1 Ma以来渤海沉积层序及其对构造、气候和海面变化的响应

Sediments from the continental shelf/coastal region bear significant signals of sea-level, climate change as well as local tectonic information. How does sedimentary sequence during different period and timescale response to tectonic, climatic and sea-level change, and which factor is more important, however, remains unclear. This is mainly ascribed to the scarce of almost continuous sedimentary sequence with high-resolution chronology in the shelf region. In previous study, orbital-scale chronology for a 212.4 m core (BH08) from the central Bohai Sea during the last 1 Ma has been established based on paleomagnetic study and astronomical tuning results, suggesting that the strata is largely continuous on orbital-timescale. In this project we plan to carry out systematic study of sedimentology and micropaleontology for core BH08, as well as seismic profile passing through the core site, and aim to 1) establish the sedimentary sequence in the Bohai Sea on tectonic- and orbital-scale by using principles of sequence stratigraphy, 2) reveal the cause of sedimentary sequence formation on tectonic- and orbital-scale, and finally 3) discuss the sedimentary sequence in the Bohai Sea at tectonic and orbital timescale during the last 1 Ma and its response to tectonic, climate and sea-level change.

陆架沉积物记录了区域构造、气候及海面变化的诸多信息。但是，在不同时段、不同时间尺度（构造-轨道）上沉积层序特征及其形成如何响应构造、全球海面与气候变化的细节目前仍不清楚，哪种因素占据主导地位仍存争议。造成这种局面的最根本原因在于缺少较连续的、具有高分辨率年代控制的陆架沉积记录。申请人在前期国家青年基金项目研究中，对取自渤海中部长度为212.4 m的BH08钻孔进行了高分辨率古地磁测试及天文轨道调谐，建立了1 Ma以来轨道尺度上地层年代框架，结果显示该钻孔地层在轨道尺度上是大致连续的。因此，本项目计划在青年基金项目的基础上，对该钻孔继续开展深入研究，通过详细的沉积学和古生物学研究，结合已获得的地震剖面资料，运用层序地层学原理和手段，建立钻孔在构造-轨道尺度上的地层层序，揭示渤海海域地层层序形成的控制因素，探讨渤海1 Ma以来构造-轨道尺度上沉积层序及其对区域构造、气候和海面变化的响应。

海岸带—陆架地区记录了丰富的全球海平面变化、气候与构造作用的信息，而建立高分辨率的可靠年代框架则是进行上述研究的基础和关键。我国渤海海域水深较浅，同时还受黄河输入物质的影响，陆海相互作用强烈，是这项研究的理想地区和热点地区。. 项目通过对取自渤海中部的BH08钻孔岩心进行了系统深入的研究，结果表明渤海地区一百万年以来主要以海相与河流相交互沉积为主要特征，揭示了海面变化是控制该区沉积环境变化的重要因素，发生于~0.9 Ma的中更新世气候转型对该区沉积特征具有重要影响。针对目前关于黄河贯通入海的时代存有争议这一现状，我们对钻孔沉积物进行了详细的沉积学、粘土矿物及地球化学分析与研究，发现在距今88万年前这一地区发生过一次重要的物源转变，表现为由渤海周边近源的山地河流供给为主转变为黄河供给为主，由此得出黄河至少在距今88万前就已贯通入海的重要结论。通过与全球及区域气候记录进行对比，认为中更新世气候转型可能是该区物源在距今88万年发生转变的主要原因。中更新世气候转型期是第四纪冰期旋回中全球气候和环境发生变化的一个重要时期，主要表现为气候周期由4万年主导转变为10万年主导，全球冰量增加，海平面下降。该研究首次在黄河下游—中国东部陆架区获得了黄河流入边缘海的物源变化证据及时代，为认识黄河贯通入海提供了可靠的年代学制约。