洋两大动力的强烈扰动[61]，再沉积作用频繁发生，这可能是造成AMS 14C年代倒置的原因之一。此外，不同测年材料受到碳库效应影响的差异也可能是造成年代倒置的主要原因之一。由于沉积物全样包含了来自陆地河流输入的老碳，因此认为F-02、F-04、F-05、F-09和F-10的年代结果偏老。光释光年代测试结果显示46.45 m的沉积年代为10.84±1.99 ka，由此推测YZ07钻孔的全新世底界约在46 m左右。长江三角洲大量钻孔研究显示MIS 2时期形成一层硬粘土层[61]，然而该硬粘土层未在YZ07钻孔全新世下伏地层中发现，类似的情况在该地区广泛存在[45, 62~63]，由此推测YZ07钻孔MIS 2的地层被完全侵蚀掉。50.30 m的OSL年代为26.20±3.50 ka，56.06 m的AMS 14C年代超过了47 ka B.P.，亦表明MIS 1阶段的下伏地层年代为MIS 3晚期。因此，我们根据AMS 14C和OSL年代结果构建了YZ07钻孔0~52 m的年代框架(图 2)：1)46.45 m以上沉积物形成于11.3 ka B.P.以来的时段；2)46.45~ 50.30 m层位存在沉积间断且缺少测年数据，很难给出确切的沉积年代，根据沉积相证据推测形成于冰消期(12~15 ka B.P.)和(或)MIS 3晚期至末次冰盛期(24~26 ka B.P.)；3)50.30~ 52.00 m仅有一个OSL年代数据，结合56.06 m的1个AMS 14C年代(＞47 ka B.P.)进行线性内插，52 m处的沉积年代至少为32.4 ka B.P.。
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图 2 YZ07钻孔年代-深度关系(虚线表示沉积间断) Fig. 2 The relationship between sedimentary age and depth in Core YZ07(dash line represents sedimentation hiatus) |
本研究将YZ07孔沉积物粒度分为粘土(＜4 μm)、粉砂(4~63 μm)和砂(63 μm)3个组分。总体来看，YZ07钻孔52 m以上沉积物以粉砂和砂为主，自下而上中值粒径逐渐下降。砂百分含量由52 m的约68 %下降到1~4 m的平均4.8 %，顶部1 m又上升到平均约18 %。粉砂百分含量相应地从25 %上升到79 %，随后下降到约71 %。粘土含量自底部向上稍有上升，在埋深1~5 m和11~18 m处含量相对较高，达到约15 %。粒度各组分均表现出明显的波动性(图 3)。
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图 3 YZ07钻孔粒度各组分含量及中值粒径变化曲线 斜体年代为14C方法测年 Fig. 3 Variation curves of different grain components and the median diameter in Core YZ07(dates in italic are 14C dates) |
YZ07钻孔硅藻化石保存较好的部分集中在40.04~51.35 m。40.04 m以上共鉴定了50个样品，硅藻含量均很低且保存很差，仅34.95 m层位样品中含较丰富且保存完整的硅藻个体，其他层位仅发现硅藻壳体碎片；40.04~51.35 m共鉴定了38个样品，不同层位样品的硅藻保存情况差别很大，其中23个样品能够鉴定到较多完整硅藻壳体，其余15个样品仅能鉴定到碎片或非常少的完整壳体(表 3)。
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表 3 YZ07钻孔硅藻鉴定统计信息 Table 3 Information about diatom identification from Core YZ07 |
YZ07钻孔沉积物样品中共鉴定到20个属78个种的硅藻。这些硅藻属种均为海水种或半咸水种。统计结果显示，硅藻组合总体以滨海-潮间带种Cyclotella stylorum(柱状小环藻)、Cyclotella striata(条纹小环藻)及浅海种Paralia sulcata(具槽直链藻)占绝对优势，平均百分含量达40.6 %，最高可达92.4 %。部分样品中Actinoptychus senerius(波状辐裥藻)、Thalassionema nitzschioides(菱形海线藻)、Delphineis surirella var. australis(双菱缝舟藻澳洲变种)、Thalassiosira excentrica(离心列海链藻)、Tryblioptychus cocconeiformis(卵形褶盘藻)、Arcocellulus mammifer(乳头弧眼藻)及Xanthiopyxis spp.(刺棘藻属)占一定比例。对34.95~51.35 m硅藻保存较好的层段进行分析(图 4)：
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图 4 YZ07钻孔主要硅藻属种(＞5 %)相对百分含量图 灰色阴影表示硅藻连续缺失部分，斜体年代为14C方法测年 Fig. 4 Diagram of diatom assemblages for Core YZ07, showing species exceeding 5 % in one or more samples(grey shading shows continuous lacking of diatoms, dates in italic are 14C dates) |
(1) 51.35~50.75 m：本段以P. sulcata、C. stylorum、A. senerius以及Xanthiopyxis spp.为优势属种，平均百分含量达10 % ~20 %；其次为T. nitzschioides(6.6 %)、A. mammifer(4.8 %)、D. surirella var. austrilis(4.3 %)、T. excentrica(3.0 %)；其他属种含量均较低。该段的特点是海水种如A. mammifer(乳头弧眼藻)、T. nitzschioides、Thalassirothrix spp.(海毛藻属)、T. excentrica和Xanthiopyxis spp.占较大比例。
(2) 50.43~45.15 m：C. stylorum和P. sulcata仍为优势种，平均百分含量分别约为21.6 %和19.6 %，较(1)段稍有增加；A. senerius、Actinoptychus splenens(华美辐裥藻)和D. surirella var. austrilis较(1)段明显增加，百分含量达到10 % ~15 %；T. nitzschioides、T. excentrica和Xanthiopyxis spp.则明显下降，A. mammifer几乎消失；Coscinodiscus nodulifer(结节圆筛藻)较(1)段稍有上升(约2.0 %)，Coscinodiscus decrescens(减小圆筛藻)开始出现，但百分含量很低。
(3) 44.85~40.04 m：P. sulcata和C. stylorum仍为优势属种，平均百分含量分别为26.4 %和14.0 %；A. senerius、A. splenens和D. surirella var. austrilis相对百分含量均有所下降，分别为8.7 %、3.0 %和4.5 %，与(1)段相当；T. nitzschioides和T. excentrica稍有增加，与(1)段含量相差不大；Thalassiosira oestrupii(厄氏海链藻)、Cymatotheca minima(细小波形藻)和Tryblioptychus spp.丰度明显增加，百分含量均为约4 %。
