梅西，張訓(xùn)華，李日輝

國(guó)土資源部海洋油氣資源與環(huán)境地質(zhì)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，山東青島，266071

內(nèi)容提要：底棲有孔蟲(chóng)和粒度分析結(jié)果表明，南黃海北部DLC70-3孔(36°38′15″ N，123°32′56″ E，水深72.00 m)71.20 m長(zhǎng)的柱狀樣保存了130 ka以來(lái)的沉積記錄。依據(jù)349個(gè)樣品的底棲有孔蟲(chóng)豐度和特征種的分布，結(jié)合巖性粒度變化，可識(shí)別9個(gè)底棲有孔蟲(chóng)組合，對(duì)應(yīng)5個(gè)海相層和4個(gè)陸相至過(guò)渡相層；結(jié)合AMS14C和OSL測(cè)年數(shù)據(jù)建立了鉆孔晚更新世以來(lái)的年代地層，可以與南黃海其他鉆孔的地層進(jìn)行對(duì)比。應(yīng)用屬種組合和不同生態(tài)種的豐度變化，探討了研究區(qū)末次間冰期以來(lái)的古環(huán)境變化，認(rèn)為海平面頻繁波動(dòng)是該地區(qū)不同成因類(lèi)型地層從陸相、潮間、濱岸、濱海、近岸淺海、到淺海反復(fù)演替的關(guān)鍵。孔段20.40～27.80 m(MIS3早期)和55.00～71.20 m(MIS5e)的底棲有孔蟲(chóng)優(yōu)勢(shì)種是 Buccella frigida和Protelphidium tuberculatum，代表了與目前相似的冷渦邊緣的冷水環(huán)境，指示南黃海古冷水團(tuán)在MIS5e和MIS3早期高海平面時(shí)期已經(jīng)存在。

南黃海位于中國(guó)大陸和朝鮮半島之間，為一半封閉的陸架淺海，水深大多小于100 m，末次盛冰期時(shí)完全出露成陸地。前人通過(guò)對(duì)沉積物粒度、黏土礦物、元素地球化學(xué)、微體古生物和地震特征的大量研究，在南黃海陸架沉積特征、地層劃分、物質(zhì)來(lái)源、古環(huán)境演化以及海平面變化等諸多方面取得了矚目成果(Liu J. Paul et al.,2002,2004;Yang Shouye et al.,2003,2004;Yang Shouye and Youn, 2007; Yang Zuosheng and Liu J. Paul,2007; Liu Jian et al.,2009,2010; Xu Zhaokai et al.,2009)。

前人對(duì)南黃海南部長(zhǎng)達(dá)108 m的QC2孔進(jìn)行系統(tǒng)研究，建立黃海第四紀(jì)地層序列的典型柱狀剖面(鄭光膺,1988; 楊子賡,1993)。在南黃海西部，Liu Jian等(2010)通過(guò)南黃海西部4100 km地震剖面的對(duì)比和3口60～71 m深度不等的淺鉆(SYS-0701, 0702, 0803)，結(jié)合AMS14C和OSL(光釋光)測(cè)年工作，獲得了MIS6～MIS1期以來(lái)的沉積記錄。韓國(guó)能源研究所和青島海洋地質(zhì)研究所于1995年聯(lián)合在南黃海東部獲得6口淺鉆(YSDP102，103，104，105，106和107)并進(jìn)行了詳細(xì)的沉積學(xué)分析，其中最長(zhǎng)的YSDP104孔記錄了MIS3期以來(lái)的沉積演化歷史(Chough et al., 2004)。在南黃海中部，葛淑蘭等(2005)根據(jù)泥質(zhì)區(qū)EY02-2孔巖石磁學(xué)和磁性地層學(xué)研究結(jié)果，建立了880 ka以來(lái)的地層剖面；藍(lán)先洪等(2009)對(duì)NT1孔晚更新世以來(lái)地層進(jìn)行劃分和對(duì)比，并進(jìn)行了物源分析。而在南黃海北部還缺少長(zhǎng)時(shí)間尺度鉆孔的深入研究，僅有零星報(bào)導(dǎo),如YA1孔的陸源物質(zhì)來(lái)源(李雙林和李紹全,2001)。在近海海域底棲有孔蟲(chóng)對(duì)海洋環(huán)境的改變極其敏感，因?yàn)椴煌锌紫x(chóng)屬種有不同的生態(tài)要求，所以，研究長(zhǎng)柱狀樣底棲有孔蟲(chóng)分布可以提取豐富的古環(huán)境信息。本文系統(tǒng)分析南黃海北部深水區(qū)DLC70-3孔沉積物特征和底棲有孔蟲(chóng)群落特征，結(jié)合AMS14C和OSL測(cè)年結(jié)果，探討南黃海北部晚更新世以來(lái)的沉積環(huán)境演變歷史。

