【类型】期刊

【作者】蓝先洪，秦亚超，陈晓辉，王中波，李杰，梅西（国土资源部海洋油气资源与环境地质重点实验室；青岛海洋地质研究所）

【作者单位】国土资源部海洋油气资源与环境地质重点实验室；青岛海洋地质研究所

【刊名】海洋通报

【关键词】 环境；稀土元素；晚第四纪；渤海东部

【资助项】国家自然科学基金(41206053,41406077)；国家自然科学重点基金(41330964)；国土资源部海洋区域地质调查(gzh200800501,gzh201400205,g...

【ISSN号】1001-6392

【页码】P674-682

【年份】2019

【期号】第6期

【期刊卷】1;|7;|8;|4;|2

【摘要】对渤海东部DLC70-1孔157个沉积物样品进行了稀土元素(REE)测定,结合有孔虫丰度和粒度参数研究,探讨了该孔稀土元素地球化学特征与晚第四纪环境变化关系。DLC70-1孔沉积物物源分析表明,该孔沉积物物质来源比较稳定,其沉积物主要来源于黄河。渤海东部DLC70-1孔REE的分布特征与晚第四纪沉积环境变化密切相关,约100 ka BP以前,研究区发育浅海环境,ΣREE含量较高,且HREE相对富集。100~75 ka BP期间,ΣREE含量受沉积物粒度的影响,明显低于前一阶段,LREE相对富集,稀土元素分布表现为河口半咸水环境特征。75~60 ka BP期间,研究区发育以细颗粒沉积物为主,ΣREE含量达到高值。60~35 ka BP期间为晚更新世玉木冰期中间冰阶(暖期)沉积,研究区发育滨海沉积环境,其ΣREE含量总体较低,并显示LREE相对富集;随着水体深度和盐度条件发生多次波动,稀土元素分布特征也表现出小幅度变化。35~30 ka BP期间,研究区发育滨岸和滨海沉积环境,其ΣREE含量总体较高。30~10 ka BP期间,研究区表现为河流环境,受矿物组成和沉积物粒度的影响,ΣREE含量总体较低,显示向上HREE相对富集。10 ka BP以来为全新世海侵期,研究区持续发育滨海-浅海沉积环境,其ΣREE含量总体较高,显示LREE富集。

【全文】 文献传递

渤海东部晚第四纪沉积环境变化的稀土元素地球化学记录

蓝先洪1，2，秦亚超1，2，陈晓辉1，2，王中波1，2，李杰1，2，梅西1，2

（1.国土资源部海洋油气资源与环境地质重点实验室，山东 青岛 266071；2.青岛海洋地质研究所，山东 青岛 266071）

摘 要：对渤海东部DLC70-1孔157个沉积物样品进行了稀土元素（REE）测定，结合有孔虫丰度和粒度参数研究，探讨了该孔稀土元素地球化学特征与晚第四纪环境变化关系。DLC70-1孔沉积物物源分析表明，该孔沉积物物质来源比较稳定，其沉积物主要来源于黄河。渤海东部DLC70-1孔REE的分布特征与晚第四纪沉积环境变化密切相关，约100 ka BP以前，研究区发育浅海环境，ΣREE含量较高，且HREE相对富集。100～75 ka BP期间，ΣREE含量受沉积物粒度的影响，明显低于前一阶段，LREE相对富集，稀土元素分布表现为河口半咸水环境特征。75～60 ka BP期间，研究区发育以细颗粒沉积物为主，ΣREE含量达到高值。60～35 ka BP期间为晚更新世玉木冰期中间冰阶（暖期）沉积，研究区发育滨海沉积环境，其ΣREE含量总体较低，并显示LREE相对富集；随着水体深度和盐度条件发生多次波动，稀土元素分布特征也表现出小幅度变化。35～30 ka BP期间，研究区发育滨岸和滨海沉积环境，其ΣREE含量总体较高。30～10 ka BP期间，研究区表现为河流环境，受矿物组成和沉积物粒度的影响，ΣREE含量总体较低，显示向上HREE相对富集。10 ka BP以来为全新世海侵期，研究区持续发育滨海-浅海沉积环境，其ΣREE含量总体较高，显示LREE富集。

