南海西部表层沉积物碳酸盐分布特征及其溶解作用

碳酸盐是海洋沉积物的重要组成部分,在南海表层沉积物中含量最高可超过 70%,因此深入研究现代碳酸盐的分布特征具有十分重要的意义.对南海西部底质的大量取样分析表明,该区 CaCO3含量在上陆坡最高,其中在北部和中南部含量较高,中部和东南部含量较低,其分布特征主要受陆源物质供给量的控制,与陆架的宽度和陆坡的坡度密切相关.CaCO3最富集区出现在水深 400～600 m的上陆坡区,其中水深 500～600 m内的平均含量最高,达 44.37%,水深超过 1 300 m时含量开始明显下降,表明溶解作用增强.对 CaCO3含量与水深关系进行多项式拟合,结果表明,本区没有出现碳酸盐溶解作用突然增强的溶跃面;但在水深 3 500 m附近,拟合曲线出现转折点, CaCO3含量由随水深迅速下降变为相对稳定,因此该水深应为碳酸盐临界补偿深度.     

热带西太平洋碳酸盐溶跃深度及其变化规律

碳酸盐的溶解与保存是全球碳循环的重要组成部分,研究碳酸盐溶解作用对探索碳循环机制、理解全球气候变化机理等具有重要意义。本文通过西太平洋暖池核心区雅浦海沟南部附近海域108个表层沉积物和3个柱状沉积物样品中浮游有孔虫、底栖有孔虫和碳酸钙含量等变化特征分析了海底碳酸盐溶跃深度、补偿深度及其自中更新世以来的变化规律。表层沉积物碳酸盐含量、浮游与底栖有孔虫丰度、底栖有孔虫占有孔虫全群比例、底栖有孔虫群中胶结质壳比例等多种指标变化表明,本区现代碳酸盐溶跃面(carbonate lysocline depth, CLD)位于水深3800m附近,碳酸盐补偿深度(carbonate compensation depth, CCD)约为4800m。柱状样有孔虫溶解指数(foraminifera dissolution index, FDX）的变化表明,冰期碳酸盐溶解作用减弱,碳酸盐溶跃面和补偿深度变深;冰消期碳酸盐溶解作用增强,溶跃面和补偿深度变浅。位于现代溶跃面附近的柱状岩心碳酸盐含量呈现冰期高、间冰期低的“太平洋型”旋回特征,同时古生产力替代性指标的变化曲线与碳酸盐含量没有明显的相关性,说明中更新世以来的碳酸盐含量变化主要受溶解作用的控制,特别是在冰期- 间冰期转换时期更为明显。     

南海表层沉积物中的碳酸钙含量分布及其影响因素

通过测定南海213个表层沉积物样品中的碳酸钙含量, 综合分析整个南海海域碳酸钙含量分布特征及其控制因素.结果表明, 不同的区域海洋环境, 控制表层沉积物中碳酸钙含量变化的因素也不尽相同: 大陆架区, 碳酸钙含量主要受陆源非碳酸盐物质的稀释作用而较低; 大陆坡区, 碳酸钙因丰富的物源量、低的陆源物质输入量和弱的碳酸钙溶解作用等因素而呈较高含量; 深海盆区, 碳酸钙含量因强烈的溶解作用而较低.根据碳酸钙含量在南海整个表层沉积物中的分布趋势, 推测南海纬度14°N以北的海域碳酸钙补偿深度(CCD)为3700m左右, 纬度14°N以南的海域CCD为4000m左右.Pearson相关分析表明, 南海表层沉积物中钙质超微化石对碳酸钙的含量分布具有较高的贡献率.      