(4) 34.95 m：C. stylorum相对百分含量很高，达到47.8 %；其次是P. sulcata(13.4 %)、A. splenens(11.2 %)、C. nodulifer(6.7 %)；A. senerius和Podosira stelliger(星形柄链藻)也具有一定含量，分别为2.7 %和4.5 %；其他属种百分含量均较低，大部分都低于1 %。本段属种多样性较前三段明显下降。
2.4 有孔虫保存及鉴定结果YZ07钻孔52 m以上有孔虫化石保存情况较差，很多层位未发现或仅发现很少量有孔虫。在鉴定的样品中，仅14个样品的鉴定数量达到统计标准。鉴定结果显示YZ07孔以底栖有孔虫占绝对优势，壳体以玻璃质壳为主，指示了浅海沉积环境。有孔虫丰度和埋葬群组合变化如下(图 5)：
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图 5 YZ07钻孔主要有孔虫属种(＞1 %)相对百分含量图 斜体年代为14C方法测年 Fig. 5 Diagram of foraminifera assemblages for Core YZ07, showing species exceeding 1 % in one or more samples(dates in italic are 14C dates) |
(1) 51.15 m样品中有孔虫丰度为2568枚/ 50 g干样，发现较多介形虫和Epistominella naraensis(Kuwano)(奈良小上口虫)等潮流搬运的个体，少量浮游类，个体乳白色，磨损严重，列式壳类占6.89 %。
(2) 49.07 m层位有孔虫含量低，丰度为300枚/50 g干样，发现的个体多数为搬运而来的异地小分子、浮游类和似瓷质壳类，异地属种比例高达65.7 %。
(3) 47.04~45.05 m：共鉴定了2个样品，有孔虫丰度约为7822枚/50 g干样，个体较大，壳体颜色多为乳白色，少量出现充填现象；发现胶结质壳有孔虫，主要为Miliammina fusca(Brady)(褐色砂粟虫)，同时出现一定数量列式壳类个体和浮游种。
(4) 42.96 m左右的有孔虫含量下降明显，丰度仅257枚/50 g干样，个体大，部分呈黄褐色，发生氧化浸染。埋葬群以本地属种Ammonia spp.(卷转虫)和Brizalina striatula(Cushman)(条纹判草虫)为主。
(5) 41.07~39.25 m：含2个样品，有孔虫丰度分别为5863枚/50 g和4747枚/50 g干样。本段有孔虫个体较大，小个体有孔虫数量减少，壳体颜色乳白色居多，少量出现充填现象；胶结质壳有孔虫，主要为M. fusca(Brady)，同时出现较多列式壳类个体，占底栖类约6.72 %；此外还有浮游类有孔虫，约占3.04 %，异地搬运属种比例约为7 %。
(6) 36.99 m样品的有孔虫丰度为749枚/50 g干样，有孔虫个体总体稍大。埋葬群以Ammonia spp.和B. striatula(Cushman)为主，浮游种(如Globigerinella spp.)比例有所增加，异地属种比例较低，约为6.3 %。
(7) 34.17~24.87 m：共鉴定了2个样品，有孔虫丰度较高，分别为2723枚/50 g和8513枚/50 g干样。有孔虫个体较小，壳体颜色泛黄，不如表层个体新鲜，以Ammonia spp.、Cribrononion vitreum(P. Wang)(透明筛九字虫)和Elphidium advenum(Cushman)(异地希望虫)为主；未发现浮游类个体，异地属种比例为1.7 % ~4.9 %。
(8) 15 m左右样品中的有孔虫丰度极低，仅为34枚/50 g干样。有孔虫埋葬群个体较小，含E. naraensis(Kuwano)等搬运过来的个体，也有E. advenum(Cushman)、Ammonia spp.等本地属种，异地属种占约31 %。
(9) 9.90~4.55 m：本段包含3个样品，有孔虫丰度均很高，达9129~13590枚/50 g干样。埋葬群个体小，含较多浮游类有孔虫幼体(8.9 %)，其中异地属种占17.7 % ~22.5 %，并以E. naraensis (Kuwano)等为主。
3 讨论 3.1 YZ07钻孔微体化石保存情况分析有孔虫和硅藻壳体作为一种颗粒，在沉积过程中和沉积后会受到破碎、溶蚀和压实等作用的影响，使其在古气候和古环境解释上存在挑战[64~65]。长江河口及苏北辐射沙脊群的有孔虫群是典型的受沉积动力作用影响的埋葬群[66]。两地区有孔虫埋葬群在形成过程中受到辐射沙脊群区强大潮流的作用，有孔虫壳体在搬运、沉积和埋葬过程中受到机械分选和破坏作用明显[67]。对苏北沿岸沉积物中有孔虫埋葬群特征研究结果显示，有孔虫壳体破损普遍存在(平均磨蚀指数达0.325)，其丰度、磨蚀度、瓷质壳和胶结壳类含量、浮游种比例等与沉积物粒径间存在较显著的相关关系，较弱的沉积动力环境易于有孔虫壳体沉积[67]。YZ07钻孔有孔虫各指标与沉积物粒径并没有显著的统计关系，但上部10 m沉积物总体最细，保存的有孔虫数量最多且浮游种比例最高；10~51 m样品中有孔虫数量明显减少且出现了瓷质壳和胶结壳类(图 5)，磨损程度也较上部严重。因此我们认为，YZ07孔中有孔虫的分布和保存情况与该地区沉积动力密切相关。
通过对YZ07钻孔化石硅藻的镜下观察发现，硅藻壳体破损情况严重，并且存在缺失现象。在沉积序列中硅藻的缺失可能反映了相应地层硅藻浓度较低亦或反应沉积作用过程对硅藻壳体的破坏和溶蚀作用明显，而非指示在过去的生物群落中缺失[64]。目前，对南黄海近岸地区沉积物硅藻保存及影响因素的定量分析十分缺乏。但硅藻壳体与有孔虫壳体一样是沉积颗粒，并且个体比有孔虫小得多，那么YZ07钻孔化石硅藻的保存情况是否与沉积物颗粒大小有关需要进一步验证。本研究将化石硅藻的保存情况分为3个等级：0表示未发现或仅发现少量硅藻壳体碎片；0.5表示鉴定到较多碎片并发现少量完整个体；1表示鉴定到较多完整硅藻壳体。对比分析结果显示，YZ07钻孔沉积物颗粒大小与硅藻保存状况之间的关系比较复杂：上半段(5~39 m)沉积物中值粒径与硅藻保存状况存在一定程度的负相关关系，下半段(39~53 m)则不具有相关关系(图 6)。因此认为，沉积物颗粒大小能够影响YZ07钻孔化石硅藻的保存程度，但并不是硅藻缺失的决定性因素。沉积物的压实作用也是导致硅藻壳体破碎的一个因素[64]。YZ07钻孔化石硅藻在上部5~40 m的保存状况远不如下部40~52 m的保存状况好(表 3)，说明该钻孔化石硅藻缺失的主因并不是沉积压实作用。由于海水是硅质不饱和水体，硅藻壳体自生物死亡后开始溶解，使壳壁薄的硅藻在浅水区就被部分或全部溶解，造成硅藻壳体个数及种类数目减少[68]。YZ07孔钻中硅藻存在一定的溶蚀情况，但从镜下观察情况来看，仍以机械破碎为主。
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图 6 YZ07钻孔中值粒径与硅藻丰度对比 Fig. 6 Comparison between median diameter and diatom abundance in Core YZ07 |
