王 永, 閔隆瑞, 董 進(jìn), 姚培毅, 遲振卿

中國地質(zhì)科學(xué)院地質(zhì)研究所, 北京 100037

河北白洋淀全新統(tǒng)沉積特征與地層劃分

王 永, 閔隆瑞, 董 進(jìn), 姚培毅, 遲振卿

中國地質(zhì)科學(xué)院地質(zhì)研究所, 北京 100037

通過對河北白洋淀老河頭剖面全新世沉積物巖性特征、地層層序、粒度組成及微體古生物組合等進(jìn)行綜合研究, 重建了白洋淀全新世以來的環(huán)境演變過程。全新世以來白洋淀沉積特征所反映的氣候環(huán)境特征表現(xiàn)為早期開始出現(xiàn)湖沼相沉積, 氣候寒冷偏濕; 中期湖泊沉積發(fā)育, 氣候溫暖濕潤; 晚期湖泊退縮,以河流-沼澤相沉積為主, 氣候向涼干轉(zhuǎn)變。綜合沉積特征、環(huán)境演變階段與加速器質(zhì)譜(AMS)14C測年資料對白洋淀全新統(tǒng)沉積序列進(jìn)行系統(tǒng)分析, 并將全新統(tǒng)劃分為三段: 下全新統(tǒng)(11000—8500 a)以灰黃色粉砂質(zhì)粘土、粉砂為主, 夾黑色粘土, 沖積-湖沼相沉積發(fā)育; 中全新統(tǒng)(8500—3200 a)為灰黑色粘土夾粘土質(zhì)粉砂, 湖沼相沉積發(fā)育; 上全新統(tǒng)(3200 a~)以黃色、褐黃色粉細(xì)砂、粘土質(zhì)粉砂為主, 沖積-沼澤相沉積發(fā)育。白洋淀全新統(tǒng)中段含有黑色粘土沉積和大量微體與腹足、雙殼類等古生物化石, 為華北地區(qū)全新世地層的劃分及區(qū)域?qū)Ρ忍峁┝艘罁?jù)。

白洋淀; 全新統(tǒng); 沉積特征; 地層劃分; 粒度; 雙殼類

圖1 研究區(qū)地理位置圖(據(jù)Wu et al., 1996a, b簡化)Fig.1 Geographic map showing the study area (modified after Wu et al., 1996a, b)

目前對白洋淀全新世地層的時(shí)代劃分、沉積環(huán)境和地貌發(fā)育尚有不同意見(陳望和和倪明云, 1987;《中國地層典》編委會(huì), 2000; 劉立軍等, 2010)。本文對河北保定市安新縣老河頭剖面進(jìn)行了詳細(xì)測量,并系統(tǒng)采集了粒度、微體古生物、地球化學(xué)等樣品,根據(jù)部分測試結(jié)果對白洋淀老河頭剖面全新統(tǒng)的沉積特征進(jìn)行了較系統(tǒng)的分析, 進(jìn)行了地層初步劃分與對比。

1 沉積特征

全新世地層露頭主要為取土或制磚開挖形成的人工剖面, 在白洋淀的不同部位均有出露, 如安新縣和任丘市等地。

1.1 巖性特征

老河頭剖面位于保定市老河頭鎮(zhèn)東約2 km, 白洋淀西側(cè)(N 38°50'1.00", E 115°45'4.10"; 圖1)。根據(jù)老河頭剖面的巖性特征, 自上而下分層描述如下:

1)黃色、淺黃褐色粉砂、粘土質(zhì)粉砂, 分選較好, 無層理,頂部有草根, 底部呈黃色 50 cm

2)褐黃色、淺褐色含粘土粉細(xì)砂, 粘土質(zhì)粉砂, 零星見細(xì)小礫石44 cm

3)土黃色粉砂, 粘土質(zhì)粉砂, 發(fā)育水平層理 30 cm 4)褐色粉砂質(zhì)粘土夾黃色粉砂 76 cm 5)黑色、灰褐色粘土, 中部夾黃褐色粘土, 含豐富的腹足類及雙殼類72 cm

6)灰黃色粉砂質(zhì)粘土17 cm 7)淺褐黃色粘土質(zhì)粉砂, 中部含豐富的腹足類及雙殼類40 cm

8)灰褐色粘土質(zhì)粉砂, 粉砂質(zhì)粘土夾黑色粘土59 cm 9)褐黃色、灰黃色粉砂, 粘土質(zhì)粉砂。近底部含草根 52 cm

1.2 粒度組成與沉積環(huán)境

粒度分析結(jié)果表明, 老河頭剖面沉積物粒度主要分布在 0~250 μm, 其中粘土組分(<3.9 μm)占6.32%~96.21%, 細(xì) 粉 砂 組 分 (3.9~31 μm)占2.96%~74.85%, 粗 粉 砂 組 分 (16~62.5 μm)占0~41.23%, 細(xì)砂組分(62.5~250 μm)占0~47.25%。中值粒徑(MZ)介于 0.26~51.31 μm 之間, 平均為17.28 μm(另文詳述)。

沉積物中值粒徑自下而上可以分為三個(gè)層段: 290—440 cm、200—290 cm、0—200 cm。各個(gè)層段的中值粒徑變化明顯。下段中值粒徑5.82~48.82 μm,波動(dòng)較大; 中段中值粒徑變化較小, 介于3.83~10.62 μm; 上段中值粒徑變化最大0.26~ 51.31 μm。

