江蘇中部海岸晚第四紀(jì)沉積物的粒度與磁化率特征及其古環(huán)境意義

劉德政，夏非

1. 南京大學(xué)地理與海洋科學(xué)學(xué)院，海岸與海島開(kāi)發(fā)教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，南京 210023

2. 江蘇第二師范學(xué)院城市與資源環(huán)境學(xué)院，南京 211200

粒度作為沉積物最基本和最主要的物理特征，主要受搬運(yùn)介質(zhì)、沉積動(dòng)力、物質(zhì)來(lái)源等因素影響，對(duì)沉積環(huán)境的變化響應(yīng)十分敏感，因此，沉積物粒度特征可作為判別沉積環(huán)境的重要物理標(biāo)志和有效代用指標(biāo)[1-4]。根據(jù)沉積物的粒度組成、參數(shù)及圖解可以很好地揭示沉積物形成的環(huán)境[5-6]。在河口海岸地區(qū)，粒度作為指示古環(huán)境的重要參數(shù)，已得到廣泛應(yīng)用。例如，周連成等和李紅軍等分別對(duì)長(zhǎng)江口和鴨綠江口多根柱狀樣沉積物粒度的分析和對(duì)比表明，沉積物粒度參數(shù)的變化與沉積動(dòng)力有直接聯(lián)系，粒度參數(shù)（分選性、偏態(tài)和峰態(tài)）變化較大反映較動(dòng)蕩的沉積環(huán)境，而變化較小則反映較穩(wěn)定的沉積環(huán)境[7-8]；鄧程文等通過(guò)對(duì)長(zhǎng)江口鉆孔沉積物粒度特征與水動(dòng)力關(guān)系的研究表明，水動(dòng)力條件強(qiáng)、擾動(dòng)較大的沉積環(huán)境往往沉積物粒度較粗，分選性變化較大，顆粒組分集中程度不穩(wěn)定，峰形尖銳[4]；同樣，潘峰等利用錢(qián)塘江鉆孔沉積物粒度資料進(jìn)行了精細(xì)分析和對(duì)比，結(jié)果表明較強(qiáng)的水動(dòng)力條件下粒度參數(shù)變化較大，粒徑較粗，分選較差，峰態(tài)較窄[9]。

沉積物磁化率可以反映自然界中物質(zhì)的磁性特征，可用作分析磁性礦物在時(shí)空上的變化規(guī)律及所代表的環(huán)境變化信息。而且，磁化率的測(cè)量具有快速簡(jiǎn)便、經(jīng)濟(jì)、可重復(fù)率高、不具破壞性和儀器便于攜帶等優(yōu)點(diǎn)[10-11]。因此，磁化率迅速成為一種重要的環(huán)境代用指標(biāo)，受到廣泛的關(guān)注并集中應(yīng)用于黃土、湖泊、深海等環(huán)境研究中[11]，而在海陸交互作用和沉積環(huán)境復(fù)雜多變的河口海岸、三角洲地區(qū)則應(yīng)用較晚，但也取得了不錯(cuò)的研究成果。例如，賈海林等和張瑞虎等發(fā)現(xiàn)河口鉆孔沉積物磁化率在一定程度上可指示水動(dòng)力的強(qiáng)弱，間接反映沉積環(huán)境的演變，磁化率高值指示水動(dòng)力較強(qiáng)，低值指示水動(dòng)力較弱[12-13]；葛宗詩(shī)對(duì)南黃海鉆孔沉積物磁化率的研究表明，磁化率的變化特征基本反映了氣候環(huán)境的變化規(guī)律，即暖濕時(shí)期磁化率相對(duì)增加，寒冷時(shí)期磁化率相對(duì)降低[14]；姚菁通過(guò)渤海南岸鉆孔沉積物磁化率與海面變化的對(duì)比分析，發(fā)現(xiàn)磁化率高值對(duì)應(yīng)高海面時(shí)期，磁化率低值對(duì)應(yīng)低海面時(shí)期[15]。

