渤海湾西岸全新世以来沉积物地球化学与黏土矿物特征及其对环境和气候的响应

杨士雄，叶思源，何磊，袁红明，赵广明，丁喜桂，裴绍峰，路晶芳

1.中国地质调查局滨海湿地生物地质重点实验室，青岛海洋地质研究所，青岛 266071

2.青岛海洋科学与技术试点国家实验室海洋地质过程与环境功能实验室，青岛 266061

海岸带-陆架区是海陆交互作用最为强烈和敏感的地区，是大陆边缘“源”到“汇”系统中一个极其重要的环境单元[1]。海岸带沉积作为古环境变化记录的重要载体，它不仅记录了过去的沉积环境变化，同时也揭露了气候波动、海洋与河流的变迁、生态环境演化，以及人类对环境的影响等诸多信息[2-3]，已经成为近年来地学研究热点之一。21世纪以来，气候变暖导致的海平面上升及极端的自然灾害（例如洪涝、风暴或海啸）已严重威胁到近海区域的经济发展及人类活动。因此，深入开展海岸带-陆架地区的历史变化研究不仅是地球科学研究的需要，而且有助于沿海地区的开发与保护，有利于沿海地区经济和社会的可持续发展。

渤海西岸地处新生代以来持续下沉的华北沉降带，沉积了厚达500余米的第四纪沉积物[4]，全新世地层厚度为10～32 m[5]，受全球性冰期-间冰期气候的影响，曾发生数次海进与海退[6-9]，并在海岸地貌和沉积地层中留下大量遗迹和记录，包括古海蚀崖、贝壳堤、牡蛎礁、海相层等[10]，为研究海侵历史、海岸环境演化和海平面变化提供了重要依据。近十多年来，该地区进行了大量关于地层与古环境演变研究[7-9,11-20]，而针对全新世以来该区气候变化研究略显薄弱[10,21-22]。全新世以来的气候变化与现代人类面临的未来挑战密切相关。因此，开展该区全新世以来气候环境变化研究尤为必要。

陆源碎屑中的黏土矿物粒径细，搬运距离长，对物源变化具有良好的指示作用[23]。其组合特征与物源区气候演变有着密切的关系[24-30]，已成为区域古气候和古海洋环境重建的有效工具[31-33]。地球化学元素的分布、分配、聚集和迁移规律与源岩、沉积环境及气候条件关系紧密，沉积物元素地球化学研究，有助于正确提取古环境、古气候及物源变化信息[34-36]。尽管渤海湾泥质海岸带沉积地质过程已有大量研究成果[18-20,37-38]，然而，仍缺乏通过精确定年、多指标、多钻孔综合对比全新世以来该区沉积环境过程的研究。因此，本文利用渤海西岸BXZK11孔沉积物，基于AMS14C年代结果，开展了沉积物粒度、黏土矿物、元素地球化学分析，结合沉积物中有孔虫数据[39]，阐述渤海西岸地区全新世以来沉积物特征及风化程度，并与区内多个钻孔进行对比，揭示全新世以来区域沉积演化过程对物源及气候变化的响应。

1 研究区概况

渤海湾位于渤海西部（图1），与莱州湾、辽东湾并称渤海的三大海湾。湾口北起河北省大清河河口，南至山东半岛北岸的黄河口[40]。渤海湾西岸平原地区为新生代一直处于沉降状态的华北沉降带，地势平坦，坡度仅为1/30 000～1/20 000，是华北沿海一带地势最低平的地方[41]。地表广泛地被第四纪滨海冲积、湖积或海积层覆盖，沉积物以黏土与粉砂为主，沿海岸呈带状分布[42]。第四纪地层以河湖相沉积为主，夹有多个海相地层，最大厚度近500 m[43]。晚更新世以来，海平面发生多次升降变化和频繁的岸线迁移，渤海湾及相邻沿岸低地经历了3次大的海陆交替过程[44]。自下而上普遍发育3套海相地层[4,6-7]。其中，第I海相层记录了距今约1万年以来的全新世海侵，地层保存完整，信息记录最为丰富[45]，为本研究的关注重点。

