李偉茹 李志華 李勝利 李順利 邵家澍

1廊坊師范學(xué)院電子信息工程學(xué)院，河北 廊坊 065000

2廊坊師范學(xué)院教育學(xué)院，河北 廊坊 065000

3中國(guó)地質(zhì)大學(xué)（北京）能源學(xué)院，北京 100083

4華北科技學(xué)院礦山安全學(xué)院，河北 廊坊 065201

障壁島—潟湖是一種常見(jiàn)的濱岸沉積環(huán)境。在地質(zhì)歷史中，障壁島—潟湖受地殼運(yùn)動(dòng)、海平面升降和海侵、海退直接影響，蘊(yùn)藏著豐富的煤炭、油氣、碳酸鹽等，是重要的資源勘探領(lǐng)域（李從先等，1982；沙雪梅和梁蘇娟，2021），其主要基于大陸海灘、沿岸沙壩、廢棄三角洲、生物礁或海底高地等沉積背景上演化形成（于興河，2008）。

國(guó)內(nèi)學(xué)者對(duì)障壁島—潟湖沉積體系的研究實(shí)例并不太多，李從先等（1982，1991）、李從先和莊振業(yè)（1983）把中國(guó)砂壩—潟湖體系劃分為海侵、海退、穩(wěn)定和局部海侵4種模式；嚴(yán)雋猷（1985）把障壁島劃分為6個(gè)組成部分；朱筱敏等（1997）在塔里木盆地東河塘石炭系識(shí)別出障壁島后沖溢扇并建立了其沉積模式；程林等（2020）根據(jù)灤河口障壁島近40多年來(lái)的演化規(guī)律，探討其主控因素的影響。對(duì)冰后期障壁島—潟湖沉積特征，由于實(shí)例與資料的限制，國(guó)內(nèi)研究人員還缺乏深入的認(rèn)識(shí)。

美國(guó)障壁島占全球障壁海岸線總長(zhǎng)度30.5%（Stutz and Pilkey，2001），其中北大西洋沿岸和北太平洋沿岸在末次冰盛期被勞倫斯蒂德冰蓋所覆蓋，在冰后期冰蓋又消融，發(fā)育冰川地貌，后演化為障壁海岸。普拉姆島作為新英格蘭地區(qū)最長(zhǎng)的障壁島—潟湖海岸，不少國(guó)外學(xué)者對(duì)其進(jìn)行過(guò)研究，Jones和Cameron（1987）把普拉姆島沼澤演化過(guò)程分為3個(gè)階段，分析不同種類有孔蟲在3個(gè)演化階段的分布規(guī)律；Hein等（2016）根據(jù)普拉姆島北部潮汐水道的地震相識(shí)別，建立了潮汐水道遷移模式；Langston等（2020）記錄全球海平面變化及趨勢(shì)，預(yù)測(cè)未來(lái)100年普拉姆島沼澤和植被覆蓋率。但是對(duì)普拉姆島冰川地貌經(jīng)海岸改造后的沉積物特征及沉積模式，迄今還缺少整體系統(tǒng)研究。

作者以普拉姆島上更新統(tǒng)—全新統(tǒng)為例，根據(jù)鉆孔取樣沉積物的描述與解釋，結(jié)合現(xiàn)今地貌，明確了其為障壁島—潟湖沉積環(huán)境，劃分沉積微相，對(duì)比微相在空間上的疊置樣式和分布規(guī)律，并最終建立了普拉姆島上更新統(tǒng)—全新統(tǒng)冰后期障壁島—潟湖沉積演化模式。

1 區(qū)域地質(zhì)概況

普拉姆障壁島—潟湖位于美國(guó)東北部，范圍從新罕布什爾州南端到馬薩諸塞州安岬角（Cape Ann），距離波士頓65 km，其中研究區(qū)面積約50 km2（圖1）。它是美國(guó)新英格蘭地區(qū)典型的經(jīng)歷末次冰期和冰后期演化形成的障壁海岸，也是緬因?yàn)匙铋L(zhǎng)的障壁海岸。

