渤海湾西岸海岸带第四纪地质研究成果概述

第 35 卷 第 2 期 地 质 调 查 与 研 究 Vol.35 No.22011 年 06 月 GEOLOGICAL SURVEY AND RESEARCH Jun. 2011渤 海 湾 西 岸 海 岸 带 第 四 纪 地 质 研 究 成 果 概 述王宏1, 李 建 芬1, 裴 艳 东1, 王 福1, 商 志 文1, 田 立 柱1, 范 昌 福2 1,3, 陈 永 胜 ,刘 志 广4, 车 继 英5, 宋 美 钰6, 耿 岩7, 姜 兴 钰1 1,3 1,8, 苏 盛 伟 , 王 海 峰(1. 中 国 地 质 调 查 局 天 津 地 质 调 查 中 心 , 天 津 300170;2. 中 国 地 质 科 学 院 矿 产 资 源 研 究 所 , 北 京 100037;3. 吉 林 大 学 地 球 科 学 学 院 , 长 春 130061;4. 中 国 地 震 局 第 一 监 测 中 心 , 天 津 300180;5. 中 国 地 质 调 查 局 沈 阳 地 质 调 查 中 心 , 沈 阳 110032;6. 天 津 地 热 勘 查 开 发 设 计 院 , 天 津 300250;7. 辽 宁 省 冶 金 地 质 勘 察 局 地 质 勘 察 研 究 院 , 鞍 山 114044;8. 中 国 地 质 大 学 海 洋 学 院 , 北 京 100083)摘要 : 本 文 简 要 介 绍 了 天 津 地 质 调 查 中 心 海 岸 带 与 第 四 纪 地 质 研 究 所 ( 海 岸 带 近 现 代 地 质 环 境 变 化 研 究 小 组 ) 自1998 年 承 担 国 土 资 源 大 调 查 任 务 以 来 , 以 滨 海 新 区 及 渤 海 湾 西 岸 海 岸 带 为 主 要 研 究 基 地 所 取 得 的 基 本 成 果 :(1) 确 立 了 泥 质 海 岸 带 ( 沿 海 低 地 - 潮 间 带 - 浅 海 区 ) 地 质 环 境 变 化 ( 大 致 划 分 为 (a) 晚 更 新 世 以 来 -“ 小 冰 期 ”、(b)“ 小 冰 期 ” 结 束 - 现 代 以 及 (c) 未 来 50 ~100 年 3 个 时 段 ) 的 主 要 研 究 方 向 。(2) 根 据 在 沿 海 地 区 和 潮 间 带 - 浅 海 区 的 近 30 个 揭 穿 全 新 统 - 晚 更 新 统 的 全 取 心 钻 孔 岩 心 ( 累 计 进 尺 1 600 m, 其中 海 区 约 400 m) 的 多 学 科 综 合 研 究 , 探 讨 了 晚 更 新 世 以 来 沿 海 地 区 和 毗 邻 浅 海 区 的 地 层 结 构 、 沉 积 间 断 、 断 块 构 造差 异 运 动 和 层 序 地 层 学 。(3) 基 于 沿 海 低 地 - 潮 间 带 4 000 余 个 Eijkelkamp 全 取 心 钻 孔 ( 总 进 尺 逾 20 000 m), 将 6 ~ 8 m 以 浅 的 中 晚 全 新 统划 分 为 6 ~11 层 , 并 将 它 们 归 并 为 两 个 非 正 式 地 层 单 元“ 灰 色 单 元 ” 和 “ 黄 色 单 元 ”。 前 者 为 潮 间 带 环 境 ( 向 下 可包 括 潮 下 带 上 部 ), 后 者 为 泻 湖 → 盐 沼 → 沼 泽 环 境 。 通 过 1/5 万 区 域 地 质 调 查 (Eijkelkamp 钻 探 、 高 程 测 量 、 综 合 研究 、C-Tech 软 件 对 数 据 的 处 理 ), 在 临 港 工 业 区 南 西 150 km 2 的 泻 湖 - 盐 沼 区 进 行 了 浅 表 地 层 (11 层 ) 的 3D 表 达 。 进 一步 又 将 灰 色 单 元 划 分 为 泥 质 的 “ 马 棚 口 湾 式 ” 和 砂 质 的 “ 驴 驹 河 式 ” 两 类 。(4) 在 滨 海 新 区 约 3 000 km 2 的 潮 间 带 下 部 - 浅 海 区 首 次 开 展 了 系 统 的 测 深 仪 - 浅 剖 仪 - 全 取 心 机 械 钻 探 - 海 底 底质 ( 和 浅 层 ) 取 样 - 旁 侧 声 呐 - 单 道 地 震 公 益 性 地 质 - 地 球 物 理 - 古 生 物 - 地 球 化 学 调 查 和 包 括 地 层 学 、 地 球 物 理 学 、 生物 学 和 年 代 学 ( 包 括 年 轻 沉 积 物 测 年 ) 在 内 的 综 合 研 究 。 将 末 次 冰 消 期 以 来 潮 间 带 - 浅 海 区 沉 积 物 划 分 为 U a-U f 六层 , 初 步 查 明 了 海 区 沉 积 层 序 、 底 质 物 质 组 成 、 表 层 沉 积 速 率 、 埋 藏 古 河 道 和 浅 层 气 分 布 等 。(5) 通 过 不 同 时 期 地 形 图 、 航 片 及 遥 感 影 像 对 比 , 重 建 了 近 130 年 以 来 渤 海 湾 西 岸 地 表 形 态 演 化 与 海 岸 线 变 迁 ,发 现 阶 段 1 “ 小 冰 期 ” 结 束 后 -20 世 纪 前 半 叶 以 侵 蚀 为 主 , 从 曲 折 岸 线 向 平 直 岸 线 转 化 和 阶 段 2 20 世 纪后 半 叶 - 现 代 以 淤 进 为 主 , 人 为 活 动 占 主 导 地 位的 基 本 特 征 。 基 于 8 条 潮 间 带 剖 面 的 高 程 测 量 结 果 及 仅 有 的 天然 岸 段 近 年 来 强 烈 蚀 退 现 象 , 提 出 了 湾 顶 处 滩 面 现 代 过 程 在 近 年 来 可 能 已 转 入 阶 段 3 新 的 自 然 蚀 退 过 程 的推 测 。(6) 开 创 了 滨 海 新 区 ( 和 渤 海 湾 西 岸 ) 210 Pb 和137Cs 示 踪 与 年 轻 沉 积 物 测 年 研 究 。 根 据 目 前 掌 握 的 环 渤 海 地 区 近 百210 210组 Pb 或 Pb/ 137 210 137Cs 数 据 ( 其 中 Pb 和 Cs 同 时 测 量 的 有 近 60 组 , 笔 者 贡 献 了 40 组 ), 初 步 划 分 出 渤 海 湾 西 岸 沿 海 低地 沉 积 速 率 极 低 带 ( 一 般 5 mm/a、 极 端 >30 mm/a) 和 浅 海 不 稳 定 沉 积 区 ( 通 常 >5mm/a), 圈 定 了 北 塘 水 道 口 门 等 潮 间 带 现 代 沉 积 中 心 区 。 该 项 研 究 成 果 , 填 补 了 渤 海 湾 长 期 以 来 缺 少 现 代 沉 积 速 率数 值 的 空 白 。(7) 通 过 表 层 ( 和 浅 孔 ) 沉 积 物 粒 度 分 析 , 初 步 查 明 了 潮 间 带 - 浅 海 区 表 层 物 质 组 成 及 分 布 特 征 。 发 现 独 流 减 河口 - 海 河 口 岸 段 潮 间 带 浅 表 层 沉 积 物 向 北 、 向 上 变 粗 , 分 选 性 变 好 , 推 测 是 节 制 闸 建 成 后 半 个 世 纪 以 来 海 河 输 送 沉 积物 减 少 、 近 岸 海 洋 影 响 增 强 的 海 河 三 角 洲 退 化 的 结 果 。(8) 开 展 了 渤 海 湾 现 代 有 孔 虫 群 ( 活 体 和 死 体 ) 对 比 研 究 。 根 据 现 代 有 孔 虫 群 与 其 所 在 的 ( 经 水 准 测 量 确 定 的 ) 潮收 稿 日 期 :2010-03-11基 金 项 目 : 国 家 地 质 调 查 项 目 (1212010540501、1212011120169); 国 家 908 专 项 (908-TJ-01、02、06 和 07); 国 家 自 然 科 学基 金 (40872106)作 者 简 介 : 王 宏 (1948-), 男 , 理 学 博 士 、 研 究 员 、 博 士 生 导 师 , 从 事 泥 质 海 岸 带 第 四 纪 地 质 学 研 究 ,Email: whong@cgs.cn。

