冶煉廠lfk1孔晚白堊世性狀分析

冶煉廠lfk1孔晚白堊世性狀分析

0孢粉分析方法在地層研究中的應(yīng)用走廊固凹陷是中亞北部的一個(gè)古老封閉湖。大體呈北東走向,南北長(zhǎng)約90km,東西寬約20～40km。受新構(gòu)造運(yùn)動(dòng)的影響,新生界地層沉降厚度較大,一般在數(shù)千米,第四系地層厚度一般在300～500m。第四系地層劃分對(duì)廊坊地區(qū)斷層活動(dòng)年代的確定具有重要的意義。孢粉是揭示過去陸地生態(tài)環(huán)境變化最好的指標(biāo)之一,孢粉資料具有直接性和可靠性的特點(diǎn),運(yùn)用孢粉分析可以劃分和對(duì)比地層,確定地層年代,孢粉組合兼具有生物地層和年代地層的雙重意義。同時(shí),孢粉分析成為恢復(fù)沉積環(huán)境,重建區(qū)域植被變化,定量研究古氣候的一種重要方法。在第四紀(jì)地史中,冰川的消長(zhǎng)與氣候變化對(duì)植物界產(chǎn)生極為深刻的影響,因而孢粉分析被廣泛地應(yīng)用于第四紀(jì)古氣候、古環(huán)境分析。本研究旨在通過對(duì)孢粉資料的分析研究,并結(jié)合鉆探、測(cè)年等為確立廊坊地區(qū)第四紀(jì)標(biāo)準(zhǔn)地層提供依據(jù)。1孢粉樣品及花粉組合在廊坊市城市活斷層探測(cè)中,河北省工程地震勘察研究院和中國(guó)地質(zhì)大學(xué)(北京)聯(lián)合在廊固凹陷東緣斷裂-河西務(wù)斷裂的上盤進(jìn)行控制性鉆孔工作,鉆孔位于104國(guó)道64km里程碑附近,冶煉廠南側(cè),百年攪拌站大門內(nèi)側(cè),經(jīng)緯度位置39°28′58.94″N,116°45′11.32″E。鉆探揭露全新統(tǒng)(Qh)的底界為15m左右,更新統(tǒng)上部(Qp3)的底界為185m左右。共取得孢粉樣品105件,樣品分析單位是中國(guó)地質(zhì)科學(xué)院水文地質(zhì)環(huán)境地質(zhì)研究所,樣品經(jīng)氫氟酸溶礦處理過篩后,獲得了豐富的孢粉化石。在105件樣品中共統(tǒng)計(jì)鑒定到12807粒孢子和花粉,平均每樣約121.97粒,樣品的孢粉平均濃度為145.53粒/克。它們分屬74個(gè)孢粉類型。孢粉組合以草本植物花粉為主,平均含量為65.34%;喬木植物花粉次之,平均含量為22.95%;蕨類植物孢子較少,平均含量為10.08%;灌木植物花粉極少,平均含量?jī)H為1.62%。有時(shí)見少量水生植物花粉及藻類孢囊。主要孢粉類型有:草本植物花粉豐富,有40個(gè)花粉類型,主要有蒿屬、藜科、禾本科、菊科、毛茛科、蝶形花亞科、石竹科、蓼、唇形科及唐松草等,其次有少量濕生草本莎草科及水生草本植物香蒲、狐尾藻等分子;喬木植物花粉有15個(gè)花粉類型,主要為松、云杉、榆、樺/鵝耳櫪、櫟、柏科及鐵杉等分子;蕨類植物孢子有10個(gè)孢子類型,主要為真蕨綱、卷柏、中華卷柏、鐵線蕨、水龍骨科及蹄蓋蕨的分子等;灌木植物花粉見9種花粉類型,主要有麻黃、白刺、及榛等分子。2植物花粉峰、谷交互關(guān)系根據(jù)該孔所做花粉濃度圖式中主要孢粉種屬含量的變化趨勢(shì)分析,結(jié)合鉆孔深度、巖性特征和熱釋光(TL)和碳十四(14C)年齡等綜合分析,孢粉組合在鉆孔剖面中波動(dòng)明顯,喬木植物花粉與草本植物花粉峰、谷交互對(duì)應(yīng)。