張 巖
(福建省地質(zhì)調(diào)查研究院,福州,350013)
九龍江河口地處福建省東南沿海,屬于河口感潮河段,是海陸交互作用最為活躍的地帶。研究該區(qū)第四紀地層發(fā)育、成因、結(jié)構(gòu)及其分布特征,并對第四紀地層進行劃分,對了解和建立福建沿海第四紀沉積地層層序具有較重要的意義。童永福等[1-2]對福建省沿海第四紀地層和新構(gòu)造運動進行了研究,并提出了第四紀地層的劃分方案;陳文瑞等[3]根據(jù)九龍江河口平原沉積物孢粉、微體古生物組合特征等,對該地區(qū)晚第四紀地層進行劃分與對比;張璞等[4]通過對漳州地區(qū)不同沉積相帶第四紀沉積物粒度分析等,研究探討了漳州地區(qū)第四紀以來沉積環(huán)境演化;陳慧嫻等[5]分析了九龍江河口地區(qū)第四紀沉積物特征,進行了該地區(qū)第四紀地層劃分,還重塑了晚第四紀沉積環(huán)境演變過程。盡管前人對該區(qū)第四紀地層方面進行過研究,但九龍江河口區(qū)處于亞熱帶大陸邊緣,受氣候、海水波動及新構(gòu)造運動影響,沉積環(huán)境變化較大,單個鉆孔了解該區(qū)第四紀地層沉積特征、沉積環(huán)境變化存在一定局限性,需對九龍江河口地區(qū)不同位置鉆孔巖性剖面的研究予以彌補和完善。根據(jù)九龍江河口北港廈漳跨海大橋北段東側(cè)海域鉆孔(ZKH3)地層巖性特征、測年等數(shù)據(jù),結(jié)合以往鉆孔有關(guān)資料,探討分析沉積物特征及沉積環(huán)境,并劃分該地區(qū)第四紀地層沉積時代。
九龍江是福建省第二大河流,發(fā)源于戴云山脈和博平山脈。九龍江河口位于龍海市的東部,河流主要由干流北溪和支流西溪、南溪3水系組成,北溪于龍海福河和西溪匯合進入龍海平原后,于草埔頭同南溪匯合后流入廈門港入海,九龍江河口段形成東西走向的沉溺河口灣,河口南岸浮宮以西沉積平原區(qū)屬泥質(zhì)岸,以東為基巖海岸;北岸海滄以西為堆積平原的泥質(zhì)岸,福建沿海第四紀新構(gòu)造運動比較活躍,北東或北北東向主斷裂控制了海岸輪廓線走向;發(fā)育自北西漳州盆地至南東廈門島南側(cè)北西向主干斷裂帶,基本上控制了九龍江河流流向。九龍江北港—廈門島南緣北西向斷裂北側(cè)相對抬升,南側(cè)下降,總體上呈北升南降,西升東降,是一條隱伏斷裂,為晚更新世活動斷裂[6]。該斷裂帶附近大都具有沉積厚度大,地層發(fā)育相對較完整的特點。因此,選擇該斷裂帶附近鉆孔作為研究區(qū)第四紀地質(zhì)研究對象。研究鉆孔(ZKH3)位于九龍江河口北港廈漳跨海大橋北段東側(cè)海域,鉆孔(LHZK1)(1)中國科學院南京地理與湖泊研究所,福建沿海第四紀地質(zhì)初步調(diào)查報告,2015。位于海澄鎮(zhèn)平原上,鉆孔(ZK14)[7]位于東園鎮(zhèn)寶里村平原上,鉆孔(ZK1)位于紫泥鎮(zhèn)金定村九龍江河口上段(圖1)。
圖1 九龍江河口地區(qū)地理位置及鉆孔位置Fig.1 Geographic location and drilling location in Jiulong River estuary area
