（海洋地质专业论文）宁绍平原mis3以来的古环境与古文化记录.pdf

摘要 摘要 宁绍平原地处长江三角洲南缘，经济地位的重要性和生态环境的脆弱性使 得对于它的研究尤有意义。本文以采自河姆渡遗址附近的钻孔为研究对象，该 孔长度4 5 3 m ，受当代人类活动影响小而较好地保存了古环境信息，同时也汜录 了丰富的古文化遗存遗迹。在标志地层如泥炭层、第一硬质粘土层和第二硬质 粘土层选取样品采用a m s - 4 c 方法进行测年，辅以考古和历史资料，通过内插法 计算，获得整个钻孔的年代序列。在此精准的年代框架内，综合分析各个古气 候与古环境代用指标磁化率、粒度、有机碳同位素、孢粉的变化趋势，并结合 前人相应研究成果，获得宁绍平原自晚更新世末期到全新世现代约3 万年的古 环境和古文化演化的完整序列。 深度4 2 o m 以下，即前m i s 3 ( - 5 9 0 0 0 ab p ) 对应岩性地层中的第二硬粘土 层。孢粉贫乏，植被不甚发育，气候干冷恶劣；m i s 3 ( 5 9 0 0 0 - 2 4 0 0 0 ab p ) 本 段对应岩性地层中的两个硬土层之间的细砂层及砂泥互层，深度为4 2 0 - 3 5 5 m ， i j i 期温暖湿润，水量丰富，水动力条件强。后期气候渐渐恶化，偏干冷：深度 3 5 5 3 1 o m 的地层即对应l g m ( 2 4 4 7 5 1 2 0 3 1 ab p ) ，晚更新世晚期在末次冰 盛期作用下海水退出本区。钻孔揭示了沉积物从棕黄色细砂、泥质粉砂到暗绿 色硬黏土的演变过程，反应气候变冷，物源供应减少。植被稀疏，气候干冷，但 其间不乏暖湿的阶段，草甸c 4 植被发育；深度3 1 o 一3 0 m 年龄为1 2 0 3 卜4 4 3 5a b p 的地层以2 5 m ( 7 5 4 0 ab p ) 为界，其下为早全新世沉积，气候回暖，有所 波动；其上为中全新世气候适宜期，温暖湿润，人类繁衍，新石器文明空自，j 繁 荣；3 0 m 之上( 4 4 3 5ab p 一) 泥炭层的孢粉以常绿阔叶树为主，水生、湿生草本 植物多，表明当时为湿、热气候条件。该区在气候适宜期湖泊群扩张以及由陆地 洪水所造成的地面洼地积水、地下水位上升是造成某一时期泥炭堆积的重要原 因。总体来说全新世的气候在暖湿的主线上下微小地波动着。 如果说古气候反映的是较为广域的信息，那么沉积相所显现的就是局域的 古环境状况。在l g m 之f j 及期间，河姆渡钻孔所在区域沉积环境为河漫滩。所 在区域古湖泊未次盛冰期后开始积水，作为长期受海水强烈影响的滨海半咸水 湖泊，历经冰后期1 3 7 2 5 6 0 4 0 a b p 、6 0 4 0 - 4 9 5 7 a b p 和4 9 5 7 4 3 9 3 a b p 三次 海水进退。随着气候渐暖，湖水渐深。4 4 3 5 a b p 后湖水丌始淡化，继而经历沼 摘要 泽化，研究区变成湿地。到了现代本区已经成为干地。 第一硬粘土层的成因是本文关注的另一个重点。由于地域广大，长江三角 洲第一硬质粘土层的沉积环境受到不同的后生改造而显示不尽相同、甚至表面 相悖的现象是在所难免的。对宁绍平原河姆渡钻孔第一硬质粘土层样品的系统 粒度分析以及对比典型黄土、古土壤、下蜀土和代表性湖相、河流相样品的粒 度特征，发现第一硬质粘土层粒度分布特征和湖相沉积物极其相似，与下蜀土 则大为不同。从粒度分布的角度认为杭州湾地区的第一硬质粘土层的沉积环境 是一种水动力不很强的河湖相，而非j x l 尘沉积；下蜀土显示出与黄土和古土壤 的粒度特征在一定程度上的相似性，验证了下蜀土是风尘沉积，而且由于经过 后生成壤作用的强烈改造，更多地显示和古土壤相近的特征。孢粉分析发现粘 土层样品中含有较多偏向于生活在滞流的水环境中的淡水环纹藻类，为第一硬 质粘土层的水成成因增加了有力的佐证。可以推断末次盛冰期研究区水动力不 强，甚至呈现静滞的湖泊状态。硬粘土的母质即物源来自河流漫滩，沉积则发 生在这种河湖相之中。 本研究区是举世闻名的长江流域新石器时代河姆渡文明所在地，她被誉为 “中华远古文明之光”，也是世界上最早进行水稻耕作的地方。其存在时间约为 距今7 0 0 0 5 0 0 0 年，兴起于全新世气候转暖的时期，繁荣在大暖期鼎盛期，衰落 于气候恶化，环境崩溃。人类文化的发生、发展和嬗变都要受到特定的自然环 境的制约。史前时期，由于人类控制自然的能力相对较低，这种制约的力量就 更具有举足轻重的意义。气候变迁对长江三角洲古文化的发展具有决定性意义。 长江三角洲地区在全新世期l 白j 气候出现了多次波动，相应的人类文化的发展也 多次出现起伏。古环境、古气候与古文明演化序列的对应反映了全新世人地关 系的互相影响和协调。 