同時(shí)，前人研究中還發(fā)現(xiàn)沉積物粒度與磁化率存在非常密切的相互關(guān)系，并對(duì)此進(jìn)行過(guò)不少深入的探討[16-20]。由于磁化率受多種因素（沉積動(dòng)力、早期成巖作用、有機(jī)質(zhì)含量等）影響，這些因素又直接或間接地受氣候和環(huán)境條件影響[21-24]，因此，在不同時(shí)空和環(huán)境下粒度和磁化率的相關(guān)性亦有差異，進(jìn)一步探討兩者的相關(guān)性，在一定程度上將有助于認(rèn)清磁化率的物理意義和變化過(guò)程，以及粒度和磁化率所蘊(yùn)含的古環(huán)境信息，對(duì)揭示區(qū)域環(huán)境變化具有重要意義。江蘇中部海岸自晚第四紀(jì)以來(lái)長(zhǎng)期持續(xù)沉降，長(zhǎng)江和黃河都曾以不同時(shí)空組合方式影響這一地區(qū)，因此該區(qū)對(duì)海面變化和海陸環(huán)境變遷反映十分敏感，是研究晚第四紀(jì)河海交互作用沉積的理想?yún)^(qū)域。本文利用江蘇中部海岸07SR01鉆孔，在前人對(duì)鉆孔沉積相認(rèn)識(shí)[25-27]的基礎(chǔ)上，結(jié)合該孔年代框架的最新研究認(rèn)識(shí)[28]，重新判識(shí)沉積相和構(gòu)建年代框架，且依據(jù)該孔沉積物的粒度和磁化率實(shí)驗(yàn)結(jié)果，分析粒度和磁化率的變化特征及相關(guān)關(guān)系，并進(jìn)一步整合上述信息，著重探討該孔粒度和磁化率組合的古環(huán)境指示意義，以此可深化對(duì)江蘇中部海岸晚第四紀(jì)沉積環(huán)境演變的認(rèn)識(shí)，還可為進(jìn)一步深入研究這一古環(huán)境指示意義的形成機(jī)理提供必要的基礎(chǔ)。

1 研究區(qū)概況

位于江蘇岸外、南黃海西側(cè)內(nèi)陸架的輻射沙脊群，介于蘇北廢黃河三角洲與長(zhǎng)江口之間，南北長(zhǎng)約200 km，東西寬約140 km，由70多條沙脊與潮流通道組成，大體上以弶港為頂點(diǎn)呈褶扇狀向海輻散伸展，脊槽相間分布，水深為0～25 m，很少超過(guò)40 m，是現(xiàn)代海岸帶與內(nèi)陸架上的大型海底地貌組合體[29]。本文研究鉆孔07SR01所在的西洋潮流通道位于輻射沙脊群北部，西側(cè)是江蘇中部的潮灘，東側(cè)是輻射沙脊群最大的沙島東沙及其北側(cè)鄰接的亮月沙，呈NNW-SSE方向延伸，寬約12～25 km，長(zhǎng)約80 km，潮道內(nèi)以小陰沙和瓢兒沙為界分為東、西兩個(gè)通道（圖1）。西洋的波浪作用不強(qiáng)，以風(fēng)浪為主，全年的常浪向?yàn)槠玁，強(qiáng)浪向?yàn)镹E；受正規(guī)半日潮影響，西洋平均潮差約3.5 m，在南黃海旋轉(zhuǎn)潮波系統(tǒng)控制下，以往復(fù)型強(qiáng)潮流為主，漲落潮流速都較大，但落潮流量大于漲潮流量，漲落潮轉(zhuǎn)流時(shí)間很短，故不利于泥沙的擴(kuò)散沉積，對(duì)維持深槽有利，最大水深近40 m[26,29-30]。近年來(lái)，西洋潮流通道持續(xù)沖刷拓寬加深，十分有利于沿岸港口航道的穩(wěn)定發(fā)展[31]。

2 樣品采集與實(shí)驗(yàn)分析

2.1 樣品采集

本文研究的07SR01鉆孔由南京大學(xué)于2007年12月在輻射沙脊群西洋西通道內(nèi)鉆取，孔徑71 mm，地理坐標(biāo)為33°15′50″N、120°53′46″E，實(shí)測(cè)水深22 m，孔深36.1 m，取心率達(dá)70%。巖心沿縱向剖開(kāi)，一半用于存檔保留，另一半作為工作心。粒度取樣基本以10 cm為間隔，共獲得229個(gè)樣品。磁化率取樣基本以20 cm為間隔，共獲得104個(gè)樣品。其中，粒度和磁化率各有90個(gè)樣品在同一深度處取樣。

