萊州灣第四系初步框架及環境意義

易亮

同濟大學海洋地質國家重點實驗室，上海 200092

0 引言

渤海陸架是新生代亞洲大陸東部一系列邊緣海發育的最年輕部分[1-2]；平均水深約18 m，僅其東面與黃海相通處的狹窄水道深度超過80 m[3]。新近紀—第四紀時期，渤海盆地持續沉降[4-6]，所堆積的數千米厚度的湖相、河流相、海相等地層，為追溯東亞大陸邊緣的海陸相互作用、太平洋板塊向亞洲板塊俯沖和青藏高原隆升過程與效應等關鍵科學問題提供了重要素材[3,7-9]。近年來隨著各項技術應用的不斷突破與完善，越來越多的證據表明渤海陸架所經歷的演化歷程既有大區域環境過程的一致性，又具有自身區域的特殊性。根據地理位置的不同，渤?？蓜澐譃槲鍌€部分，即北部遼東灣、西部渤海灣、南部萊州灣、中部中央海盆和東部廟島群島（圖1）。不同部分的沉積背景顯著不同；其中，萊州灣地區因物源較近、物質供給豐富、沉降過程穩定等特點，過去海平面變化等地質、環境事件未能造成較大的沉積間斷，因而較為連續地記錄了區域環境過程的歷史[10-11]。

圖1 渤海盆地與研究鉆孔位置Fig.1 Bohai Basin and the study sites

近半個世紀以來，渤海地區的鉆孔巖心研究已經在一定程度上揭示了區域地質構造、水文過程、資源狀況[3,7,9,11]。例如，趙松齡等[10]根據數十支鉆孔巖心構建了晚第四紀中國東部三次海侵的沉積學基本框架，并探討了海侵的空間范圍，這一成果得到了后續一系列研究的支撐[2,12-25]。盡管不同年代學方法標定的海侵時間并不完全相同[10-11]，但框架也已應用于黃東海地區[7,26-35]。另一方面，長鉆孔的沉積學與古環境研究[36-43]揭示出渤海盆地由古湖向陸架的演化導致了區域環境和生物群落重組[1-2,44-45]，包括水系調整、鹵水資源富集和動物遷徙等。這些研究成果，極大地推進了對渤海陸架演化及其潛在影響的認識。

然而，由于陸架沉積與環境過程的復雜性，渤海盆地獲得的長序列記錄仍顯不足，早更新世至更早時期的地層對比也未能充分展開。針對這一現狀，本文嘗試在整理萊州灣現有鉆孔巖心結果的基礎上，構建萊州灣第四紀地層與年代的基本框架，進而對比渤海盆地其他地區的已有成果，探討渤海陸架演化過程及其可能的環境效應。

1 研究區域和研究方法

1.1 區域概況

萊州灣位于郯廬斷裂帶山東段（沂沭斷裂）的東西兩支之間，中新世中晚期以來整體處于穩定的沉降環境，表現為地震剖面上不整合面以上同相軸基本平行、連續穩定，地層無較大的起伏[46-47]。

萊州灣地區第四紀地層主要包含沖洪積、海積、湖積沉積層，由南向北、自東向西地層厚度逐漸增加，央子斷裂以北、白浪河—虞河一帶厚度最大，可劃分為平原組、濰北組、旭口組、臨沂組、沂河組等。晚第四紀三次主要海侵事件由趙松齡等[10]命名，從老到新包括滄州海侵（第三海侵層）、黃驊海侵（部分地區包括次級的渤海海侵）（第二海侵層）和獻縣海侵（第一海侵層）。

自西向東有小清河、彌河、白浪河、濰河、膠萊河等河流，自南向北注入萊州灣。這些河流發源于魯中山區，蜿蜒北流，河流長度多介于100～200 km，年輸沙量可達百萬噸。由于降水主要集中在夏季，這些河流的徑流量和輸沙量也以夏季為多，占全年的一半以上[19]；河水從魯中山區直接進入山前平原地帶，形成面積廣大的沖洪積扇與古河道。

