何 梅，劉庚余，周國(guó)華，車柏林，馬明明 ，靳建輝 ，劉秀銘 , ，俞鳴同

1.福建師范大學(xué) 地理科學(xué)學(xué)院，福州 350007

2.福建省地質(zhì)調(diào)查研究院，福州 350013

3.福建師范大學(xué)濕潤(rùn)亞熱帶山地生態(tài)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室培育基地，福州 350007

4.福建師范大學(xué)濕潤(rùn)亞熱帶生態(tài)-地理過程教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，福州 350007

現(xiàn)代器測(cè)資料表明在全球變暖的背景下，兩極冰川融化，引起世界各地海平面的快速上升（Church and White，2011；IPCC，2014），其導(dǎo)致的嚴(yán)重后果之一就是沿海低海拔地區(qū)可能發(fā)生海水入侵，給城市發(fā)展及人類生活帶來巨大威脅，因此，海侵事件的研究一直是學(xué)術(shù)界關(guān)注的熱點(diǎn)問題（Lambeck and Chappel，2001）。在地質(zhì)時(shí)期，中國(guó)沿海地區(qū)發(fā)生過多次海水入侵事件（王強(qiáng)和田國(guó)強(qiáng)，1999；王強(qiáng)等，2007；肖國(guó)橋等，2008；Yi et al，2013；Yao et al，2014），對(duì)其發(fā)生的原因進(jìn)行詳細(xì)研究，能為未來可能發(fā)生的海侵提供借鑒和防范。

福州盆地位于我國(guó)福建省，是發(fā)育于第四紀(jì)中晚期的斷陷盆地，自形成以來，沉積了較厚的晚第四紀(jì)以來的海相、海陸過渡相及陸相沉積物（王雨灼，1990；陳園田，1991），保存較好，為研究福建沿海晚第四紀(jì)以來的海侵事件及海面變化提供了理想材料。從20世紀(jì)70 — 80年代至今已廣泛開展了對(duì)福州盆地沿海海侵歷史研究（林景星，1979；藍(lán)東兆等，1986；Rolett et al，2011；Yue et al，2015；馬明明等，2016）。經(jīng)過幾十年的研究積累，認(rèn)為福州盆地整體上經(jīng)歷了兩次海侵，分別發(fā)生在深海氧同位素3階段（MIS3）和全新世時(shí)期。海侵事件的發(fā)生往往與古氣候變暖導(dǎo)致的海面上升及區(qū)域地質(zhì)構(gòu)造活動(dòng)有關(guān)（Yao et al，2012；姚政權(quán)和石學(xué)法，2015）。從全球重建的海面變化曲線來看，MIS3時(shí)期的平均海面比現(xiàn)今海面要低得多（?30 — ?70 m asl）（Lambeck and Chappel，2001；Waelbroeck et al，2002；Siddall et al，2003；Hanebuth et al，2011），在如此低的海面背景下，海侵是如何發(fā)生的？尤其在構(gòu)造活動(dòng)比較劇烈的福州盆地，海侵的發(fā)生與海面的升降及構(gòu)造活動(dòng)的關(guān)系如何，以及對(duì)于不同時(shí)期的海侵，海面的升降及構(gòu)造活動(dòng)哪個(gè)是主要原因，哪個(gè)是次要原因，這都是值得探討的問題。

本文選取了福州市首山路ZKCS鉆孔，進(jìn)行了AMS14C及OSL（光釋光）年代測(cè)定，結(jié)合巖性、黏土渾濁水電導(dǎo)率和地球化學(xué)元素測(cè)定、粒度分析及硅藻分析鑒定，并與盆地沉積中心的另一根鉆孔（古田路鉆孔ZK004）的初步年代學(xué)及黏土渾濁水電導(dǎo)率結(jié)果進(jìn)行對(duì)比，對(duì)海侵期次進(jìn)行重建，嘗試聯(lián)系全球古氣候和海面變化記錄，并結(jié)合區(qū)域地質(zhì)構(gòu)造及盆地中25個(gè)地點(diǎn)的913個(gè)鉆孔資料，揭示海侵發(fā)生的主要原因。

1 研究區(qū)概況及實(shí)驗(yàn)方法

1.1 研究區(qū)概況及鉆孔資料

福州盆地位于我國(guó)東南沿海閩江口（圖1），地處華南褶皺系東部，被閩江斷裂帶和長(zhǎng)樂—詔安活動(dòng)斷裂帶圍繞（福建省地質(zhì)礦產(chǎn)局，1985；張路等，2009）。整個(gè)盆地以花崗巖和火山巖構(gòu)成的山地和丘陵地形為主，平原面積較少，地勢(shì)自西南向東傾斜，西部為中低山地，東部則丘陵平原相間。盆地現(xiàn)代氣候?yàn)榈湫偷膩啛釒Ъ撅L(fēng)氣候，年均溫約20℃，年降水量約1600 mm，氣候溫和濕潤(rùn)。

