王翠 王媛媛 胡斌

關(guān)鍵詞 生物沉積構(gòu)造；物理化學(xué)同素；潮坪；黃河三角洲第一作者簡(jiǎn)介 王翠，女，1996年出生，碩士研究生，地質(zhì)學(xué)，

0 引言

前人關(guān)于潮坪沉積環(huán)境的研究大多側(cè)重于潮坪的物理化學(xué)沉積特征，包括粒度分析[1?2]、層理特征描述[3?6]、沉積年代分析[7]等，然而生物對(duì)環(huán)境的反應(yīng)是極其敏感的，其與沉積作用之間相互作用相互影響。遺跡學(xué)正是基于發(fā)現(xiàn)和分析生物成因的沉積構(gòu)造，研究現(xiàn)代和古代的生物遺跡，主要強(qiáng)調(diào)生物與環(huán)境相互影響，密不可分，為鑒定和解釋沉積環(huán)境起到了不可替代的作用[8?13]，同時(shí)也為油氣儲(chǔ)層的預(yù)測(cè)研究提供依據(jù)[14?15]。

21世紀(jì)以來，國外學(xué)者對(duì)現(xiàn)代生物遺跡的沉積環(huán)境分析、形態(tài)學(xué)描述以及與遺跡化石的對(duì)比研究更加深入[16?20]。而潮坪現(xiàn)代生物遺跡的研究除了系統(tǒng)描述沉積學(xué)特征和遺跡學(xué)外[21?22]，也有學(xué)者深入研究了不同研究區(qū)潮間帶生物遺跡群落的組成分布特征，并進(jìn)行物理化學(xué)因素對(duì)其影響的分析[23?24]。研究發(fā)現(xiàn)環(huán)境因素，如能量條件、底層性質(zhì)、粒度、沉積速率、鹽度、渾濁度、有機(jī)碳含量及其他物理化學(xué)特性會(huì)影響沉積介質(zhì)中生物遺跡的種類、大小和分布[25?27]，而生物遺跡特征如遺跡的分布、分異度、形態(tài)變化以及遺跡的行為生態(tài)學(xué)等在一定程度上可以靈敏地反映沉積過程中的物理化學(xué)環(huán)境因素[18，24，28]。

黃河三角洲是一類典型的高泥沙高流量沉積環(huán)境，其沉積作用是物理、化學(xué)和生物三者相互影響的復(fù)雜動(dòng)態(tài)過程，物理因素和沉積構(gòu)造是了解現(xiàn)代三角洲沉積環(huán)境的有力工具[7，29?31]，然而伴隨沉積產(chǎn)生的生物遺跡的研究一般只是遺跡形態(tài)[32]、生物沉積構(gòu)造、組成及分布特征[33?35]。現(xiàn)代潮坪遺跡學(xué)特征對(duì)物化因素的響應(yīng)關(guān)系既可以指示沉積環(huán)境的變化，也可以為潮坪古遺跡學(xué)提供實(shí)證材料。因此，詳盡且精細(xì)的黃河三角洲潮坪環(huán)境的生物遺跡特征與沉積過程中物理化學(xué)環(huán)境因素的響應(yīng)，還有待系統(tǒng)研究。

1 地質(zhì)概況

渤海灣黃河三角洲潮坪面積廣闊，底棲生物豐富，主要受不規(guī)則的半日潮控制，平均潮差為0.73～1.77 m，平均速度為0.5～1.0 m/s[36]。潮坪表面有大量樹枝狀潮溝，微地形變化復(fù)雜。潮流為往復(fù)流，一般平行于海岸線，漲潮時(shí)研究區(qū)被海水淹沒，落潮時(shí)露出水面，為野外工作提供了有利的條件。

研究區(qū)位于山東省東營市黃河三角洲南部潮坪（119°0'～119°10' E，37°37'～37°43' N）（圖1），坡度自岸向內(nèi)陸緩慢增加，且漲潮流速大于落潮流速，因此由漲潮帶來的沉積物很難再次搬運(yùn)回去。潮坪環(huán)境依次為潮上帶，潮間帶以及潮下帶[37]，沉積物主要來源是隨潮汐往復(fù)的黃河入海的懸浮泥沙[38]。

2 材料與方法

本研究選取黃河三角洲南部潮坪的現(xiàn)代生物遺跡作為野外考察對(duì)象，包括形態(tài)學(xué)、沉積學(xué)和遺跡學(xué)的調(diào)查。通過手持全球定位系統(tǒng)（GPS）繪制地面地圖，確定了32個(gè)大多平行或垂直于海岸線的采樣點(diǎn)（圖2），在沉積物或生物分布不均勻的地區(qū)額外采樣。在各個(gè)采樣點(diǎn)，測(cè)算每平方米生物密度，采集離層面20 cm 深的沉積物樣品進(jìn)行粒度和總有機(jī)碳（TOC）含量分析。在大多數(shù)采樣點(diǎn)采集水樣，測(cè)定鹽度和渾濁度。