1 材料與方法

DLC70-3孔由上海海洋石油局第一海洋地質(zhì)調(diào)查大隊(duì)“勘407”輪海洋工程地質(zhì)綜合調(diào)查船施工，于2009年9月鉆取。鉆孔坐標(biāo)位置為36°38′15″ N，123°32′56″ E，水深72.00 m(見(jiàn)圖1)。該孔巖芯長(zhǎng)71.20 m，，平均采取率為93.0%，沉積物主要包括粉砂、砂質(zhì)粉砂和粉砂質(zhì)砂。

圖 1 南黃海DLC70-3孔和文中提及鉆孔位置及周邊海流示意圖:(a)—冬季，(b)—夏季)Fig. 1 Location of core DLC70-3 and other cores mentioned in the text, superimposed by surface currents in the South Yellow Sea(a—winter,b—summer)圖中黑色線為海流：實(shí)線為暖流，虛線為冷流或沿岸流 (修改自郭炳火和許建平，2005)，紅色曲線為全新世等厚線(Yang Zuosheng and Liu J. Paul, 2007)，灰色區(qū)為南黃海中部泥質(zhì)分布區(qū) (趙一陽(yáng)和陳毓蔚，1991)Shown in black line for current: solid line for warm current, dotted line for cold flow or coastal current (modified from Guo Binhuo and Xu Jianping, 2005), red curve for Holocene isopach (Yang Zuosheng and Liu J. Paul, 2007), gray area for central mud distribution area of South Yellow Sea (Zhao Yiyang and Chen Yuwei, 1991)

底棲有孔蟲(chóng)分析按照20 cm間隔取樣，共選取樣品349個(gè)。樣品先在60 ℃的恒溫下烘干，稱(chēng)取25 g干樣放入燒杯中加清水浸泡24 h，使樣品充分分散，然后利用孔徑為0.063 mm的銅篩反復(fù)沖洗，篩上部分在60 ℃下烘干并稱(chēng)重后進(jìn)行鑒定統(tǒng)計(jì)，按樣品含化石的具體情況對(duì)樣品縮分后取其中一份進(jìn)行鑒定統(tǒng)計(jì)，有孔蟲(chóng)的種屬鑒定和統(tǒng)計(jì)在實(shí)體顯微鏡下進(jìn)行，一般統(tǒng)計(jì)的個(gè)體數(shù)在200粒以上，不足200粒的樣品則全樣統(tǒng)計(jì)。

樣品粒度測(cè)試在國(guó)土資源部海洋油氣與環(huán)境地質(zhì)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室使用英國(guó)Malvern 公司生產(chǎn)的Master size2000型激光粒度儀完成。粒度樣品間隔為20 cm，共測(cè)試樣品349個(gè)，儀器的測(cè)量范圍為0.02～2000 μm，粒級(jí)分辨率為0.01 Ф，重復(fù)測(cè)量的相對(duì)誤差<3%。測(cè)試前先將樣品用濃度為10%的H2O2浸泡24 h，再用濃度為3 mol/L的HCl浸泡24 h，然后洗鹽，再用超聲波震蕩30 s后立刻測(cè)量。每份樣品連續(xù)測(cè)量2次，若2次所得粒度頻率分布曲線不重合，則將該份樣品重新測(cè)試。

另外，挑選14個(gè)層位的混合底棲有孔蟲(chóng)樣品在美國(guó)伍茲霍爾海洋研究所做絕對(duì)年代測(cè)定。將所得AMS14C年齡數(shù)據(jù)應(yīng)用Calib 6.0.1軟件轉(zhuǎn)換為日歷年齡。年齡轉(zhuǎn)換時(shí)采用Marine09曲線(Reimer et al.,2009)，本海域?qū)θ蚝Ｑ筇純?chǔ)庫(kù)偏離量(ΔR)設(shè)為ΔR=-100±36 a(Southon et al., 2002)。同時(shí)，挑選10個(gè)樣品在國(guó)土資源部海洋油氣與環(huán)境地質(zhì)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行光釋光測(cè)年(OSL)，測(cè)試方法參見(jiàn)文獻(xiàn)(Wintle,1997)。

