HQ03孔(坐标31° 37'N, 121° 24'E, 地面标高5.40, m)位于江苏省泰兴市黄桥镇东端(图1), 钻探深度72.3, m, 获无扰动岩心长63.2, m, 取心率为87.4%; 除底部因沉积物粒度较粗取心率偏低外, 其余基本连续; 由于该孔位于此前报道的HQ98孔(Hori et al., 2001)东侧1.5, km处, 故借用HQ98孔年代标注于柱状图左侧(图 2).

图1

Fig.1

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	图1 研究区位置及钻孔分布Fig.1 Location of study area and distribution of drilling holes

图2

Fig.2

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	图2 黄桥HQ03孔粒度分析, 微体古生物数量统计与沉积相, 层序划分Fig.2 Grain analysis, microfossils content and division of sedimentary facies and sequence in Hole HQ03 in Huangqiao town

该孔分为16层(图 2), 自下而上依次为:

1) 71.7~72.3 m, 以绿灰色泥质砂为主, 泥质含量较高, 沉积物结构较致密, 略有胶结.

2) 67.6~71.7, m, 黄灰--绿灰色含砾粗砂; 砾石平均含量约占30%, 成分不一, 呈次磨圆--次棱角状, 直径多为2~4, mm, 少数达1, cm以上, 底部最大者有6, cm, 至少可见6层10~20, cm厚, 直径1, cm以上的砾石相对富集层, 另见2层较薄的细砾富集层.该层平均粒径(Mz)为-0.6~0.06 Ф , 标准偏差(SD)为1.57~2.13, 分选较差--差, 与下伏地层突变接触, 推断为河床沉积.

3) 62.9~66.7, m, 灰黄色含砾中粗砂和绿灰色含砾细中砂; 砾石多为次棱角状, 直径一般为2~4, mm, 1, cm左右大小的亦可见, 且在含砾中--粗砂中见较多下伏的灰黄色含砾中--粗砂与上覆绿灰色含砾细--中砂构成的6~7个旋回; 其中所见含砾中--粗砂层一般厚5~20, cm, 含砾细--中砂层厚20~40, cm, 二者皆有向上变薄的趋势; 每个旋回的底部均有侵蚀面或突变面, 与下伏地层突变接触.该层Mz为1.44~2.37 Ф , SD为1.06~1.60, 分选较差, 局部可见平行层理, 推断仍为河床相沉积.

4) 61.0~62.9, m, 为灰色含粉砂中--细砂; 发育平行层理和水平纹理, 碳质含量较高, 碳质碎屑多见于层面, 常构成黑色纹理, 并可见数个碳质透镜体; Mz为2.52~5.69 Φ , SD为1.22~1.92, 分选较差, 与下伏地层渐变接触; 下部为河床相沉积, 顶部为河漫滩沉积.

5) 57.7~59.2, m, 绿灰色细砂; 局部泥质含量高, 发育交错层理和水平层理, 多见黑色碳质纹层; Mz为3.28~5.83 Φ , SD为1.36~1.62, 分选较差, 推断为河床摆动迁移时产生的河床和河漫滩沉积.

6) 47.3~57.7, m, 灰色含粉砂中--细砂, 可分为两段:下段(50.6~57.7, m)为块状绿灰色含粉砂中--细砂, 不显层理, 仅中部出现两层10, cm厚具水平层理的泥质层, Mz为2.00~3.13, Φ , SD为0.93~1.96, 分选中等--较差; 上段(47.3~50.6, m)为绿灰色粉砂质中--细砂, 泥质含量有所增加, 见平行层理, Mz为2.35~5.84 Φ , SD为1.10~2.06, 分选较差.该层与下伏地层渐变接触, 为河床沉积.

7) 45.7~47.3, m, 灰色黏土质粉砂; 细砂以上颗粒含量小于5%, 不显层理, 可见完整的非海相腹足类副豆螺Parabythenia sp.及浅灰色钙质结核; Mz为6.38~7.50 Φ , SD为1.39~1.63, 分选较差, 与下伏地层渐变, 为河漫滩沉积.

8) 40.6~45.7, m, 灰白色粉砂质细砂与灰色细砂质粉砂互层; 底为40, cm厚的块状绿灰色细--中砂, 发育水平及交错纹理; Mz为3.57~5.30, Φ , SD为1.30~1.93, 分选较差, 与下伏地层呈突变接触关系, 推断为河床沉积.