82 地 质 调 查 与 研 究 第 34 卷间 带 位 置 、( 经 潮 位 校 正 确 定 水 深 的 ) 海 底 位 置 及 盐 度 的 关 系 , 初 步 建 立 了 从 平 均 大 潮 高 潮 位 到 10 m 不 同 水 深 的 现 代 有 孔 虫 群 -水 深 转 换 函 数 , 并 据 有 孔 虫 代 用 指 标 尝 试 重 建 了 全 新 世 相 对 海 面 变 化 曲 线 。(9) 开 展 了 渤 海 湾 硅 藻 群 研 究 。 初 步 划 分 出 从 潮 间 带 至 浅 海 区 不 同 水 深 、 盐 度 及 泥 质 或 粉 细 砂 质 不 同 底 质 环 境 的 7 个 硅 藻组 合 区 , 探 讨 了 硅 藻 分 布 与 环 境 因 素 ( 水 深 、 盐 度 和 底 质 ) 的 关 系 。 根 据 反 映 海 洋 影 响 强 度 - 气 候 变 化 的 硅 藻 代 用 指 标 , 在 岩 心和 牡 蛎 礁 体 中 初 步 发 现 了 距 今 约 7 ka cal BP 以 来 的 8 次 海 洋 影 响 增 强 事 件 。(10) 开 展 了 渤 海 湾 软 体 动 物 群 研 究 。 搜 集 并 鉴 定 了 双 壳 类 和 腹 足 类 各 100 余 种 , 划 分 出 陆 相 、 海 相 和 海 陆 过 渡 相 3 类 组合 , 初 步 研 究 了 它 们 各 自 与 水 深 、 盐 度 的 关 系 。(11) 继 续 牡 蛎 礁 ( 包 括 现 代 活 牡 蛎 礁 ) 时 空 分 布 、 成 因 与 环 境 演 化 研 究 。 将 牡 蛎 礁 平 原 的 47 处 礁 体 ( 近 年 来 , 在 空 港 、 滨 海湖 和 浅 海 区 新 发 现 5 处 礁 体 ) 初 步 划 分 为 10 个 礁 群 , 确 定 了 礁 体 与 上 覆 泥 层 交 替 的 10 次 第 一 等 级 ( 千 年 尺 度 ) 的 旋 回 ; 礁 体 内部 正 常 建 礁 与 水 平 夹 层 交 替 的 第 二 等 级 ( 百 年 - 数 十 年 (?)) 的 旋 回 , 则 有 数 十 次 之 多 。18(12) 开 创 了 渤 海 湾 泥 质 海 岸 带 贝 类 壳 体 生 物 碳 酸 钙 O, 13 87 13C 和 Sr 同 位 素 地 质 环 境 变 化 研 究 。 根 据 对 10 余 种 常 见 贝 壳 C组 成 的 测 量 , 发 现 了 渤 海 湾 全 新 世 海 相 贝 壳13C 的 平 均 值 (-2.68‰ PDB), 并 以 此 作 为 那 些 未 经13C 测 量 的14C 直 接 测 定 值 的 同 位素 分 馏 效 应 校 正 的 经 验 值 , 由 此 对 600 余 个 环 渤 海14C 数 据 进 行 了 统 一 的 分 馏 效 应 校 正 , 为 后 续 的 贮 存 库 效 应 和 全 新 世 大 气14C浓 度 变 化 校 正 打 下 了 基 础 。 通 过 对 同 一 牡 蛎 个 体 的 不 同 生 长 层 ( 分 别 具 有 最 重 的 、 最 轻 的 δ 13 C, 代 表 开 放 海 湾 和 受 陆 地 径 流 / 大气 降 水 影 响 的 两 种 亚 环 境 的 极 端 情 况 ) 的 AMS 14 C 测 年 , 提 出 了 渤 海 湾 全 新 世 海 岸 带 小 而 浅 水 体 的14CO 2 迅 速 与 大 气 达 至 平 衡 的假 说 , 从 而 对 该 地 区 的14C 数 据 统 一 校 正 提 出 了 将 陆 地 与 海 洋 两 种 推 荐 程 序 相 结 合 的 方 法 , 并 得 到 了 其 他 研 究 者 近 年 来 新 发 现的 地 区 性 贮 存 库 年 龄 ΔR≈-170 ~ -190 a 的 证 实 。 经 过 13 年 的 积 累 , 初 步 建 立 了 包 括 600 余 个 数 据 在 内 的 环 渤 海14C 数 据 库 ,其 中 笔 者 贡 献 的 ( 包 括 尚 未 获 得 结 果 的 ) 达 到 250 余 个 。(13) 牡 蛎 壳 体18O, 13 C 和87Sr 同 位 素 组 成 的 分 辨 率 , 已 从 20 年 前 的 季 节 级 别 提 高 到 现 在 的 半 月 级 别 , 这 是 继 发 现 牡 蛎 礁 体 记录 的 第 一 、 二 等 级 的 环 境 变 化 之 后 , 单 个 壳 体 记 录 的 第 三 等 级 的 变 化 ( 数 十 年 际 → 年 际 → 季 节 和 月 际 变 化 )。 壳 体 的 个 体 形 态学 研 究 表 明 , 位 于 河 口 、 开 放 海 湾 不 同 微 地 貌 环 境 的 礁 体 中 的 牡 蛎 个 体 的 高 / 宽 比 、 重 量 和 生 长 速 率 不 同 。 大 吴 庄 礁 体 近 50 个14C( 其 中 AMS 方 法 获 得 的 数 据 30 余 个 ) 和 近 20 个 OSL 数 据 的 研 究 , 发 现 该 处 礁 体 历 时 的 两 种 可 能 (>1 ka 和

第 2 期 王 宏 等 : 渤 海 湾 西 岸 海 岸 带 第 四 纪 地 质 研 究 成 果 概 述 83区 )- 潮 间 带 - 浅 海 区 经 历 了 陆 、 海 相 互 作 用 , 地 质环 境 背 景 条 件 相 对 脆 弱 ( 如 工 程 地 质 条 件 较 差 、 地 表高 程 偏 低 )。 大 规 模 的 人 类 活 动 , 进 一 步 加 剧 对 环 境的 压 力 。 例 如 地 面 下 沉 和 天 然 湿 地 减 少 , 降 低 了 抵御 陆 地 洪 水 与 风 暴 潮 的 能 力 ; 天 然 岸 线 被 人 工 岸 线取 代 、 在 潮 间 带 - 浅 海 区 上 部 围 海 造 陆 , 导 致 海 洋 侵蚀 等 环 境 压 力 直 接 作 用 于 人 工 岸 线 和 海 工 构 筑 物 ;地 面 下 沉 和 地 下 潜 水 位 发 生 变 化 , 将 可 能 对 生 态 产生 不 良 影 响 等 。 在 当 前 全 球 变 化 的 大 背 景 下 , 所 有这 些 不 利 影 响 , 今 后 将 可 能 进 一 步 凸 显 。 因 此 , 针 对泥 质 海 岸 带 地 质 环 境 条 件 及 变 化 趋 势 的 第 四 纪 地 质学 研 究 , 具 有 很 强 的 现 实 意 义 。本 文 简 要 总 结 了 笔 者 近 13 年 来 以 渤 海 湾 泥 质 海岸 带 为 基 地 、 以 近 现 代 地 质 环 境 演 化 与 预 测 为 目 标所 进 行 的 基 础 地 质 研 究 及 部 分 成 果 。2 工 作 区 、 目 标 与 方 法天 津 市 中 心 城 区 、 滨 海 新 区 和 周 边 平 原 区 总 面积 约 1 万 km( 2 包 括 潮 间 带 和 浅 海 区 ), 根 据 其 地 质 地貌 特 点 及 当 前 经 济 社 会 发 展 的 阶 段 性 需 求 , 笔 者 的海 岸 带 地 质 工 作 的 范 围 , 从 海 岸 线 向 陆 延 伸 50~70km、 直 至 +5 m 等 高 线 ( 黄 海 高 程 ) 附 近 ; 向 海 直 至 -15~-20 m 等 深 线 ( 现 代 岸 线 以 外 至 约 40~50 km 处 的 浅 海区 , 坏 天 气 浪 基 面 之 上 ), 大 致 划 分 为 渤 海 湾 沿 海 低地 、 潮 间 带 及 浅 海 区 3 个 单 元 。查 明 这 3 个 单 元 的 地 质 环 境 演 化 历 史 (13 年 来 主要 集 注 于 晚 更 新 世 - 全 新 世 , 目 前 已 开 始 研 究 整 个第 四 纪 )、 现 状 以 及 今 后 的 发 展 趋 势 , 为 泥 质 海 岸 带经 济 社 会 活 动 提 供 地 学 保 障 逐 步 提 升 发 布 权 威地 学 数 据 、 做 出 权 威 评 价 的 能 力 是 笔 者 的 目 标 。达 到 上 述 目 标 的 途 径 有 两 条 :1) 经 由 传 统 的 基础 地 质 工 作 , 例 如 区 域 地 质 调 查 ( 中 国 地 质 调 查 局 基础 部 , 已 完 成 淮 淀 乡 幅 、 白 水 头 - 歧 口 镇 幅 ,1998~2002)。2) 开 展 专 题 调 查 研 究 , 例 如 “ 泥 质 海 岸 带 近现 代 地 质 作 用 ( 沉 积 、 剥 蚀 与 岸 线 变 迁 ) 及 精 细 测 年 ”( 中 国 地 质 调 查 局 基 础 部 ,1999~2001)、“ 环 渤 海 ( 滨海 新 区 ) 海 岸 带 近 现 代 地 质 环 境 调 查 与 监 测 ”( 中 国地 质 调 查 局 水 文 地 质 环 境 地 质 部 ,2001~2013)、“ 泥质 海 岸 带 对 全 球 变 化 的 响 应 与 趋 势 预 测 ”( 中 国 地 质调 查 局 科 技 外 事 部 ,2009~2010)、“ 第 四 纪 地 质 环 境演 化 与 近 现 代 过 程 研 究 ”( 中 国 地 质 调 查 局 科 技 外 事部 ,2011~2013)、“ 中 国 近 海 海 洋 调 查 与 评 价 (908专 项 )”( 国 家 海 洋 局 / 天 津 市 海 洋 局 ,2005~2009)、“ 海 平 面 上 升 及 极 端 增 水 对 天 津 港 工 程 规 划 的 影 响和 对 策 研 究 ”( 天 津 港 集 团 公 司 ,2008.01~2008.12)、“ 天 津 南 港 工 业 区 围 海 造 陆 区 地 质 环 境 调 查 与 评 价 ”( 天 津 市 国 土 资 源 和 房 屋 管 理 局 ,2009~2010)、“ 渤海 湾 西 北 岸 全 新 世 埋 藏 牡 蛎 礁 古 环 境 重 建 ”( 国 家 自然 科 学 基 金 ,2008~2011) 及 “ 海 平 面 上 升 对 天 津 滨海 新 区 的 影 响 及 对 策 研 究 ”( 国 家 海 洋 局 ,2010~2013) 等 。坚 持 调 查 与 研 究 相 结 合 、 主 动 服 务 经 济 社 会 活动 , 则 是 实 现 上 述 目 标 的 正 确 方 法 。13 年 来 , 引 入 了 Eijkelkamp 浅 层 全 取 心 调 查 、沿 海 低 地 - 潮 间 带 水 准 测 量 ( 水 准 仪 - 全 站 仪 -RTK)、 潮 间 带 下 部 - 浅 海 区 高 精 度 差 分 定 位 - 测深 - 浅 剖 - 底 质 物 质 组 成 - 单 道 地 震 - 旁 侧 声 呐 调查 、 浅 海 区 由 测 深 仪 和 高 精 度 差 分 定 位 控 制 的 全 取心 钻 探 、 沿 海 低 地 - 潮 间 带 - 浅 海 区 现 代 沉 积 物 放210 137射 性 同 位 素 Pb 和 Cs 示 踪 与 测 年 、 生 物 碳 酸 钙 稳定 同 位 素 ( 18 O, 13 C 和87Sr) 古 环 境 重 建 、 多 期 地 形 图 -遥 感 影 像 对 比 、Eh4 测 量 、 潜 水 位 与 海 区 水 文 参 数 测量 等 方 法 。坚 持 调 查 与 研 究 相 结 合 。 包 括 岩 石 地 层 学 方面 : 沉 积 物 组 成 、 地 层 划 分 、 沉 积 相 分 析 与 层 序 地 层学 研 究 ; 年 代 学 方 面 :AMS 14 C、OSL、 210 137Pb 和 Cs 测 年 ;古 生 物 学 方 面 : 有 孔 虫 、 硅 藻 和 软 体 动 物 鉴 定 , 建 立水 深 、 盐 度 转 换 函 数 并 重 建 古 环 境 ; 同 位 素 地 球 化 学方 面 : 牡 蛎 壳 生 物 碳 酸 钙18O、 13 C 和87Sr 同 位 素 古 环 境重 建 ; 地 形 学 方 面 : 考 古 、 历 史 地 形 图 与 遥 感 影 像 的对 比 研 究 等 。注 重 服 务 经 济 社 会 发 展 。 通 过 国 土 资 源 调 查及 横 向 项 目 ( 地 方 政 府 委 托 、908 专 项 及 自 然 科 学 基金 等 ), 积 极 为 海 岸 带 经 济 社 会 发 展 提 供 地 学 服 务 。为 天 津 古 海 岸 与 湿 地 国 家 级 自 然 保 护 区 重 新 划 界 涉及 的 保 护 对 象 牡 蛎 礁 、 贝 壳 堤 的 空 间 分 布 提 供 了 地质 依 据 ; 建 立 了 包 含 11 个 指 标 的 滨 海 新 区 潮 间 带 后备 土 地 资 源 评 价 地 学 体 系 , 并 进 行 了 评 价 ; 为 天 津 港建 立 了 风 暴 潮 与 极 端 增 水 趋 势 预 测 模 型 ; 编 绘 了 《 渤海 湾 环 境 地 质 图 集 》; 调 查 了 大 神 堂 海 区 现 代 活 牡 蛎礁 的 分 布 与 生 态 环 境 ; 为 人 工 鱼 礁 选 址 提 供 地 质 依据 ; 介 入 了 海 区 浅 层 稳 定 性 调 查 及 完 成 了 滨 海 新 区南 港 围 海 造 陆 区 海 区 与 黄 骅 港 地 区 环 境 地 质 调 查 与评 价 等 。