关键词：环境；稀土元素；晚第四纪；渤海东部

渤海是一个深入中国大陆的浅海，南北长约480 km，东西宽约300 km，面积7.7×104km2，其东北、西、南面分别被辽宁、河北、天津、山东省包围，仅东南方向渤海海峡与黄海相连（孙湘平，2006）。渤海为陆架浅海盆地，水体较浅、地形平缓，有黄河、海河、辽河、滦河等较高泥沙含量河流注入。渤海地区晚第四纪期间经历了多次古环境变迁，其中包括分别发生于晚更新世和全新世的两次海侵旋回，形成了两套海侵层序（中国科学院海洋研究所海洋地质研究室，1985）。海侵期间，广泛发育河口、近岸滨海和浅海沉积。以往对渤海地区钻孔岩芯的海平面与古环境变化已做过一些研究工作，并取得了一些研究成果（中国科学院海洋研究所海洋地质研究室，1985；刘建国等，2007；张现荣等，2014）。渤海Bc-1孔从距今163 000年以来，共发生了7次海侵，形成了7期海相地层和介于海相层间的陆相地层（中国科学院海洋研究所海洋地质研究室，1985）；渤海泥质区柱状沉积物的粒度与化学成分研究表明，全新世以来本区泥质沉积物的物质来源与沉积环境较为稳定（刘建国等，2007）；张现荣等（2014）依据辽东湾东南部海域柱状样沉积物稀土元素数据，对稀土元素组成特征、控制因素以及物质来源作了探讨。但以往对渤海化学特征的研究，大多集中于表层沉积物（周永芝等，1991；李淑媛等，1994，2010；刘彬昌等，1992；吕成功，1993）、岩芯古地理（中国科学院海洋研究所海洋地质研究室，1985；刘建国等，2007；张现荣等，2014）和海水营养盐研究（褚帆等，2015；张锦峰等，2015），而从稀土元素地球化学角度揭示该地区晚第四纪以来的古环境变化仍是空白。本文以取自渤海东部的岩芯沉积物为分析材料，结合沉积特征和微体古生物证据，对渤海东部晚第四纪沉积物的稀土元素分布特征及其与环境变化的关系进行探讨。

1 采样与方法

1.1 样品采集

2009年9月青岛海洋地质研究所在渤海东部海域进行了地质浅钻取样，获得钻孔（钻孔编号为DLC70-1）孔深为70.20 m（图1，水深27.5 m），取心率为67.0%～99.3%。所有处理分析过程依照《1:1 000 000海洋区域地质调查规范》（中国地质调查局，2009）进行。在进行详细岩芯描述之后，妥善保存样品并尽快运回实验室分析。DLC70-1孔共采集不同层位的各类岩芯样品（大致按0.30～0.50 m的间隔，岩性分层时加密）157个用于稀土元素分析。

1.2 分析方法

自孔深0.14～69.84 m采集157个样品用于稀土元素分析。样品处理流程为：样品经105℃烘干，研磨成分析级粉末；试样（干样）采用氧化钠熔融，稀土元素形成氢氧化物沉淀，加三乙醇胺掩蔽铁、铝，加EDTA络合钙、钡，过滤。稀土元素氢氧化物沉淀溶于2 mol·L-1盐酸，经强酸性阳离子交换树脂分离富集后，再用5 mol·L-1盐酸洗提，将淋洗液蒸发、定容后采用电感耦合等离子体质谱仪（ICP-MS）测定15个稀土元素含量。利用流程和试剂空白样以及国标样GBW07315来监控分析误差，在测试过程中每测量30个样品就测量一次标准样品进行对比检验，以确保仪器稳定性和测试精度优于5%。元素分析分别进行了若干样品的重复分析与标样分析结果表明，稀土元素测试精度优于5%。同时进行了粒度分析，称取烘干样品加双氧水除去有机质，反应完全后加入醋酸，除去生物碳酸盐沉积物，最后加氢氧化钠溶液除去蛋白石，采用英国MALVERN公司产的Mastersizer 2000型激光粒度分析仪上进行测试；DLC70-1孔岩芯按照20 cm间隔共取313个样品进行了粒度分析，分析结果间隔为1/2 Φ，待测样品质量不低于50 g。

