Characteristics and significance of major elements in aeolian sand deposits of Dongshan Section during the Last Glacial Period in northern Shandong Peninsula
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摘要:
以山东半岛北部东山剖面风沙沉积为研究对象，在光释光年代学建立年代格架的基础上，开展主量元素地球化学分析，讨论其指示的古环境意义。结果表明，东山剖面为末次冰期以来的沉积，堆积年代为49.1～14.7 ka。粒度特征显示平均粒径小于现代风沙沉积和辽东半岛末次冰期风沙沉积，分选性较差，呈正偏态；主量元素以SiO2、Al2O3和Fe2O3为主，三者含量和大于85%，K2O、CaO、Na2O、MgO平均值依次为3.00%、0.62%、1.24%、1.02%。根据年代标尺和气候代用指标将沉积序列分为3个期次，代表了干冷-湿润-干冷的气候旋回。化学风化指数CIA值显示，49.1～42.9 ka、29.1～14.7 ka 气候以干冷为主，42.9～29.1 ka气候以湿润为主。综合分析表明，山东半岛末次冰期风沙沉积受东亚季风、气候温度及海平面变化共同控制，CIA值并不完全受东亚夏季风控制，在低海平面时期，由于物源的改变及一致性风化作用可能具有较高的风化指数。同时，末次冰期风沙沉积CIA值的变化，可能记录了多次海因里希事件。
Abstract:Taking the aeolian sand deposits of the Muping section in the northern part of the Shandong Peninsula as the research object, based on the establishment of a chronology framework by photoluminescence, the geochemical analysis of major elements was carried out to discuss its indicative paleoenvironmental significance. The results indicate that the Mouping section is a sedimentary deposit since the Last Glacial Period during 49.1～14.7 ka. The particle size characteristics show that the average particle size is smaller than that of modern aeolian sediments and the last glacial aeolian sediments in the Liaodong Peninsula, with poor sorting and a positive skewness. The main elements are SiO2, Al2O3, and Fe2O3, and the total content of them exceeded 85%. The average contents of K2O, CaO, Na2O, and MgO are 3.00%, 0.62%, 1.24%, and 1.02%, respectively. According to the chronological scale and climate proxy indicators, the sedimentary sequence could be divided into three suits, representing the climate cycle from dry cold to wet and to dry cold again. The CIA (chemical index of alteration) values show that the climate from 49.1 to 42.9 ka and from 29.1 to 14.7 ka was mainly dry and cold, while the climate from 42.9 to 29.1 ka was mainly humid. Comprehensive analysis showed that the aeolian sand deposits during the Last Glacial