关键词：宁绍平原，河姆渡古文明，磁化率，粒度，有机碳同位素，第一硬粘 土层，人地关系 a b s t r a c t a bs t r a c t n i n g s h a op l a i ni sl o c a t e do nt h es o u t h e r ny a n g t z er i v e rd e l t a ，t h ee c o n o m i c s t a t u si m p o r t a n c ea n dt h ee c o l o g i c a lv u l n e r a b i l i t ym a k er e s e a r c ho ni ts i g n i f i c a n t a 4 5 3m e t e r s c o r en a m e dh e m u d u l u o j i a n gc o r ew a st a k e nf r o m2 9 6 k mt o t h e h e m u d ua r c h a e o l o g i c a ls i t ew h e r et h ec o n t e m p o r a r yh u m a n i t ya f f e c t sa v o i d e dw h i l e t h ep a l a e o e n v i r o n m e n t a li n f o r m a t i o na n da n c i e n tc i v i l i z a t i o nr e c o r dp r e s e r v e d s a m p l e sf r o mt h es y m b o ls t r a t u mw e r es e l e c t e df o ra m s 14 cd a t i n ga n d t h r o u g h t h ei n t e r p o l a t i o nc o m p u t a t i o n c h r o n o l o g i c a lf r a m ew a sb u i l tu pw i t h i nw h i c h s y n t h e s i sa n a l y s i so fp a l a e o c l i m a t o l o g yi n d e x e si n c l u d i n gm a g n e t i cs u s c e p t i b i l i t y , g r a i n s i z e ，o r g a n i cc a r b o ni s o t o p e ，p o l l e nw e r em a d e ，t h u sw eo b t a i n e da3 0 ，0 0 0 y e a r - s e q u e n c eo fp a l a e o c l i m a t ec h a n g ef r o ml a t ep l e i s t o c e n et om o d e r nt i m ea n da l s o ac o m p l e t es e q u e n c eo fa n c i e n tc i v i l i z a t i o nv i c i s s i t u d ei nh o l o c e n e c l i m a t eb e f o r em i s 3 ( t h es e c o n dh a r d c l a yo fl i t h o l o g y ) r e f l e c t e di n t h e h e m u d uc o r ew a sc o l da n dd r y , l a c ko fp o l l e nm e a n tt h a tv e g e t a t i o nd i dn o td e v e l o p v e r ym u c h ；c l i m a t e o fm i s 3 ( 5 9 0 0 0 - 2 4 0 0 0 a b p ) c o r r e s p o n d e dt os a n da n d s a n d m u dl a y e r si ns t r a t u mw a sw a r ma n dw e t ，w a t e rd r i v i n gf o r c ec o n d i t i o nw a s s t r o n g h a v ea r r i v e da tl a t e rs t a g eo ft h i sp e r i o dt h ec l i m a t eb e g a nt ow o r s e na n db ea l i t t l ec o l d e ra n dd r i e r ；s e a w a t e rr e m o v e df r o mt h i sa r e au n d e rt h ee f f e c to fl g m ( 2 4 4 7 5 - 1 2 0 3 1 a b p 1 t h ec o r er e v e a l e dt h ed e p o s i te v o l u t i o n p r o c e s s f r o m b r o w n y e l l o wf i n es a n da n ds i l tt od a r kg r e e nh a r dc l a y , w h i c hs h o w e dc l i m a t e b e c a m ec o l d ，r e s o u r c es u p p l yd e c r e a s e d t h ev