張龍飛，董 斌，史雙雙，韓曉飛

（1. 山西省地震局，太原 030021；2. 太原大陸裂谷動(dòng)力學(xué)國(guó)家野外科學(xué)觀測(cè)研究站，太原 030025）

大同盆地朔州地區(qū)晚第四系劃分及古環(huán)境分析

張龍飛1,2，董 斌1,2，史雙雙1,2，韓曉飛1,2

（1. 山西省地震局，太原 030021；2. 太原大陸裂谷動(dòng)力學(xué)國(guó)家野外科學(xué)觀測(cè)研究站，太原 030025）

大同盆地自形成以來(lái)，學(xué)者們對(duì)其西南部的朔州拗陷盆地的第四紀(jì)地層特征、氣候及環(huán)境變化研究甚少。通過(guò)對(duì)大同盆地朔州市區(qū)實(shí)施的兩個(gè)地質(zhì)鉆孔和收集的鉆孔資料分析，結(jié)合22個(gè)土樣的電子自旋共振及光釋光測(cè)年結(jié)果，對(duì)研究區(qū)晚第四紀(jì)地層時(shí)代進(jìn)行了劃定，厘定了上、中、下更新統(tǒng)的地層界線。研究表明，區(qū)內(nèi)上、中更新統(tǒng)以河流、洪積相沉積為主，下更新統(tǒng)以河流、湖相沉積為主；通過(guò)對(duì)12個(gè)樣品的孢粉測(cè)試結(jié)果，揭示了研究區(qū)早更新世晚期以來(lái)的氣候環(huán)境演變特征。在早更新世晚期和晚更新世晚期氣候濕度相對(duì)較大，其余時(shí)期氣候偏干，同時(shí)從早更新世晚期開(kāi)始，朔州盆地內(nèi)古湖泊開(kāi)始收縮；最終建立了晚第四紀(jì)地層剖面，對(duì)本區(qū)地層劃分具有重要的指導(dǎo)意義。

晚第四系；地層劃分；古環(huán)境分析；鉆孔；大同盆地朔州地區(qū)

0 前言

大同斷陷盆地位于汾渭斷陷帶北部，全長(zhǎng)225km，寬約60km，盆地邊界主要受口泉斷裂、六棱山北麓斷裂和恒山北麓斷裂控制，形成一較寬闊且對(duì)稱的地塹，地塹內(nèi)部又被同方向的活動(dòng)斷裂解體成包括朔州拗陷盆地在內(nèi)的多個(gè)次級(jí)構(gòu)造單元。其中朔州拗陷盆地主要沉積了上新統(tǒng)—第四系上更新統(tǒng)，基巖埋深總體表現(xiàn)為拗陷北西較淺，向南東逐步加深。大同盆地自形成以來(lái)，盆地內(nèi)氣候及環(huán)境不斷變化，前人對(duì)此地區(qū)的地層結(jié)構(gòu)、氣候及環(huán)境變化開(kāi)展過(guò)相關(guān)研究，除了傳統(tǒng)的從地質(zhì)地貌（翟姣等，2011；王乃墚等，1996；閔隆瑞等，2003）和地下水（楊勇等，2003；謝先軍，2008；裴捍華等，2005；蘇春利等，2008）的角度進(jìn)行研究外，多以釋光（趙曉紅，2013）、孢粉（范淑賢等,2007）、磁化率（蘇樸等，2000）、粒度（遲振卿等，2010）、化學(xué)分析（張慧，2014）、湖泊粘土礦物（郭彩云，2013）等作為代指標(biāo)（李潤(rùn)蘭等，2000；梁進(jìn)秋2011）。然而前人的研究范圍僅限于大同盆地東部的大同—陽(yáng)原盆地一帶，對(duì)大同盆地西南部的朔州拗陷盆地的第四紀(jì)地層特征、氣候及環(huán)境變化研究甚少。

