石光耀，潘志龍，張 歡，呂可欣，張金龍，張運強，李慶喆，張鵬程

(1.中國地質(zhì)科學(xué)院地球物理地球化學(xué)勘查研究所，河北 廊坊 065000；2.中國地質(zhì)大學(xué)(北京)，北京 100083；3.河北省區(qū)域地質(zhì)調(diào)查院，河北 廊坊 065000；4.河北省地球物理勘查院，河北 廊坊 065000)

0 引 言

第四紀(jì)地層在第四紀(jì)研究中占有非常重要的地位，第四紀(jì)地層劃分和對比是研究區(qū)域地質(zhì)、活動構(gòu)造、古地理環(huán)境演變的基礎(chǔ)。開展磁性地層學(xué)研究，不僅可以推算出地層的形成時代和地層所經(jīng)歷的地質(zhì)事件的年代，而且在解決地層的劃分和地層的遠(yuǎn)距離對比方面也卓有成效。磁性地層年代學(xué)方法已經(jīng)成為研究地層學(xué)問題的有效方法[1-7]。河北平原北部發(fā)育第四紀(jì)河流沖洪積相沉積，是由多個河流沖洪積扇疊加而形成的，巖性、巖相的橫向變化明顯，加之新構(gòu)造運動導(dǎo)致不同地質(zhì)構(gòu)造單元自第四紀(jì)以來沉積物差異顯著，給地層劃分和對比帶來困難，難以僅僅依據(jù)鉆孔巖心的巖性組合進(jìn)行地層劃分。

前人在河北平原第四紀(jì)地層劃分取得了眾多成果，王強等[8]和劉立軍等[9]引入沉積地層學(xué)、生物地層學(xué)和氣候地層學(xué)等方法綜合研究河北平原區(qū)第四紀(jì)地層劃分，對河北平原區(qū)第四紀(jì)地層的劃分和對比有一定的參考意義；李龍吟和陳華慧[10-11]引入生物地層學(xué)方法，發(fā)現(xiàn)其與年代地層格架的關(guān)聯(lián)性；李長安[12]通過結(jié)合14C測年等方法，細(xì)化了第四紀(jì)全新世地層的劃分；欒英波等[13]結(jié)合化學(xué)地層學(xué)方法探討了第四紀(jì)古氣候的演化。以上研究成果為第四系層序研究奠定了基礎(chǔ)，然而目前對河北平原區(qū)北部沖積、沖洪積平原第四紀(jì)地層精細(xì)劃分和對比還未建立起來，主要原因是區(qū)內(nèi)第四系鉆孔數(shù)量有限以及相應(yīng)的年代學(xué)研究比較欠缺。為了建立河北平原區(qū)北部廣大沖積、沖洪積平原第四紀(jì)地層劃分、對比標(biāo)準(zhǔn)鉆孔，為河北平原區(qū)和鄰區(qū)的地層劃分、對比提供參考，項目組在大廠凹陷內(nèi)開展工作并取得了三河S9鉆孔巖心，本文應(yīng)用AMS14C、光釋光、磁性年代學(xué)技術(shù)，對S9孔第四紀(jì)地層開展精細(xì)的年代研究和地層劃分，從而為河北平原區(qū)第四紀(jì)區(qū)域地層對比、古環(huán)境演化研究提供可靠的依據(jù)。

1 鉆孔地質(zhì)特征及沉積環(huán)境

鉆孔S9位于河北省三河市楊莊鎮(zhèn)肖莊子村東，北距三河市區(qū)5 km，位置坐標(biāo)為E 117°05′24″、N 39°55′54″，孔口標(biāo)高12.27 m，孔深251.8 m。在構(gòu)造上鉆孔位于大廠凹陷，控盆斷裂夏墊斷裂上盤(圖1)，大廠凹陷第四紀(jì)沉積物主要源于泃河沖積、沖洪積扇。鉆探工程采用旋轉(zhuǎn)機械鉆機，全孔取心率達(dá)90%以上，實際巖心直徑可達(dá)110 mm。良好的取心率和巖心狀況為磁性地層的研究奠定了基礎(chǔ)。