底栖有孔虫分析按照20 cm间隔取样，共选取样品313个。样品先在60℃的恒温下烘干，称取25 g干样放入烧杯中加清水浸泡24 h，使样品充分分散，然后利用孔径为0.063 mm的铜筛反复冲洗，筛上部分在60℃下烘干并称重后进行鉴定统计，按样品含化石的具体情况对样品缩分后取其中一份进行鉴定统计，有孔虫的种属鉴定和统计在实体显微镜下进行，一般统计的个体数在200粒以上，不足200粒的样品则全样统计。以上分析均由青岛海洋地质研究所测试中心完成。

采用低本底的液体闪烁计数方法（以1950年作为计时零年，半衰期取5 730年）由青岛海洋地质研究所测试中心年代实验室对DLC70-1孔上部5个样品做了14C测定，样品为深灰粉砂和砂质粉砂；另外还在美国伍兹霍尔海洋研究所对底栖有孔虫3个样品进行了AMS14C年代测试，结果如表1所示，文中均为未校正年龄。由青岛海洋地质研究所测试中心年代实验室采用光释光（OSL）测年对6个样品（岩性为粉砂）作了年代测定（表1）。

2 结果分析

2.1 沉积特征与有孔虫分布概况

DLC70-1孔岩芯沉积物的岩性、粒度和有孔虫分布特征（介形虫含量极低，不具有统计意义）简述如下（图2）：

70.20-68.50 m：由灰黑色的砂质粉砂和粉砂组成，砂含量由下而上变少，平均粒径（Mz）在6～4 Φ之间变化。底栖有孔虫丰度处于极低水平，平均仅为0.2枚/g干样，简单分异度和复合分异度波动幅度很大（简单分异度（S）：为单个样品中有孔虫的全部种数；复合分异度：

其中S为样品中有孔虫的种（属）数，Pi为第i个种（属）的个数，Ni在全群总个数N中所占的比例。ln Pi为Pi的自然对数（邵全琴等，1996）；层内零星出现的底栖有孔虫异地搬运壳体（保存状况通常较差，多数呈乳白色，不透明，少数已经矿化）。

68.50-55.40 m：下部为灰黑色的砂质粉砂和粉砂，向上渐变为粉砂质砂和砂，底栖有孔虫丰度较之下部明显升高，平均值增至5枚/g干样。简单分异度和复合分异度增加更为明显，其均值分别是10种和1.6。底栖有孔虫优势种比较集中，主要包括Ammonia compressiuscula，占总数的17.18%；A.becarii var.，占总数的15.52%；Elphidium magellanicum,A.dominicana,Protelphidium turberculatum，Buccella frigida，Cribrononion subincertum,和Elphidium advenum，相对丰度均在5%以上。

55.40～49.10 m：以砂质粉砂为主，砂含量由下而上减少，平均粒径在6Φ附近波动；底栖有孔虫丰度降至极低水平，平均仅为0.5枚/g干样。简单分异度和复合分异度也随之下降，其均值分别是2种和0.33。零星出现的异地搬运后再沉积的底栖有孔虫个体。

49.10～32.30 m：下部（49.10～46.20 m）为粉砂质砂和少量砂质粉砂；中部（46.20～42.70 m）：为灰色砂质粉砂；上部（42.70～32.30 m）：灰黑色细砂和粉砂质砂、砂质粉砂；底栖有孔虫丰度较之下部明显升高，但不同层位间差异很大，平均值增至25枚/g干样。简单分异度和复合分异度也处于相对高值期，其均值分别是11种和1.6。底栖有孔虫优势种以 Ammonia becarii var.，Protelphidium turberculatum，Elphidium magellanicum和 A.dominicana为主，分别占总数的19.03%，10.85%，10.15%，9.29%；其他相对丰度在3%以上的属种包括 A.compressiuscula,Buccella frigida,Cribrononion subincertum和Elphidium advenum。