2 結(jié)果

2.1 測(cè)年結(jié)果

DLC70-3孔AMS14C和OSL測(cè)年結(jié)果分別見(jiàn)表1和表2。從表1可見(jiàn)，860～864 cm有孔蟲(chóng)14C年齡明顯偏老，應(yīng)舍去。1230～1234 cm和1440～1444 cm處貝殼+有孔蟲(chóng)14C年齡明顯要比上下層位的都年輕，而1860～1864 cm和1990～1994 cm處年齡則比上下層位的都老很多，此4處均主要采取貝殼測(cè)年，可能不是代表原位堆積。同樣，2130～2134 cm的有孔蟲(chóng)14C年齡也明顯要比上下層位的都年輕，2380～2384 cm的有孔蟲(chóng)14C年齡比上層位2270～2274 cm的有孔蟲(chóng)14C年齡略微年輕，據(jù)線性沉積速率推算2270～2274 cm處測(cè)試年齡更為可靠。因此，在建立年代框架時(shí)，上述7個(gè)測(cè)年結(jié)果均未予考慮(如表1“*”者)。

表1 南黃海DLC70-3鉆孔AMS 14C年齡數(shù)據(jù)Table 1 AMS 14C dating data of DLC70-3 Core in the South Yellow Sea

表2 南黃海DLC70-3鉆孔OSL測(cè)年年齡數(shù)據(jù)Table 2 OSL dating data of DLC70-3 Core in the South Yellow Sea

OSL測(cè)年數(shù)據(jù)(表2)看來(lái)，4460～4470 cm和4670～4680 cm處年齡明顯偏老，而7090～7100 cm處年齡卻比上面4個(gè)層位都年輕，故此3個(gè)數(shù)據(jù)年齡點(diǎn)應(yīng)舍去。OSL測(cè)年數(shù)據(jù)的誤差較大(10%)，依據(jù)其建立的年代地層也會(huì)有很大誤差，所以數(shù)據(jù)只能說(shuō)明 DLC70-3孔42～71 m的地層年齡應(yīng)該在80～130 ka BP之間，為MIS5期的沉積。

根據(jù)測(cè)年結(jié)果，DLC70-3孔晚更新世以來(lái)的初步地層框架自下而上簡(jiǎn)述如下。

(1)孔深42.0～71.0 m：根據(jù)光釋光測(cè)年數(shù)據(jù)，推測(cè)為MIS5期的沉積。

(2)孔深23.0～42.0 m：該層尚缺乏可靠的測(cè)年數(shù)據(jù)，推測(cè)屬M(fèi)IS3至MIS5區(qū)間的沉積。

(3)孔深5.0～23.0 m：對(duì)應(yīng)本層位共有4個(gè)有效的AMS14C測(cè)年數(shù)據(jù)(550～554 cm：42259 cal. a BP；1620～1624 cm：44587 cal. a BP；2270～2274 cm：47557 cal. a BP；2470～2474 cm：>55000 cal. a BP)，雖然AMS14C測(cè)年對(duì)于這種年代較老的樣品會(huì)存在較大的誤差，但我們?nèi)钥梢酝茰y(cè)本層位為MIS 3早中期的沉積。

(4)孔深0～5.0 m：對(duì)應(yīng)本層位共有3個(gè)有效的AMS14C測(cè)年數(shù)據(jù)(0～4 cm：10962 cal. a BP；220～224 cm：11286 cal. a BP；380～384 cm：11470 cal. a BP)，本層位為末次冰消期時(shí)的沉積，代表沉積速率較高。本鉆孔全新世大部分缺失，與前人對(duì)黃海全新世厚度分布(Yang Zuosheng and Liu J. Paul，2007)的研究結(jié)果較為一致(如圖1)。

2.2 巖性與沉積物粒度分布特征

DLC70-3孔巖性和粒度特征如圖2所示，根據(jù)巖性和粒度變化將鉆孔自上而下分為4個(gè)沉積單元(DU1～DU4)。

DU1(0～420 cm)：主要由深灰色砂質(zhì)粉砂組成，巖性較為均一，整體含水量較高，局部見(jiàn)貝殼碎屑，平均粒徑在20 μm左右，黏土、粉砂和砂含量分別在15%、65%和10%左右，變化幅度都很小。沉積物平均粒徑、標(biāo)準(zhǔn)偏差較大，沉積物分選較差，反映了相對(duì)強(qiáng)的水動(dòng)力條件和相對(duì)不穩(wěn)定的沉積環(huán)境。