圖1 鉆孔位置示意圖Fig. 1 Sketch map of locations of drill holes

ZKCS鉆孔位于福州市倉山區(qū)首山路旁一農(nóng)田內(nèi)，GPS坐標(biāo)為119°18′48″E、26°01′32″N（圖1）；孔口高程6.77 m，深31 m，鉆取巖芯長(zhǎng)29.67 m，取芯率達(dá)到95%，未見基巖，沉積物以灰色 — 青灰色 — 黃棕色黏土、青灰色粉砂及灰黑色淤泥為主。巖芯未剖開之前，用不銹鋼鋼管在13.00 — 16.00 m的砂層中采集OSL年代樣品7個(gè)，之后將巖芯一剖為二，一半作為保留巖芯，另一半用于采樣，在2.25 — 12.50 m的淤泥層中有豐富的植物殘?bào)w保存，在不同深度采集樣品6個(gè)，此外在深度15.75 m處也采集到植物殘?bào)w樣品一個(gè)，之后按5 cm的間距采集607包散樣用于實(shí)驗(yàn)測(cè)試。作為對(duì)比的古田路ZK004鉆孔位于119°18′53″E、26°04′34″N（圖1），孔口高程4.09 m，深55 m，本文僅對(duì)其上段42 m進(jìn)行年代及黏土渾濁水電導(dǎo)率測(cè)試，在7.50 m及15.93 m的淤泥層、20.30 m的黏土層、27.30 m的粉土層和30.52 m的淤泥質(zhì)土層里共采集了5個(gè)OSL年代樣品，按5 cm的間距采集788包散樣，間隔10 cm進(jìn)行電導(dǎo)率測(cè)試。

在室內(nèi)將巖芯一剖為二后，對(duì)出露的新鮮面進(jìn)行巖性描述。

（1）ZKCS鉆孔詳細(xì)的分段巖性描述如下：

0.00 — 0.60 m，人工擾動(dòng)層，明顯可以見到瓦礫碎屑分布。

0.60 — 1.50 m，褐黃色黏土，全段上部含巖石碎屑，下段可見新鮮的植物碎屑。

1.50 — 2.25 m，青灰色黏土含少量粉砂，質(zhì)地均一，下段有植物碳屑分布。

2.25 — 12.50 m，灰黑色淤泥，含豐富的植物殘?bào)w碎屑，質(zhì)地均一。

12.50 — 13.00 m，灰褐色粉砂質(zhì)黏土，黏土含量高，有輕微的顆粒感。

13.00 — 14.50 m，青綠色細(xì)—中砂，長(zhǎng)石和石英碎屑較多，固結(jié)較硬，含少量磨圓礫石，中段夾幾層厚0.5 — 2.0 cm的棕黃色黏土。

14.50 — 16.00 m，灰白色中—粗砂，石英碎屑為主，長(zhǎng)石碎屑較少，夾極少量青灰色黏土。

16.00 — 20.00 m，暗灰色淤泥質(zhì)土，見碳化碎屑分布。

20.00 — 25.75 m，黃褐—青綠色硬質(zhì)黏土，除中間夾有兩層厚約5 cm的細(xì)砂層外，質(zhì)地較均一，底部約0.5 m含豐富的碳質(zhì)，呈顯著的灰黑色。