取約0.2 g風(fēng)干的沉積物樣品進(jìn)行預(yù)處理，利用Mastersize2000型激光粒度分析儀測(cè)定粒度分布，測(cè)量誤差小于1%。所得到的平均粒徑值是利用毫米值的矩量法求得的算術(shù)平均值，為了便于比較，轉(zhuǎn)換為phi值。

對(duì)采集的沉積物樣品進(jìn)行TOC 測(cè)試。首先在105 ℃下進(jìn)行24 h的初始干燥，以去除間隙水。取研磨土樣2 g及30 mL的鹽酸放入封閉的樣品管，按照液體高度在試管壁上做標(biāo)記，放入離心機(jī)離心5 min。靜置后倒掉上部液體，按標(biāo)記高度加入純水，再次放入離心機(jī)去酸化4～5遍，用pH試紙測(cè)試，直至pH 值為7。將去酸化后的土樣置于燒杯中，放入60 ℃的烘箱，烘3天，每天10 h。每個(gè)樣品各稱取2個(gè)5 mg烘干土，土壤標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)稱取3 mg，用錫杯包裹，每隔10 個(gè)測(cè)試樣品放置2 個(gè)標(biāo)樣，使用儀器Apollo9000，通過燃燒法測(cè)定沉積物中有機(jī)碳的含量。在燃燒損失分析期間，用精確到0.001 g的電子秤測(cè)定有機(jī)物燃燒造成的重量損失。

通過計(jì)算洞穴開口、箱式取樣法及X射線計(jì)算機(jī)斷層掃描技術(shù)（CT）綜合確定生物擾動(dòng)程度[39]。用PVC管選取了33個(gè)表面形態(tài)完整、具有代表性的生物潛穴進(jìn)行掃描和三維重構(gòu)，獲取其內(nèi)部結(jié)構(gòu)的完整信息。CT掃描實(shí)驗(yàn)室為中石化勝利油田勘探開發(fā)研究院地化實(shí)驗(yàn)室，樣品直徑為7.5 cm，長(zhǎng)度為10～15cm，所用儀器為Sanying牌掃描儀，電壓150 keV，電流30 mA。將掃描得到的圖像用中國科學(xué)院南京地質(zhì)古生物研究所X 射線斷層掃描實(shí)驗(yàn)室的軟件VGstudio Max進(jìn)行三維重構(gòu)，得到生物潛穴的立體圖像。

3 結(jié)果與分析

3.1 物理沉積構(gòu)造

黃河三角洲潮坪潮上帶處于低能環(huán)境，發(fā)育沙泥互層的水平層理，是由漲落潮帶來的沙質(zhì)懸浮物與憩流的泥質(zhì)沉積交互形成。樹枝狀的潮道兩側(cè)水流增強(qiáng)和減弱都有規(guī)律，沉積物來源豐富，伴生的物理沉積構(gòu)造十分發(fā)育，有平行層理、軟沉積變形（圖3a）、潮汐韻律層理（圖3b）、板狀交錯(cuò)層理、丘狀交錯(cuò)層理、波狀層理和生物擾動(dòng)變形層理。軟沉積變形于漲潮期間在上部潮道的分岔口處形成[28，40?41]，這部分沉積物以被水充分飽和的黏土和細(xì)粉沙為主，沉積物內(nèi)部黏結(jié)力極低，因此漲潮時(shí)的潮道兩側(cè)容易形成沉積物變形。研究區(qū)的潮汐韻律層理是沙質(zhì)與泥質(zhì)沉積物的韻律互層，由潮流的周期性變化形成。生物擾動(dòng)變形層理的規(guī)模取決于生物個(gè)體的大小，形態(tài)由生物體的行為特性決定。層面沉積物間歇性暴露干涸，發(fā)育泥裂。潮上帶沉積物在較短時(shí)間內(nèi)沉積，層面上很少保留潮汐痕跡。

潮間帶寬闊，物理沉積構(gòu)造相對(duì)簡(jiǎn)單，發(fā)育沙泥互層的平行層理、丘狀層理（圖3c）、波狀層理、生物擾動(dòng)變形層理和軟沉積變形。潮水流動(dòng)方向大多垂直、平行或斜交岸線，因此該部分沉積物表面波痕豐富，常見浪成波痕（圖3e）。遠(yuǎn)離潮道的潮間帶水動(dòng)力較弱，在穩(wěn)定的環(huán)境下發(fā)育輕微泥裂（圖3f）。

