冰后期长江水下三角洲高分辨率层序地层与古环境研究

长江三角洲分陆上和水下两部分，二者面积相当，但研究程度明显是陆上高于水下三角洲。水下三角洲地区存在冰期长江河谷是否存在和流路不确定、冰后期年代地层分辨率不高、海平面变化信息难以准确恢复等问题。本研究拟通过野外钻探获取连续的岩芯，运用Core Scanner等高分辨率岩芯无损探测技术，结合精确的AMS C-14定年方法，以过程-机制研究为核心，以精细成因地层单元划分、对比为手段，开展成因地层学、理论层序地层学和古气候与古环境等综合研究，揭示丰沙大河下切河谷充填层序地层的共性与特性，冰后期海平面上升与融冰水事件在区域上的响应特征与机制，全面掌握全新世长江三角洲的发育演化规律。丰富和提高下切河谷充填层序的理论研究水平，为全球性气候事件与海平面上升情景预测提供重要实例，并为预测在全球变化和人类活动日益增强背景下长江三角洲的趋势性变化提供科学依据。

相对于陆上三角洲，长江水下三角洲晚第四纪地层与古环境研究程度相对较低。本研究对取自20-40 m水深的三口60-70 m长的钻井岩芯开展了沉积学、地质年代学和地球化学等的综合分析，包括岩性描述与地层划分、粒度分析、微体古生物鉴定、1 cm间距的XRF Core Scanner连续无损岩芯探测、常、微量元素分析，以及AMS 14C和210Pb测年分析等，得到以下几点主要认识：（1）海洋沉积物低温热解（<380℃）AMS 14C测年获得的年龄比较接近沉积物堆积的真实年龄，可作为“哑地层”的定年方法，而高温热解AMS 14C测年得到是沉积物中一些陆源输出的老碳年龄，可能比地层真实年龄老数千年至一万多年；（2）约在14 cal kyr BP海平面缓慢上升到达本区，而在随后的1250年里海平面快速上升了约23米，由于长江为丰沙大河，且当时河口就在研究区附近，使得沉积速率与海平面上升基本相持，沉积了一套厚二十余米的河口湾漫潮-潮滩相和潮道-潮滩相沉积，成为研究MWP-1B事件的高分辨率沉积记录；（3）14-11.85 cal kyr BP的河口湾相沉积与9.0-8.0 cal kyr BP期间位于南京-仪征附近的古长江河口湾，以及现代钱塘江河口湾相沉积有重要相似性，如发育沙、泥质层偶、大小潮周期和季节性韵律等特征，是强潮型河口湾沉积的共性；（4）结合近年来发表的可靠的海平面变化数据重绘了14-7.0 cal kyr BP的海平面变化曲线，明显呈“阶梯式”上升，支持了末次冰消期以来曾发生多次融冰水事件造成的快速海平面上升的观点，但发生的时间和海平面的高度与前人有明显的差异，前者可能是区域性响应和测年误差共同造成的，而后者可能是长江口位处构造持续下沉区域，如按年均沉降速率1 mm/yr来校正海平面变化曲线，则结果与前人研究非常接近；（5）Zr/Rb比值可作为流域古洪水事件的代用指标，已恢复的近8000年来古洪水事件发生频率和强度明显与东亚夏季强度变化相一致，反映夏季风降雨是控制长江流域洪水发生的主要因素；（6）元素比值Mo/Al、Cd/Al和Cu/Al可作为河口低氧事件沉积的判别标志，初步判断约8.24 cal kyr BP开始现代长江水下三角洲区域已具备发生季节性低氧的环境，表明河口低氧发育是一种自然过程，近期受到人类活动的影响而有所加剧。