圖1 美國(guó)普拉姆島研究區(qū)位置及地質(zhì)單元?jiǎng)澐諪ig.1 Geological unit division and study area location of Plum island，USA

研究區(qū)東部向海一側(cè)是障壁島，是一條狹長(zhǎng)的沙壩體，南北向長(zhǎng)約13 km，東西向?qū)?.8～1.2 km，面積約14.4 km2（Farron et al.，2020）；向陸一側(cè)為潟湖和沼澤，潟湖主要位于普拉姆海峽（Plum Island Sound）和梅里馬克河（Merrimack River）河口內(nèi)，水體環(huán)境安靜，通過(guò)南北2個(gè)潮汐水道與大西洋相連。潟湖與障壁島和大陸之間部分為沼澤區(qū)。研究區(qū)內(nèi)從北到南有4條河流，依次為梅里馬克河（Merrimack River）、帕克河（Parker River）、羅利河（Rowley River）和伊普斯維奇河（Ipswich River），也是演化過(guò)程中沉積物的搬運(yùn)通道。

第四紀(jì)晚更新世末次冰盛期和全新世冰后期，全球海平面發(fā)生變化，平均海平面海拔高度最低達(dá)到約-130 m（Pico et al.，2017）；勞倫斯蒂德冰蓋從MIS5d階段開(kāi)始發(fā)育，到24 ka BP時(shí)范圍最大，在17 ka BP時(shí)向北消融退出研究區(qū)范圍（Andrews and Dyke，2013），地層在冰蓋重力負(fù)載消失后整體回彈抬升（McIntire and Morgan，1962），加上沉積物供給變化，研究區(qū)在整個(gè)演化階段相對(duì)海平面變化范圍為-50～33 m（Oldale et al.，1993），沉積物主要為深灰色和藍(lán)色泥質(zhì)，淺灰色砂礫沉積，夾有泥炭及有機(jī)質(zhì)殘留物；更新世末（12 ka），相對(duì)海平面下降到最低點(diǎn)，研究區(qū)整體處于風(fēng)化與剝蝕環(huán)境中，在藍(lán)色冰川泥頂部發(fā)育一套棕黑色薄層砂礫巖，砂礫巖層之上偶爾沉積一套泥炭層，這被認(rèn)為是更新統(tǒng)和全新統(tǒng)界限的地層標(biāo)志（McCormick，1969）。研究區(qū)地層總體厚度為10～50 m，向海方向漸厚（圖2）。

圖2 美國(guó)新英格蘭地區(qū)普拉姆島上更新統(tǒng)—全新統(tǒng)綜合柱狀圖（據(jù)McCormick，1969，修改）Fig.2 Integrated stratigraphic column of the Upper Pleistocene-Holocene in Plum island，New England，USA（modified from McCormick，1969）

2 障壁島—潟湖體系沉積特征

2.1 沉積物類型

研究區(qū)基巖為前寒武紀(jì)至古生代的火成巖和變質(zhì)巖，沉積地層是晚更新世以后的冰川沉積和海岸沉積，沉積物分布具有一定的規(guī)律性。

研究區(qū)上更新統(tǒng)—全新統(tǒng)沉積的研究主要依據(jù)鉆孔取樣、地震剖面等資料。地震剖面來(lái)自美國(guó)地質(zhì)調(diào)查局（USGS）2005年在西北大西洋所采集的地震數(shù)據(jù)；鉆孔主要采用震動(dòng)取心器（vibracorer）和旋轉(zhuǎn)取心器（rotary corer）2種工具進(jìn)行取樣，震動(dòng)取心器采用重力原理，鉆取深度約10 m，旋轉(zhuǎn)取心器利用鉆頭套管取心，深度可達(dá)50 m。研究區(qū)現(xiàn)共有160個(gè)鉆孔數(shù)據(jù)（表1），選取2個(gè)長(zhǎng)度較大的PID02（36.9 m）和PIG11（17.4 m）鉆孔進(jìn)行精細(xì)巖心描述，通過(guò)沉積物的顏色、粒度特征分析，識(shí)別出8種沉積物：泥炭、冰川黏土、黏土、粉砂、細(xì)砂、中粗砂、礫和墜石（圖3）。

