珠江三角洲平原分流河道现代生物遗迹特征及其古环境意义^*

Characteristics of modern biogenic traces in distributary channels on the Pearl River Delta Plain and their palaeoenvironmental significance

摘要

生物遗迹是反映沉积环境的有力工具,文中综合分析珠江三角洲平原分流河道环境及其生物遗迹特征,探讨了其对古三角洲环境的指示意义。研究区发育现代珠江三角洲平原的3条分流河道,对区内74个采样点进行沉积学分析和遗迹学研究,包括野外拍照统计采样点的生物遗迹分异度和丰度、盐度测定、粒度分析及对岩心进行CT扫描和三维重构。结果表明: (1)研究区内主要造迹生物有螃蟹、双齿围沙蚕、河蚬、福寿螺、弹涂鱼和鸟类等,营造的遗迹为各种形态的层内居住迹(I形、U形、Y形等)和层面活动迹(爬行迹、觅食迹、排泄迹等),遗迹组合形态简单,多与层面近垂直或水平,呈稀疏且不均匀分布特征;(2)在现代珠江三角洲平原分流河道沉积中,盐度、粒度和沉积速率的变化均是影响生物遗迹分布的重要因素; (3)类比研究表明,造迹生物产生的层内和层面痕迹主要类似于Skolithos、Psilonichnus、Arenicolites、Polykladichnus、Planolites等遗迹化石,混合了典型的Psilonichnus、Skolithos和Scoyenia遗迹相。研究结果有助于对古三角洲河道中河流—潮汐过渡带的识别和探究。

Abstract

Biogenic traces are robust indicators of environmental conditions. A comprehensive analysis of biogenic traces and environmental characteristics in the distributary channels of the Pearl River Delta Plain can provide valuable insights into the nature of biological traces and aid in interpreting paleo-deltaic channels. This study focuses on three primary distributary channels of the modern Pearl River Delta Plain. Sedimentological and ichnological investigations were conducted at 74 sampling sites throughout the study area,which included field photography to quantify ichnodiversity and abundance,salinity measurements,grain size analyses,and CT scanning with three-dimensional reconstruction of cores. The results indicate that: (1)The principal trace-makers identified in the study area include crabs,Perinereis aibuhitensis,Corbicula fluminea,Pomacea canaliculata,Periophthalmus cantonensis,and birds. These organisms produce a variety of endobenthic traces(I-,U-,and Y-shaped)and epibenthic traces(crawling,feeding,and defecation traces). Trace assemblages generally exhibit simple morphologies,predominantly subvertical or horizontal orientations relative to the bedding plane,and are characterized by sparse and uneven distributions.(2)Salinity,grain size,and sedimentation rate are the primary physicochemical factors influencing the distribution of biogenic traces in modern Pearl River Delta sediments.(3)Modern analog studies are essential for understanding the acient fluvial-tidal transition zone. Endobenthic and epibenthic traces observed in the study area exhibit similarities to trace fossils such as Skolithos,Psilonichnus,Arenicolites,Polykladichnus,and Planolites,reflecting a mix of Psilonichnus,Skolithos,and Scoyenia ichnofacies. These findings are instrumental in identifying and exploring the fluvial-tidal transition zone within the palaeo-delta channel.

Graphical abstract

关键词

现代生物遗迹 / 分流河道 / 过渡带 / 新遗迹学 / 珠江三角洲

Key words

modern biogenic traces / distributary channels / transition zone / neoichnology / Pearl River Delta