經(jīng)綜合分析,將其劃分為6個(gè)孢粉組合帶?，F(xiàn)將各帶的特征和組成(圖1)敘述如下:(1)組合帶花粉及類植物種篩選本組合帶孢粉尚豐富,平均濃度為83.01粒/克,但樣品的孢粉濃度差異性懸殊,最大濃度可達(dá)439.53粒/克,最小濃度僅為5.09粒/克。組合帶中草本植物花粉最豐富,占總花粉濃度的75.26%,其中含量較高的主要為蒿屬(39.96%)和藜科(19.32%);喬木花粉含量稍低,占總花粉的19.21%,主要為松屬(15.21%);蕨類植物含量較少,約占5.09%,主要類型有真蕨綱(Filicale)、水龍骨科(0.16%)和中華卷柏(1.00%);灌木花粉含量最少,僅占總花粉的0.44%,其中木犀科含量相對(duì)較多(0.28%)。(2)植物花粉含量本組合帶的孢粉豐富,平均濃度為155.59粒/克,最高濃度可達(dá)1341.98粒/克。組合以草本植物花粉為主,含量為64.43%,主要類型為蒿屬(30.30%)、藜科(16.65%)、禾本科(5.87%);喬木花粉含量占22.00%,主要為松屬(13.85%)、榆屬(3.95%)、云杉/冷杉/落葉松(1.40%)、樺/鵝耳櫪屬(1.27%);蕨類植物孢子含量為10.39%,主要是真蕨綱(Filicale)(6.49%);灌木植物花粉含量低,平均含量?jī)H3.18%,主要是麻黃/白刺/檉柳(1.99%)。從總花粉圖式可以看出,本帶孢粉組合可分為2個(gè)亞帶:亞帶Ⅱa(樣號(hào)94～83號(hào),91～173m),亞帶Ⅱb(樣號(hào)82～70號(hào),168.5～137.0m)。(3)植物及蕨類植物花粉含量孢粉濃度較豐富,一般為93.54粒/克,最高可達(dá)646.00粒/克,與組合帶Ⅱ的濃度相比下降明顯。孢粉組合中草本花粉含量占絕對(duì)優(yōu)勢(shì),平均含量達(dá)68.44%,以蒿屬(24.21%)、藜科(14.01%)、禾本科(11.34%)及菊科(6.01%)花粉等為主;喬木植物花粉含量次之,其中松屬(10.08%)花粉含量最高;蕨類孢子含量一般在13.70%左右,以真蕨綱(8.78%)孢子為主;灌木植物花粉含量較低,平均只有0.64%,各屬種的花粉含量均低于1%,主要是麻黃/白刺/檉柳和榛屬。(4)植物花粉含量本組合孢粉濃度相對(duì)較低,平均25.93粒/克,最高達(dá)145.69粒/克。組合中草本植物花粉比例最高,占總花粉濃度的45.57%,含量較高的屬種主要為蒿屬(15.73%)和藜科(9.74%);喬木花粉含量也較高,占總花粉的43.32%,主要為松屬(34.18%);蕨類植物孢子含量也相對(duì)較高,含量達(dá)9.84%,其中真蕨綱(4.72%)占絕對(duì)優(yōu)勢(shì);灌木植物花粉含量較低,平均只有1.26%,各屬種的花粉含量均低于1%,主要是麻黃/白刺/檉柳和榛屬等。本帶以喬木花粉含量的明顯上升和草本植物花粉的明顯下降為特征。(5)喬木花粉、蕨類植物主體性狀見表1本組合帶的孢粉豐富,平均濃度為200.03粒/克,最高濃度可達(dá)1710.94粒/克。組合帶中以草本植物花粉為主,含量為73.86%,主要類型為蒿屬(31.40%)、藜科(18.02%)、禾本科(8.77%);喬木花粉含量占16.39%,主要為松屬(10.99%)、榆屬(1.61%)、云杉/冷杉/落葉松(1.13%)、樺/鵝耳櫪屬(1.22%);蕨類植物孢子含量為8.41%,主要是真蕨綱(5.70%);灌木植物花粉含量低,平均含量?jī)H1.33%,各屬種的含量均低于1%,主要是麻黃/白刺/檉柳(0.62%)。