25.75 — 30.60 m，青灰—灰白色含中—粗砂黏土，見棱角狀石英粗砂。

30.60 — 31.00 m，褐黃色含細(xì)—中砂黏土，見棱角狀礫石分布。

（2）ZK004鉆孔的詳細(xì)分段巖性描述如下：

0.00 — 2.60 m，上部0.70 m為鋼筋混泥土，下部為碎石、磚塊等，人類干擾強(qiáng)。

2.60 — 20.25 m，灰黑色淤泥，碳質(zhì)碎屑分布不均勻，11.20 — 11.30 m夾1 — 2 mm薄層淺灰色中細(xì)砂。

20.25 — 22.30 m，青灰—灰黃色黏土，局部可見花斑狀鐵錳質(zhì)渲染。

22.30 — 26.80 m，黃褐色粉質(zhì)黏土，局部呈青灰色花斑狀，底部0.60 m逐漸過渡為青灰色黏土。

26.80 — 30.00 m，淺灰色粉土，質(zhì)較純，黏性較小，未見貝殼。

30.00 — 35.00 m，淺灰 — 灰黑色淤泥質(zhì)土，見碳化碎屑分布，局部呈白色花斑狀。

35.00 — 39.60 m，灰綠色黏土，局部呈3 — 5 mm淺黃色條帶狀，39.10 — 39.40 m呈灰褐色。

39.60 — 41.10 m，淺灰色卵石，卵石粒徑50 — 100 mm，次棱角，次磨圓。

41.10 — 42.00 m，灰綠色黏土，41.10 — 41.50 m呈5 — 8 mm淺黃色條帶狀。

此外，為了詳細(xì)了解不同期次海侵層在盆地內(nèi)部的分布特征，對(duì)盆地不同位置25個(gè)地點(diǎn)的913根鉆孔資料進(jìn)行分析總結(jié)，這些鉆孔資料來源于福州市勘測(cè)院，為福州盆地建設(shè)工程鉆孔，如地鐵建設(shè)、橋梁及樓盤的前期勘探。巖性的劃分主要依據(jù)《巖土工程勘察規(guī)范》，由工程勘察人員按照巖石的物理性質(zhì)進(jìn)行野外劃分記錄。每個(gè)地點(diǎn)按10 — 50 m不等間距鉆取幾根到上百根平行鉆孔，分別提取每根鉆孔的各海侵層的厚度及埋深等參數(shù)，為了最大程度地降低單根巖芯的誤差，分別對(duì)各個(gè)地點(diǎn)的鉆孔數(shù)據(jù)參數(shù)進(jìn)行綜合求取平均值。

1.2 實(shí)驗(yàn)方法

1.2.1 年代測(cè)試

ZKCS鉆孔的植物殘?bào)w由北京大學(xué)考古文博學(xué)院科技考古與文物保護(hù)實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行AMS14C測(cè)年，在15.75 m處樣品的年代為＞43000 a BP（表1）。ZKCS鉆孔13.00 — 16.00 m砂層中7個(gè)OSL測(cè)年樣品以及ZK004的2個(gè)OSL測(cè)年樣品（20.30 m和30.52 m）在福建師范大學(xué)濕潤(rùn)亞熱帶山地生態(tài)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室光釋光實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行測(cè)試，測(cè)試儀器為丹麥國(guó)家實(shí)驗(yàn)室生產(chǎn)的Ris? TL-DA 20；另外巖芯樣品U、Th和K含量測(cè)試由中國(guó)原子能科學(xué)研究院完成。ZK004鉆孔的另外3個(gè)OSL測(cè)年樣品在南京大學(xué)完成。

ZKCS鉆孔OSL測(cè)年樣品均為細(xì)砂及細(xì)砂以上粒徑，取90 — 125 μm粗顆粒組分進(jìn)行OSL測(cè)年。樣品等效劑量測(cè)試在福建師范大學(xué)釋光年代學(xué)實(shí)驗(yàn)室用單片再生劑量（SAR）法完成。等效劑量測(cè)試的預(yù)熱溫度設(shè)定為260℃。劑量恢復(fù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示劑量恢復(fù)比率為0.9 — 1.1，進(jìn)一步說明釋光感量校正有效，實(shí)驗(yàn)流程設(shè)定的條件是可行的。樣品的光釋光信號(hào)較強(qiáng)，且光釋光信號(hào)在前2 s基本衰減到背景值，呈快速衰減特征，為典型的石英信號(hào)特征。大部分樣品分布的等效劑量值比較集中，因此計(jì)算等效劑量時(shí)采用了中值年齡模型（CAM）。

1.2.2 粒度、地球化學(xué)元素及黏土渾濁水電導(dǎo)率

取1 g左右的樣品，加入5 mL濃度10%的H2O2及濃度10%的HCl處理，以去除沉積物中的有機(jī)質(zhì)和鈣質(zhì)膠結(jié)，之后再加入5 mL濃度為0.05 mol ? L?1的(NaPO3)6分 散 劑，在 超 聲 波下震蕩3 min（胡凡根等，2013），利用Master Sizer — 2000激光粒度儀進(jìn)行粒度測(cè)試，儀器測(cè)量范圍為0.02 — 2000 μm，相對(duì)誤差小于2%。

粒度測(cè)試顯示，除了含砂層粒度顯著變粗外，黏土層和淤泥層的粒度（以中值粒徑D(0.5)為例）基本一致。并且砂層，尤其是13.00 — 16.00 m層段主要以細(xì)砂、中砂及粗砂為主，含極少量的黏土，給特定粒級(jí)（如黏土粒級(jí)）的提取帶來一定的困難，因此本文采用全樣進(jìn)行地球化學(xué)元素測(cè)試。將自然風(fēng)干后的樣品研磨成200目以下的粉末，稱取2 g加適量硼酸，壓為直徑4 cm的圓片，以帕納科Epsilon 3 XLE X熒光光譜儀測(cè)定常量元素含量，測(cè)量誤差小于5%。

