华南珠江三角洲全新世沉积:珠珠市岩心的OSL和放射性碳测年gydF4y2Ba

1介绍gydF4y2Ba

沿海三角洲是了解陆海相互作用区古环境随海平面变化的重要沉积记录(gydF4y2Ba斋藤等，1998年gydF4y2Ba；gydF4y2BaMcLean和Tsyban, 2001gydF4y2Ba；gydF4y2BaWoodroffe et al.， 2006gydF4y2Ba；gydF4y2Ba比安奇和艾莉森，2009年gydF4y2Ba)．海平面的快速上升被认为是全新世早期三角洲形成的主要驱动力(gydF4y2Ba斯坦利和沃恩，1994年gydF4y2Ba)．上升的海水渗入末次盛冰期(LGM)形成的切割山谷(gydF4y2BaHori和Saito, 2007gydF4y2Ba；gydF4y2Ba田村等，2009年gydF4y2Ba)，并为三角洲的发展创造了一个容纳空间(gydF4y2BaZong等，2012gydF4y2Ba；gydF4y2Ba徐等，2019gydF4y2Ba；gydF4y2BaWang等，2022gydF4y2Ba)．随后，由于7 cal ka BP几乎消除了海平面强迫，河流径流和潮流流控制了三角洲进积(gydF4y2BaWoodroffe 2000gydF4y2Ba；gydF4y2Ba斋藤等人，2001gydF4y2Ba；gydF4y2BaHori等人，2002年gydF4y2Ba；gydF4y2BaZong等，2009agydF4y2Ba)．gydF4y2Ba

珠江三角洲(PRD)是世界上最大的沿海三角洲之一。钻孔和高分辨率地震剖面显示，全新世期间，珠江三角洲沉积了一个主要的海相层序(gydF4y2BaFyfe等人，1997年gydF4y2Ba；gydF4y2Ba欧文等人，1998年gydF4y2Ba；gydF4y2BaZong等，2009agydF4y2Ba；gydF4y2Ba徐等，2020gydF4y2Ba)．过去二十年来，多项研究试图重建珠江三角洲全新世的演化历史，并透过调查不同时间尺度和区域背景下的全新世地层，阐明其驱动机制(gydF4y2BaZong等，2009agydF4y2Ba；gydF4y2BaZong等，2012gydF4y2Ba；gydF4y2Ba吴等，2017gydF4y2Ba；gydF4y2BaXiong等，2018agydF4y2Ba；gydF4y2Ba傅等，2020gydF4y2Ba；gydF4y2BaXiong等，2020gydF4y2Ba；gydF4y2Ba徐等，2020gydF4y2Ba)．例如，在全新世早期，研究人员利用6个地层横断面，从上游地区经中央盆地到北部河口，研究海平面上升、季风径流和古景观之间的相互作用(gydF4y2BaZong等，2012gydF4y2Ba)．全新世中期研究主要集中在中部三角洲平原低沉积速率和缓慢进积的因素(gydF4y2BaZong等，2009agydF4y2Ba；gydF4y2Ba傅等，2020gydF4y2Ba)．全新世晚期gydF4y2BaXiong et al. (2020)gydF4y2Ba土地增长率由0.36-0.38公里上升至2.69-10.56公里gydF4y2Ba^2gydF4y2Ba/一个gydF4y2Ba我gydF4y2Ba．gydF4y2BaegydF4y2Ba利用历史档案、家谱书和现代调查数据，发现了约2.2 ka后海岸线加速推进的现象。根据有机和无机地球化学指标(gydF4y2Ba宗等，2010gydF4y2Ba；gydF4y2BaHu et al.， 2013gydF4y2Ba)及测深资料(gydF4y2Ba吴等，2016gydF4y2Ba)．gydF4y2Ba

基于上述大量文献资料，人们对全新世地貌发展有了较为清晰的认识，但对南口沉积过程的研究还很有限。例如，磨道门河口是珠江最大的河口(gydF4y2Ba黄等，1982年gydF4y2Ba；gydF4y2Ba他等人，2022年gydF4y2Ba)，但有关的沉积研究较少(gydF4y2Ba宗等，2009bgydF4y2Ba；gydF4y2Ba卢等人，2020gydF4y2Ba)．早前的研究表明，河口遗址的沉积记录可以提供全新世期间自然和人类影响下的古环境演变的信息(gydF4y2Ba吴等，2017gydF4y2Ba；gydF4y2Ba熊等，2018bgydF4y2Ba；gydF4y2BaChen等，2019gydF4y2Ba)．因此，了解三角洲-河口沉积过程对解释珠江三角洲演化历史具有重要意义。gydF4y2Ba

三角洲沉积物的准确年代学是了解古环境变化的关键。珠江三角洲沉积物的年代主要是根据放射性碳定年法(gydF4y2Ba黄等，1982年gydF4y2Ba；gydF4y2BaLi et al.， 1991gydF4y2Ba；gydF4y2Ba宗等，2006gydF4y2Ba；gydF4y2BaHu et al.， 2013gydF4y2Ba；gydF4y2Ba吴等，2017gydF4y2Ba)．然而，在富碳酸盐岩的珠三角地区，碳储层效应会产生异常gydF4y2Ba^14gydF4y2Ba通过释放负颗粒有机碳到沉积过程(gydF4y2Ba刘等，2017gydF4y2Ba)．例如gydF4y2Ba^14gydF4y2Ba在珠三角南部DA核相似深度，C年龄普遍比OSL年龄大，这可能是由于碳库效应(gydF4y2Ba徐等，2020gydF4y2Ba)．此外，在具有复杂流体动力学的三角洲中，碳材料的返工通常会导致对放射性碳年龄的高估，对于地表样品来说，其年龄可能会异常地高出2 ka (gydF4y2BaYim等人，2006gydF4y2Ba；gydF4y2BaKong等人，2014gydF4y2Ba)．近年来，光激发光(OSL)测年法已被公认为是测定海岸沉积物(gydF4y2BaYi等，2012gydF4y2Ba；gydF4y2Ba王等，2013gydF4y2Ba；gydF4y2BaYi等，2014gydF4y2Ba；gydF4y2BaGao等，2016gydF4y2Ba；gydF4y2Ba王等，2018gydF4y2Ba；gydF4y2Ba王等，2019gydF4y2Ba；gydF4y2Ba徐等，2020gydF4y2Ba；gydF4y2Ba年等，2021年gydF4y2Ba；gydF4y2Ba徐等，2022gydF4y2Ba；gydF4y2BaLong等，2022年gydF4y2Ba；gydF4y2BaWang等，2022gydF4y2Ba)．此外，多测年技术，如OSL和gydF4y2Ba^14gydF4y2BaC定年法已应用于全新世三角洲沉积物，gydF4y2BaegydF4y2Ba．gydF4y2BaggydF4y2Ba，来自长江三角洲(gydF4y2Ba年等，2021年gydF4y2Ba)及珠江三角洲(gydF4y2Ba徐等，2020gydF4y2Ba)，适合建立综合年代地层层序。gydF4y2Ba