Period in the Shandong Peninsula was jointly controlled by the East Asian monsoon, climate temperature, and sea level changes. The CIA value was not completely controlled by the East Asian summer monsoon. During the low sea level period, due to changes in provenance and consistent weathering, there may have been strong weathering. At the same time, the changes in CIA values of aeolian sand deposits during the Last Glacial Period may have recorded many Heinrich events.
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Keywords:
- aeolian sand deposits /
- OSL /
- major elements /
- climate change /
- Last Glacial Period /
- Shandong Peninsula
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孢粉是植物生殖细胞孢子和花粉的总称，因其外壁具有耐高温、抗氧化和耐酸碱腐蚀的特性，在漫长的地质年代里能够很好地保存为化石[1]。沉积地层中孢粉化石分布广泛、数量众多，不同种类的孢子和花粉组合记录的植被演替为古环境、古气候的反演提供了重要信息[1-5]。近海沉积中含有丰富的孢粉化石，是孢粉研究的重点区域。琼北盆地位于雷琼凹陷的南部，新生代以来发育了数千米的碎屑沉积，是中国南方新生代地层，特别是中晚新生代地层的重要发育区[6-10]。琼北盆地新生代的研究多集中于构造和岩石地层等方面，古生物特别是微体古生物的研究较少，缺乏系统性的连续记录，难以支撑区域地层的对比和统一格架的建立[7-14]。本次选取琼北盆地QJD10孔岩芯，在地质测年的基础上，通过沉积特征和孢粉微体化石的系统分析，来讨论琼北盆地晚新生代的沉积环境变迁，为区域地层的对比提供基础支撑。
1. 地质背景
琼北盆地位于海南岛北部，南以王五—文教断裂为界，北至琼州海峡，与雷州半岛隔海相望（图1）。在地层分区上，琼北盆地与雷州半岛同属于雷琼凹陷[6]。雷琼凹陷主要发育于新生代，构造上属于东亚陆缘裂谷带，欧亚、太平洋和印度洋板块交汇于此，其构造发展与演化受这三大板块的控制[15]。雷琼凹陷基底主要由古生代地层组成，在局部断陷中发育白垩纪和古近纪地层，统一的坳陷形成于新近纪[6]。新生代以来，雷琼盆地经历了初始陆内裂谷型断陷、主裂谷下陷、整体拗陷、盆地解体和缓慢隆起5个阶段的构造演化，并在重力均衡作用下缓慢隆起[16]，发育了数千米的沉积和火山地层[6, 12]。
2. 材料和方法
2.1 研究材料
QJD10钻孔（19°59′28.81″N、110°32′19.72″E）位于海南省海口市江东新区演丰镇下排村（图1），由中国地质调查局武汉地质调查中心于2019年8月钻获。钻孔高程6.81 m，岩芯总长250.00 m。岩芯整体揭露了一个自下而上由海到陆的沉积序列：下部250.00～98.80 m发育灰绿色粉砂—细砂为主的滨浅海沉积，下未见底；中间98.80～13.20 m见滨海贝壳碎屑岩，顶部13.20 m以上发育陆相沉积和风化层（图2）。岩芯揭露的地层沉积结构、构造特征清晰，层次分明，是区域浅部典型的海陆地层。
![图 2 QJD10孔岩芯剖面简图和ESR测年点]()
图 2 QJD10孔岩芯剖面简图和ESR测年点Figure 2. Profile sketch of core QJD10 and the points of ESR dating孢粉样品采自QJD10钻孔18.20～250.00 m段黏土和粉砂等细粒沉积，39.99～57.10 m和76.77～98.80 m贝壳砂砾岩段未取样。样品按约2 m间距采集，共完成分析96样。
2.2 研究方法
2.2.1 年代分析
利用碎屑石英等矿物中储存的辐射信号来获取沉积物埋藏年龄是地质测年的重要方法，特别是在超出14C测年范围的地层中有着较为广泛的应用[17-19]。其中电子自旋共振（Electron Spin Resonance，简称ESR）是通过电子顺磁共振现象获取矿物的累积顺磁中心数量，再通过环境辐射剂量率来计算得到矿物最后一次光照晒褪后的沉积埋藏年龄[18]。ESR测年较光释光等测年方法的下限更老，可达百万年级[17]。结合钻孔揭露地层情况，利用ESR方法对钻孔上部地层进行了年代测试。