84 地 质 调 查 与 研 究 第 34 卷图 1 13 年 来 渤 海 湾 西 岸 沿 海 低 地 - 潮 间 带 - 浅 海 区 地 质 调 查 类 型 与 分 布 图 (A)及 潮 间 带 - 浅 海 区 地 球 物 理 调 查 剖 面 线 分 布 图 (B)Fig.1 Location maps showing the types and distributions of geological investigations in the coastallowland-intertidal zone-shallow sea (A) and the section lines of geophysical investigationsin the lower intertidal zone-shallow sea (B), west Bohai Bay3 结 果图 1 显 示 了 自 1998 年 以 来 , 笔 者 以 渤 海 湾 西 岸沿 海 低 地 - 潮 间 带 - 浅 海 区 为 研 究 基 地 的 主 要 调 查工 作 部 署 状 况 。3.1 晚 更 新 世 - 全 新 世 地 层 与 沉 积 环 境3.1.1 晚 更 新 世 以 来 的 地 层晚 更 新 世 以 来 , 渤 海 湾 西 岸 发 育 了 3 套 陆 相 、 海相 层 及 相 应 的 过 渡 地 层 。 根 据 沉 积 相 组 合 特 征 和 海面 变 化 规 律 , 初 步 将 上 更 新 统 - 全 新 统 划 分 为 以 深海 氧 同 位 素 2 期 (MIS 2) 为 界 的 2 个 不 完 整 层 序 。 末次 间 冰 期 (MIS 5) 形 成 前 一 层 序 的 高 位 体 系 域 , 以 浅海 - 潮 滩 沉 积 为 主 ; 末 次 冰 期 的 MIS 4~3 阶 段 形 成以 海 退 体 系 域 为 主 的 海 陆 交 互 沉 积 ,MIS 3 时 形 成 一个 海 侵 准 层 序 。 末 次 盛 冰 期 (MIS 2) 海 面 降 至 最 低 ,形 成 低 位 体 系 域 , 为 典 型 陆 相 沉 积 。 冰 后 期 (MIS 1)随 着 海 面 快 速 上 升 , 约 7 ka cal BP 达 到 最 大 海 侵 范围 , 海 侵 体 系 域 形 成 , 主 要 为 沼 泽 - 潮 滩 沉 积 。 之后 , 海 面 上 升 变 缓 并 逐 渐 趋 于 稳 定 , 发 育 浅 海 - 潮 滩环 境 的 高 位 体 系 域 。3.1.2 晚 更 新 世 以 来 地 层 个 案 研 究 :BQ1 孔BQ1 孔 详 细 的 沉 积 岩 石 学 和 生 物 学 研 究 ( 孔 深95 m、 岩 心 总 长 72 m。109 个 样 品 进 行 了 结 核 、 矿 物 晶粒 、 有 孔 虫 、 介 形 虫 及 软 体 动 物 化 石 鉴 定 与 数 量 统计 ) 和 年 代 学 研 究 (14 个 OSL 数 据 ), 发 现 了 140 ka BP以 来 的 4 个 海 相 层 及 相 间 的 陆 相 层 。 其 中 ,III、II 和I 海 相 层 均 进 一 步 辨 识 出 前 、 后 2 个 海 侵 高 峰 和 中 间[1-2]的 海 退 现 象 。3.1.3 晚 更 新 世 以 来 的 沉 积 间 断 与 构 造 活 动一 组 全 取 心 孔 岩 心 综 合 研 究 表 明 , 约 140 ka BP以 来 , 至 少 存 在 5 次 较 明 显 的 沉 积 间 断 。 例 如 大 直 沽4 个 钻 孔 发 现 的 第 2 间 断 , 在 0.4 m 的 垂 直 深 度 内 , 从晚 更 新 世 “ 硬 粘 土 ” 变 为 上 覆 全 新 世 早 期 泥 炭 质 沉积 , 二 者 的 年 龄 相 差 接 近 20 ka [3] 。 最 新 的 沉 积 学 研究 、AMS 14 C 和 OSL 测 年 数 据 显 示 , 渤 海 湾 西 岸 晚 更 新世 MIS 2~3 阶 段 存 在 不 同 程 度 的 、 累 积 长 达 数 万 年[4]的 沉 积 间 断 。分 别 位 于 渤 海 湾 西 岸 凹 陷 区 或 古 潜 山 等 不 同 基底 构 造 单 元 之 上 的 一 组 30~80 m 全 取 心 钻 孔 的 岩 心对 比 显 示 , 第 III 海 相 层 的 厚 度 相 差 10 余 米 、 第 II 海

第 2 期 王 宏 等 : 渤 海 湾 西 岸 海 岸 带 第 四 纪 地 质 研 究 成 果 概 述 85图 2 单 道 地 震 剖 面 及 钻 孔 岩 心 显 示 的 某 浅 海 区 全 新 世 活 动 断 层Fig.2 A Holocene active fault revealed by Single-channel seismic profileand tested cores in a shallow sea area相 层 和 第 I 陆 相 层 底 板 的 高 差 分 别 超 过 15 m 和 10 m,[2,4]说 明 存 在 差 异 性 沉 积 作 用 。浅 剖 仪 - 单 道 地 震 调 查 ( 声 波 穿 透 地 层 约 30~100 m)、 验 证 性 全 取 心 钻 探 (30~80 m) 发 现 渤 海 湾 浅 海区 分 布 着 大 量 的 、 由 深 部 断 裂 衍 生 的 浅 表 断 层 ( 图 2)。3.1.4 全 新 世 地 层 划 分 : 沿 海 低 地 - 潮 间 带[5]参 照 海 岸 带 层 序 地 层 调 查 方 法 , 在 淮 淀 乡 幅 、白 水 头 - 歧 口 镇 幅 ( 西 半 幅 ) 约 900 km( 2 包 括 潮 间 带中 上 部 ) 范 围 内 开 展 了 海 岸 带 中 晚 全 新 世 层 序 填 图 ,总 结 出 “ 泥 质 海 岸 带 浅 表 地 层 沉 积 序 列 区 域 地 质 调[6-10]查 ” 方 法 。13 年 来 , 在 渤 海 湾 沿 海 平 原 及 毗 邻 潮 间 带 积 累了 逾 4 000 个 Eijkelkamp 全 取 心 浅 孔 (6~8 m 以 浅 )数 据 , 发 现 渤 海 湾 沿 海 地 区 中 晚 全 新 世 浅 表 地 层 具有 “ 灰 色 单 元 ” 和 “ 黄 色 单 元 ” 的 二 元 结 构 特 征 。 前 者主 要 形 成 于 潮 间 带 深 度 , 后 者 则 是 泻 湖 - 盐 沼 - 沼[8]泽 环 境 的 产 物 。“ 灰 色 单 元 ” 的 上 部 , 还 可 进 一 步 分为 “ 马 棚 口 湾 式 ” 泥 质 沉 积 和 “ 驴 驹 河 式 ” 粉 细 砂 质 沉[11]积 两 大 类 ( 图 3、4)。(1)“ 马 棚 口 湾 式 ” 泥 质 沉 积 层以 马 棚 口 湾 潮 间 带 最 为 典 型 , 该 类 地 层 的 现 代沉 积 , 也 被 称 为 “ 浮 泥 带 ”, 主 要 由 粘 土 和 粉 砂 组 成 。图 3 渤 海 湾 沿 海 低 地 - 潮 间 带 第 I 海 相 层 顶 部 (“ 灰 色 单 元 ”)[11]的 2 种 基 本 沉 积 类 型 :“ 马 棚 口 湾 ” 和 “ 驴 驹 河 ” 式 示 意 图Fig.3 Distribution map illustrating two essential types,Mapengkou-type and Lujuhe-type, as the upper partof Marine Bed I, named“Grayish Unit”, in the coast ofBohai Bay [11]