图1 渤海湾西岸BXZK11孔和其他研究孔[20, 38]位置图Fig.1 The location of core BXZK11 and other studied cores in the west coast of Bohai Bay

渤海湾西岸平原入海河流主要为滦河、蓟运河、海河以及黄河等[40]。区内属华北平原暖温带落叶阔叶林-草原植被区，由于人类活动致使原始植被无存[21]。该区冬冷夏热，四季分明。1月份气温最低，平均气温为-2 ℃，7月份气温最高，平均气温为25 ℃，年平均气温为 12 ℃，年温差较大，达 27 ℃[40]。降水量呈现显著的季节性变化，主要集中于7和8月份，两个月份降水量达到全年降水量的58%，春季则少雨，年平均降水量为500～600 mm[40]。

2 材料和方法

钻孔 BXZK11（38°27′29.39″N、117°38′16.53″E，高程2.67 m）（图1）于2016年7月在渤海西岸的黄骅市南排河镇赵家堡附近使用钻孔机械回旋取芯方法获取。钻孔共30.76 m长，取芯率为88.7%。钻孔上部3.4 m为人工填土，下部主要为自然沉积，全新世沉积物主要以黏土质粉砂为主，具体岩性变化特征如图2。

BXZK11孔9个测年样品均采自岩芯中保存较完整且磨损程度较低的贝壳和少部分泥炭或植物根茎碎屑，对样品进行AMS14C测年。贝壳化石一般是先鉴定再进行测年，年代测试在美国迈阿密Beta实验室完成。渤海湾地区区域海洋碳库效应校正值为 ΔR=-178±50a[46]，选择 CALIB 7.0.2 软件进行年代校正[47]，详细年代信息见表1。年代模式主要通过两个AMS14C年龄之间的线性差值以及向外延伸方法获得，年代深度模型通过R软件生成（图3）。

粒度样品以10 cm间距取样，总共获取237个粒度样品。粒度分析采用常规处理方法，用10%的H2O2去除有机质，处理后的样品用英国Malvern公司生产的Mastersizer 2000型激光粒度仪测定，粒级分辨率为0.01Φ，仪器测量范围为0.02～2 000 μm，重复测量相对误差＜1%。沉积物粒度数据采用尤登-温德华氏等比值粒级标准，将粒径大小归纳为三类，由粗到细分别为砂（63～2 000 μm）、粉砂（4～63 μm）、黏土（＜4 μm）。采用谢帕德（Shepard）沉积物三角分类法对沉积物进行分类和命名[48]。粒度分析测试在中国地质调查局青岛海洋地质研究所测试中心完成。

图2 BXZK11钻孔岩性描述、AMS14C测年与沉积相划分Fig.2 Lithology description, AMS14C dates and sedimentary facies division of core BXZK11

表1 BXZK11孔14C年代测试数据Table 1 AMS 14C dating of core BXZK11

图3 BXZK11孔年代-深度模型Fig.3 Age-depth model of core BXZK11

常量元素以20 cm间距取样，共分析样品107个。常量元素分析由青岛海洋地质研究所测试中心完成，对不同指标采用不同的分析测试方法。Al2O3、TFe2O3、CaO 、K2O 、Na2O 、MgO 、TiO2、P2O5和MnO等质量分数的测定方法为：采用熔片法将试样用混合熔剂熔融，以硝酸铵为氧化剂，加少量溴化锂作为脱模剂，试样与熔剂的质量比为1∶12；在熔样机上于1 050 ℃熔融，制成玻璃样片，用X射线荧光光谱仪（XRF）进行测定。用硅氟酸钾容量法测定SiO2；容量法（VOL）测定FeO。CaCO3质量分数的测定方法为：将试样加8%的乙酸溶液；在沸水浴上加热40分钟后，取滤液用等离子体发射光谱法（ICP-OES）测定[49]。

