北部湾全新世海侵演进及其与气候、冰川关系分析

摘要

北部湾是我国热带和亚热带大型海湾且资源丰富,了解其演进变化过程是环境保护、利用和预测的基础;在接近湾口的南部海盆进行了岩芯钻取,并对样品进行较高分辨率地球化学元素Sr、Ba和微体古生物化石测试、鉴定和^(14)C测年。分析对比结果表明,微体古生物化石丰富,有孔虫共有42属67种,主要为表层暖水种和近岸浅海种,硅藻有19属29种,主要为浅海广温广盐种。海侵进程可分为古河口湾、古海湾、近现代和现代海湾三个基本阶段。有孔虫和硅藻优势种以及Sr/Ba变化呈连续性和波动性,Sr/Ba为0.64~1.11,与有孔虫丰度总体呈下降趋势,但硅藻丰度则相反。浮游有孔虫优势种Globigerinoidesquadrilobatus和G.ruber两者在上述各阶段平均为69.62%~93.50%,硅藻优势种Cyclotellastriata则为39.39%~100.00%,次优势种有C.stylorum等,余下围绕其波动变化并具有分散性。模拟古水深序列线性增加斜率为3.091m/ka,沉积速率亦同为增加,但前者截距、斜率远高于后者。Sr/Ba和有孔虫丰度于6.0~5.0 ka出现短暂峰值,相对增幅为16.11%~344.74%,显示冷暖天气系统进退交互和海平面波动剧烈,对比同期北部近岸所取全新统岩性和微体古生物、Sr/Ba分析结果,显示中全新世以来接受明显海侵。晚全新世4.0ka尤其是3.0ka以来上述海盆岩芯Sr/Ba总体处于最低值区间且小幅波动,其后期海退特征与近岸Sr/Ba分析结果可对应,对比可见近岸高海面遗迹集中出现于6.0~3.0ka。以上全新世以来Sr/Ba阶段变化与全球和区域气候变化和冰期旋回相对应,并与印—太海域海平面变化模式相似。北部湾约自1.0ka进入现代模式以全面进行岸线修固,对应全球和区域出现阶段性冰进和降温,可再划分前小冰期至现代暖期三个亚阶段,对比可见喜马拉雅—西藏高原造山带1.0ka前后、小冰期冰进活跃,冰进事件时间分布最为密集。综合认为:北部湾对气候变化响应敏感,应存在中全新世高海面以及古大北部湾等,属于印—太海平面变化体系,一级低地体系主导了海侵主体行径,海侵通过水平传播以及垂向冲刷动力地貌效应维持海盆主体,早、中全新世海侵由热带气候系统所推动,中全新世由于其缩退而使得高海面势能向近岸次级低地传播侵没,依次属于主动(聚集)、被动(释放)两种不同机制而奠定了现代北部湾的基础,可知地质构造背景条件和气候因素起着关键作用,现代北部湾的形成与代表西风环流和极涡扩张的喜马拉雅—青藏高原造山带冰进等存在遥相关。