基于上述研究歷史及本次工作思路，在大同盆地朔州市區(qū)內(nèi)實(shí)施了兩個(gè)地質(zhì)鉆孔ZK82、ZK83，同時(shí)收集了研究區(qū)內(nèi)相關(guān)的8個(gè)地質(zhì)鉆孔資料，通過(guò)對(duì)實(shí)施的兩個(gè)鉆孔的樣品的年代學(xué)測(cè)試結(jié)果的分析，同時(shí)結(jié)合其余8個(gè)鉆孔的地層資料，對(duì)研究區(qū)晚第四系進(jìn)行了比對(duì)分析，提出研究區(qū)晚第四系劃分方案，建立了大同盆地朔州地區(qū)晚第四系的剖面。由于地質(zhì)鉆孔所揭示的地層沉積韻律、巖性組合特征及沉積構(gòu)造等均與該地區(qū)氣候及環(huán)境的變化有關(guān)（鄭榮章等，2002），因此以地質(zhì)鉆孔為基礎(chǔ)，結(jié)合孢粉測(cè)試對(duì)大同盆地朔州地區(qū)晚第四紀(jì)地層及古環(huán)境演化進(jìn)行了分析，從而對(duì)該地區(qū)區(qū)域性地層劃分具有重要的指導(dǎo)意義。

1 地質(zhì)鉆孔分布及參數(shù)

研究區(qū)內(nèi)實(shí)施的兩個(gè)地質(zhì)鉆孔ZK82和ZK83分別位于朔州市區(qū)南部和北部，同時(shí)為了反映大同盆地朔州地區(qū)不同工程地質(zhì)單元地層巖性的差異，另選取了8個(gè)參考地質(zhì)鉆孔，鉆孔深度均為80～150m，這10個(gè)鉆孔大體上能代表研究區(qū)的晚第四系地層結(jié)構(gòu)特征。為了分析研究區(qū)的古環(huán)境變化，在ZK82和ZK83鉆孔中共采取了22個(gè)土樣品進(jìn)行ESR、光釋光年齡測(cè)試。所有鉆孔參數(shù)詳見(jiàn)表1，鉆孔分布見(jiàn)圖1。

表1 大同盆地朔州地區(qū)地質(zhì)鉆孔參數(shù)Tab.1 Parameters of the test drill-holes of Shuozhou city zone in Datong Basin

圖1 大同盆地朔州地區(qū)地質(zhì)鉆孔位置示意圖Fig.1 Index map show ing location of test holes of Shuozhou city zone in Datong Basin

2 地層沉積特征及沉積時(shí)代分析

2.1 地層沉積特征分析

研究區(qū)整體上屬于陸相沉積環(huán)境，根據(jù)鉆孔揭示，研究區(qū)第四系沉積物由粘土、粉質(zhì)粘土、粉土、粉細(xì)砂、細(xì)中砂、中粗砂、卵礫石層組成。沉積物粒度總體上表現(xiàn)了從底部向上部變細(xì)的趨勢(shì)，顯示了較為清晰的沉積韻律。綜合各層沉積物地層巖性、沉積粒度、顏色等多種因素，自上而下可將研究區(qū)地層沉積特征劃分為三類。

Ⅰ類：研究區(qū)1、2兩個(gè)地質(zhì)單元內(nèi)，根據(jù)其沉積韻律可分為上、中、下3段，層底埋深0～35m揭示地層主要為第四系上更新統(tǒng)() 淺黃—褐黃色粉土夾細(xì)中砂、中粗砂薄層，埋深35～60m為中更新統(tǒng)) 灰色卵礫石層夾褐黃—褐紅色粉土、粉質(zhì)粘土層，卵礫石磨圓度較差，多呈尖棱狀—圓棱狀，埋深60～150m為下更新統(tǒng)() 褐黃—褐紅色粉質(zhì)粘土夾細(xì)中砂層。根據(jù)這樣的沉積特征推測(cè)本地質(zhì)單元在上段沉積時(shí)期以河流+洪積相沉積為主、中段沉積時(shí)期以洪積相沉積為主、下段沉積時(shí)期以河流相沉積為主。

2.2 地層沉積時(shí)代分析

本次劃定第四系各統(tǒng)地層界線采用了以分析2.1節(jié)地層沉積特征為主、結(jié)合樣品OSL和ESR測(cè)年結(jié)果為輔的綜合分析方法，詳述如下：