YZ07钻孔MIS 3晚期沉积物中含有较丰富的海洋种硅藻和有孔虫化石，说明当时研究区已经受到海水潮流的影响。这一发现与长江三角洲和珠江三角洲的记录类似[49, 69]。底栖有孔虫壳质类型分为玻璃质壳、胶结质壳和似瓷质壳三类，它们适应于不同的生态环境。在中国东部海域，以胶结质壳为主的有孔虫群一般分布于碳酸盐补偿深度以下的深海环境或潮上带等海陆过渡相环境，或者是高纬度的冷水海区；以似瓷质壳为主的有孔虫群主要出现于高盐潟湖一类的环境；一般的浅海沉积中的底栖有孔虫则以玻璃质壳为主[59]。MIS 3晚期的沉积物中出现随潮流搬运而来的异地小分子、浮游类和似瓷质壳类，且壳体磨损严重，说明当时强烈的潮流已经波及该地区。此外，列式壳类(Bolivina和Brizalina)的出现也指示了水深增加。硅藻样品中的暖水种A. mammifer、T. nitzschioides和T. excentrica在MIS 3晚期沉积物中占一定比例，说明当时处于相对温暖的气候环境。此外，这一时期Xanthiopyxis含量也相对较高。Xanthiopyxis是一种可以随环境改变生存策略的硅藻，当所处环境较恶劣时，Xanthiopyxis将沉到海底，待环境适宜时再进行生长[70]。因此，Xanthiopyxis的增加可能是因为强大的潮流将较深处的沉积物搬运到了较浅水域并沉积下来的结果。
YZ07钻孔MIS 1早-中期沉积物中，有孔虫丰度较高，胶结质类占约2 % ~4 %，反映了这一阶段仍受到较强烈的潮流影响。较低的异地属种比例和较多的列式壳类个体指示了水深有所增大。李家英[40]对南海北部沉积硅藻的研究指出，P. sulcata为主的硅藻群落反映了沿岸流和径流的控制以及强上升流的影响。MIS 1早-中期与MIS 3晚期相比，硅藻群落一些暖水种(如A. annulata、C. blanda、C. nodulifer、T. nitzschioides等)的增加或开始出现，反映了MIS 1早-中期的水温较MIS 3晚期高；此外，T. oestrupii曾记录于北大西洋、印度洋、太平洋等水温较高的海域[53]，它的增加受到高盐度暖水团的影响[71]。有研究表明，现代东黄海暖流系统是伴随着末次冰消期以来黑潮的演化和海平面的脉冲式上升而形成与演化的[72]。因此，我们推测研究区MIS 1早-中期的海侵应伴随着黑潮暖流的影响。
长江三角洲地区全新世早-中期海陆关系复杂、溺谷潟湖交替、环境变动频繁，在经受了多次海面波动的侵扰后由海陆过渡区最终转化为湖沼平原区[73]。针对中国东部海平面升降研究表明，全新世早-中期对应20 ka B.P.以来的最大海侵期，海面在波动中不断上升，平均上升速度约为4.6 mm/a，之后海面波动变得稳定，6.0~2.5 ka B.P.期间的平均上升速度为1.6 mm/a，此后下降到0.8 mm/ a[74]。最大海侵后，河口沉积速度与海面上升速度持平并逐渐向前堆积，岸线也不断向前推进，7~3ka B.P.时期的平均前进速度约为1~2 m/a[61]。堆积的泥沙不断占据海水可容空间，反而表现为区域相对海面下降。YZ07钻孔的硅藻记录显示，6ka B.P.以来硅藻丰度迅速下降，大部分层位仅能鉴定到破碎壳体及个别完整个体，这一现象说明该区域在最大海侵之后相对海平面开始下降，潮流的影响明显下降，与海平面上升速度下降、泥沙向海堆积、岸线不断前移的研究结果较一致。此外，这一时期的沉积物中缺少列式壳类化石有孔虫，同样反映了海洋环境对该地区沉积环境影响的减弱。
3.3 微体化石记录的风暴潮事件YZ07钻孔处于南黄海辐射沙脊群和长江三角洲的过渡带，特殊的地貌形态决定了该区域复杂的水文条件。尽管硅藻和有孔虫化石记录了MIS 3晚期及MIS 1早-中期的相对高海面时期，但不连续的分布或频繁的缺失反映了在海平面上升过程中频繁而剧烈的波动过程。研究区滨海地带地形平坦，坡度比较小，海潮在向岸大风影响下容易发生风暴潮灾害。正常波基面以上的浅水区风暴潮作用能量最大，其记录也最不容易保存，这是因为波、潮流对沉积物搬运和改造作用[75]。沙脊群潮汐汊道交错且频繁改道、河口沙坝快速演变且三角洲不断淤进，波、潮流对沉积物的强烈作用导致沉积环境不稳定，破坏了风暴潮“记录”的保存。虽然YZ07钻孔没有发现完整的或典型的风暴潮沉积记录，但在34.95 m处偶然出现的硅藻化石富集层可能指示了一次较大的风暴潮记录。
4 结论(1) 通过取自南黄海辐射沙脊群和长江三角洲交界带的YZ07钻孔硅藻和有孔虫鉴定与分析，结合AMS 14C和OSL测年结果，识别出该地区发生在MIS 3晚期及MIS 1早-中期的两次海侵事件。
(2) YZ07钻孔中硅藻和有孔虫化石保存状况较差，即使在富集层中壳体破碎和磨损状况也十分普遍，显示两次海侵过程中受到了强大的潮流动力作用。MIS 1早-中期暖水种和指示种(A. annulata、C. blanda、C. nodulifer、T. nitzschioides和T. oestrupii)的出现或增加与东黄海暖流系统的形成时间较为吻合，反映了该时期受到暖流的影响水温较MIS 3晚期海侵时要高。
(3) 硅藻记录指示6ka B.P.以来发生的海退与前人的研究成果较为一致[19, 61]。在持续海退背景下，34.95 m处突然出现的硅藻富集层更可能指示一次风暴潮事件而非海侵事件。
致谢: 感谢南京大学殷勇老师、福建师范大学马明明老师、鲁东大学王龙升老师、中国科学院南京地理与湖泊研究所叶良涛博士在样品获取和分析中的帮助；中国科学院南京地理与湖泊研究所高磊助理研究员提供的光释光年代数据；各位同行评审专家和编辑部杨美芳老师对文章修改提出的宝贵意见，在此一并感谢。
| [1] |
Pfeffer W T, Harper J T, O'Neel S. Kinematic constraints on glacier contributions to 21st-century sea-level rise. Science, 2008, 321(5894): 1340-1343. DOI:10.1126/science.1159099 |
| [2] |
Nicholls R J, Cazenave A. Sea-level rise and its impact on coastal zones. Science, 2010, 328(5985): 1517-1520. DOI:10.1126/science.1185782 |
| [3] |
王靖泰, 汪品先. 中国东部晚更新世以来海面升降与气候变化的关系. 地理学报, 1980, 35(4): 299-312. Wang Jingtai, Wang Pinxian. Relationship between sea-level changes and climatic fluctuations in East China since Late Pleistocene. Acta Geographica Sinica, 1980, 35(4): 299-312. |
| [4] |
Chappell J, Shackleton N J. Oxygen isotopes and sea level. Nature, 1986, 324(13): 137-140. |
| [5] |
Fairbanks R G. A 17, 000-year glacio-eustatic sea level record:Influence of glacial melting rates on the Younger Dryas event and deep-ocean circulation. Nature, 1989, 342(6250): 637-642. DOI:10.1038/342637a0 |
| [6] |
Chappell 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. Earth and Planetary Science Letters, 1996, 141(1): 227-236. |
| [7] |