老河頭剖面沉積物的粒度頻率曲線特征顯示,剖面下段表現(xiàn)為雙峰或多峰, 負(fù)偏態(tài), 峰值粒徑分別為0.7~10 μm與50~80 μm, 底部為多峰負(fù)偏態(tài), 主要峰值為50~80 μm; 中部主要峰值位于10 μm左右,上部為多峰負(fù)偏態(tài), 主峰值為 50~80 μm, 反映出該沉積物為兩種或兩種以上不同營力共同作用下的產(chǎn)物。白洋淀周圍有永定河、唐河、滹沱河等水系, 位于沖積扇的尾端(Wu et al., 1996a, b), 湖水主要來源于各水系的注入, 因此湖區(qū)沉積物同時(shí)受湖泊水體及河流等多種動(dòng)力條件控制, 為河湖相沉積環(huán)境。

剖面中段頻率曲線特征表現(xiàn)為單峰近對稱分布, 峰值粒徑為 7~10 μm, 較穩(wěn)定, 反映出該沉積物為單一營力作用下的產(chǎn)物, 為相對穩(wěn)定的低能環(huán)境, 屬于典型的湖相沉積。

上段沉積物頻率曲線特征表現(xiàn)為單峰負(fù)偏態(tài)或多峰態(tài), 單峰態(tài)峰值粒徑為30~60 μm, 136 cm處沉積物表現(xiàn)為多峰態(tài), 峰值粒徑分別為 0.7 μm, 8~12 μm和260～420 μm。峰值粒徑明顯偏粗, 表明晚期白洋淀地區(qū)沉積物受較強(qiáng)動(dòng)力條件影響, 來源于多種營力作用, 為河湖相沉積環(huán)境。

1.3 古生物特征

老河頭剖面采集的介形類鑒定結(jié)果表明, 剖面中見有介形蟲化石共計(jì)8屬19種, 化石較豐富, 分異度均較低。

上段(0—50 cm), 含介形類: Candoniella albicins, Candoniella candida, Ilyocypris biplicata, Ilyocypris dunschanensis, Candona youheensis, Cypria sp., Ilyocypris kaifengensis, Leucocythere plethora等。所見介形類化石屬種單調(diào)、數(shù)量少、受環(huán)境條件限制使其存活率低, 保存差, 而特征種Leucocythere plethora數(shù)量稀少, 它既能生活在淡水、半咸水又能生活在超鹽水的湖泊中, 為廣鹽性屬種, 表明為河流-沼澤相沉積環(huán)境。

中段(200—290 cm)灰褐色、黑色粘土中含介形類: Candoniella albicins, Candoniella candida, Candona youheensis, Ilyocypris cornea, Ilyocypris kaifengensis。為湖沼相沉積環(huán)境，可能受弱河流作用影響。

下段(330—380 cm)黑色粘土、灰褐色粘土質(zhì)粉砂中含介形類: Candona planus, Candona jucundus, Cyprinotus sp., Cyprinotus faveolus, Ilyocypris manasensis。Candoniella candida, Lishania resisa。所見介形類化石屬種單調(diào)、數(shù)量較少、保存差。而Eucypris inflata特征種生活在少鹽-超鹽水的湖泊、沼澤、和池塘中。而中鹽水是最適宜于胖真星介的繁生環(huán)境,該種在此段數(shù)量很少, 表明該段為湖泊-沼澤相沉積環(huán)境。

同時(shí), 在老河頭剖面中段(200—330 cm)采集到豐富的雙殼類化石, 主要有 Unio douglasiae, Arconaia mutica, Arconaia lanceolata, Cuneopsis capitata(Heude), Lamprotula Leai和Lamprotula zonata等。這些雙殼類化石仍有現(xiàn)生種, 主要分布在我國安徽、江蘇、浙江和江西等省(林振濤和劉月英, 1963;劉月英等, 1965)。

2 全新世地層劃分

對老河頭剖面不同深度沉積物及所含螺、雙殼類等進(jìn)行AMS14C測年, 經(jīng)過Calpal在線校正為日歷年齡(表1), 并根據(jù)測年數(shù)據(jù)進(jìn)行內(nèi)插計(jì)算不同巖性界面的年齡, 獲得了剖面的年代框架。

2.1 全新世底界的確定

老河頭剖面底部以388 cm為界, 之下為粉砂、粘土質(zhì)粉砂, 粒度特征顯示為沖積相沉積, 之上為粉砂質(zhì)粘土夾黑色粘土, 粒度特征指示有沖積-湖相沉積, 含較豐富的介形類化石, 表明氣候環(huán)境明顯好轉(zhuǎn), 該界限年齡約為10.6 cal ka B.P.。與目前國際上根據(jù)格陵蘭冰芯多種環(huán)境指標(biāo)及年紋層計(jì)數(shù)確定的全新世底界年齡11700 cal yr b2k(距公元 2000年的年代)(Walker et al., 2009)較接近。因此白洋淀全新統(tǒng)以出現(xiàn)湖沼相沉積開始作為其下限, 這一界限的確定在整個(gè)華北地區(qū)均可以找到證據(jù), 該界限不僅是巖性、巖相變化界限, 也是沉積環(huán)境、古氣候變化的轉(zhuǎn)折點(diǎn), 在野外易于識(shí)別。