本研究以珠江三角洲南部河口钻取的p -1 -1和P3-2岩心为研究对象，利用光效光谱和加速器质谱(AMS)测定了其年代。gydF4y2Ba^14gydF4y2BaC技术构建一个高分辨率的年代框架。结合沉积学特征和沉积速率分析，重建了珠江三角洲全新世沉积史。gydF4y2Ba

研究区域和样本gydF4y2Ba

2.1研究区域gydF4y2Ba

珠江三角洲位于广东省中南部，面朝南海(gydF4y2Ba图1一个gydF4y2Ba)．古珠江在中新世早期演化到与现在相似的形态(gydF4y2Ba他等人，2020年gydF4y2Ba)．在晚第四纪，活跃的断裂作用和不同的隆升过程导致了流域沉积物和海侵沉积物的容纳能力的扩大(gydF4y2Ba黄等，1982年gydF4y2Ba；gydF4y2BaYu等，2016gydF4y2Ba)．全新世以来，珠江三角洲断裂活动减弱，水系基本继承了最后一次海侵前的格局(gydF4y2Ba姚等，2013gydF4y2Ba)．受基底基岩高度的限制，珠江三角洲第四纪沉积物的厚度平均在10 ~ 40 m之间，在西江和北江三角洲的切谷中可达60 m (gydF4y2Ba黄等，1982年gydF4y2Ba)．gydF4y2Ba

珠江三角洲按向海的距离可分为源头区、中部三角洲和河口湾(gydF4y2Ba图1一个gydF4y2Ba；gydF4y2BaZong等，2009agydF4y2Ba)．水和沉积物流入密集的分流河道网络，经珠江三角洲的八个主要出海口流入海洋(gydF4y2Ba魏，吴，2011gydF4y2Ba)．出口在形态上被五桂山分为两部分，gydF4y2Ba我gydF4y2Ba．gydF4y2BaegydF4y2Ba东部为虎门、交门、红奇门、横门，西部为磨道门、吉天门、虎条门、衙门。gydF4y2Ba图1一个gydF4y2Ba)．其中，磨道门河口泄洪率和输沙率最高(gydF4y2Ba他等人，2022年gydF4y2Ba)．广阔的古磨道门河口包含一系列双向喷流系统，对西江沙洲的形成和西江主要向海河道的形成起了重要作用。gydF4y2BaWu等，2007gydF4y2Ba)．现代磨道门河口处于弱河口急流阶段(gydF4y2Ba吴等，2010gydF4y2Ba)．1976 ~ 2006年，由于人工促沉积和填海造地，磨道门河口海岸线以24 m/a的速度向海扩张(gydF4y2BaZhang等，2015gydF4y2Ba)．gydF4y2Ba

2.2沉积物岩心和取样gydF4y2Ba

在中国东南部珠海的珠三角南部钻取P1-1[22°5′34.08″N, 113°27′24.48″E，海平面以下6 m (bpsl)]和P3-2(22°15′42.99″N, 113°20′59.87″E, 0 m bpsl)岩心(gydF4y2Ba图1 bgydF4y2Ba)．海底岩心P1-1(长79米)在磨道门口钻探，P3-2(长60米)在磨道门海峡珠牌沙洲钻探。P1-1核主要由砂层(70.9 ~ 58.2 m)和粘土粉砂层(58.2 ~ 0 m)组成，P3-2核基底为深灰色碎裂岩和角砾岩及其覆层沉积物。沉积物以砂层(53.8 m ~ 45.8 m)和砂层(45.8 m ~ 3.5 m)为特征，上层为浅黄色带植物根粉层(3.5 m ~ 0 m)，为现代土壤。gydF4y2Ba

P1-1和P3-2分别采集了13个和8个OSL样品。八个gydF4y2Ba^14gydF4y2BaC样品取自P3-2岩心。OSL和AMS的一部分gydF4y2Ba^14gydF4y2BaP3-2岩心C数据由gydF4y2BaLu et al. (2020)gydF4y2Ba(见gydF4y2Ba表1gydF4y2Ba，gydF4y2Ba2gydF4y2Ba以探索区域断层活动。gydF4y2Ba

3的方法gydF4y2Ba

3.1 OSL定年gydF4y2Ba

3.1.1样品制备及设备gydF4y2Ba

将可能被光照过的OSL样品外层去除，其余样品依次用10% HCl和30% H去除碳酸盐和有机物gydF4y2Ba_2gydF4y2BaOgydF4y2Ba_2gydF4y2Ba,分别。然后对样品进行湿筛，根据可用性获得38-63或90-125µm馏分。为了获得纯石英OSL晶粒，用35% H处理38 ~ 63 μm晶粒gydF4y2Ba_2gydF4y2BaSiFgydF4y2Ba_6gydF4y2Ba90 ~ 125 μm晶粒用40% HF腐蚀40 min。提取的石英晶粒用10% HCl洗涤以消除氟化物沉淀。用OSL IR损耗比(gydF4y2Ba乏味,2003gydF4y2Ba)．gydF4y2Ba