前人曾利用孢粉組合、有孔蟲等微體古生物分析以14C同位素年齡測試等手段,結(jié)合全球或區(qū)域古氣候變化研究成果,對福建沿海地區(qū)第四紀地層劃分、古氣候變化特征及海侵歷史等方面開展過相關(guān)研究。福建沿海自第四紀晚期以來新構(gòu)造運動比較活躍,伴隨著區(qū)域性地殼運動和海平面升降變化,而九龍江河口地區(qū)受自北西漳州盆地至南東廈門島南側(cè)的北西向主干斷裂帶控制,同時也是第四紀地層發(fā)育較完整的區(qū)域。選擇在九龍江河口北港斷裂切割較深的海域附近、第四紀沉積物相對較厚的鉆孔(ZKH3)巖性剖面為研究對象,根據(jù)其揭露地層的巖性、巖相、沉積層序、沉積旋回等特征,及14C和光(熱)釋光等測年成果(表1,2),并結(jié)合該區(qū)以往的鉆孔資料,利用年代學及層序地層對比方法對九龍江河口地區(qū)第四紀地層進行劃分。
表1 九龍江河口地區(qū)鉆孔AMS14C測年數(shù)據(jù)
表2 九龍江河口地區(qū)鉆孔(光/熱釋光)測年數(shù)據(jù)
ZKH3共采取4個樣品進行了14C測年和OSL測年,在孔深0~22.30 m巖性為灰黑色、黑色淤泥夾泥質(zhì)細砂層(含貝殼碎屑),下伏沉積物為黃色-灰黃色黏土層。上、下沉積物界面清晰,呈明顯平行不整合接觸,在22.20~22.30 m處淤泥層底部測年為(6 930±260)aBP,推斷該界面上部地層更偏向于近代沉積,屬于全新統(tǒng)長樂組;孔深22.30~45.15 m,上部22.30~27.40 m黃色黏土層劃分為東山組與長樂組的標志層,中部27.40~41.70 m為灰黃-灰黑色沖海相旋回沉積,下部41.70~45.15 m土黃色、灰黃色中細砂,巖性總體表現(xiàn)為沖-海積相沉積特征,測年為(53.45±3.51)ka,屬于上更新統(tǒng)東山組;孔深45.15~76.60 m,由灰黃色、棕黃色沖積-洪沖積(含)泥質(zhì)砂礫卵石、礫卵石層組成。該層沉積物巖性特征明顯區(qū)別于東山組沉積地層,并且沉積物粒度總體大于東山組沉積物粒徑,龍海組與上覆東山組呈平行不整合、與下伏花崗巖呈不整合;該層測年為(47.54±2.77)ka,屬于上更新統(tǒng)龍海組。
九龍江河口地區(qū)鉆孔揭露的第四系松散堆積層主要為晚更新世以來沉積物。在九龍江北岸一帶厚度小,一般為20~30 m;南部海澄、東園平原地帶厚度大,最厚可達76 m。九龍江河口地區(qū)鉆孔揭露第四系更新統(tǒng)厚為20~50 m,全新統(tǒng)厚為9~20 m,東山組和長樂組分布廣泛,厚度較為穩(wěn)定,而龍海組厚度變化較大,九龍江河口地區(qū)鉆孔揭露的第四紀晚更新世地層發(fā)育相對較完整,地層序列和結(jié)構(gòu)的可對比性較強,為該區(qū)第四紀地層的劃分對比提供了依據(jù)。綜上,參照前人研究并結(jié)合此次在九龍江河口主要第四紀地質(zhì)鉆孔揭露巖性剖面及測年數(shù)據(jù),將研究區(qū)第四紀地層除殘積層外劃分為上更新統(tǒng)龍海組、東山組,全新統(tǒng)長樂組(表3)。
表3 九龍江河口地區(qū)第四紀地層劃分沿革
通過對九龍江河口地區(qū)4個第四紀地質(zhì)鉆孔巖性剖面等資料分析,依據(jù)其發(fā)育的巖性、巖相特征,以及龍海組、東山組地層沉積特征作為地層劃分標志,現(xiàn)將九龍江河口地區(qū)鉆孔巖性劃分與第四紀地層進行對比(圖2),按地質(zhì)時代由老到新的順序,將該區(qū)第四紀地層分述如下。