圖1 研究區(qū)構(gòu)造略圖及S9鉆孔位置圖(①徐水凹陷；②霸縣凹陷；③牛駝鎮(zhèn)凹陷)Fig.1 Tectonic sketch map of the study area and the location of borehole S9

S9孔巖性包括黏土、粉砂質(zhì)黏土、黏土質(zhì)粉砂、粉砂、細(xì)砂、中砂、粗砂、砂礫石，鉆孔沉積物較為復(fù)雜，鉆孔下部有“泥包礫”的泥礫層出現(xiàn)。巖心剖開后可見碳質(zhì)斑點、潴育化銹斑等，顏色多變，局部夾有鈣質(zhì)結(jié)核與腹足類殼體殘片，反映沉積環(huán)境較為復(fù)雜。鉆孔自上而下劃分為189小層。在用測井曲線判斷鉆孔地層沉積相的工作中，多種曲線結(jié)合與粒度分析反映的層序基本吻合[14]。經(jīng)對S9測井?dāng)?shù)據(jù)曲線對比，視電阻率和自然伽馬曲線分別作鏡像曲線后對比，曲線反映的砂泥含量變化基本同步；測井曲線指示的巖性變化深度與野外巖心描述基本一致，二者深度上的個別差異之處，可能是儀器本身的誤差造成。按照沉積物的顏色、沉積構(gòu)造和沉積旋回特點并結(jié)合鉆孔綜合測井曲線，將巖心由下向上歸納為4套組合層(圖2和圖3)，描述如下。

圖2 三河地區(qū)S9鉆孔巖心照片F(xiàn)ig.2 Photographs of cores from borehole S9 in Sanhe area

圖3 S9鉆孔巖性柱、自然伽馬、電阻率測井曲線及沉積環(huán)境解釋Fig.3 Lithological column,natural gama and resistivity logging curves as well as sedimentary environment interpretation in borehole S9

(1)145.4～251.8 m。該段沉積物可以分為上下兩部分：下部(210.9～251.8 m)，為一套灰紅色、棕紅色泥質(zhì)礫石層，局部夾棕紅色粉砂、黏土質(zhì)粉砂。礫石層單層厚度較大，礫石成分主要為花崗巖、石英巖、安山巖、流紋巖、角礫熔結(jié)凝灰?guī)r等，磨圓中等偏差，分選差。測井曲線顯示該段視電阻率為高電阻段，形態(tài)呈箱形、寬幅鐘形，并且伽馬曲線亦為高值，推測與具有吸附力的黏土物質(zhì)較多有關(guān)，表明該套礫石層被黏土包裹形成“泥包礫”，判斷屬沖洪積相泥石流沉積。通過觀察沉積物粒度變化特征并且結(jié)合視電阻率和自然伽馬鏡像曲線，可識別出3個沉積旋回。上部(145.4～210.9 m)，為一套棕黃色、棕灰色砂礫石層夾棕黃色、棕灰色、灰色粉砂、黏土質(zhì)粉砂、砂及含礫砂組合，礫石磨圓中等偏差，分選差，為洪積扇沉積。視電阻率呈箱形、寬幅鐘形，向上砂級沉積物逐漸增多，礫石厚度減薄，頂部出現(xiàn)青灰色黏土沉積。通過觀察沉積物粒度變化特征并且結(jié)合視電阻率和自然伽馬鏡像曲線，可識別出7個沉積旋回，且自下而上每個沉積旋回頂部沉積物粒度逐漸變細(xì)，厚度逐漸增加，表明發(fā)生多期洪積事件，后期又在扇體上形成局部洼地和河流。