DU2(420～2780 cm)：500～1580 cm為灰、深灰色粉砂，夾砂質(zhì)粉砂及黑色有機(jī)質(zhì)條帶和貝殼碎屑，整體含水量較低，質(zhì)地緊密；1580～2780 cm為深灰、黃褐色粉砂，局部含砂質(zhì)粉砂及有機(jī)質(zhì)條帶和貝殼碎屑，含水量較低。本段沉積物平均粒徑在5～20 μm之間波動(dòng)，黏土、粉砂和砂的百分含量分別在10%～40%、50%～80%和0%～20%之間波動(dòng)，變化幅度較大。黏土含量較上段增加，反映沉積物整體變細(xì)，分選系數(shù)也較小，整體上反映了較弱的水動(dòng)力條件和相對(duì)穩(wěn)定的沉積環(huán)境。

圖 2 南黃海DLC70-3孔巖性與粒度參數(shù)的變化Fig. 2 Changes of lithological characters and grain size parameters in core DLC70-3 in the South Yellow Sea

DU3(2780～3750 cm)：巖性為黃褐、灰褐色粉砂質(zhì)砂，局部含黏土條帶及貝殼碎屑；巖性較為均一，含水量較高。平均粒徑在15～140 μm之間波動(dòng)，明顯較其他層位粗很多，黏土、粉砂和砂的百分含量分別在0～20%、10%～80%和0%～90%之間波動(dòng)，變化幅度很大，由下而上，粒度變細(xì)，砂含量減少，黏土含量增加；各粒度參數(shù)在本沉積單元均達(dá)到了最大，說(shuō)明水動(dòng)力條件達(dá)到了最強(qiáng)而且也最不穩(wěn)定，指示了最不穩(wěn)定的沉積環(huán)境。值得注意的是，3400～3750 cm平均粒徑達(dá)到了最粗，且分選良好，呈現(xiàn)出極高的正偏度和峰度，說(shuō)明水動(dòng)力條件達(dá)到了最強(qiáng)，沉積物受到多次的搬運(yùn)或是分選所致。

DU4(3750～7120 cm)：巖性為深灰、灰褐、青灰、黃褐色粉砂，多處見(jiàn)細(xì)小貝殼碎屑，在4335～4350 cm發(fā)育泥炭層，本沉積單元整體巖性均一，含水量較低。平均粒徑在5～20 μm之間波動(dòng)，黏土、粉砂和砂的百分含量分別在15%～30%、60%～80%和0%～20%之間波動(dòng)，總體而言，粒度各個(gè)參數(shù)變化幅度較小。較低的標(biāo)準(zhǔn)偏差反映了較好的分選，呈現(xiàn)出的正偏態(tài)分布反映出沉積物中仍然具有較多粗顆粒物質(zhì)，此階段水動(dòng)力條件減弱，沉積環(huán)境較為穩(wěn)定。

2.3 有孔蟲(chóng)結(jié)果

DLC70-3孔樣品所鑒定底棲有孔蟲(chóng)個(gè)數(shù)最多為360枚/g，最少為0枚/g，平均為63枚/g。共鑒定出底棲有孔蟲(chóng)41屬79種，其中占全群平均2%以上的優(yōu)勢(shì)種共9個(gè)(圖3)，分別是Protelphidiumturberculatum(d’Orbigny)，24.43%；Buccellafrigida(Cushman)，24.06%；Ammoniabeccarii(Linné) var.，11.53%；Nonionakitaense(Asano)，9.64%；Cribrononionsubincertum(Asano)，5.06%；Elphidiumadvenum(Cushman)，4.81%；Ammoniadominicana(Bermudez)，4.76%；Ammoniakoeboeensis(LeRoy)，3.58%；Cribrononionfrigidum(Cushman)，2.35%，這9個(gè)優(yōu)勢(shì)種共占全群的90.21%。底棲有孔蟲(chóng)簡(jiǎn)單分異度和復(fù)合分異度變化相似且非常動(dòng)蕩，變化范圍分別為0～19和0～2.33(圖4)。

