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《华东师范大学》 2004年
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长江三角洲东部第四纪沉积环境演化:新构造运动、古气候与海平面变化的耦合作用

魏子新  
【摘要】:长江三角洲是我国人口高度集中、经济最发达、城市化程度最高的地区之一。随着对地下水资源、土地及海岸带资源开发强度的不断增大,引发了较为严重的地面沉降、海岸侵蚀或淤积等地质灾害,使长江三角洲地区资源与环境的矛盾日益突出。通过对长江三角洲第四纪沉积环境演化的研究,对三角洲环境演化影响因素、自身发展规律的研究与总结,可以为人类更好地利用土地、地下水资源提供科学的依据。 本次研究中在浦东国际机场(J25)、上海面粉厂(J10)、凤溪镇(FX)及青浦镇(A5)施工了4个钻孔,系统采集了微体古生物、孢粉测试样品,浦东机场孔还采集了古地磁、粒度、粘上矿物样品,J10、FX、A5利用~(14)C、热释光及光释光等方法进行了测年。在以往第四纪地质研究基础上,利用本次取得的资料对长江三角洲东部沉积环境演化规律及新构造运动、古气候及海平面变化等因素在三角洲第四纪沉积环境演化中的表现与耦合作用机制进行了探讨。主要认识如下: 1、构造地质背景与新构造运动控制着长江三角洲沉积盆地的演化,影响着古地理环境与沉积格局。 长江三角洲第四纪沉积盆地明显地受区域断裂构造背景及断裂继承性活动的控制。北东向湖州—苏州断裂控制着长江三角洲第四纪沉积环境演化的分区,北西向的太仓—奉贤断裂、罗店—新场断裂等活动性构造,使长江三角洲东部基岩面呈阶梯状降低。 通过恢复不同地质时期的古地理环境可以清楚地反映新构造运动对长江三角洲东部第四纪早期古地理环境和沉积格局演化的影响,及对古地貌的形态、河流水动力条件及沉积作用演化的明显控制作用。中更新世前古地理环境受太仓—奉贤断裂、罗店—新场断裂构造的控制,太仓—奉贤断裂西侧的松江、金山及奉贤地区为基岩广泛出露的剥蚀区;当时太仓—奉贤断裂与罗店—新场断裂之间山间沟谷已被沉积物充填,为有零星的孤山分布、仍具有一定河床坡度的辫状河流;而罗店—新场断裂东部地势已相对平缓,河流规模逐渐增大,开始发育低弯度曲流河。至中更新世早期,随着长江三角洲东部地壳的持续下沉和第四纪沉积的快速堆积,太仓—奉贤断裂以西演变为低山出露、冲积扇和辫状河流发育的丘陵地带;其东部则为曲流河—洪泛平原的环境特征,“浏南古河道”的发育与空间展布受到罗店—新场断裂的明显影响。 浦东机场钻孔沉积物粒度特征反映了河流沉积环境由上新世晚期的辫状河流向 低弯度曲流河、高弯度曲流河的发展趋势,至中更新世晚期由于持续的构造沉降使长 江洲东部已演变为受海侵影响的河口环境。另外,上新世及第四纪早期沉积物粒度对 构造运动具有明显的响应,上新统中夹数段水平层理发育的粘土层,其偏平、多峰状 的粒度频率累积曲线反映了搬运水动力条件的复杂性,应是多条河流物质的混合直接 注入湖泊环境的表现。湖泊沉积物厚度、粒度变化反映了受构造控制的湖泊短暂的发 展历史。 2、抱粉组合与古气候替代指标较好地反映了古气候冷暖的波动变化,并与粘土 矿物含量、结晶度变化具有较好的对应关系。 在浦东国际机场钻孔袍粉组合特征基础上,利用古气候替代指标喜凉植物花粉系 数(6)、喜温植物花粉系数(。)、耐旱植物花粉系数(Y)及黎/篙(C/A)半定量 地探讨了古气候冷暖变化、一干湿程度。粘土矿物组合、含量及结晶度与气候条件及风 化强度有密切的联系,与袍粉组合反映的古气候变化具有较好的对应关系。浦东国际 机场钻孔划分出了巧个抱粉组合带,抱粉带I的饱粉组合与粘土矿物特征反映出长 江三角洲上新世古气候温暖偏干旱,以高结晶度蒙皂石含量占绝对优势的粘土矿物特 点不仅反映了温暖干旱、半干旱的气候环境,也反映了其快速堆积的沉积环境与中酸 性火山碎屑岩为主的物质来源,上新统粘土矿物以高结晶度的蒙皂石含量占绝对优势 为特点,而一下更新统中则出现了一定含量的高岭石和绿泥石及大量结晶度良好的伊利 石矿物。 第四纪占气候表现为冷暖相间的波动变化。早更新世古气候总体表现为偏冷的特 点,但浦东国际机场抱粉带m中Quercus、Quercus加uca等常绿阔叶植物的出现、下 更新统275米、248米处沉积物中蒙皂石、高岭石含量明显增大、而伊利石与绿泥石 含量则有所减小均反映在早更新世干冷气候中有暂短的温暖气候波动。中更新世是第 四纪时期较为温暖的一个时期,相对应的抱粉带讥反映了温和略湿的针阔叶混交林草 原环境;粘土矿物表现出蒙皂石、高岭石略高于早更新世、上更新世以来沉积物的粘 土矿物含量,伊利石、绿泥石含量略有降低的特点。但粘土矿物含量的强烈波动可以 推断中更新世古气候的强烈波动变化。__卜更新世以来沉积物中饱粉较为丰富,可以较 为清晰地描绘出古气候波动规律。抱粉带姗、抱粉带X反映了较为湿暖的气候环境, 蒙皂石结晶度的峰值变化与袍粉组合具有较好的吻合。全新世气候以未次冰期转暖为 开端,第郑抱粉带(钻孔29.40一20.90米)的抱粉浓度开始明显增大,喜暖植物开始 出现,但饱粉带XW反映出全新世中期气候有短暂的气温下降;之后气温逐渐回暖, 向现代气候演化。 3、海平面变化与古气候波动具有较好的祸合作用关系,晚更新世以来海平面
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