表1 美國(guó)新英格蘭地區(qū)普拉姆島上更新統(tǒng)—全新統(tǒng)鉆孔統(tǒng)計(jì)Table 1 Cores of the Upper Pleistocene-Holocene in Plum island，New England，USA

1）泥炭（peat）：由植物殘?bào)w經(jīng)不完全分解堆積而成。含有大量水、植物殘留物、腐殖質(zhì)以及部分礦物質(zhì)，是一種煤化程度最低的有機(jī)物質(zhì)。

2）冰川黏土（glacial clay）：隨著冰川運(yùn)動(dòng)，冰川堆積體巖石空隙中間充填大量黏土，冰融化以后，黏土堆積下來(lái)而成，多呈藍(lán)色。

3）黏土（clay）：水動(dòng)力較弱的環(huán)境或者靜水中，沉積物慢慢沉降形成，呈塊狀，多暗色。

4）粉砂（silt）：在水動(dòng)力弱的環(huán)境，經(jīng)能量小的潮汐、河流作用搬運(yùn)、篩選沉積形成。

5）細(xì)砂（fine sand）：在水動(dòng)力較弱的環(huán)境，經(jīng)過(guò)水體能量小的波浪、河流搬運(yùn)、篩選沉積形成，可分布在多種沉積環(huán)境中。

6）中粗砂（medium-coarse sand）：經(jīng)過(guò)能量大的波浪、潮汐、河流的搬運(yùn)、篩選，砂體內(nèi)部層理類型多樣。

7）礫（gravel）：多形成在冰川作用時(shí)堆積的礫石堆，或者強(qiáng)波浪、潮汐、河流作用搬運(yùn)篩選下來(lái)的礫石，呈不規(guī)則雜亂狀。在河道、潮汐水道可見(jiàn)。

8）墜石（dropstone）：冰川作用的標(biāo)志物，在冰川冰蓋沉積中常見(jiàn)，多為冰川消融后外來(lái)碎屑?jí)嬄湓诔练e物（多為泥質(zhì)）中，和沉積物不是同一水動(dòng)力條件。PIG11鉆孔在13.80 m泥巖層可見(jiàn)墜石，粒徑1.2 cm，磨圓度好，長(zhǎng)軸呈垂直向。墜石的長(zhǎng)軸方向、和周圍沉積物粒度、層理構(gòu)造差異等特點(diǎn)都不能用正常牽引流或重力流的沉積分異作用解釋，而是冰蓋中碎礫石垂直快速卸載的產(chǎn)物（王德英等，1996；紀(jì)占勝等，2005；秦松等，2015）。

此外，有一些沉積構(gòu)造也可以反映沉積環(huán)境變化，如沉積突變面（litholigical variation interface）說(shuō)明了水動(dòng)力的突然變化。鉆孔巖心的砂泥沉積突變接觸或者沖刷面多是河道或者潮汐水道底部滯留沉積（圖3-I）。

圖3 美國(guó)新英格蘭地區(qū)普拉姆島上更新統(tǒng)—全新統(tǒng)典型沉積物類型Fig.3 Sediments types of the Upper Pleistocene-Holocene strata in Plum island，New England，USA

2.2 鉆孔沉積特征描述

基于8種沉積物類型，結(jié)合研究區(qū)鉆孔分布位置，優(yōu)選PIE、PR-B、PID02、Mc-45、H-D共5個(gè)鉆孔，針對(duì)沉積構(gòu)造、特殊礦物等方面進(jìn)行單個(gè)鉆孔沉積物特征描述（圖4）。