位于白洋淀南端梁莊附近的白4號(hào)孔, 在孔深6—6.15 m處淤泥質(zhì)亞砂土測年為距今(11280±350) a (許清海和吳忱, 1986)。曲周地區(qū)在約10210~10000 a B.P.氣候溫暖濕潤(王紅亞等, 2002)。華北平原在(10530±120)~(9500±40) a B.P.存在洪水-沼澤沉積旋回(殷春敏等, 2001)。北京房山區(qū)墳莊4.5—5 m淤泥和6.84—6.89 m泥炭樣品年齡為(10120±150) aB.P.和(11850 ±200) aB.P, 屬全新世初期的沉積(仇士華和蔡蓮珍, 1992)。華北平原第一期古河道屬于晚更新世末期至全新世早期(吳忱等, 1986)。這些研究表明,華北地區(qū)全新世以來氣候開始轉(zhuǎn)暖, 其底界年齡約10~11 ka, 在區(qū)域上可以進(jìn)行對比。

表1 老河頭剖面AMS14C測年數(shù)據(jù)Table 1 AMS14C dating results of Laohetou section

2.2 全新世內(nèi)部界線的劃分

國際上全新世內(nèi)界劃分主要是以氣候地層為依據(jù), 以往以孢粉和植物殘?bào)w為依據(jù)的布列特-色爾南德氣候分期為基礎(chǔ), 我國多采用該劃分方案,即早全新世(距今 10000—7500 a)、中全新世(距今7500—2500 a)和晚全新世(距今2500年至今)。目前國際上全新統(tǒng)擬采取三分, 主要依據(jù)氣候事件進(jìn)行劃分, 以8.2 ka和4.2 ka為界劃分為早全新世、中全新世和晚全新世, 但這一方案還在討論中(Walker et al., 2012)。

早全新世早期白洋淀沉積由沖積相向湖相轉(zhuǎn)變, 氣候逐漸變得溫暖濕潤, 晚期又轉(zhuǎn)變?yōu)楹恿飨?氣候也變?yōu)闆龈伞Ｔ趨^(qū)域上均有相似的反映, 如河北任丘剖面反映出早全新世經(jīng)歷了短暫濕潤期后,晚期湖泊嚴(yán)重收縮(崔建新等, 2005), 并可能造成新石器早中期之間的文化缺環(huán)(崔建新和周尚哲, 2011); 曲周地區(qū)在10000~8500 a B.P., 氣候涼干(王紅亞等, 2002); 孢粉記錄顯示河北全新世早期氣候以溫涼半干早為主(童國榜等, 1983), 北京地區(qū)泥炭孢粉記錄表明, 早全新世初期氣候好轉(zhuǎn), 晚期較暖偏干(嚴(yán)富華等, 1981)。

中全新世白洋淀地區(qū)普遍發(fā)育黑色粘土/泥炭(童國榜等, 1983; 崔建新等, 2005), 富含雙殼類化石(林振濤和劉月英, 1963; 郭書元等, 2014)。該時(shí)期白洋淀出現(xiàn)現(xiàn)今生長于我國南方的楓楊、楓香等亞熱帶成分(王會(huì)昌, 1983); 在河北任丘剖面經(jīng)歷了2次湖泊擴(kuò)張時(shí)期(崔建新等, 2005); 在8500~5000 a B.P.時(shí), 寧晉泊為穩(wěn)定的湖泊環(huán)境(郭盛喬等, 1998);曲周也有2次氣候溫暖濕潤期(王紅亞等, 2002)。孢粉組合特征表明華北平原大部分地區(qū)中全新世為溫暖濕潤期(賈蘭坡等, 1977; 周昆叔等, 1978; 陳方吉, 1979; 嚴(yán)富華等, 1981; 孔昭宸等, 1982; 童國榜等, 1983; 李文漪和梁玉蓮, 1985; An et al., 2000), 并廣泛發(fā)育泥炭, 如渤海灣全新統(tǒng)底泥炭層14C年齡為(8530±108) a(李鳳林等, 2005)。同時(shí)期的雙殼類組合分異度較低, 其中的麗蚌化石完整未破損, 屬原地堆積(吳忱和許清海, 1998), 其組合面貌與現(xiàn)代長江中下游地區(qū)太湖、鄱陽湖和洞庭湖流域的組合面貌相似, 反映為濕熱氣候條件下的湖泊環(huán)境, 可與河南、山東等地中全新世早期的麗蚌動(dòng)物群對比(郭書元等, 2014)。含雙殼類化石層的底界與全新世大暖期開始的時(shí)間(8.5 ka)界線一致, 也可以與華北平原海陸過渡相地層進(jìn)行對比, 相當(dāng)于高灣組, 屬于中全新統(tǒng)。因此, 可以將8.5 ka作為中全新世的底界年齡。

晚全新世白洋淀沉積環(huán)境發(fā)生顯著變化, 由湖泊沉積轉(zhuǎn)變?yōu)闆_積相。約3000 aBP是華北地區(qū)氣候變化的開始(童國榜等, 1983; 吳忱和魏福利, 2003), 北京地區(qū)的泥炭大部分停止堆積(嚴(yán)富華等, 1981; 張子斌, 1984)。華北平原在(3470±125) aB.P.沼澤相沉積結(jié)束, 在 3500—3000 aBP有過兩次洪水期(姚魯峰, 1991; 殷春敏等, 2001; 吳忱和魏福利, 2003)。晚全新世初期河北山前平原堆積了大量沖積扇及泛濫平原, 致使中全新世形成的沼澤洼地被分解成三個(gè)大洼地群(吳忱等, 1992)。中全新世后期和晚全新世早期, 黃河北支分流沿太行山東麓沖積扇前緣注入古白洋淀, 因河流泥沙不斷淤積, 使古白洋淀的水域不斷退縮, 導(dǎo)致其逐漸消亡(張淑萍和張修佳, 1989)。晚全新世的底界置于 3500—3000 aBP。