底棲有孔蟲(chóng)是鉆孔分層分段的主要依據(jù)之一，本鉆孔中底棲有孔蟲(chóng)化石群的一個(gè)顯著特點(diǎn)是各樣品中的高含量?jī)?yōu)勢(shì)種多數(shù)為近岸淺水屬種。上列主要屬種在不同時(shí)間段中常以?xún)?yōu)勢(shì)種或特征種出現(xiàn)，據(jù)此可以劃分出9個(gè)有孔蟲(chóng)組合(圖3)，同時(shí)參考東、黃海表層沉積中有孔蟲(chóng)分布資料(中國(guó)科學(xué)院海洋研究所海洋地質(zhì)研究室,1982; Wang Pinxian, 1985; 汪品先等,1988)，推測(cè)相應(yīng)的區(qū)域沉積環(huán)境。

圖 3 南黃海DLC70-3孔底棲有孔蟲(chóng)主要屬種的豐度變化曲線Fig. 3 Abundance of main species of benthic foraminifera in a gram of dried sediment from core DLC70-3

3 討論

3.1 晚第四紀(jì)古沉積環(huán)境演變

依據(jù)測(cè)年數(shù)據(jù)建立起初步的年代框架，顯示本鉆孔為晚更新世以來(lái)的沉積物。殘留沉積指晚更新世低海面時(shí)堆積下來(lái)的、并且尚未被現(xiàn)代沉積物覆蓋的沉積物，一般粒度較粗，有孔蟲(chóng)含量甚低，且外殼大多破碎(王張華等，2002)。本鉆孔底棲有孔蟲(chóng)分布較為連續(xù)，且比較完整，無(wú)殘留沉積物特征。基于巖性分層與底棲有孔蟲(chóng)分層結(jié)果對(duì)應(yīng)性較差(圖2和3)，推測(cè)底棲有孔蟲(chóng)的變化主要受控于水深的變化，而粒度控制則更為復(fù)雜，受到河流搬運(yùn)距離、源區(qū)的化學(xué)風(fēng)化作用和沿岸流強(qiáng)弱等多因素控制，在南黃海西部SYS803孔中就發(fā)現(xiàn)粒度和底棲有孔蟲(chóng)豐度變化并不對(duì)應(yīng)，有層位呈正相關(guān)，也有層位呈負(fù)相關(guān)關(guān)系(Liu Jian et al.,2010)。

根據(jù)有孔蟲(chóng)豐度、分異度、優(yōu)勢(shì)屬種和環(huán)境指示種的百分含量，結(jié)合巖性分析，可將DLC70-3孔地層自下而上劃分為9層(圖3)，代表9個(gè)沉積環(huán)境演化階段，分析如表3所示。

將本鉆孔與研究比較深入的南黃海南部QC2孔(122°16′E，34°18′N(xiāo))以及南黃海西部SYS0702(122°05.75′E，34°18.09′N(xiāo))、SYS0803(121°45.00′E，34°18.09′N(xiāo))(位置見(jiàn)圖1)記錄的地層(Liu Jian et al., 2010)進(jìn)行對(duì)比分析(圖5)，認(rèn)為：①本鉆孔0～420 cm分別對(duì)應(yīng)的是QC2孔的1800～2140 cm、SYS702孔的2700～3500 cm、SYS803孔的1450～2450 cm，為冰消期的沉積；②本鉆孔420～2780 cm沉積單元應(yīng)為MIS3期的沉積，與QC2孔的2140～2900 cm和SYS0702孔的3500～4400 cm相對(duì)應(yīng)，SYS0803孔相對(duì)應(yīng)地層缺失；③本鉆孔2780～3340 cm沉積單元缺失測(cè)年數(shù)據(jù)，但依據(jù)層序關(guān)系及巖性特征，推測(cè)該段為晚更新世中期(MIS4)濱海帶鄰近的河流或陸相沉積，QC2孔、SYS0702孔和SYS0803孔水深較淺，此沉積階段出露陸地，處于剝蝕環(huán)境，未保存對(duì)應(yīng)的沉積；④本鉆孔3340～5500 cm為晚更新世MIS5中晚期(MIS5a～5d)淺海環(huán)境下的海相沉積，本沉積單元對(duì)應(yīng)QC2孔的2900～3300 cm、SYS0702孔的4400～5200 cm、SYS0803孔的2450～3080 cm；⑤本鉆孔5500～7120 cm沉積單元對(duì)應(yīng)QC2孔的3300～5500 cm、SYS0702孔的5200～6400 cm以及SYS0803孔的3080～3400 cm，為MIS5e時(shí)期的高海平面沉積。綜合以上分析，DLC70-3孔為末次間冰期以來(lái)的沉積，主要為MIS5、MIS4、MIS3期以及MIS2/1(末次冰消期)的沉積地層，沉積序列與南黃海其他鉆孔對(duì)應(yīng)關(guān)系如圖5所示。