9) 35.9~40.6, m, 灰色黏土质粉砂; 泥质含量高, 基本为块状, 局部发育水平纹理, 可见较多壳体完整的淡水副豆螺, 碳化植物碎片, 直径达3, cm的碳化植物根茎, 棕黄色钙质结核及生物潜穴, 见海相介形类1瓣, 非海相介形类4瓣, 以及淡水腹足类碎片4瓣.该层Mz为4.17~7.54 Φ , SD为1.33~2.03, 分选较差, 与下伏地层渐变接触, 为河漫滩相沉积.

10) 32.7~35.9, m, 灰绿色粉砂质细砂与灰色细砂质粉砂; 由两个自下而上由粗变细的序列组成, 每个序列底部为灰绿色砂质沉积, 不显层理, 中部发育平行层理, 顶部泥质含量增多, 发育水平层理, 可见钙核; Mz为3.72~5.67 Φ , SD为1.55~1.99, 分选较差, 与下伏地层突变接触, 推断为两个河床--河漫滩序列.

11) 28.1~32.7, m, 灰色泥质层; 不显层理, 见植物碎片, 钙核发育, Mz为6.37~7.17 Φ , SD为1.32~1.61, 分选较差; 33.1, m处见副豆螺1个, 与下伏地层为渐变接触关系, 为河漫滩沉积.

12) 24.4~28.1, m, 灰绿, 灰黄色中细砂; 块状不显层理, 见贝壳碎片, 泥砾, 有孔虫及海相双壳类碎块; Mz为2.40~2.61 Φ , SD为0.84~1.32, 分选中等--较差, 与下伏地层侵蚀接触, 冲刷面位于28.14, m处(图 3), 其上略见贝壳碎片, 受海洋影响比较明显.

13) 16.6~24.4, m, 绿灰色粉砂质细砂; 以块状砂为主, 局部见浅色细砂纹层与深色粉砂纹层构成的平行或波纹层理; 见有孔虫, 且以底栖的毕克卷转虫变种Ammonia beccarii vars.(Lineé )为主; Mz为3.21~4.22 Φ , SD为0.99~1.55, 分选较差, 为受潮汐影响的河口砂质沉积.

14) 8.9~16.6, m, 绿灰色细砂; 基本不显层理, 局部见发育不良的细砂--粉砂互层层理; 可见有孔虫; Mz为2.68~4.40 Φ , SD为0.77~1.75, 分选中等--较差, 为受潮汐影响的河口砂质沉积.

15) 3.1~8.9, m, 绿灰色粉砂质细砂, 可分两段:下段(5.9~8.9, m)以块状砂为主, 局部见暗色粉砂纹层富集形成的平行和水平纹理; 上段(3.1~5.9, m)仍以砂质为主, 但平行层理普遍, 向上粉砂增多, 出现泥质条带及砂--泥韵律层, 水平层理, 相当于在水下的中潮坪; 顶部(3.1~4.1, m)因水位频繁波动, 多次暴露空气中, 加之流水搬运, 多出现顺层, 斑点状潴育化(铁染), 以致总体呈棕黄色, 略见有孔虫, 自下而上由中潮坪在4.1, m处突变为高潮坪(图 4-B); Mz为3.02~4.29 Φ , SD为0.88~1.60, 分选中等--较差, 为受潮汐影响的河口砂质沉积.0.5~3.1, m, 棕黄--土黄色细砂质粉砂, 自下而上分3段:2.0~3.1, m, 呈棕黄色, 浸润状, 斑点状及顺层潴育化发育, 出现砂--泥韵律层理, 且纹层相对较厚, 可见有孔虫; 1.4~2.0, m, 浅棕黄色, 见潴育斑点, 波状砂--泥纹层细密, 1.73, m处见3, cm厚黑色碳质富集层(图 4-A), 为三角洲沉积物顶部的积水湖沼沉积, 显示已成陆, 其上所见一枚有孔虫并不代表多强的海水影响; 在北方沿海平原, 则以该层位泥炭测年结果作为成陆时间(王强等, 2008; Wang et al., 2008); 0.5~1.4, m, 致密块状砂质沉积, 顶部渐变为土黄色, 见完整的副豆螺标本, 显示曾经积水; Mz为4.25~5.23, Φ , SD为1.13~1.50, 分选较差.