Stirling C H, Esat T M, Lambeck K et al. Timing and duration of the Last Interglacial:Evidence for a restricted interval of widespread coral reef growth. Earth and Planetary Science Letters, 1998, 160(3): 745-762. |
| [8] |
Yokoyama Y, Esat T M, Lambeck K. Coupled climate and sea-level changes deduced from Huon Peninsula coral terraces of the last ice age. Earth and Planetary Science Letters, 2001, 193(3-4): 579-587. DOI:10.1016/S0012-821X(01)00515-5 |
| [9] |
Vorren K D, Moe D. The Early Holocene climate and sea-level changes in Lofoten and Vesterålen, North Norway. Norsk Geologisk Tidsskrift, 1986, 66(2): 135-143. |
| [10] |
Yokoyama Y, Lambeck K, De Deckker P et al. Timing of the Last Glacial Maximum from observed sea-level minima. Nature, 2000, 406(6797): 713-716. DOI:10.1038/35021035 |
| [11] |
Woodroffe S A, Long A J, Milne G A et al. New constraints on Late Holocene eustatic sea-level changes from Mahé, Seychelles. Quaternary Science Reviews, 2015, 115: 1-16. DOI:10.1016/j.quascirev.2015.02.011 |
| [12] |
Nikitina D, Kemp A C, Engelhart S E et al. Sea-level change and subsidence in the Delaware Estuary during the last~2200 years. Estuarine, Coastal and Shelf Science, 2015, 164: 506-519. DOI:10.1016/j.ecss.2015.08.012 |
| [13] |
Zong Y. Postglacial stratigraphy and sea-level changes in the Han River delta, China. Journal of Coastal Research, 1992, 8(1): 1-28. |
| [14] |
Potter E K, Lambeck K. Reconciliation of sea-level observations in the Western North Atlantic during the Last Glacial cycle. Earth and Planetary Science Letters, 2004, 217(1-2): 171-181. DOI:10.1016/S0012-821X(03)00587-9 |
| [15] |
Eronen M, Gluckert G, Hatakka L et al. Rates of Holocene isostatic uplift and relative sea-level lowering of the Baltic in SW Finland based on studies of isolation contacts. Boreas, 2010, 30(1): 17-30. |
| [16] |
孙奕映, Wu Patrick, 黄光庆等. 广东全新世海平面重建与冰川均衡调整模型结果的比较. 第四纪研究, 2015, 35(2): 281-290. Sun Yiying, Wu Patrick, Huang Guangqing et al. Holocene sea-level reconstruction for Guangdong coast and a comparison with GIA model outputs. Quaternary Sciences, 2015, 35(2): 281-290. |
| [17] |
Jiang H, Björck S, Ran L et al. Impact of the Kuroshio Current on the South China Sea based on a 115, 000 year diatom record. Journal of Quaternary Sciences, 2006, 21(4): 377-385. DOI:10.1002/(ISSN)1099-1417 |
| [18] |
Tamura T, Saito Y, Sieng S et al. Initiation of the Mekong River delta at 8 ka:Evidence from the sedimentary succession in the Cambodian lowland. Quaternary Science Reviews, 2009, 28(3-4): 327-344. DOI:10.1016/j.quascirev.2008.10.010 |
| [19] |
陈中原, 刘演, 陈静等. 大河三角洲全新世海平面研究中的若干重要问题——以长江、尼罗河和密西西比河三角洲为例. 第四纪研究, 2015, 35(2): 275-280. Chen Zhongyuan, Liu Yan, Chen Jing et al. The key issues of Holocene sea-level study of mega-deltas:Examples from the Changjiang River, the Nile River and the Mississippi River. Quaterary Sciences, 2015, 35(2): 275-280. |
| [20] |
Garrett E, Barlow N L M, Cool H et al. Constraints on regional drivers of relative sea-level change around Cordova, Alaska. Quaternary Science Reviews, 2015, 113: 48-59. DOI:10.1016/j.quascirev.2014.12.002 |
| [21] |
于革, 叶良涛, 廖梦娜等. 我国沿海平原晚更新世海侵的定量重建、模拟与机制研究. 第四纪研究, 2016, 36(3): 711-721. Yu Ge, Ye Liangtao, Liao Mengna et al. Quantitative reconstruction, simulation and mechanism study on the Late Pleistocene marine transgressions in the coastal plains of China. Quaternary Sciences, 2016, 36(3): 711-721. |