OSL测量是在Risø TL/OSL- da -20读卡器上进行的gydF4y2Ba^90gydF4y2BaSr /gydF4y2Ba^90gydF4y2BaY源。石英OSL信号被蓝光刺激(gydF4y2BaλgydF4y2Ba= 470±20 nm)，在130°C下持续40秒，并由9235QA光电倍增管通过7.5 mm Hoya U-340滤波器记录。gydF4y2Ba

3.1.2 DgydF4y2Ba_egydF4y2Ba测量gydF4y2Ba

等效剂量(DgydF4y2Ba_egydF4y2Ba)是由单一剂量再生剂量(SAR)方案(gydF4y2BaMurray和Wintle, 2000gydF4y2Ba)和标准生长曲线(SGC)协议(gydF4y2Ba罗伯茨和杜勒，2004年gydF4y2Ba；gydF4y2Ba赖,2006gydF4y2Ba；gydF4y2BaLai et al.， 2007gydF4y2Ba)．gydF4y2Ba余(2017)gydF4y2Ba而且gydF4y2BaXu et al. (2020)gydF4y2Ba建议在SAR-SGC方法中选择260℃、10 s的预热温度进行珠三角三角洲样品的定年是可行的。在本研究中，再生剂量和测试剂量分别选择260°C预热10 s和220°C切热10 s。对于每个OSL样品，用SAR程序测量4到6个等分，以获得SAR DgydF4y2Ba_egydF4y2Bas和SGC曲线。其余10-12等分为自然信号(LgydF4y2Ba_NgydF4y2Ba/ TgydF4y2Ba_NgydF4y2Ba)装在SGC中，得到SGC DgydF4y2Ba_egydF4y2BaD .最后的gydF4y2Ba_egydF4y2Ba采用算术平均值计算。gydF4y2Ba

3.1.3剂量率测量gydF4y2Ba

采用中子活化分析法测定U、Th、K含量。宇宙射线剂量是根据样本的海拔、地理位置和深度计算的(gydF4y2Ba普雷斯科特和赫顿，1994gydF4y2Ba)．对于38-63 μm石英颗粒，α效率因子(a值)为0.035±0.003 (gydF4y2BaLai et al.， 2008gydF4y2Ba)．考虑到研究区降水季节变化和古气候变化，含水率在实验室测量，不确定度为±5%。DgydF4y2Ba_rgydF4y2Ba剂量率和年龄计算器网站程序(gydF4y2BaDurcan等人，2015gydF4y2Ba)．不幸的是，由于样品丢失，一些样品缺乏测量剂量率。根据可用样本数据的平均值，我们计算了这些丢失样本的估计剂量率。估计剂量率一般与上游核心剂量评估的测量剂量率一致(gydF4y2Ba图1 bgydF4y2Ba)，范围由2.09至2.92 (gydF4y2Ba表1gydF4y2Ba；gydF4y2Ba徐等，2020gydF4y2Ba)．gydF4y2Ba

3.2放射性碳年代测定gydF4y2Ba

从P3-2岩芯中收集了4个富有机质沉积物和5个植物碎片用于AMSgydF4y2Ba^14gydF4y2BaC约会。所有这些AMSgydF4y2Ba^14gydF4y2BaC样品由Beta分析放射性碳年代测定实验室(美国佛罗里达)进行分析。所有常规年龄均采用Intcal 09曲线(gydF4y2Ba雷默等人，2009年gydF4y2Ba)．gydF4y2Ba

4的结果gydF4y2Ba

4.1发光特性和OSL年龄gydF4y2Ba

图2gydF4y2Ba为P1-1-17、P1-1-28、P3-2-4、P3-2-6样品的代表性衰减曲线和剂量响应曲线。这些样品的OSL信号在~2 s内迅速衰减，表明快速分量占主导地位。SGC可由6个再生剂量等分的单指数函数拟合，表明SAR-SGC协议适用于测定DgydF4y2Ba_egydF4y2Ba珠江三角洲沉积物的数值。gydF4y2Ba

从P1-1和P3-2岩心中分别得到13和8个石英OSL年龄。OSL结果列在gydF4y2Ba表1gydF4y2Ba在gydF4y2Ba图3gydF4y2Ba．P1-1岩芯的光光谱年龄在78.90 ~ 0.35 m范围内为10.41±0.60 ~ 0.16±0.03 ka, P3-2岩芯的光光谱年龄在4.68 ~ 53.80 m范围内为9.90±0.62 ~ 0.30±0.02 kagydF4y2BaLu et al. (2020)gydF4y2Ba］．除P3-2-8样品的年龄为7.05±0.53 ka外，OSL结果与地层顺序在误差范围内基本一致。gydF4y2Ba

4.2放射性碳时代gydF4y2Ba

AMS的gydF4y2Ba^14gydF4y2Ba中总结了核心P3-2的C年龄gydF4y2Ba表2gydF4y2Ba而且gydF4y2Ba图3gydF4y2Ba．5个植物碎片样品的放射性碳年龄在53.6 ~ 5.2 m深度范围内为10.7±0.09 ~ 0.3±0.02 cal ka BP。这三个有机样品的年龄分别为10.60±0.08 cal ka BP (45.6 m)、10.50±0.03 cal ka BP (43.8 m)和0.06±0.04 cal ka BP (3.2 m)gydF4y2BaLu et al. (2020)gydF4y2Ba］．的gydF4y2Ba^14gydF4y2BaC样C- p3 -2-1 (3.2 m)年龄略老(0.6±0.04 cal ka BP)，由于人为充填，被认为是返工材料，在沉降速率分析中不考虑。除该样品外，P3-2岩心的放射性碳年龄与地层深度顺序基本一致。gydF4y2Ba