86 地 质 调 查 与 研 究 第 34 卷Eijkelkamp 岩 心 证 实 , 该 类 沉 积 物 含 水 量 大 , 压 实 性差 , 极 易 钻 进 。(2)“ 驴 驹 河 式 ” 砂 质 沉 积 层以 驴 驹 河 潮 间 带 最 为 典 型 。 该 地 3.5 km 宽 潮 间带 的 Eijkelkamp 钻 探 , 发 现 上 部 60~85 cm 为 基 本 不具 层 理 的 中 细 砂[11-17]。滨 海 新 区 围 海 造 陆 ( 临 港 工 业 区 - 南 港 工 业 区 )西 侧 沿 海 低 地 的 150 km 2 区 块 , 利 用 C-Tech 软 件 对50 个 Eijkelkamp 孔 岩 心 ( 深 度 6~8 m、 距 今 约 4~5ka cal BP 以 来 、 细 分 为 11 层 ) 开 展 了 假 三 维 表 达 的 个案 研 究[18]。 类 似 的 探 索 , 始 于 北 部 的 淮 淀 乡 幅[7、19]、 向[20] [21-22]南 还 包 括 南 、 北 大 港 地 区 。 区 域 性 研 究 与 此 类大 比 例 尺 的 个 案 研 究 相 结 合 , 将 进 一 步 提 升 渤 海 湾地 区 第 四 纪 地 质 的 研 究 水 平 。3.1.5 全 新 世 地 层 划 分 : 潮 间 带 - 浅 海 区目 前 , 笔 者 在 渤 海 湾 ( 主 要 是 天 津 市 ) 潮 间 带 下部 - 浅 海 区 获 得 的 浅 地 层 剖 面 - 水 深 调 查 测 线 总 长约 1 100 km、 海 区 全 取 心 机 械 钻 孔 9 个 ( 总 进 尺 400 m)及 底 质 取 样 316 站 位 , 初 步 查 明 了 天 津 市 海 域 全 新 统结 构 、 沉 积 演 化 及 灾 害 地 质 现 象 。渤 海 湾 西 部 冰 消 期 以 来 沉 积 序 列 由 U a、U b、U c、U d、U e 和 U f(U f 为 声 波 基 底 ) 共 6 个 地 震 单 元 组 成 , 它 们 被T 0、R 1、R 2、R 3、T 1 和 T 2 地 震 反 射 界 面 分 隔 , 渤 海 湾 西 北 部层 序 地 层 以 I 型 层 序 界 面 为 底 界 , 之 上 发 育 了 3 个 体系 域 ( 图 5)。低 位 体 系 域 (LST), 形 成 于 末 次 盛 冰 期 低 海 面 时期 ( 约 22 ~15 ka cal BP), 对 应 U f 单 元 , 形 成 大 量 的深 切 河 谷 和 洪 泛 平 原 沉 积 物 。 冰 消 期 海 侵 时 期 ( 约15~7 ka cal BP) 的 海 侵 体 系 域 (TST) 对 应 U e 单 元 , 早期 ( 约 15~10 ka cal BP) 主 要 形 成 洪 泛 沼 泽 泥 炭 质沉 积 和 深 切 河 谷 充 填 ; 中 期 ( 约 10~8 ka cal BP) 以 潮滩 或 河 口 沉 积 为 主 , 并 形 成 大 型 、 稳 定 的 海 侵 水 道 ;后 期 ( 约 8~7 ka cal BP) 时 潮 滩 或 河 口 沉 积 遭 受 海 底侵 蚀 , 海 侵 水 道 仍 处 于 冲 刷 状 态 。 冰 消 期 海 侵 时 期 ,研 究 区 南 部 主 要 物 源 为 黄 河 , 并 混 合 有 其 它 源 区 物质 ; 北 部 物 源 供 给 不 稳 定 , 无 优 势 来 源 , 主 要 为 燕 山水 系 和 太 行 水 系 沉 积 。高 水 位 体 系 域 (HST), 形 成 于 约 7 ka cal BP 以 后的 海 面 高 水 位 时 期 , 在 沉 积 供 给 复 杂 变 化 背 景 下 , 形成 由 U d、U c、U b 和 U a 单 元 组 成 的 高 水 位 体 系 域 复 杂 体 。约 7~3.5 ka cal BP(U d 单 元 ), 黄 河 于 渤 海 湾 西 岸 入海 , 研 究 区 南 部 形 成 NE 方 向 的 三 角 洲 前 积 层 , 中 部 和北 部 形 成 以 黄 河 物 源 为 主 的 浅 海 沉 积 , 海 侵 水 道 仍未 被 充 填 。约 3.5~1 ka cal BP(U c 单 元 ) 时 , 研 究 区 北 部 和中 部 形 成 2 个 三 角 洲 沉 积 体 , 海 岸 线 快 速 向 海 推 进 ,海 侵 水 道 被 完 全 充 填 。 北 部 出 现 燕 山 水 系 和 太 行 水系 三 角 洲 , 以 燕 山 水 系 为 主 , 中 部 的 三 角 洲 由 黄 河 水系 和 太 行 水 系 形 成 。 约 1~0.8 ka cal BP(U b 单 元 )时 , 中 部 海 河 口 附 近 形 成 黄 河 与 太 行 水 系 三 角 洲 , 北部 近 岸 地 区 形 成 以 燕 山 水 系 物 源 为 主 的 滨 浅 海 沉 积 。距 今 约 800 年 以 来 的 U a 单 元 时 , 黄 河 于 1194 年南 徙 , 原 黄 河 水 系 和 太 行 水 系 大 型 复 合 三 角 洲 沉 积 体消 失 , 渤 海 湾 沉 积 物 变 为 由 外 部 悬 浮 输 运 。 特 别 是1855 年 黄 河 复 归 渤 海 湾 后 , 形 成 了 细 粒 泥 质 沉 积[23-25]。3.1.6 全 新 世 中 期 粗 屑 堆 积 层在 渤 海 湾 浅 海 区 多 个 全 取 心 钻 孔 中 , 发 现 全 新统 中 下 部 厚 度 约 0.5~1.7 m 的 贝 壳 碎 屑 与 砂 泥 质 的“ 混 杂 堆 积 层 ”, 浅 剖 仪 调 查 证 实 该 层 广 泛 分 布 于 天津 市 海 域 中 北 部 浅 海 区 。以 CH19 孔 为 例 , 厘 米 级 的 贝 壳 碎 片 、 碎 屑 与 砂 泥的 混 杂 堆 积 , 无 分 选 , 无 层 理 , 与 下 伏 泥 层 为 侵 蚀 接触 。 该 层 底 、 顶 部 贝 壳 的 AMS 14 C 年 龄 分 别 为 约 6.8 和3.5 ka cal BP。 根 据 中 全 新 世 水 动 型 海 面 (eustat-[26]ic sea level) 高 度 的 一 般 认 识 及 经 测 深 仪 对 波 动幅 度 达 3 m 的 潮 位 的 实 时 监 测 ( 并 据 此 确 定 钻 进 时 每一 回 次 的 准 确 进 尺 , 从 而 获 知 地 层 的 准 确 深 度 ), 推断 该 层 沉 积 时 的 水 深 约 为 海 平 面 以 下 20.5~18.8 m处 。 这 是 形 成 于 中 全 新 世 的 、 大 致 在 坏 天 气 浪 基 面深 度 的 区 域 性 高 动 能 事 件 ( 见 图 5 中 的 “ 陆 架 浅 海层 ”) [24,27-28] 。3.1.7 渤 海 湾 全 新 世 以 来 海 陆 变 迁 与 古 地 理贝 壳 堤 、 牡 蛎 礁 和 岭 地 的 时 空 分 布 及 与 泥 质 沉积 物 的 关 系 , 揭 示 了 渤 海 湾 7~8 ka cal BP 以 来 的海 、 陆 演 化 过 程[11,29]。[30-31] [32-33]据 20 世 纪 初 期 地 表 形 态 图 、 考 古 发 现 和[6,34]地 质 调 查 的 结 果 , 发 现 渤 海 湾 西 北 部 沿 海 平 原 至少 存 在 7 道 岭 地[11,29]。以 南 、 北 大 港 古 泻 湖 区 东 部 调 查 结 果 ( 约 400 km 2 ,175 个 Eijkelkamp 地 质 点 : 坐 标 、 孔 口 高 程 及 所 揭 露的 泻 湖 底 板 高 程 和 区 域 性 年 代 学 框 架 ) 为 基 础 , 增 补了 古 泻 湖 西 部 880 km 2 未 实 测 区 的 275 个 虚 拟 三 维 地质 点 ( 各 点 坐 标 、 贝 壳 堤 顶 部 高 程 与 泻 湖 底 板 高 程等 ), 共 计 450 个 点 。 应 用 C-Tech Pro 软 件 , 绘 制 出 5

第 2 期 王 宏 等 : 渤 海 湾 西 岸 海 岸 带 第 四 纪 地 质 研 究 成 果 概 述 87[11]图 4 Eijkelkamp 全 取 心 钻 孔 剖 面 :“ 灰 色 单 元 ” 的 2 类 沉 积 及 上 覆 “ 黄 色 单 元 ” 沉 积 序 列Fig.4 A set of sections, revealed by Eijkelkamp cores, showing depositional sequence ofthe two essential types of“Grayish Unit”and the overlying“Yellowish Unit” [11][24]图 5 根 据 地 球 物 理 调 查 、 验 证 钻 孔 和 综 合 研 究 绘 出 的 渤 海 湾 西 部 冰 消 期 地 层 层 序Fig. 5 Schematic diagram illustrating along-shore sedimentary sequence since the Deglacial Period in west BohaiBay, based on the geophysical investigation and tested-boreholes and multidisciplinary studies.MFS: maximum flooding surface, TS: transgressive surface, LST: lowstand system tract,TST: transgressive system tract, HST: highstand system tract [24]