黏土矿物样品以20 cm间距取样，本次共分析样品102个。黏土矿物XRD测试在青岛海洋地质研究所测试中心完成，测试仪器为D/Max-2500型X射线衍射仪，CuK α辐射，管压40 kV，管流125 mA。取10 g左右样品，先后用体积含量为30% 的H2O2和1 mol /L 的HCl反应去除有机质和钙质，加去离子水清洗两次，使样品有抗絮凝作用。根据Stoke原理所确定的沉淀时间[27]，抽取上部小于2 μm的悬浮液，离心浓缩，分别制成自然定向片和乙二醇饱和定向片，使用X射线仪进行测试分析。黏土矿物的鉴定和解释主要依据3种测试条件下获得的XRD叠加图谱的综合对比[50]。每个波峰参数的半定量计算使用MacDiff软件在乙二醇曲线上进行，黏土矿物相对含量主要为（001）晶面衍射峰的面积比。其中，蒙脱石和伊利石相对含量分别用17Å衍射峰面积×1和10Å衍射峰面积×4表示；高岭石和绿泥石相对含量之和为7Å峰强的面积×2，再利用3.57Å和3.54Å峰面积的比值即可换算出样品中高岭石和绿泥石的相对含量[51]。

3 结果

从沉积物粒度组成与平均粒径分布特征（图4）可以看出，沉积物样品由砂质粉砂、粉砂质砂和粉砂质黏土组成，平均粒径为2.4～8.3Φ，平均值为5.6Φ。黏土矿物以伊利石为主，其相对百分含量为50.7%～62.7%，平均为56.4%；其次为绿泥石，含量为18.5%～32.6%，平均为24.3%；再次为高岭石，含量为11.4%～20.1%，平均为15.1%；蒙脱石含量最低，含量为0.9%～9.4%，平均为4.2%。黏土矿物组合形式为伊利石-绿泥石-高岭石-蒙脱石。常量元素主要以SiO2为主，其次为Al2O3、CaO、TFe2O3、Na2O、MgO、K2O、TiO2、MnO 和P2O5（图5）。微量元素主要为Cu、Pb、Zn、Cr、Ni、Co、As、La、Ce、Pr、Nd、Sm 等（图6）。根据岩性变化特征，将该钻孔剖面划分为5个沉积单元。

U1（30.76～16.7 m）：沉积物主要为浅灰色砂质粉砂和灰色粉砂质砂。该阶段两个AMS14C都超出了AMS测年范围，可能是由于沉积物主要通过河流搬运而来导致年代较老。通过上部年代模式可推测该阶段年龄可能为末次盛冰期到早全新世过渡期。沉积物粒度自下而上由粗变细。沉积物中伊绿石、高岭石与蒙脱石含量呈现逐渐增加趋势，而绿泥石含量则呈现降低趋势。常量元素Al2O3、CaO、MgO、K2O、TiO2、P2O5、MgO 和TFe2O3自下而上呈现出增加的趋势，而SiO2和Na2O含量变化则呈现相反趋势；微量元素总体含量呈现由低到高逐渐增长的规律。

图4 BXZK11孔沉积物粒度组分与黏土矿物含量综合图Fig.4 The vertical distribution of grain size composition and clay mineral content of core BXZK11

图5 BXZK11孔常量元素含量垂向分布Fig.5 The vertical distribution of major elements in core BXZK11

图6 BXZK11孔微量元素含量垂向分布Fig.6 The vertical distribution of trace elements in core BXZK11

U2（16.7～14.9 m）：沉积物主要以灰色——浅灰色粉砂质黏土为主，平均粒径为6.8Φ。16.6 m处植物碎屑和14.95 m处贝壳AMS14C年龄分别为7 950±30 cal.aBP和5 660±30 cal.aBP。黏土矿物伊利石含量平均为57.4%，绿泥石含量为22.8%，高岭石含量为15%，蒙脱石含量为4.8%。常量元素Al2O3（15.4%）、CaO（7.8%）、MgO（3.4%）、TiO2（0.7%）、P2O5（0.14%）和TFe2O3（6.3%）在整个剖面中含量相对较高；SiO2（48%）和Na2O（3.5%）在整个剖面中含量相对较低。微量元素 Cu（37.8 mg/kg）、Pb（30 mg/kg）、Zn（96 mg/kg）、Cr（75 mg/kg）、Ni（34 mg/kg）、Co（14 mg/kg）、As（12 mg/kg）、La（34 mg/kg）、Ce（67 mg/kg）、Pr（8 mg/kg）、Nd（30 mg/kg）和 Sm（5.5 mg/kg）等在整个剖面中含量相对较高。