鉆孔PIE位于障壁島南端，鉆深30.5 m，補(bǔ)心海拔3.7 m；上部為中粗砂，多低角度板狀、槽狀交錯(cuò)層理，分選好，含石英顆粒；在5.2～10.7 m深度處，有石榴石重礦物；10.7～12 m處為薄層礫石，下伏藍(lán)色冰川黏土，中間夾有粉砂和細(xì)砂層（圖4-A）。

鉆孔PID02位于障壁島中部，鉆深36.9 m，補(bǔ)心海拔2.2 m；頂部中粗砂，含植物根系；上部中粗砂多低角度板狀、槽狀交錯(cuò)層理，分選中等；在7.0～7.5 m深度處有重礦物；7.5～8.0 m處有碎屑泥塊和鐵錳包裹體；中部為厚層細(xì)砂，下部為一套20 m厚的冰川黏土，夾粉砂層（圖4-B）。

鉆孔PR-B位于中部沼澤區(qū)，在帕克河流北岸，鉆深7.0 m，補(bǔ)心海拔3.1 m；頂部為厚層泥碳層，夾粉砂層，無(wú)層理構(gòu)造；下部為細(xì)砂層，水平層理；底部為薄層粗砂，底端為冰川黏土（圖4-C）。

鉆孔H-D位于北端沼澤區(qū)，鉆深3.9 m，補(bǔ)心海拔1.5 m；頂部為厚層泥碳層，多見(jiàn)互米花草等植被腐殖物；下部為粉砂層，無(wú)層理構(gòu)造（圖4-D）。

鉆孔Mc-45位于西部沼澤區(qū)，鉆深6.6 m，補(bǔ)心海拔2.4 m；頂部為厚層泥碳層；中部為正粒序的粉砂—細(xì)砂層，細(xì)砂層平行層理發(fā)育；底部為冰川黏土層（圖4-E）。

圖4 美國(guó)新英格蘭地區(qū)普拉姆島上更新統(tǒng)—全新統(tǒng)典型鉆孔分布位置及沉積物特征Fig.4 Cores distribution and sediments characteristics of the Upper Pleistocene-Holocene in Plum island，New England，USA

總體上，位于障壁島上的鉆孔，上部多為中粗砂分布，部分夾有礫石層，多板狀、槽狀交錯(cuò)層理，下部為穩(wěn)定的厚層冰川黏土，夾有薄層粉砂、細(xì)砂。位于沼澤區(qū)的鉆孔鉆深較小，頂部多泥碳層，中部多粉砂、細(xì)砂層，底部為冰川黏土層。

2.3 沉積微相特征

沉積模式是對(duì)特定的沉積環(huán)境中沉積物、沉積過(guò)程的概括，沉積微相的刻畫是沉積模式建立的關(guān)鍵步驟（李勝利等，2004）。

2.3.1 沉積微相劃分

通過(guò)對(duì)研究區(qū)鉆孔的沉積物類型和沉積構(gòu)造特征描述，結(jié)合沉積物沉積環(huán)境判定和不同沉積物特征組合特點(diǎn)，普拉姆島晚第四紀(jì)障壁島—潟湖沉積劃分出8種沉積微相：障壁沙丘、沼澤、河道、潮汐水道、濱岸沙、水下臨濱沙、潮坪、潟湖（圖5）。

PIE、PID02、PID08、PIG11等鉆孔多位于障壁島上（圖5-A，5-B，5-C，5-D），沉積微相上部多為障壁沙丘和濱岸沙，中部多河道、潮汐水道、潟湖沉積，夾有潮坪和沼澤沉積，底部為冰川期的冰川泥沉積。PIH孔位于障壁島南端（圖5-E），障壁沙丘遭受剝蝕，中部為水下臨濱沙，底為冰川期的鼓丘沉積。PR-B、Mc-45、H-D孔分布在沼澤區(qū)（圖5-F，5-G，5-H），多沼澤和潟湖沉積。