| [22] |
Scott D B, Medioli F S. Foraminifera as sea-level indicators[M]//van de Plassche O. Sea-level Research: A Manual for the Collection and Evaluation of Data. Norwich: Geobooks, 1986: 435-453.
|
| [23] |
Palmer A J M, Abbott W H. Diatoms as indicators of sea-level change[M]//van de Plassche O. Sea-level Research: A Manual for the Collection and Evaluation of Data. Norwich: Geobooks, 1986: 457-487.
|
| [24] |
Zong Y, Horton B P. Diatom-based tidal-level transfer functions as an aid in reconstructing Quaternary history of sea-level movements in the UK. Journal of Quaternary Science, 1999, 14(2): 153-167. DOI:10.1002/(ISSN)1099-1417 |
| [25] |
Long A J, Roberts D H, Wright M R. Isolation basin stratigraphy and Holocene relative sea-level change on Arveprinsen Ejland, Disko Bugt, West Greenland. Journal of Quaternary Science, 1999, 14(4): 323-345. DOI:10.1002/(ISSN)1099-1417 |
| [26] |
Hamilton C A, Lloyd J M, Barlow N L M et al. Late glacial to Holocene relative sea-level change in Assynt, Northwest Scotland, UK. Quaternary Research, 2015, 84(2): 214-222. DOI:10.1016/j.yqres.2015.07.001 |
| [27] |
Lawrence T, Long A J, Gehrels W R et al. Relative sea-level data from southwest Scotland constrain meltwater-driven sea-level jumps prior to the 8.2 kyr BP event. Quaternary Science Reviews, 2016, 15: 292-308. |
| [28] |
王开发, 支崇远, 陶明华. 东海陆缘(浙南段)晚第四纪硅藻的发现及古环境分析. 微体古生物学报, 2003, 20(4): 350-357. Wang Kaifa, Zhi Chongyuan, Tao Minghua. Discovery of diatoms and analysis of paleoenvironment of the Late Quaternary on the margin of East China Sea(section of south Zhejiang). Acta Micropalaeontologica Sinica, 2003, 20(4): 350-357. |
| [29] |
李冬玲, 蒋辉, 徐晓群等. 南冲绳海槽沉积物中淡水硅藻的发现及1000年以来台风降雨的重建. 第四纪研究, 2015, 35(3): 755-766. Li Dongling, Jiang Hui, Xu Xiaoqun et al. Freshwater diatoms in the Southern Okinawa Trough and its implication to typhoon precipitation during the last millennium. Quaternary Sciences, 2015, 35(3): 755-766. |
| [30] |
方晶, 王福, 肖美美等. 岩芯EC、pH、泥分含量和有孔虫丰度对沉积环境的判读——以渤海湾西岸CZ61孔为例. 第四纪研究, 2016, 36(6): 1523-1526. Fang Jing, Wang Fu, Xiao Meimei et al. Analysis of paleoenvironment based on EC, pH, mud content and foraminifera numbers:Taking drilled core CZ61 collected from west coast of Bohai Bay as examples. Quaternary Sciences, 2016, 36(6): 1523-1526. |
| [31] |
Siddall M, Rohling E J, Almogilabin A et al. Sea-level fluctuations during the last glacial cycle. Nature, 2003, 423(6942): 853-858. DOI:10.1038/nature01690 |
| [32] |
Kemp A C, Hawkes A D, Donnelly J P et al. Relative sea-level change in Connecticut(USA) during the last 2200 yrs. Earth and Planetary Science Letters, 2015, 428: 217-229. DOI:10.1016/j.epsl.2015.07.034 |
| [33] |
Barnett R L, Newton T L, Charman D J et al. Salt-marsh testate amoebae as precise and widespread indicators of sea-level change. Earth-Science Reviews, 2017, 164: 193-207. DOI:10.1016/j.earscirev.2016.11.002 |
| [34] |
闫晓洁, 胥勤勉, 范友良等. 渤海湾西北岸HG01孔晚更新世以来的微体化石特征及沉积演化过程. 第四纪研究, 2017, 37(1): 97-107. Yan Xiaojie, Xu Qinmian, Fan Youliang et al. Microfossil assemblages characteristics and sedimentary evolution of HG01 borehole in the northwest coast of Bohai Bay since Late Pleistocene. Quaternary Sciences, 2017, 37(1): 97-107. |
| [35] |
