秦磊,商志文 ,李勇,李建芬
(1.天津華北地質(zhì)調(diào)查局地質(zhì)研究所,天津300170;2.中國(guó)地質(zhì)調(diào)查局天津地質(zhì)調(diào)查中心,天津300170;3.中國(guó)地質(zhì)調(diào)查局泥質(zhì)海岸帶地質(zhì)環(huán)境重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,天津300170)
渤海灣西北部沿海平原(“牡蠣礁平原”)和毗鄰淺海區(qū)的一個(gè)極為顯著而獨(dú)特的地質(zhì)現(xiàn)象,是存在眾多的全新世埋藏牡蠣礁體,組成礁體的牡蠣個(gè)體均為Crassostra gigas(Thunberg,1793)[1-3](中文名:長(zhǎng)重蠣)。它們的密集簇生個(gè)體構(gòu)成牡蠣礁,礁體頂部無(wú)一例外地被潮間帶泥層覆蓋。目前,在約3 500 km2的范圍內(nèi)已發(fā)現(xiàn)了近50處礁體,牡蠣礁體厚度最薄1~2 m,最厚5~6 m。按它們的時(shí)空分布,可大致劃分為11個(gè)礁群[4-6]。
前人早已發(fā)現(xiàn)渤海灣西北岸俵口村東南存在埋藏牡蠣礁體,并且對(duì)該礁體進(jìn)行了沉積學(xué)、生物學(xué)及年代學(xué)研究[7-11]。但是,由于缺少揭穿礁體的全取心鉆孔及詳細(xì)的綜合研究,致使長(zhǎng)期以來(lái)缺少對(duì)該處礁體的分布范圍和頂、底板埋深與礁體厚度等總體情況的深入了解。
通過(guò)承擔(dān)2016年天津市寧河區(qū)七里海保護(hù)區(qū)管理委員會(huì)委托的牡蠣礁博物館建館前期地質(zhì)調(diào)查工作,在俵口與罾口河之間約80 000 m2范圍內(nèi),開(kāi)展了全取心鉆探、高程測(cè)量和地球物理調(diào)查?;阢@探和高程測(cè)量,查明了該處礁體的時(shí)空分布特征,為這一重要地質(zhì)遺跡的保護(hù)和進(jìn)一步研究,提供了基礎(chǔ)地質(zhì)數(shù)據(jù)。
2016年3月,天津華北地質(zhì)調(diào)查局地質(zhì)研究所和天津地質(zhì)調(diào)查中心對(duì)俵口牡蠣礁體的空間分布范圍進(jìn)行了詳細(xì)調(diào)查。此次調(diào)查共布設(shè)36個(gè)鉆孔,其中35個(gè)孔的孔深均為12 m,孔間距40 m。另有一個(gè)補(bǔ)充調(diào)查孔,孔深9 m,位于已經(jīng)發(fā)現(xiàn)的俵口牡蠣礁與此次調(diào)查區(qū)之間。36個(gè)鉆孔均鉆遇并穿透牡蠣礁體,依次揭露了上覆鹽沼-瀉湖相、礁體的頂、底板與礁體下伏的海相泥質(zhì)沉積地層(圖1、表1)。
鉆孔揭露了調(diào)查區(qū)內(nèi)12 m以淺的地層,由上至下分為4層(圖2、3)。
圖1 俵口牡蠣礁調(diào)查鉆孔位置圖Fig.1 Map showing the drilling investigation area located in between Biaokou village and Zengkou river
(1)耕作層:現(xiàn)代土壤,泥質(zhì),含腐殖質(zhì)和零星貝殼、貝屑 0.5 m
(2)泥質(zhì)沉積:粘土質(zhì)。上部為濁黃棕色(10YR 5/3),無(wú)層理,發(fā)育鐵錳核和鐵質(zhì)浸染,可見(jiàn)毫米級(jí)貝殼碎屑,為河流泛濫形成的沼澤-鹽沼環(huán)境。下部逐漸轉(zhuǎn)為棕灰色(10YR 4/1),出現(xiàn)砂紋層,砂團(tuán)含量增加,可見(jiàn)海相貝殼光滑河籃蛤Potamocorbula laevis,為潮間帶中上部沉積環(huán)境 0.5~3.0 m
(3)牡蠣層:簇生牡蠣殼,殼因鉆機(jī)擾動(dòng)而強(qiáng)烈破碎。最大牡蠣個(gè)體高約10 cm。牡蠣殼之間被泥砂緊密充填。該層為牡蠣礁體,為潮間帶中下部至潮下帶淺海沉積環(huán)境 3.0~8.0 m
(4)砂泥質(zhì)沉積:棕灰色(10YR 4/1),含海相貝殼,如四角蛤蜊Mactra veneriformis、菲律賓蛤仔Ruditapes philippinarum及河蜆Corbicula fluminea等,均為單瓣殼。該層上部以粉砂為主,含少量泥,塊狀層理。下部在調(diào)查區(qū)北部鉆孔發(fā)現(xiàn)砂泥質(zhì)紋層結(jié)構(gòu)(圖2),南部鉆孔可見(jiàn)含泥炭層的泥質(zhì)沉積(ZK15、18、19、22、23、24、25、28、31、32、33、34和35孔)(圖3),泥炭層以泥為主,色調(diào)極黑、細(xì)膩,可見(jiàn)未分解的植物,推測(cè)該層為潮間帶至潮上帶鹽沼沉積環(huán)境8.0~12.0 m