1.2 研究材料

用于本項研究的11 支鉆孔巖心取自萊州灣及沿岸（圖1），由天津地質調查中心和自然資源部第一海洋研究所完成鉆進取心。其中，HLL01、HLL02、BH1、BH2、Lz908、W5、W9 和GD02 等8 支已在此前的研究中有所涉及，G2、H5和X1孔是本研究首次報道。11 支鉆孔巖心的具體信息已在表1 中列出。

表1 研究鉆孔信息及其發表情況Table 1 Information and published reports for the studied cores in this study

1.3 古地磁測試

前人研究已指出，萊州灣沉積的載磁礦物主要是磁鐵礦，部分樣品含有少量的赤鐵礦成分[49]。因此，本研究中涉及的磁性地層研究選用交變退磁和熱退磁方法，對3支未定年鉆孔巖心的定向樣品進行系統退磁。具體的測試內容包括：（1）G2 孔，交變退磁46 塊（上部16 m），熱退磁242 塊；（2）H5 孔，交變退磁114塊（上部48 m），熱退磁364塊；（3）X1孔，交變退磁442 塊。剩磁測量在天津地質調查中心和同濟大學海洋地質國家重點實驗室的低溫超導磁力儀2G-755K（2G Enterprises，USA）上完成。測量數據，采用PuffinPlot 數據處理軟件[50]，利用主成分分析法進行特征剩磁方向的計算。特征剩磁方向通過線性擬合方式[51]獲得，每次擬合利用不少于4個連續數據點進行，且最大角偏差（MAD）小于15°。

2 結果與分析

2.1 區域地層的基本特征

綜合已有鉆孔巖心結果，萊州灣地區已發表的沉積類型可大致劃分為三類，從下至上分別以河流—沖洪積相沉積、湖相沉積、海相沉積為主[1,11]。簡述如下（圖2）：（1）河流—洪積相。研究區內的河流—沖洪積相沉積主要發育在第四紀地層的下部，棕黃色、棕灰色、雜色的中—粗沙（圖2c），偶見礫石混雜，無明顯層理發育。（2）湖相沉積。渤海地區湖相沉積在第四紀時期曾廣泛發育。萊州灣地區的湖相沉積，以青灰色、棕灰色、灰褐色的含黏土質粉砂為特征（圖2b），發育鈣質結核，部分層位發育2～5 mm 厚的微層理；產介形類，如Candoniella suzini蘇金小玻璃介、Ilyocypris salebrosa粗糙土星介、Ilyocypris cornae柯氏土星介、Ilyocypris bradyi布氏土星介等（鉆孔未發表資料）。湖相沉積中（圖2b），青灰色、灰褐色沉積層較棕灰色沉積層更為致密、粒度更細、生物碎屑較少，可能指示較弱的動力環境。（3）海相沉積。萊州灣地區的海相沉積以海侵—海退層序為主要特征，包含灰色、青灰色、灰褐色的粉砂—細砂（圖2a），發育水平層理，海侵層可見大量生物碎屑。區域內海相沉積中含有豐富的有孔蟲與介形蟲化石。據鉆孔未發表資料，有孔蟲化石主要有Ammonia卷轉蟲、Elphidium advenum異地希望蟲、Cribrononion incertum易變篩九字蟲、Cribrononion porisuturalis孔縫篩九字蟲、Nonion akitaense秋田諾寧蟲、Quinqueloculinasp.塊蟲等潮下帶到淺海種；海相介形化石有Leguminocythereisspp.豆艷花介、Campylocythereissp.彎艷花介、Leguminocythereis hodgii.侯德豆艷花介、Cushmanideaspp.庫士曼介、Perissocytheridea sumatraensis蘇門答臘奇美花介、Perissocytheridea japonica日本奇美花介等；貝殼類生物化石有Arca subcrenata毛蛤、Meretrix文蛤、Aloidis laevis光滑蘭蛤等。

圖2 三類典型沉積的巖心照片與粒度特征（數據源自文獻[1]）（a）陸架沉積；（b）湖相沉積；（c）河流相沉積Fig.2 Core photographs and grain-size characteristics of the three sedimentary types (data from reference [1])