黏土渾濁水電導(dǎo)率值受外界干擾小，能夠很好地區(qū)分海相、海陸過渡相和陸相沉積環(huán)境。將自然風(fēng)干的樣品研磨至小于30目，稱取10 g樣品加入到120 mL的蒸餾水中，攪拌3 min，分別將靜置1 h和5 d的溶液利用上海雷磁DDS-11A電導(dǎo)率儀各測(cè)3次，取其平均值；如果二者相差不大，則選取靜置5 d的測(cè)量值（靜置5 d，離子充分釋放）；如果相差較大，重復(fù)上面的步驟制樣重測(cè)（方晶等，2011；劉翀等，2015）。

ZKCS鉆孔全孔按間隔25 cm共采集89個(gè)樣品進(jìn)行硅藻分析鑒定。硅藻鑒定僅限于區(qū)分海水、半咸水及淡水屬種類型，以輔助電導(dǎo)率和地球化學(xué)元素進(jìn)行海相、海陸過渡相及陸相等沉積地層的劃分。所見海水硅藻主要包括：輻環(huán)藻屬（Actinocyclussp.），輻 間 藻 屬（Actinoptychussp.），具槽帕拉藻（Paralia sulcata），海鏈藻屬（Thalassiosirasp.）和海線藻屬（Thalassionemasp.）等；半咸水硅藻有小環(huán)藻屬（Cyclotellasp.），雙 眉 藻 屬（Amphorasp.），卵 形 藻 屬（Cocconeissp.），雙壁藻屬（Diploneissp.），雙菱藻屬（Surirellasp. ）等；淡水硅藻有異極藻屬（Gophonemasp.），為廣泛分布在福建地區(qū)的淡水硅藻屬（王開發(fā)等，1995；王開發(fā)等，2002）。

2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果

2.1 鉆孔年代框架

AMS14C年代數(shù)值經(jīng)OxCal v4.3.2程序（Ramsey，2017）、IntCal 13曲線（Reimer et al，2013）校正（表1），ZKCS鉆孔15.75 m樣品年代＞43000 a BP，超過了14C的測(cè)年技術(shù)上限，13.00 — 16.00 m層段的OSL年代結(jié)果示于表2，其中15.46 m及15.89 m的OSL年代分別為48.05 ka和50.02 ka，與15.75 m處14C年代＞43000 a BP邏輯上符合。14C測(cè)年除4.15 m樣品（BA160661）年代與附近年代相比偏老外，其余14C年代數(shù)值均表明2.25 — 12.50 m的淤泥層屬于全新世，與前期福州盆地大量研究（林景星，1979；韓書華和張靜，1992；鄭榮章等，2002）認(rèn)識(shí)相符。OSL年代在13.75 — 14.91 m出現(xiàn)倒置，可能與河流重復(fù)搬運(yùn)過程和快速堆積有關(guān)。該孔年代 — 深度模型（圖2）顯示末次冰期內(nèi)沉積速率極低。ZK004鉆孔的年代結(jié)果（表3）同樣表明2.60 — 20.25 m的淤泥層應(yīng)屬于全新世的產(chǎn)物。20.30 m的OSL年代為19.36 ka，說明在末次盛冰期內(nèi)存在一定的沉積間斷，該沉積間斷在福建沿海地區(qū)廣泛分布，有一定的區(qū)域意義（張路等，2007；張路等，2009；李永飛，2014），30.00 — 35.00 m的淤泥質(zhì)土應(yīng)屬于MIS3。

表3 ZK004鉆孔OSL年代結(jié)果Tab. 3 Optically stimulated luminescence dating results of the borehole ZK004

圖2 ZKCS鉆孔的深度 — 年代模型Fig. 2 Depth — age model of borehole ZKCS

表1 ZKCS鉆孔植物殘?bào)wAMS 14C年代結(jié)果Tab. 1 AMS 14C dates of plants residues results of the borehole ZKCS

表2 ZKCS鉆孔OSL年代結(jié)果Tab. 2 Optically stimulated luminescence dating results of the borehole ZKCS

2.2 ZKCS鉆孔沉積相及綜合指相結(jié)果

微體古生物是追溯沿海地區(qū)古環(huán)境、古氣候演變的重要指標(biāo)。由于福建沿海較強(qiáng)的沉積動(dòng)力，以及多降水、強(qiáng)蒸發(fā)導(dǎo)致水介質(zhì)偏酸性的背景，地層中鈣質(zhì)微體古生物極少，僅硅藻多見。硅藻在咸、淡水域中都能生存，其組合亦能反映水體鹽度、溫度等變化（李明慧和康世昌，2007）。依據(jù)硅藻中海水、半咸水和淡水種在地層中的共生或單獨(dú)出現(xiàn)狀況，即可大致分辨出海相、海陸過渡相和非海相淡水沉積環(huán)境。