表2 樣品光釋光(OSL)年齡及參數(shù)Tab.2 The optically stimulated lum inescence age and parameters of the sam p les

表3 電子自旋共振（ESR）測(cè)年結(jié)果Tab.3 The ESR dating results of the sam ples

（1）土樣測(cè)年結(jié)果及分析

本次委托山東省土力學(xué)及年代學(xué)試驗(yàn)室進(jìn)行樣品年齡測(cè)試，剔除無(wú)效測(cè)試數(shù)據(jù)，最終返回光釋光測(cè)試數(shù)據(jù)15項(xiàng)，ESR測(cè)試數(shù)據(jù)7項(xiàng)，詳見(jiàn)表2、表3。

①光釋光(OSL)測(cè)試說(shuō)明

樣品等效劑量的測(cè)試均在山東省地震工程研究院土力學(xué)及年代學(xué)實(shí)驗(yàn)室的丹麥Risoe DA-20-C/D型熱/光釋光自動(dòng)測(cè)量系統(tǒng)上完成，該系統(tǒng)的激發(fā)光源分別為藍(lán)光二極管（λ=470nm）。檢驗(yàn)長(zhǎng)石組分所用的紅外激發(fā)波長(zhǎng)為830nm。測(cè)試過(guò)程中兩種光源的最大功率為90%。光釋光信號(hào)經(jīng)由7.5mm厚的Hoya U-340濾光片進(jìn)入9235QA光電倍增管（PMT）內(nèi)被探測(cè)并記錄，人工輻照源為90Sr/90Y。樣品的天然釋光等效劑量（即古劑量）測(cè)定采用粗顆粒石英礦物測(cè)試，光源選擇藍(lán)光激發(fā)。采用單片再生法（SAR）獲得所有樣品的等效劑量。計(jì)算等效劑量時(shí)，選取前1.6s（前10個(gè)通道積分值）的釋光信號(hào)值，進(jìn)行線性或指數(shù)擬合建立光釋光信號(hào)的劑量響應(yīng)曲線即光釋光生長(zhǎng)曲線，確定樣品的等效劑量(DE)值。

樣品所吸收的環(huán)境輻射劑量是由其本身及周圍沉積物中放射性核素(238U、232Th和40K)的α、β和γ衰變產(chǎn)生的電離輻射所提供的，同時(shí)也有宇宙射線的少量貢獻(xiàn)。樣品U、Th、K及其衰變子體對(duì)環(huán)境劑量率的貢獻(xiàn)通過(guò)等離子體質(zhì)譜儀及全譜直讀等離子體發(fā)射光譜儀測(cè)量獲得。由于前處理過(guò)程中HF已經(jīng)刻蝕掉受α照射的石英表層和少量的β輻射，計(jì)算環(huán)境劑量時(shí)不考慮α射線的貢獻(xiàn)，同時(shí)計(jì)算β輻射劑量時(shí)乘以系數(shù)0.9。因?yàn)樗畬?duì)β和γ輻射具有一定的吸收作用，樣品埋藏層的含水量對(duì)樣品的環(huán)境劑量的影響也不容忽視。計(jì)算時(shí)均考慮了含水量和少量宇宙射線的影響。

假定實(shí)驗(yàn)室測(cè)定的樣品U、Th、K含量及含水量可以代表樣品埋藏期間的實(shí)際值，且樣品采集和運(yùn)輸過(guò)程中未曝光或失水分，那么附表中樣品的光釋光年齡代表了樣品最后一次曝光距今的時(shí)間。

②地層測(cè)試結(jié)果分析

根據(jù)樣品光釋光測(cè)年結(jié)果，結(jié)合鉆孔揭示的地層巖性特點(diǎn)，作者推測(cè)研究區(qū)全新世與晚更新世的分界在ZK82鉆孔為層2與層3的分界，在ZK83鉆孔為層1與層2的分界。晚更新世與中更新世的分界在ZK82和ZK83鉆孔均為層6與層7的分界，分界線附近上更新統(tǒng)地層樣品年齡時(shí)代約在76.9 ka·B·P左右。