三類典型沉積不但表觀差異顯著，粒度特征也存在明顯不同。以研究程度較高的HLL02孔沉積物粒度特征為例（圖2）：海相沉積粒度分布的主峰位于50～100 μm 的粗粉砂—細砂區間，缺失或較少包含0.3～30 μm的黏土—細粉砂等較細顆粒；湖相沉積具有明顯的多峰特征，主要表現為10～100 μm 細粉砂—細砂為主的寬峰分布，同時包含較多的黏土質組分和砂質顆粒；河流—沖洪積相沉積的粒度特征在海相與湖相之間，主峰位于50～300 μm 的細砂—中砂區間，同時包含多個較顯著的細顆粒組分。此外，三類沉積的粒度參數線性關系也存在顯著差異（圖2）。這些粒度組分和參數的特征差異，與現代沉積所觀察到的現象具有較好的一致性，指示沉積物粒度特征在重建萊州灣地區古環境變化研究中的重要潛力[52-54]。

2.2 新增三支鉆孔巖心的古地磁結果

三支鉆孔巖心的系統退磁結果具有相似的特征。對于交變退磁樣品，在15～30 mT之前，剩磁強度降低較快，這代表低矯頑力磁性礦物（主要是磁鐵礦）的信號；在70～80 mT 時，樣品的剩磁強度衰減至天然剩磁的5%～20%（圖3），說明高矯頑力磁性礦物（赤鐵礦等）在部分樣品中也是重要的剩磁載體。對于熱退磁樣品，多數樣品的剩磁強度在500℃～600 ℃已衰減至天然剩磁的不足5%，少部分樣品在690 °C 已完全衰減（圖3）。這些退磁特征說明，20～60 mT、500 ℃～600 ℃或600 ℃～690 ℃區間的退磁數據可分離出線性較好的特征剩磁分量。根據這一特點，三支鉆孔巖心最終獲得了具有穩定特征剩磁的磁極性序列（圖4），成功率分別為37%（G2，106/288）、42%（H5，200/478）和55%（X1，241/442）。在此基礎上，本研究定義的極性段至少包含極性相同的3個相鄰樣品，地層厚度超過1 m。

圖3 新增三支鉆孔巖心典型樣品的系統退磁結果空心圓上的數字代表退磁的交變場強mT或熱退磁溫度℃；實心方塊代表水平投影，空心圓代表垂直投影；NRM為天然剩磁Fig.3 Orthogonal diagrams of demagnetization results of the representative samplesnumbers on open circles=alternating fields in mT or thermal demagnetization temperature in ℃;open (solid) circles (squares)=vertical (horizontal) plane;NRM=natural remanent magnetization

圖4 新增三支鉆孔巖心的古地磁結果與對比方案N1～N6.古地磁正極性區間；MAD.最大角偏差；B.布容正極性時；M.松山負極性時；J.加拉米諾正極性亞時；CM.Cobb Mountain正極性事件；O.奧杜維爾正極性時；Ga.高斯正極性時；Gi.吉爾伯特負極性時；GPTS.國際地層極性年表[55]；以下各圖相同Fig.4 Magnetostratigraphy of three coresN1-N6.normal polarity chrons;MAD.maximum angular deviation;B.Brunhes chron;M.Matuyama chron;J.Jaramillo subchron;CM.Cobb Mountain excursion;O.Olduvai chron;Ga.Gauss chron;Gi.Gilbert chron;GPTS.geological polarity time scale[55];same in following figures