样品先分选提取100～200 μm石英，经人工钴源辐照后，再用ESR信号测量谱仪（德国布鲁克公司EMX BRUKER X-Band）对样品进行信号测量，并根据样品ESR信号测量结果计算出古剂量。年剂量则根据样品的铀、钍、钾含量和宇宙射线、含水量等计算得到。最后利用样品古剂量和年剂量之商计算得到ESR年龄，年龄误差为10%～20%。ESR样品分析由北京光释光实验室科技有限公司完成。
2.2.2 孢粉分析
孢粉提取采用传统的过筛法。先加盐酸去除样品中的钙质，再加氢氟酸去除硅质，最后用7 μm网筛在超声波中过筛。孢粉的鉴定和统计是用光学投射显微镜（Leica DM4000 B）在10×40倍下进行，对个体极小的孢粉放大至10×60倍。在孢粉鉴定统计的同时，对沟鞭藻和有孔虫内膜进行了统计。
孢粉的浓度计算采用“外加标志法”[20]，即将已知浓度的现代石松孢子（Lycopodium）（27 637±593粒/片）添加到每一份样品中，再依据鉴定和统计结果进行孢粉、沟鞭藻和有孔虫内膜浓度/丰度的计算。微体化石浓度/丰度计算公式如下：
微体化石浓度/丰度(n/g)=加入石松孢子数×统计孢粉数统计的石松孢子数×样品质量(g) 总花粉鉴定统计总数超过100粒的样品，利用Tilia软件进行单样孢粉含量的计算和聚类分析，并分段计算了各类孢粉的平均含量。
3. 结果
3.1 年代数据
在QJD10孔18.25～18.40 m和21.85～22.00 m处灰色粉砂质黏土中获取了2个ESR年代数据，分别为609±122 ka和685±137 ka，下老上新，分布于早/中更新世之交（表1和图2）。
表 1 QJD10孔ESR测年结果Table 1. Results of ESR dating on core QJD10实验编号 野外编号 样品类型 深度/ m U/ (μg/g) Th/ (μg/g) K2O/ % 含水量/ % 古剂量/ Gy 年剂量/ (Gy/ka) 年龄/ ka A 19107 JD10-01 粉砂质黏土 18.25～18.40 3.15 12.84 1.29 29 1322 ±2642.17 609±122 A 19108 JD10-02 粉砂质黏土 21.85～22.00 2.90 11.24 1.23 27 1417 ±2832.07 685±137 3.2 孢粉等微体古生物特征
QJD10孔沟鞭藻和有孔虫化石分布特征相似，可分为明显的两段（图3）。69.60～18.20 m段沟鞭藻和有孔虫化石含量丰富，呈连续分布，沟鞭藻孢子浓度平均达47 颗/克，有孔虫内衬丰度达58 枚/g；250.00～69.60 m段沟鞭藻和有孔虫化石含量明显下降，呈断续分布，变幅大，沟鞭藻孢子浓度平均仅16 颗/g，有孔虫内衬丰度仅为8 枚/g。
![图 3 QJD10孔孢粉浓度和主要成分含量变化]()
图 3 QJD10孔孢粉浓度和主要成分含量变化灰色阴影为强水动力环境影响层位。Figure 3. The palynological concentration and percentage composition of major taxa in core QJD10The gray shadow shows the records affected by high hydrodynamic condition.QJD10孔共鉴定出花粉和孢子121科属，其中热带针叶乔木类7属，亚热带针叶乔木类4科属，热带亚热带阔叶乔木和灌木类62科属，温带阔叶乔木和灌木类12科属，草本类19科属，蕨类植物孢子17科属。根据植被生态学对孢粉类型进行了划分[21]（表2和图3）。
表 2 QJD10孔孢粉类型及生态学划分Table 2. The taxa of pollen and spores identified and the ecological groups in core QJD10类型 科属 热带针叶类 罗汉松属（Podocarpus）、鸡毛松属（Dacrycarpus）、陆均松属（Dacrydium）、叶枝杉属（Phyllocladus）、油杉属（Keteleeria）、苏铁属（Cycas）、南洋杉属（Araucaria） 亚热带针叶类 松属（Pinus）、柏科（Cupressaceae）、杉科（Taxodiaceae）、铁杉属（Tsuga） 热带亚热带阔叶类 