中国东南沿海区域构造沉降:宁德地区晚更新世海侵记录的新证据

  近期,华东师范大学河口海岸学国家重点实验陈静课题组与国土资源部南京地调中心合作,在福建宁德地区海陆综合统筹项目上取得了一系列阶段性成果,厘清了该区晚更新世年代地层框架以及海侵期次,揭示了区域构造沉降过程。

  晚第四纪全球海平面周期性波导致沿海地区出现强烈的陆海交替,沉积物中记录了丰富的海陆相互作用的信息。然而全球海岸带地区全新世海侵记录最为广泛,而晚更新世海平面高度类似的MIS5期海侵记录却难觅踪迹。这是因为后期海侵的侵蚀作用导致海岸带沉积地层中很难找到连续的海侵记录,除非在构造下沉海岸带。可见,除了受全球海平面波动的影响,区域海侵的沉积记录也和区域构造活动密切相关。换言之,通过对比区域海侵古岸线与同期全球海平面高程之间的差异,我们便可粗略的估算区域的沉降过程。

图1  研究区域及钻孔位置图

  本研究利用120个第四纪钻孔进行了岩性分析,发现该区域古风化壳之上的晚第四纪地层中均发育1-3套深灰色均质黏土层,含贝壳、螺壳、碳化植物等碎屑,沉积成因的地球化学元素以及自生黄铁矿等指标均表明其为海相地层。然而,有孔虫以及介形虫记录却仅出现于顶部黏土层,下部两层几乎缺失。这表明有孔虫化石指标在辨识闽北海湾晚第四纪海相地层中很可能存在一定的局限性。基于多个钻孔沉积物的OSL年代与AMS14C年代约束,这三层海相地层分别对应于MIS5e期,MIS3期和MIS1期。

图2  福建宁德三沙湾MIS1,MIS3,MIS5期区域地层剖面及古海岸线

  三层海相地层沉积物的粒度以及有机地球化学指标显示,MIS5e期海侵最弱,MIS1期海侵最强。同时,利用120个钻孔地层恢复的古岸线也揭示了MIS5e期海侵范围有限,而MIS1期海侵范围最广泛。以MIS5e期最高海平面作为参考,考虑了潮差、压实等因素,估算该区域自MIS5e期以来平均沉降速率为~0.5 m/kyr,结合GIA模型校正后的MIS3期最高海平面,该区域自MIS3以来基本处于稳定,快速沉降主要发生于MIS5e-MIS3期间,可达~0.8 m/kyr。

图3 福建宁德晚更新世海侵古海岸线与全球海平面异同(a)及第四纪古浙闽隆起带沉降速率(b)

  来自宁德的地质记录为古浙闽隆起带第四纪构造沉降过程提供了新证据,加深构造沉降背景下陆海相互作用的理解。相关成果近期发表于Palaeogeography, Palaeoclimatology, Palaeoecology, 研究得到国家自然科学基金委和国土资源部调查项目资助。

主要文献:
  • 孙丹丹, 刘平, 张杰, 于俊杰, 岳伟, 王继龙, 彭博, 刘演, 李月, 陈静*. 基于沉积成因地化元素指标的闽北海湾晚更新世海侵地层辨识及其意义. 古地理学报. 2022. 24(01). 139-151
  • Liu Ping, Zhang Jie, Wang Jilong, Lin Fengzeng, Yu Junjie*, Liu Yan, Zhang Dan, Sun Qianli, Sun Dandan, Chen Jing*, Chen Zhongyuan. Tectonic Subsidence of the Southeast China Coast: New Evidence from Late Pleistocene Transgression in Ningde Bay. Palaeogeography, Palaeoclimatology, Palaeoecology. 2022. 605. 111226 https://authors.elsevier.com/a/1flHJ73N%7E6gRu(全文链接)
  • 王继龙,林丰增,彭博,刘平,章诚诚,劳金秀,李月,于俊杰,武彬*,陈静*.福建宁德地区第四纪年代地层时空特征及对海平面变化的指示.中国地质. 2022.