研究區構造背景穩定，且三支鉆孔巖心無明顯沉積間斷發育，本研究根據這新增三支鉆孔巖心的古地磁結果，同時參考萊州灣地區已發表的磁極性序列特征[1-2,11,48]，將已識別的磁極性區間初步（順序）對比至國際標準地層年表（GPTS）中第四紀磁極性序列[55]（圖4）。具體對比方案如下：（1）正極性區間N1對比至布容正極性時（C1n）；（2）正極性區間N2對比至加拉米諾正極性亞時（C1r.1n）；（3）N3可能對應于Cobb Mountain 正極性事件（CM）；（4）N4 對應至奧杜維爾正極性時（C2n）；（5）正極性區間N5～N6 僅記錄于G2 孔下部，且與基底風化殼接近，考慮到此處變化與晚上新世古地磁場的變化情況相似，可能對應于高斯正極性時（C2An）。根據這一對比方案，三支鉆孔巖心各時期的沉積厚度呈現明顯的向海（北）增加的趨勢，與已發表的成果一致（表1）。

2.3 萊州灣地層對比

2.3.1 地層年代對比

前人研究已指出，萊州灣地區第四紀地層主要包含下伏的湖相與上覆的海侵層沉積，河流—沖洪積相沉積少量發育，或發育于上新世[1-2,11,48]。對于上覆海侵層，地層年代學研究主要基于14C測年和古地磁漂移事件[10,21]，隨著釋光測年技術的發展，近年來的研究成果多基于光釋光年齡[25,56]。盡管不同年代學法所標定的海侵事件年齡存在較大差異且各方法的適用性也仍需更多的檢驗，Yiet al.[1]，易亮等[11]在對比不同年代技術優劣勢的基礎上，認為第一海侵層發生于全新世，不同測年方法的結果基本一致；第二海侵層應始于氧同位素5 期（MIS 5），MIS 3期部分地區發育海相殘余沉積；第三海侵層始于MIS 7 期，可持續至MIS 6 期。因聚焦于整套第四紀地層的對比，上覆海侵層的特征與對比在此不再贅述。

相較于晚第四紀海侵的研究成果，中下更新統的相關研究由于受到長序列鉆孔不易獲取的客觀制約，對比框架尚未統一認識[7,9,11]。

為揭示萊州灣地區第四紀地層的空間分布規律，本研究利用11支鉆孔巖心的古地磁結果，分別以布容正極性時和松山負極性時的底界為基準進行區域地層對比研究（圖5）。識別等時面是追蹤盆—山沉積體系演化的重要內容[57-58]，通過等時面深度的對比，可以再現不同沉積單元的沉降差異，在以往的沉積地層研究中具有廣泛應用[59-63]。結果顯示，松山—布容M/B 界限（中更新統埋深）普遍分布于50 m 左右，并向北（向海）方向逐漸增加（圖5a），指示了過去1 Ma 以來不同沉積單元沉降量差異較小，可能反映了較為穩定的盆—山沉積背景。這一結果與渤海其他地區的結果類似[33,36-37,39-40,42-43,64-66]。不過，山前四支鉆孔巖心底部（W9孔、G2孔、GD02孔和W5孔）均發現了基巖風化殼，表明盆地南緣基底埋深較淺，古隆起尚未完全消失。

圖5 萊州灣第四紀地層年代對比（a）布容等時線；（b）高斯等時線；HLL01孔（據文獻[48]）；HLL02、BH1、BH2孔（據文獻[1]）；Lz908孔（據文獻[2,19,52]）；W5、W9、GD02孔（據文獻[11]）；G2、H5、X1孔為本研究新增Fig.5 Chronostratigraphical correlation of Laizhou Bay in the Quaternarycore HLL01 (after reference [48]);cores HLL02,BH1,BH2 (after reference [1]);core Lz908 (after references [2,19,52]);cores W5,W9,GD02 (after reference [11]);cores G2,H5,X1 from this study

若將對比基準下移至高斯—松山Ga/M 界限（更新統底界），不同地點的Ga/M埋深差異十分顯著（圖5b）。例如，BH1孔和BH2孔Ga/M界限埋深170 m左右；HLL01 孔和HLL02 孔的埋深接近，約140 m；X1孔和H5 孔未見Ga/M 界限，但根據上部地層的沉積速率推算，Ga/M 埋深可能超過200 m。然而，山前鉆孔巖心的情況則完全不同：Ga/M 界限與M/B 界限接近，高斯正極性時的頂部埋深40～80 m。