32.30～28.70 m：岩性为灰色粉砂和砂质粉砂，底栖有孔虫丰度又降至极低水平，仅在3个层位中有几枚Ammoniabecarii var.壳体出现。

28.70～19.50 m：下部（28.70～23.20 m）为灰色粉砂和砂质粉砂，上部（23.20～19.50 m）为浅灰黑色粉砂质砂和细砂；底栖有孔虫丰度较之下部明显升高，平均值增至38枚/g干样。简单分异度和复合分异度也随之升高，其均值分别是5种和0.8。底栖有孔虫优势种主要包括Ammonia becarii var.,A.dominicana,A.compressiuscula和Elphidium magellanicum，分别占总数的21.97%，10.39%，8.78%，5.86%；这一阶段是玉木冰期进入极盛期之前的最后一个温暖期，此次海侵在渤海东部的影响有限（中国科学院海洋研究所海洋地质研究室，1985）。

19.50～12.50 m：岩性为黄褐色粉砂及少量砂质粉砂，底栖有孔虫丰度又降至极低水平，仅在3个层位中有几枚 Ammonia becarii var.和 Ammonia compressiuscula壳体出现，而且均属于异地搬运的再沉积个体。19.50～15.20 m缺失有孔虫，在层位上与南黄海QC2孔的CI陆相层相符，为陆相沉积（郑光膺等，1991）。

12.50～0 m：下部（12.50～9.30 m）为浅灰黑色粉砂质砂，上部（9.30 m以上）灰色砂质粉砂，底栖有孔虫呈现两段式变化，6.40 m以下丰度极低，而分异度的变化则明显以6.40 m和10.00 cm为界分为3个阶段，说明了这一阶段沉积环境的不稳定性。底栖有孔虫的总平均丰度为78枚/g。简单分异度和复合分异度的均值也分别上升至9种和1.25。底栖有孔虫以 Ammonia compressiuscula和Elphidium magellanicum最为丰富，分别占总数的20.33%和17.91%；其次为Protelphidium turberculatum，Cribrononion subincertum和 Buccella frigida。古生物特征反映6.40 m向上海平面迅速上升，DLC70-1孔所在区域为海相环境。

2.2 稀土元素变化特征

DLC70-1孔的REE垂直分布特征和经上陆壳（UCC）标准化（Taylor et al，1995）后获得的REE配分模式见图3和图4。DLC70-1孔的总稀土元素（ΣREE）含量波动较大，变化于72.2～233.8 μg/g之间，平均值为158.9 μg/g。轻稀土元素（LREE： La-Eu）相对较富集，平均值为124.9 μg/g；重稀土元素（HREE：Gd-Y）丰度较低，平均值为34.0μg/g。δEuN的平均值为0.68，为中度亏损，δCeN的平均值为0.87，呈弱负异常（δEuN=δEuN/（（δSmN+δGdN）/ 2），δCeN=δCeN/（（δLaN+δPrN）/2），其中下标N表示经球粒陨石标准化后获得数值）。