88 地 质 调 查 与 研 究 第 34 卷ka cal BP 以 来 、1 280 km 2 范 围 的 古 海 岸 线 (IV, III,II 和 I 道 贝 壳 堤 ) 及 与 堤 相 间 的 泻 湖 - 盐 沼 平 原[20]。3.1.8 相 对 海 面 变 化1970 年 代 末 期 , 赵 希 涛 将 渤 海 湾 海 岸 带 30 余 个贝 壳 堤 、 牡 蛎 礁 、 地 层 中 的 贝 壳 和 底 泥 炭 层 作 为 海 面变 化 标 志 点 , 根 据 它 们 ( 及 其 它 地 区 的 同 类 数 据 ) 的时 空 特 征 , 绘 制 了 全 新 世 海 面 变 化 曲 线[35]。 近 年 来 ,应 用 岩 石 学 和 生 物 学 方 法 在 渤 海 湾 西 岸 晚 更 新 世 -全 新 世 地 层 中 寻 找 海 面 变 化 的 信 息 ( 见 3.1.2), 在 全新 世 第 I 海 相 层 中 发 现 了 9 次 海 面 波 动[1]。 这 是 研 究小 组 迄 今 获 得 的 地 层 记 录 的 相 对 海 面 变 化 的 最 为 系统 的 结 果 。13 年 来 , 笔 者 持 续 进 行 渤 海 湾 现 代 有 孔 虫 群 ( 活体 和 死 体 ) 及 与 沉 积 物 类 型 、 水 深 和 盐 度 关 系 的 研究 。 根 据 现 代 有 孔 虫 群 所 在 的 ( 经 水 准 测 量 确 定 的 )潮 间 带 微 地 貌 位 置 、( 经 潮 位 校 正 确 定 的 ) 海 底 站 位的 深 度 位 置 及 其 与 盐 度 的 关 系 , 初 步 建 立 了 1~10 m不 同 水 深 的 现 代 有 孔 虫 群 - 水 深 转 换 函 数 , 并 据 此尝 试 重 建 了 全 新 世 相 对 海 面 变 化 曲 线[17,36-37]。 同 样 ,还 探 讨 了 硅 藻 与 底 质 、 水 深 和 盐 度 的 关 系 , 并 尝 试 与[38] [28]全 新 世 气 候 变 化 事 件 对 比 。重 新 考 订 了 160 余 个 与 贝 壳 堤 、 牡 蛎 礁 有 关 的14C数 据 ( 其 中 50 余 个 是 笔 者 贡 献 的 , 另 有 笔 者 新 近 获 得的 30 余 个 AMS 年 龄 尚 未 包 括 在 内 )。 根 据 对 后 唐 堡等 6 处 贝 壳 堤 的 水 准 测 量 , 确 定 了 堤 底 板 前 、 后 缘 平均 高 差 经 验 值 (1 m) [39] 。 基 于 贝 壳 堤 水 下 线 形 沙 坝 →沿 岸 堤 → 风 成 沙 丘 多 成 因 过 程 假 说[40], 认 为 堤 底 板的 前 、 后 缘 位 于 形 成 时 的 平 均 大 潮 差 的 垂 直 范 围 内 。底 板 的 高 差 , 或 依 实 测 值 、 或 依 经 验 值 补 足 至 1 m, 由 此确 定 了 底 板 的 高 度 误 差 范 围 。 对 应 当 时 的 平 均 大 潮差 时 , 再 进 一 步 补 足 至 ±1.5 m 的 垂 直 范 围 。 至 此 , 堤底 板 遂 成 为 海 面 变 化 标 志 点[39]。通 过 对 大 吴 庄 等 4 处 礁 体 顶 板 的 水 准 测 量 , 发 现礁 顶 最 大 起 伏 为 ±0.7 m, 以 此 作 为 礁 顶 自 身 的 垂 直误 差 范 围[41]。 另 据 俵 口 等 5 处 礁 体 的 “ 最 后 一 个 砂 质纹 层 ” [7] 的 高 度 , 推 断 礁 顶 上 覆 潮 间 带 泥 层 的 平 均 厚度 为 1.6 m。 该 厚 度 是 渤 海 湾 全 新 世 海 平 面 与 平 均 高潮 位 之 间 的 调 适 空 间 所 能 提 供 的 最 大 堆 积 厚 度 , 因 而[42]成 为 支 持 将 礁 顶 对 应 海 平 面 的 佐 证 。 根 据 上 述 研究 结 果 , 确 定 了 渤 海 湾 牡 蛎 礁 顶 板 作 为 海 面 变 化 标 志点 的 条 件 : 增 加 ±0.7 m 的 礁 顶 高 度 范 围 , 对 应 其 形 成时 的 海 平 面 位 置[41]。 以 上 述 堤 、 礁 海 面 变 化 标 志 点 考证 为 基 础 , 初 步 获 得 了 贝 壳 堤 平 原 、 牡 蛎 礁 平 原 的 2 幅[43]全 新 世 相 对 海 面 变 化 时 间 - 深 度 框 图 。3.2“ 小 冰 期 ” 结 束 至 现 代“ 小 冰 期 ” 结 束 ( 约 1850~1870 年 ) 以 来 , 自 然 因 素与 人 类 活 动 共 同 影 响 下 的 现 代 地 质 变 化 过 程 沿海 低 地 地 表 形 态 、 岸 线 位 置 与 潮 间 带 物 质 组 成 与 形态 、 现 代 沉 积 速 率 等 以 及 与 海 岸 带 开 发 和 可 持续 发 展 的 关 系 , 是 笔 者 长 期 关 注 的 重 点 。3.2.1 1870 年 以 来 的 岸 线 变 迁根 据 《 畿 辅 通 志 》 [30] [44-46]、20 世 纪 初 最 早 的 地 形 图 、1950 年 代 以 来 的 多 期 地 形 图 及 遥 感 影 像 , 重 建 了 渤[29、31、47-49]海 湾 距 今 130 年 以 来 的 海 岸 线 进 退 过 程 。“ 小冰 期 ” 结 束 后 至 20 世 纪 前 半 叶 , 以 侵 蚀 为 主 , 岸 线 从曲 折 转 为 顺 直 ;20 世 纪 后 半 叶 以 来 , 以 淤 进 为 主 , 人为 活 动 占 据 主 导 地 位 , 天 然 岸 线 逐 渐 为 人 工 岸 线 所[29,48]取 代 、 并 不 断 向 海 推 进 。 但 是 , 近 年 来 , 某 些 天 然岸 线 的 蚀 退 现 象 , 提 醒 人 们 应 关 注 在 全 球 气 温 - 海[29]面 上 升 背 景 下 海 洋 影 响 增 强 的 可 能 性 。3.2.2 潮 间 带 及 浅 海 区 底 质 组 成通 过 对 天 津 市 潮 间 带 108 个 和 浅 海 区 208 个 站位 的 表 层 ( 底 质 ) 沉 积 物 样 品 的 粒 度 分 析 , 初 步 查 明了 表 层 沉 积 物 类 型 、 粒 度 分 布 特 征 , 并 探 讨 了 相 应 的沉 积 过 程 。以 海 河 口 和 独 流 减 河 口 为 界 , 天 津 市 潮 间 带 可分 为 3 个 岩 性 区 ( 图 6)。 海 河 口 以 北 、 独 流 减 河 口 以南 均 为 片 状 粘 土 质 粉 砂 分 布 区 , 海 河 口 至 独 流 减 河口 为 多 岩 性 、 条 带 状 的 砂 - 粉 砂 分 布 区 。 海 河 口 以北 潮 间 带 是 以 低 能 潮 汐 作 用 为 主 的 泥 质 粉 砂 沉 积 环境 , 海 河 口 以 南 潮 间 带 曾 以 河 口 沉 积 为 主 体 , 后 经 潮汐 改 造 为 潮 滩 环 境 。 驴 驹 河 - 独 流 减 河 河 口 岸 段 潮间 带 早 期 水 动 力 较 强 , 后 转 为 潮 滩 环 境 。 歧 口 岸 段潮 间 带 则 以 潮 滩 沉 积 环 境 为 主 。独 流 减 河 - 海 河 口 潮 间 带 表 层 沉 积 向 北 、 向 上变 粗 、 分 选 性 变 好 , 推 测 是 海 河 节 制 闸 建 成 后 输 送 沉积 物 减 少 、 近 岸 海 洋 影 响 增 强 的 海 河 三 角 洲 退 化 的[11,14-15]结 果 ( 图 6)。天 津 浅 海 区 东 北 部 沿 岸 线 向 南 , 粒 度 变 细 , 由 砂和 粉 砂 质 砂 变 为 砂 质 粉 砂 , 再 变 为 粘 土 质 粉 砂 。 沉积 物 粒 度 频 率 曲 线 显 示 , 自 研 究 区 东 北 部 逆 时 针 方向 , 沉 积 物 粗 组 分 由 单 峰 逐 渐 过 渡 为 主 峰 或 次 峰 , 粗峰 含 量 减 小 , 到 中 部 粗 组 分 减 少 为 粗 尾 形 态 , 到 南 部粗 组 分 几 乎 消 失 , 而 沉 积 物 细 组 分 的 变 化 趋 势 则 与

第 2 期 王 宏 等 : 渤 海 湾 西 岸 海 岸 带 第 四 纪 地 质 研 究 成 果 概 述 89[11、14-15,50-51]图 6 天 津 市 潮 间 带 及 浅 海 区 底 质 站 位 与 粒 度 组 成 分 布 图Fig. 6 Distribution map showing the surficial and subbottom sampling stations and corresponding granulometricalcompositions at the intertidal zone and adjacent shallow sea area of Tianjin [11、14-15,50-51]1. 砂 ;2. 粉 砂 质 砂 ;3. 砂 质 粉 砂 ;4. 粉 砂 ;5. 粘 土 质 粉 砂之 相 反 。 沉 积 物 粒 度 参 数 的 平 面 分 布 规 律 及 粒 度 参数 间 相 关 性 变 化 形 态 , 显 示 出 粗 、 细 两 种 母 质 组 分 以不 同 比 例 的 沉 积 混 合 特 征 , 即 来 自 东 北 部 的 粗 组 分与 来 自 南 部 的 细 组 分 混 合 , 推 测 可 能 与 区 内 双 向 沿岸 环 流 输 运 有 关[12-13,24,50-52]。3.2.3 潮 间 带 现 状