根據(jù)樣品ESR測(cè)年結(jié)果，結(jié)合鉆孔揭示的地層巖性特點(diǎn)，作者推測(cè)研究區(qū)早更新世與中更新世的分界在ZK82鉆孔為層9與層10的分界，在ZK83鉆孔為層11與層12的分界，分界線附近中更新統(tǒng)地層樣品年齡時(shí)代約在519.0 ka·B·P左右，分界線附近下更新統(tǒng)地層樣品年齡時(shí)代約在805.0 ka·B·P左右。

（2）地層沉積時(shí)代綜合分析

綜合分析ZK82和ZK83兩個(gè)鉆孔的第四系地層沉積特征，結(jié)合土樣光釋光測(cè)年及ESR測(cè)年結(jié)果，可以得出研究區(qū)地層剖面的沉積時(shí)代順序（圖2）。

圖2 大同盆地朔州地區(qū)ZK 82和ZK 83鉆孔綜合柱狀剖面圖Fig. 2 Generalized logs of ZK 82 and ZK 83 test holes of Shuozhou city zone in Datong Basin

3 地層孢粉分析及古環(huán)境分析

前人在大同盆地作過(guò)少部分孢粉測(cè)試分析（李鐵鋒等，1993；范淑賢等，2007），但研究范圍僅限于大同盆地北東部，對(duì)大同盆地西南部的朔州拗陷盆地并未做系統(tǒng)深入的研究探討，也沒(méi)有采取孢粉樣品進(jìn)行分析測(cè)試。為了詳細(xì)地對(duì)大同盆地朔州地區(qū)進(jìn)行孢粉分析和古環(huán)境分析研究，在ZK82鉆孔中共采取了76塊樣品進(jìn)行孢粉分析。

3.1 孢粉分析結(jié)果

（1）孢粉分析實(shí)驗(yàn)過(guò)程簡(jiǎn)介

本次樣品采集嚴(yán)格保持巖芯的上下順序，野外樣品采集好送到實(shí)驗(yàn)室之后，首先要進(jìn)行孢粉的提取，孢粉是植物的繁殖器官，主要由原生質(zhì)、內(nèi)壁和外壁組成，而外壁則是我們的研究對(duì)象，外壁是由一種孢粉素的物質(zhì)組成，而孢粉素具有一定的耐酸堿等特性，從而使得孢粉能夠保存為化石。本次孢粉樣品提取流程大致如下： 稱取樣品→第一次HCL處理→水洗→HF酸處理→水洗至中性→第二次HCL處理→醋酸酐處理→超聲波清洗器過(guò)篩→加甘油制樣。加甘油于分析好的孢粉樣品中制片后，在生物顯微鏡下進(jìn)行孢粉鑒定和統(tǒng)計(jì)，本項(xiàng)目所采樣品均送交中國(guó)地質(zhì)大學(xué)地球生物系喻建新老師進(jìn)行鑒定和統(tǒng)計(jì)，為保證精度，每個(gè)樣品鑒定花粉力求200粒以上，大多數(shù)孢粉鑒定到屬。

（2）孢粉分析結(jié)果

經(jīng)酸堿處理后，在12塊樣品中見(jiàn)有孢粉化石，其中在取樣深度為地表、2m、6m、18m、32m和102m的樣品中見(jiàn)有第四紀(jì)沉積的孢粉化石；在取樣深度為4m、6m、8m、38m、102m、104m、106m和138m的樣品中見(jiàn)有再沉積孢粉化石。下面就從這12塊樣品獲得的孢粉數(shù)據(jù)進(jìn)行孢粉學(xué)、古植被、古氣候和古環(huán)境的討論。