海相及陸相沉積物中鎂和鋁含量變化研究發(fā)現(xiàn)Mg為親海元素，在海水中大量存在，指示海相沉積環(huán)境，而Al在海水中含量相對(duì)較少，在陸相沉積中含量相對(duì)較多，可作為一種親陸元素，指示陸相沉積環(huán)境；從淡水向海水過渡的沉積環(huán)境中，MgO含量和鎂/鋁含量比（m= 100×MgO/Al2O3）隨鹽度增加而增大（張士三，1984；張士三等，1993），故而這兩個(gè)數(shù)值的相對(duì)變化可用來判別沉積環(huán)境。圖3顯示，黏土層與淤泥層的中值粒徑D(0.5)相近，而地球化學(xué)元素MgO含量有明顯的差別，說明在黏土和淤泥層中可以排除地球化學(xué)元素受“?？匦?yīng)”的影響。

電導(dǎo)率值的大小是由溶液中的離子和各類鹽類的含量決定的，從淡水至半咸水再到海水，電導(dǎo)率逐漸增大；運(yùn)用黏土渾濁水電導(dǎo)率來判別海陸沉積環(huán)境，發(fā)現(xiàn)海相沉積的電導(dǎo)率值遠(yuǎn)大于陸相沉積（方晶等，2006；方晶等，2011）。

根據(jù)ZKCS鉆孔巖性、粒度和硅藻屬種鑒定劃分沉積相（圖3），并結(jié)合地球化學(xué)元素及電導(dǎo)率分析，可以把鉆孔從下至上分為5個(gè)層段，各層段詳細(xì)結(jié)果總結(jié)如下：

圖3 福州盆地ZKCS鉆孔綜合分析圖（Ⅰ—Ⅴ為劃分的5個(gè)階段，其中Ⅱ和Ⅳ為海侵層）Fig. 3 Comprehensive analysis of ZKCS borehole in Fuzhou Basin (Ⅰ—Ⅴ indicates five stages divided based on comprehensive analysis, Ⅱand Ⅳ are transgression processes)

Ⅰ層段（20.00 — 31.00 m）：巖性以褐黃色含細(xì) — 中砂黏土、青灰 — 灰白色含中 — 粗砂黏土，以及黃灰 — 青綠色硬質(zhì)黏土為主，25.75 — 31.00 m段沉積物為砂質(zhì)黏土，中值粒徑D(0.5)介于5.17 — 82.72 μm，平均為16.01 μm，沉積物中值粒徑較大，未見硅藻分布，表明水動(dòng)力較強(qiáng)，搬運(yùn)能力較大，可能為受到閩江（或?yàn)觚埥┯绊懙暮恿飨啵?0.00 — 25.75 m 段D(0.5)介于5.11 — 21.83 μm，平 均 為9.04 μm，表 明 水 動(dòng) 力 較 下部沉積相對(duì)較弱，其中22.50 — 25.75 m海水、半咸水及淡水硅藻都有發(fā)現(xiàn)，但大多為碎片，主要分布黃灰色硬質(zhì)黏土，表明沉積物曾暴露于地表，受到風(fēng)化侵蝕，應(yīng)為湖相/湖濱相；MgO及m值在該層段呈很好的同步性變化，25.75 — 31.00 m為低值段，之后至20.00 m有所增加；而電導(dǎo)率值極低，平均值僅0.10 mS ? cm?1，并無明顯的變化，為低值段。綜合各類參數(shù)，確定該層段以陸相沉積為主，夾雜部分海陸過渡相。

Ⅱ?qū)佣危?6.00 — 20.00 m）：巖性為暗灰色淤泥質(zhì)土，中值粒徑D(0.5)為6.38 — 12.59 μm，平均為7.53 μm，此層段見較多海水硅藻，同時(shí)也有較少的半咸水和淡水硅藻，并較22.50 — 25.75 m的硅藻保存更完整，表明水動(dòng)力較弱、沉積環(huán)境較穩(wěn)定，為濱岸海灣相沉積。MgO及m值在該段內(nèi)變化較為同步，為高值段；而電導(dǎo)率值較上一階段迅速升高，平均值為1.39 mS ? cm?1，為高值段。故該層段為海相沉積。