三角洲等海陆过渡体系是沉积学研究领域的重要组成部分(Shchepetkina et al., 2019;彭旸等,2022),近年来国外学者对河流潮汐系统进行了大量研究,他们将河流和潮汐在河道中相互作用并影响沉积的区域定义为河流—潮汐过渡带。在该过渡带,河流和潮汐的相互作用导致了水动力条件、粒度、泥砂比和沉积相类型等发生可预测变化(Dalrymple and Choi,2007;Gugliotta et al., 2017),通过区域划分确定潮汐和微咸水条件对河道沉积物的相对影响,可准确识别岩石记录中的河流、潮汐和三角洲沉积物的范围(Amir Hassan et al., 2013;Gugliotta et al., 2016;Rossi et al., 2016;Shchepetkina et al., 2016a;van Cappelle et al., 2017;Bhattacharya et al., 2020;Canale et al., 2020;Choi et al., 2021)。另外,学者们在对弗雷泽河三角洲(Dashtgard et al., 2012;La Croix and Dashtgard,2015)、美国佐治亚州的奥吉奇河口(Shchepetkina et al., 2016b)、加拿大不列颠曲流河点沙坝(Fietz et al., 2021)等过渡区域(Buatois et al., 2012;Díez-Canseco et al., 2015,2016;Solórzano et al., 2017;Gowland et al., 2018;Moyano et al., 2020;Pazos et al., 2021)的研究中,将生物遗迹分布特征与盐度等物理化学条件相结合,体现出生物遗迹对阐释河流—潮汐过渡带环境特征的重要性。

遗迹化石是生物与底质相互作用的产物,不仅是生物行为的直接证据,也能反映较为精细的古环境变化(Gingras et al., 2012;Dasgupta et al.,2016;Seike et al., 2020;Baucon,2021;Zuniga et al., 2021;Draoui et al., 2022)。其中,三角洲平原分流河道现代生物遗迹的调查和研究,对进一步识别和解释河流—潮汐过渡带等复杂的沉积环境、实现三角洲沉积微相的精细研究、完善三角洲古环境重建具有一定的科学意义,进而为三角洲平原沉积环境中河流—潮汐过渡带的油气储层位置预测提供现代生物学支持(Collins et al., 2017;Rodríguez et al., 2018;Ahmad and Gingras,2022;Chen et al., 2022)。

现代珠江三角洲融合河流、波浪、潮汐3种水动力条件,不同区域可能具有河流、波浪、潮汐分别主控或者共存的现象(李小平等,2016;吴超羽和韦惺,2021),沉积特征丰富,造迹生物种类繁多(王媛媛等,2024)。文中旨在利用从现代珠江三角洲河网采集的样本综合数据,研究河道沿线环境特征及生物遗迹的组成和分布,分析河流—潮汐过渡带生物遗迹的影响因素,以为古三角洲河道中河流—潮汐过渡带的识别探究提供指示。

1 研究区概况

珠江三角洲位于广东省中南部, 面积达8033 km², 其接纳了西江、 北江、 东江、 流溪河、 增江、 绥江、 潭江等主要河流的水沙输入, 河流总输沙量约为7.5×10⁷ t/a。 西江、 北江自思贤滘以下、 东江自石龙以下称为珠江河网, 经崖门、 虎跳门、 鸡啼门、 磨刀门、 横门、 洪奇门、 蕉门、 虎门共八大口门入注南海, 形成“三江汇流, 八口出海”的水系格局。 珠江三角洲河网汊道纵横, 共有300多个河段, 河道总长1600多千米, 河网密度高达0.68~1.17 km/km²(黄畅等,2022), 河网面积为9750 km²。 因西江的平均年径流量为2460亿立方米, 占珠江流域年通流量(3412亿立方米)的72%, 因此珠江三角洲的发育是以西江径流为主要动力, 以西江物源为主要物质(张绍轩等,2020)。

从主要泄洪通道的角度出发,一般可将三角洲河网分为西江干流、北江干流和东江干流,本次研究区域覆盖珠江三角洲平原主要分流河道(图1)。该区属于亚热带季风气候,温暖湿润,雨量充沛,年均降雨量为1600~2600 mm,雨季多集中于高温季节,6~10月常会受到台风影响(黄畅等,2022)。珠江三角洲各口门多年平均潮差为0.86~1.66 m,属于弱潮河口,潮汐为不规则半日潮。在万山群岛附近波浪平均波高1.2 m,伶仃洋由于诸多岛屿的屏蔽作用,波浪强度较为微弱,年平均波高仅为0.2 m。珠江三角洲具有径流强、含沙量小、潮汐中等、波浪作用小的水沙特性,有利于形成多汊且相对稳定的河道(韦惺和吴超羽,2018)。