圖2 九龍江河口地區(qū)鉆孔巖性地層劃分Fig.2 Division of drilling lithologic strata in Jiulong River estuary area
2.2.1 殘積層
該區(qū)殘積層僅在海澄鎮(zhèn)鉆孔(LHZK1)和紫泥鎮(zhèn)金定村鉆孔(ZK1)中有揭露,巖性為黃色、灰黃色砂質(zhì)黏土,由石英、長石、碎屑暗色礦物質(zhì)等風化物組成,碎屑物呈棱角狀,厚度為0.9~4.71 m。該殘積層位于龍海組之下,推測時代為晚更新世。
2.2.2 上更新統(tǒng)龍海組
上更新統(tǒng)龍海組是區(qū)內(nèi)鉆孔中除殘積層外所見最老第四紀地層,在九龍江河口海域、海澄、東園、紫泥等地對比鉆孔中均有見到。
鉆孔(ZKH3)上更新統(tǒng)龍海組巖性層序自上而下:
上覆:上更新統(tǒng)東山組
上更新統(tǒng)龍海組(埋深45.15~76.60 m)
厚度31.45 m
2.灰黃色、棕黃色(含)泥質(zhì)砂礫卵石,卵石粒徑自上而下逐漸變大,粒徑多為2~6 cm,個別達到8 cm,呈次磨圓-磨圓,級配較差,卵石成分主要為凝灰?guī)r、花崗巖等,卵石表面見2~3 mm風化圈,礫石粒徑為2~15 mm,礫卵石含量占35%~55%,含泥30%~45%。其中46.0~46.6 m,47.6~47.9 m,49.0~49.4 m,50.5~51.0 m處含少量泥,以砂礫石為主。在59.50~59.60 m,光釋光測年為(47.54±2.77) ka
22.65 m
1.淺灰色、灰黃色礫卵石,卵石粒徑為4~8 cm,個別超過10 cm,呈次磨圓-次圓狀,分選一般,卵石成分主要為火山巖、花崗巖等。礫石含量為20%~35%,含泥為10%,礫卵石表面見2~3 mm風化圈
8.80 m
下伏:全風化花崗巖
上更新統(tǒng)龍海組沉積物粒度呈現(xiàn)出從底部向上部變細的趨勢,呈次磨圓-次圓狀。同時,沉積物顏色從底部開始由淺灰色往上變?yōu)榛尹S-棕黃色,巖性垂向變化明顯,沉積特征顯示了沖洪積-沖積河流相沉積,59.60~59.50 m處光釋光測年為(47.54±2.77)ka,屬晚更新世早-中期沉積。LHZK1埋深為62.61~44.15 m,沉積厚度為18.46 m,根據(jù)巖性變化及結(jié)構(gòu)特征該段自下而上沉積層序,總體呈下粗上細3個旋回沉積序列,巖性為灰黃、灰白色礫砂、細砂、粉質(zhì)黏土為主,底部礫、砂磨圓度較差,呈次棱角-次圓狀,分選性差,上部礫、砂磨圓中等,多呈次圓狀,分選性好;底部礫砂層夾個別卵石,且底部砂層粒徑較上部細。LHZK1在48.00 m為(55.7±13.5) ka,在54.00 m為(45.5±12.7) ka,59.00 m為(52.0±13.7) ka,屬晚更新世早-中期沉積(2)中國科學院南京地理與湖泊研究所,福建沿海第四紀地質(zhì)初步調(diào)查報告,2015。。ZK14埋深為65.60~44.33 m,沉積厚度為21.27 m,巖性主要為黃、淺黃、灰白色(含)礫粗砂、粗砂、黏土,該層沉積物總體按顏色、巖性及沉積結(jié)構(gòu)可細分為3個正旋回沉積序列,底部為黃、淺黃色粗砂,向上粒度變細為黃、灰白色黏土。