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事件沉积是沉积学研究领域的一个重要研究内容,地震事件沉积作为事件沉积中的一个研究对象受到越来越多的国内外学者的关注。海南岛1605年地震造成东寨港地区陆陷成海,为研究地震事件沉积提供了一个极好的案例。本文利用东寨港地区采集的柱状岩芯和野外调查资料,对东寨港红树林海岸沉积岩芯进行了粒度、常量元素(Al2O3、CaO、Fe2O3、K2O、MgO、MnO、Na2O、P2O5、SiO2、TiO2)、微量元素(As、Pb、Rb、sr、Ba)以及137Cs和210Pb,14C等指标的实验分析,分析了东寨港沉积物岩芯的沉积特征,探讨了东寨港地区在地震事件前后沉积环境的显著差异以及地震事件在沉积物岩芯沉积特征中的响应,对比分析了东寨港地区不同位置采集的沉积物岩芯沉积特征对地震事件响应不同的原因。
根据岩芯沉积物AMS14C测年数据,得出昌德村附近CD孔平均沉积速率为4.00mm/a;根据137Cs和210Pb测年数据得出野菠萝岛附近YBL孔上部岩芯沉积速率为9.50mm/a、10.13mm/a,但YBL孔岩芯在125cm附近出现显著的突变,具有明显的历史地震沉陷的指示意义,据此(1605年)计算的平均沉积速率大约是3.0mm/a,与CD孔相当。
两个钻孔岩芯沉积物主要以粉砂为主。东寨港红树林海岸CD孔岩芯常量元素平均值中SiO2含量高达72.87%,Al2O3为10.67%,其它常量元素均低于10%;微量元素中Ba平均含量达362.96μg/g,Rb、Sr元素含量均值介于50~90μg/g,其它微量元素含量小于20μg/g。YBL孔岩芯沉积物常量元素SiO2含量相对较低为43.78%,Al2O3、Fe2O3和TiO2含量相对CD孔偏高,分别为21.10%、16.94%、3.83%;微量元素Rb、Sr、Ba三个曲线的变化阶段性较强,而As、Pb两曲线的变化波动性相对复杂。沉积物元素分布主要受物质来源、粒度组分、沉积环境、人类活动等因素的影响。元素比值有一定的环境变迁指示意义,CD孔岩芯沉积物Rb/Sr比值对地震沉陷成海事件有一定响应。
综合CD孔岩芯和YBL孔岩芯的粒度、敏感地球化学元素等指标,结合测年数据,两段柱状岩芯均可分为陆相沉积环境和海相沉积环境两段,证明该地区发生了地震沉陷事件,沉降幅度为1.5-2.0m。
在东寨港沉积物岩芯沉积特征对地震事件响应的差异性分析中,发现CD孔岩芯和YBL孔岩芯对海南岛1605年历史地震事件和陆陷成海事件均具有响应,但在沉积记录中存在明显差异性。对沉积物岩芯岩性、粒度和元素地球化学特征分析研究证明,东寨港不同岩芯沉积物来源不同,地震造成的陆地沉陷幅度自西向东增大,地震造成的断裂导致其产生差异性。