图3

Fig.3

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	图3 黄桥HQ03孔2.58~30.33, m地层主要岩心照片Fig.3 Main core photos at depth of 2.58~30.33, m in Hole HQ03 in Huangqiao town

图4

Fig.4

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	图4 HQ03孔顶部地层泛滥平原(A)与中潮坪向高潮坪的转化(B)Fig.4 Flood plain (A) and change from middle tidal flat to high tidal flat (B) at top strata in Hole HQ0316)

HM03孔(坐标121° 09'E, 31° 53'N, 地面标高4.0, m)位于江苏省海门市西郊张南村, 钻探深度80.3, m, 获无扰动岩心71.2, m, 取心率为88.7%.

该孔分为11层(图 5), 自下而上依次为:

1) 79.0~80.3, m, 绿灰色细砂质粉砂; 不显层理, 平均粒径(Mz)为2.72~5.56 Φ , 标准偏差(SD)为1.60~1.95, 分选较差, 为河床沉积.

2) 77.2~79.0, m, 绿灰色含砾细砂, 夹黄灰色含砾中--粗砂; 自下而上由粗变细; 含砾粗砂渐变为含砾中砂及含砾中--细砂, 块状不显层理, 仅局部(77.3~77.6, m)略见平行层理; Mz为1.27~2.69 Φ , SD为1.02~1.76, 分选较差, 与下伏地层突变接触, 为河床沉积.

3) 68.7~77.2, m, 绿灰色细砂, 见平行层理, 其余层段不显层理; Mz为2.35~3.64 Φ , SD为1.00~1.87, 分选较差, 为河床沉积.

4) 65.7~68.7, m, 黄灰色含砾粗砂与绿灰色含砾细砂; 见7层10~20, cm厚含砾粗砂, 砾石次棱角状, 长轴一般为2~4, cm, 最大4.5, cm; 上部(65.7~66.2, m)含砾细砂中砾石含量向上逐渐减少, 粒度逐渐变细; Mz为0.58~2.14 Φ , SD为1.09~1.92, 分选较差, 与下伏地层突变接触, 为河床沉积.

5) 60.1~65.7, m, 灰色黏土质粉砂夹细砂透镜体及薄层; 总体呈向上变粗趋势, 可分为3段; 下段黏土含量较高, 发育块状层理, 见较多钙结核, Mz为6.22~7.04 Φ , SD为1.55~1.68, 分选较差; 中段见水平和透镜状层理, 细砂透镜体及夹层, 亦见钙结核, 黑色富碳质透镜体及有孔虫, Mz为4.07~6.58 Φ , SD为1.65~2.58, 分选较差--差; 上段水平和透镜状层理更发育, Mz为2.86~5.92 Φ , SD为1.24~1.97, 分选较差.该层与下伏地层呈渐变接触关系, 为河漫滩沉积.

6) 40.6~60.1, m, 灰黄色中砂, 绿灰色细砂, 夹灰色黏土质粉砂; 细砂显平行层理, 中砂层大多不显层理, 一般厚40~60, cm, 局部因夹泥质条带而呈脉状层理, 多见不可鉴定的生物碎片, 亦可见泥砾; 黏土质粉砂有时以脉状或小于1, cm厚薄层见于砂质单层中, 有时成10~20, cm厚具砂--泥韵律和水平层理的泥质单层; 54~59, m见较多以底栖卷转虫类为主的有孔虫, 及以广盐种典型中华美花介Sinocytheridea impressa(Brady)为主的海相介形类; 58.0, m与56.4, m分别见2~3, cm厚黑色富碳透镜体, 其中58.0, m处有机质黏土测得¹⁴C年龄为8700± 120 a BP.(半衰期5568 a, 实验室编号:2004y059).沉积物Mz变化幅度大, 为1.61~6.39 Φ ; SD变化范围也较大, 为0.98~2.29, 分选中等--差, 与下伏地层渐变接触, 推断为河口潮汐沉积.

图5

Fig.5

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	图5 海门HM03孔粒度分析, 微体古生物数量统计与沉积相, 层序划分(图例同图1)Fig.5 Grain analysis, microfossils content and division of sedimentary facies and sequence in Hole HM03, Haimen(Legends as shown in Fig.1)

7) 27.9~40.6, m, 浅灰--灰色黏土质粉砂; 夹砂质薄层与透镜体, 泥质含量较高, 呈块状; 富砂段呈砂--泥互层状, 见透镜状层理和水平纹理; 自下而上泥质纹层逐渐变厚变密, 砂质纹层逐渐变稀变薄, 其中多见单向, 双向交错层理及生物潜穴, 见完整海相双壳类毛蚶Arca sp.壳体, 较多的底栖有孔虫及少量的海相介形类碎片.该层Mz为3.76~6.84 Φ , SD为1.39~1.97, 分选较差, 与下伏地层渐变接触.推断该层为水深逐渐增大的河口湾潮汐沉积.