孔深69.84～61.80 m，该层段∑REE含量在层段内有一定波动，向上部逐渐增加，为整个岩芯的较高值层段，其变化趋势与∑LREE/∑HREE值差异较大，底部∑LREE/∑HREE值为整个岩芯的最高值；ΣREE平均值为184.7μg/g。δCeN值变化类似于∑REE含量变化，波动较大；δEuN值处于整个岩芯的较低值，向上部δEuN值逐渐降低。自孔深61.80以上，∑REE含量迅速降低，58.70 m含量达到最低值；∑LREE/∑HREE值与∑REE含量变化不同，呈下到上逐渐降低。孔深61.80～55.30m的ΣREE平均值为126.6 μg/g，下部先降后逐渐升高，顶部含量明显升高；δCeN值变化类似于∑REE含量变化；δEuN值向中部逐渐增高，然后又逐渐下降。孔深55.30～49.00 m，ΣREE平均值为192.6 μg/g，其含量波动明显，与∑LREE/∑HREE值变化相一致；δCeN值变化向上部逐渐降低；δEuN值波动较大小。孔深49.00～32.30 m，∑REE含量处于整个岩芯的较低值，ΣREE平均值为135.4 μg/g，下部比上部波动稍大些，从下向上含量有增加趋势，中下部∑REE含量迅速增高，然后又下降，波动较明显；∑LREE/∑HREE值下部高于上部；δCeN值变化从下到上呈增加趋势，δEuN值变化则相反，从下到上略有降低趋势。孔深32.30～23.20m，ΣREE含量处于整个岩芯的较高值，ΣREE平均值为204.8 μg/g，从下向上逐渐升高，与∑LREE/∑HREE值变化基本一致。δCeN值和δEuN值变化较为稳定，波动相对较小。孔深23.20～9.30 m，∑REE含量波动可分为三段式，下部含量稳定，为全岩芯的最低值区域（72.24～90.08 μg/g）；中部含量有一个逐渐升高和下降过程，上部含量高于下部（图3）；∑LREE/∑HREE值变化与∑REE含量变化不同，从下向上趋势降低；ΣREE平均值为119.5 μg/g；δCeN值变化与∑REE含量变化相一致；δEuN值下部升至最高值后突然下降。孔深9.30～0.00 m，∑REE含量处于较高值，平均值为173.2 μg/g，从下部到中部含量逐渐增高，中部向上部含量逐渐降低，与∑LREE/∑HREE值变化基本一致；δCeN值和δEuN值变化较小。

DLC70-1孔REE数据的上陆壳稀土元素平均值（UCC）标准化分布模式表明（Taylor et al，1995），各层段稀土元素富集程度虽有不同（图4），但REE配分模式相近，MREE（Sm-Ho）不同程度富集，显示Ce弱负异常和弱的Eu正异常，表明其具有大致相同的物源。从DLC70-1孔岩芯的稀土元素分布模式来看，与黄河沉积物稀土元素分布模式（杨守业等，1999）较接近。

为了解辽东湾周边河流输入物质可能对DLC70-1孔沉积物的影响，本文采用稀土元素参数（La/Yb）UCC与δEuN进行物源的判别（张现荣等，2014），周边河流资料据张现荣等（2014）文献。图5分析结果表明DLC70-1孔稀土元素的参数分布比较集中，与黄河沉积物较为相近，极少数样品靠近滦河和复州河区域边缘，与辽河、双台子河、六股河则明显不同，说明辽东湾周边河流沉积物对DLC70-1孔物质影响较小。

3 讨论

渤海作为我国半封闭的内海，直接接受巨量的黄河泥沙，并将大量泥沙输送到黄海（图1）。渤海沉积物主要为黄河物质向西、向北和向南运移进入渤海湾、渤海中东部和渤海南部的结果（秦蕴珊等，1986；赵一阳等，1994）。晚第四纪期间经历了多次环境变化，随着不同时期沉积环境的波动，稀土元素分布特征也发生相应的变化（蓝先洪等，2002；严杰等，2013）。在物源区及剥蚀情况基本稳定的情况下，这些变化主要受咸、淡水混合作用的影响，沉积物粒度和矿物组成对稀土元素含量有一定影响（赵一阳等，1994；Yang et al，2002；Li et al，2009；张现荣等，2014）。