2 研究方法

2023年夏季期间,笔者分别从珠江三角洲区域内3条分流河道获取了相关沉积学数据,包括74个点位的土样和水样(图1-b),同时实地取样中对具有明显代表特征的生物潜穴选用长15 cm、直径7.5 cm的PVC管进行岩心采集,其中部分岩心现场剖开并进行详细的岩性描述、层理分析和拍照。后续实验室工作包括: (1)对土样进行粒度分析; (2)测定水样盐度; (3)统计采样点生物遗迹分异度和丰度; (4)对所采集的代表性岩心进行CT扫描以及三维重构。

使用Marvern Mastersizer 2000型粒度仪对所有沉积物样品进行粒度分析,其中对样品的处理需先加入10%的双氧水去除有机质和10%的盐酸去除碳酸盐,之后再进行粒度测定,重复检测的相对误差小于1%。水样盐度的测定使用的是手持式盐度计SX813,其利用溶液的成分和电导率之间内在关系的特性来分析介质溶液盐度值,测试精度±1%。

生物遗迹丰度使用单位面积所包含的潜穴数来表示,在研究区74个采样点中,对16个点位进行了生物潜穴的计数。在每个采样点对生物潜穴分布密集的区域进行拍照识别,计算2~3个预定区域(通常为1 m²)内的潜穴数量并取平均值,记为区域内生物遗迹丰度,单位为ind/m²。研究区造迹生物种类不同,可以分为甲壳类(如螃蟹)、多毛类(如沙蚕)、两栖鱼类(如弹涂鱼)、双壳类、腹足类、鸟类所营造的多样性遗迹,并依次统计出遗迹分异度。

CT扫描是在中国科学院南京土壤研究所进行X射线计算机断层扫描技术以获取直观的潜穴内部结构信息。后续利用VG studio Max进行三维重构,对生物潜穴进行渲染以得出其立体图像。

3 河道环境特征

众多江河汇合后不断分汊,形成复杂的珠江三角洲河网岛屿状地形,造成了珠江三角洲沉积环境的区域差异性和独特性。本次研究的三角洲平原分流河道L1(包括点位1~36)、L2(包括点位37~61)、L3(包括点位62~74)具有不同的盐度和粒度条件,涵盖了现代珠江三角洲的整个河流—潮汐过渡区。

3.1 沉积构造特征

河道是网状河流体系的主体,是沉积物搬运和沉积的主要场所(谢庆宾等,2003),沉积构造类型非常丰富,潮汐、河流、波浪等水动力条件通过影响沉积物粒度、物质输送量、生物扰动等来影响沉积形态和层理特征(周曾等,2024)。研究区发育的沉积层理有潮汐韵律层、平行层理(图2-a)和交错层理等,还可见双脊波痕(图2-c)、干涉波痕(图2-d)、泥裂(图2-b)等沉积构造。

3.2 沉积物粒度特征

粒度是沉积物颗粒大小的表征,其组成和分布能反映沉积作用、沉积环境,特别是对沉积动力条件有很好的指示,是沉积环境研究的常用手段(郑洪波等,2008;陈双喜等,2016)。由于3条分流河道搬运距离不同,在重力分异作用条件下,沉积物的粒度会发生相应变化。依据粒度分析结果,研究区沉积物主要以中砂、细砂、粗粉砂和细粉砂为主(图3)。

河道L1属于潭江水系,进入三角洲沉积区域后物质搬运距离较短,河道靠陆内侧点位(点位30~36)大多为粗粉砂和细砂,平均粒径较大,而沿向海方向采样点位沉积物的含泥量不断增加,粒度分布呈细化的趋势,沉积物平均粒径介于2.92~7.35 Φ之间。

河道L2属于西江干流水系,沉积物主要由粉砂和细砂组成,平均粒径为2.46~7.41 Φ,其中细粉砂为最主要的沉积物粒度类型。沉积物的粒度沿河道向海方向增大,推测靠海区域的水动力条件较强。