90 地 质 调 查 与 研 究 第 34 卷多 年 水 准 测 量 发 现 , 天 津 市 人 工 岸 线 与 滩 面 交汇 处 的 高 程 为 +0.22 m~+0.80 m( 黄 海 85 高 程 ), 天 然高 潮 水 边 线 在 天 津 岸 段 已 基 本 不 复 存 在 。 滩 面 与 海堤 交 汇 处 的 高 程 通 常 高 于 相 邻 的 沿 海 低 地 。 如 无 海堤 保 护 , 沿 海 低 地 将 直 接 受 到 平 均 高 潮 水 的 淹 浸 , 且增 加 了 陆 域 雨 洪 水 的 排 泄 难 度[53-54]。[55]另 一 方 面 , 与 1980 年 代 相 比 , 近 30 年 来 滩 面逐 渐 变 陡 、 变 窄 , 高 潮 水 可 轻 易 直 抵 海 堤 基 部 , 增 强了 对 海 堤 的 侵 蚀 能 力[54-56]。关 于 确 定 海 堤 高 度 的 讨 论 , 不 宜 局 限 于 海 洋 或水 务 部 门 。 建 议 应 结 合 地 学 因 素 , 作 更 为 周 密 的 考虑[29,48,54,56-60]。近 30 年 来 滩 面 逐 渐 变 陡 的 新 变 化 , 与 天 津 市 仅有 的 天 然 岸 段 近 年 来 的 强 烈 蚀 退 现 象 相 结 合 , 使 笔者 得 出 渤 海 湾 1870 年 以 来 海 岸 线 - 潮 间 带 演 化 在 经历 了 前 2 个 阶 段 之 后 ( 见 3.2.1), 近 年 来 可 能 已 转 入新 的 第 3 阶 段 自 然 蚀 退 重 新 占 据 主 导 地 位 的初 步 判 断[29]。3.2.4 现 代 沉 积 速 率 的 空 间 分 布 特 征210 [61]1980 年 代 黄 河 三 角 洲 的 Pb 测 量 , 是 我 国 泥质 海 岸 带 现 代 沉 积 物 测 年 的 开 创 性 研 究 之 一 。 进 入21 世 纪 , 笔 者 首 先 开 始 了 中 国 地 质 调 查 局 系 统 的 沿海 低 地 - 潮 间 带 - 浅 海 区210Pb 和137Cs 同 时 示 踪 及 测年 研 究[62-68]。 至 2010 年 底 , 笔 者 在 渤 海 湾 沿 海 低 地 、潮 间 带 和 浅 海 区 获 取 柱 状 样 累 计 近 60 组 , 测 量 了 近1 800 个 样 品 , 初 步 发 现 了 渤 海 湾 沿 海 低 地 、 潮 间 带 上部 沉 积 速 率 的 变 化 规 律 。老 狼 坨 子 - 马 棚 口 现 代 沉 积 速 率 约 为 2~3 cm/a,独 流 减 河 至 大 沽 排 污 河 岸 段 速 率 变 低 , 仅 >1 cm/a。北 塘 水 道 口 门 处 ,>3 cm/a。 北 侧 蛏 头 沽 至 大 神 堂 , 均

第 2 期 王 宏 等 : 渤 海 湾 西 岸 海 岸 带 第 四 纪 地 质 研 究 成 果 概 述 91生 长 环 境 提 供 了 新 的 依 据[72,78]。18 13 [79]在 1990 年 代 的 壳 体 O 和 C 研 究 的 基 础 上 , 近年 来 渤 海 湾 牡 蛎 礁 个 体 形 态 学 、 韧 带 年 代 学 及18O、 13 C和87Sr 同 位 素 研 究 , 已 经 达 到 国 际 一 流 水 准 : 壳 体 生 长速 率 约 1~1.7 cm/a, 壳 体 停 止 分 泌 的 最 低 水 温 6~11℃, 韧 带 季 节 生 长 层 记 录 的 产 卵 、 冬 眠 生 理 变 化 , 纹层 的 月 - 半 月 级 别 的 分 辨 率 等[69,78,80-84]。 大 吴 庄 埋 藏牡 蛎 礁 体 内 , 所 有 水 平 夹 层 中 的 壳 体 形 态 均 相 对 较小 、 壳 体 生 长 速 率 较 低 , 生 长 环 境 较 差 。 相 对 于 正 常建 礁 层 中 的 壳 体 , 水 平 夹 层 中 的 壳 体 DW6、DW13 和DW18 记 录 的 季 节 性 δ 18 O 和87Sr/ 86 Sr 剖 面 平 均 变 化 幅度 均 较 小 , 年 际 δ 18 O 和 δ 13 C 偏 正 、 87 Sr/ 86 Sr 偏 小 ( 盐 度值 偏 高 ), 这 些 壳 体 形 成 时 的 降 水 偏 少 、 蒸 发 量 增 加[81]。继 续 牡 蛎 礁 ( 包 括 现 代 活 牡 蛎 礁 ) 和 贝 壳 堤 时 空分 布 、 成 因 与 环 境 演 化 研 究[40,42]。 根 据 新 的 发 现 , 近年 来 将 III、II 和 I 贝 壳 堤 分 别 划 分 为 2 道 支 堤 , 探 讨了 堤 底 板 向 海 缓 倾 伏 的 形 态 及 与 海 面 位 置 的 关 系[39]。最 新 统 计 显 示 , 牡 蛎 礁 共 计 47 处 ( 包 括 新 发 现 的 海 区最 老 的 埋 藏 礁 体 和 被 破 坏 的 活 牡 蛎 礁 残 体 等 5 处 礁体 ), 初 步 探 讨 了 礁 体 被 泥 层 覆 盖 的 “ 第 一 等 级 ” 的“ 礁 - 泥 转 换 ”、 礁 顶 与 海 面 的 关 系[41,85]。3.2.6 古 生 物 学 研 究有 孔 虫 、 硅 藻 及 软 体 动 物 鉴 定 , 是 研 究 小 组 掌 握的 3 种 地 层 古 生 物 学 方 法 。 现 代 潮 间 带 活 体 有 孔 虫群 的 研 究 , 有 助 于 重 建 渤 海 湾 西 岸 全 新 世 沉 积 环 境和 海 面 变 化[36-37,86]( 图 8A)。 已 初 步 查 明 了 渤 海 湾 潮间 带 和 浅 海 区 表 层 沉 积 硅 藻 的 种 群 组 成 、 开 展 了 硅藻 代 用 指 标 重 建 古 环 境 、 古 水 深 度 研 究 , 并 与 气 候 事件 对 比[27-28,87]( 图 8B)。 岩 石 学 研 究 ( 粒 度 分 析 、 沉 积颗 粒 鉴 定 等 ) 和 软 体 动 物 、 有 孔 虫 和 介 形 虫 鉴 定 , 成为 辨 识 环 境 与 海 面 变 化 的 得 力 方 法[1]。3.2.7 天 津 市 潮 间 带 后 备 土 地 资 源 评 价 与 选 划[11,23,88]以 908 专 项 调 查 成 果 为 基 础 , 分 析 了 潮 间带 演 化 规 律 与 影 响 后 备 土 地 资 源 开 发 利 用 的 主 要 地质 环 境 问 题 : 地 层 结 构 ( 软 土 层 、 活 动 断 层 等 )、 海 岸 带灾 害 ( 下 沉 、 岸 线 与 潮 间 带 蚀 淤 、 海 面 上 升 背 景 下 的风 暴 潮 极 端 增 水 )。 建 立 了 包 括 地 学 要 素 的 评 价 公式 , 对 天 津 市 潮 间 带 后 备 土 地 资 源 进 行 了 综 合 评 价 ,提 出 了 综 合 考 虑 地 层 结 构 与 稳 定 性 、 地 震 、 极 端 增 水等 因 素 的 天 津 市 潮 间 带 后 备 土 地 资 源 利 用 建 议[74]。3.2.8 天 津 市 岛 屿 保 护 与 开 发近 年 来 承 担 了 “908 专 项 ” 的 海 岛 调 查 。 通 过 高精 度 的 GPS 定 位 、 高 程 测 量 、 钻 探 和 多 学 科 研 究 及 史料 搜 集 整 理 , 查 明 了 三 河 岛 浅 地 层 结 构 、 历 史 演 变 、 现[88-91]代 沉 积 速 率 及 人 类 活 动 影 响 , 绘 制 了 三 河 岛 全 图 。该 项 调 查 在 2010 年 开 始 的 “ 全 国 海 岛 地 名 普查 ” 中 得 到 进 一 步 加 强 , 拍 摄 了 大 量 照 片 和 视 频 ( 这是 国 家 首 次 对 海 岛 进 行 的 多 媒 体 拍 摄 调 查 ), 并 对 三[92]河 岛 名 称 进 行 了 标 准 化 处 理 。1970 年 代 末 时 , 天津 市 还 有 大 小 岛 屿 10 余 个 。 经 过 短 短 20 余 年 的 开发 , 目 前 仅 存 三 河 岛 。 在 全 国 12 个 沿 海 省 ( 市 、 自 治区 ) 中 , 天 津 市 是 岛 屿 最 少 的 一 个 。 统 一 规 划 、 开 发与 保 护 并 重 , 是 珍 惜 渤 海 湾 西 岸 这 最 后 一 座 岛 屿 的必 要 措 施 。3.3 应 用 研 究3.3.1 建 立 地 学 环 境 评 价 体 系泥 质 海 岸 带 地 区 新 的 评 价 体 系 与 指 标 :T = (1+2+3) - (4+5+6),T- 发 展 趋 势 ,1- 现 有 高 程 ,2- 现 代 垂 直 加 积 作 用( 现 代 沉 积 速 率 及 人 工 回 填 作 用 , 以 及 对 现 行 的 回 填高 度 是 否 合 理 的 论 证 ),3- 预 留 措 施 与 预 案 ( 例 如 预留 泄 洪 水 道 等 );4- 地 面 下 沉 ,5- 海 面 上 升 ( 全 球 海面 上 升 平 均 值 和 区 域 性 上 升 值 、 围 海 造 陆 引 起 的 潮汐 和 风 暴 水 位 变 化 等 ),6- 极 端 事 件 (I 类 , 风 暴 潮 、陆 地 洪 水 、 快 速 侵 蚀 / 淤 积 等 ;II 类 , 活 动 断 层 、 浅 层气 和 浅 层 沉 积 物 特 性 等 ) [54,56-60,74] 。1、2、4、5 和 6-I 类 , 可 定 量 表 达 , 若 接 近 0 或 为负 值 , 属 不 良 环 境 ;3 和 6-II 类 中 的 前 两 项 , 属 定 性指 标 或 具 “ 否 定 ” 意 义 , 是 必 须 考 虑 、 甚 至 回 避 的 ;6-II 类 中 的 “ 浅 层 沉 积 物 特 性 ”, 包 括 新 的 陆 、 海 平 衡等 , 亦 应 予 关 注 。此 外 , 还 提 出 了 极 端 增 水 预 测 公 式 。 给 定 某 一预 测 时 限 的 极 端 增 水 水 位 (L) 可 由 下 式 表 示 :L = L S+D+L D+L R,L- 给 定 的 某 一 预 测 年 份 的 极 端 增 水 值 ;L S- 某一 重 现 期 的 风 暴 潮 水 位 ;D- 预 测 时 限 内 的 海 平 面 上升 量 ;L D- 预 测 时 限 内 海 平 面 上 升 引 起 的 极 端 增 水 净增 加 值 ;L R-“ 河 口 效 应 ” 引 起 的 增 水 净 增 加 值 。3.3.2 个 案 研 究 : 极 端 增 水 对 天 津 港 影 响 的 预 测根 据 天 津 港 近 4 万 个 地 表 高 程 与 地 面 沉 降 数 据 ,以 及 上 述 从 地 学 角 度 所 做 的 综 合 评 价 , 预 测 了 海 面上 升 、 地 面 下 沉 及 极 端 增 水 对 天 津 港 工 程 规 划 建 设的 影 响 。 对 天 津 港 区 不 同 时 限 的 10 年 、20 年 、50 年和 100 年 一 遇 的 风 暴 潮 水 位 进 行 了 预 测 。 模 拟 了 潮