南海颗粒物质的通量、组成及其与沉积物积累率的关系初探

通过大孔径时间系列沉积物捕获器的多年测量及对样品的多学科综合分析表明:南海北部与中部深海区1000m左右水深颗粒通量大约为90mg·m-2·d-1,在多数情况下,季风期间的颗粒通量有比较明显的增高。颗粒物主要组成为钙质生物来源的CaCO₃、生物硅、岩源物质及海洋生物来源的有机质。颗粒通量与组成在水柱中的垂向变化表明,生源组分中CaCO₃及有机质随深度具有较为明显的减少。颗粒物侧向运动可能是造成某些时段南海中部深层颗粒通量增加的主要原因。颗粒物质在进入深海沉积物之前,CaCO₃、生物硅均在深层水与沉积物界面之间发生大量的溶解作用。有机质在沉降过程中的减少,一方面是由于硅质与钙质壳体的溶解而使结合在壳体内部的有机质随之溶解造成;另一方面可能与生物及生物地球化学作用有关。岩源物质除水柱沉降之外,还可以通过浊流等底层搬运机制进入南海北部及中部海盆,其中在南海北部这种搬运作用更为明显。     

南海表层沉积物中放射虫多样性与丰度的分布与环境

采用定量分析方法, 较系统地探讨了整个南海不同环境表层沉积物中放射虫的分布特征及其环境指示意义.结果显示: 南海表层沉积物中放射虫的种类多样性和个体丰度随着水深而增加, 表明南海较深水处的放射虫壳体溶解现象不明显; 上升流活动和海底火山喷发有利于放射虫的大量繁殖, 产生区域性的沉积富集; 反之, 较深水的陆坡区沉积物中出现放射虫种类与丰度异常减少, 可能属浊流搬运再沉积的结果, 物源来自陆架或上陆坡; 种类组成以热带-亚热带特征为主, 还包含了一定数量的冷水种或极区种, 表明在特定海区的古环境分析中采用单一指标判断可能会造成误解.沉积物中放射虫的综合指标较好地反映了南海的生态与沉积环境特征.      

南海西部浮游有孔虫含量与水深关系定量研究

南海西部4°～18°N,1085～115°E海域表层沉积物中有孔虫定量分析表明,从陆架至深海盆区,随着水深增加,底栖有孔虫丰度总体呈下降趋势;而浮游有孔虫在上陆坡区水深200～2 000 m处最丰富,向浅水和深水方向,其丰度均下降,浮游有孔虫百分含量（P）与水深（D）有明显的相关关系。但在陆架区和陆坡－深海盆区,两者关系完全不同：在陆架区随水深增加浮游有孔虫百分含量明显增大,而在陆坡－深海盆区,两者呈负相关关系。经定量拟合水深小于200 m的陆架区,浮游有孔虫含量与水深满足关系式：lnD＝0.021P＋3.208;而在水深大于200 m的陆坡－深海盆区,两者满足D＝－5263P＋52 105.2。这主要是由于陆架区随水深增加,浮游有孔虫增加,但水深大于200 m后,碳酸盐的溶解起主要作用,浮游有孔虫比底栖有孔虫更易于溶解,造成其含量随水深增加而下降。     

南海北部陆坡表层沉积物强度特征研究

随着海洋开发活动由浅海走向深海,南海北部陆坡的沉积物强度特性逐渐成为关注热点。本文通过参与2015年与2016年共享航次计划,在南海北部莺琼陆坡、神狐陆坡、东沙陆坡、台湾浅滩陆坡进行沉积物重力取样与箱式取样,并现场剖样,用以进行沉积物强度测试。地质取样结果表明东沙陆坡砂含量相对较高并发现直径约22cm黑色气孔状碳酸盐结核。在神狐陆坡沉积物表层发现活体壳类生物,在110cm深度处发现壳类生物遗骸。十字板剪切试验与笔式贯入试验结果表明南海北部陆坡,沉积物强度差异较大。但总体而言,除东沙陆坡外,莺琼陆坡、神狐陆坡、台湾浅滩陆坡表层沉积物强度一般较低。0～20cm范围内,笔式贯入阻力一般小于0.1N,十字板剪切强度最大一般不超过10kPa。0～300cm深度范围内,沉积物强度沿深度方向大致呈递增趋势,个别站位递增趋势不明显。台湾浅滩陆坡等南海北部陆坡表层沉积物存在强度分层:分层界面以上,沉积物强度较低;分层界面处,沉积物强度骤增。该分层界面可能是海底滑坡的潜在滑动面。     