5的讨论gydF4y2Ba

5.1 OSL与AMS的比较gydF4y2Ba^14gydF4y2BaC年龄gydF4y2Ba

在本研究中，四种石英OSL年龄和三种AMSgydF4y2Ba^14gydF4y2Ba在26 m深度以上，植物碎片的C年龄具有较好的一致性(gydF4y2Ba图4gydF4y2Ba)．随着深度的增加，OSL样品P3-2-1和gydF4y2Ba^14gydF4y2BaC样品C-P3-2-2在相似深度(0.5 m以内)的年龄约为0.3 ka，而OSL样品P3-2-2、P3-2-3和P3-2-4表现出良好的约束gydF4y2Ba^14gydF4y2BaC样品C- p3 -2-3和C- p3 -2-4在0.3 ~ 1.4 ka范围内。但拟合曲线显示，年龄差异出现在深度26 m以下，gydF4y2Ba我gydF4y2Ba．gydF4y2BaegydF4y2Ba.， 1.4 ka (gydF4y2Ba图4gydF4y2Ba)．例如，约2 ka的年龄差异出现在gydF4y2Ba^14gydF4y2BaC样品C-P3-2-5 (28 m)，年龄8.1±0.1 cal ka BP, OSL样品P3-2-5 (32.1 m)，年龄6.3±0.3 ka。拟合分析表明，在研究区以北约30 km处，DA岩心存在类似的年龄差异gydF4y2Ba^14gydF4y2BaC年龄(约0.5-1 ka)较1.8 ka前的OSL年龄(gydF4y2Ba徐等，2020gydF4y2Ba)．随着深度的增加，P3-2核心年龄差异不明显(gydF4y2Ba图4gydF4y2Ba)．例如，在45.6 m深度，有机样品C-P3-2-7(10.6±0.08 cal ka BP)与低OSL样品P-3-2-7(9.9±0.6 ka)考虑年龄误差一致。gydF4y2Ba

比较OSL定年和gydF4y2Ba^14gydF4y2Ba许多研究报告了全新世三角洲沉积物的C定年结果，但结果各不相同。在珠江三角洲东部的研究表明全新世与全新世之间有很好的一致性gydF4y2Ba^14gydF4y2BaC和石英OSL年龄，只有一个明显较年轻gydF4y2Ba^14gydF4y2BaC年龄(gydF4y2Ba郭等，2013gydF4y2Ba)．然而，从珠江三角洲南部的核心DA来看，AMSgydF4y2Ba^14gydF4y2Ba对于类似深度的全新世沉积物，C年龄一般比石英OSL年龄早(gydF4y2Ba徐等，2020gydF4y2Ba)．长三角切谷的放射性碳结果也与NT核一致，但大多比邻近核心TZ的相应OSL年龄更早(gydF4y2Ba年等，2018gydF4y2Ba)．来自越南Thu Bo河三角洲的两个岩心显示石英OSL和长石IR大体一致gydF4y2Ba_50gydF4y2Ba年龄与gydF4y2Ba^14gydF4y2BaC年龄，除两次反转gydF4y2Ba^14gydF4y2BaVG-2岩心壳样品的C年龄(gydF4y2BaQiaola等，2022gydF4y2Ba)．这些异常的原因gydF4y2Ba^14gydF4y2BaC年龄通常被认为受到碳储层效应或年代测定材料的重新加工的影响(gydF4y2Ba年等，2018gydF4y2Ba；gydF4y2Ba徐等，2020gydF4y2Ba；gydF4y2BaQiaola等，2022gydF4y2Ba)．gydF4y2Ba

了解当地表层海洋gydF4y2Ba^14gydF4y2BaC年龄相对于大气CO年龄的偏移gydF4y2Ba_2gydF4y2Ba，即所谓的海洋储层效应(ΔR)，是对海岸沉积物进行可靠的放射性碳年代测定所必需的(gydF4y2BaStuiver等人，1986年gydF4y2Ba；gydF4y2BaStuiver等人，1998年gydF4y2Ba；gydF4y2Ba索顿等人，2002年gydF4y2Ba)．全新世期间，南海的ΔR变化为约410年(约8.1-5.5 ka)和约200年(约3.5-2 ka) (gydF4y2Ba华等，2020gydF4y2Ba)．近500年来，南海南部/中部的ΔR平均值为-25±20年，而华南沿海的ΔR平均值更低，在-25±20年和-149±7年之间(gydF4y2Ba索顿等人，2002年gydF4y2Ba)．除局部海洋储层外，校正gydF4y2Ba^14gydF4y2Ba碳年代测定需要分析“死碳”效应。对于来自排水系统的植物样本，由于来自基岩和土壤的额外碳酸盐输入，储层校正可能高于海洋样本(gydF4y2BaNakanishi等人，2013gydF4y2Ba)．特别是在富含碳酸盐的珠江三角洲，河流可能从更深的沉积物和沉积岩中携带旧碳，“死碳”效应可能更为明显(gydF4y2Ba刘等，2017gydF4y2Ba)．对于来自珠江三角洲浅水的有机质，高水动力会产生旧碳，导致异常老化，高达2 ka，gydF4y2Ba^14gydF4y2BaC年龄(gydF4y2BaYim等人，2006gydF4y2Ba；gydF4y2BaKong等人，2014gydF4y2Ba)．gydF4y2Ba

如上所述，异常衰老gydF4y2Ba^14gydF4y2Ba本研究的碳年龄可能是区域碳储层和碳再加工共同作用的结果。P3-2岩心观测到的珠三角储层效应的时间差异机制有待进一步研究。考虑到三角洲是动态和积极演变的复杂系统，仅通过放射性碳测年法确定全新世沉积物的年代仍然是谨慎的。gydF4y2Ba