常绿栎属（Quercus-evergreen）、栲属（Castanopsis）、桑科（Moraceae）、千屈菜科（Lythraceae）、木犀科（Oleaceae）、无患子科（Sapindaceae）、大戟科（Euphorbiaceae）、五加科（Araliaceae）、山茶属（Camellia）、山矾科（Symplocaceae）、青冈属（Cyclobalanopsis）、棕榈科（Palmae）、冬青属（Ilex）、栗属（Castanea）、紫葳科（Bignoniaceae）、山柳科（Clethraceae）、石栎属（Lithocarpus）、血桐属（Macaranga）、石楠属（Photinia）、山黄皮属（Randia）、蔷薇科（Rosaceae）、楝科（Meliaceae）、杨梅科（Myricaceae）、女贞属（Ligustrum）、榕属（Ficus）、海桑属（Sonneratia）、芸香科（Rutaceae）、马鞭草科（Verbenaceae）、蕈树属（Altingia）、豆科（Leguminosae）、槭属（Acer）、木麻黄科（Casuarinaceae）、野茉莉科（Styracaceae）、夹竹桃科（Apocynaceae）、茄科（Solanaceae）、茜草科（Rubiaceae）、山龙眼科（Proteaceae）、柿树科（Ebenaceae）、红树科（Rhizophoraceae）、苏木科（Caesalpiniaceae）、忍冬科（Caprifoliaceae）、使君子科（Combretaceae）、桃金娘科（Myrtaceae）、桑寄生科（Loranthaceae）、山麻杆属（Alchornea）、玉蕊科（Lecythidaceae）、苦苣苔科（Gesneriaceae）、野牡丹科（Melastomataceae）、八角枫科（Alangiaceae）、锦葵科（Malvaceae）、茶茱萸科（Icacinaceae）、瑞香科（Thymelaeaceae）、卫矛属（Euonymus）、合欢属（Albizzia）、山茱萸属（Cornus）、白蜡树属（Fraxinus）、含羞草属（Mimosa）、漆树科（Anacardiaceae）、紫金牛科（Ardisia）、金缕梅科（Hamamelidaceae）、樟科（Lauraceae）、云实科（Caesalpiniaceae） 温带阔叶类 桦木属（Betula）、胡桃属（Juglans）、桤木属（Alnus）、榆属（Ulmus）、鹅耳枥属（Carpinus）、榛属（Corylus）、朴属（Celtis）、胡颓子科（Elaeagnaceae）、枫杨属（Pterocarya）、椴树属（Tilia）、山核桃属（Carya）、黄杞属（Engelhardia） 草本 禾本科（Poaceae）、蒿属（Artemisia）、藜科（Chenopodiaceae）、莎草科（Cyperaceae）、菊科（Asteraceae）、玄参科（Scrophulariaceae）、十字花科（Brassicaceae）、唇形科（Lamiaceae）、蓼科（Polygonaceae）、毛茛科（Ranunculaceae）、百合科（Liliaceae）、爵床科（Acanthaceae）、旋花科（Convolvulaceae）、酸模属（Rumex）、荨麻属（Urtica）、鸢尾科（Iridaceae）、香蒲属（Typha）、眼子菜属（Potamogeton）、狐尾藻属（Myriophyllum） 蕨类 芒萁属（Dicranopteris）、水龙骨科（Polypodiaceae）、凤尾蕨属（Pteris）、卷柏属（Selaginella）、海金沙科（Lygodiaceae）、水蕨属（Ceratopteris）、紫萁科（Osmundaceae）、金粉蕨属（Onychium）、桫椤属（Alsophila）、蹄盖蕨科（Athyriaceae）、铁线蕨科（Adiantaceae）、卤蕨科（Acrostichaceae）、石松属（Lycopodium）、金毛狗属（Cibotium）、瓦韦属（Lepisorus）、鳞毛蕨属（Dryopteris）、阴地蕨属（Botrychium） QJD10钻孔中，孢粉浓度变化较大，最高达
5016 粒/g，最低为0 ，平均为415 粒/g，低于100粒/g的占38.54%，超过1000 粒/g的仅占11.45%。全孔花粉中木本植物花粉含量占据绝对优势，含量为78.74%，其中热带亚热带阔叶成分41.22%，亚热带针叶成分19.36%，热带针叶成分12.17%，温带阔叶成分5.98%，主要属种有松属、罗汉松属、铁杉属、陆均松属、常绿栎、蕈树属。草本植物花粉含量21.26%，主要为莎草科、禾本科。蕨类植物孢子含量26.36%，主要属种为水龙骨科、芒萁属、凤尾蕨属、卷柏属。
对96样中的42样进行了单样百分含量的计算，并利用Tilia软件对其进行了聚类分析，再结合孢粉浓度和沉积特征，将QJD10钻孔孢粉记录分为3个组合带、6个亚带（图3）。