圖5 美國(guó)新英格蘭地區(qū)普拉姆島上更新統(tǒng)—全新統(tǒng)鉆孔沉積微相柱狀圖Fig.5 Sedimentary microfacies columnar sections of the Upper Pleistocene-Holocene of Plum island，New England，USA

1）障壁沙丘（dune）：平行海岸分布，最大風(fēng)暴高潮線以上，沉積物主要是分選良好的中粗砂，厚度不均，范圍1～10 m，表層多被草或灌木類所覆蓋。沙丘向陸側(cè)發(fā)育潟湖和沼澤沉積，向海側(cè)下伏濱岸沉積。

2）沼澤（salt marsh）：分布在障壁沙丘向陸側(cè)，水體能量較弱。沉積物多為細(xì)砂、粉砂和黏土互層，厚度為1～6 m，偶爾伴有細(xì)粒有機(jī)質(zhì)，纖維狀泥炭；沼澤多上覆潟湖沉積。

3）河道（fluvial channel）：主要是研究區(qū)4條河流的河道充填沉積，沉積物為分選好的中粗砂和粗砂，多槽狀交錯(cuò)層理，局部富集礫石；河道沉積物厚為1～3 m。

4）潮汐水道（tidal inlet channel）：連接外海和潟湖的通道。沉積物為薄層中粗砂與粗砂，多交錯(cuò)層理。底部多由粗砂和礫石組成，中間夾有中細(xì)砂、有機(jī)質(zhì)互層和重礦物。

5）濱岸沙（beachface deposits）：沿海岸線沉積，位于平均低潮位（MLW）和沙丘坡腳之間，經(jīng)波浪和海流篩選改造形成，沉積物為中等分選的細(xì)砂至粗砂，結(jié)構(gòu)差異性大，厚度通常小于5 m。

6）水下臨濱沙（offshore sand sheet deposits）：位于冰期后低位海岸線和平均低潮位（MLW）之間，分選較好，沉積物為細(xì)砂，含少量泥和礫，厚度范圍一般為1～10 m；在廣海更深遠(yuǎn)處，它可能會(huì)受到高能風(fēng)暴影響。

7）潮坪（tidal flat）：主要分布在障壁后，沉積物主要受潮汐作用控制，可分為泥質(zhì)潮坪和沙質(zhì)潮坪。潮坪含有泥礫和生物介殼，多雙向羽狀交錯(cuò)層理，部分為小型流水沙紋層理。

8）潟湖（lagoon）：主要發(fā)育在古代和現(xiàn)代河口外、障壁后的半封閉水域，處于低能環(huán)境，波浪、潮汐作用影響小。研究區(qū)潟湖多覆蓋在冰川黏土沉積物之上，厚度高達(dá)20 m。沉積物為粉細(xì)砂和黏土，呈塊狀，局部含有白云母以及微量有機(jī)物。

研究區(qū)還殘留有冰期冰川作用生成的冰磧沉積物，厚度不等，冰磧丘陵厚度通常約10～15 m，沉積物多為未分選砂巖、礫巖，排列松散至緊密，夾雜少量黏土和泥。鼓丘是在冰川運(yùn)移過(guò)程中，大塊礫石直接堆積上覆于基巖形成，厚度通常5～10 m，最大鼓丘厚度為20～30 m，沉積物為未分選砂、卵石和巨礫。冰川泥是在冰川運(yùn)移過(guò)程中，冰架空隙充填的冰川黏土、細(xì)砂在冰架擱淺消融后沉積形成，經(jīng)機(jī)械壓實(shí)上覆基巖之上，夾有墜石，厚度1～25 m，無(wú)分選層理。