ZK14在48.40 m為(59.24±11.8) ka,56.20 m為(97.2±2.4)ka,為晚更新世早-中期沉積。ZK1埋深為32.70~17.90 m,沉積厚度為14.80 m,巖性自下而上主要為黃褐-灰黃色泥質(zhì)砂礫卵石,礫-卵石層結(jié)構(gòu)雜亂,粗砂細礫磨圓中等-差,卵石磨圓較好;其中在底部至27.30 m沉積物中含卵石較多,粒度較粗,分選性差,礫、卵石成分為花崗巖和火山巖,從巖性上看,反映為沖洪積相沉積,屬晚更新世早-中期沉積。
2.2.3 上更新統(tǒng)東山組
上更新東山組在區(qū)內(nèi)對比鉆孔中均有揭露,埋藏于九龍江河口海域、海澄、東園、紫泥等地,與龍海組、長樂組間以平行不整合接觸。
ZKH3上更新統(tǒng)東山組,巖性層序自上而下:
上覆:全新統(tǒng)長樂組
上更新統(tǒng)東山組(埋深22.30~45.15 m)
厚度22.85 m
8.灰黃色粉質(zhì)黏土,質(zhì)純細膩
2.80 m
7.黃色、灰黃色黏土,質(zhì)純
2.30 m
6.灰黃、灰黑色含泥砂礫卵石,卵石占60%,卵石粒徑為2~4 cm,個別達6 cm,磨圓度中等,呈次棱角狀-次圓狀,分選性中等。礫石占25%,粒徑為2~10 mm,礫石成分為石英、硅質(zhì)巖及花崗巖巖屑等,磨圓差,呈次棱角狀,砂泥質(zhì)充填
1.60 m
5.灰黃色、灰黑色泥質(zhì)含礫中粗砂,中粗砂含量65%,礫石占10%,粒徑5~20 mm,礫石成分多為石英、硅質(zhì)巖及花崗巖巖屑等,磨圓度好,呈次圓狀
4.00 m
4.灰黃、灰黑色礫砂,成分主要為石英、長石等,粒徑為2~8 mm,磨圓較差,次棱角狀、級配較好。局部含卵石,卵石粒徑為2~4 cm,個別達6 cm,為渾圓狀,成分為硅化巖、花崗巖等
4.40 m
3.灰黃、灰白、灰黑色含礫中粗砂,礫石含量約為30%,中粗砂多為石英及長石,礫石成分為硅質(zhì)巖,粒徑為3~6 mm,磨圓中等,呈次圓狀。局部見灰白色砂泥質(zhì)膠結(jié)
4.30 m
2.土黃色、灰黃色含礫中細砂,砂含量約為65%,多為砂泥質(zhì)膠結(jié)。礫石成分為石英、硅質(zhì)巖及花崗巖巖屑,磨圓中等,呈次棱角狀-次圓狀,礫粒徑為3~12 mm,分選性一般
2.40 m
1.灰色、灰白色中細砂,砂含量約為70%,成分為石英及長石等,磨圓中等,呈次棱角狀,局部見砂泥質(zhì)膠結(jié)。在44.55~44.70 m處,光釋光測年為(53.45±3.51)ka
1.05 m
下伏:上更新統(tǒng)龍海組
東山組在九龍江河口地區(qū)地層序列和結(jié)構(gòu)的可對比性較強,巖性特征表現(xiàn)為沖積、沖海積交替沉積層序特征,在河口南部平原區(qū)沉積物顆粒較細,巖性以砂為主,夾黏土層,含泥量高,交替沉積層次多;在靠近河道及河口區(qū)該層沉積物顆粒粗,以中-粗砂礫卵石為主,含泥質(zhì)較少。東山組與長樂組存在3~5 ka的沉積間斷[4],東山組與龍海組存在約10 ka的沉積間斷[5]。
