珠江口ZXZ2钻孔以来孢粉、粒度特征及其环境意义。
(1.广州海洋地质调查局广州510760；2.国土资源部海底矿产资源重点实验室，广州510760)
作者简介:陈赤新，男，1962出生，大专，工程师，主要从事微体化石研究。
根据南海北部珠江口ZXZ2钻孔的孢粉记录，自下而上划分了4个孢粉组合带，并根据孢粉组合的变化重建了27000 BP以来的植被和气候变化历史。结果表明，研究区23100 BP-27650 BP期间的孢粉特征反映了热带亚热带地区暖湿气候条件下的天然山地常绿阔叶林。沉积物为灰色粘质粉砂和砂-粉砂-粘土，属于海岸和溺谷湾相环境，处于间冰期末期。孢粉浓度在16800 BP-23100 BP期间最高，主要贡献是孢粉的再沉积，主要见于冰川沉积物中。沉积物露出水面，形成一套以粉砂为主的大陆冲积层。4600-16800 BP期间，本区沉积了一套以砂质粉土、粘质粉土和粘土为主的海相地层。总的来说，孢粉较少，热带亚热带植物花粉种类较少，反映了气候冷暖条件下山区常绿阔叶针叶混交林，林下蕨类植物十分繁盛。0-4600 BP，该区已进入河口环境，已基本形成珠江入海的入口之一。人类活动破坏了沿海植被，热带、亚热带常绿阔叶林和针叶混交林消失了。
孢粉粒度；植被气候；南海珠江口
1研究区概况
珠江三角洲位于中国南海陆架边缘，海陆交互作用强烈，第四纪发育[1]。这些海陆相互作用形成的沉积物记录了丰富的信息，是恢复区域环境演变和研究全球变化的良好载体[2]。前人研究表明，珠江三角洲第四纪平均厚度为25m，最大厚度为63.6m，样品最老年龄为45 120 910 BP，主要在晚更新世中期，即末次间冰期(MIS 3) [1，3 ~ 5]。前人对珠江三角洲晚更新世以来的孢粉及其古气候、古环境进行了一系列的探讨。杨等人[6]认为深圳沿海不同于中国北方等其他地区，该地区的气候变化也反映了热带印度季风和东亚季风对华南沿海的同时控制。张玉兰等人[7]认为20000-10000 BP珠江三角洲地区普遍存在的沉积间断[5，6]可能与低海平面时期和晚榆木冰期的全球变冷有关[7]。雷等[8]利用孢粉组合讨论了黄茅海域晚更新世以来的海平面变化、气候演变以及人类活动对海岸植被的影响。王建华等[2]讨论了珠江三角洲全新世孢粉特征及其古环境意义。
本研究区位于珠海洪湾西江径流主要出口磨刀门外，属于南亚热带气候。年平均气温约21.8 ~ 22.3℃，年平均水温20.0 ~ 29.5℃，年平均降雨量约1500 ~ 2100 mm，年平均相对湿度80%。该海域海洋水文要素的时空分布主要受南海北部的环流和水团控制，夏季珠江径流和汉江径流对沿岸水的影响加强[1]。这一带海岸线曲折，岛屿众多。基岩主要是花岗岩，土地土壤主要是砖红壤。地带性植被为热带季雨林，主要种类有沉香、胖大海、无患子、Syzygi？嗯)、比肖菲亚等。附近的山是季风常绿阔叶林，但很少保存下来。附近沿海地区植被为常绿季雨林，但由于人为干扰，目前植被以次生林为主，大部分丘陵地区为白果？Eriachne pallescens？芒萁(Dicranopteris linearis)群落，或由桃金娘、毛鳞毛蕨和马尾松组成[10 ~ 12]。
本研究以孢粉分析为主要手段，对珠江口ZXZ2钻孔的古环境指标进行了分析，重点研究了再沉积孢粉对气候环境的指示意义，揭示了27000 BP以来珠江三角洲地区的环境演变。
2材料和方法