潮下帶處于高能環(huán)境，潮流流量和速度大，使得沉積物快速沉積，且沉積物富含水分，產(chǎn)生豐富的軟沉積變形（圖3d）及生物擾動(dòng)變形構(gòu)造。受海洋重力流的影響，其軟沉積變形中的沙泥比例較潮上帶大，且分布不均勻。層面上有豐富的生物擾動(dòng)痕跡。

3.2 沉積特征分析

沉積速率是一種局部變化的應(yīng)力，它與河流輸入和泥沙粒徑大小密切相關(guān)，沉積物的粒度越粗，基底的流動(dòng)性就越低[42]。河流流量對(duì)沉積作用有強(qiáng)烈的影響，流量越大，可輸送到海岸帶的碎屑越大[23]。黃河三角洲潮坪沉積物多為細(xì)粒，以淤泥黏土和砂質(zhì)粉沙為主，含少量的極細(xì)沙。粒級(jí)分布范圍集中，主要粒徑明顯，分選系數(shù)介于0.01～0.04。按照傳統(tǒng)分類方式[43?44]，當(dāng)分選系數(shù)小于0.35時(shí)，判定為極好（圖4）。從潮下帶到潮上帶，沉積物粒度逐漸變?。▓D5），主要受潮汐和風(fēng)的影響，顆粒大的砂質(zhì)物質(zhì)破碎，粗細(xì)混雜的物質(zhì)經(jīng)過較長(zhǎng)距離搬運(yùn)逐漸分異，砂質(zhì)粉土和淤泥黏土在穩(wěn)定的水動(dòng)力條件下緩慢沉降形成。低潮線附近受急劇多變的海洋控制，波浪的活動(dòng)及作用時(shí)間均比潮坪的較高部位強(qiáng)，因此粗粒沉積物隨著潮汐的往復(fù)而逐漸沉降，以極細(xì)砂為主。研究區(qū)最北端長(zhǎng)期處于暴露狀態(tài)，水動(dòng)力條件最弱，由于潮汐海水侵蝕以及強(qiáng)烈的蒸發(fā)形成鹽堿地，可見石鹽晶體、動(dòng)物足跡以及稀疏的植被。

沉積物偏態(tài)值介于-0.60～-0.05，按照傳統(tǒng)分類方式[43?44]，由圖6a可以看出，黃河三角洲潮坪內(nèi)沉積物呈負(fù)偏或近對(duì)稱。潮上帶鹽堿地的沉積介質(zhì)速度比較穩(wěn)定，粒度累計(jì)分布曲線大多是單峰近對(duì)稱曲線，沉積物分選極好，偏態(tài)近乎對(duì)稱（偏態(tài)值：-0.1～0.1）。潮道兩側(cè)和潮間帶的采樣點(diǎn)沉積物受潮水反復(fù)多次沖刷，在原先分選能力較強(qiáng)的沉積環(huán)境中得到了很好的分選，再搬運(yùn)與潮道兩側(cè)沉積物發(fā)生混合，因此粒度累計(jì)分布曲線大多是單峰不對(duì)稱曲線，偏度呈很負(fù)偏態(tài)（偏態(tài)值：-1.0～-0.3）和負(fù)偏態(tài)。受海水影響強(qiáng)烈的潮下帶，粒度累計(jì)分布曲線大多呈尖銳雙峰不對(duì)稱曲線，偏度呈負(fù)偏態(tài)（偏態(tài)值：-0.3～-0.1），表明有新加入的沉積物。

粒度參數(shù)中峰度是用來衡量頻率曲線峰凸程度。依據(jù)粒度累計(jì)分布曲線圖中峰的個(gè)數(shù)來劃分，潮上帶和潮間帶為單峰態(tài)，曲線偏斜程度高，因此峰態(tài)也高，峰值最大的部分居于中央峰，但其兩側(cè)有相對(duì)較寬的粗的和細(xì)的尾部，說明沉積物主要來自同一主體，來源相似且單一。潮下帶為雙峰態(tài)，沉積物粒徑主要分布在3～4 Φ 的極細(xì)砂組分，含有少量的6～10 Φ 的細(xì)粒組分，分選相對(duì)潮上帶和潮間帶較差。按照McManus 法劃分標(biāo)準(zhǔn)[43]，研究區(qū)峰度大于4.50占總數(shù)的51.5%，峰度2.75～4.50占總數(shù)的27.3%，峰度1.42～2.75占總數(shù)的15.2%，峰度1.03～1.42的占總數(shù)的3%，顯示該區(qū)域的沉積物的峰態(tài)從非常平坦到相對(duì)尖銳所占比例逐漸減小。由圖6b可以看出，從潮上帶到潮下帶峰度值逐漸變小，研究區(qū)最北部峰度值最高，達(dá)5.766，指示該區(qū)域表層沉積物混雜程度相對(duì)較低；在潮下帶水動(dòng)力強(qiáng)的區(qū)域，峰度值較低，表明該部分地區(qū)表層沉積物的混雜程度較高。