e g e t a t i o nw a ss p a r s e ，t h ec l i m a t ew a s d r ya n dc o l d ，b u tt h e r ew e r es t i l lw a r ma n dw e ts t a g e sd u r i n gl g mw h e nt h em e a d o w c 4v e g e t a t i o nd e v e l o p e d ；t h ef o u r t hc l i m a t es t a g eo ft h i sc o r ei s31 - 3mi nd e p t h ( 12 0 3 1 - 4 4 3 5ab p ) t h ed e p t ho f2 5 mi sc o n s i d e r e dt ob et h eb o u n d a r yo ft h i ss t a g e b e l o ww h i c hi st h ee a r l yh o l o c e n ed e p o s i t i o nw h i l ea b o v et h em i d h o l o c e n e d e p o s i t i o n a tt h ev e r yb e g i n n i n go fh o l o c e n ei tw a sw a r m i n gu pg r a d u a l l yt h o u g h t h e r ew e r ef l u c t u a t i o n so ft e m p e r a t u r e w h e nc a m et om i d h o l o c e n ei tw a sw a r ma n d w e ta n dq u i t es u i t a b l ef o rh u m a nb e i n g s d e v e l o p m e n t ，a tt h a tt i m et h en e ws t o n e i i i a b s t r a c t a g ec u l t u r e sb o o m e da sn e v e rb e f o r e ；t h eu p p e r m o s tp e a tl a y e r ( 4 4 3 5ab p ) c o n t a i n e d p o l l e no fe v e r g r e e nb r o a d - l e a v e dt r e e ，t h ea q u a t i c ，w e tl i f eh e r b sm o s t l y i n d i c a t e st h a ti tw a sv e r yw a r ma n dw e tt h e n ，p e a ta c c u m u l a t i o nw a sd u et ol a k e g r o u pe x p a n s i o na n db a dl a n df l o o dd r a i n i n g i naw o r d ，t h ec l i m a t eo fh o l o c e n eh e r e i nt h es t u d ya r e aw a sr e l a t i v e l yw a r ma n dg e n i a lt oh u m a nb e i n g s ，o n l yf l u c t u a t e da l i t t l e b e f o r ea n dd u r i n gt h e l g m ，d e p o s i t i o ne n v i r o n m e n ti ns t u d ya r e aw a s w a s h l a n d t h el o c a lp a l a e o l a k eb e g a ns a v i n gw a t e ra f t e rt h el g m ，a n dt h el a k e w a t e rw a sd e e p e ra n dd e e p e rg r a d u a l l yw i t hc l i m a t ew a r m i n gu p i th a db e e na s a l t w a t e ri n f l u e n c e d b ys e a w a t e r3t i m e s ：1 3 7 2 5 6 0 4 0 a b p 6 0 4 0 4 9 5 7 a b ea n d 4 9 5 7 - 4 3 9 3 a b p a f t e rt h a tt h ew a t e rs t a r t e dd e s a l i n a t i o nc o u r s e ，l a t e re x p e r i e n c e d s w a m p i n e s st ob e c o m ew e t l a n d ，a n dt h e nd r yf i e l da tm o d e mt i m e t h ed e p o s