(2)97.5～145.4 m。沉積物為一套棕黃色、棕灰色粗砂、含礫粗砂、中砂、細(xì)砂組合，夾少量灰色黏土，總體呈現(xiàn)出砂多泥少的特征，河流二元結(jié)構(gòu)特征不明顯，砂分選磨圓較差。電阻率曲線及伽馬曲線均呈低幅高頻鋸齒形，整體表明該段巖性相對單一，以砂為主，為典型的辮狀河沉積。該段包含2個沉積旋回，下部沉積旋回具向上變粗特征，由細(xì)砂向粗砂、含礫粗砂過渡，具有進(jìn)積型特點；上部沉積旋回相對較細(xì)，沉積物分選性轉(zhuǎn)好，成熟度增加，呈現(xiàn)辮狀河系統(tǒng)萎縮并向曲流河過渡特征。

(3)78.3～97.5 m。該段為洪積扇沉積，由礫石層及灰黑色、綠灰色黏土組成，電阻率曲線呈寬幅鐘形。該段可識別出3個沉積旋回，單個旋回5～10 m，旋回上部沉積物為一套灰色、深灰色、灰黑色黏土、淤泥質(zhì)黏土，可見水平層理；下部為礫石層。單個旋回上部為扇前洼地(湖沼)沉積，下部為扇中-扇端沉積。

(4)0～78.3 m。該段整體表現(xiàn)為多個黏土-粉砂-砂旋回，具典型的曲流河二元沉積結(jié)構(gòu)特征。測井曲線以視電阻率曲線呈鐘形、伽馬曲線呈漏斗形為特點。沉積物為一套灰色、棕灰色、棕黃色雜灰綠色中細(xì)砂、粉砂、粉砂質(zhì)黏土及黏土組合，常發(fā)育粒序?qū)永?、平行層理及水平層理等沉積構(gòu)造，砂分選較差、磨圓中等。黏土層內(nèi)常見鈣質(zhì)結(jié)核、錳質(zhì)結(jié)核、繡染及少量炭質(zhì)斑點等，根據(jù)沉積物組合可進(jìn)一步劃分為河床亞相、泛濫平原亞相。該段共發(fā)育7個沉積旋回，單個旋回上部均以黏土、粉砂質(zhì)黏土為主，中部為粉砂、黏土質(zhì)粉砂，為泛濫平原沉積；下部為細(xì)砂、中砂，偶見含礫粗砂，為河床沉積，整體具有曲流河沉積特征。

2 測試方法和結(jié)果

2.1 14C和光釋光年代

本次工作分別在S9孔埋深6.4 m處取得1件14C樣品，巖性為黑灰色有機質(zhì)黏土；埋深18.2 m、33.4 m處取得2件光釋光樣品，巖性為粉砂。14C樣品測試在北京大學(xué)考古文博學(xué)院14C加速實驗室完成，結(jié)果為(32 460±180)a BP(表1)；光釋光測年在中國地質(zhì)調(diào)查局青島海洋地質(zhì)研究所自然資源部海洋地質(zhì)實驗檢測中心完成，結(jié)果分別為(86.7±8.7)ka、>94.4 ka(表2)。

表1 S9鉆孔14C樣品信息及測年數(shù)據(jù)統(tǒng)計Table 1 Summary of information and 14C dating data for borehole S9

表2 S9鉆孔光釋光樣品信息及測年數(shù)據(jù)統(tǒng)計Table 2 Summary of information and OSL dating data for borehole S9

2.2 磁性地層年代

古地磁樣品的野外現(xiàn)場采集是建立高質(zhì)量古地磁極性柱的重要前提[15-17]。進(jìn)行古地磁采樣時，對黏土、黏土質(zhì)粉砂、粉砂質(zhì)黏土、粉砂、細(xì)砂以0.5 m間隔取樣，中砂、粗砂以1 m 間隔取樣，對于較難獲取古地磁標(biāo)準(zhǔn)樣品的砂礫層可以不取樣。在巖心取出后，按照一致的頂?shù)追较驍[放巖心并對方向進(jìn)行標(biāo)定，刮去表面泥漿，在鉆探現(xiàn)場將S9孔巖心從中間對半劈開，然后進(jìn)行古地磁樣品采取。標(biāo)定頂?shù)追较?，粉砂、粉?xì)砂、中砂、粗砂等松散樣品采用2 cm×2 cm×2 cm的無磁立方塑料盒采集，黏土、粉砂質(zhì)黏土類樣品在標(biāo)定方向后加工成2 cm×2 cm×2 cm立方體，礫石層不取樣。