2.3.2 沉積微相剖面展布

由于研究區(qū)鉆孔深度均較小，很少達(dá)到基巖，需要根據(jù)海上地震剖面基巖地層的深度來(lái)約束陸上基巖深度范圍。以地震剖面L80f1為例（圖1，圖6），研究區(qū)外?；鶐r地層海拔呈西高東低態(tài)勢(shì)，和陸上地貌海拔趨勢(shì)一致，近濱海處基巖地層海拔約-45～-20 m左右，結(jié)合研究區(qū)西部基巖露頭，大致判斷陸上地表下基巖頂海拔高度約在-45 m之上。

根據(jù)鉆孔位置分布，優(yōu)選研究區(qū)中部橫剖面A-A’（圖1，圖7），向海方向和地震剖面L80f1相連（圖1，圖6），剖面B-B’（圖1，圖8）南北向穿過(guò)普拉姆障壁島；基于單個(gè)鉆孔沉積微相識(shí)別基礎(chǔ)上，進(jìn)而刻畫剖面的沉積微相分布。

圖6 美國(guó)新英格蘭地區(qū)普拉姆島以東海上地震剖面（L80f1）及地層劃分（剖面位置見(jiàn)圖1）Fig.6 Offshore seismic profile and stratigraphy on the east of Plum island，New England，USA（Profile location is shown in Fig.1）

1）東西橫向剖面A-A’。位于帕克河北岸，東西向橫穿普拉姆障壁島—潟湖區(qū)，東至濱海岸，長(zhǎng)度約7 km，共13個(gè)鉆孔，地勢(shì)呈西高東低。剖面西部地層大部分為前寒武系—古生界基巖，部分剝蝕露于地表；基巖上覆厚層冰川泥層；再向上依次為潟湖沉積和沼澤沉積層，中間有河道沖刷充填；東部海岸表層沉積為障壁沙丘，下伏濱岸沙和水下臨濱席狀沙沉積（圖7）。

圖7 美國(guó)新英格蘭地區(qū)普拉姆島上更新統(tǒng)—全新統(tǒng)橫向A-A’剖面沉積微相（剖面位置見(jiàn)圖1）Fig.7 Cross sedimentary microfacies of the Upper Pleistocene-Holocene of A-A’section in Plum island，New England，USA（Profile location is shown in Fig.1）

2）南北縱向剖面B-B’。剖面位于障壁島上，南北向，從北部穿過(guò)梅里馬克河，南至島南端，長(zhǎng)度約16 km，分布38個(gè)鉆孔，其中PID02、PIA、PIB、PIE孔深度最大30 m，厚層冰川泥從北到南連續(xù)分布，尖滅于南端鼓丘處；上覆潟湖沉積；頂層為障壁沙丘、濱岸沙沉積層，地層較薄。北部梅里馬克河通往廣海的潮汐水道沉積疊置充填，寬度約2 km，厚度3～12 m。中部有潮汐沖刷水道，疊置充填（選取PID06和PID02孔處的剖面C-C’進(jìn)行精細(xì)沉積微相刻畫）。南部鼓丘出露地表約12 m，南端為濱岸沙和水下臨濱沙沉積（圖8）。

圖8 美國(guó)新英格蘭地區(qū)普拉姆島上更新統(tǒng)—全新統(tǒng)縱向B-B’剖面沉積微相（剖面位置見(jiàn)圖1）Fig.8 Vertical sedimentary microfacies of the Upper Pleistocene-Holocene of B-B’section in Plum island，New England，USA（Profile location is shown in Fig.1）