2.3 白洋淀全新統(tǒng)劃分與區(qū)域?qū)Ρ?/p>

根據(jù)老河頭剖面巖性特征、粒度組成、古生物及14C年齡結(jié)果, 將全新統(tǒng)劃為三段(圖2):

全新統(tǒng)下段(388—330 cm): 約10.6~8.5 ka, 為灰褐色粘土質(zhì)粉砂、粉砂質(zhì)粘土夾黑色粘土。中值粒徑平均為11.97 μm, 標(biāo)準(zhǔn)偏差為1.5~1.9, 分選較差。介形類化石以Candoniella albicins, Candoniella candida, Candona youheensis, Candona jucundus, Candona planus Cyprinotus faveolus, Eucypris inflata , Ilyocypris cornea, Ilyocypris biplicata, Ilyocypris dunschanensis, Ilyocypris manasensis, Ilyocypris kaifengensis, Lishania resisa等為組合。

全新統(tǒng)中段(330—200 cm): 約 8.5~3.2 ka, 下部(290—330 cm, 約8.5~7.4 ka)為淺褐黃色粘土質(zhì)粉砂, 粉細(xì)砂, 中值粒徑平均為 29.37 μm, 標(biāo)準(zhǔn)偏差為 1.5~1.9, 分選較差; 上部(200—290 cm, 約7.4~3.2 ka)為黑色、灰褐色粘土夾灰色、黃褐色粉砂質(zhì)粘土, 中值粒徑平均為 6.93 μm, 標(biāo)準(zhǔn)偏差為1.2~1.7, 分選中等。該段僅零星發(fā)現(xiàn)介形類Candoniella albicins, Candoniella candida。含較豐富的雙殼類 Unio douglasiae, Arconaia mutica, Arconaia lanceolata, Cuneopsis capitata, Lamprotula Leai和Lamprotula zonata等

全新統(tǒng)上段(200—0 cm): ~3.2 ka, 為黃褐色、淺褐黃色粉砂、粘土質(zhì)粉砂、褐黃色含粘土粉砂、細(xì)砂。下部為粉砂質(zhì)粘土、粘土質(zhì)粉砂, 中值粒徑平均為10.98 μm, 標(biāo)準(zhǔn)偏差為0.35~3.42, 分選較好至很差。上部粘土質(zhì)粉砂、粉細(xì)砂, 含細(xì)小礫石, 中值粒徑平均為28.09 μm, 標(biāo)準(zhǔn)偏差為1.5~2, 分選較差。介形類化石以Candoniella albicins, Candoniella candida, Candona youheensis, Ilyocypris biplicata, Ilyocypris dunschanensis, Ilyocypris kaifengensis, Leucocythere plethora等為組合。

河北白洋淀地區(qū)全新統(tǒng)中段以黑色粘土或泥炭發(fā)育為特征, 富含生物化石, 標(biāo)志層顯著, 氣候特征以暖濕為主, 其頂?shù)捉缦弈挲g比較清楚, 在區(qū)域上具有代表性, 建議命名為“白洋淀組”。

根據(jù)巖性特征、地層層序、環(huán)境指標(biāo)等組合特征分析, 結(jié)合14C測年等, 利用地層層序和年代學(xué)對比方法, 提出河北平原全新世地層劃分和對比方案(圖3)。全新世地層劃分采用目前國內(nèi)外使用的三分方案。

圖2 白洋淀老河頭剖面綜合柱狀圖Fig.2 Sedimentary characteristics and stratigraphic division of Laohetou section

圖3 河北平原全新世地層劃分與對比Fig.3 Holocene stratigraphic division and correlation in Hebei plain

3 結(jié)論

(1)白洋淀地區(qū)全新統(tǒng)發(fā)育較完整, 分布比較廣泛, 厚度也較穩(wěn)定。根據(jù)老河頭剖面全新統(tǒng)沉積物的粒度、古生物及14C測年等綜合研究, 以氣候分期為依據(jù), 以全新世氣候適宜期的起止時(shí)間(8.5 ka, 3.0—3.5 ka)為界限, 可以將白洋淀全新統(tǒng)分為三段。下段, 約 10.6~8.5 ka, 白洋淀開始出現(xiàn)湖沼相沉積; 中段, 約 8.5~3.2 ka, 普遍為黑色粘土/泥炭,含豐富的雙殼類化石, 湖泊沉積為主; 上段, 約3.2 ka, 沉積環(huán)境變化較頻繁, 以河流-沼澤相沉積為主。

(2)白洋淀地區(qū)全新世中部廣泛發(fā)育黑色粘土/泥炭, 為典型的湖沼相沉積, 富含陸相介形類及雙殼類化石, 反映氣候溫暖濕潤, 為全新世氣候適宜期的沉積, 可以作為區(qū)域地層劃分與對比的標(biāo)志層,建議命名為“白洋淀組”, 可以作為陸相中全新統(tǒng)的代表。中全新世湖相白洋淀組的建立, 將為研究華北地區(qū)全新世湖泊演化、氣候與環(huán)境變化、古地理變遷、地層劃分與對比等提供新的證據(jù)。

致謝:中國地質(zhì)科學(xué)院水文地質(zhì)環(huán)境地質(zhì)研究所林芳鑒定了介形類化石, 中國地質(zhì)大學(xué)(北京)楊慧君完成了粒度分析實(shí)驗(yàn), 筆者在此表示謝意。

Acknowledgements:

This study was supported by China Geological Survey (Nos.1212011120142 and 12120113005600).

