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辐射沙脊群作为一种特殊的地貌形态,内部隐含有丰富的环境演变信息,对其研究可揭示中国东部沿海陆架区的沉积环境演化,预测未来海洋环境演化。此外,对辐射沙脊群的研究在港口开发、新能源、旅游资源开发利用等方面具有重要指导意义。辐射沙脊群不同区域沉积环境演化存在差异。大北槽东侧沙脊作为辐射沙脊群北部的典型代表,研究其晚更新世以来沉积环境演变、成因机制、物质来源等问题,对于进一步了解整个辐射沙脊群形成机制以及动态发展具有借鉴意义。研究成果也可指导江苏海岸带开发,促进江苏海洋经济发展。2007年12月16日在大北槽东侧沙脊(07SR03孔,33°32.982N,121°24.170’E)获得长70.3m的岩芯柱。2011年8月进行钻孔描述和岩性编录工作,对样品进行粒度测试、有孔虫、宏体化石鉴定、矿物和元素地球化学分析,并结合14C测年、浅层地震剖面解译,对大北槽东侧沙脊的成因机制、物源、长周期演变等问题进行了综合系统分析。大北槽东侧沙脊钻孔沉积物主要以粉砂为主,平均含量为74.40%;其次为砂,平均含量为18.47%;黏土含量最少,平均含量为7.13%。整个钻孔沉积物平均粒径4.9Φ,分选系数平均值1.69,分选较差;偏态平均值0.22,属正偏;峰态平均值1.03,属中等。矿物鉴定显示轻矿物以石英、长石为主,重矿物以普通角闪石、绿帘石、岩屑等为主。黏土矿组合形式为伊利石+蒙脱石+高岭石+绿泥石,伊利石是优势黏土矿物,平均含量67.61%。地球化学元素及黏土矿分析结果显示:晚更新世以前,钻孔主要物源为黄河输送,全新世以来受黄河及长江共同影响。钻孔自上而下共识别出6个沉积相段,分别是:(1)潮流沙脊相(孔深0-1.8m):主要由浅橄榄灰细砂质粉砂组成,夹黏土斑块,见波状层理,平均粒径为3.90Φ。发育正常浅海相有孔虫组合,该层见白色玉螺等腹足类化石。(2)河口湾浅海相(孔深1.8-14.0m):以橄榄灰色粉砂为主,平均粒径4.85Φ。有孔虫以毕克卷转虫(Ammonia beccarii)、光亮抱环虫(Spiroloculina lucida)、同现卷转虫(Ammonia annectens)、亚窄室抱环虫(Spiroloculina subtenuis)、轮虫类(Rotaliids)、亚窄室曲形虫(Sigmolilina subtenuis)为代表,皆属广盐性近岸浅水种。近岸浅水种双壳类化石和腹足类化石丰富。(3)潮滩相(孔深14.0-17.8m):以黄棕色黏土夹橄榄灰粉砂为主,粉砂与黏土交互成层,见大量波状层理、透镜状层理和沙波交错层理,平均粒径为6.10Φ。双壳类化石与螺类化石丰富,见猫爪牡蛎(Ostrea (Crassostrea) pesitigris Hanley)、蓝蛤幼体碎片(Corea sp.),皆为潮间-潮下咸淡水属种。(4)陆相硬黏土层(孔深17.8-20.9m):以黄棕色粉砂质黏土为主,平均粒径5.27Φ。见大量铁锈斑、植物根系等暴露标志。未见有孔虫与宏体古生物。(5)潮滩相(孔深20.9-52.7m):沉积物主要以橄榄灰色粉砂为主,间夹黄灰色黏土层,粉砂平均含量为76.5%,平均粒径为5.20Φ,具水平层理及波状层理。粉砂层显示双向交错层理和再作用面构造。见生物扰动,大量贝壳碎片,局部有炭屑富集。黏土层中还可见到植物根系,铁质结核等。有孔虫主要有同现卷转虫(Ammonia annectens)、亚窄室曲形虫(Sigmolilina subtenuis)、艾比里厄希望虫(Elphidium ibericus)、葛拉特劳诺宁虫(Nonion grateloupi)、轮虫类(Rotaliids)、葛拉特劳卷转虫(Ammonia grateloupi)、施罗特假轮虫(Pseudorotalia schroeteriana)、亚三刺星轮虫(Asterorotalia subtrispinosa),为近岸浅水常见分子。(6)河流相(孔深52.7-70.3m):浅橄榄灰和浅灰色细砂为主,平均粒径4.00Φ,具平行层理。见植物碎片和铁锈斑等暴露标志,全段未见有孔虫和宏体古生物。钻孔沉积物Sr/Ba等地球化学元素分析表明,其相关分析数据能较好反映海平面和古盐度变化,Sr/Ba、Ca/Mg以及W(Na+K)质量分数垂向变化具有明显规律,能很好反映研究区经历的两次海侵-海退旋回。柱样沉积物地球化学元素分析结果与沉积相解译结果得到很好的吻合,因此利用地球化学元素作为海平面和古盐度替代指标是可行的。大北槽东侧沙脊钻孔揭露的沉积相显示:晚更新世以来本研究区依次经历河流相→潮滩相→陆相→潮滩相→河口湾浅海相→潮流沙脊相的演化。距今约60-70kaBP的晚更新世(氧同位素4期),南黄海进入全球范围的最后一个冰期—玉木冰期,早玉木冰期,全球气候寒冷,海平面下降,在本区形成陆相地层(F6单元)。随即进入玉木间冰期(氧同位素3.0期),南黄海进入一个显著的变暖波动期,海平面上升,发育海相地层(F5单元)。在约30-16kaBP的晚更新世晚期(氧同位素2.0期),进入晚玉木冰期,此时全球气候再次变冷,海平面又经历一下降过程,发育陆相硬黏土层(F4单元)。距今约10kaBP进入冰后期,气候逐渐变暖,海平面上升,依次发育海相地层(潮滩—河口湾浅海—潮流沙脊)。在全新世海侵过程中,潮流作用不断改造下伏沉积物,塑造潮流沙脊地形。浅层地震剖面解译、有孔虫和宏体古生物鉴定结果、14C测年数据、地球化学元素分析以及与其它钻孔的对比为上述沉积环境的判别提供了证据。