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辽河三角洲是我国四大河口三角洲之一,地跨中温带和暖温带,温带季风性气候,是气候变化敏感区。建立辽河三角洲晚更新世以来的地层格架和物源区划分,有助于深入认识晚更新世以来渤海的地质演化历史;重建辽河三角洲全新世海侵期古气候及气候事件的区域对比研究,可以能够更好地“以古论今”,为分析和预测未来气候环境变化提供科学依据。ZK2孔是辽河三角洲迄今岩芯长度较长(41.4m)、取芯完整(取芯率平均为90.22%)、研究程度较深的地质研究钻孔,其全新世海侵期沉积的地层厚度较大,地层连续完整、岩性均一、无缺失,是研究辽河三角洲地区全新世海侵期环境演变和气候变化不可多得的良好材料。本文在对ZK2孔沉积物的岩性、粒度、有孔虫丰度及分子标志物等资料的基础上,结合精确的测年数据、海面变化等资料,并与其它钻孔资料分析对比,构建了辽河三角洲晚更新世33kyrBP以来的地层年代框架,恢复了辽河三角洲的沉积环境变迁历史,并运用稀土元素地球化学方法分析了晚更新世以来ZK2孔沉积物物源区的划分及母岩组合;通过提取ZK2孔U3段沉积物地球化学元素、有机碳氮、孢粉及分子标志物等古气候代用指标,重建了辽河三角洲全新世海侵以来古气候的演变过程,并结合国内外其它典型区域古气候研究成果,对比探讨了辽河三角洲古气候变化对典型气候事件的响应。通过研究区ZK2孔岩芯剖面的沉积特征(岩性、粒度、微体古生物、BIT),结合该钻孔年代学资料及临近钻孔的研究成果,可将ZK2孔自下而上划分U1-U4四个沉积段,即U1陆相(河道相),U2陆相(河漫滩相),U3海相(全新世海侵)和U4陆相(上三角洲平原相),并将U3段海相沉积自下而上进一步详细划分为U31、U32、U33、U34、U35五个沉积层,分别对应了河口湾相-浅海相-前三角洲相-三角洲前缘相-下三角洲平原相(潮坪相)。其沉积物粒度、有孔虫及生物标志物BIT等指标在不同沉积环境中出现了较为明显的变化,且变化趋势相似,揭示了辽河三角洲晚更新世33kyr BP以来的海平面变化的沉积历史,其中U3段沉积物(15.75m-2.65m)沉积连续无缺失,地层完整,测年数据可靠,较完整地反映了辽河三角洲9100 cal yr BP以来全新世海侵期的沉积历史。ZK2孔沉积物REE组成垂向变化比较复杂,存在明显的阶段性。REE含量主要受控于母岩组成和化学风化作用,存在明显的粒级效应,Fe-Mn氧化物、TOC对稀土元素组成产生一定的影响,而重矿物对其影响不明显。REE分馏参数(La/Sm)UCC和(Gd/Yb)UCC能够消除沉积物粒度、TOC、Fe-Mn氧化物和化学风化作用的影响,与重矿物相关性也不明显,较好地保存了母岩的REE特征,是ZK2孔沉积物物源区分析的有效指标。分析结果表明:研究区晚更新世33ka以来23.75-41.4m段沉积物具有与现代周边多条河流母岩源区一致的特征;15.75-23.75m段沉积物的母岩组合与来自辽河、大辽河的物源区母岩组合比较接近;0-15.75段是全新世海侵期形成的沉积物,其物质来源比较稳定,与现代大辽河和大凌河的物源区母岩组合最接近。运用常微量元素地球化学指标、有机碳/总氮、孢粉组合和生物标志物GDGTs等不同的气候代用指标,逐一分析了ZK2孔U3段(2.65-15.75m)全新世海侵期各指标的垂向变化及环境意义,从中挑选了对于气候变化比较敏感的元素地球化学CIA指标和基于GDGTs的MAAT指标,重建了辽河三角洲全新世海侵期9100yr BP以来古气候的变化过程,研究表明其经历了全新世早期快速升温期、中全新世早期温暖湿润期、中全新世晚期寒冷干燥期和全新世晚期温凉干燥期四个阶段;在全新世气候演化过程中,在孔深14.2m、12.25m、10.65m、9.35m、8.15m和5.65m处存在6次明显的降温变干事件。通过与国内外已有研究成果的区域对比分析,发现辽河三角洲全新世以来古气候变化过程与国内外相关研究的气候变化吻合较好,只是在气候波动发生的年代、事件发生的强度上存在差异。各气候代用指标对比研究发现CIA指标和MAAT指标较敏感,可以作为重建古气候的敏感代用指标,而MAAT指标在中全新世前对气候的响应要好于CIA指标。