2.1材料
图1 ZXZ2钻孔位置图
图1南海岩心ZXZ2位置
ZXZ2钻孔位于磨刀门外，水深10m，位于高栏岛右侧(图1)，坡折带(21 5512669′n，113 2017285′)。岩心长度33.00米，孔底年龄约27000 a BP(AMS 14C测得，深度32.8-33.0m，沉积物年龄27650±500 a BP)(图2)。ZXZ2孔钻至上更新统，上更新统分为三段。下段和中段的分界线在75000年前，中段和上段的分界线在32000年前。ZXZ2钻孔仅揭露上更新统上段，未揭露上更新统中、下段。ZXZ2钻孔包括上更新统南圩组和全新统北涧组。根据岩性特征，参考年代学和古生物资料，进行了岩石地层划分。
从上到下可分为7层(图3):
图2 zxz 2钻孔年龄及各剖面沉积速率
图ZXZ2岩心的年龄和沉积速率
全新统北尖组:
(1)灰色粘质粉砂:0 ~ 7.00 m，软塑，含少量贝壳和植物碎屑，富含微型动物和海绿石，底部砾石含量增加。
(2)灰色砂质粉土:7.00 ~ 9.00米，富含微体化石。
(3)灰色粘质粉砂:9.00 ~ 13.70 m，富含微体化石，局部含泥质结核块。
上更新统南威组:
(1)灰黑色粉质粘土:13.70 ~ 16.70m，软塑，富含有机质。
(2)灰色粉砂:16.70 ~ 22.20米，密实，局部含泥质团块。
(3)灰色粉-粉砂-粘土:22.20 ~ 24.80米，致密，含海绿石。
(4)灰色粘质粉土:24.80 ~ 33.00米，自上而下，含砂量减少，31.00米以下含海绿石..
2.2分析方法
在ZXZ2孔采集了62个样品进行孢粉分析和鉴定。从每个样品中取出5g。盐酸处理除钙后，用氢氟酸处理除去有机物或硅质成分，再用重液浮选，最后用7μm尼龙筛网超声波过滤。每个样品在Leitz显微镜下放大250倍，观察20×20mm盖玻片下的孢粉数量，统计为样品的化石丰度。样品的统计标准是每个样品含陆生植物的孢子和花粉200个以上。每种孢子和花粉类型的百分含量是根据陆生种子植物的孢子和花粉总数获得的。
图3 zxz 2钻孔岩性特征及地层分布
图ZXZ2岩心岩性及地层分布
3孢粉组合特征
在62个孢粉样品中，* * *计有18563个孢粉，其中9735个孢粉，约占总孢粉的52%。共鉴定出孢粉228个属和种，其中木本136种，草本55种，蕨类37种。此外，在包括上更新统在内的整个钻孔中，* * *共鉴定出孢粉271属种，其中木本166种，草本62种，蕨类43种。其中全新世孢粉种类丰富，数量众多，与晚更新世孢粉的主要区别是部分种类减少和消失，禾本科花粉和蕨类孢子增加。
从这个洞中采集了62个孢粉样品。根据孢粉化石丰度和各种植物孢粉含量的变化，自下而上划分为四个孢粉组合带:
d带:深度16.7 ~ 33.0m，时代23100 ~ 27650a BP，属栲属？栎属？Liq？uidambar？水龙骨科？金毛狗脊孢粉带孢粉含量较少，其中蕨类孢子略占优势，占20.4% ~ 60.0%；其次是被子植物花粉，占13.5% ~ 75%，是各带中最多的；裸子植物花粉占0 ~ 10%；草本花粉仅占6% ~ 20%，是所有地带中最多的。该剖面的孢粉特征表现为栲属(Castanopsis)、栎属(Quercus)、枫香属(枫香属)、水龙骨科(水龙骨科)和金毛狗脊属(金毛狗脊)的比例较大(图4和图5)。其中，蕨类孢子以水龙骨科和金毛狗脊属为主，四个孢粉带中微蕨属的含量最少。被子植物花粉的特点是大量热带亚热带植物栲属、栎属和枫香属常见，温带植物如赤杨属(Alnus)、桦木属(Betula)和胡桃属(Juglans)的花粉零星出现。裸子植物的花粉在松属中最丰富，热带山区的针叶树如鸭儿芹、罗汉松、罗汉松等零星出现。该剖面的孢粉组合反映了一种保持良好的热带和亚热带暖湿气候的天然山地常绿阔叶林。森林下面有大量的药草和蕨类植物。总的来说，植被茂盛，尤其是木本植物。