3.3 TOC 特征分析

研究區(qū)大部分生物以沉積物和水中懸浮分散的有機(jī)物為食，即沉積物的總有機(jī)碳（TOC）含量[23]。當(dāng)用phi值繪制TOC與平均粒徑的關(guān)系時(shí)，很明顯自潮上帶到潮下帶TOC隨著平均粒徑（ΦMean）的增加而減小，實(shí)際上，這種關(guān)系可以用公式（圖7b）表示：

該方程定義較顯著（R2=0.618），反映了TOC與粒度呈顯著正相關(guān)，表明粒度是影響TOC含量的一個(gè)重要因素。潮上帶不僅有潮汐帶來的有機(jī)物，還有發(fā)育的植被“紅地毯”，有機(jī)物含量高（圖7a）。潮間帶和潮下帶水動(dòng)力強(qiáng)粒度大，沉積環(huán)境相對(duì)復(fù)雜，受潮流等因素的影響，有機(jī)碳含量相對(duì)較低。

3.4 生物遺跡特征

3.4.1 潮上帶生物遺跡

潮上帶底棲生物種類相對(duì)較多，主要的造跡生物有甲殼類生物日本大眼蟹和豆形拳蟹；腹足類生物紅帶織紋螺、泥螺；蠕蟲狀生物雙齒圍沙蠶以及脊椎動(dòng)物鳥。

日本大眼蟹（Macrophthalmus japonicus）主要棲息在泥質(zhì)基底上層10 cm深，擾動(dòng)率為1.95%（表1），其生物遺跡主要為足轍跡、居住跡和排泄跡，爬行跡呈同心圓放射狀、線性放射狀和U型帶狀。在鹽堿地的蛇曲形潮溝兩側(cè)，各點(diǎn)能量變化大，水動(dòng)力較強(qiáng)，有機(jī)物來源豐富，生物擾動(dòng)程度高，但分異度低，主要生物遺跡是日本大眼蟹的居住跡和足轍跡，其層面上爬行跡較少，形狀呈放射狀。潛穴口多為圍墻狀或漏斗狀（圖8a），下陷類似氣坑構(gòu)造，直徑介于2～3 cm，形態(tài)多為Y型潛穴（圖9b），分叉處有瘤狀突起以加固潛穴，顏色與表層沉積物大不相同。在水動(dòng)力強(qiáng)的潮道兩側(cè)，生物擾動(dòng)強(qiáng)烈，但潛穴的保存是重要問題，因此挖掘了垂直或傾斜的潛穴，潛穴口呈土丘狀（圖8c）、鳥尾狀，內(nèi)部構(gòu)造復(fù)雜，有Y型（圖9c）、I型（圖9d）、L型、U型和多分枝型（圖9a）潛穴，在環(huán)境適宜的區(qū)域，彎曲型的柱體可延伸較深。

豆形拳蟹（Philyra pisum de Haan）僅分布在研究區(qū)潮道邊的泥質(zhì)沉積底層中，擾動(dòng)率最低，為0.01%。主要形成足轍跡和居住跡。沉積物含水率高，層面痕跡模糊不清，潛穴口形態(tài)單一，呈鳥尾狀，與層面斜交，居住跡一側(cè)有零散的沙球，或呈同心圓狀的泥質(zhì)突起，可能是生物進(jìn)出時(shí)堆積而成。潛穴內(nèi)部主要形態(tài)為Y型、U型和J型，且有雙齒圍沙蠶與其共生。

紅帶織紋螺（Nassarius succinctus）分布在研究區(qū)含水率高的泥坪中，爬行跡在沉積物表層呈彎曲的犁溝狀。層內(nèi)3D潛穴形態(tài)大多是I型，且擾動(dòng)較深，也有Y型、U型，擾動(dòng)率為0.97%。

泥螺（Bullacta exarata）分布于潮上帶泥沙底，對(duì)鹽度適應(yīng)性強(qiáng)，潛于泥沙表層1～3 cm處，擾動(dòng)率為0.63%。退潮后潮坪上泥螺大都浮出表面，拖跡形態(tài)呈極淺的條帶狀，中部平緩，兩側(cè)有略高的沙脊，其層面痕跡一般產(chǎn)生于含水量高的泥質(zhì)湯底。