Ⅲ層段（12.50 — 16.00 m）：巖性以灰白色中 — 粗砂、青綠色細(xì) — 中砂和灰褐色粉砂質(zhì)黏土為主，13.00 — 16.00 m段主要為細(xì)至粗砂沉積，中值粒徑D(0.5)為14.43 — 668.47 μm，平均為202.77 μm，相比Ⅰ層段25.75 — 31.00 m的砂質(zhì)黏土沉積，本段粒度為全孔最粗，D(0.5)波動(dòng)更大，應(yīng)為極不穩(wěn)定的強(qiáng)水動(dòng)力沉積環(huán)境，僅底部15.50 — 16.00 m見極少保存不完整的半咸水和淡水硅藻，表明其應(yīng)為受到閩江（或?yàn)觚埥?qiáng)烈影響的河流沉積相。12.50 — 13.00 m段沉積物為砂質(zhì)黏土，D(0.5)為8.34 — 21.10 μm，平均為12.49 μm，未見硅藻保存，為水動(dòng)力較弱的湖濱相。MgO及m值呈同步變化，為一低值段；電導(dǎo)率值極低，與Ⅰ層段相當(dāng)，平均僅0.24 mS ? cm?1，為低值段。綜合上述參數(shù)，判斷該層段主要為陸相沉積，夾部分海陸過渡相。

Ⅳ層段（2.25 — 12.50 m）：巖性為暗灰黑色淤泥，中值粒徑D(0.5)為6.87 — 12.72 μm，平均為8.47 μm，見豐富的海水硅藻，也有少量保存較完整的半咸水和淡水硅藻，前人也在該淤泥層位見有孔蟲（林景星，1979；王紹鴻，1982），應(yīng)為穩(wěn)定的弱水動(dòng)力沉積環(huán)境，為近岸淺海相。MgO及m值在該層段內(nèi)呈同步變化，且為高值段；電導(dǎo)率值迅速升高，平均為1.86 mS ? cm?1，并且波動(dòng)較Ⅱ?qū)佣涡?，也為高值段。綜合上述參數(shù)，該層段應(yīng)為海相沉積。

Ⅴ層段（0 — 2.25 m）：0.60 — 2.25 m主要為青灰色黏土、褐黃色黏土，中值粒徑D(0.5)為4.93 —7.22 μm，平均為5.99 μm，未見硅藻，但發(fā)現(xiàn)陸生落葉喬木南紫薇（Lagerstoemia subcostata）花粉，應(yīng)為湖相沉積。頂部0 — 0.60 m見淡水硅藻，中值粒徑D(0.5)為6.35 — 13.60 μm，平均為7.39 μm，見瓦礫碎屑分布，為受人類活動(dòng)影響較大的雜填土；MgO及m值在該層段內(nèi)表現(xiàn)出較為同步的變化，為低值段；電導(dǎo)率值較上一階段迅速下降，平均僅為0.19 mS ? cm?1，為低值段。綜合上述參數(shù)，應(yīng)為陸相沉積。

3 討論

從以上結(jié)果可以看出，ZKCS鉆孔記錄了兩次完整的海侵—海退過程，盡管第一次海侵開始時(shí)間沒有測(cè)年數(shù)據(jù)，但是其結(jié)束的時(shí)間約為50 ka（OSL），而第二次海侵發(fā)生于全新世期間，對(duì)應(yīng)于前人命名的“長(zhǎng)樂海進(jìn)”（林景星，1979）。圖3中，能反映海侵強(qiáng)度的代用指標(biāo)如沉積厚度、電導(dǎo)率值、MgO含量及m值等，都顯示出第一次海侵強(qiáng)度要低于全新世長(zhǎng)樂海進(jìn)。全新世長(zhǎng)樂海進(jìn)是福州盆地目前發(fā)現(xiàn)的規(guī)模最大、影響范圍最廣、研究程度最深的海侵事件（林景星，1979；韓書華和張靜，1992），對(duì)其發(fā)生的主要原因沒有爭(zhēng)論，即冰后期全球氣候變暖，冰川融化，海面上升引起的海水入侵，其中也疊加了福州盆地緩慢的間歇性構(gòu)造下沉（王紹鴻，1984；張路，2008；張路等，2009）。