图4 zxz 2钻孔孢粉图谱
图ZXZ2岩心孢粉图
c带:深度12.9 ~ 16.7 m，年龄16800 ~ 23100 a BP，属于锥栗属？栎属？微？莱皮娅？金毛狗脊？水龙骨科孢粉带(图4，图5)。该剖面的孢粉是所有孢粉带中最丰富的，主要贡献是孢粉(主要是孢子)的再沉积。其中蕨类植物花粉占优势，占26% ~ 80%，其次是被子植物花粉，占3.5% ~ 40%，裸子植物花粉占0 ~ 6.8%，草本植物花粉仅占0 ~ 12%。该剖面的孢粉特征是微狗脊和金毛狗脊大量增加。蕨属孢子主要为金毛狗脊和水龙骨科。被子植物的花粉在热带和亚热带植物栲属、栎属和枫香属中常见，但在D带中较少，温带植物如赤杨属、桦木属和胡桃属的花粉零星出现。裸子植物花粉以松属为主，但略少于D带。该剖面的孢粉组合反映了热带、亚热带气候条件下的一种天然山地常绿阔叶林，林下蕨类植物茂盛，反映了一种凉爽的气候。总的来说，植被茂盛，但热带亚热带木本植物减少。
B带:深度5.6 ~ 12.9 m，时代4600 ~ 16800 BP，属于Microlepia？水龙骨科？Pinus？锥栗孢粉带(图4、图5)。一般来说，孢粉很少，蕨类孢子占75.8% ~ 95%，其次是被子植物花粉和裸子植物花粉，其中被子植物花粉占0 ~ 15%，裸子植物花粉占0 ~ 5.8%，草本植物花粉含量最低，仅占0 ~ 11.8。蕨类孢子以小蕨(19.8% ~ 70%)和水龙骨科(19% ~ 41.5%)为主，金毛狗脊较为常见，含量为5.7% ~ 19%。栲，栎，液体？Ambar是最常见的，但其含量远远低于C-band。松属是裸子植物中花粉最丰富的，偶尔也有热带山地针叶树鸭茅属和罗汉松属；。草本植物的花粉以禾本科(Graminae)为主，藜科(Chenopodiaceae)零星出现。淡水藻类孢子(环孢纲)零星出现，反映陆地上淡水河流的注入。该剖面的孢粉组合反映了冷暖气候条件下山区常绿阔叶针叶混交林，林下蕨类植物十分繁盛。
a带:深度0 ~ 5.6m，时代0 ~ 4,600bp，属微表？水龙骨科孢粉带(图4，图5)。一般来说，孢粉很少，蕨类孢子在成分上占绝对优势，占90% ~ 100%，被子植物花粉、裸子植物花粉和草本植物花粉几乎看不到。蕨类孢子以小蕨(50%~85.3% ~ 85.3%)和水龙骨科(19% ~ 41.5%)为主，金毛狗脊较为常见，含量为5.7% ~ 19%。淡水藻类孢子同心体零星出现，反映了淡水河流在陆地上的注入。该剖面的孢粉组合反映了人类活动强烈干扰下的一种植被状况。热带和亚热带常绿阔叶针叶混交林完全消失，只剩下茂盛的蕨类植物。
孢粉与钻孔粒度分布特征对比及沉积环境演化探讨
粒度分析结果由广州海洋地质调查局实验测试提供。根据粒度参数的分布特征，ZXZ2孔自下而上分为五层:
ⅴ.22.20 ~ 33.00 m大致相当于D孢粉带，沉积为砂-粉砂-粘土和粘质粉砂，含海绿石，属滨海和溺海湾相环境。无砾石，含砂量很小，2.20% ~ 30.20%，大部分小于65，438+00%，主要由粉砂(33.93% ~ 55.29%)和粘土(265，438+0.37% ~ 46.55%)组成，平均粒径为MZ (5.78 ~ 46.55%)。分选性差，偏度Sk1为0.09 ~ 0.48，正常偏度Kg为0.78 ~ 1.01。属于末次间冰期，但沉积韵律底部细，顶部粗，说明处于间冰期末期，海平面已经开始下降。木本植物和草本植物在该剖面中花粉最丰富，孢粉组合反映了一个热带亚热带暖湿气候良好的天然山地常绿阔叶林，其下草本植物茂盛，蕨类植物较多(图4、图5)。
ⅳ. 16.70-22.20m大致相当于C孢粉带和粉砂。无砾石，主要为砂(54.05% ~ 54.85%)，粉砂(23.65% ~ 29.53%)，粘土(16.39% ~ 21.51%)，平均粒径(4.64 ~ 5.64)。各断面偏度最大(0.37 ~ 0.72)，正偏度表示沉积物粒度分布最粗，峰值状态为0.92 ~ 1.10。该段沉积物较粗，以砂为主，属于大陆冲积物。C孢粉带孢粉组合反映的气候凉爽，热带亚热带木本植物数量减少，温带植物花粉零星出现。该带孢粉最丰富，主要贡献是再沉积的孢粉(图4和图5)，是南海沿海地区第三纪常见的孢粉化石，主要见于冰川沉积物中。在玉木冰期高峰期的寒冷气候中，由于海平面下降，河流调整其坡度以适应其基准面。这种河流坡度的变化增加了河流搬运沉积物和剥蚀河床的能力，从而使沉积物中含有更多再沉积的孢粉化石。由于河床的侵蚀作用更大，旧地层中的孢粉化石再次分离，搬运到盆地中重新沉积。
剖面(2)和(3)大致相当于孢粉带b .ⅲ。13.70 ~ 16.70米粉质粘土。不含砾石，含砂量很小(0.45% ~ 12.90%)，主要为粘土(46.70% ~ 62.06%)，其次为粉砂(37.43% ~ 47.93%)，平均粒径为(7.90 ~ 9.19)和。该剖面的孢粉组合反映了寒冷气候条件下的山地常绿阔叶针叶混交林，林下蕨类植物十分繁盛(图4、图5)。
(二)9.00-13.70m粘土质粉砂，含少量砾石(3.65% ~ 18.60%)，主要为粉砂(46.39% ~ 61.22%)，其次为粘土(29.68%)。分选系数为2.41 ~ 2.82，分选较差，偏度为0.08 ~ 0.24，峰值为0.80 ~ 1.09。从上到下，沉积物由粗到细。
ⅰ.0.00 ~ 9.00 m相当于孢粉A带，0 ~ 4600 BP，粘质粉土和砂质粉土。不含砾石，含砂量较小(1.30% ~ 35.25%)，主要由粉粒(42.01% ~ 57.42%)和粘粒(21.73% ~ 44.84%)组成，平均粒径为(6.065438)。该剖面已进入我国南方有记录时期，沉积物普遍较细，自下而上，沉积物为粗-细，下部较粗。从深圳海岸通过SX97孔的磁化率分析，全新世气候最适宜时期可能出现在6500-2300 BP左右[6]。孢粉组合反映了近5000年来人类活动强烈干扰下的植被状况。热带亚热带常绿阔叶林和针叶林完全消失，只剩下茂盛的蕨类植物(图4和图5)。据前人研究，在4000-5000a前，ZXZ2钻孔以西的黄茅海已基本形成珠江入海的入口之一，河流的水动力作用明显加强。近几千年来，人类活动对海岸植被的破坏在孢粉组合中也有所表现[8]。
图ZXZ2钻孔孢粉类型及粒度对比。
图ZXZ2岩心粒度分析与孢粉带对比