古地磁測試在中國科學(xué)院地質(zhì)與地球物理研究所古地磁實驗室完成。由于鉆孔中粗碎屑沉積較多，為獲得更好的實驗測試效果，分別就粗碎屑沉積物和細(xì)碎屑沉積物采用不同的測試手段。其中粉砂、粉細(xì)砂、中砂、粗砂等松散樣品，采用交變退磁處理，步長5～10 mT，最大交變退磁場為70 mT。剩磁在美制2G-760R低溫超導(dǎo)磁力儀上進(jìn)行測量。黏土、粉砂質(zhì)黏土類樣品采用交變、熱退混合退磁方法完成。首先使用TD-48熱退磁爐進(jìn)行熱退磁，從室溫退至120 ℃；然后進(jìn)行交變退磁處理，步長5～10 mT，最大交變退磁場為70 mT；最后再使用TD-48熱退磁爐進(jìn)行熱退磁，自200 ℃退至690 ℃，溫度間隔10～50 ℃，個別頑磁樣品退至700 ℃。剩磁在美制2G-760R低溫超導(dǎo)磁力儀上進(jìn)行測量。熱退磁樣品剩磁強度衰減曲線顯示多數(shù)在250 ℃以下退掉黏滯剩磁，300～690 ℃分離出穩(wěn)定的特征剩磁；這表明磁鐵礦和赤鐵礦為主要的攜磁礦物。

S9孔共采集古地磁樣品212件，其中交變退磁樣品80件，混合退磁樣品132件，基本滿足測試要求。采用PaleoMag軟件分析法并過原點線性擬合得到特征剩磁方向，選擇的退磁步驟至少為4個連續(xù)的溫度點，對于最大角偏差大于15°的樣品予以剔除，其中196件樣品(93%)分離出較好的特征剩磁(圖4)。

圖4 三河地區(qū)S9鉆孔代表樣品混合退磁和交變退磁正交矢量投影圖Fig.4 Orthogonal vector plots showing the results of mixed and thermal demagnetization for samples from borehole S9 at Sanhe(圓形和正方形分別代表垂直和水平投影；圖中數(shù)字表示退磁溫度和交變磁場強度；NRM為天然剩磁)

在此基礎(chǔ)上，編制鉆孔剖面的磁極性序列，并將其與國際地磁極性年[18]進(jìn)行對比，如圖5所示，S9孔古地磁極性時轉(zhuǎn)換界線與標(biāo)準(zhǔn)極性柱有很好的可比性，S9孔磁性地層共有5個極性帶，其中3個正極性帶，分別為N1(0～145.3 m)、N2(168.2～197.6 m)和N3(212.6～251.8 m)；2個負(fù)極性帶，分別為R1(145.3～168.2 m)、R2(137.6～212.6 m)。N1對應(yīng)Brunches正極性時，N3對應(yīng)Gauss正極性時，R1、R2均對應(yīng)Matuyama負(fù)極性時。S9孔N3與N1之間沉積物厚度約為67 m，N2期內(nèi)沉積物厚度約為23 m，如此厚的地層并非Jaramillo(0.99～1.07 Ma)極性亞時所能沉積，所以S9孔N2應(yīng)對應(yīng)Olduvai(1.77～1.95 Ma)正極性亞時。目前國內(nèi)外關(guān)于第四紀(jì)下限及第四紀(jì)內(nèi)部劃分問題爭議頗多，目前較為一致的劃分方案是：第四紀(jì)下限即早更新世底界為2.58 Ma，即松山反極性時與高斯正極性時的界限；中更新世底界為0.78 Ma，即布容正極性時與松山反極性時的界限；晚更新世底界為0.13 Ma，全新世從0.01 Ma開始。