陳方吉.1979.北京地區(qū)全新世地層及自然環(huán)境的演變[J].中國科學(xué), 9: 900-907.

陳望和, 倪明云.1987.河北第四紀(jì)地質(zhì)[M].北京: 地質(zhì)出版社.

崔建新, 周尚哲, 韓海濤, 王杰, 許劉兵.2005.河北任丘剖面河湖相沉積及全新世水文氣候事件[J].海洋地質(zhì)與第四紀(jì)地質(zhì), 25(4): 107-113.

崔建新, 周尚哲.2011.河北及京津地區(qū)早中全新世文化的時(shí)空分布及其氣候環(huán)境因素[J].中國歷史地理論叢, 26(4): 66-76.

郭盛喬, 曹家棟, 張靜, 林防, 石英, 楊麗娟, 張文卿.1998.寧晉泊地區(qū)全新世溫暖期以來氣候與環(huán)境變化研究[J].地球?qū)W報(bào), 19(4): 364-369.

郭書元, 詹偉, 王強(qiáng).2014.河北省白洋淀地區(qū)中全新世麗蚌動(dòng)物群及其生態(tài)環(huán)境意義[J].古地理學(xué)報(bào), 16(3): 335-346.

何乃華, 朱宣清.1992.白洋淀地區(qū)近3萬年來的古環(huán)境與歷史上人類活動(dòng)的影響[J].海洋地質(zhì)與第四紀(jì)地質(zhì), 12(2): 79-88.

賈蘭坡, 李有恒, 袁振新, 衛(wèi)奇.1977.北京東郊泥炭層中的動(dòng)物遺骸和角制工具[J].古脊椎動(dòng)物與古人類, 15(2): 150-156.

孔昭宸, 杜乃秋, 張子斌.1982.北京地區(qū)10000年以來植物群發(fā)展和氣候變化[J].植物學(xué)報(bào), 24(2): 172-180.

李鳳林, 王宏, 王云生, 張金起, 張玉發(fā), 李建芬, 林防, 閻玉忠, 龍?zhí)觳?2005.渤海灣濱海平原全新統(tǒng)層型剖面地層劃分與建組[J].地質(zhì)通報(bào), 24(2): 124-135.

李文漪, 梁玉蓮.1985.河北東部全新世溫暖期植被與環(huán)境[J].植物學(xué)報(bào), 27(6): 640-651.

李月叢, 張翠蓮, 段宏振, 王洪根.2000.白洋淀地區(qū)古環(huán)境變遷與史前文化[J].同濟(jì)大學(xué)學(xué)報(bào)(社會(huì)科學(xué)版), 11(4): 22-27.

林振濤, 劉月英.1963.白洋淀的蚌類[J].動(dòng)物學(xué)報(bào), 15(2): 243-252.

劉立軍, 徐海振, 崔秋蘋, 王娟.2010.河北平原第四紀(jì)地層劃分研究[J].地理與地理信息科學(xué), 26(2): 54-57.

劉月英, 王耀先, 張文珍.1965.我國的麗蚌及其經(jīng)濟(jì)意義[J].生物學(xué)通報(bào), 1: 16-23.

仇士華, 蔡蓮珍.1992.關(guān)于全新世底界年齡的14C測定[J].第四紀(jì)研究, 3: 277-281.

童國榜, 柯曼紅, 于淑鳳.1983.河北平原第四紀(jì)孢粉組合及其地質(zhì)意義[J].海洋地質(zhì)與第四紀(jì)地質(zhì), 3(4): 91-101.

王成敏, 郭盛喬.2005.華北平原石家莊東南部寧晉泊地區(qū)湖相地層的年齡測定[J].地質(zhì)通報(bào), 24(7): 655-659.

王紅亞, 石元春, 于澎濤, 汪美華, 郝晉民, 李亮.2002.河北平原南部曲周地區(qū)早、中全新世沖積物的分析及古環(huán)境狀況的推測[J].第四紀(jì)研究, 22(4): 381-393.

王會(huì)昌.1983.一萬年來白洋淀的擴(kuò)張與收縮[J].地理研究, 2(3): 8-18.

王澤九, 黃枝高, 姚建新, 馬秀蘭.2014.中國地層表及說明書的特點(diǎn)與主要進(jìn)展[J].地球?qū)W報(bào), 35(3): 271-276.

吳忱, 魏福利.2003.華北地區(qū)晚全新世初期環(huán)境變化分析[J].地理與地理信息科學(xué), 19(2): 97-101.

吳忱, 許清海.1998.“演變階段”與“成因”不能混為一談——也談白洋淀的成因[J].湖泊科學(xué), 10(3): 91-96.

吳忱, 王子惠, 許清海.1986.河北平原的淺埋古河道[J].地理學(xué)報(bào), 41(4): 332-340.

許清海, 陳淑英, 孔昭宸, 杜乃秋.1988.白洋淀地區(qū)全新世以來植被演替和氣候變化初探[J].植物生態(tài)學(xué)與地植物學(xué)學(xué)報(bào), 12(2): 143-151.

許清海, 吳忱.1986.全新世時(shí)期白洋淀地區(qū)環(huán)境演變的初步認(rèn)識(shí)[J].地理學(xué)與國土研究, 2(3): 51-56.