U3（14.9～9.8 m）：沉积物主要以灰色粉砂质黏土为主，平均粒径为6.7Φ，与U2数值相当。10.3 m处贝壳AMS14C年龄为3 580±30 cal.aBP。黏土矿物伊利石含量平均为56.7%，绿泥石含量为21.6%，相对上阶段略有降低；而高岭石含量为16.3%，蒙脱石含量为5.5%，相对上阶段略有增加。常量元素Al2O3（15.7%）、CaO（6.9%）、MgO（3.4%）、TiO2（0.65%）、P2O5（0.14%）和TFe2O3（6.0%）较上阶段略有降低或者变化不大；SiO2（49%）和 Na2O（4.3%）呈现少量增加的趋势。微量元素Cu（34.3 mg/kg）、Pb（27.8 mg/kg）、Zn（92 mg/kg）、Cr（74 mg/kg）、Ni（33.3 mg/kg）、Co（13.7 mg/kg）和 As（12 mg/kg）较上阶段略有降低；而 La（36 mg/kg）、Ce（70 mg/kg）、Pr（8.3 mg/kg）、Nd（31 mg/kg）和 Sm（5.7 mg/kg）较上阶段略有增加。

U4（9.8～6.18 m）：沉积物仍以灰色粉砂质黏土为主，平均粒径为4.9Φ，沉积物粒度较上阶段略细。7.76 m处和6.58 m处贝壳AMS14C年龄分别为3 540±30 cal.aBP 和 3 400±30 cal.aBP。黏土矿物伊利石含量（55.5%）较上阶段略有降低，而绿泥石（23.9%）、高岭石（16.5%）和蒙脱石（7.5%）含量较上阶段略有增加。常量元素Al2O3（12.9%）、CaO（7.5%）、MgO（2.3%）、TiO2（0.5%）、P2O5（0.13%）和 TFe2O3（4.0%）较上阶段含量较低；SiO2（56.8%）和Na2O（5.0%）较上阶段含量增加。微量元素Cu（18 mg/kg）、Pb（20 mg/kg）、Zn（57 mg/kg）、Cr（54 mg/kg）、Ni（21 mg/kg）、Co（9 mg/kg）、As（9 mg/kg）、La（27 mg/kg）、Ce（51 mg/kg）、Pr（6 mg/kg）、Nd（23 mg/kg）和Sm（4 mg/kg）较上阶段整体显著降低。

U5（6.18～3.4 m）：沉积物转变为以灰色——灰黄色粉砂质砂为主，平均粒径为5.8Φ，沉积物粒度较上阶段略有变粗。6.1 m处贝壳AMS14C年代为2 700±30 cal.aBP。黏土矿物伊利石含量（59%）较上阶段增加，而绿泥石（21%）、高岭石（15.8%）和蒙脱石（3.9%）含量较上阶段略有降低。常量元素Al2O3（14.5%）、MgO（2.7%）、TiO2（0.7%）、P2O5（0.15%）和 TFe2O3（4.8%）含量较上阶段略有增加，CaO（6.4%）、SiO2（55.5%）和Na2O（4.4%）含量较上阶段略有降低。微量元素 Cu（26 mg/kg）、Pb（22 mg/kg）、Zn（72 mg/kg）、Cr（65 mg/kg）、Ni（27 mg/kg）、Co（11 mg/kg）、As（13 mg/kg）、La（34 mg/kg）、Ce（67 mg/kg）、Pr（8 mg/kg）、Nd（30 mg/kg）和 Sm（5.5 mg/kg）较上阶段整体显著增加。