5.2沉积单元及沉积环境gydF4y2Ba

根据沉积特征，划分地层层序，逐级递增(gydF4y2Ba图5gydF4y2Ba)．在P3-2岩心，由4个沉积单元组成的全新世沉积层厚53.8 m，不整合地覆盖在基岩上(深灰色碎裂岩和角砾岩)(gydF4y2Ba图5一个gydF4y2Ba)．最低的单元P3-U1(53.8-45.8米)由灰色到深灰色和中至细沙组成，很少有植物和贝壳碎片。这种岩性可能是约10.7 ~ 9.9 ka时期潮汐河道沉积环境的指示。在伶仃湾ZK19岩心(深度31.4 ~ 34.8 m)也有类似的单元，约为10.8 ~ 10.5 cal ka BP。gydF4y2BaChen等，2019gydF4y2Ba)．P3-U2单元(45.8-26.1 m)覆盖在P3-U1上，其颗粒尺寸突变为深灰色泥质粘土，嵌入粉砂层合物和更多的壳碎片。这一岩性转变表明，近10 ka时，由于海平面上升，沉积环境可能由河道环境转变为河口/前三角洲环境。沿磨道门河道上游的PRD05、PRD04 (gydF4y2Ba魏，吴，2011gydF4y2Ba)及DA (gydF4y2Ba徐等，2020gydF4y2Ba)在几乎相同的时间间隔内(gydF4y2Ba图6gydF4y2Ba)．P3-U3单元(26.1 ~ 11.4 m)为深灰色泥质粉砂，底部含丰富的贝壳碎屑和粗砂层合，深度14.0 ~ 11.4 m为细砂层合。最上部的P3-U4 (11.4-3.5 m)主要由浅灰色粉砂组成，有零星的细砂透镜体和薄砂层(5.0-3.5 m)。向上的细砂-粗化序列和砂透镜体表明，该遗址可能沉积于三角洲前缘(P3-U3)至三角洲平原(P3-U4) (gydF4y2Ba图5一个gydF4y2Ba)．gydF4y2Ba

核心P1-1分为四个单元(gydF4y2Ba图5 bgydF4y2Ba)．基础单位P1-U1由两个亚单位组成。下部单元P1-U1a (79-68 m)为厚11 m的棕黄色粗砂层，为圆形、分选差的粗砂层;上部单元P1-U1b (60.8 - 58.2 m)为灰黄色中-细砂层。P1-U1单元被解释为河流河道环境。P1-U2单元(58.2-36.0 m)与下伏地层不整合接触，颜色和粒度突变，为深灰色粉质粘土，含丰富的牡蛎壳和植物碎片。该单元的岩性特征与P3-U2相似，被认为是河口/海湾沉积(gydF4y2Ba图5gydF4y2Ba)．在邻近的ZK2岩心约51-32 m深度也有该单元的记录，该单元自约7.5 ka以来一直被解释为后退河口(gydF4y2Ba魏，吴，2011gydF4y2Ba)．P1-U3单元(36.0 ~ 22.0 m)为P1-U2单元的连续沉积序列，逐渐接触，由灰色粉质粘土沉积物组成，壳屑较少。P1-U4单元(22-0 m)位于P1-1核心的最上部，有两个子单元。下部单元P1-U4a (22 ~ 16 m)为浅灰色粘土沉积物。上层单元P1-U4b (16-0 m)由灰褐色至棕灰色粘土和砂质淤泥组成，其中有有机泥质沉积物和少量植物碎片。与P1-U2相比，粗化上升的趋势和较少的贝壳碎片可能代表了河口/前三角洲(P1-U3)环境向三角洲前缘(P1-U4)环境的过渡。gydF4y2Ba

在本研究中，P1-U1单元与P1-1岩心的其他单元相比，受到不同的沉积系统(河流系统)的影响。gydF4y2Ba图5 bgydF4y2Ba)，在沉降速率分析中排除。根据所得年龄，在P3-2和P1-1两个岩心中，沉积速率变化分为三个阶段(gydF4y2Ba图5gydF4y2Ba)．在10.7 ~ 7.5 ka期间，P3-2和P1-1的沉积速率分别为7.52和7.48 m/ka。7.5 ~ 2.5 ka, P3-2为沉积裂口，P1-1为缓慢堆积，7.5 ~ 3.0 ka为2.24 m/ka。P3-2和P1-1的累积速率分别为9.07 m/ka和8.86 m/ka，为3 ka以来的最高累积速率。gydF4y2Ba

5.3珠江三角洲沉积速率变化及其演化意义gydF4y2Ba

5.3.1海平面快速上升，住宿空间被填满gydF4y2Ba

从理论上讲，由于冰期-间冰期旋回期间海平面的变化，在构造沉降的三角洲盆地及其切口山谷系统中可以发现一个(或多个)海洋沉积物序列(gydF4y2BaDalrymple等人，1992年gydF4y2Ba；gydF4y2BaZaitlin等人，1994年gydF4y2Ba；gydF4y2Ba尼科尔等人，1996年gydF4y2Ba)．以往的研究表明，在第四纪时期，沿南海北部海岸至少有两个海洋层序被持续记录(gydF4y2Ba黄等，1982年gydF4y2Ba；gydF4y2BaYim等人，2008年gydF4y2Ba；gydF4y2Ba宗等，2009bgydF4y2Ba；gydF4y2Ba徐等，2022gydF4y2Ba)．珠江三角洲的第四纪沉积记录显示，汇水区被较古老的海洋沉积物填满，这些沉积物可能是在MIS 5期间沉积的(gydF4y2BaYim等人，1990年gydF4y2Ba；gydF4y2Ba宗等，2009bgydF4y2Ba；gydF4y2Ba于2017gydF4y2Ba)以及河流砂和砾石。在中国南部沿海地区，这种古老的沉积序列通常是覆层基岩或砾石层(gydF4y2Ba宗等，2015gydF4y2Ba)．自LGM以来，海平面下降至约120米/每平方英尺(gydF4y2BaChappell等人，1996年gydF4y2Ba)，珠江穿过较古老的演替，形成了切割河道(gydF4y2Ba图7gydF4y2Ba；gydF4y2Ba宗等，2009bgydF4y2Ba)．海平面在每平方英尺约10大卡时达到每平方英尺约40米(gydF4y2BaSiddall等人，2003年gydF4y2Ba；gydF4y2Ba熊等，2018bgydF4y2Ba)，沿岸许多地方的可用空间在全新世期间被填满(gydF4y2BaegydF4y2Ba．gydF4y2BaggydF4y2Ba．，gydF4y2BaZong等，2012gydF4y2Ba)．gydF4y2Ba