圖 4 南黃海DLC70-3孔底棲有孔蟲(chóng)豐度和分異度變化以及推測(cè)古水深Fig. 4 Abundance and diversity of benthic foraminifera of core DLC70-3 and estimate of paleo-water depth

3.2 底棲有孔蟲(chóng)對(duì)古冷水團(tuán)的指示

黃海冷水團(tuán)是中國(guó)近海淺海非常典型的水文現(xiàn)象，其形成機(jī)制引起了廣泛的關(guān)注。現(xiàn)代黃海冷水團(tuán)是由于黃海暖流與黃海沿岸流之間形成大型氣旋型渦流，在渦流中心底層水保留了黃海本地冬季冷水所形成低溫高鹽的冷水團(tuán)，且與黃海暖流的入侵密不可分(于非等,2006)。

楊子庚和林和茂(1998)對(duì)QC2孔海侵層3745～5436 cm末次間冰期沉積層進(jìn)行分析，得出此時(shí)黃海冷水團(tuán)已經(jīng)存在，并對(duì)其沉積環(huán)境進(jìn)行了討論。QC2孔海侵層的介形類(lèi)組合中環(huán)極種占優(yōu)勢(shì)，底棲有孔蟲(chóng)組合以涼水種和喜涼種為主，但孢粉及氧同位素分析證明這個(gè)時(shí)期是末次間冰期溫暖期。因此，微體古生物顯示的低溫環(huán)境不是古氣候的反映，而是受古冷水團(tuán)的控制。Liu Jian等(2010)對(duì)南黃海西部SYS0701、0702和0803這3個(gè)鉆孔沉積物中介形蟲(chóng)冷水種所占百分含量的研究顯示，其均在MIS5期早期高海平面的沉積中出現(xiàn)峰值，而其他層位基本未能檢出，指示了古冷水團(tuán)在MIS5期早期高海平面時(shí)已經(jīng)出現(xiàn)。它們的形成同現(xiàn)代南黃海存在的冷渦一樣，都是在高海平面時(shí)期由黃海暖流和黃海環(huán)流形成的氣旋型旋渦。由此可見(jiàn)，底棲有孔蟲(chóng)和介形蟲(chóng)的分布規(guī)律是示蹤與黃海暖流伴生的冷渦沉積的重要依據(jù)。

本研究選取冷水面頰蟲(chóng)(Buccellafrigida)、具瘤先希望蟲(chóng)(Protelphidiumtuberculatum)作為典型的冷水種指標(biāo)來(lái)指示古黃海冷水團(tuán)的形成。其中B.frigida廣布于鄂霍次克海、白令海、阿拉斯加及格陵蘭外的陸架海和哈得遜灣。汪品先等編繪了B.frigida在黃海的分布圖，其分布范圍受黃海冷水團(tuán)的控制，>5%的分布界限在北黃海中西部和現(xiàn)代南黃海冷水團(tuán)東側(cè)中心部位，而>10%的分布界限僅限于37°N以北的北黃海(汪品先等,1980)。P.tuberculatum生活在水深20～50 m的淺海環(huán)境，主要見(jiàn)于黃海沿岸流冷水分布區(qū)，代表水體較冷的淺海環(huán)境(汪品先等,1988)。如圖3所示，這兩冷水種主要出現(xiàn)在DLC70-3孔中的3個(gè)層位。