2.2 實(shí)驗(yàn)分析

粒度測(cè)量在南京大學(xué)海岸與海島開(kāi)發(fā)教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室完成，使用英國(guó)Malvern公司生產(chǎn)的Mastersizer 2000型激光粒度儀對(duì)樣品進(jìn)行測(cè)量，測(cè)量粒徑范圍為0.02～2000 μm，多次重復(fù)測(cè)量誤差一般＜2%。所有樣品前處理和測(cè)試均按照國(guó)家海洋局908專(zhuān)項(xiàng)制定的《海洋底質(zhì)調(diào)查技術(shù)規(guī)程》要求的方法與步驟進(jìn)行[32]，其中前處理階段的每個(gè)樣品均為2 g混合均勻樣品。獲得樣品粒度分布數(shù)據(jù)后，根據(jù)Folk-Ward圖解法計(jì)算公式，利用GRADISTAT粒度處理軟件計(jì)算平均粒徑、分選系數(shù)、偏態(tài)、峰態(tài)等4個(gè)粒度參數(shù)，并據(jù)此分級(jí)[33]。

圖 1 南黃海輻射沙脊群西洋潮流通道及07SR01孔位置Fig.1 The location of Xiyang tidal channel and core 07SR01 in the Radial Sand Ridge Field, South Yellow Sea

磁化率測(cè)量在南京大學(xué)地表過(guò)程與環(huán)境實(shí)驗(yàn)室完成，樣品經(jīng)低溫烘干（＜40 ℃）、分散（不損傷自然顆粒）并均勻混合后，稱(chēng)取10 g左右裝入磁化率測(cè)試盒內(nèi)，然后使用英國(guó)Bartington公司生產(chǎn)的MS2型磁化率儀測(cè)量樣品的低頻磁化率（0.47 kHz），為了保證測(cè)量結(jié)果的準(zhǔn)確性，每個(gè)樣品均測(cè)量6次后取其平均值，最后將其換算成質(zhì)量磁化率（本文所提到的磁化率均指質(zhì)量磁化率）。

趨勢(shì)，而與粉砂含量表現(xiàn)為一致變化趨勢(shì)，并且波峰波谷變化明顯且連續(xù)，推測(cè)搬運(yùn)砂和粉砂的動(dòng)力有明顯的變化。相比于粒度，磁化率變化并不強(qiáng)烈，可能反映了磁化率變化的受控因素和指示意義與粒度明顯不同。

07SR01孔沉積物磁化率的變化范圍為（5.8～57.3）×10?8m3·kg?1，平均值為27.0×10?8m3·kg?1，具有明顯的波峰波谷，與相關(guān)粒度組分含量曲線對(duì)應(yīng)較好（圖2）。磁化率變化曲線顯示，26.65～36.10 m磁化率有幾次較小幅度的波動(dòng)，變化范圍為（5.8～42.2）×10?8m3·kg?1，平均值為27.3×10?8m3·kg?1，與全孔平均值相近，總體呈波動(dòng)下降趨勢(shì)，在27.07 m處磁化率快速下降至5.8×10?8m3·kg?1。15.77～26.65 m為 全 孔 磁 化 率 最 低 段，平均值為10.6×10?8m3·kg?1，變化十分平穩(wěn)，僅在21.61 m處有個(gè)微小波峰，變化范圍為（6.4～22.1）×10?8m3·kg?1，在15.92 m處磁化率驟增至22.1×10?8m3·kg?1。0～15.77 m為全孔磁化率最高段，平均值為37.4×10?8m3·kg?1，波動(dòng)十分明顯，變化 范 圍 為（10.2～57.3）×10-8m3·kg?1，其 頂 部0.90～3.79 m處波動(dòng)幅度最大。