雙齒圍沙蠶（Perinereis aibuhiteusis）造跡主要是拖跡、覓食跡和居住跡。研究區(qū)觀察到的層面拖跡模糊不清，星射狀的覓食跡與潛穴口相連（圖8b），生物擾動(dòng)率僅為0.09%。潛穴形態(tài)復(fù)雜多樣，有Y型、U型及復(fù)雜分枝狀，分叉處有囊泡狀突起，可以與螃蟹共生（圖9c），也可以獨(dú)自掘穴（圖9d），擾動(dòng)深度通常為8～20 cm。

鳥足跡在中高潮區(qū)居多，是由于研究區(qū)的中高潮區(qū)生長(zhǎng)植被以及大量的泥螺，為鳥類提供了豐富的食物，因此足跡清晰且量多。潮上帶的擾動(dòng)率為1.39%，潮間帶的擾動(dòng)率是1.45%，擾動(dòng)程度相近。

總體來說，潮上帶生物總擾動(dòng)程度最低，擾動(dòng)率為5.05%。潮上帶鹽堿地豐度值相對(duì)較高，生物遺跡分異度最低。

3.4.2 潮間帶生物遺跡

潮間帶底棲生物種類最多，主要的造跡生物有甲殼類生物日本大眼蟹；腹足類生物紅帶織紋螺、泥螺、托氏昌螺、秀麗織紋螺；蠕蟲狀生物雙齒圍沙蠶；雙殼類生物四角蛤蜊和牡蠣，以及脊椎動(dòng)物鳥。

日本大眼蟹在沙泥質(zhì)沉積物表層及內(nèi)部活動(dòng)，生物遺跡主要為足轍跡和居住跡。由于沉積物含水量以及粒度的不同，其層面痕跡和潛穴口形態(tài)不一。爬行跡呈線性放射狀，足轍跡呈U型帶狀，在含水率高的沉積物表層，痕跡模糊不清，含水量適中時(shí)痕跡清晰。潛穴口呈下陷橢圓狀、鳥尾狀，形態(tài)主要為Y型、U型、L型和I型，尤其在主潮道兩側(cè)的潛穴重構(gòu)中發(fā)現(xiàn)其內(nèi)部構(gòu)造復(fù)雜，有瘤狀突起，漲潮時(shí)可以躲居在潛穴中，生物擾動(dòng)較潮上帶高，擾動(dòng)率為3.29%。

紅帶織紋螺分布在研究區(qū)含水率高的混合坪中，主要為U型帶狀爬行跡（圖8f），擾動(dòng)率為0.05%，較潮上帶低，與螃蟹共生，層內(nèi)潛穴形態(tài)大多是I型、Y型、U型及復(fù)雜分支型（圖9e）。

泥螺棲息在潮間帶低潮區(qū)，擾動(dòng)率為0.9%，形成的遺跡主要為拖跡，形態(tài)不一，有直型、任意彎曲型，不分叉，但是由于沉積物為過飽和的軟底，因此痕跡模糊不清。

托氏昌螺（Umbonium thomasi）生活在砂泥混合坪中低洼有水的地方，生物擾動(dòng)率為1.73%，主要為U型條帶狀的運(yùn)動(dòng)跡，呈現(xiàn)出規(guī)則的羽狀紋理，中間有極細(xì)的突起沙脊，兩側(cè)紋理對(duì)稱且與沙脊成一定角度。

秀麗織紋螺（Nassaurius festiva）分布于研究區(qū)的混合坪中，沉積物含水率高，生物潛在表層浮沙下運(yùn)動(dòng)，僅可見模糊不清的彎曲帶狀痕跡，具體細(xì)節(jié)無法觀察，擾動(dòng)率為1.36%，生物擾動(dòng)程度較潮下帶（0.13%）高。

雙齒圍沙蠶層面上可見U型條帶狀不分枝的運(yùn)動(dòng)拖跡，以及沿潛穴口大致呈星射狀分布的覓食拖跡。層內(nèi)垂直管狀，有J型、Y型、U型的居住跡和覓食潛穴，穴道為圓形，內(nèi)表面光滑。由于潮間帶低洼積水處、潮道兩側(cè)沉積物顆粒較細(xì)，含水量高，有利于沙蠶向下挖掘生存，因此擾動(dòng)率較潮上帶高出許多，擾動(dòng)率為1.56%。

牡蠣（Ostrea gigas tnunb）多分布在半咸水環(huán)境，在淺層泥沙中穴居（圖8e），豐度極高，生物擾動(dòng)率為2 935.89%。進(jìn)食方式以過濾為主，依靠海洋中的微型海藻和有機(jī)碎屑為食。