河道L3位于流溪河与东江汇流区域,沉积物分布类型复杂,发育细粉砂、粗粉砂、细砂和中砂,其中细粉砂类沉积物的分布范围较广。该区域沉积物的平均粒径为1.40~7.20 Φ,变化范围较大,泥砂比例也随之呈现出较大的变化,其中河口处点位在潮汐的强作用下泥的含量很少,仅有9.1%。

3.3 盐度特征

生物对其栖息地的物理化学条件十分敏感,在三角洲和河口环境中,水体盐度的变化显著影响着生物的行为和分布,使其分布存在明显的空间不均衡性(La Croix et al., 2015)。图4展示了珠江三角洲平原分流河道的盐度分布特点,可以看出该环境主要受淡水影响,仅在分流河道L1和L3河口处的水样盐度较高,为半咸水。

4 生物遗迹特征

通过观察沉积物表层、剖面和PVC岩心中的生物和相关遗迹,发现研究区内主要造迹生物有螃蟹(Brachyura)、双齿围沙蚕(Perinereis aibuhitensis)、河蚬(Corbicula fluminea)、福寿螺(Pomacea canaliculata)、弹涂鱼(Periophthalmus cantonensis)和鸟类等。

螃蟹(Brachyura)广泛分布于分流河道采样点,分异度较高,采样点中主要可见无齿东方相手蟹(Orisarma dehaani)和中华东方相手蟹(Orisarma sinense),部分点位还有字纹弓蟹(Varuna litterata)和大陆拟相手蟹(Parasesarma continentale)。无齿东方相手蟹常分布在植被较茂密的沼泽滩涂或石块下,以沉积物表面的有机碎屑为食,其居住的潜穴口大多为近圆形,边缘不规则,部分穴口高于层面,呈烟囱状(图5-a)或围墙状,用于防洪或躲避侵袭。穴口附近可以观察到多条交错的爬行迹(图5-b),可能为无齿东方相手蟹觅食或居住活动所形成; 穴口外还常见圆柱状泥粒,属于该蟹的排泄迹(图5-c)。无齿东方相手蟹营造的层内潜穴形态多样,表现为I形、U形、Y形或倾斜J形(图5-d)等,穴壁湿润,有利于其生活和繁殖,穴内宽度一般为0.4~2 cm,少有分枝穴道。中华东方相手蟹常生活在受潮汐影响较小的潮间带红树林中,其滤食泥沙中的有机物后搓成直径约1 mm的泥团,散布于穴口周围(图5-e),营造的潜穴形态多为I形和J形,潜穴口直径一般为2 cm。字纹弓蟹一般分布在河口半咸水地区或离河口不远的淡水中,退潮后常躲藏于石块下,还会利用鳌足掘穴使潜穴口一侧有翻出的潮湿泥砂,呈溅射状分布(图5-f)。大陆拟相手蟹喜欢栖息于河口附近的红树林泥滩、沼泽地等,营造的潜穴形态大多以I形为主(图5-g),穴道下段直径略大于穴口直径,为0.5~1.5 cm,方便其在潜穴内活动,常见其进食产生的泥块状食渣环绕于穴口(图5-h)。此外,有时常会在螃蟹潜穴旁发现鸟的足迹(图5-i)。

双齿围沙蚕(Perinereis aibuhitensis)属于环节动物门,多毛纲,一般呈红褐色,常分布在富含有机质、硅藻等泥砂滩的潮间带,也可在红树林群落中见到,常与螃蟹共生以保护自己免受掠食。双齿围沙蚕的潜穴口比较小,直径一般为0.2~0.4 cm,潜穴形态有U形、Y形或竖直管状(图6-a)等,穴内上下宽度基本一致,没有明显变化。穴道常有复杂的分枝,数量多且分布密集,穴道内壁光滑,此外沙蚕还会分泌出黏液状物质使穴壁呈现出黄褐色(图6-b),营造的排泄迹为长条状,直径为0.2 cm,成条分布于潜穴口附近(图6-c)。疣吻沙蚕(Tylorrhynchus heterochaetus)通常栖息于近河口沙泥底的滩涂环境中,身体分节明显,比双齿围沙蚕稍扁长。对含疣吻沙蚕潜穴的岩心进行CT扫描及三维重构后,得到其Y形潜穴的直观形态(图6-d),直径为0.35 cm。