8) 26.2~27.9, m, 灰色黏土质粉砂, 层理发育不良, 极少见砂质纹层, 罕见生物潜穴; 所见有孔虫以底栖的卷转虫Ammonia为主, 海相介形类以典型中华美花介为主; Mz为5.88~7.18 Φ , SD为1.43~1.89, 分选较差, 与下伏地层渐变接触; 推断为浪基面之下的河口湾--前三角洲--浅海沉积.

9) 11.1~26.2, m, 浅灰色粉砂质细砂和泥质细砂; 可分为4段, 每两段构成一个粒度向上变粗的序列.

9-1段(23.8~26.2, m), 泥质细砂; 均为砂--泥韵律层, 见波状, 透镜状, 脉状层理, 砂质纹层中见交错层理; 泥质含量相对较高, 泥质纹层与砂质纹层的厚度, 数量大致相当; Mz为3.27~6.60, Φ , SD为1.37~1.63, 分选较差, 见有孔虫, 海相介形类和硅藻; 与下伏地层渐变接触.

9-2段(19.7~23.8, m), 粉砂质细砂, 主要为块状, 局部见平行层理, 夹3层厚约30 cm, 具砂--泥韵律的相对富泥层, 砂质层中见交错层理; Mz为2.63~4.43 Φ , SD为0.77~1.89, 分选中等--较差; 含多量的介形类和有孔虫, 微体生物壳体普遍氧化, 反映当时水深较浅, 沉积物曾出露水面, 或水动力较强, 微体生物曾被水流抛洒到暴露环境, 与北方河北省黄骅沿海刘洪博村遥感卫片中古河道处钻孔2 ka余河口坝层段微体生物埋藏状况(王强等, 2007)相近.

9-3段(15.5~19.7, m), 泥质细砂, 见直径3, cm的次棱角状砾石, 深褐色富碳质透镜体, 灰黑色含碳质粉砂, 细砂层; 该段出现交错层理, 羽状双向交错层理, 脉状层理, 波状和水平层理等; 含大量白色贝壳碎片及较完整的河口--近海相双壳类光滑蓝蛤Aloides laevis (A.Adams)壳体, 较多的有孔虫和海相介形类, 且其壳体大多氧化, 可能系水深变浅而造成, 尚见淡水介形类土星介Ilyocypris; 16.3, m处的黑色植物残体¹⁴C测年为5060± 1060 a BP(实验室编号:2004y055).该段Mz为2.86~5.66 Φ , SD为1.00~1.99, 分选较差.

9-4段(11.1~15.5, m), 块状含粉砂细砂; 从13.6, m开始往上逐渐由绿灰色变为灰黄色, 偶见发育不良的平行层理, 见较多白色贝壳碎片, Mz为2.71~3.79 Φ , SD为1.00~1.91, 分选较差, 见以底栖种为主的有孔虫.

9-1和9-3段沉积物较细, 9-2和9-4段沉积物较粗, 构成两套向上变粗的序列, 可能系河口砂坝迁移, 叠置所致.

10) 1.7~11.1, m, 灰--黄灰色含黏土细, 粉砂, 向上泥质含量增加, 变细, 泥质层段与砂质层段交替出现; 泥质层段中砂--泥互层层理发育, 见水平状, 透镜状, 波状和脉状层理, 砂质层中见交错层理; 砂质层段多呈块状, 或发育平行层理; 顶部可见生物潜穴构造.该层所见微体生物属种与数量最多, 1个样中可超过500个体; 有孔虫小个体双列壳类的强壮箭头虫Bolivina robusta Brady和条纹判草虫Brizalina striatula(Cushman), 卷转虫类的多变假轮虫Pseudorotalia gaimardii(d'Orbigny), 冷水面颊虫Buccella frigida(Cushman), 优美花朵虫Florilus decarus(Cushman et MaCulloch)和毕克卷转虫变种皆有出现, 指示正常海相环境的有孔虫具缘小泡虫Bulimina marginata d'Orbigny, 耳状脓泡虫Cancris auriculus(Fichtel et Moll)和波罗的透明虫Hyalina baltica(Schroeter)亦有出现; 此外还见有开放海相介形类二津满刺艳花介Acanthocythereis niitsumai(Ishizaki), 广盐海相介形类丰满陈氏介Tanella opima Chen, 腹结细化介Leptocythere ventriclivosa Chen和中华洁面介Albileberis sinensis Hou等, 其中相当一部分介形类壳体受到氧化, 反映曾经历过水位下降和暴露大气下遭受氧化的过程.该层沉积物Mz为3.13~5.69 Φ , SD为1.00~1.95, 分选较差, 与下伏地层呈渐变接触关系, 推断为受潮汐改造的三角洲前缘汊道河床沉积.