孢粉组合带I：250.00～238.30 m
本组合带孢粉浓度较高，孢粉浓度平均为428 粒/g，最高为
1289 粒/g，最低仅56 粒/g。本带分析孢粉6样，其中4样进行了单样孢粉含量的计算。孢粉组合中以花粉为主，蕨类植物孢子平均含量为21.46%，主要属种有水龙骨科、海金沙科、凤尾蕨属和芒萁属。花粉组成中木本植物花粉占据绝对优势，平均含量达84.53%。木本植物花粉中以热带亚热带阔叶和亚热带针叶成分为主，平均含量分别为33.54%和33.26%；其次是热带针叶成分，平均含量为14.38%；温带阔叶成分最少，平均含量仅为3.31%。木本植物花粉主要属种有松属、常绿栎属、铁杉属、陆均松属、罗汉松属、油杉属、蕈树属和青冈属。草本植物花粉平均含量为15.51%，主要属种有莎草科、禾本科和藜科。孢粉组合带II：238.30～123.40 m
本组合带孢粉浓度整体较低，以高的蕨类植物孢子含量为特征，可分为3个亚带。
孢粉组合亚带II1：238.30～199.90 m
本带孢粉浓度较下伏地层大幅减少，为全孔最低，平均仅100 粒/g，最高为541 粒/g，最低为0 。本带分析孢粉19样，其中3样进行了孢粉含量的计算。孢粉组合中蕨类植物孢子含量上升，平均为35.77%，主要属种有水龙骨科、凤尾蕨属、卷柏科、芒萁属和海金沙科。花粉组成中木本植物花粉略微升高，平均含量达88.11%。木本植物花粉中热带亚热带阔叶成分含量也略有上升，平均含量为35.63%；温带阔叶和热带针叶成分平均含量也分别上升至7.25%和21.23%；亚热带针叶成分含量则下降，平均为23.99%；木本植物花粉主要属种有常绿栎属、松属、罗汉松属、陆均松属、柏科、杉科、山核桃属、蕈树属和青冈属。草本植物花粉略有下降，达全孔最低，平均含量仅11.89%，主要属种有藜科、禾本科、蓼科、莎草科和香蒲属。
孢粉组合亚带II2：199.90～189.00 m
本带孢粉浓度较下伏地层急剧增加，达全孔最高，平均为
2388 粒/g，单样最高可达5016 粒/g，最低为201 粒/g。本带分析孢粉6样，其中5样进行了孢粉含量的计算。孢粉组合中蕨类植物孢子含量大幅升高，超越木本植物花粉占据绝对优势，平均含量达60.16%，主要属种有水龙骨科、卷柏科、水蕨属、芒萁属和凤尾蕨属。花粉组成中木本植物花粉平均含量为85.03%。木本植物花粉以阔叶成分为主，热带亚热带阔叶和温带阔叶成分平均含量上升至46.66%和10.56%。亚热带针叶、热带针叶含量大幅下降，平均含量下降至15.39%和12.42%。木本植物花粉主要属种有常绿栎属、松属、陆均松属、冬青属、柏科、杉科、黄杞属、木麻黄科、青冈属、罗汉松属、蕈树属、椴属。草本植物花粉含量则略有上升，平均含量为14.97%，主要属种为禾本科、蓼科、藜科、菊科和莎草科。孢粉组合亚带II3：189.00～123.40 m
本带孢粉浓度再次急剧下降，平均为116 粒/g，最高为
1318 粒/g，最低为5 粒/g。本带分析孢粉32样，仅1样进行了孢粉含量的计算。相较于下伏地层，孢粉组合中木本植物花粉重新占据优势，蕨类植物孢子含量较下伏地层大幅减少，平均含量下降至34.79%，主要属种有水龙骨科、芒萁属、凤尾蕨属、紫萁科和海金沙科。花粉组成中，木本植物花粉中仍以热带亚热带阔叶成分为主，平均含量为31.91%；亚热带针叶、热带针叶成分含量均有升高，平均含量分别为22.25%和13.85%；温带阔叶成分略有下降，平均含量为9.87%。木本植物花粉主要属种有松属、常绿栎属、铁杉属、陆均松属、罗汉松属、金缕梅科和山核桃属。草本植物花粉含量上升，平均含量为22.12%，主要属种为禾本科、莎草科、唇形科、香蒲属、藜科、蒿属、菊科。孢粉组合带III：123.40～18.20 m
本组合带孢粉浓度整体较高，木本植物花粉占据绝对优势，以较高的草本植物花粉和较低的蕨类植物孢子为特征，可分为2个亚带。
孢粉组合亚带III1：123.40～69.60 m
本带孢粉浓度较下伏地层急剧上升，平均可达714 粒/g，最高为1866 粒/g，最低为67 粒/g。本带分析孢粉16样，其中13样进行了孢粉含量的计算。孢粉组合中仍以木本植物花粉为主，蕨类植物孢子含量较下伏地层继续减小，平均含量下降至16.47%，主要属种为水龙骨科、凤尾蕨属、芒萁属、水蕨属、海金沙科和卷柏科。木本植物花粉中热带亚热带阔叶优势明显，平均含量达54.17%；亚热带针叶、热带针叶和温带阔叶含量均有所下降，平均含量分别为11.78%、7.04%和5.91%。木本植物花粉主要属种有常绿栎属、松属、蕈树属、铁杉属、陆均松属、大戟科和金缕梅科。草本植物花粉含量上升，平均含量为21.09%，主要属种有禾本科、莎草科、唇形科、藜科、香蒲属和毛茛科。