3 結(jié)果與分析

3.1 全孔粒度和磁化率的變化特征及相關(guān)性

07SR01孔沉積物的平均粒徑為2.70～6.66 Φ，平均值為4.76 Φ；分選系數(shù)為0.55～3.03，平均值為1.71，分選較好到差，其中以分選性較差的樣品占絕對(duì)優(yōu)勢(shì)；偏態(tài)值為?0.20～0.64，變化范圍較寬，從負(fù)偏到極正偏等4個(gè)偏態(tài)等級(jí)都有，其中又以正偏和極正偏樣品居多，平均值為0.26；峰態(tài)值為0.69～2.52，從寬到很窄等4個(gè)峰態(tài)等級(jí)都有，但絕大多數(shù)屬于中等和窄，平均值為1.14（表1）。此外，根據(jù)Φ值標(biāo)準(zhǔn)做粒級(jí)分類(lèi)（＞8 Φ黏土、4～8 Φ粉砂和＜4 Φ砂）[32]，如圖2所示全孔沉積物粒度組成以粉砂為主，含量為2.92%～84.31%，平均值為51.75%；黏土含量最少，范圍為0～26.24%，平均值為8.25%；砂含量居于兩者之間，變化范圍很廣，最高值為97.07%，最低值為1.73%，平均值為40.00%。值得注意的是，平均粒徑Φ與砂含量表現(xiàn)為鏡像對(duì)稱(chēng)變化

圖 2 07SR01孔沉積物綜合柱狀圖[27,34]Fig.2 Integrated column of core 07SR01 sediments[27,34]

表 1 07SR01孔沉積物粒度參數(shù)Table 1 Grain size parameters of core 07SR01 sediments

為分析07SR01孔沉積物磁化率與不同粒度組分含量間的關(guān)系，本文劃分出黏土（＞8 Φ）、細(xì)粉砂（6～8 Φ）、中粉砂（5～6 Φ）、粗粉砂（4～5 Φ）和砂（＜4 Φ）等5個(gè)粒度組分，并計(jì)算了磁化率與粒度組分含量的相關(guān)系數(shù)（表2）。對(duì)于整個(gè)鉆孔，磁化率與粗顆粒（粗粉砂和砂）組分呈正相關(guān)，明顯與砂組分有更好的正相關(guān)性，說(shuō)明磁性礦物主要賦存于粗顆粒物質(zhì)中。根據(jù)磁化率變化特征可將鉆孔分為3段（圖2），其中下段（26.65～36.10 m）明顯與砂組分呈正相關(guān)，中段（15.77～26.65 m）與粗粉砂組分呈正相關(guān)，上段（0～15.77 m）與整段相似，磁化率與粗顆粒（粗粉砂和砂）組分呈正相關(guān)。

表 2 07SR01孔沉積物粒度組分與磁化率的相關(guān)系數(shù)Table 2 Correlation coefficients between grain size and magnetic susceptibility of core 07SR01 sediments

3.2 不同沉積相粒度和磁化率的變化特征及相關(guān)性

夏非根據(jù)沉積物組分質(zhì)地、顏色、沉積結(jié)構(gòu)與構(gòu)造、宏體和微體古生物等指標(biāo)結(jié)果，對(duì)07SR01孔進(jìn)行了詳細(xì)的沉積相分析和劃分[27]。本文在前人認(rèn)識(shí)[27]的基礎(chǔ)上，結(jié)合磁化率與粒度的垂向變化信息及河口三角洲鉆孔沉積相分析的新近認(rèn)識(shí)[35-38]，重新審視07SR01孔沉積相的識(shí)別與劃分，對(duì)其加以修正完善。除層段1以外，本文對(duì)其余層段（2～5）沉積相的認(rèn)識(shí)均與前人[27]一致。層段1的沉積特征（詳見(jiàn)文獻(xiàn)[27]）與鄰近區(qū)域鉆孔中識(shí)別出的典型潮汐河口分流河道相一致[35-38]，而且分析發(fā)現(xiàn)該段沉積物磁化率和粒度的變化與河口區(qū)沉積動(dòng)力有很好的對(duì)應(yīng)關(guān)系（詳見(jiàn)4.2節(jié)）。因此，修訂后的07SR01孔沉積相序（圖2）為：潮汐河口分流河道相（0～15.77 m）、濱岸沼澤相（15.77～20.50 m）、洪泛平原相（20.50～21.67 m）、淡水湖沼相（21.67～26.65 m）和潮汐河口邊灘、河床相（26.65～36.10 m）。