四角蛤蜊（Mactra veneriformis Reeve）呈卵圓形，通過虹吸管進(jìn)食，主要為層內(nèi)穴居，潛穴與層面近乎于垂直，三維重構(gòu)可見層內(nèi)有與生物外形一致的印痕。

潮間帶生物擾動(dòng)程度最高，擾動(dòng)率為2 946.88%，主要是因?yàn)槌钡揽谀迪爺_動(dòng)程度非常高，如果減去牡蠣的擾動(dòng)率，其他生物擾動(dòng)率總和為10.99%，那么相較潮上帶和潮下帶，其生物擾動(dòng)程度將次于潮下帶。潮道兩側(cè)潮汐往復(fù)，豐度值較潮上帶逐漸增大，并在潮間帶潮道口處達(dá)到最大值4 739 ind/m2，分異度也達(dá)到最大值3。

3.4.3 潮下帶生物遺跡

潮下帶生物遺跡的觀察和取樣于低潮期乘船時(shí)進(jìn)行，泥螺和秀麗織紋螺的生物遺跡特征與潮間帶相似。托氏昌螺在沉積物表面豐度極高，且爬行跡雜亂無章（圖8d），而四角蛤蜊密集潛居沉積物下3～10 cm處，大多呈相同方向排列。通過對(duì)托氏昌螺的重構(gòu)，發(fā)現(xiàn)其形態(tài)與沉積物表層呈傾斜狀（圖9f），掘穴深度相對(duì)較淺。潮下帶的生物擾動(dòng)率為22.99%，豐度值較潮間帶降低，而分異度基本保持不變。

4 討論

整體來看，黃河三角洲潮坪生物遺跡在空間分布上存在不均衡性及其復(fù)雜性，潮間帶的生物擾動(dòng)程度最高（圖10），潮下帶次之，潮上帶最低。而生物遺跡的豐度和分異度平行于潮坪的地形地貌特征，呈現(xiàn)出從潮上帶到潮下帶逐漸增大的趨勢(shì)，在潮間帶潮道匯聚處達(dá)到最大（圖11）。但是其中的生物遺跡分布特征的精細(xì)差別與潮坪環(huán)境的物理化學(xué)條件具有良好的響應(yīng)關(guān)系。主要的物理化學(xué)條件包括：渾濁度、鹽度、水動(dòng)力特征、粒度、沉積速率及TOC。

4.1 渾濁度與生物遺跡分布的關(guān)系

水體的渾濁度會(huì)對(duì)生物遺跡的種類產(chǎn)生影響，如高渾濁度的水阻礙了食懸浮物造跡生物的濾食行為，堵塞造跡生物的虹吸管[45?47]。尤其對(duì)于高渾濁度河流影響下的黃河三角洲潮坪來說，渾濁度將對(duì)生物遺跡的種類產(chǎn)生重要的影響[48]。渾濁度平均值為287.02 NTU（NTU是散射濁度單位），潮上帶粒度和水動(dòng)力均小，因此濁度值最小32.40 NTU，渾濁度對(duì)生物遺跡的豐度和分異度基本沒有影響。隨著潮道的加寬，水深變深，潮流的劇烈沖刷，濁度逐漸上升且普遍高，從而呈現(xiàn)出潮上帶到潮下帶增加的趨勢(shì)（圖12a），在潮道拓寬處達(dá)到最大值936.40 NTU，在多條潮道匯集處渾濁度降低，從而生物遺跡的分異度、豐度和擾動(dòng)率呈先增加后減小的趨勢(shì)（圖13）。這是由于潮間帶主要造跡生物如甲殼類生物日本大眼蟹、豆形拳蟹和軟體動(dòng)物紅帶織紋螺、泥螺、托氏昌螺、秀麗織紋螺等以泥質(zhì)有機(jī)物為食物[49]，由于渾濁度的升高，食物來源匱乏，生物遺跡豐度和分異度急劇減少（表1）。而在多條潮道匯集處由于牡蠣礁的緩沖作用，渾濁度降低，以食懸浮物為主的雙齒圍沙蠶、雙殼類生物四角蛤蜊等造跡生物虹吸管的濾食行為大大增強(qiáng)，該類生物數(shù)量增多（表1），擾動(dòng)率增強(qiáng)。而潮下帶在潮汐漲潮期間堆積的泥沙流增加水濁度，生物遺跡的分異度不變、豐度略微降低（圖13）。這是由于潮下帶的造跡生物主要為托氏昌螺和四角蛤蜊，增大的渾濁度大大限制了這些食懸浮物的濾食效率，因此生物遺跡豐度略微降低。