前人研究認(rèn)為福州盆地存在兩次顯著的海侵事件，一次即“長(zhǎng)樂海進(jìn)”，另一次即發(fā)生在44 — 20 ka BP 的“福州海侵”（鄭榮章等，2005）。本文的AMS14C測(cè)年結(jié)果顯示ZKCS鉆孔記錄的第二次海侵結(jié)束時(shí)間＞43000 a BP（表1），其同層位上覆地層底部的OSL年代為48.05 ka及50.02 ka，接近該次海侵的結(jié)束年代，對(duì)比古田路ZK004鉆孔同一海侵層位頂部的OSL年代為36.78 ka（圖4），因此推測(cè)ZKCS鉆孔記錄的第一次海侵主體應(yīng)該是發(fā)生于MIS3早期，應(yīng)與福州海侵相對(duì)應(yīng)（藍(lán)東兆等，1986）。該海相沉積層下為厚度5 m多的（20.00 — 25.75 m）硬質(zhì)黏土層，硬質(zhì)黏土層在沿海地區(qū)的末次冰期尤其是MIS2和MIS4階段廣泛分布（王張華等，2008；Wang et al，2015），代表海退事件，甚至代表著風(fēng)化侵蝕，從本文已獲得的年代數(shù)據(jù)來看，該硬質(zhì)黏土層形成時(shí)代早于MIS2，應(yīng)屬于MIS4。因此，將ZKCS鉆孔記錄的福州海侵發(fā)生的主體時(shí)間限于MIS3早期，那么其發(fā)生的主要原因就值得探討。

圖4 ZKCS鉆孔與ZK004鉆孔綜合對(duì)比Fig. 4 Comprehensive comparison of borehole ZKCS and ZK004

一般來說，海侵發(fā)生的原因除了海面的絕對(duì)升高外，某一地區(qū)地殼的構(gòu)造下沉引起的海面相對(duì)升高同樣也會(huì)導(dǎo)致該地區(qū)發(fā)生海侵，比如我國(guó)渤海灣沿海地區(qū)在晚更新世以來才出現(xiàn)大規(guī)模的海侵，就與構(gòu)造沉降有關(guān)（Yao et al，2012；姚政權(quán)和石學(xué)法，2015）。大量研究發(fā)現(xiàn)，35 ka BP時(shí)期（MIS3最暖期），北半球大陸的冰蓋面積仍大于現(xiàn)代冰蓋面積，占末次盛冰期（LGM）冰蓋面 積 的40% — 70%（Peltier，1994；Winograd，2001），當(dāng)時(shí)的冰量比現(xiàn)在多41.5%（于革等，2003），另外根據(jù)重建的全球海面（Lambeck and Chappel，2001；Waelbroeck et al，2002；Siddall et al，2003）以及東南亞（Hanebuth et al，2011）海面變化曲線可以發(fā)現(xiàn)，120 ka BP重建的全球海面及東南亞海面均高于現(xiàn)今海面，但從此之后直至全新世開始，重建的海面高度均低于現(xiàn)今海面，即使在MIS3，也沒有出現(xiàn)高于現(xiàn)今海面的時(shí)期，由此看來MIS3早期發(fā)生海侵事件與當(dāng)時(shí)海面的絕對(duì)高度不符。

福建東南沿海盆地構(gòu)造演化研究認(rèn)為，研究區(qū)內(nèi)各盆地（包括福州盆地）自晚更新世以來均有發(fā)生沉降，其過程分為兩個(gè)階段：晚更新世前斷陷沉降階段及其間、其后的拗陷沉積階段（張路，2008）。ZKCS鉆孔記錄的福州海侵埋藏深度為? 9.23 — ? 13.23 m（埋藏深度=鉆孔孔口高程? 鉆孔海侵層進(jìn)尺深度），前人研究發(fā)現(xiàn)盆地的沉積中心在古田路—鼓山洋里之間（鄭榮章等，2005），古田路ZK004鉆孔該次海侵埋深可達(dá)? 25.91 — ? 30.91 m。盡管在MIS3期間，冰蓋消融造成海面上升，但全球海面遠(yuǎn)低于現(xiàn)代海面，東南亞海面在此期間的最高海面也低于現(xiàn)今海面30多米，最近對(duì)于南黃海地區(qū)MIS3海侵研究重建的最高海面（即MIS3晚期，35 ka BP）高度在? 26.3 — ? 29.9 m asl（Ye et al，2016）。由此看來福州海侵層在ZKCS孔的埋深要高于當(dāng)時(shí)的海面高度，而ZK004鉆孔的埋深基本與重建的海面較一致，因此單純的海面升高，不足以解釋此次海侵在盆地內(nèi)部的分布特征。為了解決這一問題，對(duì)福州市勘測(cè)院提供的福州盆地25個(gè)地點(diǎn)的913個(gè)鉆孔巖芯資料集成，重建了長(zhǎng)樂海進(jìn)和福州海侵層的厚度及底層埋藏深度在盆地內(nèi)的分布情況（圖5），可以看出從福州海侵以來，閩江以北鉆孔的海侵層沉積厚度大于閩江以南鉆孔，且閩江以北鉆孔海侵層的埋深也比閩江以南鉆孔深，指示著盆地內(nèi)部大致以閩江為界，南北發(fā)生了不均勻的構(gòu)造活動(dòng)：閩江以北一直作為沉積中心，而閩江以南很少作為沉積中心，甚至可能發(fā)生抬升。城市活動(dòng)斷層勘察也發(fā)現(xiàn)，在盆地內(nèi)部主要的活動(dòng)斷層多數(shù)位于閩江以北，且所有的斷層均為全新世之前活動(dòng)（朱金芳等，2005），全新世海侵層和福州海侵層的最大厚度分別位于八一水庫—尚干斷裂和鼓山山前斷裂附近。因此，可以做出如下推測(cè)：在福州海侵發(fā)生之前，盆地整體發(fā)生快速沉降，為海侵的發(fā)生提供了充分的背景條件，之后隨著MIS3的到來，海面上升，海水得以入侵盆地，在此期間ZKCS鉆孔所在的閩江以南區(qū)域由于盆地內(nèi)部的不均勻構(gòu)造運(yùn)動(dòng)而發(fā)生相對(duì)抬升，造成海侵活動(dòng)的提前結(jié)束，相應(yīng)的海侵層埋深也較淺，即ZKCS鉆孔的福州海侵層埋深僅? 9.23 — ? 13.23 m，而閩江以北的古田路鉆孔埋深達(dá)到? 25.91 — ? 30.91 m，且ZKCS記錄到的海侵結(jié)束年代（約50 ka）也遠(yuǎn)早于古田路ZK004鉆孔（約36 ka）。因此，福州海侵發(fā)生的主要原因?yàn)榕璧氐臉?gòu)造沉降，并且盆地內(nèi)部的不均勻構(gòu)造活動(dòng)也造成了該海侵層在整個(gè)盆地分布的不均勻性。