嚴(yán)富華, 葉永英, 麥學(xué)舜, 劉粵霞.1981.從孢粉分析試論北京地區(qū)兩泥炭礦的時(shí)代和形成環(huán)境[J].地震地質(zhì), 3(1): 51-65.

姚魯峰.1991.全新世以來永定河洪水的發(fā)生規(guī)律[J].地理研究, 16(3): 59-67.

殷春敏, 邱維理, 李容全.2001.全新世華北平原古洪水[J].北京師范大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版), 37(2): 280-284.

張淑萍, 張修佳.1989.《禹貢》九河分流地域范圍新證—兼論古白洋淀的消亡過程[J].地理學(xué)報(bào), 44(1): 86-93.

張子斌.1984.北京地區(qū)全新世泥炭形成過程與形成因素的研究[J].海洋地質(zhì)與第四紀(jì)地質(zhì), 4(4): 79-85.

《中國地層典編委會(huì)》編著.2000.中國地層典—第四系[J].北京: 地質(zhì)出版社.

周昆叔, 嚴(yán)富華, 梁秀龍, 葉永英.1978.北京平原第四紀(jì)晚期花粉分析及其意義[J].地質(zhì)科學(xué), (l): 57-64.

References:

AN Zhi-sheng, PORTER S C, KUTZBACH J E, WU Xi-hao, WANG Su-ming, LIU Xiao-dong, LI Xiao-qiang, ZHOU Wei-jian.2000.Asynchronous Holocene optimum of the East Asian monsoon[J].Quaternary Science Reviews, 19: 743-762.

CHEN Fang-ji.1979.Holocene stratigraphy and natural environmental change in Beijing Area[J].Science in China, 9: 900-907(in Chinese).

CHEN Wang-he, NI Ming-yun.1987.Heibei Quaternary Geology[M].Beijing: Geological Publishing House(in Chinese).

CUI Jian-xin, ZHOU Shang-zhe, HAN Hai-tao, WANG Jie, XU Liu-bing.2005.Fluvial-lacustrine sediments and Holocene climatic and Hydrologic events in the Renqiu section, China[J].Marine Geology & Quaternary Geology, 25(4): 107-113(in Chinese with English abstract).

CUI Jian-xin, ZHOU Shang-zhe.2011.Temporal and Spatial Distribution Pattern of Early-Middle Holocene Cultures and Its Possible Environmental Driver Factors in the North China Plain[J].Journal of Chinese Historical Geography, 26(4): 66-76(in Chinese with English abstract).

GUO Sheng-qiao, CAO Jia-dong, ZHANG Jing, LIN Fang, SHI Ying, YANG Li-juan.1998.Research on Climatic and Environmental Changes in the Ningjin Lake since the Holocene Climatic Optimum[J].Acta Geoscientia Sinica, 19(4): 364-369(in Chinese with English abstract).

GUO Shu-yuan, ZHAN Wei, WANG Qiang.2014.Middle Holocene Lamprotula Fauna from Baiyangdian area, Heibei Province and its environmental significance[M].Journal of Palaeogeography, 16(3): 335-346(in Chinese with English abstract).

GUO T, YANG Z F, CHEN H.2012.Pollen assemblages and their environmental correlates during the past 200 years inferred from sediments records in a shallow lake[J].Procedia Environmental Sciences, 13: 363-376.

HE Nai-hua, ZHU Xuan-qing.1992.Palaeoenvironment Changes since 30,000a.B.P.and effects of Human activities in the Baiyangdian area[J].Marine Geology & Quaternary Geology, 12(2): 79-88(in Chinese with English abstract).

JIA Lan-po, LI You-hen, YUAN Zhen-xin, WEI Qi.1977.Animal remains and horn tool in peat sediments from Eastern Beijing[J].Vertebra Palasiatica, 15(2): 150-156(in Chinese).

KONG Zhao-chen, DU Nai-qiu, ZHANG Zi-bin.1982.Vegetational Devolpment and Climatic changes in the last 10000 years in Beijing[J].Acta Botanica Sinica, 24(2): 172-180(in Chinese with English abstract).

LI Feng-lin, WANG Hong, WANG Yun-sheng, ZHANG Jin-qi, ZHANG Yu-fa, LI Jian-fen, LIN Fang, YAN Yu-zhong, LONG Tian-cai.2005.Stratigraphic division and establishment of a formation for the Holocene stratotype section in the coastal plain of the Bohai Bay[J].Geological Bulletin of China, 24(2): 124-135(in Chinese with English abstract).

LI Wen-yi, LIANG Yu-lian.1985.Vegetation and Environment of the Hypsithermal interval of Holocene in Eastern Hebei plain[J].Acta Botanica Sinica, 27(6): 640-651(in Chinese).

LI Yue-cong, ZHANG Cui-lian, DUAN Hong-zhen, WANG Hong-gen.2000.Paleoenvironment change and Prehistoric culture in Baiyangdian Area[J].Tongji University Journal Social Science Section, 11(4): 22-27(in Chinese).

LIN Zhen-tao, LIU Yue-ying.1963.Unionidae(Mollusca) of Baiyangdian, Hopei Province, China[J].Acta Zoologica Sinica, 15(2): 243-252(in Chinese with English abstract).

LIU Li-jun, XU Hai-zhen, CUI Qiu-ping, WANG Juan.2010.Study on Quaternary Stratigraphic Division on Hebei Plain[J].Geography and Geo-Information Science, 26(2): 54-57(in Chinese).