4.2 鹽度與生物遺跡分布的關(guān)系

生物對(duì)鹽度的敏感性表現(xiàn)在物種組成、生物現(xiàn)存量、多樣性存在明顯的空間不均衡性。鹽度的增加和減少以及生物耐鹽性，也是影響生物群落的分布的關(guān)鍵因素[50?51]，這是因?yàn)辂}度可以顯著影響生物群落中喜鹽生物和抗鹽生物的分布。隨著漲潮，會(huì)流入低鹽度水域，底棲動(dòng)物的物種豐度明顯減少，因此鹽度對(duì)潮坪遺跡的分異度、豐度、擾動(dòng)程度、遺跡的直徑、遺跡的分布特征及分布形式等均具有靈敏的影響[52?55]。黃河三角洲潮坪鹽度特征整體與地形地貌特征平行，但是受潮道分布的影響，潮坪鹽度特征在橫向上呈差異性分布。生物遺跡與鹽度特征響應(yīng)關(guān)系明顯。

研究區(qū)長(zhǎng)期受海水侵蝕，鹽分較高，屬于半咸水和咸水持續(xù)混合區(qū)域（圖12b），潮上帶靠近農(nóng)田區(qū)域鹽度相對(duì)較低，屬于半咸水環(huán)境（0.5‰～16‰），整體生物擾動(dòng)率中等，生物遺跡的豐度和分異度中等（圖13）。在遠(yuǎn)離潮道的區(qū)域，鹽度低，生物遺跡豐度高，但是生物遺跡的分異度與潮上帶大體持平。日本大眼蟹屬于廣鹽性生物[56]，在鹽度過高的情況下不適應(yīng)。當(dāng)達(dá)到最適鹽度26.25‰時(shí)，生物豐度最大，生物擾動(dòng)程度也最高，平均潛穴直徑為2.19 cm，擾動(dòng)密度41個(gè)/m2。潮間帶鹽度穩(wěn)定，生物擾動(dòng)率、生物遺跡的豐度和分異度最高，尤其在潮道入海口處，鹽度降低，生物擾動(dòng)率達(dá)到最高值，生物遺跡的豐度達(dá)到最高值，同樣的日本大眼蟹的潛穴直徑增加到3.41 cm，但是擾動(dòng)密度減至31個(gè)/m2，這是由于鹽度的降低導(dǎo)致日本大眼蟹數(shù)量及其潛穴數(shù)量的減少，螃蟹為了適應(yīng)鹽度的降低不得不增加挖穴的直徑以獲取更大量的咸水，調(diào)整潛穴內(nèi)的鹽度。潮下帶鹽度高，屬于咸水環(huán)境（16‰～47‰），高營養(yǎng)鹽和有機(jī)碎屑隨著潮汐進(jìn)入潮下帶，鹽度整體升高，海洋生物比例大于淡水生物，生物遺跡的豐度和分異度中等，主要造跡生物為喜鹽性生物托氏昌螺和四角蛤蜊[57]。

4.3 水動(dòng)力、粒度、沉積速率、TOC 與生物遺跡分布的關(guān)系

水動(dòng)力、粒度及沉積速率三者之間是相互聯(lián)系的，水動(dòng)力條件和粒度對(duì)沉積速率起到了關(guān)鍵的控制作用[24]，而TOC又與粒度特征呈正相關(guān)（圖7），四者共同影響了生物的分布特征。水動(dòng)力主要來自波浪和潮汐，基本沒有受到黃河的直接影響，其中波浪具有明顯的季節(jié)性，以冬季最甚，春季和秋季次之，夏季最弱，潮流為不規(guī)則的半日潮，潮汐攜帶黃河擴(kuò)散至海洋的泥沙進(jìn)入潮坪，因此沉積物主要為黃河入海泥沙和再懸浮沉積物[31，38]。

潮上帶為低能高潮區(qū)，以泥質(zhì)沉積物為主，極個(gè)別采樣點(diǎn)為粉沙，分選極好，粒度累計(jì)分布曲線大多是單峰近對(duì)稱曲線，偏態(tài)近乎對(duì)稱，峰態(tài)非常平坦，水動(dòng)力弱，有機(jī)物來源豐富，TOC含量最高，生物遺跡分異度最低。然而在粉沙質(zhì)沉積物區(qū)域生物遺跡豐度最高（圖13），這是因?yàn)樵搮^(qū)域的底質(zhì)含水量較小、較堅(jiān)硬，適合日本大眼蟹生存[49]。潮道兩側(cè)日本大眼蟹的豐度較其他生物高，因?yàn)樗麄兏苓m應(yīng)復(fù)雜多變的水文和沉積環(huán)境[58]。