i t i o no ft h ef i r s th a r dc l a yh a s l o n gb e e nt h ef o c u so fa r g u m e n t b e t w e e na e o l i a na n da q u e o u s ，f l u v i a la n dl a c u s t r i n e b a s e do ns y s t e m i c a lg r a i n s i z e a n a l y s i so ft h ef h cs a m p l e so fh e m u d uc o r ea n dc o m p a r i s o n so fg r a i n s i z e d i s t r i b u t i o n so fx i a s h ul o e s s ，t y p i c a ll o e s sa n dp a l e o s o lf r o mm a n g s h a np r o f i l ea n d d u a n j i a p op r o f i l e ，f l u v i a la n dl a c u s t r i n ef a c i e ss a m p l e s ，i ti sf o u n dt h a tt h eg r a i n s i z e c h a r a c t e r i s t i c so ft h ef h c s a m p l e sa r ev e r yc l o s et ot h a to ft h el a c u s t r i n es a m p l e s ， w h i l et h ex i a s h ul o e s sa n d t y p i c a lp a l e o s o ls h o ws i m i l a r i t yt os o m ee x t e n t t h ef h c d e p o s i t i o ni nh e m u d uc o r eh a p p e n e di nf l u v i a l 1 a c u s t r i n ef a c i e sw i t hi t sp a r e n t m a t e r i a lc o m i n gf r o mf l u v i a lf l o o d - p l a i nd u r i n gt h el a s tg l a c i a lm a x i m u m h e m u d uc u l t u r ei so n eo ft h em o s tf a m o u sn e ws t o n ea g ec u l t u r e si nt h ew o r l d w h i c hw a sl a s t i n g d u r i n g7 0 0 0 5 0 0 0a b p ，p r o s p e r o u s i nap e r i o do ft h e m i d - h o l o c e n e “h y p s i t h e r m a l ”，d e c a y i n g w o r s e ni nc l i m a t ea n de n v i r o n m e n t o c c u r r e n c e ，d e v e l o p m e n ta n de v o l u t i o no fc u l t u r ea r ea 1 1r e s t r a i n e db yn a t u r a l e n v i r o n m e n tt h a tp l a y sam u c hm o r ei m p o r t a n tr o l e i na n c i e n tt i m e sb e c a u s eo f h u m a n b e i n g s l o w p r o d u c t i v i t y c o r r e s p o n d e n c ea m o n gp a l a e o c l i m a t e ， p a l a e o e n v i r o n m e n ta n da n c i e n tc u l t u r ec h a n g i n gs e q u e n c eo ny a n g t z er i v e rd e l t a r e f l e c t sh o wh u m a n n a t u r er e l a t i o n s h i pw o r k si nh o l o c e n e k e yw o r d s ：n i n g s h a op l a i n ，h e m u d ua r c h a e o l o g i c a lc u l t u r e ，m a g n e t i cs u s c e p t i b i l i t y , g r a i n s i z e ，61 3 c i r g ，t h ef i r s th a r dc l a y , h u m a n n a t u r er e l a t i o n s h i p i v 学位论文版权使用授权书 本人完全了解同济大学关于收集、保存、使用学位论文的规定， 同意如下各项内容：按照学校要求提交学位论文的印刷本和电子版 本；学校有权保存学位论文的印刷本和电子版，并采用影印、缩印、 扫描、数字化或其它手段保存论文；学校有权提供目录检索以及提供 本学位论文全文或者部分的阅览服务；学校有权按有关规定向国家有 关部门或者机构送交论文的复印件和电子版；在不以赢利为目的的前 提下，学校可以适当复制论文的部分或全部内容用于学术活动。 