3.1 约75 000 a BP以前（孔深70.20～55.30 m）

孔深70.20～55.30 m（约125 000～75 000 a BP），其下部（70.20～61.80 m，65.32 m和 64.65 m处OSL年代分别为（112±11）ka BP和（110±10）ka BP）以砂质粉砂和粉砂沉积为主，向上逐渐变细，细组分（粉砂和黏土）含量相应增加（图2），反映水动力条件由强渐弱的沉积环境；底部底栖有孔虫丰度处于极低水平（图2），代表晚更新世末次间冰期初期的沉积记录。这一阶段沉积环境以浅海沉积为主，其沉积物的ΣREE含量较高（图3），∑LREE/∑HREE值相对较低，δCeN值较高，（La/ Yb）N和（La/Gd）N值较低；其配分模式与黄河沉积物相似（图4）。其REE富集在河海水混合的最初阶段，大量的稀土被从水体中去除而转入沉积物中，从而导致沉积物中稀土得到的富集（洪华生等，1998）。其上部（61.80～55.30 m，56.39 m处OSL年代为（92±9） ka BP）以粉砂质砂和砂沉积为主，有孔虫简单分异度和复合分异度较丰富，为滨海沉积环境，其沉积物的ΣREE含量较低（图3）；图2显示该部砂含量明显增加，粉砂和黏土含量则显著减少，研究表明沉积物粒度对REE的分布有一定的影响（Vital et al，1999；Yang et al，2002；Li et al，2009）。该部下段∑LREE/∑HREE值明显高于上段，并逐渐降低，（La/Yb）N值和（La/Gd）N值也迅速下降，δCeN值较低，呈弱负异常，反映了在相对较低盐度的水体条件下，LREE通常优先从水体中去除而转入沉积物中（刘岩等，1999；Sholkovitz et al，2000）。该海相层是晚更新世早期里斯—玉木间冰期沉积，相当于渤海Bc-1孔中下沧州海侵阶段的海相层（中国科学院海洋研究所海洋地质研究室，1985）。

3.2 75 000～60 000 a BP（孔深55.30～49.00 m）

孔深55.30～49.00m（50.82m处OSL年代为（61± 6）kaBP）的岩性变为以砂质粉砂为主，砂含量由下而上减少；底栖有孔虫丰度降至极低水平，简单分异度和复合分异度也随之下降（图3），其REE含量显著高于前一阶段，ΣREE含量达192.6 μg/g；其UCC配分模式显示与黄河沉积物配分模式相似（图4）。其稀土元素含量普遍较高，可能与沉积物颗粒较细有关，图2表明该层沉积物平均粒径在5～7φ，相对较细。∑LREE/∑HREE值略有上升，但趋势变化不明显，（La/Yb）N值和（La/Gd）N值较低，反映沉积环境较为稳定。该层是海退时期的陆相沉积，时间上为MIS4期（图3）。

3.3 60 000～35 000 a BP（孔深49.00～32.30 m）

孔深49.00m（60000aBP，41.24m处OSL年代为（53±5）ka BP和32.30 m处14C年代为（35 010 ±1640） a BP）向上，开始出现海相—半咸水相有孔虫分子，且丰度和分异度逐渐增加，表明渤海海平面开始迅速上升（中国科学院海洋研究所海洋地质研究室，1985）。孔深49.00～32.30 m微体生物连续出现，平均值增至25枚/g干样（图3），岩性以粉砂质砂为主，为滨海沉积环境。期间微体古生物的丰度和分异度发生波动，反映水体深度和盐度条件的变化。该层段∑REE含量处于整个岩芯的较低值，下部比上部波动稍大些，ΣREE平均值为135.4 μg/g。该部下段∑LREE/∑HREE值波动较大，中部该值有所升高，（La/Yb）N值和（La/Gd）N值迅速升高，δCeN值从下到上弱负异常程度降低，也反映了沉积环境的变化；这一时期为晚更新世玉木冰期中亚间冰期沉积，相当于渤海Bc-1孔中的渤海海侵层（中国科学院海洋研究所海洋地质研究室，1985）和南黄海QC2孔内的HIII海相层（郑光膺等，1991）。层内底栖有孔虫优势种以近岸浅水种和滨岸广盐种为主，说明这一时期是滨岸浅水环境，水深在5～10 m左右。