萊州灣鉆孔巖心兩個關鍵時間點對應的埋深差異與區域沉積背景密切相關?？紤]到盆—山界限附近W9 孔約36 m 處的剝蝕特征，本文推測萊州灣地區向海一側在早更新世曾經歷顯著的沉降過程，導致盆地向山區一側廣泛擴張。

2.3.2 第四紀地層序列

在綜合鉆孔巖心年代對比結果的基礎上，本文以河流、干湖（棕灰色、粒度稍粗的湖相沉積層）、沿海湖沼（有孔蟲化石數量較少）等三個次級沉積相指示低位域沉積體系，以海相（有孔蟲化石數量較多的沉積層）和湖沼相（青灰色—灰褐色、粒度較細的湖相沉積層）指示高位域（水進域）。在磁性地層結果的制約下，結合已發表的生物化石結果[8,22,67]，通過11支鉆孔巖心從陸向海排列，將特征相似、年代相近的沉積層相連構建等時面（近等時面），形成了萊州灣第四紀地層的初步框架[67]，并識別出17 個水退—水進旋回（圖6）。具體劃分如下：（1）全新統。包含1 個海侵沉積序列，埋深10～20 m。（2）中更新統上部—上更新統。包含2 個海侵—海退序列，埋深20～60 m。（3）下更新統上部—中更新統。包含7個海侵/水進—水退序列，埋深80～120 m。這些海侵/水進旋回可與深海氧同位素曲線所指示的冰期—間冰期序列對應，與渤海其他地區所報道的結果相似[36,42,64-65]。（4）下更新統。包含7 個水進—水退序列，埋深差異較大。

圖6 基于11 支鉆孔巖心構建的萊州灣地區第四紀地層初步框架（據文獻[67]修改）Fig.6 Stratigraphic framework of Laizhou Bay in the Quaternary from 11 drill cores (modified from reference [67])

根據這一劃分方案，近1 Ma以來10次水進—水退旋回與地球公轉軌道參數偏心率的主周期一致，表現為0.1 Ma的韻律特征；第四紀早期的7個水進—水退旋回則大致對應了約0.2 Ma的準周期特征。

早更新世晚期以來的區域相對水深定量重建顯示，萊州灣地區的相對水深變化基本與全球海平面變化一致[2]，均表現為0.1 Ma左右的冰期—間冰期旋回，與本文所劃定的10個海侵/湖進—水退旋回一一對應。

由于地球軌道參數變化的0.2 Ma 周期強度太弱，一般無法直接以主周期的形式表現在地質記錄中[68]，使得萊州灣地區第四紀早期的約0.2 Ma準周期的水進—水退旋回在古氣候研究中并不常見[69-70]。盡管如此，過去全球變化研究還是報道了一些0.2 Ma為主周期的古氣候記錄[69,71-76]，這些古氣候研究將0.2 Ma 周期解釋為偏心率周期的變種[69,73-74]或地軸斜度周期的多種組合[70]。因此，未來在萊州灣地區開展早更新世湖相沉積演化的詳細研究，有可能進一步發掘地層記錄的古氣候信息，為解譯0.2 Ma 準周期提供新證據。

2.4 環渤海地區地層對比

參考萊州灣地區第四紀地層的初步框架，通過收集、整理渤海地區已有結果，同時考慮到最近一次“渤海古湖”解體與早期海侵開始于1 Ma 左右[11]，本文以加拉米諾正極性亞時的底部（～1 Ma）為對比基準（等時面），開展環渤海地區的地層對比分析（圖7）。結果顯示，中更新世以來渤海盆地內各單元沉降量的差異較小，而渤海灣北部和靠近廟島古隆起區域的沉降量十分可觀，指示了盆地東部和西北部邊緣主要在過去1 Ma 內實現快速擴張，晚于萊州灣南緣的擴張時間。盡管不同單元內的沉積特征存在一定差異，渤海地區在2～1 Ma 湖相沉積發育相對穩定，且較少受到來自河流—沖洪積等高能沉積環境的影響，可能對應了最近一期“渤海古湖”發育[1]。