学位论文作者签名：训匀移 川年多月，多日 经指导教师同意，本学位论文属于保密，在年解密后适用 本授权书。 指导教师签名：学位论文作者签名： 年月日年 月日 同济大学学位论文原创性声明 本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师指导下，进行 研究工作所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本学位论文 的研究成果不包含任何他人创作的、已公开发表或者没有公开发表的 作品的内容。对本论文所涉及的研究工作做出贡献的其他个人和集 体，均己在文中以明确方式标明。本学位论文原创性声明的法律责任 由本人承担。 签名：训 2 聊年弓月 第1 章引言 1 1 立论依据 第1 章引言 广义上的长江三角洲包括江苏的南部地区、上海和几乎浙江全境，面积约 2 0 万平方公里，人口超过1 亿。这块由长江冲淤而成的土地，近年来创造了举 世瞩目的发展奇迹，成为中国乃至全世界最具活力的地区之一，托起了中华民族 复兴的伟大梦想。长江三角洲地区生态环境的脆弱性跟经济地位的重要性相伴而 生。长期以来，由气候变化引起的旱涝灾害始终如影随形，严重威胁着本区的人 类生存和经济发展。而随着经济的迅速发展，人类对环境和资源的索取也陷入疯 狂的无度，这无疑加剧了对自然生态系统的破坏，产生了一种叠加效应，使得环 境变得更加脆弱。人们迫切需要了解未来气候变化的趋势和可能引起的自然灾害 对人类社会的影响，以便能制定有效的预防措施，保护和修缮业已脆弱的环境， 避免超过环境崩溃的阈值，实现人类的可持续发展。将今论古，以古断今。研究 过去全球环境变化，从中寻找人地关系的规律以预测未来，是一种积极有效的途 径。 人类是自然环境的产物，生存和发展受其影响、制约、甚至威胁是无法避免 的客观事实。然而，人类的主观能动性也绝对不容小觑。在环境的巨大挑战下， 人类发动了积极的应战，反过来改造着自然。在全球变化的研究中，科学家越来 越多地关注人类自身对自然环境的影响，并将人类活动作为一种地质应力加以认 识，这便是目前全球变化研究的热点人地关系研究。跟其他大河流域三角洲 ( 比如尼罗河三角洲、亚马逊三角洲) 一样，长江三角洲为认识全新世环境演化 以及人类活动对环境的影响，提供了重要而丰富的资料。 从古环境演化角度讲长江三角洲地区是全新世海平面迅速变化，海岸线迅速 变迁，河道系统迅速改变的典型地区。全新世的气候变化总体趋势是初期转暖， 中期达到最暖，后期又转凉，伴随这样的气候背景，相应的海平面经历着从波动 上升到波动下降的整体趋势，而植被分布和动物种群也同样发生着变迁。本研究 区对这种全球变化有明显的响应，同时兼具区域的特色。 从人类文明发展的角度看，这里有新石器时代以来延绵至今的“长江文明”， 同黄河流域的古文明遥相呼应。长江三角洲地区新石器时代的人类文明是一个以 稻作农业为基础的社会体系，它晚于黄河流域，大约出现于大规模海侵结束、气 候转暖的7 0 0 0ab r 左右，主要有两个文化体系：环太湖地区的马家浜文化体系 和分布于杭州湾以南宁绍平原一带的河姆渡文化体系。人类文化的发生、发展和 第1 章引言 嬗变都要受到特定的自然环境的制约。史前时期，由于人类控制自然的能力相对 较低，这种制约的力量就更具有举足轻重的意义。气候变迁对长江三角洲古文化 的发展具有决定性作用。长江三角洲地区在全新世期间气候出现了多次波动，人 类文化也相应地出现兴衰交错的发展格局。 许多学者曾经对长江三角洲地区的全新世地层及其古环境进行过研究，并取 得了丰硕的成果。纵观这些研究，存在几个关键问题亟待解决：1 ) 全新世沉积 序列和环境演化缺少准确的年代测定，尤其是不含文化层的序列，已有的年代资 料大多为1 4 c 常规测年数据，可靠性低而颇具争议；2 ) 众多古气候代用指标各自 为政，缺乏综合分析和解释；3 ) 对气候变化、沉积环境和文化发展之间联系的 解释还存在片面性，有研究者将该区出现的文化中断简单地归咎于洪水的影响； 4 ) 在过去的研究中大多考虑环境对人类活动的影响，较少涉及人类活动作为一 种重要的地质应力对环境所产生的影响。有鉴于此，本研究将综合分析古气候代 用指标，在精确的年代框架之下，阐述长江三角洲地区在全新世的古环境和古文 化的演化及相互作用。地质学是一个双面镜，通过它不仅可以追寻从前，亦可以 探索未来，“将今论古”是最基本的地学思想。因此，我们对于本区的古环境研 究不仅为过去全球变化研究提供重要的区域资料，而且可以为该区未来人类生存 环境可能产生的变化趋势提供可推导的信息和可遵循的规律。这也是本研究的实 际应用价值所在。 