①第四紀(jì)孢粉組合特征

6塊樣品中共鑒定出 30余屬孢子及花粉類型，它們主要是草原和荒漠植物的花粉。草原成分有禾本科、蒿屬（Artemisia）、菊科（Compositae）、紫菀屬（Aster）、豆科（Leguminosae）等；草甸成分有蓼屬（Polygonum）、毛茛科（Ranunculaceae）、百合科（Liliaceae）、莎草科（Cyperaceae）等；荒漠成分有藜科（Chenopodiaceae）、蒺藜科（Zygophyllaceae）、麻黃屬（Ephedra）、檉柳屬（Tamarix）等。木本植物花粉有松屬（Pinus）、云杉屬（Picea）、柏科（Cupressaceae）、樺木屬（Betula）、胡桃屬（Juglans）以及榆屬（Ulmus）等，未見(jiàn)藻類植物。根據(jù)各樣品孢粉的百分含量及其組合變化，可以將其劃分為3個(gè)孢粉組合帶。

第一孢粉組合帶：Chenopodiaceae-Ephedra-Quercus孢粉組合帶對(duì)應(yīng)的深度分別是地表和2m。兩塊樣品的統(tǒng)計(jì)粒數(shù)均為200粒。本帶的孢粉濃度一般，為500粒∕克～424粒∕克）?；哪参锘ǚ壅冀^對(duì)優(yōu)勢(shì)，含量為60.0%～62.5%，主要為藜科、麻黃屬、檉柳屬、蒺藜科等。其次是草原成分，含量為14.5%～16.0%，主要為蒿屬、禾本科和菊科。草甸植物花粉較少，為5.5%～6.0%。周圍山地木本植物花粉相對(duì)較少，含量為12.0%～13.5%，僅見(jiàn)有松屬、柏科和櫟屬三種類型的花粉。蕨類植物孢子中僅見(jiàn)有水龍骨科孢子，含量為4.0%～6.0%。

第二孢粉組合帶：Polypodiaceae-Cupressaceae-Chenopodiaceae-Artemisia孢粉組合帶對(duì)應(yīng)的深度6m。該塊樣品統(tǒng)計(jì)粒數(shù)都在200粒。孢粉總濃度為253粒∕克，相對(duì)于上一個(gè)孢粉組合帶含量明顯降低。與上一組合比較，該組合表現(xiàn)為周圍山地木本植物花粉含量明顯上升，含量為37.0%，見(jiàn)有為松屬、云杉屬、柏科、胡桃科、樺科櫟屬和榆屬等溫帶植物花粉；草原類型花粉含量也有所增加，含量為18.0%，主要是蒿屬和禾本科植物花粉；草甸植物花粉占組合的10.0%，見(jiàn)有蓼屬、莎草科和百合科等植物；荒漠植物花粉含量明顯下降，處于次要地位，含量為25.0%，主要為麻黃屬、檉柳屬、藜科和蒺藜科這類喜干旱、耐鹽堿植物。蕨類植物中見(jiàn)有水龍骨科和石松類的孢子，占組合的10.0%。

第三孢粉組合帶：Nitratia-Chenopodiaceae-Artemisia孢粉組合帶對(duì)應(yīng)的深度分別是18m、32m和102m。3塊樣品的統(tǒng)計(jì)粒數(shù)均為200粒。本帶的孢粉濃度進(jìn)一步降低，為102粒∕克～135粒∕克）。在組合中荒漠植物花粉仍占優(yōu)勢(shì)，含量為43.5%～54.5%，主要為藜科、白刺、麻黃屬、檉柳屬、蒺藜科等植物花粉。其次是周圍山地木本植物花粉，相對(duì)較少，含量為18.0%～27.0%，見(jiàn)有松屬、柏科、櫟屬和樺科等喜溫類型的植物花粉。草原成分，含量為16.5%～20.0%，略低于山地木本植物，主要為蒿屬、禾本科植物。草甸植物花粉較少，為5.5%～10.0%。蕨類植物孢子中僅見(jiàn)有水龍骨科孢子，含量為0.5%～1.0%。