上更新統(tǒng)東山組沉積厚度較為穩(wěn)定,ZKH3中揭露的東山組沉積厚度為22.85 m,上部27.40~22.30 m為黃色、灰黃色黏土,以沖積為主;中部41.70~27.40 m為海相沉積,由4個海相沉積旋回組成,整個旋回的顏色呈灰黃-灰黑色;下部45.15~41.70 m為土黃、灰黃色中細砂,巖性上表現(xiàn)為沖海積相的河口港灣及港灣(淺海)相交替沉積。在44.70~44.55 m處光釋光測年結(jié)果為(53.45±3.51)ka。ZK1中東山組埋深為17.90~8.9 m,沉積厚度為9.0 m,下部14.0~17.9 m為灰黃-灰白色花斑狀黏土層,上部13.2~8.9 m為黃褐色黏土,中間夾0.8 m厚的土黃色含泥粗砂。該層沉積物表現(xiàn)為河漫灘相沖積特征。LHZK1中東山組地層埋深為44.15~20.15 m,沉積厚度為24.0 m,沉積物下部為灰白色粗砂,中部為淺灰白-淺灰色粗砂、細砂和粉質(zhì)黏土,上部為土黃色-灰白色礫砂-中砂層;在33.57 m檢出少量咸水種硅藻,推測應為潮灘相沉積 ;該層沉積物巖性上表現(xiàn)為以沖洪積相為主含潮灘相沉積。在39.0 m處光釋光測年結(jié)果為(45.3±10.1)ka。ZK14中東山組埋深為44.33~19.10 m,沉積厚度為25.23 m,沉積物下部為黃色-灰色-棕黃色的粗砂、淤泥質(zhì)黏土和黏土,上部為棕黃色-灰白色-紫灰色礫石、中砂和砂質(zhì)黏土等,在23.0~21.5 m檢出含少量硅藻,優(yōu)勢種圓篩藻、雙菱藻等,推測應為海灣潮間帶沉積;在39.04~35.10 m發(fā)現(xiàn)僅含1種有孔蟲,畢克卷轉(zhuǎn)蟲;含2種硅藻,扭曲小環(huán)藻、圓篩藻,推測可能為潮灘相沉積。巖性上總體表現(xiàn)為沖積為主(含)潮灘相或夾潮間帶淺海灣沉積[7]。在25.1 m處熱釋光測年結(jié)果為(33.20±6.7) ka,屬晚更新世晚期。
東山組在ZKH3、ZK1、ZK14、LHZK1中巖性地層可對比性較強,上部黃色、灰黃色黏土層發(fā)育清晰,與上覆長樂組底部淤泥層存在明顯平行不整合接觸,也是劃分東山組與長樂組的重要標志;同時東山組交替沉積的沖海積層序地層特征也明顯區(qū)別于下伏龍海組沖洪積地層特征,沉積物粒徑小于下伏龍海組沉積物粒徑,東山組與龍海組呈明顯平行不整合接觸,也是劃分東山組與龍海組地層的主要依據(jù)。
2.2.4 全新統(tǒng)長樂組
長樂組在區(qū)內(nèi)廣泛分布于九龍江河口南部平原、沿岸低洼地帶及河口港灣等地,沉積厚度穩(wěn)定。
ZKH3鉆孔全新統(tǒng)長樂組,巖性層序自上而下:
全新統(tǒng)長樂組(埋深0~22.30 m)
總厚度22.30 m
5.灰色、灰黑色淤泥,其中在3.70~3.80 m處為灰黑色淤泥夾粉細砂
4.00 m
4.灰色、褐灰色粉細砂,細砂成分為石英粒,粒徑為0.05~0.1 mm,局部見有貝殼碎屑,具腥臭味。在8.65~8.75 m處,14C測年為(2910±270)a BP
4.60 m
3.灰黑色泥質(zhì)粉細砂,細砂含量為70%~75%,砂粒由石英,長石等組成,含泥為25%~30%,見貝殼碎屑,具腥臭味
5.20 m
2.灰黑色、灰色泥質(zhì)中細砂,砂含量約占55%~65%,成分為石英、長石等,泥質(zhì)約占35%~45%,黏粉粒組成,有臭味;其中17.0~18.20 m處泥質(zhì)含量減少,顏色呈淺灰色