1 2 研究内容和目的 本研究通过对长江三角洲南缘浙江省余姚市河姆波镇罗江乡剖面进行了磁 化率、粒度、有机碳同位素、粘土矿物以及微体古生物等多种古气候代用指标的 测试和分析，对比和借鉴前人对该区域其他站位的古环境研究成果，建立起长江 三角洲地区晚更新世晚期以来的环境演化序列。在高精度a m s l 4 c 测年的基础上 建立起年代框架，通过对比结合古环境资料、考古资料和历史资料，对人类与环 境之间复杂的相互作用做出客观科学的阐释和理解，进一步探讨环境变化对人类 文化的影响以及人类活动对环境变化的反馈机制，以“人地关系 为视角对长江 三角洲古环境和古文化演化序列进行重新审视。 ( 1 ) 长江三角洲的形成与演化是一个意义重大的课题，本文结合前人研究成果， 从沉积推进、环境变迁、植被演化等方面进行探讨。对于全新世底界第一硬 质粘土层的成因问题，利用粒度分析的手段，辅以孢粉分析的结论，进行深入地 阐述和解释。 ( 2 ) 古气候和古环境信息的获取来自于对各种代用指标的综合分析和比对。将 2 第1 章引言 研究区域的演化序列置于全球变化的背景之中，不仅可以显现出“一孔之见对 全球气候背景值的响应，另外，也反映出区域性，即“共性”中的“个性”特征。 ( 3 ) 人类的作用是重要的地质应力和营力，也就是说，人类不单单受到自然环 境和气候条件的制约和影响，也积极改造和影响环境。在精确的定年基础上，建 立起本区的古环境和古文化演化序列的联系，确定长江三角洲地区环境变化所带 来的积极因素或者消极因素在社会变革中可能起到的作用以及人类活动对环境 的改变，进一步理解人类与环境之间复杂的相互作用机制。建立一种环境的脆弱 性分析模式从而为保护当前脆弱而易变的环境提供参考模型，实现环境的可持续 发展，即是人类自身的可持续发展。 1 3 论文工作量 2 0 0 4 年1 0 月，在宁绍平原河姆渡遗址附近钻取柱状样4 5 3 m 左右。实验室 内按照5 a m 间隔的采样方式，遇到特殊层面( 例如泥炭层、硬粘土层等) 加密， 由此得到河姆渡钻孔样品6 3 2 个。在采样的同时进行岩性描述，即时记录各个层 位的特征。 对这6 3 2 个样品进行了高频和低频质量磁化率的测试：每三个样品中选取一 个，共计2 1 1 个，进行粒度测试，为了对比数据又测量了3 0 个南京燕子矶的下 蜀土样和2 0 个黄河河流沉积物样品；每隔0 5 m 取一样品共计9 0 个，每个样品 均分两份，处理后分别进行总碳和总有机碳含量的测试，采用去除了无机碳的那 组样品进行有机碳同位素的测定。选取深度2 9 0 m 一3 6 0 m 的1 5 个样品做生物标 志化合物的有机碳元素分析实验。以上所有的实验均在同济大学海洋地质国家重 点实验室完成。以1 m 左右的非等间距选取5 0 个粘土矿物样片，在帕纳科 ( p a n a l y t i c a l ) 公司分析仪器部采用多功能x 射线衍射仪测试，型号x p e r tp r o x r d 。定年方法采取a m s j 4 c 技术，选取有决定意义的层位样品植物大化 石和孢子花粉残余物，预处理在英国b r u n e l 大学环境科学实验室由j o h nd o d s o n 教授完成，其后将处理好的样品送往i n s t i t u t eo fg e o l o g i c a la n dn u c l e a rs c i e n c e s ， n e wz e a l a n db r a n c hu n i v 一b e t aa n a l y t i ci n c 。f l o r i d a , u s 进行测试。 笔者研读了众多关于全新世气候变迁、长江三角洲形成和演化、河姆渡古文 化等方面的书籍和文献，对研究区域的地质背景建立起概观。通过文献查阅，进 一步理解磁化率、粒度分析、有机碳同位素等代用指标的古环境意义，在处理庞 杂的实验数据的基础上，提取有用信息，进行综合分析和解释。于2 0 0 6 年7 月 开始论文的写作。具体工作量见表1 。 第1 章引言 表1 论文工作量 项目 工 作内容时间( 天)工作量 野外踏勘、钻孔 2 0 0 4 1 0 ( 7 ) | 工作采样、岩性描述 2 0 0 4 1 0 ( 7 ) | 磁化率测量 2 0 0 4 1 l 一2 0 0 4 1 2 ( 3 0 ) 6 3 2 个 2 0 0 4 1 2 2 0 0 5 1 ( 2 0 )河姆渡孔样品2 1 1 个 粒度测鼍 2 0 0 6 3 ( 4 )下蜀土样品3 0 个、河流样2 0 个 实验 总碳、总有机碳含量测试 2 0 0 5 7 - 2 0 0 5 8 ( 3 0 )9 0 个x2 ( t c t o c ) 工作 有机碳同位素测试 2 0 0 5 。