圖5 S9鉆孔鉆磁性地層與標(biāo)準(zhǔn)極性柱對比Fig.5 Comparison diagram of magnetostratigraphy for borehole S9 with polarity zones

3 討 論

以磁性地層為主導(dǎo)，以巖性地層特征和14C、光釋光測年數(shù)據(jù)為輔對S9孔巖性地層進(jìn)行初步劃分。

3.1 全新世底界的確定

基于北方沿海末次冰消期以來氣候轉(zhuǎn)暖，隨著海平面上升，陸域地下水水位亦上升，淡水濕地開始發(fā)育的特點，對于沒有泥炭發(fā)育或是沒有測年的地層剖面，則選擇偏氧化層段中開始積水、出現(xiàn)貧營養(yǎng)湖沉積的層位作為全新世的開始[19]。根據(jù)S9孔周邊14C測年數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)，河北三河及天津薊州區(qū)西部地區(qū)全新世沉積普遍較薄，最薄處(薊州區(qū)二郎莊村)(圖1)僅為1 m厚。全新世沉積物為棕黃色黏土質(zhì)粉砂，界線位置發(fā)育一套淺棕紅色含螺化石黏土層，14C年齡為(11 970±40)a BP，界線下部沉積物為淺灰黃色粉砂，可見大量鈣質(zhì)結(jié)核。除去河道發(fā)育位置，全新世沉積最厚處(薊州區(qū)頭營村)約4.5 m(圖1)，界線上部為一套棕黃色黏土質(zhì)粉砂夾灰黑色泥炭層，14C年齡為(9 369±40)a BP[20]；界線下部為淺灰黃色粉砂，略顯板結(jié)，多見青灰色薄層黏土，而該地區(qū)所見青灰色黏土14C年齡均大于1.5萬a。S9鉆孔4.5～6.9 m沉積物為一套淺灰色、青灰色粉砂質(zhì)黏土、黏土組合，為明顯的含有機質(zhì)層位，在6.4 m處炭質(zhì)紋層中獲取的14C年齡為(32 460±180)a BP(表1)，大致相當(dāng)于深海氧同位素MISS3階段，表明該套含有機質(zhì)層位并非全新世沉積。其上為一套棕黃色、灰黃色黏土質(zhì)粉砂夾薄層粉砂質(zhì)黏土，結(jié)合河北黃驊和天津地區(qū)研究認(rèn)識[21-24]，該套含有機質(zhì)層上部應(yīng)存在一套末次盛冰期末的硬黏土層。然而S9孔并不存在該套硬黏土層，并且鉆孔中也不存在代表全新世開始的含有機質(zhì)層位。

綜上所述，根據(jù)巖心組合特征并結(jié)合測年結(jié)果，認(rèn)為在鉆孔S9位置處無全新世沉積物。

3.2 上更新統(tǒng)底界的確定

華北平原及渤海灣地區(qū)研究成果[25-26]表明，晚更新世以來全球氣候變化明顯，在全球氣候背景下，深海氧同位素曲線所反映的氣候變化會在區(qū)域地層中有一定的響應(yīng)。根據(jù)區(qū)域資料，渤海灣沿岸晚更新世第一次海侵發(fā)生于晚更新世早期，時間為110～70 ka BP，即相當(dāng)于深海氧同位素MISS5以來的沉積[21-22]，其開始年代大致相當(dāng)于古地磁Blake亞時[23]，即晚更新世的大致開始時限。海侵的發(fā)生與孢粉學(xué)確定的暖期氣候基本相當(dāng)[24-25]。此時期后沉積地層的特征之一為發(fā)育潴育化潛育化“雜色”黏土，或地層中含鈣質(zhì)結(jié)核[26-28]。