孢粉组合亚带III2：69.60～18.20 m
本带孢粉浓度较下伏地层下降，平均为349 粒/g，最高为850 粒/g，最低为82 粒/g。
本带分析孢粉17样，其中16样进行了孢粉含量的计算。孢粉组合中木本植物花粉仍然占据绝对优势，蕨类植物孢子平均含量下降至全孔最低，为16.29%，主要属种有水龙骨科、芒萁属和凤尾蕨属、桫椤属、卷柏科和水蕨属。花粉组成中木本植物花粉中的热带亚热带阔叶成分含量下降，平均为27.73%；亚热带针叶和热带针叶含量升高，平均含量分别为26.67%和16.88%，温带阔叶含量则下降，平均含量为3.34%。木本植物花粉主要属种有松属、常绿栎属、蕈树属、铁杉属、油杉属、罗汉松属和陆均松属。草本植物花粉含量上升，平均含量上升至25.38%，达全孔最高，主要属种有莎草科、禾本科和蓼科。
4. 讨论
4.1 沉积相与地层年代
QJD10孔岩芯揭露的地层特征明显，对比琼北岩石地层[7-8, 13]，从下往上可划分为灯楼角组、海口组、秀英组和多文组。其中13.20～98.80 m段的海口组滨岸沉积特征最为明显，含丰富的生物碎屑，局部胶结好。39.99～98.80 m海口组一段以黄—褐色胶结程度高的贝壳砂砾岩为特征，见丰富双壳类化石。根据颜色和胶结程度又可细分为39.99～57.10 m、57.10～76.77 m和76.77～98.80 m三层。39.99～57.10 m和76.77～98.80 m两层为胶结程度高的贝壳砂砾岩，呈现暴露风化的黄、褐色等；中间57.10～76.77 m为胶结程度稍低的灰色黏土质粉砂，见丰富贝壳化石。13.20～18.20 m海口组三段以贝壳碎屑砂为特征，胶结程度低，为灰白—灰黄色，二者之间的18.20～39.99 m海口组二段为灰色粉砂质黏土。其中18.20～39.99 m和57.10～76.77 m段细粒沉积层中见丰富沟鞭藻和有孔虫微体化石，孢粉含量也较高，孢粉组合中常绿栎属、松属等热带亚热带木本花粉占据绝对优势（图4）。根据沉积特征和化石分布将其划分为无障壁海岸沉积相[9,22]，将海口组一至三段进一步划分为3个前滨间夹2个临滨沉积亚相（图4）。下伏于海口组的98.80～250.00 m段灯楼角组滨浅海沉积，以灰绿色细、粉砂为特征，局部见黏土、中—粗砂或含砾粗砂。沟鞭藻、有孔虫等海相微体化石含量较上覆海口组大幅下降，从上至下呈断续出现（图4），指示本段地层仍形成于海相沉积环境。孢粉记录在本段内呈现显著的变化，其中250.00～238.30 m和123.40～98.80 m段孢粉组合以常绿栎属、松属等热带亚热带木本花粉占据绝对优势，呈现出与上覆海口组相似的特征（图3），指示了近岸浅水环境。段内未见明显沉积间断，地层中出现的含砾粗砂等粗碎屑沉积显示存在河流等陆源物质输入，结合该处为东寨河入海口的古地理环境[23]，推断含砾粗砂等粗碎屑为水下分流河道沉积，该段地层为三角洲沉积。从下至上划分为三角洲前缘、前三角洲和三角洲前缘3个沉积亚相（图4）。上覆海口组的10.70～13.20 m段秀英组湖泊沉积，以深褐色黏土为特征。顶部0～10.70 m段为多文组玄武岩风化层，以红色黏土为特征，无层理，局部可见白色钙质。秀英组和多文组均为陆相地层（图4）。
![图 4 QJD10孔地层特征、微体古生物分布和沉积相]()
图 4 QJD10孔地层特征、微体古生物分布和沉积相灰色阴影为强水动力环境影响层位。Figure 4. Stratum features, micropaleontological distribution, and sedimentary facies in core QJD10The gray shadow shows the records affected by high hydrodynamic condition.本次获取的两个ESR测年数据609±122 ka和685±137 ka指示海口组二段顶部沉积于早中更新世之交，则海口组二段形成于早更新世。然而根据琼北地层划分方案第四纪与新近纪界线位于秀英组底部，灯楼角组和海口组为新近纪地层，形成时代分别为晚中新世和上新世；秀英组和多文组为第四纪地层，形成时代分别为早更新世和中更新世[7-8, 13]。琼北地区前期地层年代框架的建立主要依据生物地层和岩石地层[7-9, 13]，绝对地层年代数据则以14C、热释光和雷公墨玻璃陨石裂变径迹年龄为主，分布于中更新世以来的北海组及以浅地层[24-27]。21世纪以来，随着活动断裂、城市地质调查等工作的推进和测年技术的进步，光释光、14C、ESR和Ar-Ar等年代数据不断增多[13, 28-29]，但目前在北海组下伏地层获取的年龄数据仍然较少。此外，QJD10孔地层年龄与前期地层时代认识的差异也可能是岩石地层单位穿时性的体现。在海陆过渡地区，随着海平面的升降，相同的地层单元形成的地质年代可能不同[30-31]。隔海相望的雷州半岛徐闻县前山镇ZK1孔的古地磁等记录也显示，海陆过渡相的望楼港组具有穿时性，第四系/新近系的界面位于深度210 m左右的望楼港组中[12]。为了深入了解琼北地层的形成年代，将本次测年结果与雷州半岛南部徐闻县前山镇ZK1孔的古地磁年代进行了对比（图5）。