4.90 m
1.灰黑色、黑色淤泥,具有腥臭味;其中20.5~21.0 m、21.7~22.10 m處夾淤泥質(zhì)細砂,細砂成分為石英粒,粒徑為0.05~0.1 mm,偶見貝殼。在22.20~22.30 m處,14C測年為(6 930±260)a BP
3.60 m
下伏:上更新統(tǒng)東山組
全新統(tǒng)長樂組區(qū)內(nèi)沉積厚度在7.60~19.25 m處主要巖性有黑色、青灰色、褐灰色中-細砂、泥質(zhì)中細砂、中砂夾黏土、淤泥質(zhì)中細砂、淤泥、淤泥質(zhì)黏土。ZKH3中長樂組埋深為22.30~0 m,下部為18.7~22.3 m、中部為18.7~4.0 m上部為4.0~0 m,巖性為灰色、灰黑色淤泥,中間夾14.7m厚的泥質(zhì)細砂層,含貝殼碎屑,巖性特征表現(xiàn)為港灣(淺海)沉積;在該層底部22.30 m處14C測年為(6 930±260)a BP,時代屬于全新世。在九龍江河口上段紫泥鎮(zhèn)ZK1中長樂組埋深為8.9~1.3 m,巖性為深灰色泥質(zhì)粉砂、中-細砂和灰色黏土,個別層位偶有圓篩藻海相微體古生物出現(xiàn)[5],反映為河口港灣沉積;在該層底部8.5 m處14C測年為(4 472±36)a BP,時代屬于全新世。LHZK1與ZK14中該層巖性相似,沉積物以褐灰色、灰色、灰黑色黏土、淤泥質(zhì)黏土、淤泥及淤泥質(zhì)砂為主。在ZK14該層中發(fā)現(xiàn)含有海相硅藻化石,少量有孔蟲、介形蟲特征地層,反映為近岸淺灘沉積、淺海沉積環(huán)境[7]。
從巖性、沉積年代看,全新統(tǒng)長樂組在ZKH3、ZK1、LHZK1與ZK14中該層巖性比較接近,可以對應,所不同的是ZK1和ZK14中該層頂部褐灰色、青灰色黏土、黏土質(zhì)粉砂層在ZKH3和LHZK1缺失,而ZKH3、LHZK1和ZK14淤泥層在ZK1中缺失。不同河段受流水作用和地貌差異以及海侵影響,從而引起沉積相橫向相變差異,顯示全新統(tǒng)沉積層內(nèi)有一定相變。
第四紀以來,福建地殼以上升為總趨勢,同樣遵循老構(gòu)造格局,即垂直升降運動為主,并具有明顯的差異性和間歇性,由于北東向和北西向2組斷裂繼承性活動,順北西向斷裂,往往發(fā)育一級河流,而沿北東向斷裂則形成二級河流,此時福建的水系結(jié)構(gòu)和主要河流的河谷也有了巨大發(fā)展,包括九龍江等一些主要河流開始形成。根據(jù)該次研究的主要鉆孔資料,并結(jié)合前人鉆孔來看,九龍江河口地區(qū)勘察揭露巖性中未發(fā)現(xiàn)早、中更新統(tǒng)沉積地層。
ZK1和ZKH3勘察位置位于靠近九龍江北港河口的上、下段河道流向的主要部位,具有較強的水動力條件,通過2個鉆孔在該段沉積地層的對比可以看出,沉積物的巖性和粒度相差不大,沉積環(huán)境略有差異,顯示了在河口地區(qū)上段洪沖積相沉積、下段沖積-洪沖積相沉積特征。而LHZK1和ZK14位置處于河口南部沉積平原,2個鉆孔在該層的沉積厚度相差不大,地層序列和結(jié)構(gòu)的可對比性較強,從下向上沉積物粒度由粗變細,巖性從底部的礫砂、(含)礫粗砂,到上部的黏土或粉質(zhì)黏土,表明水動力情況不穩(wěn)定,其沉積環(huán)境表現(xiàn)為沖洪積到?jīng)_積的變化。