Gehrels W R, Roe H M, Charman D J. Foraminifera, testate amoebae and diatoms as sea-level indicators in UK saltmarshes:A quantitative multiproxy approach. Journal of Quaternary Science, 2001, 16(3): 201-220. DOI:10.1002/(ISSN)1099-1417 |
| [36] |
Kemp A C, Horton B P, Corbett D R et al. The relative utility of foraminifera and diatoms for reconstructing Late Holocene sea-level change in North Carolina, USA. Quaternary Research, 2009, 71(1): 9-21. DOI:10.1016/j.yqres.2008.08.007 |
| [37] |
Sejrup H P, Birks H J B, Kristensen D K et al. Benthonic foraminiferal distributions and quantitative transfer functions for the Northwest European continental margin. Marine Micropaleontology, 2004, 53(1): 197-226. |
| [38] |
Krawczyk D W, Witkowski A, Moros M et al. Quantitative reconstruction of Holocene sea ice and sea surface temperature off West Greenland from the first regional diatom dataset. Paleoceanography, 2017, 32(1): 18-40. DOI:10.1002/2016PA003003 |
| [39] |
Saher M H, Gehrels W R, Barlow N L M et al. Sea-level changes in Iceland and the influence of the North Atlantic Oscillation during the last half millennium. Quaternary Science Reviews, 2015, 108: 23-36. DOI:10.1016/j.quascirev.2014.11.005 |
| [40] |
李家英. 南海北部陆坡ODP 1144站位第四纪硅藻及其古环境演变. 地质论评, 2002, 48(5): 542-551. Li Jiaying. Quaternary diatoms from the South China Sea, Leg 184, Site 1144 and their palaeoenvironmental evolution. Geological Review, 2002, 48(5): 542-551. |
| [41] |
王开发, 郑玉龙, 支崇远等. 东海南部陆缘(莆、泉段)全新世沉积硅藻. 古生物学报, 2002, 41(2): 273-279. Wang Kaifa, Zheng Yulong, Zhi Chongyuan et al. Study on diatoms from Holocene sediments in the south continental margin(Putian and Quanzhou areas) of the East China Sea. Acta Palaeontologica Sinica, 2002, 41(2): 273-279. |
| [42] |
程和琴, 陈祖军, 阮仁良等. 海平面变化与城市安全——以上海市为例. 第四纪研究, 2015, 35(2): 363-373. Cheng Heqin, Chen Zujun, Ruan Renliang et al. Sea level Change and city safety-The Shanghai as an example. Quaternary Sciences, 2015, 35(2): 363-373. |
| [43] |
吴标云, 李从先. 长江三角洲第四纪地质. 北京: 海洋出版社, 1987: 1-166. Wu Biaoyun, Li Congxian. Quanternary Geology of Yangtze River Delta. Beijing: China Ocean Press, 1987: 1-166. |
| [44] |
Wang Z, Chen Z, Wei Z et al. Coupling controls of neotectonism and paleoclimate on the Quaternary sediments of the Yangtze(Changjiang) coast. Chinese Science Bulletin, 2005, 50(16): 1775-1784. DOI:10.1360/04wd0089 |
| [45] |
陈中原. 长江三角洲之沉降. 火山地质与矿产, 2001, 22(2): 95-101. Chen Zhongyuan. Yangtze Delta subsidence. Volcanology & Mineral Resources, 2001, 22(2): 95-101. |
| [46] |
Chen Z, Stanley D J. Quaternary subsidence and river channel migration in the Yangtze delta plain, Eastern China. Journal of Coastal Research, 1995, 11(3): 927-945. |
| [47] |
张平, 李向前, 潘明宝等. 长江三角洲SZ04孔磁性地层研究及其意义. 沉积学报, 2013, 31(6): 1041-1049. Zhang Ping, Li Xiangqian, Pan Mingbao et al. Magnetostratigraphy of borehole SZ04 in the Yangtze River delta and its implications. Acta Sedimentologica Sinica, 2013, 31(6): 1041-1049. |
| [48] |
王张华, 丘金波, 冉莉华等. 长江三角洲南部地区晚更新世年代地层和海水进退. 海洋地质与第四纪地质, 2004, 24(4): 1-8. Wang Zhanghua, Qiu Jinbo, Ran Lihua et al. Chronostratigraphy and transgression/regression during Late Pleistocene in the southern Changjiang(Yangtze) River delta plain. Marine Geology & Quaternary Geology, 2004, 24(4): 1-8. |
| [49] |
王晓燕, 郭启梅, 李保华. 长江三角洲DY03孔有孔虫群落演化及其古环境意义. 古生物学报, 2014, 53(1): 85-91. Wang Xiaoyan, Guo Qimei, Li Baohua. Foraminiferal record of core DY03 at the southern Yangtze delta and its paleoenvironmental implications. Acta Palaeontologica Sinica, 2014, 53(1): 85-91. |