l l 一2 0 0 6 1 ( 1 0 )9 0 个x2 ( 平行样) 生物标志化合物实验 2 0 0 5 ，1 2 - 2 0 0 6 1 ( 1 0 ) 1 5 个 2 0 0 5 1 0 2 0 0 5 1 1 ( 1 5 )2 5 6 个预处理 粘十矿物实验 2 0 0 6 1 1 ( 7 )5 0 个卜机 文献查阅 2 0 0 5 6 - 2 0 0 6 6中文1 0 0 余篇；英文2 0 余篇 论文数据处理 2 0 0 5 1 2 2 0 0 6 6 | 写作开题撤告 2 0 0 5 11 - 2 0 0 5 1 2三稿 撰写修改 2 0 0 6 6 2 0 0 6 1 2五稿 4 第2 章研究区域自然概况 第2 章研究区域自然概况 地理概况展示的是一副现代版图，包括区域地形地貌、气候特征、植被分布 等多方面而地质概况所描述的是以地质时间为轴的空间变化，k 江三角洲宁 绍平原的形成和演化、气候的波动、植被的演化等，可以说是一部从晚更新世末 期至今的长时叫尺度的“万年历书”。 21 长江三角洲和宁绍平原的地质地理概况 长江三角洲( 图21 ) 北起通扬运河，南抵杭州湾，西至镇江，东到海边t 包 括江持、浙江两省部分地区和整个上海市，面积约5 万平方千米，是一片坦荡的 大平原只有少数小山丘像孤岛一样矗立在平原之上。这早岸线平直，海水黄浑， 有一条宽约几千米到几十千米的潮间带浅滩。长江三角洲地区属亚热带湿润季风 区，气候温和多雨，东皿季肛l 盛行。植被类型为常绿阔叶与落叶阔叶混交林。 浙北平原土地肥沃，自古以来农业发达，有“鱼米之乡”、“丝绸之府”美誉a 钱塘江将其分割成北部的杭嘉湖平原和南部的宁绍平原。宁绍平原东西长约 1 3 0 k m ，南北宽3 5 k m ，面积约4 0 0 0 k m 2 ，海拔一般在l o m 以下。平原南依山丘， 北面海湾：自西而东顺次有龙门山、会稽山、四明l i l 、天台山等山系：与山脉走 向基本平行的钱塘江、浦阳江、平水江、曹娥江、姚江、奉化汀自南向北流经平 原最后注入杭州湾和东海。滨海地带是至今海岸尚在波动的淤积滩涂。 图21 长江三角洲地区和，绍平原地图发河姆渡遗址位置 5 簿2 章研究隧域自然概况 袅努i 恰好穗子鬻东蓥蚝国蘸藕渍就警嚣交叉魏蘧，逢势南离遗基糕，中润微路。 南都为翔明山区，l l j 裔起伏，散布大小不等的台地和昝地，最高峰太长山青虎湾 岗海拔g ? 瓤，中部搀姚江冷积河答警爨，冀芝郝必钱壤瀛、械州湾冲粳平愿，囊 连杭州带，采接宁波港，素蒋甜置由二求兰分霉”之称。余姚魏链囊热带季风气 候区，湖搬充沛，雨量丰富，温暖湿润，四季分嗍。年平均瓣照2 0 6 i 小时，警 均温度l 爨。寨瓣遽嚣垒綦氆敷来经掰了酒姆滚海侵，塞蓑蹶海餐，钝家巍海 侵和犬沽蠊海侵，棚应她经膊了河姆渡海退和皇天畈海退郎鸿儒，1 9 8 7 ) 。举 次研究魇融钻孔正怒位于余姚翥东南方澳浆罗江多河姆渡卷文纯遗蠼附近。 2 。2 长江兰惫渊的彤成和演化 长涎晨角渊朝戴他大河三角渊翔黄河三角洲、尼罗河兰角洲、密西婚院三角 溯等具寄捆戗的特征；蕊积广太，土壤肥沃，资源事塞，是入类文明憋承载地。 毽是三燕洲的发育模菇不暴鞠阀。长涯三角渊是鑫多夺避积律系爨鬟丽成嚣复合 三角洲。 长浅三角渊懿澎藏和溪纯主要受泼积蘑瑟麴塞阉大小翱气壤鳇变化薅夺条 件所决定嗍。在构造背景土，除西部和谶南部外，长江三角洲广大斡寨部平原都 以沉降遮衲为主t 其淤积物我主要来宜长遗的河流混沙及废藏河三角洲；长篷醴 薛攘瀑耩潼岸流都誉强；家海簿黔陆橥警蜒藕宽湖。运些纛渊条律秀三角渊形成 和发育提供了空闽和物源。筏江兰角洲所处的趣理位璧i i i 陶地球上最大的边缘 海，其形成、发育以及环麓麓渡纯归掇结底受海警蘑变证翦巍犊控制。长莲三爨 洲地送现令存在犬纛的贝壳砂堤、泥炭艨、埋藏古树和各种海岸遗迹为研巍海洋 闽变化提檄了重要的诞据。根据这些变化，地学家获得了垒新世以来我匿东部地 莲懿簿警西变纯鼗蠛，蠲步莰复了我潮寒郄建区麓海平纛蠢辫历史，黼篷鎏三爨 洲全新世的演化变媳蕴古其中。 斓2 。2 垒掰徽以来我阕寨摔地区孵海平面交化曲线( 梧襻仨，1 9 8 , 1 ) 彝 第2 章研究区域自然概况 从图2 2 中可以看出，1 0 0 0 0 - 7 0 0 0 ab p 之间是海平面迅速上升的时期，7 0 0 0 ab p 之后，海平面上升的速率明显减缓，海平面在波动中缓慢上升。研究资料 表明，至全新世早期，海平面在长江三角洲已上升到低于现代海平面约4 0 m 处。 长江和钱塘江谷地遭到侵掩成为早期的溺谷，上海地区的低谷也受到了侵进。约 9 0 0 0 ab p f ，海平面在一2 5 m 左右波动，长江三角洲东部被海水浸没，上海东部成 为浅海滨岸浅海。至8 0 0 0 ab e - 7 5 0 0 ab p ，海面位置约在- 7 m 左右，太湖周围 古地面低于这一高度的河口湾和较大支谷也被也都被侵淹。太湖平原大部分被水 淹没，最初的太湖东北部大部仍为陆地，太湖西南部和南部丘陵山地沦为泻湖沉 积。7 0 0 0 6 5 0 0 ab p 期间海侵达到最大范围，当时海平面已与现代相当。海岸 线到达沉积三角洲西部的丘陵山区。长江、钱塘江谷地沦为河口湾，上海东部地 区则为水深2 0 m 的浅海。太湖地区大部分被浅水侵淹，其中相对较高的地形成为 咸水沼泽和潮坪，而较低的地形成为泻湖或潮下带。太湖地区中部、北部及东南 两侧外围围绕着的残丘群仍有大片陆地存在，为淡水湖沼环境。太湖平原呈现岛 屿罗列、峡湾交错的景象。 7 0 0 0 ab p 左右是全新世海平面上升速率由快变慢的转折点。此时河口沉积 速度超过了海平面的上升速度，长江携带而来的大量泥沙在河口有规律的堆积， 从而开始了全新世长江三角洲的发育，这与中国大河三角洲的发育具有同步性。 