不同沉積相粒度參數(shù)和磁化率的變化特征及粒度頻率分布曲線如圖2-3及表1所示，可以發(fā)現(xiàn)各參數(shù)及粒度頻率分布曲線在不同沉積相中存在變化，差異明顯。此外，不同區(qū)域和沉積環(huán)境下，磁化率具有不同的變化機(jī)制，與沉積物粒度也有不同的相關(guān)關(guān)系[39]，因此，本文計(jì)算了07SR01孔不同沉積相磁化率和粒度的相關(guān)系數(shù)（表2）。不同沉積相中各參數(shù)和粒度頻率分布曲線的變化特征及磁化率和粒度的相關(guān)性具體如下：

圖 3 07SR01孔不同沉積相代表性樣品的粒度頻率分布曲線Fig.3 Grain size frequency curves of representative samples of different sedimentary facies in core 07SR01

潮汐河口邊灘、河床相（26.65～36.10 m）：沉積物粒度較粗，以砂為主，平均粒徑為2.70～5.81 Φ，平均值為4.02 Φ，為全鉆孔最小值；分選性較好到差（0.55～2.35），平均值為1.56；偏態(tài)從近對(duì)稱(chēng)到極正偏（0.02～0.64），平均值為0.35，絕大多數(shù)樣品呈極正偏；峰態(tài)表現(xiàn)為寬至很窄（0.71～2.53），平均值為1.32，屬窄峰；頻率分布曲線表現(xiàn)為極正偏的主峰突出，位于3 Φ附近，在6 Φ附近出現(xiàn)次峰或細(xì)尾；磁化率值較高，范圍為（5.81～42.16）×10?8m3·kg?1，平均值為27.06×10?8m3·kg?1，明顯與＜4 Φ粒度組分呈強(qiáng)正相關(guān)（相關(guān)系數(shù)0.712）。

淡水湖沼相（21.67～26.65 m）：沉積物粒度變化大，砂含量減少，粉砂和黏土含量有所增加，平均粒徑為2.83～6.50 Φ，平均值為4.66 Φ；分選性較差到差（1.51～2.69），平均值為1.95；偏態(tài)變化范圍大，從負(fù)偏到極正偏（?0.12～0.50），平均值為0.23，絕大多數(shù)樣品呈正偏；峰態(tài)表現(xiàn)為寬至很窄（0.75～1.59），平均值為1.08，屬中等峰；頻率分布曲線為正偏的單峰，主峰位于4.25 Φ附近；磁化率主要與＞4 Φ粒度組分呈弱正相關(guān)（相關(guān)系數(shù)為0～0.2），這與沉積環(huán)境中粗顆粒組分減少有關(guān)。該層磁化率值在所有沉積相中最低，變化趨勢(shì)也最平穩(wěn)，范圍為（8.79～11.08）×10?8m3·kg?1，平均值為9.65×10?8m3·kg?1。

洪泛平原相（20.50～21.67 m）：沉積物粒度變細(xì)，以粉砂為主，砂含量減少，黏土和粉砂含量增加，平均粒徑為4.78～6.24 Φ，平均值為5.48 Φ；分選性較差（1.54～1.94），平均值為1.71；偏態(tài)從近對(duì)稱(chēng)至極正偏（0.11～0.48），以正偏為主，平均值為0.32；峰態(tài)表現(xiàn)為寬至很窄（0.88～1.42），平均值為1.09，屬中等峰；頻率分布曲線為正偏的單峰，主峰位于4.75 Φ附近；磁化率變化范圍為（6.46～19.39）×10?8m3·kg?1，平均值為12.04×10?8m3·kg?1，與＜5 Φ粒度組分呈較強(qiáng)的正相關(guān)（相關(guān)系數(shù)在0.6左右）。

濱岸沼澤相（15.77～20.50 m）：沉積物仍以粉砂為主，砂含量減少，黏土和粉砂含量增加，平均粒徑為4.14～6.55 Φ，平均值為5.66 Φ；分選性較差到差（1.65～3.03），平均值為1.98；偏態(tài)從負(fù)偏到極正偏（?0.15～0.53），以正偏為主，平均值為0.12；峰態(tài)表現(xiàn)為寬至窄（0.70～1.24），平均值為0.87，屬寬峰；頻率分布曲線為正偏的單峰，主峰位于4.75 Φ附近，且8 Φ附近具有明顯的拐點(diǎn)；磁化率值較低，范圍為（7.46～20.04）×10?8m3·kg?1，平均值為10.79×10?8m3·kg?1，主要與＜5 Φ粒度組分呈弱正相關(guān)（相關(guān)系數(shù)在0.1左右）。