圖5 福州盆地“長(zhǎng)樂海進(jìn)”層（a）及“福州海侵”層（b）厚度及底層埋藏深度等值線圖Fig. 5 Contour map of thickness and burial depth of bottom layer of “Changle” and “Fuzhou” transgression deposits in Fuzhou Basin

此外，在福州海侵發(fā)生前，即ZKCS鉆孔22.50 — 25.75 m處，見海水、半咸水和淡水硅藻碎片，MgO含量和m值顯示出比前期明顯的升高，但又低于海相沉積層，電導(dǎo)率值極低，并無明顯變化，可能暗示著在該階段，盆地下沉到一定程度，海水偶爾可以短時(shí)間進(jìn)入該地，帶來海水硅藻，但由于后期的淡水注入，使得鹽度迅速降低，從而在電導(dǎo)率和地球化學(xué)元素中沒有表現(xiàn)出海侵特征，指示著該時(shí)期可能已經(jīng)存在快速的地質(zhì)下沉，此時(shí)，ZKCS鉆孔位置的海拔應(yīng)略高于當(dāng)時(shí)的海面，因此在漲潮或者發(fā)生風(fēng)暴潮時(shí)，海水可以輕易到達(dá)，帶來海水硅藻，由于水動(dòng)力強(qiáng)，硅藻多以碎片的形式保存，同時(shí)造成MgO含量的增加，并且該層沉積物為低水位的硬質(zhì)黏土為主（時(shí)代可能為MIS4），并缺少福州盆地典型的海相沉積物 —— 淤泥，綜合巖性及各種環(huán)境代用指標(biāo)，認(rèn)為該層并不具備發(fā)生海侵的條件，僅指示了福州盆地發(fā)生了暫時(shí)性的海水進(jìn)入，比如較強(qiáng)烈的風(fēng)暴潮活動(dòng)。

4 結(jié)論

（1）通過對(duì)ZKCS鉆孔巖芯的AMS14C及OSL年代學(xué)研究，并與已有研究進(jìn)行對(duì)比，確認(rèn)ZKCS鉆孔記錄了兩次海侵事件，第一次海侵發(fā)生于MIS3階段早期，對(duì)應(yīng)前人命名的“福州海侵”，第二次海侵發(fā)生在全新世，對(duì)應(yīng)前人命名的“長(zhǎng)樂海進(jìn)”。

（2）福州海侵發(fā)生的主要原因與長(zhǎng)樂海進(jìn)不同，后者主要與冰后期的氣候變暖有關(guān)，而前者主要與盆地的構(gòu)造活動(dòng)有關(guān)，受到盆地內(nèi)部地形及構(gòu)造活動(dòng)差異性的影響，該海侵層在盆地內(nèi)不同位置結(jié)束的時(shí)間、沉積厚度、埋藏的深度等不一，因此造成其規(guī)模和影響范圍不及全新世的長(zhǎng)樂海進(jìn)。

致謝：感謝臺(tái)灣中正大學(xué)汪良奇博士協(xié)助硅藻鑒定。