②再沉積孢粉化石特征

部分樣品（取樣深度為4m、6m、8m、38m、102m、104m、106m和138m）中見(jiàn)有保存較好的再沉積孢粉化石。經(jīng)鑒定，在這些樣品中均未見(jiàn)有再沉積的被子植物花粉，以較多類型的蕨類植物孢子，尤其是水龍骨單縫孢類和海金沙科孢子為主，裸子植物花粉中以氣囊分化不夠完善的雙氣囊花粉為主，這種面貌與我國(guó)華北中生代極可能與早白堊世早期沉積有關(guān)。由此推測(cè)，該地區(qū)第四紀(jì)沉積物來(lái)源于中生代的沉積物經(jīng)風(fēng)化剝蝕后再沉積而來(lái)的。

3.2 古植被與古氣候重建分析

（1）古植被與古氣候重建

應(yīng)用孢粉植被的概念，依據(jù)孢粉譜和孢粉母體植物的生態(tài)特征，可以近似地恢復(fù)地質(zhì)歷史時(shí)期尤其是新生代以來(lái)的古植被和古氣候。根據(jù)ZK82鉆孔的孢粉分析結(jié)果，其第四紀(jì)孢粉組合特征劃分為3個(gè)帶，其古植被及古氣候由下而上也可劃分為3個(gè)段（圖3）。

第三孢粉組合對(duì)應(yīng)深度分別是18m、32m和102m。該孢粉組合的麻黃屬和藜科花粉含量之和低于50%，蒿屬與藜科的比值小于1.5，反映當(dāng)時(shí)的氣候半干旱半濕潤(rùn)，但偏濕，其植被為一種稀疏森林—荒漠草原植被。具體表現(xiàn)在該地區(qū)周圍山地森林可能存在，生長(zhǎng)有針葉樹(shù)柏、松和云杉以及闊葉樹(shù)種櫟、樺和胡桃等含量雖然不高，但頻繁出現(xiàn)的喬木植物；荒漠植物為主，草原植物成分出現(xiàn)。這說(shuō)明在這個(gè)時(shí)期與現(xiàn)今當(dāng)?shù)貧夂蛳啾葴嘏邓枯^多。但是此時(shí)荒漠植物仍占主導(dǎo)地位，反映研究區(qū)有效濕度下降。

圖3 大同盆地朔州地區(qū)剖面孢粉百分?jǐn)?shù)圖Fig. 3 Spore-pollen percentage of Shuozhou city zone in Datong Basin

第二孢粉組合對(duì)應(yīng)深度是6m。該孢粉組合的麻黃屬和藜科花粉含量之和低于50%，蒿屬與藜科的比值接近1.0。由此說(shuō)明當(dāng)時(shí)的氣候相對(duì)潮濕，屬溫帶濕潤(rùn)微干的氣候，其植被屬于混合類型，即高地以針闊葉混交林為主，平原地區(qū)以闊葉林和向草原植被轉(zhuǎn)換，個(gè)別地區(qū)存在荒漠植物。

第一孢粉組合帶對(duì)應(yīng)深度地表和2m，孢粉含量及成分反映該時(shí)期周邊山地森林退縮，研究區(qū)荒漠植被組成的含量遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于草原植被成分。麻黃屬和藜科花粉含量之和大于50%，蒿屬與藜科的比值小于0.5。A/C比值和麻黃及白刺高含量地連續(xù)出現(xiàn)也反映在這個(gè)時(shí)期，溫度下降、降水量減少，相對(duì)于前一階段，氣候變得相對(duì)冷干，是一種以荒漠、草原植物為主，零星見(jiàn)有喬木植物的景觀面貌，與現(xiàn)在當(dāng)?shù)刂脖痪坝^相似。

（2）重建結(jié)果綜合分析

通過(guò)大同盆地朔州地區(qū)地質(zhì)鉆孔綜合剖面及樣品的孢粉植物群的演化規(guī)律的研究，結(jié)合本地地層巖性、測(cè)年資料，我們可以得出大同盆地朔州地區(qū)各個(gè)階段的氣候及環(huán)境特點(diǎn)：