当研究区相对海平面在10 ~ 7.5 ka之间从40 m bpsl上升到0 m bpsl时(gydF4y2BaegydF4y2Ba．gydF4y2BaggydF4y2Ba．，gydF4y2Ba熊等，2018bgydF4y2Ba)，海水淹没了研究区域，使其变成一个宽阔的河口(gydF4y2Ba图7 bgydF4y2Ba)．P1-1和P3-2单元分别以7.47 m/ka和7.39 m/ka的成藏速率沉积于河口环境。gydF4y2Ba图5gydF4y2Ba)．全新世早期的快速沉积现象已广泛报道于gydF4y2BaegydF4y2Ba．gydF4y2BaggydF4y2Ba．，gydF4y2BaZong等，2009agydF4y2Ba；gydF4y2Ba傅等，2020gydF4y2Ba)、中部三角洲平原(gydF4y2Ba赵等，2014gydF4y2Ba；gydF4y2Ba傅等，2020gydF4y2Ba)及河口地区(gydF4y2BaChen等，2019gydF4y2Ba)在海平面上升的背景下。以往的研究表明，相对海平面上升速率由约16.4 m/ka，每增加10.5 cal ka BP，上升至峰值约33.0 m/ka，每增加9.5 cal ka BP (gydF4y2Ba熊等，2018bgydF4y2Ba)．河口区是三角洲向海的部分，海平面迅速上升时，河口区便会迅速作出反应，为快速填塞切口河道提供狭窄的容身空间(gydF4y2BaChen等，2019gydF4y2Ba)．gydF4y2Ba

5.3.2全新世中期沉积缓慢gydF4y2Ba

由于相对海平面大约在7.5 cal ka BP左右停止上升，上升速度减少到1.7 m/ka (gydF4y2Ba熊等，2018bgydF4y2Ba)，在7.5 ~ 3.0 ka之间，P1-1岩心沉积速率为2.24 m/ka (gydF4y2Ba图5 bgydF4y2Ba)．全新世中期这种缓慢的沉积速率在珠江三角洲的许多钻孔中都有记录(gydF4y2BaZong等，2009agydF4y2Ba；gydF4y2BaHu et al.， 2013gydF4y2Ba；gydF4y2Ba刘等，2016gydF4y2Ba；gydF4y2Ba傅等，2020gydF4y2Ba)．造成这种现象的原因主要有以下几个方面:(1)泥沙主要集中在上游地区(gydF4y2Ba傅等，2020gydF4y2Ba)、(2)受夏季风减弱(gydF4y2Ba宗等，2006gydF4y2Ba)，以及(3)将部分悬浮沉积物带入南海的强潮流(gydF4y2BaWu等，2007gydF4y2Ba)．因此，有限的沉积物进入河口，并经常被潮流重新改造。然而，横跨珠江三角洲河口的大大小小的以前/现在的岩石岛屿，可能导致沉积物被困在邻近地区(gydF4y2Ba黄等，1982年gydF4y2Ba；gydF4y2BaWu等，2007gydF4y2Ba；gydF4y2Ba傅等，2020gydF4y2Ba)．例如，在湾区，大屿山(香港)附近的HKUV11岩心在过去8 ka记录了持续的沉降(1.8 m/ka) (gydF4y2Ba熊等，2018bgydF4y2Ba)．因此，尽管来自珠三角的沉积物供应较少，但位于P1-1核心附近的横琴岛(gydF4y2Ba图1 bgydF4y2Ba)，提供了一定的沉积物通量，促成了7.5 ~ 3.0 ka (gydF4y2Ba图5gydF4y2Ba)．gydF4y2Ba

P3-2位于P1-1上游约20 km处，7.5 ~ 2.5 ka沉积速率极低，为0.7 m/ka。这一速率远低于下游岩心P1-1 (2.24 m/ka) 7.5 ~ 3.0 ka (gydF4y2Ba图5gydF4y2Ba)和现代珠江三角洲河口(1.27-5.66 m/ka) (gydF4y2Ba刘等，2014gydF4y2Ba)．在这里，缓慢的沉积过程被解释为全新世中期的沉积中断(gydF4y2Ba图5一个gydF4y2Ba)．在伶仃湾，ZK19和ZK13岩心也分别发现了8.1 ~ 2.2 cal ka BP和7.6 ~ 2.9 cal ka BP的沉积裂隙(gydF4y2BaChen等，2019gydF4y2Ba)．在这些岩心中，珠江三角洲的古形态被认为是裂孔形成的关键因素(gydF4y2BaChen等，2019gydF4y2Ba)．P3-2核位于磨道门海峡，四周环山(gydF4y2BaegydF4y2Ba．gydF4y2BaggydF4y2Ba、五桂山)及岩岛(gydF4y2Ba图1 bgydF4y2Ba，gydF4y2Ba7 bgydF4y2Ba)，一种称为潮汐双向射流(TBJFs)的特殊水文可能在广泛海侵通过(gydF4y2Ba吴等，2010gydF4y2Ba)．而P1-1核位于磨道门河口，潮汐流较为复杂，潮汐能量耗散明显。如此动荡的环境不利于TBJFs的存在(gydF4y2BaWei等，2011gydF4y2Ba)．最近的研究表明，TBJFs增强了潮汐水道的海底侵蚀，古潮汐能大量流入和汇聚(gydF4y2Ba吴等，2010gydF4y2Ba；gydF4y2Ba魏，吴，2014gydF4y2Ba)．长期形态动力学模型模拟了珠江三角洲的潮流流速，结果表明:6.0 ~ 2.5 ka期间，最高流速分布在五桂山西南侧(gydF4y2Ba吴等，2010gydF4y2Ba)．在P3-2岩心，这种强烈的水动力条件表现为26.1 ~ 26.3 m深处有大量粗砂和贝壳碎屑(gydF4y2Ba图3一gydF4y2Ba)．加之P3-2岩心沉积物供给较低，自7.5 ka以来已基本停止沉积。gydF4y2Ba