由于鉆孔所處河口地區(qū)的地貌差異及空間差異性,沉積物沉積特征表現(xiàn)為,橫向上沉積特征變化大,由河口南部海澄、東園沉積平原往河口三角洲紫泥鎮(zhèn)至河道方向,地層中所含黏土層厚度漸減直至尖滅,且沉積物顆粒由細逐漸變粗;縱向上巖性以砂、礫-卵石為主,含泥量高,中間夾粉質(zhì)黏質(zhì)或黏土層,層次多,河口三角洲紫泥鎮(zhèn)及河道沉積區(qū)較河口南部海澄、東園沉積平原區(qū)沉積物顆粒粗,以粗砂礫卵石為主。但從該段地層的劃分可以看出,區(qū)內(nèi)鉆孔所揭露的沉積物在巖性、粒度及厚度上略有差異,沉積層序總體呈下粗上細沉積序列,沉積環(huán)境主要為河流相。九龍江河口廈漳跨海大橋北段東側(cè)海域ZKH3剖面在59.60 m處測年結(jié)果(47.54±2.77) ka,花崗巖風化殼上第四紀沉積深度為76.6 m;東園鎮(zhèn)寶里村河口南部沉積平原ZK14剖面為56.2 m處測年結(jié)果為(97.2±2.4)ka,花崗巖風化殼上第四紀沉積深度為65.6 m,估計第四紀底部起始沉積為120~140 ka[7]。由此推斷,九龍江河口地區(qū)鉆孔中沉積物最早時代為晚更新世早期[9]。
晚更新世早-中期,根據(jù)九龍江口的第四紀地層在ZKH3、LHZK1、ZK14、ZK14個鉆孔勘察中揭露晚更新世地層沉積時代在(33.24±6.7)~(97.2±2.4)ka。在九龍江河口南部沉積平原東園寶里(ZK1465.60~44.33 m),揭露上更新統(tǒng)沖積砂礫卵石層厚為20 m左右,其14C年齡(97.2±2.4)~(59.24±11.8)ka,附近海澄-東園一帶地勢平緩、且堆積上更新統(tǒng)陸相沖積砂礫卵石層,說明在當時受到九龍江河道沉積物質(zhì)的影響。而在九龍江河口下段北側(cè),靠近海滄海上鉆孔(ZKH3深度76.00~45.15 m處),揭露上更新統(tǒng)沖積砂礫卵石層厚為30 m左右,其光釋光年齡為(47.54±2.77)ka,表明當時海滄以東河口下段河道沉積物質(zhì)以陸相沖洪積層為主,古河道河口位置延伸至廈門東側(cè)海域,比現(xiàn)今更遠。該地層第四系巖性、巖相沉積特征及測年資料,地層序列和結(jié)構(gòu)的可對比性較強,巖性、巖相特征明顯,標志層發(fā)育清晰,巖性總體呈下粗上細,主要為淺灰-棕黃色礫卵石、泥質(zhì)砂礫卵石夾黏土層,反映了晚更新世早-中期九龍江河口地區(qū)為陸相沖洪積沉積。
晚更新世晚期,福建主要水系結(jié)構(gòu)已臻完善,九龍江等主要河流河道走向都有進一步的發(fā)展。該時期沉積物比晚更新世早期陸相沉積物的粒徑小很多,這可能是因為構(gòu)造的差異升降減弱,古地貌趨于夷平,一方面使剝蝕侵蝕強度繼續(xù)變小,粗顆粒的物源變少;另一方面使河道的坡降變小,河道變寬且平緩,加上海侵范圍擴大,使河流水動力條件繼續(xù)變?nèi)?,攜帶物質(zhì)的能力逐漸變?nèi)?。該時期同時也是第四紀沉積物發(fā)育的主要階段,從紫泥ZK1到河口下段ZKH3為這一時期主要沉積中心,同時在這一時期,福建沿海受海侵影響分布面積更廣,河口地區(qū)地層沉積有沖積夾潮灘相的黏土、砂及少量砂礫,在LHZK1、ZK14中發(fā)現(xiàn)含有海相硅藻化石、少量有孔蟲特征地層,反映了河口港灣或港灣(淺海)沉積環(huán)境的巖相、古地理陸海變遷沉積過程。