| [50] |
Reimer P J, Bard E, Bayliss A et al. IntCal13 and Marine13 radiocarbon age calibration curves 0-50, 000 years cal BP. Radiocarbon, 2013, 55(4): 1869-1887. DOI:10.2458/azu_js_rc.55.16947 |
| [51] |
Gao L, Long H, Shen J et al. Optical dating of Holocene tidal deposits from the southwestern coast of the South Yellow Sea using different grain-size quartz fractions. Journal of Asian Earth Sciences, 2017, 135: 155-165. DOI:10.1016/j.jseaes.2016.12.036 |
| [52] |
Battarbee R W, Kneen M J. The use of electronically counted microspheres in absolute diatom analysis. Limnology and Oceanography, 1982, 27(1): 184-188. DOI:10.4319/lo.1982.27.1.0184 |
| [53] |
郭玉洁. 中国海藻志, 第五卷第一册, 硅藻门中心纲. 北京: 科学出版社, 2003: 1-493. Guo Yujie. Marine Algae in China, Vol. 5-1:Bacillariophyta Centricae. Beijing: Science Press, 2003: 1-493. |
| [54] |
程兆第, 高亚辉. 中国海藻志, 第五卷第二册, 硅藻门羽纹纲(Ⅰ). 北京: 科学出版社, 2012: 1-173. Cheng Zhaodi, Gao Yahui. Marine Algae in China, Vol. 5-2:Bacillariophyta Pennatae(Ⅰ). Beijing: Science Press, 2012: 1-173. |
| [55] |
程兆第, 高亚辉. 中国海藻志, 第五卷第二册, 硅藻门羽纹纲(Ⅱ). 北京: 科学出版社, 2013: 1-252. Cheng Zhaodi, Gao Yahui. Marine Algae in China, Vol. 5-2:Bacillariophyta Pennatae(Ⅱ). Beijing: Science Press, 2013: 1-252. |
| [56] |
金德祥, 陈金环, 黄凯歌等. 中国海洋浮游硅藻类. 上海: 上海科学技术出版社, 1965: 1-230. Jin Dexiang, Chen Jinhuan, Huang Kaige et al. Marine Planktonic Diatomeae in China. Shanghai: Shanghai Scientific & Technical Publishers, 1965: 1-230. |
| [57] |
金德祥, 程兆第, 林均民等. 中国海洋底栖硅藻(上). 北京: 海洋出版社, 1982: 1-322. Jin Dexiang, Cheng Zhaodi, Lin Junmin et al. Marine Benthonic Diatomeae in China, Vol. 1. Beijing: China Ocean Press, 1982: 1-322. |
| [58] |
金德祥, 程兆第, 刘师成等. 中国海洋底栖硅藻(下). 北京: 海洋出版社, 1992: 1-437. Jin Dexiang, Cheng Zhaodi, Liu Shicheng et al. Marine Benthonic Diatomeae in China, Vol.2. Beijing: China Ocean Press, 1992: 1-437. |
| [59] |
汪品先, 章纪军, 赵泉鸿等. 东海底质中的有孔虫和介形虫. 北京: 海洋出版社, 1988: 1-438. Wang Pinxian, Zhang Jijun, Zhao Quanhong et al. Foraminifera and Ostracoda in the Substrate of the East China Sea. Beijing: China Ocean Press, 1988: 1-438. |
| [60] |
Loeblich A R, Tappan H. Foraminiferal Genera and Their Classification. New York: Springer Science & Business Media, 1988: 1-869.
|
| [61] |
李从先, 汪品先. 长江晚第四纪河口地层学研究. 北京: 科学出版社, 1998: 1-222. Li Congxian, Wang Pinxian. Reasearches on Stratigraphy of the Yangtze River Estuary in Late Quaternary. Beijing: Science Press, 1998: 1-222. |
| [62] |
Liu J, Saito Y, Kong X et al. Delta development and channel incision during marine isotope stages 3 and 2 in the western South Yellow Sea. Marine Geology, 2010, 278(1-4): 54-76. DOI:10.1016/j.margeo.2010.09.003 |
| [63] |
张响, 葛晨东, 殷勇等. 南黄海辐射沙脊群大北槽东沙沉积物地球化学特征及沉积模式研究. 南京大学学报(自然科学), 2014, 50(5): 538-552. Zhang Xiang, Ge Chendong, Yin Yong et al. The geochemical characteristics and sedimentary environment evolution of the Dabeicao channel and Dongsha shoal area among the radial tidal sand ridge system, southern Yellow Sea. Journal of Nanjing University(Natural Sciences), 2014, 50(5): 538-552. |
| [64] |
Jordan R W, Stickley C E. Diatoms as indicators of paleoceanographic events[M]//Smol J P, Stoermer E F. The Diatoms: Applications for the Environmental and Earth Sciences. Cambridge: Cambridge University Press, 2010: 423-452.