4 讨论

4.1 渤海湾西岸全新世沉积环境演化

全新世以来渤海湾西岸受海陆交互作用的影响，普遍经历了潮坪-浅海-前三角洲-三角洲前缘-三角洲平原环境的演化过程[52]，但从北向南沿岸或者由陆向海方向各沉积环境的发育时间不尽相同。即使在同一时间内，渤海湾西岸沿现代岸线方向或者由陆向海方向的沉积环境表现出不同程度的差异。

末次盛冰期到8 830 cal.aBP（U1），钻孔沉积物为粉砂到粉砂质黏土转变，沉积物中未出现有孔虫。此时期渤海海水到达现代渤海中部地区，但仍未达到钻孔区域[53]（图7）。且黄河在10.8～8.5 cal.kaBP左右流经黄骅和海丰之间，大致垂直现今海岸线向东北注入渤海湾[20]。说明研究区可能为黄河古河道，沉积环境可能为河道向冲积平原再向分流河道沉积转变[20]。钻孔以北近岸的两个钻孔NP3和BT113沉积也记录与该钻孔相似的河道沉积环境[52]（图8）。

8 830～6 255 cal.aBP（U2），该阶段钻孔底部出现一层泥炭层沉积，向上主要为灰色粉砂质黏土。沉积物中有孔虫的含量高，大量贝壳碎屑出现。有孔虫主要以Ammonia tepida和A.beccariivars.底栖有孔虫为主[39]。在渤海湾西岸，大量钻孔发现了全新世海侵期开始前有一个厚度不等的泥炭层出现[53]。这层泥炭层可能与冰后期海平面上升过程中存在较短停滞期，并在渤海西岸形成大面积湖泊或者沼泽沉积[54-55]。由于后期海平面快速上升，导致钻孔沉积区快速转变为潮坪到浅海环境。与之相邻钻孔BXZK09、BXZK10、BT113、CH110和NP3沉积记录中也出现了相似沉积环境，说明此时期海平面相对较高，海水淹没陆地范围较广[20,38,52-53]（图8）。

6 255～3 650 cal.aBP（U3），沉积物仍以粉砂质黏土为主，但黏土含量从底部向上部逐渐降低，砂含量却呈现逐渐增加趋势，与之相邻沿岸钻孔NP3和BT113沉积物也呈现类似趋势[38,52]。沉积物中有孔虫主要以Ammonia beccariivars.、A.tepida和Nonionsp.为主[39]。此时段海平面高度较上阶段降低，海岸线向海方向逐渐退却[53]，但钻孔位置仍为海水所淹没，沉积环境主要为前三角洲沉积。渤海西岸众多钻孔沉积环境研究表明，钻孔位置此时期主要为黄河三角洲的一期超级叶瓣阶段，时间大约为5 500～3 600 cal.aBP[20]。

3 650～2 780 cal.aBP（U4）, 沉积物由下部砂质粉砂逐渐向上部粉砂质砂过渡，且SiO2含量显著增加，可能是粗粒级石英类矿物增加所致，说明此时期沉积环境较上阶段已经改变。底部沉积物含少量有孔虫，顶部有孔虫缺失[39]。在垂直海岸带方向，由海向陆的钻孔BXZK09和BXZK10沉积剖面缺失了本研究钻孔所记录的该层沉积，为冲积平原环境[20]。由于该钻孔距离现代海岸线较近，此时期钻孔位置还处于3 000 cal.aBP古海岸线内[53]，海水仍覆盖钻孔区，但由于三角洲的进积作用，此时期钻孔位置水深较浅，属于三角洲前缘环境。近岸钻孔NP3与BT113也清晰地记录了类似沉积环境变化[38, 52]。

图7 钻孔位置和北黄海与渤海海域12 000 cal.aBP以来的海岸线变化[53]Fig.7 Location of core BXZK11 and coastline changes in the North Yellow Sea and the Bohai Sea since 12 000 cal.aBP

图8 渤海湾西岸由陆向海以及沿海岸线分布钻孔剖面对比图钻孔位置图见图1[20, 52]。Fig.8 Stratigraphic panel comparison of cores from land to sea andalong the coastal shoreline in the west coast of Bohai Bay The location of cores is shown in figure 1[20.52].

