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中国科学院海洋研究所金星二号考察船于1998年和1999年两年间在北黄海西部获得1200公里高分辨率地球物理测线。本文通过对其中6条地球物理测线的详细解译,采用层序地层学原理,综合邻近海域晚第四纪浅层地震剖面解译成果,进行了如下问题的探讨:1.晚更新以来,北黄海西部沉积地层的形成时期及其在空间上的分布规律,研究各沉积单元层的沉积环境、气候状况、海平面变化等;2.浅层地震测线上特殊地震反射结构的辨别,识别充填超覆沉积的古河道以及浅层气,以寻找黄河在晚更新世末期流经北黄海的证据。
根据本区的6条地震测线解译结果,北黄海西部晚第四纪时期至上而下可分为U1-U4四个沉积单元层,其分布特征为:U1单元层围绕山东半岛形成楔状分布,厚度从大于40m减薄到0m:U2单元层平均厚度15m,分布稳定,由东北向西南增厚;U3单元层平均厚度20m左右,西南薄,东北厚;U4单元层局部可见,在大部分测线上未记录到。U1形成时间为全新世的黄骅海侵(9ka B.P左右),钻孔资料显示其底部有一层泥炭层,对应于氧同位素阶段1;U2-U3单元层形成于晚更新世的末期—全新世的开始(15ka B.P.—9ka B.P.),对应于氧同位素阶段1-2;U4单元层则形成于晚更新世的玉木冰期(22kaB.P.-15ka B.P.),对应于氧同位素阶段2。
从沉积环境来看,U4单元层形成于黄海陆架的泛大陆时期,气候干旱、寒冷,沉积物为以粉砂和粘土为主的风成堆积,沉积动力以风力为主要营力。U3单元层形成于晚更新世末期的青年陆架期,全球气温逐渐变暖,沉积环境由陆相向滨岸相、浅海相过渡。U2单元层与其上的TST进积体系域形成时期为黄海陆架的壮年陆架期,全球气温变暖,降水量和河流径流量增强,海平面进一步上升。U1单元层的斜坡沉积体为现代陆架时期,形成于全新世沉积最为发育的时期,此时气候基本接近现代气候,陆架平原已完全被海水淹没。
本区的6条浅地层剖面中发现有以充填沉积为主要反射特征的埋藏古河道,多分布于U2沉积单元层中。另外,每条测线都存在浅层气充填,在地震记录上表现为“气带”或“气柱”。浅层气存在处的岩性与周围地层的岩性存在差异,故将其解释为埋藏古河道。将所有测线上的埋藏古河道连接后,得到两条北东—南西向延伸的河道。从空间分布上来看,此处的古河道应属于古黄河北支水系,位于全新世地层之下的晚更新世的地层中,为黄河在晚更新世末期(15—9ka B.P.)流经北黄海西部的产物。