渤海湾西MIS3阶段海侵边界探讨

2021-03-04鲁庆伟

中国地质调查 2021年1期

鲁庆伟

(天津华北地质勘查局地质研究所，天津 300170)

0 引言

2020年4月30日自然资源部发布的《2019年中国海平面公报》[1]显示，1980—2019年中国沿海海平面上升速率为3.4 mm/a，预测未来30 a，中国沿海海平面将上升51～179 mm。《气候变化中的海洋和冰冻圈特别报告》[2]评估了区域海平面上升对低海拔(<10 m)沿海地区和社会的影响以及相关的风险[3]。因此，加强古环境、海平面变迁研究，对沿海城市防灾减灾具有很强的现实意义。引起海岸线大范围变化的原因主要有3个∶海面的变化、地壳的升沉与河流的堆积。国家海岸带和海洋地质计划认为，海岸带问题的解决需要向内陆扩展，向流域、山脉探寻地质作用根源[4]。研究区作为“源-汇”过程中的关键环节，是研究海侵和海平面变化的天然实验室，晚第四纪以来沉积地层中记录了具有古海岸线指示意义的3期海侵(自上而下依次为第1、2、3海侵层)[5-14]和贝壳堤地质遗迹[15-18]。对于全新世海侵边界(第1海侵层)追踪探讨已有相关研究：李凤林[18]根据微地貌、微体古生物、考古学、地层及年代学进行地层对比，圈定了渤海湾西岸全新世海侵最大边界；方晶等[19]通过钻孔黏土混浊水电导率，结合贝类及有孔虫鉴定等，探讨了天津市西南全新世最大海侵的特征；刘艳霞等[20]结合钻孔与探地雷达的测量方法探测了渤海西南岸全新世最大海侵界线。然而，对于晚更新世海侵(第2、3海侵层)缺乏由海向陆的追踪研究。本文通过研究区ZKQ1孔和ZK1孔沉积特征、测年(AMS14C)及微体古生物(有孔虫、介形类)等综合分析，并与该区域前期3个钻孔(ZKQ4孔、CGZ5孔、CGZ7孔)进行联合追踪对比研究，探讨了MIS3阶段海侵(第2海侵)边界以及最大影响边界，为今后该区古地理演化、海平面变迁研究以及水工环地质勘查等提供重要的基础地学资料。

1 区域地质概况

研究区位于渤海湾西部、天津市南部平原区，北靠燕山，西为太行山，属中新生代断陷盆地。重力资料[21]显示，该断陷盆地存在NE向隆坳相间的构造格架，分别为冀中坳陷、沧县隆起和黄骅坳陷3个Ⅲ级构造单元(图1)。该区无基岩出露，钻孔揭露地层有新生界第四系、新近系和古近系以及更老地层。坳陷区和隆起区新生界底界埋深分别为3～4 km和1～2 km[22]。第四系底界埋深约在130～340 m[9，13-14]。受全球性气候变化引起的海平面波动和岸线的频繁迁移，研究区第四纪以来历经海陆的变化，形成了海相和陆相沉积物交替出现的地层以及贝壳堤遗迹[15-18]，为海侵事件、海岸线变迁及海面变化等研究提供了天然的理想实验室。

本文研究的ZKQ1孔(孔深400 m)和ZK1孔(孔深300 m)，分别位于天津市静海区西长屯村和三呼庄村，构造位置属于沧县隆起(图1)。两孔均选取50 m以浅地层进行研究，钻孔口径110 mm，取心率87%，孔斜<1°。