①早更新世晚期：研究區(qū)年齡范圍780～920 ka·B·P，層底埋深68.5～150.0m，此階段沉積相表現(xiàn)為：上部棕黃色粉質(zhì)粘土河流相+下部灰黃色灰綠色粉質(zhì)粘土湖相沉積，荒漠植物占主導(dǎo)地位，含量為53.0%～54.5%，主要為藜科、白刺、麻黃屬、檉柳屬、蒺藜科等植物花粉。反映研究區(qū)有效濕度下降?？傮w上處于半濕潤(rùn)—半干旱氣候，偏濕，湖盆水體逐漸變淺，湖泊開(kāi)始收縮，河流沉積作用逐漸加強(qiáng)，氣候有變干的趨勢(shì)。

②中更新世時(shí)期：研究區(qū)年齡范圍336～780 ka·B·P為中更新世早期，層底埋深55.2～68.5m，此階段沉積相表現(xiàn)為河流相褐紅色粉質(zhì)粘土沉積；130～336 ka·B·P為中更新世晚期，層底埋深38.7～55.2m，此階段沉積相表現(xiàn)為河流相灰色中砂層沉積。此時(shí)荒漠植物仍占主導(dǎo)地位，但草原植物和木本植物成分的相對(duì)提高說(shuō)明在這個(gè)時(shí)期與現(xiàn)今當(dāng)?shù)貧夂蛳啾容^為溫暖，降水量較多。中更新世時(shí)期湖泊繼續(xù)收縮，河流沉積作用繼續(xù)加強(qiáng)，總體上處于溫涼偏干氣候。

③晚更新世早期：研究區(qū)年齡范圍21.1～130 ka·B·P，層底埋深18.4～38.7m，此階段沉積相表現(xiàn)為河流相褐黃色粉質(zhì)粘土沉積，湖泊收縮已接近消亡，河流沉積作用繼續(xù)加強(qiáng)，桑干河流域逐漸擴(kuò)大，此時(shí)荒漠植物仍占主導(dǎo)地位，但草原植物和木本植物成分進(jìn)一步提高，總體上處于寒冷半干旱氣候。

④晚更新世晚期：研究區(qū)年齡范圍10.0～21.1 ka·B·P，層底埋深3.8～18.4m，此階段沉積相表現(xiàn)為河流相淺褐黃色粉土夾灰色細(xì)砂沉積，湖泊已消亡，整個(gè)朔州拗陷盆地內(nèi)為河流沉積作用所占據(jù)，木本植物成分占主導(dǎo)地位，荒漠植物成分次之，植被屬于混合類型，即高地以針闊葉混交林為主，平原地區(qū)以闊葉林和向草原植被轉(zhuǎn)換，個(gè)別地區(qū)存在荒漠植物?？傮w上處于溫帶濕潤(rùn)微干的氣候。

⑤全新世時(shí)期：研究區(qū)年齡范圍1.0～10.0 ka·B·P，層底埋深0～3.8m，僅在大同盆地朔州地區(qū)河谷地帶有少許全新統(tǒng)地層沉積物，基本以淺黃色粉土層為主。研究區(qū)周邊山地森林退縮，研究區(qū)荒漠植被組成的含量遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于草原植被成分，反映出在這個(gè)時(shí)期，溫度下降、降水量減少，是一種以荒漠、草原植物為主，零星見(jiàn)有喬木植物的景觀面貌。總體上此階段氣候寒冷干旱。

4 結(jié)論

（1）通過(guò)本次對(duì)大同盆地朔州地區(qū)的研究，我們可以看出，從早更新世晚期開(kāi)始，朔州拗陷盆地內(nèi)古湖泊開(kāi)始收縮，歷經(jīng)整個(gè)中更新世及晚更新世早期，直至晚更新世晚期湖泊徹底消亡，從晚更新世晚期直至全新世，桑干河河流沉積作用占據(jù)了整個(gè)朔州拗陷盆地。即朔州拗陷盆地內(nèi)古湖泊比大同—陽(yáng)原盆地內(nèi)古湖泊開(kāi)始收縮略早，這是由于朔州拗陷盆地位于大同盆地邊緣，而陽(yáng)原盆地的郝家臺(tái)則處于大同盆地的中心，古湖泊往往是從盆地邊緣向盆地中心的收縮的。