表1 鉆孔位置、孔深及牡蠣礁體頂、底板埋深與厚度一覽表Tab.1 Borehole location,coordinates and drilling depth.Burial depth for both top and subsurface of the oyster reef and its thickness revealed in each core
36個(gè)鉆孔和No.217地質(zhì)點(diǎn)(揭露深度近10 m的俵口牡蠣礁剖面[4])與HD303地質(zhì)點(diǎn)(揭露深度8.1 m的罾口河牡蠣礁剖面[12])的結(jié)果顯示,此處牡蠣礁非常發(fā)育。此次調(diào)查的36個(gè)孔均鉆遇并穿透礁體,表1、圖4和5給出了各鉆孔揭示的該地區(qū)牡蠣礁體頂、底板埋深、高程與礁體厚度。
鉆孔揭示的俵口-罾口河之間牡蠣礁體頂板埋深2.7~4.2 m(相當(dāng)于現(xiàn)代85高程-1.82~-3.316 m),平均埋深3.1 m(85高程-2.737 m)。調(diào)查區(qū)東部,尤其是東南部,礁體頂板埋深稍淺,一般小于3.0 m。俵口-罾口河間牡蠣礁體底板埋深在6.1~9.1 m(85高程-5.578~-8.775 m),平均埋深8.1 m(85高程-7.684 m)。調(diào)查區(qū)東部礁體底板埋深稍大,均位于8.4 m以下。西部埋深稍淺,位于6.1~8.4 m之間,西南部底板埋深最淺為6.1 m。礁體的厚度在3~6 m之間,平均厚度約5 m,調(diào)查區(qū)東部礁體厚度大于西部(圖4、5)。
圖2 北側(cè)的ZK13孔柱狀圖和巖心照片F(xiàn)ig.2 Column map and core photo of Borehole ZK13,showing stratigraphical framework in the north and the oyster reef sandwiched between the marine and brackish muddy sediments
圖3 南側(cè)的ZK25孔柱狀圖和巖心照片F(xiàn)ig.3 Column map and core photo of Borehole ZK25,showing stratigraphical framework in the south and well developed dark peaty layer underlying the marine layer
總體上,調(diào)查區(qū)東部、尤其是東南部礁體頂板埋深淺、底板埋深大,厚度大,發(fā)育較好。
根據(jù)No.217點(diǎn)(俵口礁體)和HD303點(diǎn)(罾口河礁體)的年代學(xué)數(shù)據(jù)[4,12-14],可知俵口-罾口河牡蠣礁體發(fā)育于全新世早期約7 000 cal BP前后,在約4 000 cal BP的中全新世時(shí)結(jié)束建礁,屬于渤海灣西北岸牡蠣礁平原第VI礁群。
圖4 俵口牡蠣礁體頂、底板埋深三維圖Fig.4 Three-dimensional map showing the top and subsurface depths of the oyster reef in Biaokou-Zengkouhe area
圖5 俵口-罾口河間牡蠣礁體厚度分布等值線圖Fig.5 Contour map showing thickness of the oyster reef in Biaokou-Zengkouhe area
調(diào)查區(qū)地層研究表明,全新世以來(lái)該地相繼經(jīng)歷了潮上帶鹽沼至潮間帶→潮下帶淺海至潮間帶中下部→潮間帶中上部至潮上帶沼澤-鹽沼環(huán)境。在全新世海侵到達(dá)該地以后,隨著海面繼續(xù)上升,調(diào)查區(qū)進(jìn)入潮下帶淺海環(huán)境,發(fā)育牡蠣礁體并于4 000 cal BP前后結(jié)束建礁。
(1)俵口-罾口河之間的牡蠣礁體平均頂板埋深3.1 m(85高程-2.737 m)、底板埋深8.1 m(85高程-7.684 m),平均厚度約5 m。總體上,調(diào)查區(qū)東部,尤其是東南部礁體頂板埋深淺、底板埋深大,礁體厚度大,發(fā)育較好。已有年代學(xué)結(jié)果顯示,俵口-罾口河間牡蠣礁體發(fā)育于全新世早期的約7 000 cal BP時(shí),于4 000 cal BP前后結(jié)束建礁,屬于渤海灣西北岸牡蠣礁平原的第VI礁群。
(2)全新世以來(lái)調(diào)查區(qū)相繼經(jīng)歷了潮上帶鹽沼至潮間帶→潮下帶淺海至潮間帶中下部→潮間帶中上部至潮上帶沼澤-鹽沼環(huán)境,在全新世海侵時(shí)期發(fā)育牡蠣礁體。
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