從總花粉圖式可以看出,本帶孢粉組合可分為3個(gè)亞帶:亞帶Ⅴa(樣號(hào)36～30號(hào),63.0～50.5m),亞帶Ⅴb(樣號(hào)29～22號(hào),49～39m),亞帶Ⅴc(樣號(hào)21～11號(hào),36.5～14.3m)。(6)植物花粉屬種及主體植物分布本組合帶孢粉豐富,濃度平均為327.27粒/克,最高達(dá)1121.76粒/克。組合中草本植物花粉比例最高,占總花粉濃度的60.93%,含量較高的屬種主要為蒿屬(24.73%)和藜科(15.36%)和禾本科(4.53%);喬木植物花粉含量次之,占總花粉濃度的23.68%,主要為松屬(19.57%);蕨類植物孢子含量相對(duì)也較高,含量達(dá)13.40%,其中真蕨綱(5.50%)占絕對(duì)優(yōu)勢(shì),中華卷柏(4.82%)和鐵線蕨(0.97%)也占一定比例;灌木植物花粉含量較低,平均只有2.00%,各屬種的花粉含量均低于1%,主要是少量的麻黃/白刺/檉柳、繡線菊、木犀科和榛屬的花粉等。3暖期氣候特征孢粉組合帶Ⅰ:孢粉組合反映的植被組合為以松、云杉/冷杉/落葉松(少量)、樺/鵝耳櫪、櫟為主的針闊葉混交林。草本植物花粉豐富,主要是蒿、藜、禾本科、菊科,反映氣候向干旱方向發(fā)展,整體氣候類型由溫和偏濕轉(zhuǎn)向溫涼偏干?？傮w反映冷期氣候,與Emiliani深海氧同位素階的第6階段——冰期相對(duì)應(yīng)。孢粉組合帶Ⅱa:孢粉組合中喬木和草本植物含量變化不大,蕨類孢子含量明顯上升,氣候向濕潤(rùn)方向發(fā)展,反映的植被類型為針闊葉混交林。喬木植物花粉中松、樺/鵝耳櫪的和櫟的含量稍有下降,榆的含量有所增加;草本植物仍以蒿、藜和禾本科為主,增加了一定比例的蒲公英。綜合表明該階段氣候類型為溫暖偏濕。孢粉組合帶Ⅱb:喬木和草本植物花粉含量稍有下降,耐旱的蒿、藜科和菊科含量有所增加,灌木花粉含量明顯上升,達(dá)到剖面的最大值,表明氣候向干旱方向發(fā)展。孢粉組合特征反映此時(shí)的植被為以松、榆和樺/鵝耳櫪為主的針闊葉混交林-疏林草原,氣候類型為溫和偏干。孢粉組合帶Ⅱ總體反映暖期氣候,與Emiliani深海氧同位素階的第5階段——間冰期相對(duì)應(yīng)。對(duì)于此階的白洋淀海侵事件(128～75ka)也有所體現(xiàn)。孢粉組合帶Ⅲ:粉組合反映的植被類型為針闊葉混交疏林草原,喬木植物以松、樺/鵝耳櫪、榆和櫟為主,松和榆的含量下降,后者尤其明顯,草本植物中蒿和藜科含量下降,菊科和禾本科含量上升,氣候有向干冷方向發(fā)展的趨勢(shì),整體氣候類型為溫涼偏干。本組合帶反映冷期氣候,與Emiliani深海氧同位素階的第4階段——冰期相對(duì)應(yīng)。孢粉組合帶Ⅳ:本帶喬木平均含量達(dá)到剖面的峰值,草本植物花粉含量達(dá)到最低值,蕨類植物占相對(duì)較高的比例,灌木花粉極少。表明此時(shí)的植被類型為以松、云杉/冷杉/落葉松、樺/鵝耳櫪、櫟和榆為主的針闊葉混交林,鐵杉、胡桃、椴等有時(shí)出現(xiàn)。最為喜暖的喬木胡桃在本帶達(dá)到剖面峰值,綜合孢粉總體特征,本帶為所有孢粉組合帶中最為溫暖的一段時(shí)期,氣候類型為溫暖濕潤(rùn)。本組合帶反映暖期氣候,與Emiliani深海氧同位素階的第3階段——間冰期相對(duì)應(yīng)。體現(xiàn)了明顯的滄州海侵事件(40～30ka)。