（2）在ZK82鉆孔中采取的76塊樣品中僅僅有12塊樣品見(jiàn)有第四紀(jì)沉積孢粉化石，且分布于32m以上及102m以下，即32～102m區(qū)間的孢粉化石含量極低，不具有研究意義，而此區(qū)間地層以中更新統(tǒng)—下更新統(tǒng)為主。這一現(xiàn)象反映了從早更新世晚期開(kāi)始，直至中更新世晚期，研究區(qū)氣候干燥，植被稀少，側(cè)面印證了此段時(shí)間為古湖泊的收縮期。

（3）孢粉帶反映的大同盆地朔州地區(qū)氣候變化規(guī)律為：早更新世晚期（半濕潤(rùn)—半干旱氣候，偏濕）—中更新世時(shí)期（溫涼偏干）—晚更新世早期（寒冷半干旱）—晚更新世晚期（濕潤(rùn)微干）—全新世時(shí)期（寒冷干旱）。說(shuō)明在早更新世晚期和晚更新世晚期氣候濕度相對(duì)較大，其余時(shí)期氣候偏干，同時(shí)說(shuō)明了從早更新世晚期開(kāi)始，氣候變干，到晚更新世晚期時(shí)氣候變濕，全新世以來(lái)，氣候繼續(xù)變干，即總體表現(xiàn)出干冷化的趨勢(shì)。

（4）以上結(jié)論可與大同盆地其它地區(qū)的地質(zhì)環(huán)境相對(duì)比分析，對(duì)整個(gè)大同盆地區(qū)域性地層劃分具有重要的指導(dǎo)意義。但是由于本文是基于2個(gè)鉆孔29個(gè)樣品的測(cè)試結(jié)果得出的結(jié)論，2個(gè)鉆孔均位于城區(qū)，存在鉆孔數(shù)量少、測(cè)試樣品偏少的缺點(diǎn)，因此將會(huì)基于此進(jìn)行下一步的深入研究。

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Late Quaternary Strata Division and Palaeoenvironment Analysis of Shuozhou Area in Datong Basin

ZHANG Longfei1,2,DONG Bin1,2, SHI Shuangshuang1,2, HAN Xiaofei1,2

(1. Earthquake Administration of Shanxi Province, Taiyuan 030021; 2 . National Continental Rift Valley Dynamics Observatory of Taiyuan, Taiyuan 030025)

Some scholars have done some research on the climate in Datong basin. But the previous research was only lim ited to the Datong basin along the northeast of the Datong Yangyuan basin. Study on climatic features of Quaternary strata of Shuozhou depression basin southwest of Datong basin and environmental change was little, almost in a blank. Through 2 geological drillholes in the Shuozhou city of Datong basin and a collection of other related data of geological drilling, the stratigraphic sedimentary rhythm, lithologic assemblage characteristics and color change characteristics of the Quaternary strata in the area were analyzed and discussed. 12 soil samples were selected for pollen analysis test from 2 geological drilholes. Through sporopollen fora of borehole samples in the study area analysis, it reveals the climate and environment evolution characteristics in later stage of Early Pleistocene. The 22 soil samples were selected for electron spin resonance dating and OSL dating from 2 geological drillholes. Based on the results of the survey, the Late Quaternary strata form ing time were compared to discuss, and the deposition characteristics were analyzed. In the end, the standard prof le of the late Quaternary strata in the Shuozhou area of the Datong Basin was established. The ancient climate and ancient vegetation of the sediments in Late Quaternary of the study area were restored.

Late Quaternary; Stratigraphic division; Paleoenvironmental analysis; Borehole; Shuozhou area in Datong basin

534.63

A

1007-1903（2017）02-0065-08

10.3969/j.issn.1007-1903.2017.02.013

山西省地震局科研項(xiàng)目大同盆地朔州城區(qū)晚第四紀(jì)地層劃分及古環(huán)境分析（SBK－1619）

張龍飛（1982- ），男，碩士，工程師，主要從事地震地質(zhì)、工程地質(zhì)研究。E-mail：89267561@QQ.com