河蚬(Corbicula fluminea)属于软体动物门,双壳纲,身体呈圆底三角形,壳面有粗糙的环肋,一般分布在水体呈淡水、微咸水的河流、湖泊及沟渠内,特别是在入海口附近咸淡水交汇处。河蚬营穴居生活,穴口较小,略呈三角形状(图7-a),活动迹一般为弯曲的带状,中间凹陷,两侧突起,宽度为0.3 cm(图7-b)。寻氏肌蛤(Musculus seilhousei)在采样点位中出现较少,常栖息于低潮线附近的泥沙滩上,以足丝彼此相连固着在泥沙上群聚生活,产生的活动迹也多为U形凹陷截面的曲带状。

福寿螺(Pomacea canaliculata)属于软体动物门,腹足纲,主要栖息于流速缓慢或相对静止的淡水水体中,颜色呈棕褐色。福寿螺具有避光性,白天活动较少,夜间、阴天相对活跃,在浅水底层靠腹足爬行,形成水平、简单、弯曲的觅食拖迹,且由于其个体较大,故留下的痕迹相对较宽,一般为1~1.5 cm(图7-c)。中华圆田螺(Procambarus clarkii)通常摄食底泥中的腐殖质以及水中的浮游植物、悬浮有机碎屑等,常在土质柔软、腐殖质丰富的微流水中缓慢移动,形成弯曲交错的带状拖痕(图7-d)。

弹涂鱼(Periophthalmus cantonensis)又名跳跳鱼,喜欢栖息于底质为淤泥、泥沙的滩涂中,营造的遗迹包括层面遗迹和层内潜穴。弹涂鱼的潜穴口大多呈土丘状(图8-a),且一般有2个穴口,其中一个是正穴口,作为出入的主通道,另一个是后穴口,作为支通道。2个穴口分别朝着不同方向,使其即使1个穴口被封或被围堵,也有安全通道能够脱身,所以弹涂鱼的层内潜穴形态一般为Y形(图8-b),也有部分为U形。弹涂鱼常依靠发达的胸鳍在泥滩上匍匐、跳跃,其主要的层面活动遗迹有爬行迹和觅食迹,痕迹中间为1条带状凹痕,宽度一般为0.2~0.5 cm,两侧是对称的胸鳍压痕,呈半月形(图8-c)。

5 讨论

5.1 生物遗迹分布与河流—潮汐过渡环境的响应关系

水动力条件、粒度和沉积速率是相互关联的影响因素,三者之间的动态相互作用和相对主导地位以及水盐度的变化形成了不同的沉积环境(Buatois et al., 2019;王翠等,2023),直接影响造迹生物的活动,进而影响其痕迹的分布。

河道L1内造迹生物种类丰富,由图9可看出生物遗迹分异度具有明显的变化。接近内河口的下游河道(点位1~9)属于半咸水与淡水交汇处,受盐度变化的影响,生物遗迹分异度低,主要观察到的是广盐性生物螃蟹的居住迹。河道转弯处主要发育细粒沉积物,生物遗迹的丰度(图10)和分异度最高,丰富的生物扰动反映了区域内缓慢的沉积速率。较弱的水动力营造了安逸的生活环境,稳定的盐度条件有利于小型底栖生物进行快速渗透和离子调节(Gingras et al., 2011),因此河道转弯处可发现螃蟹、沙蚕、弹涂鱼、河蚬、福寿螺等生物所营造的高多样性痕迹。分流河道上游地带(点位30~36)普遍缺乏穴居动物群,遗迹多样性和生物扰动程度远低于河道转弯区域,仅观察到少量螺及部分昆虫潜穴,其中点位31分异度为0,未发现生物遗迹。这是由于分流河道上游沉积物粒度较粗,沉积速率较高,生物扰动难以保存在粗粒沉积物中。