7 0 0 0 ab p 后海平面趋于稳定，此时贝壳砂堤开始发育，长江三角洲南部平 原北起长江之滨的常熟福山，南迄杭州湾畔的漕泾一线有数条与海岸线平行、并 列分不的贝壳砂堤，方向大体呈n n w - - s s e 走向延伸，因其地势高，俗称“冈 身”。据1 4 c 测年表明，冈身最西面的沙冈形成年代最早，年代大体为6 8 0 0 ab p 左右，这个数据表明它是长江三角洲7 0 0 0 ab p 左右海岸线的反映。冈身的形成 对三角洲的发育和重塑原来的古地貌起到了重要的作用。由于冈身的隔绝，太湖 地区晚更新世末期的古台地接受沉积的物质来源越来越少，所以形成了沉积厚度 较薄的现象，而冈身以东地区由于长江物源等的不断加积，地势增高。这样就促 成了太湖为中心的碟形洼地的形成。根据对太湖的沉积研究，这种碟形洼地大约 在5 5 0 0 ab p 左右已经初具雏形了。由于冈身的保护作用，在碟形洼地形成之初， 促使一些原来的泻湖地区转变为适合人类居住的淡湖沼环境。 据黄慧珍等，晚更新世晚期以来，长江三角洲的形成、发育和演化，按照海 平面的相对升降变化可划分为四个阶段。据吴标云等，形成长江三角洲的沙坝分 为7 期，自老到新称之为红桥期、黄桥期、金沙期、海门期、崇明期和新发展的 长兴期。综合见于下表。 7 第2 章研究k 域自然概况 沙坝时间 发展阶段 时问 期次 ( a r p )( a r b ) k 若州 全新世晚明进视砸 二角洲阶段 崇叫j i i i ，7 0 0 - 2 0 0 海门婀 2 ，5 0 0 1 ，2 0 0 全新世中期加积 进积刑三角洲阶段7 ，5 0 0 - 2 ，5 0 0 金沙期 4 ，5 0 0 - 2 ，0 0 0 ( 3 ) 黄桥期 6 ，5 0 0 - 4 ，0 0 0 全新1 ”早删退积7 l l 二伯洲形成阶段 红诉川8 ，0 0 0 6 ，0 0 0 ( 2 ) 晚更新1 i ：晚期k 江 过境河流侵蚀阶段2 5 ，0 0 0 一1 0 ，0 0 0 2 3 长江三角洲的沉积序列和环境变迁 一、沉积序列 晚第四纪以来长江三角洲的一般沉积序列是通过分布在三角洲平原区和附 近相关海域的众多钻孔资料综合得到的。总体特征是：晚更新世晚期距今 2 51 5 万年的大海退产生的陆相地层是长江三角洲沉积体系的基础，即下伏层 “。冰后期全球海平面大幅度上升，晚更新世晚期的沉积层被侵蚀冲刷，形成高 低不平的侵蚀面。全新统和下伏地层是假整合接触，为一套扶黑色粘上质粉砂、 粉砂质细砂及细砂沉积。从图23 所示的现代长江三角洲地貌中分析受外海影 响的区域沉积为海积平原，受海水影响较小的区域则保留了新三角洲沉积。 二、气候演变 环境变迁的影响因素很多，大的区域构造运动、海侵事件以及极端气候事件 都会导致环境的相应变化。在此讨论的气候主要包括温度和降水。从晚更新世晚 期副全新世，本区的气候变化较为频繁，经历多次冷暖于湿的交替：干冷较温 干一干凉湿暖干凉湿热干冷与干暖交替一温暖。自然的力量是根本，然而日益 强大的人类通过自身的活动对气候演变的影响作用也是不容忽视的。 三、植被演化 第2 章研究区域自然概况 生物是自然环境的产物，植物群落的生存和发展就是对于温度、降水、大气 组分等多种生态环境因子的适应过程。不同的植物群代表不同的气候或环境类 型，可以利用对于植物群的分布统计，推断气候的变迁。针叶林主要分布于亚寒 带，代表湿冷气候类型；阔叶林是温带的主要植被，代表温湿气候；常绿阔叶林 生长在温带亚热带，反映暖湿气候；落叶阔叶林是一种过渡型群落，处于阏叶 林和针叶林之间，干旱草本植物、疏林草原反映干冷气候，足暖湿和湿冷气候类 型之自j 的过渡，也可以进一步看作冰期和间冰期之间的过渡植物种群。以常绿一 落叶阔叶林和常绿阔叶林树为主的阔叶林是本区间冰期植物群的代表类型。 长江中下游地区在1 35 k a 一1 0 k a b r 之间，由于气候波动而出现了婺、蒿草 原植被与森林草原或针阔叶混交林交替变化。全新世以来，该区植被也出现了一 个正向演替发展，之后又有退化的过程。从1 0 k a b e 开始，首先出现了松栎混交 林，逐渐发展成为以栎占优势的阔叶林，并出现了常绿的青冈栎、栲等树种。到 6 k a 4 k a bp 之间形成了常绿一落叶阔叶林，主要由栎和青冈栎、栲、枫香、杨梅、 枫场、山核桃、山毛榉、石柯、山矾、冬青等构成。4 k abp 以后，常绿阔叶树 种诬渐消失出现以松为主，阔叶树种为次的针阔叶混交林，草本成分不断增加 并占据主导地位”。由此可见，植物群落的演化序列确实反映了气候的冷暖波动 周期。冷暖交替的冰期间冰期旋回是第四纪气候的最主要特征，早期变化幅度大 且周期长，到了晚更新世晚期全新世，气候变幅减小，但是周期却十分频繁， 波动强烈。因为植物群对气候变化的响应滞后，所以就出现了很多过渡类型的植 被群，这也导致全新世植被跟气候波动在频率上的不协调同步性，增加了孢粉恢 复古气候的难度。 “长n 三角洲地虢尝 g 睽； 图23k 江三角洲及其相邻地区现代地貌图 第2 章研究区域自然概况 2 4 长江三角洲第一硬粘土层的成因问题 长江三角洲地区在全新世松散沉积物之下，晚第四纪地层中普遍发育着若干 层厚度不等的硬质粘土层，组成物质主要是粉砂和粘土，一般上细下粗。按年