孢粉組合帶Ⅴa:喬木植物花粉平均含量接近剖面最低值,草本含量達(dá)到剖面峰值(79.21%),耐旱灌木麻黃/白刺/檉柳在本帶出現(xiàn)頻繁,表明氣候比較干燥。反映的植被類型為典型草原,氣候寒冷干旱。孢粉組合帶Ⅴb:孢粉組合中喬木花粉含量大幅上升,其中松的含量上升明顯,將近翻一番,樺/鵝耳櫪也有所增加,喜冷的云杉/冷杉/落葉松明顯減少,表明氣候向暖濕方向發(fā)展。草本植物含量下降約15%,仍以蒿、藜科、禾本科為主,含量均下降,水生草本香蒲含量較上段也有所上升,此外,金蓮花在此段占一定比例(3.31%)(其他組合帶只是零星出現(xiàn)或未出現(xiàn))。以上綜合反映該段植被類型為針闊葉混交林,氣候類型為溫和偏濕。孢粉組合帶Ⅴc:喬木植物花粉含量大幅下降,達(dá)剖面的最低值,多數(shù)屬種均呈下降趨勢(shì),松屬含量更是降到了4.63%。草本植物花粉含量上升至73.63%,蒿和禾本科含量有所上升,蒲公英含量也呈增長(zhǎng)趨勢(shì),耐旱的藜科和菊科和含量增加明顯(菊科在上一組合帶未出現(xiàn)),而水生草本香蒲含量有所下降,以上均表明氣候向干旱方向發(fā)展。孢粉組合特征反映此時(shí)的植被為以蒿、藜、禾本科為主的典型草原,同時(shí)伴生有蒲公英、菊科植物等。氣候類型為寒冷干旱。孢粉組合帶Ⅴ總體反映冷期氣候,與Emiliani深海氧同位素階的第2階段——冰期相對(duì)應(yīng)。孢粉組合帶Ⅵ:喬木植物花粉含量呈上升趨勢(shì),其中主要的松屬上升至12.62%,樺/鵝耳櫪也有所增加,最為喜暖的喬木胡桃在本帶含量?jī)H次于組合帶Ⅳ的最高值,草本植物花粉含量下降10%左右,其中主要屬種蒿、藜科、禾本科和蒲公英含量均明顯下降,菊科稍有下降,水生草本香蒲含量上升約1%,濕生草本莎草科也頻繁出現(xiàn),以上是氣候向暖濕方向發(fā)展的表現(xiàn)?？傮w反應(yīng)的植被類型為針闊葉混交林,氣候類型為溫暖濕潤(rùn)。本組合帶反映暖期氣候,與Emiliani深海氧同位素階的第1階段——間冰期相對(duì)應(yīng),對(duì)應(yīng)于此階段為黃驊海侵(8～3ka)。4孢粉組合帶和孢粉組合帶(1)對(duì)冶煉廠孔的孢粉資料進(jìn)行詳細(xì)分析,自下而上劃分出6個(gè)孢粉組合帶,反映廊固凹陷地區(qū)植被演替及相應(yīng)的氣候演變,并結(jié)合測(cè)年和鉆井資料,確定孢粉帶I為中更新世,孢粉帶II、III、IV和V為上更新世,孢粉帶VI為全新世。(2)更新統(tǒng)中部(249.4～193.5m),孢粉組合帶Ⅰ,反映氣候由溫和偏濕到溫涼偏干的變化,總體反映冷期氣候;更新統(tǒng)上部(193.5～14.3m),孢粉組合帶Ⅱ-Ⅴ,孢粉組合帶Ⅱ反映氣候由溫暖偏濕到溫和偏干的變化,是暖期氣候的反映,孢粉組合帶Ⅲ反映溫涼偏干的冷期氣候,孢粉組合帶Ⅳ反映溫暖濕潤(rùn)的暖期氣候,孢粉組合帶Ⅴ反映氣候由寒冷干旱到溫和偏濕再到寒冷干旱的變化,總體反映冷期氣候;全新統(tǒng)(14.3～0m),孢粉組合帶Ⅵ,反映溫暖濕潤(rùn)的暖期氣候。(3)前人研究表明,河北平原上更新統(tǒng)和全新統(tǒng)大致可以劃分為5～10個(gè)孢粉組合帶及其對(duì)應(yīng)的冷-暖與干-濕氣候類型。本研究將廊固凹陷地區(qū)上更新統(tǒng)和全新統(tǒng)劃分為5個(gè)孢粉組合帶及其相對(duì)應(yīng)的冷-暖與干-濕氣候類型,二者大致相同。(4)河北平原東部靠近渤海沿岸80～100km范圍內(nèi),第四系存在海陸過渡相