潮汐河口分流河道相（0～15.77 m）：沉積物粒度變粗，砂的含量增加，粉砂和黏土的含量有所下降，平均粒徑為2.88～6.66 Φ，平均值為4.86 Φ；分選性中等到差（0.94～2.82），平均值為1.65；偏態(tài)從負(fù)偏到極正偏（?0.20～0.45），平均值為0.25；峰態(tài)表現(xiàn)為寬至很窄（0.69～1.68），平均值為1.14，屬窄峰；頻率分布曲線與層段5相似，主峰突出，位于3.75 Φ附近，在6.5 Φ附近出現(xiàn)次峰或細(xì)尾；磁化率值較高，平均值為37.15×10?8m3·kg?1，波動(dòng)范圍為（10.21～57.25）×10?8m3·kg?1，在所有沉積相中最大，與＜5 Φ粒度組分呈弱正相關(guān)（相關(guān)系數(shù)為0.1～0.3）。

4 討論

4.1 07SR01孔的沉積年代框架

07SR01孔的AMS14C測(cè)年結(jié)果普遍倒置混亂，一方面可能是在強(qiáng)勁的潮流沉積動(dòng)力環(huán)境下，由侵蝕再堆積或受污染等原因所致[28]，另一方面是絕大多數(shù)樣品的測(cè)年結(jié)果＞30 kaBP或超過(guò)測(cè)年上限，誤差較大，故不宜直接采納[40-41]，因此，原先依據(jù)這些14C測(cè)年數(shù)據(jù)建立的07SR01孔年代標(biāo)尺[25-27,42]具有很大的不確定性。在輻射沙脊群潮道內(nèi)，受潮流侵蝕影響，脊間溝槽全新世地層極薄，甚至被完全侵蝕而缺失[43]。最近，夏非等[28]對(duì)南黃海輻射沙脊群西洋潮流通道的淺部沉積層序及其形成演化的再認(rèn)識(shí)表明，前人建立的07SR01孔年代標(biāo)尺[25-27,42]有誤，將第二硬黏土層（應(yīng)形成于MIS 4）誤當(dāng)成第一硬黏土層（形成于MIS 2），其主體應(yīng)是晚更新世沉積，且第一硬黏土層多被潮流侵蝕而缺失。此外，07SR01孔磁化率的急劇變化與沉積環(huán)境的分界相對(duì)應(yīng)，很好地指示了沉積階段的轉(zhuǎn)換。因此，基于研究區(qū)淺部沉積層序形成演化的最新研究認(rèn)識(shí)和磁化率分析結(jié)果，新構(gòu)建的07SR01孔沉積年代框架（圖2）為：0～15.77 m（MIS 3時(shí)期）、15.77～26.65 m（MIS 4-3時(shí)期）、26.65～36.10 m（MIS 5晚期）。

4.2 07SR01孔粒度和磁化率組合的古環(huán)境意義

河海交互作用地區(qū)的沉積物粒度和磁化率的變化可以指示環(huán)境的變化[4-9,12-15,44]，且以上分析顯示07SR01孔沉積物粒度和磁化率對(duì)沉積環(huán)境變化有較好的響應(yīng)，故結(jié)合北半球晚更新世氣候與相對(duì)海面變化[34,45-46]以及該孔年代框架和沉積相的研究認(rèn)識(shí)，可以將MIS 5晚期至MIS 3的江蘇中部海岸環(huán)境演化劃分為以下3個(gè)階段：