11) 1.3~1.7, m, 棕黄色粉砂; 发育毫米级砂--泥层理, 见较多潴育化斑点及铁质结核, 显示浅水环境, 因水位波动频繁而被氧化; 1.4, m处见有孔虫, 其中有典型的广盐种中华假圆旋虫Pseudo-gyroidina sinensis Zheng, 尚见中国南北方海侵边缘区最常见的广盐海相介形类向岛薄丽星介Dolerocypria mukaishimensis Okubo; 该层Mz为5.04 Φ , SD为1.31, 分选较差, 与下伏地层渐变接触, 为三角洲平原亚相.

CX03孔(坐标121° 41'E, 31° 24'N, 地面标高3.2, m)位于上海市宝山区长兴乡, 钻孔深度89.9, m, 取心率仅为64.5%.

该孔可分为8层(图 6), 自下而上依次为:

1) 89.8~89.9, m, 深灰色黏土质粉砂; 平均粒径为7.38 Φ , 黏土含量高达30%, 几乎不含砂质, 较硬, 为硬黏土层, 按前期积累经验(李从先等, 1996), 判断为长江三角洲地区第2硬黏土层.

2) 73.1~89.8, m, 灰黄--青灰色含砾粗砂与绿灰色细--中砂及灰色黏土质粉砂; 可见11个含砾砂层, 且大致分为两段:下段(81.4~89.8, m)为灰黄--青灰色含砾粗砂与绿灰色细--中砂, 块状不显层理, 砾石多为细砾, 最大可达3~4, cm, 呈次棱角--次圆状; 可见有孔虫, 如暖水种施罗德假轮虫Pseudorotalia schroeteriana(Parker et Jones), 该种在中国东部沿海地层中仅见于全新世之前(闵秋宝和汪品先, 1979), 故而其出现应是河流侵蚀较早时期海相地层所致; 上段(73.1~81.4, m)除河床相沉积物外, 尚见致密块状灰色黏土质粉砂与砂质充填的生物潜穴, 为河漫滩沉积.该层下段沉积物Mz为-0.15~2.97 Φ , 上段沉积物平均粒径(Mz)为6.42~6.84 Φ , 标准偏差(SD)为0.89~2.12, 分选中等--较差.

图6

Fig.6

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	图6 长兴CX03孔粒度分析, 微体古生物数量统计与沉积相, 层序划分(图例同图1)Fig.6 Grain analysis, microfossils content and division of sedimentary facies and sequence in Hole CX03, Changxing island (Legends as shown in Fig.1)

3) 62.8~72.4, m, 灰--绿灰色含黏土粉--细砂, 含黏土细--粉砂与黏土质粉砂; 泥质层段大量发育砂--泥韵律层, 见水平, 脉状, 波状和透镜状层理, 砂质层中广泛发育平行层理, 交错层理及双向交错层理, 反映了受往复水流作用, 可见有孔虫; 沉积物Mz为3.87~6.57 Φ , SD为1.49~2.09, 分选较差--差.鉴于典型潮汐层理和有孔虫的出现, 判断此层为受潮汐影响的河漫滩沉积.

4) 56.3~58.0, m, 灰黄色细砂; 块状, 含白色细小生物壳碎片及有孔虫, 见直径3, cm的灰色泥砾, 以及10, cm厚具平行层理的青灰色细砂夹层; 底部为较粗的中粗砂, 且见小砾石及泥砾; Mz为3.09~3.27 Φ , SD为0.96~1.38, 分选中等--较差, 与下伏地层突变接触.该层底部冲刷面及其上的粗粒含砾沉积, 块状砂, 反映了较强水动力作用下的快速堆积, 可能系河床的一次突然摆动所致.