|
| [65] |
朱晓东. 苏北沿岸有孔虫壳体破损的一种半定量描述与统计方法. 微体古生物学报, 1996, 13(3): 295-302. Zhu Xiaodong. Two indices for describing destruction of foraminiferal tests:A proposal with illustrations. Acta Micropalaeontologica Sinica, 1996, 13(3): 295-302. |
| [66] |
朱晓东. 长江河口三角洲区有孔虫沉降速度试验. 海洋地质与第四纪地质, 1990, 10(3): 47-58. Zhu Xiaodong. Setting velocity of foraminiferal test:An experiment with samples from the Changjiang River estuary. Marine Geology & Quaternary Geology, 1990, 10(3): 47-58. |
| [67] |
朱晓东, 葛晨东, 蒋松柳等. 江苏中南部潮滩有孔虫特征及其与环境的关系. 海洋学报, 1998, 20(5): 75-82. Zhu Xiaodong, Ge Chendong, Jiang Songliu et al. Foraminifera in tidal flats along Jiangsu middle-south coast and their relations with environment. Acta Oceanologica Sinica, 1998, 20(5): 75-82. |
| [68] |
詹玉芬. 南极半岛西北海域表层沉积物中硅藻的初步研究. 极地研究, 1988, 1(2): 37-43. Zhan Yufen. A study of diatoms in surface sediments from the northwestern sea area of Antarctic Peninsula. Antarctic Research, 1988, 1(2): 37-43. |
| [69] |
龙云作. 珠江三角洲沉积地质学. 北京: 地质出版社, 1997: 1-120. Long Yunzuo. Sedimentary Geology of the Pearl River Delta. Beijing: Geological Publishing Press, 1997: 1-120. |
| [70] |
Suto I. Fossil marine diatom resting spore morpho-genus Xanthiopyxis Ehrenberg in the North Pacific and Norwegian Sea. Paleontological Research, 2004, 8(4): 283-310. DOI:10.2517/prpsj.8.283 |
| [71] |
Jiang H, Seidenkrantz M S, Knudsen K L et al. Diatom surface sediment assemblages around Iceland and their relationships to oceanic environmental variables. Marine Micropaleontology, 2001, 41(1~2): 73-96. |
| [72] |
李铁刚, 江波, 孙荣涛等. 末次冰消期以来东黄海暖流系统的演化. 第四纪研究, 2007, 27(6): 945-954. Li Tiegang, Jiang Bo, Sun Rongtao et al. Evolution pattern of warm current system of the East China Sea and the Yellow Sea since the last deglaciation. Quaternary Sciences, 2007, 27(6): 945-954. |
| [73] |
谢志仁, 袁林旺. 略论全新世海面变化的波动性及其环境意义. 第四纪研究, 2012, 32(6): 1065-1077. Xie Zhiren, Yuan Linwang. Fluctuation characteristics of Holocene sea-level change and its environmental implications. Quaternary Sciences, 2012, 32(6): 1065-1077. |
| [74] |
杨怀仁, 谢志仁. 中国东部近20, 000年来的气候波动与海面升降运动. 海洋与湖沼, 1984, 15(1): 1-13. Yang Huairen, Xie Zhiren. Sea-level changes along the east coast of China over the last 20, 000 years. Oceanologia et Limnologia Sinica, 1984, 15(1): 1-13. |
| [75] |
周洋, 谢叶彩, 陈芳等. 珠江三角洲ZK201-2孔晚更新世以来微体生物群与古环境. 海洋地质与第四纪地质, 2015, 35(4): 113-123. Zhou Yang, Xie Yecai, Chen Fang et al. Microfaunas in hole ZK201-2 at Zhujiang River delta since Late Pleistocene and their implications for paleoenvironments. Marine Geology & Quaternary Geology, 2015, 35(4): 113-123. |
2 State Key Laboratory of Lake Science and Environment, Nanjing Institute of Geography and Limnology, Chinese Academy of Sciences, Nanjing 210008, Jiangsu;
3 Marine Science and Technology College, Zhejiang Ocean University, Zhoushan 316000, Zhejiang)
Abstract
Relative sea-level change has great impacts on the ecological environments in estuarine and coastal areas. The unstable tectonic movement and continuous sediment accumulation superimposed on the climate-mediated sea level change leads to complicated relative sea-level change in the China's east coast. Up till now, how the relative sea-level change in this region since the Late Pleistocene is still in debate. We therefore used the diatom and foraminifera records of core YZ07 from the tidal flat of Dongzao Harbor, Jiangsu Province, to discuss this question. Core chronology was established by accelerator mass spectrometry(AMS) 14C and Optically Stimulated Luminescence(OSL) dating methods. Core YZ07(32.114°N, 121.479°E) was extracted from the tidal flat of Dongzao Harbor, Jiangsu Province. It lies at the transition between the Changjiang River delta and radial sand ridges of the South Yellow Sea. This area is highly sensitive to relative sea-level change due to the strong influences from tidal currents and river hydrology. Core YZ07 is 143.44 m long and the coring recovery rate reaches to 95.6%. This study focused on the upper 52 m of this core where we have established a robust chronology. The chronology shows the absence of(Marine Isotope Stage) MIS 2 in this core. From the evidence of lithology, we speculated that the sediments deposited during this period had been eroded during the Last Deglaciation when transgression happened, which is similar to many other records from this region. Fossil diatom and foraminifera were not preserved very well in the sediments. We found mechanical crushing as the most important factor controlling the preservation of these fossil records. Chemical erosion also has influence on the fossil diatoms. However, these records can still reflect relative sea-level changes because diatom and foraminifera species can only survive in some specific habitats. In Core YZ07, abundance and species of both diatom and foraminifera records showed two transgressions happened during late MIS 3 and early-middle MIS 1. Changes in foraminifera abundance, ratios of allochthonous taxa, porcellaneous and agglutinated tests reflected strong impact of tidal dynamics on sedimentary process during the transgressions, and indicated higher relative sea level in early-middle MIS 1 than in late MIS 3. Diatom record with relative high abundance occurred between 40~52 m along the core profile. The composition of Cyclotella stylorum-Cyclotella striata-Paralia sulcata in the sediments indicated a littoral-intertidal sedimentary environment during the transgressions. Changes in warm-water species(Actinoptychus annulata, Actinoptychus mammifer, Coscinodiscus blanda, Coscinodiscus nodulifer and Thalassiosira nitzschioides) and indicator species(Xanthiopyxis and Thalassiosira oestrupii) reflected a warmer marine environment during the MIS 1 transgression. This may be due to formation and evolution of the modern warm current system in the East China Sea and the Yellow Sea since the Last Deglaciation. Diatom abundance above ca.40 m is very low and the valves are highly broken. Sedimentary facies in this section revealed a transition from middle to high tidal flats, and the upward-fining grain size indicated a gradually weakened sedimentary process and lower relative sea level. A distinct layer with high diatom abundance was identified at a depth of 34.95 m. Considering specific geomorphology and strong influence of tidal wave and currents on sedimentary environment in this region, this layer may be a mark of huge storm surge, although lacking an obvious strata sequence of storm deposits. Micropaleontological records from Core YZ07 indicate two transgressions during the late MIS 3 and early-mid MIS 1, and the latter is stronger than the former. Although this study region has been subsiding consistently since the Late Quaternary, the shoreline retreated and showed a declining sea level. This because the containable space decreased since the mid-MIS 1 due to huge sediment discharge from the Changjiang River.