92 地 质 调 查 与 研 究 第 34 卷图 8 (A) 渤 海 湾 西 部 有 孔 虫 [36] [28]、(B) 硅 藻 属 种 垂 直 聚 类 特 征Fig.8 (A) Vertical cluster characteristics of the dead foraminifera assemblages [36] and(B) diatom assemblages [28] , of the intertidal zone and contiguous shallow sea (water depth

第 2 期 王 宏 等 : 渤 海 湾 西 岸 海 岸 带 第 四 纪 地 质 研 究 成 果 概 述 93津 地 质 矿 产 研 究 所 ) 自 1962 年 创 建 以 来 ,49 载 倏 忽而 过 。 半 个 世 纪 历 经 四 代 , 先 后 有 百 余 人 为 第 四 纪地 质 学 研 究 做 出 了 贡 献 。 第 四 纪 地 质 学 在 经 历 了 初创 (1962~1966)、 停 顿 (1966~1976)、 重 新 起 步(1977~1987) 和 第 二 次 停 顿 (1987~1998) 之 后 , 在1998~2010 年 的 国 土 资 源 大 调 查 阶 段 , 开 始 了 “ 再 次起 步 → 打 开 局 面 → 形 成 方 向 与 团 队 ” 的 新 的 征 程 。 经过 13 年 的 努 力 , 确 立 了 方 向 、 形 成 了 团 队 ( 以 “ 海 岸 带近 现 代 地 质 环 境 变 化 研 究 小 组 ” 为 基 础 , 于 2008 年 成立 了 海 岸 带 与 第 四 纪 地 质 研 究 所 )。13 年 来 , 累 计 完成 或 正 在 执 行 的 地 质 调 查 项 目 12 项 、 横 向 项 目 ( 课题 )23 项 , 提 交 各 类 调 查 与 研 究 报 告 逾 百 份 , 公 开 发表 学 术 论 文 90 余 篇 ,10 人 获 得 硕 士 学 位 、6 人 获 得 博士 学 位 , 在 科 学 研 究 、 人 才 培 养 和 服 务 社 会 需 求 方 面 ,迈 出 了 扎 实 的 一 步 , 为 今 后 的 发 展 打 下 了 好 的 基 础 。目 前 , 天 津 地 质 调 查 中 心 的 第 四 纪 地 质 学 方 向 ,已 进 入 第 6 个 发 展 阶 段 : 在 “ 十 二 五 ” 及 其 后 一 段 时 间里 , 按 照 中 国 地 质 调 查 局 和 天 津 地 质 调 查 中 心 的 统一 部 署 , 以 实 际 行 动 贯 彻 部 党 组 提 出 的 “ 三 年 有 重 大发 展 、 五 年 有 重 大 突 破 、 八 到 十 年 重 塑 地 质 勘 查 开 发格 局 ” 的 宏 伟 目 标 , 沿 着 调 查 与 研 究 相 结 合 、 以 研 究为 主 的 方 向 , 做 出 更 大 的 努 力 、 取 得 新 的 成 绩 。致 谢 :13 年 来 , 李 凤 林 、 阎 玉 忠 、 王 云 生 、 邓 诗 堃 、 龙天 才 、 罗 宝 信 和 王 淑 芳 等 老 一 辈 地 质 工 作 者 先 后 直接 参 与 或 指 导 了 海 岸 带 与 第 四 纪 地 质 研 究 所 ( 原 海岸 带 近 现 代 地 质 环 境 变 化 研 究 小 组 ) 的 工 作 ; 张 玉发 、 张 金 起 、 钟 新 宝 、 康 慧 、 潘 桐 、 赵 长 荣 和 张 素 凤 等参 加 部 分 前 期 调 查 ; 盛 晶 瑾 和 刘 会 敏 硕 士 贡 献 了 她们 的 研 究 发 现 ; 北 京 大 学 周 力 平 、 南 京 师 范 大 学 谢志 仁 、 中 国 地 质 科 学 院 水 环 所 林 防 、USGS 海 岸 带 与流 域 中 心 L. Robbins、 美 国 Vanderbilt 大 学 S. Goodbred、德 国 奥 尔 登 堡 大 学 H. Freund、 比 利 时 地 球 物理 中 心 J. Hus、 德 国 莱 布 尼 兹 应 用 地 球 物 理 研 究 所M. Frechen、 北 京 大 学 考 古 文 博 学 院 加 速 器 实 验 室 、北 京 大 学 地 表 过 程 分 析 与 模 拟 教 育 部 重 点 实 验 室 、天 津 市 海 洋 局 、 天 津 古 海 岸 与 湿 地 国 家 级 自 然 保 护区 处 和 CCOP 等 个 人 或 单 位 , 提 供 了 帮 助 。 谨 向 所 有支 持 我 们 的 人 们 致 谢 。参 考 文 献 :[[1] 阎 玉 忠 , 王 宏 , 李 凤 林 , 等 . 渤 海 湾 西 岸 BQ1 孔 揭 示 的 沉积 环 境 与 海 面 波 动 [J]. 地 质 通 报 ,2006,25(3): 356-382.[2] 阎 玉 忠 , 王 宏 , 李 凤 林 , 等 . 渤 海 湾 西 岸 晚 更 新 世 沉 积 的 差异 性 特 征 [J]. 第 四 纪 研 究 ,2006,26(3): 321-326.[3] 李 凤 林 , 王 宏 , 阎 玉 忠 , 等 . 渤 海 湾 西 岸 滨 海 平 原 晚 第 四 纪 以来 的 沉 积 间 断 [J]. 地 质 调 查 与 研 究 ,2004,27(3): 177-183.[4] Chen Y S, Li J F, Tian L Z et al. Late Pleistocene-Early Holocenediscontinuity and sedimentary environment since 8kacal BP in west Bohai Bay[J],in prep.[5] Streif H. A new method for representation of sedimentary sequencesin coastal region[A]. In: Proceedings of the 16thCoastal Engineering Conference[C]. 1978: 1245-1256.[6] 李 凤 林 , 王 宏 , 王 云 生 , 等 . 中 华 人 民 共 和 国 淮 淀 乡 幅 区 域地 质 调 查 报 告 (1/50 000) [R]. 2002: 1-103.[7] 王 云 生 , 王 宏 , 张 玉 发 , 等 . 泥 质 海 岸 带 浅 表 地 层 沉 积 序 列区 域 地 质 调 查 方 法 [J]. 地 质 通 报 ,2002,21(12): 898-903.[8] 王 宏 , 王 云 生 , 康 慧 , 等 . 中 华 人 民 共 和 国 白 水 头 - 歧 口 镇幅 ( 西 半 幅 ) 区 域 地 质 调 查 报 告 (1/50 000) [R]. 2002:1-117.[9] 王 宏 . 渤 海 湾 泥 质 海 岸 带 近 现 代 地 质 环 境 变 化 研 究 (I): 意义 、 目 标 与 方 法 [J]. 第 四 纪 研 究 ,2003,23(4): 385-392.[10] 王 宏 . 渤 海 湾 泥 质 海 岸 带 近 现 代 地 质 环 境 变 化 研 究 (II):成 果 与 讨 论 [J]. 第 四 纪 研 究 ,2003,23(4): 393-403.[11] 裴 艳 东 , 王 宏 , 李 凤 林 , 等 . 天 津 市 海 岸 带 调 查 报 告 [R].我 国 近 海 海 洋 综 合 调 查 与 评 价 (908 专 项 ),2008: 1-161.[12] 车 继 英 , 王 福 , 裴 艳 东 , 等 . 渤 海 湾 西 北 部 潮 间 带 沉 积物 激 光 法 与 筛 析 - 沉 降 法 结 果 的 比 较 [J]. 地 质 调 查 与 研究 ,2007,30(1): 76-80.[13] 车 继 英 . 渤 海 湾 西 岸 ( 天 津 岸 段 ) 潮 间 带 现 代 沉 积 物 粒 度特 征 [D]. 吉 林 大 学 硕 士 学 位 论 文 ,2007: 1-75.[14] 裴 艳 东 , 王 云 生 , 范 昌 福 , 等 . 天 津 市 潮 间 带 表 层 沉 积物 的 类 型 及 其 分 布 [J]. 地 质 通 报 ,2009,28(7): 915-922.[15] 裴 艳 东 , 田 立 柱 , 王 福 , 等 . 渤 海 湾 西 岸 细 砂 质 潮 间 带 的成 因 分 析 [J]. 地 质 调 查 与 研 究 ,2010,33(3): 180-184.[16] 李 建 芬 , 王 宏 , 阎 玉 忠 , 等 . 环 渤 海 海 岸 带 近 代 沉 积 环境 研 究 报 告 [R]. 2006: 1-244.[17] 李 建 芬 , 王 福 , 田 立 柱 , 等 . 环 渤 海 地 区 重 点 地 段 海 岸带 现 代 地 质 环 境 调 查 与 监 测 报 告 [R]. 2010: 1-180.[18] 王 宏 , 李 效 广 , 商 志 文 , 等 . 海 岸 带 浅 表 地 层 的 三 维 可视 化 图 [J]. 地 质 调 查 与 研 究 ,2004,27(3): 封 面 及 封 底 里说 明 .[19] 商 志 文 . 浅 表 地 层 结 构 个 案 研 究 [A]. 见 : 李 建 芬 等 , 编 .环 渤 海 地 区 重 点 地 段 海 岸 带 现 代 地 质 环 境 调 查 与 监 测报 告 [R]. 2010: 39-47.[20] 商 志 文 , 王 宏 , 李 效 广 . 渤 海 湾 西 岸 南 大 港 、 北 大 港 中 晚全 新 世 泻 湖 底 板 虚 拟 重 建 [J]. 地 质 通 报 ,2005,24(7):672-676.[21] 天 津 市 地 质 调 查 研 究 院 . 天 津 城 市 地 质 调 查 成 果 报 告( 附 图 册 1 本 )[R]. 2009: 1-628.[22] 天 津 市 勘 察 院 , 中 国 地 质 调 查 局 天 津 地 质 调 查 中 心 , 中