2 780 cal.aBP至今（U5），沉积物主要为棕色——浅黄棕色粉砂质黏土、黏土质粉砂和粉砂，其间夹有灰色粉砂到细砂层，并发现虫孔结构。3.8 m处发现微红色锈斑，表明此时期主要为三角洲平原沉积。与海岸线平行钻孔BXZK13、NP3和BT113也清晰记录了类似沉积环境特征[20,38]。此时期海平面趋于稳定且与现在海平面位置接近，由于黄河此时期由此入海，三角洲进积导致该区海岸线向现代海方向推进[53]。前人研究也证实了黄河三角洲超级叶瓣（700BC——11AD）在研究区的发育[20]。

4.2 黏土矿物与地球化学揭示的气候特征

黏土矿物是母岩风化的产物，其形成和转变受气候、环境和时间的控制[54]。前人研究表明，伊利石与绿泥石多分布于高纬地区及沙漠地区，反映弱化学分化作用的干旱寒冷气候。在潮湿温暖的气候条件下，母岩受强烈的化学风化与淋滤作用的影响，形成大量的高岭石和蒙脱石[55]，因此，高岭石与蒙脱石组合指示强烈风化作用下的温湿气候[56]。黏土矿物组合的变化反映了源区气候冷暖周期性旋回，记录了搬运、再沉积等环境演化的重要信息，为古环境再造、古季风变迁以及海陆对比提供了有力证据[57]。此外，前人利用Al/Si值来反映沉积物矿物成分成熟度[58]，同时也利用其比值大小来指示气候冷暖变化以及化学风化程度的强弱，比值越大，气候越相对湿润，化学风化程度越强；比值越小,气候越相对干冷，化学风化程度越弱[34,59]。一般说来，在化学风化过程中，Na比Al、K、Ba活泼，更易从母岩中迁移出来，因此，Al/Na的高值代表较强的化学风化，其低值代表较弱的化学风化[34]。本文主要通过蒙脱石/（伊利石+绿泥石）、Al/Si和Al/Na比值来探讨该区全新世以来的气候变化。

末次盛冰期以来，随着全球气温回暖，海平面快速上升。至8 830 cal.aBP，海平面上升到约-15 m[60]，海水即将到达钻孔区域。钻孔沉积物蒙脱石/（伊利石+绿泥石）比值相对较高，Al/Si和Al/Na比值也相对较高，表明此时期气候相对暖湿。中国季风区孢粉湿润指数呈现逐渐增加趋势[61]，石笋所反映的东亚夏季风也呈现出一个逐渐加强的过程[62]。附近地区的四海龙湾玛珥湖年平均温度与年平均降水量相对低[63]。河北地区孢粉记录显示全新世早期气候以温凉半干早为主[64]。这可能与北半球太阳辐射增强、热带辐合带北移，促使东亚季风增强有关[65]。

8 830～6 255 cal.aBP，黏土矿物蒙脱石/（伊利石+绿泥石）比值相对上阶段有所降低，但仍相对较高。可能是由于海平面快速上升，钻孔区水深较深，距离岸线较远[53]，陆源物质输入量减少所致。Al/Si和Al/Na比值与上阶段含量相当，气候相对暖湿。此时期海侵达到最大范围[53]，孢粉湿润指数达到整个剖面最高[61]，附近四海龙湾年平均温度也达到了最高值[63]，表明此时期气候最为暖湿，进入全新世大暖期[66]。华北地区其他研究也显示了该时段降水较多[67-68]。渤海湾西岸孢粉分析表明此时期主要为以松属、栎属和桦木属为主的落叶阔叶混交林以及混交林-草原植被[22]，气温较现在略高2～3 ℃[66]。