(1)5500～7120 cm：P.tuberculatum豐度在0～120枚/g波動(dòng)，整體豐度達(dá)到最高值，絕大部分樣品中B.frigida豐度大于30枚/g。P.tuberculatum種豐度隨深度的變化與B.frigida變化較為一致，不同的是在5500～7120 cm層位中，P.tuberculatum豐度在5500～6100 cm雖然連續(xù)出現(xiàn)，但豐度值較低，基本都低于20枚/g。根據(jù)上文分析，此層位為MIS5e的高平面時(shí)期，而此階段海平面高度被廣泛認(rèn)為是與現(xiàn)今海平面相當(dāng)甚至高于現(xiàn)今海平面(Lambeck and Chappell, 2001;Lambeck et al.,2002;Siddall et al.,2003)，在中國(guó)東部陸架平原也廣泛記錄了這次大規(guī)模的海侵(王靖泰和汪品先,1980;吳標(biāo)云和李從先,1987; Lin Jingxing et al.,1989；彭子成等，1992；施林峰等，2009)，并對(duì)其命名為星輪蟲(chóng)海侵(王靖泰和汪品先,1980)，同時(shí)此階段也被一致認(rèn)為是暖期，如南黃海QC2孔中孢粉及氧同位素分析證明這個(gè)時(shí)期是末次間冰期的溫暖期(楊子賡和林和茂,1998)。因此，本層位冷水種峰值的出現(xiàn)就應(yīng)該是受古黃海冷水團(tuán)的控制，與南黃海QC2孔(楊子賡和林和茂,1998)以及SYS0701、0702和0803鉆孔(Liu Jian et al.,2010)研究結(jié)果相一致，表明了古冷水團(tuán)在MIS5e高海平面時(shí)期存在。其中SYS0701、0702和0801鉆孔(Liu Jian et al.,2010)位置均在現(xiàn)代黃海冷水團(tuán)以外(圖1)，也說(shuō)明MIS5e時(shí)古黃海冷水團(tuán)的分布范圍比現(xiàn)在要更大。

(2)2040～2780 cm：P.tuberculatum豐度在0～90 枚/g之間波動(dòng)，明顯較上一層位增高，絕大部分樣品中B.frigida豐度大于30枚/g；冷水種在2040～2780 cm也出現(xiàn)高值，在上文討論中，已經(jīng)說(shuō)明此層位為MIS3期的早期。研究表明，MIS3晚期(40～30 ka BP)青藏高原處于特殊的暖濕氣候階段：年平均溫度高出現(xiàn)代2～4 °C，降雨量增加40%～100%，大量湖泊擴(kuò)張，湖平面比現(xiàn)在高出30～200 m(施雅風(fēng)和劉曉東,1999; 施雅風(fēng)和于革,2003)。渭南剖面通過(guò)植硅石反映的溫度、降水量(Lu Houyuan et al.,2007)以及<2 μm/>10 μm值(聶高眾等,1996)都在MIS3早期50～60 ka BP出現(xiàn)峰值，反映此階段黃土高原地區(qū)存在非常強(qiáng)的夏季風(fēng)。中國(guó)亞熱帶地區(qū)的石筍記錄則顯示，夏季降雨在整個(gè)MIS3期都很強(qiáng)盛，雖然被許多千年尺度的事件所打斷，但MIS3早期的季風(fēng)降雨強(qiáng)度要超過(guò)MIS3晚期(Wang Yongjin et al.,2008)?？傊?，雖然各類(lèi)記錄在時(shí)間和振幅上不盡相同，但都指示了東亞地區(qū)MIS3時(shí)期應(yīng)該是一個(gè)比較溫暖潮濕的暖期，將本層位對(duì)應(yīng)為暖期證據(jù)可靠。而此階段冷水種豐度出現(xiàn)峰值，說(shuō)明其受到冷水團(tuán)控制。此外，海平面變化對(duì)黃海暖流以及黃海冷水團(tuán)起著非常重要的控制作用，海平面必須達(dá)到一定高度時(shí)黃海環(huán)流系統(tǒng)以及冷水團(tuán)才能夠形成(李鐵剛等,2007)。一般認(rèn)為MIS3階段海平面呈現(xiàn)高頻率、低幅度的波動(dòng)，整體在現(xiàn)今海平面以下40～80 m之間變化(Lambeck and Chappell,2001; Siddall et al.,2003)。但是，在全球眾多地區(qū)也發(fā)現(xiàn)了MIS3期的高海平面證據(jù)，如在北美(Rodriguez et al.,2000)、歐洲(Mauz and Hassler,2000)、澳洲(Cann et al.,1988,2000)和東南亞地區(qū)(Hanebuth et al.,2006)都發(fā)現(xiàn)MIS3期高海平面僅僅比現(xiàn)今海平面低15～20 m，而對(duì)中國(guó)東部陸架海海平面在MIS3期的高海平面變化研究也有著很大的爭(zhēng)議，如Liu Jian等(2010)對(duì)渤海研究認(rèn)為其MIS3期海平面變化在-35～-60 m(bpsl)波動(dòng)，對(duì)南黃海西部的研究認(rèn)為其海平面在-20～-50 m(bpsl)波動(dòng)。而有學(xué)者對(duì)東營(yíng)海相沉積層以及長(zhǎng)三角地區(qū)的研究表明MIS3期時(shí)最高海平面可能高達(dá)-5～-10 m(bpsl)(王靖泰和汪品先,1980;楊達(dá)源, 2004;Zhao Baocheng et al.,2008)?，F(xiàn)代環(huán)境中主要出現(xiàn)在陸架外緣的Uvigerina schwageri Brady在本鉆孔這一層位超過(guò)5%(圖6)，說(shuō)明這一階段的水深可能與目前相當(dāng)，所以在MIS3期的高海平面已經(jīng)具備了黃海環(huán)流和古黃海冷水團(tuán)形成的條件。綜上分析，本層位冷水種豐度的峰值指示其受南黃海古冷水團(tuán)控制。前人在QC2孔中并未發(fā)現(xiàn)古黃海冷水團(tuán)在MIS3期存在的證據(jù)，推測(cè)主要原因是QC2孔水深不到50 m，而當(dāng)時(shí)古黃海冷水團(tuán)的分布范圍要較現(xiàn)在小。