5.3.3三角洲平原加速沉积形成gydF4y2Ba

在2.5 ka的两个岩心中，缓慢的沉积速率转变为快速沉积(约9 m/ka)。gydF4y2Ba图5gydF4y2Ba)．全新世晚期，在海平面相对稳定的时期，极快的沉积成为珠江三角洲的主要特征(gydF4y2Ba宗等，2010gydF4y2Ba)．随着中部盆地在约4 ~ 2 ka之间逐渐被充填(gydF4y2Ba傅等，2020gydF4y2Ba)，自约2.5 ka以来，三角洲进积向河口区转移(gydF4y2Ba图7 cgydF4y2Ba)，磨道门河口沉积速率平均可达5.33 m/ka (gydF4y2BaWei等，2011gydF4y2Ba)．人类活动，如集水区土地清理、筑堤和填海，自约2.2 ka (gydF4y2Ba程等，2018gydF4y2Ba；gydF4y2BaXiong等，2020gydF4y2Ba；gydF4y2BaChen等，2022gydF4y2Ba)，导致土壤侵蚀加剧(gydF4y2BaYu等，2010gydF4y2Ba；gydF4y2BaHu et al.， 2013gydF4y2Ba；gydF4y2BaZong等，2013gydF4y2Ba；gydF4y2Ba郑等，2021gydF4y2Ba)及更多沉积物收集(gydF4y2Ba图7 cgydF4y2Ba；gydF4y2BaZong等，2009agydF4y2Ba；gydF4y2BaXiong等，2020gydF4y2Ba)．在河口，B1/2和HKUV1岩心显示，2.5 ka以来高岭石含量逐渐增加是由于广泛的农业活动导致的风化土壤老化(gydF4y2BaHu et al.， 2013gydF4y2Ba）;ZK19核的人为影响增强，δ值逐渐为正gydF4y2Ba^13gydF4y2Ba约1.7 ka以来，9.8-0 m深处(灰色至棕色和灰色粘土粉砂)的C值(gydF4y2BaChen等，2019gydF4y2Ba)．P1-U4b单元也记录了类似的岩性(灰褐色至棕灰色，粘土和粉砂)，同时(gydF4y2Ba图5 bgydF4y2Ba)．因此，P1-1岩心的快速沉积可能与强烈的人类活动有关。gydF4y2Ba

约2.5 ka后，TBJFs转变为单向喷流，潮汐能量减弱(gydF4y2Ba吴等，2010gydF4y2Ba；gydF4y2BaWu和Wei, 2021gydF4y2Ba)，推测磨道门河道P3-2岩心沉积可能重新激活。根据PRD04和PRD05岩心记录，磨道门海峡潮汐砂体为空中砂体，形成沙洲(gydF4y2BaegydF4y2Ba．gydF4y2BaggydF4y2Ba.、大澳沙洲;gydF4y2Ba图7 cgydF4y2Ba)在c. 2.2 ka处(gydF4y2Ba他等人，2007年gydF4y2Ba；gydF4y2Ba魏，吴，2011gydF4y2Ba)．在PRD05岩芯下游约34km处，P3-U3单元和P3-U4单元由靠近地表的向上粗化沉积物组成，表明P3-2岩芯逐渐由水下砂体转变为现代三角洲洪泛平原(珠牌沙坝;gydF4y2Ba图5一个gydF4y2Ba，gydF4y2Ba7 c, DgydF4y2Ba)．gydF4y2BaXu et al. (2020)gydF4y2Ba表明2 ka时磨道门河口由相对开放的河口湾转变为相对封闭的河口湾，导致向外泥沙通量减少，大量泥沙被截留。因此，P3-2岩芯的快速沉积更可能是受潮汐减弱过程的控制。gydF4y2Ba

5.4与亚洲其他大型岛屿的比较gydF4y2Ba

本研究提出的三阶段沉积模式在许多亚洲三角洲也有记录。例如，全新世早期(约10-7 ka)长江三角洲的高沉积速率在约4.2 - 10.0 m/ka之间(gydF4y2Ba年等，2018gydF4y2Ba；gydF4y2Ba王等，2018gydF4y2Ba；gydF4y2BaJiang等，2020gydF4y2Ba)．此外，在湄公河三角洲，在11.6 ~ 9.1 cal ka BP的短时间内沉积了约20 m厚的海洋和微咸水沉积物(gydF4y2Ba田村等，2012gydF4y2Ba)．在恒河-布拉马普特拉河三角洲南部也记录了类似的序列(gydF4y2Bagoodbye and Kuehl, 2000年gydF4y2Ba)及宋洪三角洲(gydF4y2BaTanabe等人，2006gydF4y2Ba)．随后，在约7 ~ 2 ka期间，长江三角洲沉积速率平均小于5 m/ka，可能是沉积中心(gydF4y2Ba年等，2018gydF4y2Ba；gydF4y2Ba王等，2018gydF4y2Ba；gydF4y2BaJiang等，2020gydF4y2Ba)．在湄公河三角洲，沉积速率明显减缓至0.3 ~ 0.7 m/ka，这与分流河道的横向切换有关(gydF4y2Ba田村等，2009年gydF4y2Ba；gydF4y2Ba田村等，2012gydF4y2Ba)．宋红三角洲10 m bpsl的三角洲前缘进积速率在约6 cal ka BP时也由22 m/a减慢至4 m/a (gydF4y2BaTanabe等人，2006gydF4y2Ba)．在过去2 ka，由于沙质浅滩和沙洲逐渐向海移动，长江三角洲和湄公河三角洲发生了加速的沉积和快速的海岸线推进(gydF4y2Ba田村等，2012gydF4y2Ba；gydF4y2Ba王等，2018gydF4y2Ba；gydF4y2BaJiang等，2020gydF4y2Ba)．gydF4y2Ba