3）剖面C-C’。位于B-B’剖面中部，沿湖東北岸線分布，有19口鉆孔，比較密集，利于進(jìn)行沉積相 對(duì) 比（圖9）。其 中PID02、PID05、PIG11、PID01和PID03等鉆孔深度較大，PID04、PIG11、PID01、PID03、PID05、PID06和PID02共7個(gè)鉆孔巖心有冰川泥段層，PID03、PID04和PIG11鉆孔的冰川泥頂部有薄層礫巖，被認(rèn)為是更新統(tǒng)和全新統(tǒng)界限的地層標(biāo)志；PIG11鉆孔沉積物主要以中粗砂巖為主，多槽狀交錯(cuò)層理；PIG10、PIG12和PID03孔上部以中粗砂巖為主，多槽狀交錯(cuò)層理；PID05、PIG04、PID04和PID06孔中下部以大段細(xì)砂和粉砂為主，沉積環(huán)境為潟湖；PID02上部為濱岸沙和障壁沙丘，中部為潟湖，下部為冰川泥沉積。

圖9 美國(guó)新英格蘭地區(qū)普拉姆島上更新統(tǒng)—全新統(tǒng)縱向C-C’剖面沉積微相Fig.9 Vertical sedimentary microfacies of the Upper Pleistocene-Holocene of C-C’section in Plum island，New England，USA

依據(jù)A-A’、B-B’、C-C’剖面沉積微相刻畫總結(jié)出研究區(qū)更新統(tǒng)和全新統(tǒng)演化過(guò)程：更新世冰蓋發(fā)育形成大量冰川泥，全新世發(fā)育2期障壁島—潟湖沉積，后期障壁島上覆沉積于先期潟湖之上，潮汐水道朝南向遷移，疊置連通成片。隨著障壁島的發(fā)育，潮汐水道廢棄，上覆新的濱岸沙和障壁沙丘。

2.3.3 沉積微相平面分布

根據(jù)普拉姆島鉆孔沉積物特征及沉積微相劃分，結(jié)合3條沉積微相剖面及現(xiàn)代地貌，刻畫了研究區(qū)的現(xiàn)代平面沉積微相分布（圖10）。

圖10 美國(guó)新英格蘭地區(qū)普拉姆島研究區(qū)現(xiàn)代沉積微相展布Fig.10 Sedimentary microfacies plane distribution of the modern sedimentation of Plum island，New England，USA

研究區(qū)平面沉積微相整體呈南北條帶狀展布，東部為障壁島沉積區(qū)，主要發(fā)育3個(gè)沉積微相區(qū)帶：由廣海向陸地依次為水下臨濱沙、障壁濱岸沙和障壁沙丘沉積，分隔界限為平均低潮線和最大高潮線。障壁沙丘上多植被，南北兩端發(fā)育有潮汐水道。障壁島向陸側(cè)大部分為潟湖和沼澤，潮坪也發(fā)育。西北部和西南部多為冰磧丘陵，海拔不超過(guò)100 m；鼓丘主要分布南部，成群出現(xiàn)，長(zhǎng)軸方向指示了冰川運(yùn)移方向?yàn)楸蔽鳌蠔|向。冰川泥在西部部分露頭可見(jiàn)。

3 障壁島—潟湖沉積模式

研究區(qū)由更新世冰川沉積演化到全新世障壁島—潟湖沉積（圖11）過(guò)程中無(wú)構(gòu)造運(yùn)動(dòng)發(fā)生；海岸冰川地貌對(duì)后期沉積演化過(guò)程中特別是障壁砂體形成有一定的影響，研究區(qū)至今還普遍存在冰磧物、鼓丘、冰川泥等冰川遺跡。