3.4 35 000～30 000 a BP（孔深32.30～23.20 m）

孔深32.30～23.20 m（27.70 m、23.40 m处14C年代分别为（33 620±9 200） a BP和（2 9060±775） a BP），下部（32.30-28.70 m）岩性为灰色粉砂和砂质粉砂，底栖有孔虫丰度又降至极低水平（图3），相当于氧同位素3期中段，是一个明显的海退时期，在层位上与南黄海QC2孔的CII陆相层相符（郑光膺等，1991）。上部（28.70～23.20 m）为灰色粉砂和砂质粉砂，底栖有孔虫丰度较之下部明显升高，简单分异度和复合分异度也随之升高（图2）。这部分是玉木冰期中晚间冰阶的沉积，与渤海BC-1孔中的献县海侵层和南黄海QC2孔内的HII海相层相当（中国科学院海洋研究所海洋地质研究室，1985；郑光膺等，1991），表现为底栖有孔虫以广盐性近岸浅水种占绝对优势，而且没有稳定的海相层连续沉积，表现为频繁的海进和海退过程的交替，说明这次海侵在渤海的影响范围非常有限。

该层段ΣREE含量处于整个岩芯的较高值，∑REE从下向上逐渐升高，与∑LREE/∑HREE变化一致。ΣREE平均值为204.8 μg/g，反映了河流带来的悬浮体表面吸附的REE进入河口区后，由于表面化学反应及径流速度的迅速下降而随悬浮颗粒物沉入海底，造成入海口区REE迅速增加（洪华生等，1998）。

3.5 30 000～10 300 a BP（孔深23.20～9.30 m）

孔深23.20～9.30 m（14.47 m～14.60 m处14C年代为（16720±1530）aBP），下部（23.20～19.50m）为浅灰黑色粉砂质砂和细砂，底栖有孔虫丰度迅速下降，呈零星分布；中部（19.50～12.50 m）岩性为黄褐色粉砂及少量砂质粉砂，底栖有孔虫丰度极低，仅在3个层位中有几枚底栖有孔虫壳体出现；上部（12.50～9.30 m）为浅灰黑色粉砂质砂，底栖有孔虫丰度极低；中部和上部是末次冰期中海退规模最大的时期，与南黄海QC2孔的CI陆相层相符（郑光膺等，1991）。ΣREE平均值为119.5 μg/g，为整个岩芯中较低值，∑REE含量变化与环境变化相对应，分为三段式，下部含量稳定，为全岩芯的最低值区域，其含量低应与沉积物为粗粒级有关，δCeN值降低，（La/Gd）N值升高，反映了河口环境沉积特点（刘岩等，1999）；中部河流沉积物环境REE含量有一个逐渐升高和下降过程，上部含量高于下部；ΣREE含量变化与∑LREE/∑HREE值、（La/Gd）N值变化则相反（图3），∑LREE/∑HREE值向上呈逐渐降低趋势，说明HREE含量增加。从现代河流沉积物的稀土元素分析结果来看，其REE配分模式大多显示HREE亏损（Yang et al.，2002；李俊等，2005）。DLC70-1孔该层位沉积物显示的HREE相对富集可能与矿物组分有关，该层段普通角闪石含量明显高于其他岩段，而普通角闪石是稀土元素的重要载体，并且普通角闪石中含有较高的HREE含量（金秉福等，2014），因而可能影响沉积物的∑LREE/∑HREE值。

3.6 10 030 a BP以来（孔深9.30 m以上）

孔深9.30 m（10 030 a BP）以上，沉积物为灰色砂质粉砂，6.40 m以下底栖有孔虫丰度较低，底栖有孔虫的总平均丰度为78枚/g。随着冰消期海平面的上升，海相环境的扩张，6.40 m向上海平面迅速上升，DLC70-1孔所在区域转为海相环境，相当于渤海Bc-1孔中的黄骅海侵层（中国科学院海洋研究所海洋地质研究室，1985）。该层段∑REE含量处于较高值，均值为173.2 μg/g，∑REE含量从下部到中部含量逐渐增高，中部向上部含量逐渐降低，与∑LREE/∑HREE值和（La/Gd）N值变化基本一致，表明LREE富集程度有所降低，这与现代河口、近海沉积物稀土元素分布的研究结果表明浅海沉积物的LREE富集要低于河口区沉积物的一致（刘岩等，1999）。