亚洲大三角洲的沉积特征虽然具有共同的季风气候和海平面历史，但仍存在差异。相比之下，长江三角洲的宽阔水道(入海口宽60 - 70公里;gydF4y2BaLi et al.， 2002gydF4y2Ba)，珠江三角洲的古切谷是紧密的[中部盆地和河口湾宽30 - 60公里;从gydF4y2BaZong et al. (2012)gydF4y2Ba］．此外，珠江三角洲全新世地层从中央三角洲平原到河口呈逐渐增厚的趋势(gydF4y2Ba图6gydF4y2Ba)，平均高度约20米，而古切割山谷的高度则超过25米(gydF4y2Ba黄等，1982年gydF4y2Ba；gydF4y2BaZong等，2009agydF4y2Ba)．而P1-1和P3-2岩心的全新世沉积物厚度明显较厚(分别为79 m和54 m)，这可能与古地形的差异有关。全新世早期，河口河道的变窄和向海加深，增强了季风河流作用对河口三角洲地貌演变的影响(gydF4y2BaZong等，2012gydF4y2Ba)．在约10.6 ~ 9.6 ka，大屿山古切槽的HKUV12和HKUV10岩心记录了强烈的河流强迫作用，主要由低丰度的微咸硅藻和较高的陆源物质TOC组成(gydF4y2BaXiong等，2018agydF4y2Ba)．与亚洲其他三角洲同期沉积的潮控粉砂和粘土相比(gydF4y2Bagoodbye and Kuehl, 2000年gydF4y2Ba；gydF4y2Ba田村等，2012gydF4y2Ba；gydF4y2Ba王等，2018gydF4y2Ba)， p -1和P3-2岩心第1单元(全新世早期层序)以砂为主(gydF4y2Ba图5gydF4y2Ba)，也暗示可能与强烈的河流影响有关。gydF4y2Ba

结论gydF4y2Ba

在本研究中，在珠三角南部钻取了P1-1和P3-2岩心，用于OSL和AMSgydF4y2Ba^14gydF4y2BaC约会。通过对13个石英OSL年龄的分析，得出了核心P1-1的年代学范围为10.4 ~ 0.16 ka。核心P3-2跨度为10.7 ~ 0.3 ka，包括8个OSL年龄和8个AMS年龄gydF4y2Ba^14gydF4y2BaC年龄。OSL和gydF4y2Ba^14gydF4y2BaC数据在26 m以上(1.4 ~ 0.3 ka)具有较好的一致性，但在26 ~ 54 m深度存在差异gydF4y2Ba^14gydF4y2Ba一般来说，C年龄(8.1-10.7 ka)比石英OSL年龄要早(最多2 ka)。这种差异随着深度的增加而减小。因此，在仅用放射性碳测年全新世沉积物时应保持谨慎。gydF4y2Ba

所获得的年代地层学显示了三个沉积阶段:(1) 10.7 ~ 7.5 ka期间，由于海侵迅速，沉积速率为7.48 (P1-1)和7.52 (P3-2) m/ka; (2) 7.5 ~ 2.5 ka期间，由于潮汐力的强烈冲刷，大部分沉积物被困在头区，沉积速率异常减少2.24 m/ka (P1-1)，并出现沉积中断(P3-2); (3) 2.5 ka以来沉积速率为约9 m/ka;这与密集的人类活动和减弱的潮汐流体动力学有关。gydF4y2Ba

这种沉积模式在其他亚洲三角洲也很明显。然而，由于珠江三角洲独特的古形态，差异仍然存在。全新世早期河口河道的变窄和向海加深可能导致了更强的河流作用。gydF4y2Ba

数据可用性声明gydF4y2Ba

研究报告中提出的原始贡献包括在文章/补充材料中。进一步的查询可联系通讯作者。gydF4y2Ba

作者的贡献gydF4y2Ba

ZL组织工作。PL、XX和ZL撰写了初稿。YC和PL在实验室中测量了光激发发光样品。MA对稿件进行了修改和完善。PL, YC, XX, ZL对数据进行分析。ZL和LL在钻井过程中采集样品。所有作者都对这篇文章做出了贡献，并批准了提交的版本。gydF4y2Ba

资金gydF4y2Ba

本研究由汕头市科技大学人才科研创业基金(NTF19003、NTF20006)、汕头市创新创业工程(2021112176541391)资助。gydF4y2Ba

致谢gydF4y2Ba

我们感谢香港大学的黄昌和中国地震局的王平在现场工作中的帮助。gydF4y2Ba

利益冲突gydF4y2Ba

作者声明，这项研究是在没有任何商业或财务关系的情况下进行的，这些关系可能被解释为潜在的利益冲突。gydF4y2Ba

出版商的注意gydF4y2Ba

本文中所表达的所有主张仅代表作者，并不代表他们的附属组织，也不代表出版商、编辑和审稿人。任何可能在本文中评估的产品，或可能由其制造商提出的声明，都不得到出版商的保证或认可。gydF4y2Ba

参考文献gydF4y2Ba