XRF巖芯掃描技術(shù)在寧紹平原全新世海平面變化重建中的應(yīng)用.pdf

1、在全球變暖的背景下，海平面上升已經(jīng)成為全球性重大環(huán)境問題之一。海平面對(duì)氣候變化的響應(yīng)非常敏感，是全球氣候變化中一個(gè)重要的氣候響應(yīng)參數(shù)，因而也是全球變化研究的重要內(nèi)容。海平面的變化具有全球性亦具有區(qū)域性:海平面變化受全球冰量的影響，因此在全球尺度上可以進(jìn)行對(duì)比;同時(shí)，在不同地區(qū)海平面的變化受到區(qū)域構(gòu)造運(yùn)動(dòng)的影響，具有區(qū)域差異性。全新世時(shí)期的海平面變化主要受到全球冰量和海水溫度的影響，具有全球性，因此區(qū)域海平面的變化與全球海平面變化應(yīng)具有可

2、對(duì)比性。
　　自二十世紀(jì)中葉開始，我國(guó)老一輩科學(xué)家對(duì)中國(guó)東部全新世海平面變化進(jìn)行了長(zhǎng)期的、系統(tǒng)的研究，獲得了大量基礎(chǔ)性成果，以楊懷仁、謝志仁、趙希濤等為代表。進(jìn)入二十一世紀(jì)，隨著全球變化科學(xué)的興起，對(duì)全新世海平面變化的研究也日益活躍。中國(guó)東部長(zhǎng)江三角洲地區(qū)，是開展海平面變化最集中的地區(qū)。但是由于三角洲處于河口灣，陸海作用強(qiáng)烈，河道變遷頻繁，難以獲得連續(xù)的、高分辨率的沉積序列，而且長(zhǎng)江三角洲地區(qū)的地面沉降作用顯著且復(fù)雜，難以對(duì)海平面

3、變化曲線進(jìn)行校正，無法進(jìn)行全球?qū)Ρ取?br>　　針對(duì)長(zhǎng)江三角洲地區(qū)在海平面變化研究上的不足，本研究選擇長(zhǎng)江三角洲南部，寧紹平原東部的余姚盆地作為研究區(qū)域。余姚盆地是一個(gè)近東西向的小型山間洼地，由于北部慈南山脈和東部舟山群島的屏障作用，余姚盆地處于一個(gè)相對(duì)封閉的沉積環(huán)境。與北部的杭州灣以及東海開放陸架區(qū)相比，這里可以免受大潮和風(fēng)浪的影響，沉積穩(wěn)定、沉積物保存條件良好、地層完整而連續(xù)、巖相變化小、巖性單一，這些特點(diǎn)均有利于開展高分辨率的海平

4、面變化研究。為了控制余姚盆地的地層結(jié)構(gòu)，在研究區(qū)鉆取了3個(gè)巖芯，分別為位于盆地中心南部的HMD13孔和位于盆地中心北部的TLS13和TLS1402。
　　元素豐度的變化，是巖性變化的最直接表現(xiàn)。元素地球化學(xué)指標(biāo)對(duì)于環(huán)境氣候變化具有良好的指示作用。為了獲得高分辨率的元素豐度變化，本研究使用AVAATECH XRF(X Ray Fluorescence)巖芯掃描儀對(duì)巖芯表面進(jìn)行連續(xù)、高分辨率的掃描。XRF巖芯掃描儀被廣泛應(yīng)用于海洋巖芯

5、的元素地球化學(xué)分析，可以直接掃描巖芯表面，快速無損地分析得到元素的相對(duì)變化強(qiáng)度。根據(jù)不同指示意義的元素強(qiáng)度和元素比值的變化，可以進(jìn)行巖芯對(duì)比，反映古環(huán)境或者古氣候變化。
　　通過對(duì)比發(fā)現(xiàn)，Ca元素強(qiáng)度變化和巖芯的海相/陸相巖性變化具有很好的對(duì)應(yīng)性，在陸相沉積中，Ca元素強(qiáng)度表現(xiàn)為低值，而在海相沉積中，Ca元素強(qiáng)度表現(xiàn)為高值。通過常規(guī)XRF元素分析的對(duì)比，發(fā)現(xiàn)XRF巖芯掃描測(cè)得的Ca元素強(qiáng)度和常規(guī)XRF分析得到的Ca含量相關(guān)性高達(dá)8

6、1％，故認(rèn)為XRF巖芯掃描測(cè)得的Ca元素強(qiáng)度可以較好地反映沉積物中的Ca元素含量變化。在此基礎(chǔ)上，將Ca元素強(qiáng)度變化和海相性指標(biāo)（海相硅藻含量、有孔蟲和介形蟲）進(jìn)行對(duì)比發(fā)現(xiàn)，Ca元素強(qiáng)度變化與這些指標(biāo)的變化具有較好的正相關(guān)。因此，我們認(rèn)為XRF元素掃描可以獲得高分辨的沉積環(huán)境記錄，Ca元素強(qiáng)度可以作為海相沉積環(huán)境的指標(biāo)，同時(shí)也提供了地層框架建立和對(duì)比的重要手段。
　　通過對(duì)余姚盆地三個(gè)鉆孔的XRF元素掃描分析，獲得了每個(gè)巖芯的Ca

7、元素強(qiáng)度變化曲線，結(jié)合巖芯的年代框架，對(duì)余姚盆地全新世海平面變化進(jìn)行了綜合分析。對(duì)于余姚盆地而言，9ka B.P.之前，此處仍為陸地，海水最早在9ka B.P.到達(dá)地勢(shì)較低的TLS13（約-22m）;在8.5ka B.P.左右，整個(gè)余姚盆地（約-15m）被海水淹沒，成為海洋沉積環(huán)境;8.5-7ka B.P.期間，海平面迅速上升，接近現(xiàn)今海平面高度（約-3m）;7ka B.P.左右海平面上升速率變緩，河流帶來的沉積物使得此處開始發(fā)育為陸地