5) 39.2~56.2, m, 灰--灰黄色含黏土细砂质粉砂; 广泛发育砂--泥韵律层, 砂质层段见脉状层理, 泥质层段见透镜状层理及水平纹理, 大致可分为3段:下段(53.8~56.2, m)以泥质纹层为主, 砂质纹层较稀疏, 且多为毫米级薄层, 发育水平纹理和透镜状层理, 可见3, cm厚棕褐--深灰色富炭层; 中段(47.1~53.8, m)以砂质纹层为主, 且该纹层比上段多且厚, 发育水平层理, 透镜状和脉状层理, 砂质层中见单向及双向交错层理; 上段(39.2~47.1, m)以泥质纹层居优, 发育透镜状层理和水平纹理, 砂质层中发育单--双向交错层理, 可见有孔虫, 海相介形类, 海相双壳类, 以及极少完整的淡水介形类粗糙土星介Ilyocypris salebrosa Stepanaitys壳体, 且介形类与大多数有孔虫壳皆遭氧化呈黄色, 出现生物潜穴, 成土初期的根管等, 显示浅水沉积环境, 并因水位波动下降经历过初期成土过程; Mz为3.58~6.85 Φ , SD为1.29~1.92, 分选较差.

6) 19.2~39.2, m, 灰色黏土质粉砂; 泥质为主, 且泥质含量向上增加; 泥质为主层段不显层理, 夹砂质纹层; 在砂质纹层相对富集段, 可见水平层理与透镜状层理.该层可分为两段:下段(32.4~39.2, m)砂质纹层含量相对较多, 较厚, 上段(19.2~32.4, m)砂质纹层较稀, 较薄, 常见生物潜穴, 系全孔潜穴最多层段, 微体生物以有孔虫, 海相介形类为主, 海相双壳类也较多见; Mz为5.55~7.27 Φ , SD为1.36~1.80, 分选较差, 与下伏地层渐变接触.推测该层为浪基面之下的前三角洲--浅海沉积, 为此将最大海泛面置于35.0, m深度.

7) 4.1~18.4, m, 浅灰色细砂质粉砂夹黄灰色黏土质粉砂; 砂质层段发育平行层理, 泥质层段砂--泥层偶发育, 见水平, 脉状, 波状和透镜状层理等; 砂质层中可见单向及双向交错层理; 常见有孔虫, 海相介形类及海相双壳类, 尚检出半咸水硅藻与植物种子等, 显示尚有淡水注入; Mz为3.80~7.12 Φ , 粒度有向上变粗趋势, SD为1.46~1.99, 分选较差.推测该层为受潮汐影响的三角洲前缘河口砂坝沉积.

8) 0.7~2.8, m, 灰色含黏土细, 粉砂; 毫米级砂--泥韵律层发育, 呈水平状; 1.5~2.0, m因中度潴育化而呈锈黄色; 见有孔虫与广盐性海相介形类腹结细花介及硅藻, 部分有孔虫被氧化; Mz为4.10~5.84 Φ , SD为1.39~1.80, 分选较差, 与下伏地层呈渐变接触关系.判断该层为三角洲平原相沉积.

层序界面是确定沉积层序的主要依据, 河间地通常为古土壤层顶板.下切河谷两侧壁和底部皆有河流基准面下降及降至最低点时形成的侵蚀面, 该侵蚀面通常是识别下切河谷的主要依据, 也是划分下切河谷沉积层序, 研究其结构的参考依据.

文中的3个钻孔均位于长江三角洲地区末次冰期低海平面时的下切河谷内.海洋氧同位素MIS3至MIS2阶段海平面逐渐下降及到达最低点过程中, 由于河流下切而形成下切河谷两侧壁及底部的侵蚀面(以下统称为底部侵蚀面), 该侵蚀面可与河间地的古土壤层顶面对比(李从先和汪品先, 1998).下切河谷底部的侵蚀面在各个钻孔的埋藏深度不一, 表现形式也不尽相同.HQ03孔71.7~72.3, m层段为绿灰色砂泥质沉积物, 结构较致密, 略有胶结, 顶部为侵蚀面, 上覆遭氧化的黄灰色砂砾层和含砾砂层, 两者之间可定为末次冰期下切河谷的底部侵蚀面, 与区域上的确定(李从先等, 1980, 2008; 严钦尚和洪雪晴, 1987; 李从先和汪品先, 1998; 陈中原和王张华, 2003)大体一致.