L2属于河流主控的河道,盐度条件未发生明显变化,采样点均属于淡水环境。河流向海流动时,水动力梯度减小,所以在河道下游处的采样点(点位38、39、41、43、45~47、49)受河流能量波动影响较小,显示出不同的丰度,且分布的生物种类较多,有螃蟹、沙蚕、河蚬和古氏滩栖螺等,呈现出较高的遗迹分异度和丰度。沿下游河道向上可观察到局部地表零星分布的遗迹,分异度降低,到河道上游最内侧区域(点位56,58~61)受强河流作用的影响,水体盐度过低,没有发现任何生物或潜穴,表明未受到生物扰动。总体而言,分流河道L2呈现出自河道口向陆地方向生物遗迹分异度和丰度逐渐减小的分布规律。

受人类活动的影响,L3河道两旁大多修建有堤坝,难以采集河道中部区域的沉积样本和观察具体的生物扰动情况,但分流河道下游受高能量的潮汐动力条件和较高沉积速率的影响,沉积物粒度较粗,底栖生物难以建造潜穴长期生存,显示出低多样性的痕迹和较高丰度分布。河道上游最内侧采样点(点位73、74)则属于不受潮汐影响的区域,受河流作用影响沉积物快速输入,沉积速率较高,因此该区域富含较粗粒度的河道沉积物,未见明显生物遗迹存在。

5.2 现代生物遗迹与遗迹化石的类比

新遗迹学对于将现代生物的穴居行为与遗迹化石的古生态学解释联系起来具有重要意义。甲壳类动物螃蟹主要挖掘开放式潜穴,潜穴与层面垂直或稍有倾斜,与遗迹化石Psilonichnus相似。Psilonichnus是一种垂直、柱状且无衬壁的居住潜穴,形态变化大,有J形、Y形或不规则U形等,潜穴横截面接近圆形,直径通常为25~45 mm,孔径较大(Marshall,2003)。弹涂鱼的层内居住潜穴多为Y形或U形,形态上类似于遗迹化石Arenicolites,该遗迹化石大多数由食悬浮物生物活动造成,为不分枝的U形潜穴,与层面近垂直,是一种以砂质为沉积底质的特征性潜穴(Draoui et al., 2022)。沙蚕居住潜穴最常见的形态是简单的垂直管或轴状,类似于遗迹化石Skolithos。Skolithos是一种简单的、近垂直的圆柱形管,发育在软底质中,是河流沉积物的常见组成部分。垂直潜穴最常见的变形是转变成具有1个或多个Y形或U形分枝的潜穴,这种行为以多毛类动物沙蚕为典型,常用于界面的进食和保护,在岩石记录中,该潜穴结构类似于遗迹化石Polykladichnus(Schlirf and Uchman,2005;Mørk and Bromley,2008)。此外,沙蚕营造的遗迹还与遗迹化石Planolites、Palaeophycus相似,其是沙蚕在沉积底质中持续挖掘沉积物寻找食物而形成的,充填了由沙蚕寻找食物时吐出的沉积物(Gingras et al., 2008)。

在遗迹相类比方面,Skolithos遗迹相形成于中等到相对较高的能量水平的环境条件中,潜穴以垂直和近垂直为主,遗迹多样性极低,潜穴直径较小,简单且无分枝。研究区内造迹生物大多为食悬浮物生物,如螃蟹和沙蚕等,其营造的I形、U形和Y形等多形态潜穴可作为Skolithos、Arenicolites和Polykladichnus等遗迹化石的现代类似物,共同构成Skolithos遗迹相。Psilonichnus遗迹相代表着海陆过渡环境,它向海过渡为Skolithos遗迹相,向陆则逐渐过渡为非海相遗迹组合,如Scoyenia遗迹相,该遗迹相常见于前滨最上部、海滩滨后和潮上坪等沉积环境(胡斌等,1997),造迹生物主要为甲壳类动物如螃蟹,最常见遗迹化石有Psilonichnus、Arenicolites、Thalassinoides等。现代珠江三角洲河流—潮汐过渡环境中似Psilonichnus、Arenicolites的居住潜穴、层面拖迹、爬行迹,以及鸟类在底层面上留下的足迹等遗迹组合均属于Psilonichnus遗迹相的典型特征。Scoyenia遗迹相主要指由小型水平进食潜穴、垂直潜穴、弯曲的爬行迹构成的遗迹组合,遗迹多样性较低,常与其共生的沉积构造有泥裂、雨痕等,指示非海相低能环境(Shchepetkina et al., 2019)。研究区内所存在的物理沉积构造和类似Polykladichnus、Palaeophycus、Planolites等遗迹化石组合共同构成Scoyenia遗迹相,其中Palaeophycus和Planolites是Scoyenia遗迹相的主要遗迹属。河流—潮汐过渡带独特的环境条件形成了可以在岩石记录中识别的遗迹学特征,主要为稀疏且不均匀分布的生物扰动和相对简单的遗迹组合,因此现代珠江三角洲河流—潮汐过渡带的遗迹综合了Psilonichnus遗迹相、Skolithos遗迹相和Scoyenia遗迹相的特征。