潮間帶沉積物為粉沙，分選極好，粒度累計(jì)分布曲線大多為單峰不對(duì)稱曲線，偏態(tài)呈很負(fù)偏，峰態(tài)平坦，坡度平緩，生物遺跡分異度和豐度整體增高。在幾條潮道匯聚處往復(fù)的潮汐帶來的有機(jī)物又為動(dòng)物提供了充足的營養(yǎng)物質(zhì)，TOC含量相對(duì)較高。水動(dòng)力相對(duì)潮下帶較弱，沉積速率低，生物遺跡豐度和分異度達(dá)到最高，尤其是潮道口的大片牡蠣礁，對(duì)湍急的風(fēng)浪起到一定的緩沖作用，為其他生物創(chuàng)造了較好的生存環(huán)境[59]。

潮下帶屬于高能低潮區(qū)，以極細(xì)砂為主，分選極好，粒度累計(jì)分布曲線大多呈尖銳雙峰不對(duì)稱曲線，偏態(tài)呈負(fù)偏，峰態(tài)相對(duì)尖銳。物理沉積構(gòu)造相對(duì)簡(jiǎn)單，粒度最粗、TOC含量最低，水動(dòng)力最強(qiáng)，沉積速率最高，生物遺跡分異度基本保持不變，豐度增高，造跡生物種類變化，主要為托氏昌螺的爬行跡和四角蛤蜊的居住跡。

4.4 對(duì)古潮坪遺跡學(xué)和古潮坪環(huán)境的啟示

首先，在古潮坪遺跡學(xué)方面，黃河三角洲潮坪不能簡(jiǎn)單地用任何一類已建立的遺跡相來描述。黃河三角洲潮坪環(huán)境的生物遺跡既有層面類型又有層內(nèi)類型，混合了典型的Skolithos 遺跡相和Cruziana 遺跡相。一種新的適用于黃河三角洲潮坪在物理化學(xué)環(huán)境因素影響下的類古潮坪環(huán)境的遺跡相模型有待建立。

其次，在古潮坪沉積環(huán)境方面，黃河三角洲潮坪的現(xiàn)代生物遺跡為類比研究古潮坪的沉積速率提供了現(xiàn)代遺跡方面的實(shí)證材料。三角洲潮坪的低沉積速率有利于造跡生物在沉積底層造跡以及生物遺跡的更均衡分布和保存，而高沉積速率條件下，底層沉積物間歇性瞬時(shí)性的迅速沉積導(dǎo)致生物生殖、居住活動(dòng)銳減，生物遺跡豐度隨之降低。另外，隨著沉積物的遷移和瞬時(shí)沉積，動(dòng)蕩和不穩(wěn)定的環(huán)境限制了造跡生物的種類，從而導(dǎo)致生物遺跡分異度降低。

5 結(jié)論

（1） 生物遺跡的分異度、豐度所受到的環(huán)境壓力主要是鹽度降低、沉積速率增加、水濁度增加、水動(dòng)力強(qiáng)弱、沉積物的粒度大小和TOC含量，其中鹽度和渾濁度影響了生物遺跡分布的種類和數(shù)量。造跡生物種類相同的情況下，鹽度影響了生物潛穴的直徑和擾動(dòng)率；鹽度相同的情況下，高渾濁度限制初級(jí)生產(chǎn)力，影響生物潛穴的數(shù)量。

（2） 潮上帶生物遺跡分異度在鹽堿地最低，僅有日本大眼蟹的爬行跡和居住跡。在粉砂質(zhì)底層的區(qū)域和多條潮道的匯聚處，生物遺跡的豐度和分異度最高，主要為甲殼類生物日本大眼蟹的足轍跡、居住跡和排泄跡，豆形拳蟹的足轍跡和居住跡；腹足類生物紅帶織紋螺的爬行跡和居住跡，泥螺的爬行跡；蠕蟲狀生物雙齒圍沙蠶的拖跡、居住跡和覓食跡，以及脊椎動(dòng)物鳥足跡。

（3） 潮間帶整體生物遺跡分異度和豐度較潮上帶和潮下帶高，但在TOC含量相對(duì)較高、水動(dòng)力相對(duì)較弱、沉積速率低、鹽度降低的幾條潮道匯聚處生物遺跡豐度和分異度達(dá)到最高，主要為甲殼類生物日本大眼蟹的爬行跡、居住跡和排泄跡；腹足類生物紅帶織紋螺的爬行跡和居住跡，泥螺的爬行跡，托氏昌螺的足轍跡，秀麗織紋螺的爬行跡；蠕蟲狀生物雙齒圍沙蠶的拖跡、居住跡和覓食跡；雙殼類生物四角蛤蜊和牡蠣的居住跡，以及脊椎動(dòng)物鳥足跡。

（4） 潮下帶生物遺跡豐度和分異度整體呈對(duì)稱均衡分布，主要為托氏昌螺的爬行跡和四角蛤蜊的居住跡。