圖 6 南黃海DLC70-3孔2000～2800 cm段主要底棲有孔蟲(chóng)的含量變化Fig. 6 Percentage abundance of main species of benthic foraminifera from 2000～2800 cm of DLC70-3 in the South Yellow Sea

(3)0～450 cm：P.tuberculatum豐度在0～50 枚/g之間波動(dòng)，豐度較低，B.frigida在0～40 枚/g波動(dòng)，可以看出相對(duì)于前面兩個(gè)層位，冷水種豐度明顯降低。據(jù)AMS14C測(cè)年數(shù)據(jù)(表1)，本層位應(yīng)該屬于11.0～12.0 ka BP時(shí)間段的沉積，此時(shí)東部陸架海地區(qū)海平面應(yīng)該在-50 m(bpsl)(Liu J. Paul et al.,2004)，較低的海平面使得黃海環(huán)流以及黃海暖流難以形成，自然冷水團(tuán)也不會(huì)出現(xiàn)，推斷冷水種的出現(xiàn)應(yīng)該不是受到古冷水團(tuán)所控制。而本時(shí)間段處于新仙女木(YD)事件范圍內(nèi)(11473～12 823a BP)(Wang Yongjin et al.,2001)，YD事件在全球范圍內(nèi)都有詳細(xì)記錄，是指在末次冰期向全新世轉(zhuǎn)暖過(guò)程中氣溫在幾十年內(nèi)迅速下降到冰期水平(Dansgaard et al.,1989)。Kim和Kucera(2000)對(duì)南黃海中部CC02孔的底棲有孔蟲(chóng)相對(duì)豐度研究結(jié)果也有類(lèi)似現(xiàn)象，如B.frigida在CC02孔0～50 cm和150～250 cm出現(xiàn)，對(duì)應(yīng)的年齡層約為0～5 ka BP和11～12.6 ka BP，推測(cè)其分別對(duì)應(yīng)黃海暖流及冷水團(tuán)完全形成和YD事件的低溫時(shí)期，而在中間層位未發(fā)現(xiàn)B.frigida。據(jù)此認(rèn)為，本層位冷水種的峰值主要受YD事件降溫背景所控制，而非古冷水團(tuán)。

4 結(jié)論

(1)南黃海北部DLC70-3孔揭示了MIS5期以來(lái)的海侵海退序列，通過(guò)底棲有孔蟲(chóng)分析，在約130 ka以來(lái)的沉積中識(shí)別出2個(gè)海陸交互層、2個(gè)陸相層和5個(gè)海相層，期間海平面上下波動(dòng)頻繁造就了陸相、潮間相、濱岸相、濱海相、近岸淺海相、淺海相等各種成因類(lèi)型地層之間的演替。

(2)底棲有孔蟲(chóng)冷水種Buccellafrigida和Protelphidiumtuberculatum豐度在2040～2780 cm(MIS3早期)和5500～7120 cm(MIS5e)層位出現(xiàn)高值，而這兩個(gè)時(shí)期是溫暖期。因此，底棲有孔蟲(chóng)顯示的低溫環(huán)境不是古氣候的反映，而是受古冷水團(tuán)控制，指示了古冷水團(tuán)在MIS5e和MIS3期早期高海平面時(shí)期已經(jīng)存在，且古黃海冷水團(tuán)在MIS5e期間分布范圍較現(xiàn)今更大，在MIS3c早期的范圍則比現(xiàn)在要小。