LIU Yue-ying, WANG Yao-xian, ZHANG Wen-zhen.1965.Lamprotula and its economic significance in China[J].Bulletin of Biology, 1: 16-23(in Chinese).

QIU Shi-hua, CAI Lian-zhen.1992.The age on the lowest Boundary of Holocene by radiocarbon dating[J].Quaternary Sciences, 3: 277-281(in Chinese with English abstract).

The China Stratigraphy Editorial Board.2000.The China Stratigraphy—Quternary[M].Beijing: Geological Publishing House: 1-90(in Chinese).

TONG Guo-bang, KE Man-hong, YU Shu-feng.1983.Quaternary Sporo-Pollen assemblages in Hebei plain, China and their geological significance[J].Marine Geology & Quaternary Geology, 3(4): 91-101(in Chinese with English abstract).

WALKER M, JOHNSEN S, RASMUSSEN S O, POPP T, STEFFENSEN J-P, GIBBARD P, HOEK W, LOWE J, ANDREWS J, BJO¨RCK S, CWYNAR L C, HUGHEN K, KERSHAW P, KROMER B, LITT T,.LOWE D J, NAKAGAWA T, NEWNHAM R AND SCHWANDER J.2009.Formal definition and dating of the GSSP (Global Stratotype Section and Point) for the base of the Holocene using the Greenland NGRIP ice core, and selected auxiliary records[J].Journal of Quaternary Science, 24(1): 3-17.

WALKER M J C, BERKELHAMMER M, BJO¨RCK S, CWYNAR L C, FISHER D A, LONG A J, LOWE J J, NEWNHAM R M, RASMUSSEN S O, WEISS H.2012.Formal subdivision of the Holocene Series/Epoch: a Discussion Paper by a Working Group of INTIMATE (Integration of ice-core, marine and terrestrial records) and the Subcommission on Quaternary Stratigraphy (International Commission on Stratigraphy)[J].Journal of Quaternary Science, 27(7): 649-659.

WANG Cheng-min, GUO Sheng-qiao.2005.Age dating of lacustrince deposits in the Ningjinbo area, Shijiazhuang, North China Plain[J].Geological Bulletin of China, 24(7): 655-659(in Chinese with English abstract).

WANG Hong-ya, SHI Yuan-chun, YU Peng-tao, WANG Mei-hua, HAO Jin-min, LI Liang.2002.Alluviums of the early and middle Holocene in the Quzhou area, the southern Hebei plain and palaeoenvironment inferences[J].Quaternary Sciences, 22(4): 381-393(in Chinese with English abstract).

WANG Hui-chang.1983.Expansion and contraction of the Baiyangdian lake Since 10,000 years ago[J].Geographical Research, 2(3): 8-18(in Chinese with English abstract).

WANG Ze-jiu, HUANG Zhi-gao, YAO Jian-xin, MA Xiu-lan.2014.Characteristics and Main Progress of The Stratigraphic Chart of China and Directions[J].Acta Geoscientia Sinica, 35(3): 271-276(in Chinese with English abstract).

WU Chen, WEI Fu-li.2003.Analysis on the Environment Change in the Early Period of the Late Holocene in Hebei Province[J].Geography and Geo-Information Science, 19(2): 97-101(in Chinese with English abstract).

WU Chen, XU Qing-hai.1998.Formation or development stage—A discussion on the cause of the formation of Baiyangdian lake, China[J].Journal of Lake Sciences, 10(3): 91-96(in Chinese with English abstract).

WU Chen, WANG Zi-hui, XU Qing-hai.1986.The shallow buried Paleochannels in Hebei plain[J].Acta Geographica Sinica, 41(4): 332-340(in Chinese with English abstract).

WU Chen, XU Qing-hai, MA Yong-hong, ZHANG Xiu-qing.1996a.Palaeochannels on the North China Plain: palaeoriver geomorphology[J].Geomorphology, 18: 37-45.

WU Chen, XU Qing-hai, ZHANG Xiu-qing, MA Yong-hong.1996b.Palaeochannels on the North China Plain: types and distributions[J].Geomorphology, 18: 5-14.

XU Qing-hai, CHEN Shu-yin, KONG Zhao-chen, DU Nai-qiu.1988.Preliminary discussion of vegetation succession and climate change since the Holocene in the Baiyangdian lake district[J].Acta Phytoecologica Et Geobotanica Sinica, 12(2): 143-151(in Chinese with English abstract).

XU Qing-hai, WU Chen.1986.Preliminary understanding of Holocene environmental change in Baiyangdian area[J].Geography and Land Research, 2(3): 51-56(in Chinese).

XU Qing-hai, WU Chen, ZHU Xuan-qing, YANG Xiao-lian.1996.Palaeochannels on the North China Plain: stage division and palaeoenvironments[J].Geomorphology, 18: 15-25.

YAN Fu-hua, YE Yong-ying, MAI Xue-shun, LIU Yue-xia.1981.On the environment and geological age of two ores in Beijing region from Sporo-Pollen analysis[J].Seismology and Geology, 3(1): 51-65(in Chinese with English abstract).

YAO Lu-feng.1991.The regularity of the flood of the Yongding River during the Holocene[J].Geographical Research, 16(3): 59-67(in Chinese with English abstract).

YIN Chun-min, QIU Wei-li, LI Rong-quan.2001.Holocene paleofloods in the North China Plain[J].Journal of Beijing Normal University(Natural Science), 37(2): 280-284(in Chinese with English abstract).