全新世(即冰后期),氣候逐漸轉(zhuǎn)暖,受到海侵速度逐漸加快,海侵影響范圍更廣。在河口靠近沿海地區(qū),由于外動力條件及沉積環(huán)境的顯著差異,成因類型復雜多樣,長樂組上部為海積或沖積層,巖性主要為灰色-灰黃色黏土、砂質(zhì)黏土、黏砂土,含粗砂及細礫,局部夾有泥炭層,所產(chǎn)孢粉與現(xiàn)代當?shù)刂脖幌嗨疲虏恐饕獮榛疑?、灰黑色淤泥,或局部夾黏土、砂、礫卵石等。該段地層中發(fā)現(xiàn)豐富有孔蟲、藻類、貝殼等生物化石,其中ZKH3孔埋深18.7~4.0 m處含貝殼碎屑,ZK1孔埋深8.9~1.3 m處檢出圓篩藻,ZK14該層中發(fā)現(xiàn)細弱圓篩藻、美麗盒形藻、三角褐指藻、蜂窩三角藻、三角藻、斜紋藻、馬鞍藻和淡水披針橋彎藻等硅藻;畢克卷轉(zhuǎn)蟲、圓形短五塊蟲、底室小九字蟲、茸毛希望蟲等有孔蟲;土佐美麗介、東臺新單角介、蟲華麗花介、豆艷花介等介形蟲;同時該段地層孢粉組合帶特征也反映了全新世氣候由溫暖偏濕→溫和略干→溫和干燥氣候特征,由此說明,冰后期大規(guī)模海侵導致海平面不斷上升,九龍江河口地區(qū)逐漸由陸變海,且隨著海侵的進行海洋環(huán)境影響逐漸增強,現(xiàn)代九龍江河口地區(qū)是在由陸溯源淤積后逐漸向海淤層展布形成的,表現(xiàn)為濱岸淺灘沉積、淺海沉積環(huán)境。
(1)九龍江河口地區(qū)鉆孔揭露的沉積物記錄開始最早沉積地層時代為晚更新世早期。第四系發(fā)育上更新統(tǒng)龍海組和東山組、全新統(tǒng)長樂組。龍海組底部以灰黃-棕黃色礫卵石、礫砂層開始,向上沉積物粒度變小,表現(xiàn)為下粗上細的沖洪積-沖積沉積層序特征;東山組巖性以砂為主,夾黏土層,含泥量高,沉積層次多,具沖海積交替沉積層序特征,尤其是上部黃色黏土層作為全新世地層劃分的主要標志。龍海組與東山組、東山組與長樂組間以平行不整合接觸,地層厚度穩(wěn)定,標志層發(fā)育較好,地層序列和結(jié)構(gòu)的可對比性較強,為九龍江河口地區(qū)第四紀地層劃分和對比提供了依據(jù)。
(2)從九龍江河口地區(qū)鉆孔揭露地層可看出,九龍江南港附近海澄、東園沉積平原區(qū)有大量泥砂沉積,中間夾粉質(zhì)黏質(zhì)或黏土層,沉積物層次多;橫向上沉積相帶在河口河道流向的主要區(qū)域沉積物顆粒較粗,以粗砂礫卵石為主,泥砂含量較低,地層厚度穩(wěn)定,說明了晚更新世早-中期沉積的陸相沖洪積地層比現(xiàn)今延伸更遠,至廈門東側(cè)海域。
(3)晚更新世早-中期九龍江河口地區(qū)主要為陸相沉積,晚期沉積物中發(fā)現(xiàn)含少量硅藻、有孔蟲等海相化石,但很少見到純海積淤泥,表現(xiàn)為沖海積交替沉積特征,反映了陸海變遷的沉積過程;冰后期,氣候逐漸轉(zhuǎn)暖,大規(guī)模海侵導致海平面不斷上升,海侵影響范圍擴大,現(xiàn)代九龍江河口地區(qū)逐漸由陸變海,主要形成于全新世。