HM03孔79.0, m 以下为绿灰色细, 粉砂, 不显层理; 79.0, m以上为绿灰色, 黄灰色含砾中--粗砂和含砾细砂, 底部有侵蚀面, 与下伏地层呈突变接触关系, 两者之间可定为下切河谷的底部侵蚀面.CX03孔89.8, m 以下为深灰色泥质沉积物, 黏土含量高达30%, 岩心质硬, 为硬黏土层, 由区域对比(李从先和汪品先, 1998; 邓兵等, 2004)可知, 该层为长江三角洲地区的第2硬黏土层; 89.8, m 以上为灰黄, 青灰, 绿灰色含砾粗砂和含砾细--中砂, 砾石直径甚至可达3, cm, 底部具侵蚀面.据此可将89.8, m 处视为CX03孔下切河谷的底部界面. 3孔底部侵蚀面的连线大致显示出末次冰期低海平面时形成的下切河谷的底界面(图 7).该界面自西向东倾斜, 构成一个自然坡度.

值得注意的是, 下切河谷的底界面之上通常存在滞流沉积物, 由于缺乏可靠的测年材料, 难以从年代的差异区分滞流沉积与海侵过程中形成的河谷充填沉积.滞流沉积一般为砂砾之类的粗粒物质, 而下切河谷侵蚀面之上的砂砾沉积物厚度不大; 为实际操作方便, 将下切河谷沉积层序的底界面放在古河谷的底部侵蚀面, 虽有一定的不准确性, 但误差不大.滞流沉积在层序地层学中归于低位体系域, 层序界面之上的沉积物属海侵体系域, 这里将低位体系域忽略不计.

最大海泛面(MFS, Maximum Flooding Surface)是海侵达到最大范围时的沉积面(Posamentier and Vail, 1988; Van Wagoner et al., 1990; Catunean, 2006), 同一次海侵在各河口达到最大范围的时间取决于底部坡度, 河流泥沙来量, 海平面上升速率等, 这些因素在各个河口是不同的.据统计, 全球沿海大致在6.5~8.0 ka BP期间发生最大海侵, 随后进入海退, 三角洲即在此阶段开始形成(Stanly and Wane, 1994).

从时间上来看, 一个河口三角洲地区的最大海泛面应是等时的, 而从沉积过程来看则是穿时的.因为河口沉积始于湾顶, 逐渐推向湾口, 湾内等时的最大海泛面是逐渐被进积的细粒沉积物所覆盖, 覆盖的时间自湾顶向湾口依次滞后, 进积层和退积层的界面是不等时的(李从先等, 2008).在长江三角洲地区最大海侵时河口湾的沉积面大部分由细粒沉积物组成, 进积时前三角洲沉积亦为细粒沉积物, 两者的界限难以从宏观沉积特征上辨认; 依据¹⁴C测年确定亦有很大难度, 不仅是需要大量测年数据(曹光杰等, 2006), 而且河口地区, 乃至水下三角洲地层由于河流摆动, 地质时期风暴潮影响(陈中原, 1987; 许世远等, 1987b; 严钦尚, 1987; 范代读等, 2001), 以及侵蚀, 搬运, 再堆积等复杂的沉积过程, 造成同期异相(Holland and Elmore, 2008)问题突出, 乃至长江口外水下三角洲Cj4孔研究依据泥炭¹⁴C测年亦可见地层间断(Chen et al., 2000), 水下三角洲ZK5孔依据植物碎屑测年也出现年代倒转(Wang et al., 2010).

在长江三角洲地区最大海泛面的确定, 依据实际情况并遵循以下原则, 即:最大海泛面位于下切河谷层序中的海相性程度最高的细粒沉积层中.全新世长江三角洲海侵达到最大范围时约在7 ka BP(李从先等, 1998), 在有测年的层段尽量以此作为参考, 但湾顶至湾口的沉积滞后性, 导致测年资料又可能略有出入; 三角洲进积过程中强烈的侵蚀亦可能使中段泥质沉积部分受到破坏, 甚至被侵蚀殆尽, 此时最大海泛面则以侵蚀面为准.