5结论
ZXZ2孔位于现代珠江三角洲水下部分，海洋沉积环境保存完好，能反映该区晚更新世以来的沉积环境特征及演化历史。通过分析该区晚更新世以来沉积环境的演化过程(图5)，并与珠江三角洲第四纪地层表[1]对比，两者的基本层序可以大致对应，描述如下:
1)末次冰期亚间冰期，约32000 ~ 22000年前。该阶段大致相当于孢粉组合带D (23100 ~ 27650 BP)，反映了热带、亚热带暖湿气候条件下的天然山地常绿阔叶林。这一阶段，世界洋面大幅上升，全球海侵迅猛。海侵层直接覆盖在留存砾石层上，持续时间在32000 ~ 24000年前。沉积物为灰色粘质粉砂和砂-粉砂质砂-粘土，属于海岸和溺谷湾相环境，但沉积韵律底部细，顶部厚，表明处于亚间冰期末期，海平面已开始下降。
2)北方期——玉木冰期晚期，距今约22000 ~ 12000年。该阶段大致相当于孢粉组合带C (16800 ~ 23100 BP)，孢粉浓度最高，主要贡献是孢粉的再沉积，主要见于冰川沉积物中。这个阶段是世界上最后一个冰期，也是近代地质史上最冷、最发达的时期，在18000年前后达到顶峰，称为冰期。沉积物露出水面，发育一套以粉砂为主的陆相冲积层，其顶部为海陆过渡相的泥质沼泽沉积。
3)大西洋期:约5000 ~ 7500年前。这一带开始进入沿海河口环境，沉积物为灰色粘质粉砂的海相层。硅藻开始出现，但沉积韵律底部细，顶部粗，说明此时海平面在下降。这个阶段大致相当于孢粉组合带B区的下部，热带亚热带植物的花粉种类减少。
4)亚北方期—亚大西洋期:5000年以来，海平面持续上升，本区进入河口环境，沉积速率明显加快，沉积了一套以砂质粉土、粘质粉土和粘土为主的海相层。其中0 ~ 4600 BP，该区已进入河口环境，已基本形成珠江入海的河口之一。河流的水动力功能明显增强。近几千年来(相当于孢粉带A)，人类活动对海岸植被的破坏也表现在孢粉组合上，热带亚热带常绿阔叶林和针叶林混交林已经消失，只剩下茂盛的蕨类植物。
参考
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27 ka BP以来珠江口ZXZ2柱状样的孢粉和粒度记录及其环境意义
陈赤心1，2
(1.广州海洋地质调查局，广州510760；2.海洋矿产资源重点实验室，中国广州510760)
文摘:根据南海北部珠江口ZXZ2柱状样的孢粉记录，自下而上划分出4个孢粉带。根据各区的孢粉组合，重建了27650年以来的植被演变和气候变化。研究结果表明，在23100 a BP-27650 a BP阶段，研究区的孢粉主要反映热带、亚热带暖湿气候下的天然山地常绿阔叶林。沉积物是灰色粘质淤泥和沙子？淤泥？克莱，属于附近吗？海岸边淹死了？亚间冰期末期的河谷相环境。在16800 a BP-23100 a BP阶段，花粉浓度最高，主要来自改造的花粉和孢子，主要发生在末次最大冰期沉积物中。露出水面的沉积物为一套大陆冲积层，主要由粉砂组成。在4600-16800 a BP，沉积物来自海底，由砂质粉土、粘质粉土和粘土组成。花粉浓度明显下降，以及热带和亚热带花粉类群的减少，反映了该域植被在凉爽气候下变成了山地常绿阔叶和针叶混交林，林下有大量蕨类植物。在0-4600 a BP，研究区形成了珠江的一个河口。人类活动干扰了环境，热带和亚热带常绿阔叶针阔混交林消失了。
关键词:南海；珠江河口；孢粉；粒度；植被；气候