階段I（36.10～26.65 m，MIS 5晚期）：沉積物粒徑較粗，粒度組成以砂為主且含量很高，粉砂和黏土含量很低，分選性、偏態(tài)和峰態(tài)波動(dòng)大，頻率分布曲線呈現(xiàn)極正偏的窄峰和具有“拖細(xì)尾”現(xiàn)象，反映出較強(qiáng)的水動(dòng)力條件和潮流作用[47]，磁化率較高且波動(dòng)明顯，與磁性礦物主要富集在粗顆粒組分中有關(guān)，進(jìn)一步指示了MIS 5暖期高海面背景下，較強(qiáng)水動(dòng)力作用的潮汐河口邊灘、河床環(huán)境。前人研究結(jié)果表明，長(zhǎng)江沉積物粒度較粗、磁化率較高且磁性礦物主要富集在粗顆粒物質(zhì)中[12-13,19]，而該階段的沉積物粒度和磁化率特征與之相似，并且當(dāng)時(shí)研究區(qū)位于古長(zhǎng)江河口區(qū)[48]，故推測(cè)該階段研究區(qū)主要受古長(zhǎng)江物源的影響。

階段II（26.65～15.77 m，MIS 4-3時(shí)期）：根據(jù)沉積物磁化率和粒度的變化特征及沉積相信息，該階段可再細(xì)分為階段II1（26.65～20.50 m）和階段II2（20.50～15.77 m）。階段II1沉積物粒度組成細(xì)化，砂的含量急劇降低，粉砂含量急劇升高，黏土含量變化不明顯，分選性波動(dòng)變小，偏態(tài)由極正偏變?yōu)檎?，峰態(tài)變寬；磁化率保持在低水平且變化相當(dāng)平穩(wěn)，出現(xiàn)整個(gè)鉆孔中的最低值，這與沉積環(huán)境中粗顆粒輸入減少有關(guān)，說(shuō)明該階段較階段I所處環(huán)境水動(dòng)力條件有所減弱且趨于穩(wěn)定，水位和氣溫出現(xiàn)下降，對(duì)應(yīng)于MIS 4冷干氣候和海面下降背景下的淡水湖沼和洪泛平原環(huán)境。階段II2沉積物粒徑繼續(xù)變細(xì)，砂的含量繼續(xù)減少，粉砂含量繼續(xù)增加，黏土含量明顯增加，分選性再次明顯波動(dòng)，正偏為主的雙偏態(tài)特征反映了水動(dòng)力條件增強(qiáng)背景下，沉積物組分出現(xiàn)粗細(xì)兩類(lèi)的交替沉積，頻率分布曲線細(xì)粒端拐點(diǎn)明顯，可能是沉積動(dòng)力過(guò)程發(fā)生變化，受海水影響所致[4,6]。此外，磁化率雖仍保持在低水平但開(kāi)始波動(dòng)，進(jìn)一步說(shuō)明階段II2較階段II1所處環(huán)境水動(dòng)力條件有所增強(qiáng)，水位和氣溫有所上升，對(duì)應(yīng)于MIS 4向MIS 3過(guò)渡、MIS 3海侵背景下的濱岸沼澤環(huán)境?？傮w而言，階段II沉積物粒徑變細(xì)，分選性稍變差但更穩(wěn)定，偏態(tài)以正偏為主，峰態(tài)變寬，頻率分布曲線表現(xiàn)為向細(xì)粒端移動(dòng)的正偏寬峰，磁化率較低且穩(wěn)定，均指示了以陸相和濱岸沼澤相為主的低能穩(wěn)定、氧化和還原性都曾較強(qiáng)的低水位環(huán)境，對(duì)應(yīng)冷干轉(zhuǎn)為暖濕的氣候條件下、海面先下降后上升的MIS 4-3時(shí)期。此外，該階段曾長(zhǎng)期滯水和處于還原環(huán)境，在對(duì)應(yīng)層位還發(fā)現(xiàn)鐵錳結(jié)核，這是早期成巖作用的標(biāo)志之一[49]，沉積物在還原條件下發(fā)生的早期成巖作用會(huì)導(dǎo)致磁性礦物的溶解和相變，并與沉積物有機(jī)質(zhì)含量密切相關(guān)，有機(jī)質(zhì)的分解會(huì)消耗水體中的溶解氧，形成還原環(huán)境，促使含鐵礦物發(fā)生溶解，降低磁性礦物含量，從而導(dǎo)致磁化率較低[21-23]，故推測(cè)該階段磁化率較低可能與早期成巖作用有關(guān)。