第四紀(jì)，北半球中高緯度大陸冰蓋周期性大規(guī)模擴(kuò)張、退縮，引發(fā)了一系列全球性平均海平面和區(qū)域性相對(duì)海平面高度發(fā)生變化（圖2）。勞倫斯蒂德冰蓋24 ka時(shí)在北美大陸范圍達(dá)到最大，在約17 ka時(shí)，冰蓋慢慢退出新英格蘭地區(qū)，全球平均海平面約-118 m，因?yàn)楸w負(fù)載，研究區(qū)相對(duì)海平面高度約30 m，地層整體位于海面之下（圖11-A）；在約17～7 ka期間，隨著冰蓋的消失，全球平均海平面持續(xù)上升，研究區(qū)地層因重力負(fù)載消失而反彈抬升，到7 ka時(shí)，抬升至最大位置（McIntire and Morgan，1962），全球平均海平面約-13 m，研究區(qū)相對(duì)海平面高度與全球平均海平面基本一致，研究區(qū)以外東部鼓丘群處開(kāi)始形成障壁沙丘，研究區(qū)內(nèi)則發(fā)育潟湖（圖11-B）；隨著研究區(qū)相對(duì)海平面繼續(xù)上升至現(xiàn)今0 m處，研究區(qū)內(nèi)的鼓丘群處，在前期潟湖沉積地層之上發(fā)育障壁沙丘，最終演化為現(xiàn)今沉積地貌（圖11-C）。

圖11 美國(guó)新英格蘭地區(qū)普拉姆島晚第四紀(jì)“冰川地貌海岸”障壁島—潟湖沉積演化模式Fig.11 Late Quaternary sedimentary model of barrier island-lagoon in Plum island，New England，USA

與經(jīng)典障壁島—潟湖沉積體系相比較，如嚴(yán)雋猷（1985）總結(jié)的障壁島體系，普拉姆障壁島—潟湖在演化過(guò)程中有新的沉積特點(diǎn)。

1）沉積背景。研究區(qū)晚更新世被冰蓋覆蓋，后由冰川沉積演化到障壁島—潟湖沉積，現(xiàn)今的沉積環(huán)境中仍有冰川地貌遺跡及沉積物保存，如鼓丘、冰磧沉積和冰川泥（圖10）。

2）沉積地層。發(fā)育2期障壁島—潟湖沉積，17～7 ka期間，在研究區(qū)外海發(fā)育有障壁島，研究區(qū)內(nèi)主要地層為潟湖，隨著相對(duì)海平面上升，在潟湖沉積層之上發(fā)育新一期障壁島—潟湖沉積（圖7，圖8，圖9）。

3）冰川沉積形成的鼓丘地貌，影響沉積物篩選分布（圖11-B，11-C）。全新世2期障壁島—潟湖沉積演化過(guò)程中，隨著相對(duì)海平面的變化，當(dāng)其高度位于鼓丘處時(shí)，鼓丘分布范圍和高度均影響砂體運(yùn)移，沉積物在其附近沉降下來(lái)，慢慢演化為障壁島沙壩。

4 結(jié)論

1）依據(jù)沉積物特征屬性，美國(guó)新英格蘭地區(qū)普拉姆島研究區(qū)晚第四紀(jì)沉積物識(shí)別出8種類型沉積物：泥炭、冰川黏土、黏土、粉砂、細(xì)砂、中粗砂、礫、墜石。

2）根據(jù)普拉姆島研究區(qū)鉆孔沉積物類型劃分及沉積物特征組合特點(diǎn)，結(jié)合沉積環(huán)境，劃分出8種沉積微相：障壁沙丘、沼澤、河道、潮汐水道、濱岸沙、水下臨濱沙、潮坪和潟湖。

3）第四紀(jì)更新世末次冰盛期（MIS2）以來(lái)，勞倫斯蒂德冰蓋在研究區(qū)擴(kuò)張消融過(guò)程中，冰川沉積廣泛發(fā)育，后隨著相對(duì)海平面的變化，在鼓丘處演化形成障壁島，障壁后半封閉水域發(fā)育潟湖、沼澤和潮坪沉積，通過(guò)潮汐水道連通大西洋。

致謝美國(guó)波士頓大學(xué)鄧肯教授團(tuán)隊(duì)在文章撰寫階段提供了寶貴意見(jiàn)，在此表示衷心感謝。