![图 5 QJD10孔与ZK1地层年代对比图]()
QJD10孔海口组二段顶部与海口组三段底部界线相当于中早更新统分界，时间对应徐闻县前山镇ZK1孔39 m处的古地磁布容和松山界线[12]。两个钻孔均指示了由海至陆的沉积环境变迁，且QJD10孔下部由较粗的三角洲前缘沉积向较细的前三角洲沉积再到中上部无障壁海岸的沉积环境变化与ZK1孔由下部细砂至中部黏土再至中上部的中、细砂指示的滨浅海沉积环境变化趋势一致[12]（图4、5）。根据两个岩芯记录的对比，推测QJD10孔岩芯底部年龄可达新近纪。尽管精确的地层年代框架仍待更多年代数据的进一步完善，但QJD10孔ESR测年数据仍为雷琼地区地层年代的认识提供了新的依据。
4.2 水动力环境变迁的孢粉记录
QJD10孔孢粉组成中，蕨类植物孢子含量呈现先升高后降低的趋势（图3）。238.30～123.40 m段蕨类植物孢子含量明显高于上下地层，平均含量为44.99%，其中199.90～189.00 m段平均含量达60.16%，孢粉组合中蕨类植物孢子已超越木本植物花粉占据绝对优势。孢粉中的优势种群也由松属、常绿栎属、铁杉属、陆均松属等木本植物花粉演替为水龙骨科、卷柏科和水蕨属等蕨类植物孢子。199.90～189.00 m段中水龙骨科孢子平均含量为39.58%，单样最高可达52.73%。由底至199.90～189.00 m，蕨类植物孢子平均含量由250.00～238.30 m的21.46%逐步上升至199.90～189.00 m的最大值，再逐步下降至123.40～69.60 m和69.60～18.20 m的16.47%和16.29%。不仅蕨类植物孢子含量在238.30～123.40 m段出现明显的高值，而且该段孢粉浓度还出现明显的降低。238.30～199.90 m段和189.00～123.40 m段孢粉平均浓度分别仅为100 粒/g和116 粒/g，约为下伏250.00～238.30 m段和上覆123.40～18.20 m段的1/4和1/5，其中238.30～199.90 m段为全孔最低值。沉积物中孢粉的属种和含量不仅是古气候古植被的函数，而且还受到沉积环境的影响[1, 3, 22]。水流、风力和虫媒是孢粉的主要传播途径，其中河流输入是海洋孢粉最主要的来源，特别是在近海河口地区[22, 32]。随着河口海岸距离的增加，陆源碎屑颗粒不断沉积，孢粉浓度一般呈下降趋势，但蕨类植物孢子因漂浮能力强，更适宜水流的远距离输送，其相对含量反而会随着离岸距离的增加而升高[22, 33-34]。238.30～123.40 m段蕨类植物孢子的高含量和低浓度指示了一个受水流影响的强水动力环境，这与钻孔所在处为东寨河入海口的古地理环境一致[23]。此外，随着离岸距离的增加，钻孔所在处还可能受到琼州海峡古洋流的影响。台湾海峡洋流经影响区的表层沉积物中，孢粉同样呈现出低浓度和高蕨类植物孢子含量的特征，蕨类植物孢子的最高含量可达80%以上[22]。临近琼北盆地的粤西琼东海域表层孢粉记录也显示，从临岸带、近岸带至远岸带，蕨类植物孢子含量不断增加，在远岸带达到最高值[35]。199.90～189.00 m段出现孢粉浓度极高值的突变也指示了一个远离海岸的较强水动力沉积环境。该段孢粉浓度分别为上下地层的20.6和23.9倍，孢粉浓度的这种突变也是对水体环境条件变化的响应。离岸距离的增加通常会导致孢粉浓度的降低，但在河流入海口，由于咸淡水的交汇、水团的相互作用等水体环境的变化，导致孢粉的絮凝沉降而在局部地区形成孢粉沉积的高值区[35, 36]。该段与238.30～123.40 m段其他孢粉记录及较粗的沉积物粒度反映的高能水动力环境一致（图3）。
5. 结论
（1）QJD10孔共鉴定花粉和孢子121科属，并根据分布特征将其分为3个组合带、6个亚带。孢粉组合带I和孢粉组合带III中木本植物花粉占据绝对优势，孢粉浓度总体较高；孢粉组合带II以高的蕨类植物孢子含量为特征，孢粉浓度总体较低。
（2）在ESR年代测试和地层对比的基础上，结合地层沉积特征和沟鞭藻、有孔虫海相微体化石的分布，QJD10孔近岸地层以高孢粉浓度和孢粉组合中以常绿栎属、松属等热带亚热带木本植物花粉组分占绝对优势，而远岸地层为低孢粉浓度和高蕨类植物孢子含量的特征变化记录了晚新生代琼北盆地由三角洲至无障壁海岸、再到湖泊和暴露风化环境的海陆变迁。