S9孔巖心中4.50～6.85 m為一套棕灰色、灰綠色黏土質(zhì)粉砂，夾炭質(zhì)紋層，在6.4 m處碳質(zhì)紋層中獲取的14C年齡為(32 460±180)a BP(表1)，表明該套暗色沉積大致相當(dāng)于深海氧同位素MISS3階段(25～45 ka BP)，為氣候相對溫暖時期的沉積；其下部6.85～17.35 m為一套棕黃色、淺灰紅色、紅棕色雜棕褐色、灰綠色黏土、粉砂質(zhì)黏土沉積。該套沉積普遍發(fā)育大量鈣質(zhì)結(jié)核及銹斑，表明該階段氣候相對較冷，大致對應(yīng)于MISS4階段(45～75 ka BP)；17.35～24.05 m為一套以棕黃色、淺灰綠色、灰色細(xì)砂、礫質(zhì)粗砂為主的河道沉積，該套組合在鉆孔周邊剖面中較為常見，可作為區(qū)域性洪泛事件的指示，表明該階段氣候相對較為溫暖，可以與深海氧同位素MISS5階段(75～130 ka BP)對比。在埋深18.2 m、33.4 m處取得2件光釋光樣品(表2)，測年結(jié)果分別為(86.7±8.7)ka、>94.4 ka，據(jù)此，可以將晚更新統(tǒng)底界厘定為該套河道沉積的底界，即24.05 m。

3.3 中更新統(tǒng)底界的確定

中更新統(tǒng)底界可以參考古地磁數(shù)據(jù)的B/M界線。根據(jù)S9古地磁數(shù)據(jù)，B/M界線位于145.3 m附近，恰好為S9孔巖心上一個重要的巖性界面，界線上下的沉積物和沉積組合具有明顯的差別。S9鉆孔145.4 m以上為一套辮狀河沉積體系，而145.4 m以下為一套泥石流沉積與湖沼沉積組合，接觸面下部見紅棕色黏土，見氧化層及鈣化層，屬于暴露環(huán)境下的氧化沉積；因此，可以將中更新統(tǒng)底界放在145.4 m。

3.4 第四系底界的確定

第四系底界可以參考古地磁數(shù)據(jù)的M/G界線。根據(jù)S9古地磁數(shù)據(jù)，M/G界線位于212.6 m。結(jié)合巖心特征，S9孔埋深214.0～251.8 m為雜色泥質(zhì)礫石層，俗稱“泥包礫”，可以作為揭穿第四系的標(biāo)志；210.9～214.0 m沉積物為一套棕紅色黏土夾粉砂，弱固結(jié)，界線上下的沉積物和沉積組合具有明顯的差別，因此可以將早更新統(tǒng)底界放在210.9 m。古地磁界線與巖性界線并不完全一致，出現(xiàn)了穿時現(xiàn)象，這是由于地層的巖性、磁性、電性等多種屬性的不同造成的[13]。通過與河北固安G01孔以及鄰區(qū)北京平原新5孔進(jìn)行對比(圖6)，固安G01孔在構(gòu)造上屬于廊固凹陷[29]，第四紀(jì)沉積物主要源于永定河沖積、沖洪積扇[30]，第四系底界183.7 m；北京新5孔[31-32]位于北京凹陷東部、大興凸起西側(cè)，在地貌上位于永定河晚更新世沖洪積臺地，第四系底界246.8 m。S9孔與固安G01孔、北京新5孔的沉積物組成具有一定的相似性，三個鉆孔在第四系以下均有一層厚20～80 m的泥礫、砂礫層，在橫向上具有對比性，可作為河北平原廣大沖積、沖洪積平原的一個標(biāo)志層[31]，對第四系底界面的確定起到參考作用。

圖6 S9孔與北京新5孔、固安G01孔地磁極性時間對比Fig.6 Geomagnetic polarity timescale comparison for boreholes S9,Beijing Xin 5,and Gu’an G01