5.3 现代生物遗迹对古三角洲河道中河流—潮汐过渡带的指示意义

本研究通过对现代生物遗迹特征的分析,描述了珠江三角洲平原分流河道遗迹学的复杂性,这为解释遗迹化石和完善河流—潮汐过渡带古环境提供了丰富的信息来源。现代珠江三角洲平原分流河道河流—潮汐过渡带的遗迹多样性为低到中等,受潮汐影响的淡水部分的沉积物局部受到强烈的生物扰动,产生的遗迹组合以简单的垂直和水平痕迹为主,这些遗迹的大小、形态和共生关系反映了生物在沉积底质上的居住、觅食和爬行活动。现代珠江三角洲平原分流河道河流—潮汐过渡带具有典型的Psilonichnus遗迹相、Skolithos遗迹相和Scoyenia遗迹相特征,在该过渡环境中,盐度、粒度和沉积速率的变化是影响生物分布活动的重要因素。河流—潮汐过渡带显示出从半咸水到淡水的盐度波动,生物遗迹多样性在稳定的淡水环境中较高,而在半咸水与淡水交汇处多样性最低,因此,淡水条件与潮汐影响共存,典型的淡水遗迹化石组合存在于受潮汐影响的沉积物中。另外,高沉积速率和粗粒沉积物使遗迹的保存潜力较低,生物遗迹分异度和丰度也随之降低。

6 结论

1)珠江三角洲平原分流河道河流—潮汐过渡带的生物和遗迹分布有: 螃蟹Brachyura的潜穴形态多样,一般为I形、U形、Y形或倾斜J形,于沉积层面常见其爬行迹和觅食迹; 双齿围沙蚕Perinereis aibuhitensis和疣吻沙蚕Tylorrhynchus heterochaetu的潜穴直径较小,形态常为U形、Y形或竖直管状,层面排泄迹为长柱状; 弹涂鱼Periophthalmus cantonensid的Y形层内潜穴和层面活动迹; 河蚬Corbicula fluminea、寻氏肌蛤Musculus seilhousei、福寿螺Pomacea canaliculata、中华圆田螺Procambarus clarki营造的层面带状拖痕以及鸟足迹。

2)3条分流河道具有不同的生物遗迹学特征,这些特征体现出生物遗迹分布与水体物化条件的响应关系,其中稳定的淡水环境、较低能的水动力条件、低沉积速率和细粒沉积物使生物生活安逸,潜穴具有较高的保存潜力,从而生物遗迹丰度和分异度最高。

3)将现代生物遗迹与遗迹化石类比分析发现,螃蟹营造的遗迹与Psilonichnus、Arenicolites、Skolithos等遗迹化石形态相似; 沙蚕营造的遗迹与Polykladichnus、Planolites、Palaeophycus、Arenicolites等遗迹化石形态相似; 弹涂鱼营造的遗迹与遗迹化石Arenicolites形态相似。现代珠江三角洲平原分流河道河流—潮汐过渡带具有遗迹多样性低、生物扰动稀疏、简单形态占主导地位,局部受到强烈的生物扰动,混合了Psilonichnus、Skolithos和Scoyenia遗迹相。

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基金资助

*国家自然科学基金项目(42172130)

河南省本科高校青年骨干教师培养计划(2023GGJS055)