（3）QJD10孔孢粉的变化还记录了水动力环境的变迁。238.30～123.40 m段的高蕨类植物孢子含量和总体孢粉浓度的明显下降，以及199.90～189.00 m段孢粉浓度的突然升高指示了一个受水流影响的高能沉积环境，可能还受到琼州海峡古洋流的作用。
致谢：中国地质调查局青岛海洋地质研究所路晶芳副研究员、中国地质调查局武汉地质调查中心（中南地质科技创新中心）吴一笑博士对文稿进行了细致的修改，海南大学徐方建教授和两位审稿专家对文稿提出了宝贵的修改意见，在此一并表示感谢！
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图 5 东山剖面主量元素随深度变化
Figure 5. The variation of major elements with depth in the Dongshan section
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图 6 主要代用指标与全球指标对比
A： 本文Md；B：本文CIA；C：蓝色为海平面变化曲线[47]，绿色为中国东部海平面变化曲线[48]；D： 辽东半岛风成沉积中值粒径[11]；E： 葫芦洞石笋氧同位素指示东亚夏季风强度[44]；F： 黄土中值粒径指示东亚冬季风强度[49]；G：格陵兰岛GISP2冰芯氧同位素指示温度变化[50]。条带为海因里希事件[43]，E、F、G数据来源于https://www.ncei.noaa.gov。黑色线为LOESS拟合曲线，窗口比例为0.07。
Figure 6. Comparison of main proxy indicators to the global indicators
A:Md; B:CIA; C: The sea level change (blue curve), the sea level change in the eastern part of China (green curves); D:Md of aeolian sediments in the Liaodong Peninsula; E: The oxygen isotope of Hulu Cave stalagmite indicates the intensity of the East Asian summer monsoon; F: The median particle size of loess indicates the intensity of the East Asian winter monsoon; G: Temperature changes indicated by oxygen isotopes in GISP2 ice cores from Greenland. The vertical band represents the Heinrich event. The data sources of E, F, and G are from https://www.ncei.noaa.gov. The black line represents the LOESS fitting curve, at the window ratio of 0.07.
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图 8 东山剖面主量元素图解
Figure 8. The main element distribution in different stages in Dongshan section
表 1 光释光测试结果
Table 1 The results of OSL dating
样品 埋深/m K/% Th/(μg/g) U/(μg/g) 含水量/% 环境剂量率/(Gy/ka) 等效剂量/Gy 年龄/ka P3-1 0.9 2.60 5.12 1.24 21.67 3.18 49.77 15.6±0.8 P3-2 1.5 2.44 7.05 1.24 21.88 3.18 65.53 20.6±1.1 P3-3 2.1 2.23 6.28 1.37 23.49 2.92 62.72 21.5±1.4 P3-4 2.7 2.50 5.96 1.25 18.72 3.20 74.89 23.4±3.1 P3-5 3.3 2.46 5.20 1.23 18.37 3.09 109.85 35.5±3.6 P3-6 4.0 2.41 5.47 1.29 17.97 3.10 146.98 47.4±2.5 
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