ZHANG Shu-ping, ZHANG Xiu-gui.1989.A new examination on the flowing area of Yugong Jiuhe(Nine Tributaries)[J].Acta Geographica Sinica, 44(1): 86-93(in Chinese with English abstract).

ZHANG Zi-bin.1984.Process and factors controlling Holocene turf formation in Beijing area[J].Marine Geology & Quaternary Geology, 4(4): 79-85(in Chinese with English abstract).

ZHOU Kun-shu, YAN Fu-hua, LIANG Xiu-long, YE Yong-ying.1978.Pollen analysis of late Quaternary in Beijing Plain and its significance[J].Scientia Geologica Sinica, (l): 57-64(in Chinese with English abstract).

Sedimentary Characteristics and Stratigraphic Division of Holocene Series in Baiyang Dian, Hebei Provence

WANG Yong, MIN Long-rui, DONG Jin, YAO Pei-yi, CHI Zhen-qing
Institute of Geology, Chinese Academy of Geological Sciences, Beijing 100037

Through a comprehensive study of the lithology, stratigraphic sequence, grain sizes, and microfossil assemblages of sediments from Laohetou section in Baiyang Dian, Hebei Province, the authors reconstructed the Holocene environmental evolution in Baiyang Dian.During the early Holocene, the climate conditions became cold and wet.Limnological conditions changed significantly after middle Holocene, and then lake retreated at the late stage of the Holocene.Based on the analysis of sedimentary features, environmental evolution and AMS14C dating data of Laohetou section in Baiyang Dian, the authors detected significant variation in sediments of Laohetou section related to sedimentary facies and climate change.Holocene Series in Baiyang Dian can be divided into three stages.Early Holocene (11000–8500 a) was alluvial and limnological facies of yellow silty clay, silty sand; Middle Holocene (8500–3200 a) was a climate optimum for the development of limnological facies of black clay and clayey silt; Late Holocene (3200 a~) was characterized by the development of alluvial, swamp facies.Middle Holocene contains black clay deposits in Baiyang Dian and provides a basis for the Holocene division and regional correlation in North China.

Baiyang Dian; Holocene; sedimentary characteristics; stratigraphic division; grain size; bivalve

P534.63; P532

A

10.3975/cagsb.2015.05.07

2015-05-04; 改回日期: 2015-06-18。責(zé)任編輯: 閆立娟。

王永, 男, 1968年生。研究員。主要從事第四紀(jì)地質(zhì)和新構(gòu)造研究。通信地址: 100037, 北京西城區(qū)百萬莊大街26號(hào)。電話: 010-68999683。E-mail: wangyong@cags.ac.cn。來的沖積-河湖相沉積, 其地層出露完整、厚度較大,是研究華北平原全新世地層及古氣候變遷的理想地區(qū)。對白洋淀的地貌發(fā)育、沉積環(huán)境、地層劃分、古人類等均進(jìn)行了較詳細(xì)的研究(王會(huì)昌, 1983; 許清海等, 1988; 何乃華和朱宣清, 1992; Wu et al., 1996a, b; Xu et al., 1996; 吳忱和許清海, 1998; 李月叢等, 2000; 郭書元等, 2014)。全新世地層劃分的主要依據(jù)是巖性組合特征, 而詳細(xì)的年代地層劃分比較薄弱, 沉積特征(巖性)的描述偏于定性, 缺乏定量性的數(shù)據(jù)資料(如粒度等)。前人以布列特-色爾南德氣候分期為依據(jù), 將河北省全新世地層自上而下劃分為岐口組(2500 aB.P.至今)、高灣組(7500—2500 aB.P.)和楊家寺組(10000—7500 aB.P.)(陳望和和倪明云, 1987; 《中國地層典》編委會(huì), 2000)。也有人認(rèn)為白洋淀地區(qū)的全新世地層可以劃分為四期(許清海等, 1988)。河北平原全新世地層劃分, 主要依據(jù)近海平原地區(qū)的鉆孔資料,全新統(tǒng)建組剖面以海陸過渡相沉積為主, 缺乏對陸相沉積的系統(tǒng)研究, 不利于區(qū)域地層對比。由于地層與古生物發(fā)育的區(qū)域差異, 建立中國不同時(shí)代地層劃分格架和大區(qū)域地層對比關(guān)系, 可以為地學(xué)研究和地質(zhì)調(diào)查與資源勘查提供地層劃分對比的標(biāo)準(zhǔn)(王澤九等, 2014)。因此有必要對河北平原西部及東南部大面積分布的陸相全新統(tǒng)進(jìn)行系統(tǒng)劃分, 特別是巖石地層單位的沉積相分析, 可以為區(qū)域地層劃分和對比提供依據(jù)。

河北白洋淀位于華北平原東南部, 屬于永定河沖積扇與滹沱河沖積扇的前緣低洼區(qū)(圖 1; Wu et al., 1996a, b), 是華北平原最大的淡水湖泊, 主體位于安新縣境內(nèi), 總面積約366 km2(王會(huì)昌, 1983)。年均氣溫 6.8~12.7?C, 屬于溫帶大陸性季風(fēng)氣候(Guo et al., 2012)。白洋淀地區(qū)廣泛發(fā)育著全新世以

本文由中國地質(zhì)調(diào)查局地質(zhì)調(diào)查項(xiàng)目(編號(hào): 1212011120142; 12120113005600)資助。