綜合磁性地層研究和巖石地層分析，并結(jié)合14C、光釋光測年數(shù)據(jù)，最終建立了研究區(qū)第四紀(jì)地層年代格架。S9孔下更新統(tǒng)、中更新統(tǒng)和上更新統(tǒng)的底界埋深分別為210.9 m、145.4 m、24.05 m。S9孔具有較薄的早更新世沉積，導(dǎo)致這種特征的原因可能有兩種：第一種情況是早更新世時期，S9鉆孔所處位置位于相對隆起部位，主要物源均向大廠凹陷中心匯聚；第二種可能是早更新世早期，S9鉆孔所處位置接收了大量沉積，但到了早更新世晚期發(fā)生了顯著的區(qū)域性或局部性的抬升，導(dǎo)致早更新世早期的沉積物大部分被剝蝕，中更新世又轉(zhuǎn)為沉降，繼續(xù)接收正常沉積。結(jié)合鉆孔特征，筆者認(rèn)為是第一種。S9鉆孔早更新世沉積物為一套棕黃色、棕灰色砂礫石層夾棕黃色、棕灰色、灰色粉砂、黏土質(zhì)粉砂、砂及含礫砂組合，屬洪積扇沉積，代表一種坡降比較大的沉積環(huán)境，表明此處古地理環(huán)境靠近山前或處于平原和山區(qū)過渡部位。因此，S9孔早更新世沉積厚度較薄極有可能是因為沉積扇上部存在過路作用，導(dǎo)致沉積間斷[14,33]。

4 結(jié) 論

(1)S9孔巖性包括黏土、粉砂質(zhì)黏土、黏土質(zhì)粉砂、粉砂、細(xì)砂、中砂、粗砂、砂礫石，沉積物較為復(fù)雜，鉆孔下部有“泥包礫”的泥礫層出現(xiàn)。巖心剖開后可見炭質(zhì)斑點、潴育化銹斑等，顏色多變，局部夾有鈣質(zhì)結(jié)核與腹足類殼體殘片。

(2)S9孔巖心由下向上歸納為4套組合層。145.4～251.8 m：該段沉積物可以分為上下兩部分，下部(210.9～251.8 m)為一套灰紅色、棕紅色泥質(zhì)礫石層，局部夾棕紅色粉砂、黏土質(zhì)粉砂組合，屬沖洪積相泥石流沉積；上部(145.4～210.9 m)為一套棕黃色、棕灰色砂礫石層夾棕黃色、棕灰色、灰色粉砂、黏土質(zhì)粉砂、砂及含礫砂組合，為洪積扇沉積。97.5～145.4 m：沉積物為一套棕黃色、棕灰色粗砂、含礫粗砂、中砂、細(xì)砂組合，夾少量灰色黏土，總體呈現(xiàn)出砂多泥少的特征，為典型的辮狀河沉積。78.3～97.5 m：由礫石層及灰黑色、綠灰色黏土組成，該段為洪積扇沉積。0～78.3m：該段整體表現(xiàn)為多個黏土-粉砂-砂旋回，具典型的曲流河二元沉積結(jié)構(gòu)特征。

(3)通過S9孔的磁性地層，結(jié)合光釋光和14C測年結(jié)果，建立了該鉆孔的第四紀(jì)地層格架。S9孔早更新世底界為210.9 m，中更新世底界為145.4 m，晚更新世底界為24.05 m，無全新世地層，早更新世時期內(nèi)在168.2～197.6 mm處識別出了Olduvai正極性亞時。

致謝：感謝天津市地質(zhì)調(diào)查研究院王家兵教授級高級工程師在野外工作中給予的幫助；感謝北京大學(xué)考古文博學(xué)院潘巖老師在14C實驗中提供的幫助；感謝青島海洋地質(zhì)研究所張劍老師在光釋光實驗中提供的幫助；感謝中國科學(xué)院地質(zhì)與地球物理研究所古地磁實驗室鄧成龍研究員、沈中山博士在古地磁實驗中提供的幫助。