6 255～3 650 cal.aBP, 黏土矿物蒙脱石/（伊利石+绿泥石）比值与上阶段相当，Al/Si和Al/Na比值较上阶段整体呈下降趋势，气候温凉。总体来说，该时期水热条件仍较好，气候总体温暖偏湿，但温度和湿度有所下降。渤海西岸海岸线也逐渐向当代海岸线方向收缩，该区海侵范围变小[53]，海平面由最高海平面下降至现今高度[60]。此时期东亚夏季风逐渐减弱[62]，受东亚气候驱动的四海龙湾地区气温也呈现降低的特点[63]。白洋淀和岱海地区沉积记录也揭示了温湿的气候特征[67-68]。

3 650 cal.aBP至今，沉积环境由三角洲前缘向三角洲平原转变，Al/Si和Al/Na比值总体相对较低,蒙脱石/（伊利石+绿泥石）比值也相对较低。此时期东亚季风较弱[62]，季风区孢粉湿润指数也呈现低值[61]，气候温凉偏干。邻近地区四海龙湾玛珥湖也记录了低的年平均气温和降水量[63]。海平面稳定，但黄河三角洲向海进积导致渤海湾海岸线向海方向推进[53]，到达现今位置。气温与现今接近。

从整个钻孔沉积剖面气候替代性指标分析我们可以得出（图9），元素Al/Si和Al/Na比值与董哥洞石笋氧同位素曲线变化有很好的对应性。Al/Si和Al/Na比值越大，气候相对暖湿[34]，由此说明该区气候环境变化与东亚季风变化密切相关。东亚季风强盛，降雨丰沛，气候相对湿热。

5 结论

（1）研究区沉积物黏土矿物蒙脱石/（伊利石+绿泥石）比值以及元素Al/Si和Al/Na比值对气候变化有较好的响应。其中元素Al/Si和Al/Na比值与石笋氧同位素曲线有很好的对应性，说明该区气候环境变化与东亚季风变化密切相关。

图9 BXZK11孔黏土矿物蒙脱石/（伊利石+绿泥石）、元素Al/Si和Al/Na比值与四海龙湾玛珥湖年平均降水量和年平均温度[63]、中国季风区孢粉重建湿润度指数[61]、莱州湾南岸相对海平面[60]和董哥洞石笋氧同位素[62]对比Fig.9 Correlation of the ratio value of smectite/（ilulite+chlorite）of clay mineral, elements Al/Si and Al/Na from core BXZK11, the mean temperature of the warmest month and the mean annual precipitation of Shihailongwan Maar Lake, the pollen-based moisture index in monsoonal China, the relative sea level of the southern coast of Laizhou Bay, and the stalagmite δ18O data from Nuanhe Cave

（2）自末次盛冰期到8 830 cal.aBP，沉积物主要为粉砂和粉砂质黏土，沉积物中未出现有孔虫，黏土矿物蒙脱石/（伊利石+绿泥石）以及元素Al/Si和Al/Na比值相对较高，沉积环境主要为黄河的古河道沉积，气候温凉。8 830～6 255 cal.aBP，沉积物主要由底部的典型泥炭层和灰色粉砂质黏土组成，Al/Si和Al/Na比值相对较高，气候温暖湿润。此时期海平面达到最大高度，海侵范围达到最大，沉积区主要为潮坪——浅海环境。6 255～3 650 cal.aBP，海平面逐渐降低，沉积物仍以粉砂质黏土为主，蒙脱石/（伊利石+绿泥石）值相对较高，元素Al/Si和Al/Na比值较上阶段降低，沉积环境主要为前三角洲沉积，气候转为温凉。3 650～2 780 cal.aBP，沉积物由下部粉砂质砂向上部的砂质粉砂转变，蒙脱石/（伊利石+绿泥石）以及元素Al/Si和Al/Na比值较低，气候温凉，海平面逐渐降低，为三角洲前缘沉积环境。2 780 cal.aBP至今，古黄河三角洲不断进积，该区变成三角洲平原环境，气候凉干，与现今相似。