依据以上原则, 上述3孔的最大海泛面位置如下:HQ03孔16.6~24.4, m 出现海相微体生物壳体, 是湾顶河段海相性程度最高的层段, 因此, 将最大海泛面置于河口砂体底部的侵蚀面, 与此前报道该孔西侧1.5, km处的HQ98孔(Hori et al., 2001)对比, 接近后者¹⁴C测年近7 ka BP层位.HM03孔27.9~40.6, m层段沉积物最细, 以泥质沉积物为主, 各类海相生物壳体含量多, 可见深水底栖类, 出现潮流形成的双向交错层理, 显示了深水细粒沉积的特点, 最大海泛面当在此层, 故将其置于31.0, m处为宜.CX03孔19.2~39.2, m以细粒泥质沉积为主, 发现相当数量的海相生物壳体, 该层为浪基面之下的前三角洲--浅海沉积, 故将最大海泛面置于35.0, m深度为宜.将各孔确定的最大海泛面位置相连, 即可得出区域末次冰期下切河谷层序的最大海泛面(图 7), 同样显示自西向东的倾斜, 只是坡度较层序界面要小的多, 可能系由于沉积物充填所致.

图7

Fig.7

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	图7 冰后期长江三角洲黄桥, 金沙, 海门, 崇明, 长兴亚三角洲地层结构对比(HQ98, JS98和CM97钻孔资料引自Hori等, 2001; 剖面位置见图1)Fig.7 Gorrelation of stratigraphic architecture of Huangqiao , Jinsha , Haimen Chongming ang Changxing sub-deltas in chanjiang (Yangtze)River Delta (Data of Holes HQ98, JS98 and CM97 redrawn from Horietal 2001; Locations of profilesaare shownin in Fig.1)

下切河谷底界面和最大海泛面确定之后, 沉积层序的划分也就比较清楚了, 即以最大海泛面为界, 以下为海侵体系域, 以上为海退体系域.

冰后期下切河谷的海侵体系域由向上变细的河床和河漫滩沉积构成, 在海平面上升过程中, 主河道在宽广的古河谷内摆荡, 从而出现河流相序的多次叠置, 可构成厚达40~50, m 的河流相沉积(Li et al., 2006).现今长江河口段的水深一般为10~15, m, 下切河谷中如此厚的河流沉积应是在海平面不断上升的情况下形成.

河漫滩沉积呈块状, 含植物碎屑, 根茎, 种子, 淡水介形类和腹足类, 轮藻等, 同时出现潮汐作用下形成的砂--泥互层构成的层偶(Li et al., 2001; 范代读等, 2001), 双向交错层理等, 有孔虫, 海相介形类等海相微体生物壳体的出现, 同样反映了涨潮流和风暴潮的共同作用.河漫滩沉积中的氧化薄层, 以及微体生物的黄褐色氧化壳体, 皆反映曾出露水面.此类地层属于既有一般河漫滩的特征, 又有受海洋因素影响的河流沉积.

长江古河口湾的顶部地区(HQ03孔为代表)出现分选极佳的块状粉细砂层, 其底部见侵蚀面.侵蚀面系强水流冲刷所致, 砂层分选优良是强水动力下分选的结果, 块状砂层则是快速落淤的记录, 类似现今钱塘江河口湾涌潮发育地区(林春明等, 2005)的沉积物, 推测当时长江河口湾顶部可能为强潮作用地区.古籍中关于广陵(今扬州)观潮的记载(陈吉余, 1957; 陈吉余等, 1988), 可作为长江古河口湾曾存在涌潮的佐证.HQ03孔所在地的黄桥镇地表即出露分选优良的粉, 细砂, 仅在表层成壤作用所能到达的深度内形成一定的泥质物, 在地貌上呈现为一个NW-SE走向, 高出周围平原1~2, m 的椭圆形高地, 应是当时此地潮差增大的反映.

早年全新世长江三角洲曾被划分出的红桥期, 黄桥期, 金沙期, 海门期, 崇明期和长兴期等多期砂体, 其后被称为相应的几期亚三角洲.沉积学判别海洋三角洲的主要依据是向上变粗的层序(Wright, 1978; Gani and Bhattacharya, 2005).HQ03孔海泛面之上的高位体系域由底部具侵蚀面的强潮沉积物构成, 不具备下细上粗的典型三角洲沉积层序, 严格地讲该地不能被定为亚三角洲.同样位于古河口湾顶部的红桥期亚三角洲(杨献忠等, 2010)可能也是类似黄桥地区的强潮沉积体, 不像其他亚三角洲那样具有向上变粗的典型层序.河口湾顶部不具备三角洲层序的平原往往被称为滨海平原(Dalrymple et al., 1992).长江三角洲地区自何时, 从何处开始由滨海平原过渡到三角洲平原, 尚需要更多的钻孔资料和进一步的深入工作来确定.