階段III（15.77～0 m，MIS 3時(shí)期）：相比于上一階段，該階段沉積物平均粒徑增大，砂的含量迅速增加，粉砂和黏土的含量有所減少，分選性波動(dòng)明顯和變化范圍變大，頻率分布曲線表現(xiàn)為向粗粒端移動(dòng)的極正偏窄峰且具有“拖細(xì)尾”現(xiàn)象，峰態(tài)變窄，磁化率迅速升高、波動(dòng)頻繁且幅度很大，反映了水位上升、河口多種強(qiáng)水動(dòng)力交互作用的復(fù)雜性，在沉積構(gòu)造上也表現(xiàn)為砂泥互層、特定型式的潮汐韻律層理（圖4），對(duì)應(yīng)著MIS 3弱暖期海面波動(dòng)上升背景下的潮汐河口分流河道環(huán)境。此外，相比于同樣磁化率高且波動(dòng)的階段I，該階段粗顆粒物質(zhì)輸入減少（砂含量低于階段I），且磁化率與粗顆粒組分的正相關(guān)性變?nèi)?，可能說(shuō)明該階段沉積物的來(lái)源相比于階段I發(fā)生了變化。該時(shí)期長(zhǎng)江向南遷移，逐漸遠(yuǎn)離研究區(qū)，向北輸入物質(zhì)有限，而黃河經(jīng)蘇北注入南黃海[43,50]，在沿岸流攜帶黃河物質(zhì)南下的情況下，研究區(qū)受到MIS 3蘇北古黃河的物源影響增強(qiáng)[27-28]。

圖 4 07SR01孔潮汐河口分流河道相沉積層的典型沉積構(gòu)造照片圖中數(shù)字表示鉆孔進(jìn)尺深度（單位：cm）。Fig.4 Photos of core 07SR01 showing typical sedimentary structures of distributary channel facies in tidal dominated estuary The numbers in the figure indicate the core drilling depth（unit: cm）.

5 結(jié)論

07SR01孔沉積物粒度和磁化率對(duì)沉積環(huán)境變化有較好的響應(yīng)，具有一定的環(huán)境指示作用，結(jié)合北半球晚更新世氣候與海面變化以及該孔年代框架和沉積相的研究認(rèn)識(shí)，可以將MIS 5晚期至MIS 3的江蘇中部海岸環(huán)境演化劃分為以下3個(gè)階段：

（1）MIS 5晚期較高海面、較強(qiáng)水動(dòng)力的潮汐河口（邊灘、河床）階段（36.10～26.65 m），該階段沉積物主要受古長(zhǎng)江物源影響，粒度粗，分選性波動(dòng)大（0.55～2.35），粒度頻率分布曲線呈極正偏的窄峰（主峰位于3 Φ附近）且“拖細(xì)尾”，磁化率較高、波動(dòng)小[(5.81～42.16)×10?8m3·kg?1]，并且與砂組分（＜4 Φ）呈強(qiáng)正相關(guān)。

（2）MIS 4-3時(shí)期冷干轉(zhuǎn)為暖濕、海面先下降后上升和較弱水動(dòng)力的淡水與濱岸湖沼階段（26.65～15.77 m），該階段沉積物細(xì)，分選性穩(wěn)定（1.51～3.03），粒度頻率分布曲線呈正偏的寬峰（主峰位于4.75 Φ附近），磁化率低且穩(wěn)定[(6.46～20.04)×10?8m3·kg?1]，主要與粗粉砂組分（4～5 Φ）呈弱正相關(guān)。

（3）MIS 3時(shí)期較高海面、較強(qiáng)水動(dòng)力的潮汐河口（分流河道）階段（15.77～0 m），該階段沉積物受MIS 3蘇北古黃河的影響增強(qiáng)，粒度較粗，分選性波動(dòng)大（0.94～2.82），粒度頻率分布曲線呈極正偏的窄峰（主峰位于3.75 Φ附近）且“拖細(xì)尾”，磁化率較高、波動(dòng)大[(10.21～57.25)×10?8m3·kg?1]，并且與砂和粗粉砂組分（＜5 Φ）呈弱正相關(guān)。

致謝：南京大學(xué)黎剛博士、孫祝友博士和張寧碩士參加過(guò)鉆孔野外采樣和室內(nèi)實(shí)驗(yàn)工作，審稿專(zhuān)家提出了許多富有建設(shè)性的修改意見(jiàn)，在此一并表示感謝！