圖7 環渤海地層對比與中更新世盆地擴張（據文獻[1]修改）BH08孔（據文獻[36]）；MT04孔（據文獻[77]）；BZ2孔（據文獻[66]）；TJC1孔（據文獻[42]）；BH1孔和HLL02孔（據文獻[1]）Fig.7 Lithological and magnetostratigraphical correlations around Bohai Sea and Middle Pleistocene basin evolution(modified from reference [1])core BH08 (after reference [36]);core MT04 (after reference [77]);core BZ2 (after reference [66]);core TJC1 (after reference [42]);cores BH1 and HLL02 (after reference [1])

3 盆地演化及環境意義

受區域構造活動的控制[78]，西北太平洋海水被浙閩古隆起、千里巖古隆起和廟島古隆起分別阻擋于南黃海、北黃海和渤海之外[1,31]，黃—渤海地區在晚上新世—早更新世形成了類似于“三級水庫”的地理格局[11]。此后，伴隨三大古隆起的逐步解體，黃—渤海地區最終和東海連為一體，轉換為陸架沉積環境。

綜合上述沉積地層特征與年代對比結果，并結合區域已有的古環境與古地理重建[33,36-37,39-40,42-43,64-66]，推測渤海盆地可能經歷了如下幾個主要階段。

（1）中新世晚期或更早，根據少數鉆孔巖心結果推測，渤海地區以河流沉積體系為主（粗顆粒沉積的沖洪積相），可能沒有形成持久的巨型湖泊。因湖水無法蓄積，推測渤—黃海盆地此時可能保持連通狀態。

（2）上新世晚期開始（據萊州灣地層對比推測時間為3.8～3.6 Ma），盆—山體系的差異沉降可能導致渤海盆地逐漸被孤立，造成區域河流無法排出、湖水蓄積。此時區域內雖廣泛發育湖相沉積，但鉆孔巖心之間的精細對比相對困難（圖7）；同時湖相沉積中常夾有粒度較粗的河流—沖洪積薄層，可能說明此時區域古地理以湖群為主或湖泊規模較小，各單元的湖泊發育相對獨立。

（3）第四紀早期（2.0 Ma左右），區域內大量鉆孔巖心資料顯示，以深灰色、青灰色細粒的深湖相為主，且不同單元內獲得的環境代用指標也具有較好的可比性[36-38,66]，指示了較為穩定的湖相沉積發育。因此，此階段盆地內湖泊規?？赡茌^大，且不同單元間連通性較好，可能對應了最近一期“渤海古湖”發育[1]。不過，隨著堆積總量的增加，盆—山差異沉降產生的容積空間將逐步減少。

（4）早更新世晚期（1.0 Ma左右），區域內少數鉆孔巖心的沉積物已出現海侵特征，如BH08 孔、TJC1孔和X1孔（圖5，7）。不過，盆地內仍以棕灰色淺湖相沉積為主，夾有粒度較粗的河流—沖洪積薄層?？紤]到渤海盆地此時水位高于現代海平面4～6 m[2]，推測古湖開始萎縮，但廟島群島古隆起尚未完全解體[1]。

（5）中更新世晚期以來（0.3 Ma左右），渤海盆地周邊發生了三次重大海侵事件[10-11]。此時區域水位波動頻繁，總體呈持續下降趨勢[2,52-54]，表明廟島隆起的“屏障”作用明顯消退。渤海盆地發展為內陸架海，水位主要受控于全球海平面變化[2,52-54]。

因此，渤海盆地自上新世晚期可能經歷了三個主要演化階段[11]，即3.8～3.6 Ma 之前，盆地以河流—沖洪積堆積為主；0.3 Ma 之前為“渤海古湖”發育（圖8），廟島古隆起地勢相對較高；～0.3 Ma 以來古湖消亡，陸架形成。

圖8 中國北方哺乳動物、渤海地區植被群落與盆地演化哺乳動物（據文獻[79]）；植被群落（據文獻[44,80]）；盆地演化（據文獻[1]）Fig.8 Mammals in northern China,vegetation communities and evolution of the Bohai Basinmammals (after reference [79]);vegetation communities (after references [44,80]);basin evolution (after reference [1])