4 结论

渤海东部DLC70-1孔沉积物物源分析发现，该孔沉积物具有强烈的陆源特征，并且其物质来源比较稳定，其沉积物主要来源于黄河。渤海东部在晚第四纪期间经历了多次环境变化，随着不同时期沉积环境的波动，稀土元素分布也发生相应的变化。约10 ka BP以前主要发育浅海沉积环境，ΣREE含量较高，∑LREE/∑HREE值和（La/Gd）N值相对较低。10～75 ka BP期间，稀土元素分布表现为河口半咸水环境特征，LREE相对富集，ΣREE含量受沉积物粒度的影响，明显低于前一阶段。75～60 ka BP期间，由于以细颗粒沉积物为主导致ΣREE含量达到高值。

在60～35 ka BP期间，研究区发育滨海沉积环境，其ΣREE含量总体较低，并显示LREE相对富集。35～30 ka BP期间，其ΣREE含量总体较高，研究区发育陆相和滨海沉积环境。30～10 ka BP期间，受矿物组成和沉积物粒度的影响，其ΣREE含量总体较低，显示向上HREE相对富集。10 ka BP以来为全新世海侵期，研究区持续发育滨海—浅海沉积环境，其ΣREE含量总体较高，并显示LREE富集。在全新世最大海侵时期，研究区水体条件为浅海环境，其LREE富集度低于水体盐度相对较低的河口半咸水环境。

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（本文编辑：袁泽轶）

Rare earth element records of palaeoenvironmental changes during the Late Quaternary from core sediments of the eastern Bohai Sea

LAN Xian-hong1,2,QIN Ya-chao1,2,CHEN Xiao-hui1,2,WANG Zhong-bo1,2,LI Jie1,2,MEI Xi1,2

（1.The key Laboratory of MarineHydrocarbon Resource and Environmental Geology,Ministry of Land and Resources, Qingdao 266071,China;2.QingdaoInstitute of Marine Geology,Qingdao 266071,China）

Abstract：157 sediment samples were collected from core DLC70-1 in the eastern Bohai Sea.These samples were analyzed for rare earth element(REE)composition,foraminifera abundance and grain size parameters.The rare earth element distribution and sedimentary environmental changes during the Late Quaternary were studied.Discrimination plots based on REE fractionation parameters showed that the cored sediments originated mostly from the Yellow River.The REE distribution in core DLC70-1 was closely related to sedimentary environmental changes during the Late Quaternary in the eastern Bohai Sea.Before approximately 100 ka BP,a shallow sea environment developed in the study area.The sediments had a higher ΣREE concentration and showed HREE enrichment.The sediments dated from 100 to 75 ka BP were possibly deposited in a brackish-water environment,with a low ΣREE and a clear enrichment of LREE relative to HREE,which was under the effect of grain size.The sediments dated from 75 to 60 ka BP were possibly deposited in fine-grained sediments resulting in highest ΣREE concentrations.During late last interglacial cycle(warm period)from around 60 to 35 ka BP,a littoral environmentdeveloped in the study area.The sediments had a lower ΣREE concentration and showed LREE enrichment.The beach and littoral environments developed in the study area from around 35 to 30 ka BP,and the sediments had a higher ΣREE concentration.During the first phase of the postglacial sea-level rise (from around 30 to 10 ka BP),a river environment developed in the study area,which was under the effect of heavy mineral concentration and grain size,with a lower ΣREE and a clear enrichment HREE upper.Since 10 ka BP,a littoral shallow sea environment developed in the study area. Correspondingly,the sediments generally exhibited an enrichment of ΣREE,particularly LREE.

Keywords：palaeoenvironment;rare earth element;Late Quaternary;eastern Bohai Sea

中图分类号：P736.21 P736.4

文献标识码：A

文章编号：1001-6932（2016）06-0674-09

Doi：10.11840/j.issn.1001-6392.2016.06.010

收稿日期：2015-06-23；

修订日期：2015-10-08

基金项目：国家自然科学基金（41206053；41406077）；国家自然科学重点基金（41330964）；国土资源部海洋区域地质调查（GZH200800501；GZH201400205；GZH201400206）

作者简介：蓝先洪 （1958-），男，研究员，主要从事海洋地质与沉积地球化学研究。电子邮箱：lanxh@qingdaonews.com。