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96 地 质 调 查 与 研 究 第 34 卷Study of Quaternary Geology on the West Coast of Bohai BayWANG Hong 1 , LI Jian-fen 1 , PEI Yan-dong 1 , WANG Fu 1 , SHANG Zhi-wen 1 , TIAN Li-zhu 1 ,FAN Chang-fu 2 , CHEN Yong-sheng 1 , LIU Zhi-guang 3 , CHE Ji-ying 4 , SONG Mei-yu 5 ,GENG Yan 6 , JIANG Xing-yu 1 , SU Sheng-wei 1 , WANG Hai-feng 1(1. Tianjin Centre of China Geological Survey, Tianjin 300170, China;2. Institute of Mineral Resources, Chinese Academy of Geological Sciences, Beijing 100037, China;3. The First Monitoring Centre, China Earthquake Administration, Tianjin 300180, China;4. Shenyang Centre of China Geological Survey, Shenyang, 110031, China;5. Tianjin Geothermal Exploration and Development-Designing Institute, Tianjin 300250, China;6. Department of Geological Exploration and Research, Liaoning Bureau of Metallurgical Geology, Anshan 114044, China)Abstract: As a part of the 13-year long, nationwide Land and Resource Investigations, multidisciplinary studies, concentrated onthe coastal Quaternary geology, have been carrying out on the muddy coast of Binhai New Area, Tianjin and adjacent muddy coastalong the west Bohai Bay. This paper, as a brief summary, introduces, most conscientiously, the results obtained in the past 13 yearsas follows.(1) The geoenvironmental changes on the muddy coast (coastal lowland-intertidal zone-shallow sea) have been defined as themain direction and major task.(2) Stratigraphical framework, depositional discontinuities, differential tectonic movements and sequence stratigraphy since thelate Pleistocene, ca. 140 ka BP, have been discussed based on nearly 30 boreholes of total footage 1 600 m, and, of them 400 m weredrilled on the shallow sea.(3) Two informal stratigraphical units, the Gray Unit and the Yellow Unit, occurred in the mid- to late Holocene, as the upper portionof the Marine Bed I, have been set up based on more than 4 000 Eijelkamp cores. The Gray Unit is intertidal while the YellowUnit is supratidal, including lagoonal-salt marshy-swampy environments. Geological mapping, 1/50 000, is able to give further computer-processingpseudo-3D representation.(4) A first non-profitable investigation, including bathymetry-subbottom profiling-fully-coring drilling-subbottom sampling-sidesonar-single channel seismology- 210 Pb and 137 Cs dating of the surficial sediments, has been pursued systematically in the sallow sea area,3 000km 2 , west Bohai Bay. The sediments after Deglaciation has been subdivided into 6 units from U a to U f.(5) Shoreline migrations of the past 130 years have been reconstructed correlating the historical maps with air photos and satelliteimages at different years. It can be separated into two stages. The Stage 1, between the end of LIA (Little Ice Age) and the 1950’s,shoreline changed from tortuous to straightforward with erosion, and the Stage 2, from the 1950’s up to now, human-influenced accumulationand reclamation push the shoreline extending seaward. However, annual monitoring on tidal flat morphology has revealedthat the tidal flat seems to entering a new Stage 3, in which a new recession seems to be over its threshold.(6) 210 Pb and 137 Cs dating for young sediments has been firstly created in Bohai Bay coast. Based on nearly a hundred sets of the210Pb and 137 Cs data, of which both 210 Pb and 137 Cs simultaneously dated are near 60 sets that we contributed 40, a preliminary zonationof the modern sedimentation rates in Bohai Bay coastline has been delineated showing the lowest rate zone of 5 mm/year with maximum of >30 mm/a and unstable rate zone in adjacent shallow sea area of >5 mm/a usually.(7) Surficial sediments of the intertidal flat and shallow sea area have been granulometrically analyzed indicating zonal characteristicsboth horizontally and vertically. At the intertidal flat of the sector between Duliujianhe mouth and Haihe mouth, surficial sedimentsare both coursing-up/coursing northward and sorting better upward/northward as well. This is estimated as a result of watersluice building-up half a century ago, which damped water and sediment discharges. Consequently, the Haihe Delta waned graduallydue to prevailed sea water influences.(8) Modern (both living and dead) foraminifera assemblages are precisely positioned with micromorphology, by Geodimeter on intertidalflat, and sea bottom locations by bathymetry. Thus, the transfer function of modern foraminifera assemblages and water depth(1~10 m) has been preliminarily established. Tentatively, a Holocene relative sea level curve has been set up.

第 2 期 王 宏 等 : 渤 海 湾 西 岸 海 岸 带 第 四 纪 地 质 研 究 成 果 概 述 97(9) Seven diatom assemblages have been distinguished based on various sampling stations with water depths from intertidal toshallow water, different muddy and sandy subbottoms and various salinities. Thus, relationship between diatom distribution and environmentalfactors, including water depth, salinity and substrata, has pursued. Furthermore, 8 events of enhanced marine-influencehave been revealed since ca. 7 ka cal BP, based on the diatom-based proxy indicating marine influence and climate changes.(10) More than 100 species of bivalve and gastropoda shells, collected and identified in the past decade, have been divided intothree major groups as land, marine and transitional facies, and relationships between shells and water depth and salinity have beenpreliminarily studied and has been used for relative sea level reconstruction.(11) Adding newly discovered five sites, now total 47 sites of oyster reefs have been found, among which 10 reefs are with our intensiveobservations. Based on their locations and ages ten major reef-groups have been divided indicating the ten cyclicities betweenreef and overlying mud as the first order category; while the second order cyclicity, consisting of alternation between vertical building-upand intercalated horizontal layers inside the reef bodies, amount to several ten times.(12) Biocarbonate isotope compositions of 18 O, 13 C and 87 Sr have been analyzed for numerous shells. A local average δ 13 C (-2.68 ‰PDB), obtained by measuring a dozen various shells, has been used for systematic calibration of isotope fractionation in order to getapproximate conventional ages for more than 500 non-conventional dates. Rapid-balance hypothesis, by measuring different microgrowthincrements of oyster shell, gives a way for further accurate calibration which has been proved by advanced local reservoir values(ΔR=-170~-180a), cited from CALIB. After a decade-long effort, a databank of more than 600 14 C ages has been set up.(13) Solution of 18 O, 13 C (and 87 Sr) of the oyster shells has been improved from season to a half month level. By measuring theheight/width ratio and weight/growth ratio, it is able to distinguish various subenvironments such as estuary and open bay, in whichthe animal lived. Some essential information, including the growth rate of shell (1~1.7 cm/a) and winter-dormancy temperature (6~11°C), have been acquired based on isotopic results.(14) A hypothesis of polygenetic processes of subaqueous linear bar→barrier island→beach ridge→windblown dune has beenraised for the local shelly cheniers. Levelling at many sites indicates that the bottom of chenier often seaward inclines with average of1 m between the front-foot and rear-base. Based on our new observation and reexamination of previous material, Cheniers III, II and Ican be bifurcated in to two branches, respectively. Chenier I, overlying on the buried, protruding-up liner mound, seems to be a causalcontinuation of the NNW-SSE oriented neotectonic lineation along the shoreline of west Bohai Bay.(15) Multi proxies, including foraminifera, ostrocoda, diatom, mollusks, nodules of gypsum and pyrite, with AMS 14 C and OSLdating, have revealed 9~11 times of enhanced sea water influences belonging to two stages separated by a remarkable waning of seawater during the mid-Holocene. The bottom of chenier and the top of oyster reef have been recognized as tow sea level indicators.The former represents a contemporaneous vertical range of MHW and MLW, with an error value of ±1.5 m. The latter lies on a contemporaneousmsl with an error of ±0.7 m, which has been also evidenced by a maximum accommodation space providing for theoverlying tidal sediments, of which average thickness is practically measured as 1.6 m, ie. is approximately equal to the range betweenmsl and MHW.(16) Coastal geoenvironmental study has revealed a number of interesting phenomena including the mid-Holocene high dynamicevent, 6.8~3.5 ka cal BP, in shallow sea area; intercalated storm dumping layers, occurred during Song-Jin Dynasty, late Ming Dynastyand LIA, in cheniers; maximum flooding areas of top ten storms since the late 19th century. The extreme water levels of suchtop ten have been systematically re-corrected against to the present national datum considering the land subsidence changeable duringthe past 120 years. As a result, a scenario, named“Adding Geological Factors”, for storm prediction till 2050, with various reappearancesfrom 1 in 50 to 1 in 10 000 years, has been raised with land subsidence, sea level rise, enhanced storm water exerted by sea levelrise and estuary channel effect, etc.(17) A muddy coastal geoenvironmental assessing system, including 11 parameters of which 5 are geological parameters, has beenpreliminarily created. We have submitted a number of reports, dealing with assessments of the in Nangang land reclamation area andcoast of Huanghua Harbour, Storm-surge prediction for Tianjin Harbour, Soft mud distribution in the shallow sea area of Tianjin,Site-choosing for artificial fishery reefs, Investigation of the living oyster reefs in the shallow sea, Island survey and so on. Also, varioussuggestions have been conveyed to the local governments from storm forecasting to increasing the height of seadyke. While fulfillingthe geological investigations, we perform services for the local eco- and societal development with our solid geo-scientific results.Keywords: muddy coast; Quaternary geology; geoenvironmental changes