渤海盆地的多階段演化模式，既伴隨著與北美五大湖區兩倍面積相當的巨量湖水的聚集，又經歷了古隆起的下沉和巨量湖水的外泄，是東北亞地質、地理、氣候、環境格局演變的重要組成。從更大空間尺度來看，渤海盆地與廟島古隆起作為整個黃河流域的侵蝕基準面，陸架形成的0.3 Ma 左右正是三門古湖[81-82]、大同盆地[83-84]、泥河灣盆地[85-87]等古湖消亡的時間耦合點。那么，廟島古隆起的解體與渤海古湖湖水的外泄，是否因顯著降低流域的侵蝕基準面，加速了流域內一系列古湖的消亡？回答這一問題有可能為揭示黃土高原、黃河流域、東部陸架演化的關聯性提供重要切入點。

從區域植被演替的角度來看（圖8），萊州灣南岸HLL02孔的孢粉記錄指示了研究區植物群落在上新世—早更新世早期呈現出蒿屬、藜科及禾本科為主的草原環境[80]，HLL02 孔與天津G3 孔的孢粉記錄則共同記錄了早更新世整體較為溫暖濕潤的森林環境[44,80]。進入中更新世，渤海地區以櫟屬、松屬為主的針葉闊葉混交林明顯萎縮，森林在當地植被中的比例持續下降[44]。區域生態系統的這些變化，雖然主要受控于全球氣候變冷[44]，但渤海古湖的發育，有可能通過改善或延緩區域氣候環境的惡化，促成森林環境在早更新世的擴張。

此外，第四紀人類和哺乳動物對環境變化的進化響應長期以來一直存在爭議[88-89]。雖然大量證據表明動物種群水平的變化通常不會導致新物種的起源[90]，但哺乳動物的進化速度在整個更新世顯著增加[91]。對比中國北方第四紀大型哺乳動物演化[79]，哺乳動物可能對植被演替和渤海演化的階段性存在一定的響應，特別是1.2～0.7 Ma 期間（圖8），華北地區大型哺乳動物物種總數大幅減少、動物區系快速重組可能與大區域內草地的擴張有關[44,79]。三大古隆起的下沉也可能促進了長江與鄰近沿海流域之間淡水魚類的基因交換[45]，顯著增加了陸架魚類種群的多樣性[92]。

4 結論

本研究通過萊州灣地區11支鉆孔巖心年代成果的集成，構建了區域第四紀地層對比的初步框架，識別出17 個水進—水退的旋回，發現萊州灣第四紀時期的首次海侵時間為～1.0 Ma。通過與渤海其他地域鉆孔巖心的對比研究，劃分了渤海盆地由陸到海轉化的主要階段，即3.8～3.6 Ma 之前，盆地以河流—沖洪積堆積為主，0.3 Ma 之前為“渤海古湖”發育，廟島古隆起相對地勢較高，～0.3 Ma 以來古湖消亡，陸架形成。在此基礎上，初步探討了渤海演化階段性與華北植被演替與大型哺乳動物區系變化的潛在聯系，指出渤海古湖的古環境研究可能為揭示黃土高原、黃河流域、東部陸架演化的協同性提供新的視角。然而，因缺少生物化石序列、河湖相地層環境代用指標序列等證據，此次所構建的第四紀地層初步框架與環境影響的討論仍有很多局限性，這些初步結論尚需更多相關證據的檢驗。

致謝 本文得益于許多老師和同學的幫助與討論，包括天津地質調查中心田立柱研究員、姜興鈺高級工程師，中國科學院地質與地球物理研究所鄧成龍研究員，中國科學院海洋研究所趙松齡研究員，自然資源部第一海洋研究所于洪軍研究員，自然資源部第四海洋研究所徐興永研究員，同濟大學海洋與地球科學學院李逸冰博士生等，以及萊州灣海水入侵與土壤鹽漬化野外科學觀測研究站的支持，在此深表謝意。