在不同深度海水中金属元素的溶解与富集及供给来源

在水深2979、4310、8260米等三个不同深度的海底取样中,随着海水深度的增加,从金属元素的分布状态可以看到海底沉积物化学组成的变化趋势,从而得出一个结论,就是水深增大,沉积物中CaCO_3含量有减少的倾向.这是因为由方解石等碳酸钙矿物组成的生物碎片,因水深增加,受压力与水温变化的影响而溶解掉的缘故(lg.Berger,1967;Honjo,1975).由于碳酸钙矿物的溶解,其中所含的Ca与Sr等元素即溶于海水中而被排除,因此就可看出这些金属元素的浓度有随水深的增大而减少的倾向.但就Mn采说,越是在水深地点采集的样品Mu越富集.根据沉积圈闭实验,随深度增大,Mn、Cu、Fe之类金属元素在沉降过程中被粘土矿物颗粒所吸附量增多,因而沉积物中这些金属元素的含量就会变高(Brewer等,1980).     

南海北部神狐海域地质环境综合调查及科学意义

在南海北部神狐海域水合物活跃区域开展了一次综合的海洋地质、物理海洋和生态环境调查,10个站位分布在水深1 000~4 000 m范围内的陆坡和深水盆地区域,是南海北部油气活跃的重要区域和天然气水合物试采区域.航次主要对10个海底站位进行了表层沉积物箱式和重力活塞柱状取样.针对天然气水合物试采区域,开展了一台"海燕"水下滑翔机的海洋物理环境连续走航剖面观测.利用海底地震仪在两个站位开展了连续海底地震和微振动观测.进行了站位的分层水体和沉积物样品中微生物学实验研究.初步航次结果展示了沉积物为黏土和软泥.站位和水下滑翔机走航观测提供了水体内海洋物理环境参数变化特征.海底地震仪观测展示了研究区天然地震活动和可能与水合物活动有关的微震动和短持续事件记录.微生物学实验揭示了沉积物中的微生物细菌群落特征.      

南海珠江深水扇系统的形成特征与控制因素

到2001年底,已从全球六大洲18个盆地大于水深500m地域发现580亿桶油当量,90%的油气储量发现于深水浊流沉积体系,这是与近三十年来在全球范围内对深水海域的不懈探索与科学技术进步有着密切的关系。 南海珠江深水扇系统特指广布于南海珠江口盆地近海海域上第三系深水沉积物,主体位于盆地南缘珠二坳陷,属与陆架边缘三角洲体系相联系的、发育于低水位时期的深水沉积系统,其形成具有重要的地质背景,它处于若干重大地质事件的交汇地域,具对应于青藏高原隆升的沉积响应,有独特的由持续沉降所体现的纵向叠置特征,并因应于全球海平面升降变化、呈幕式推进的海侵型沉积系列,构成极为理想的油气储盖组合。因此,以时间耦合、空间耦合与地球动力学耦合为扭带,用整体、系统的论点研讨与分析南海深水扇系统的形成特征,获得一球五源（缘）是南海深水扇系统的主控因素的结论。     

台湾峡谷HD133和HD77柱状样的沉积构成和发育背景

分别对南海东北部台湾峡谷内水深3 280 m的HD133和峡谷外水深3 378 m的HD77重力活塞柱状样进行了沉积物粒度、古生物和碳酸钙含量分析,利用AMS14C同位素测年和沉积速率初步认定是属于MIS3a以来的沉积。按沉积物粒度和碳酸钙含量可将两支柱状样划分为3套沉积层段:上部层段1和下部层段3均以粉砂质黏土为主,夹薄层粉砂,深水底栖有孔虫含量高,碳酸钙低于10%,代表受重力流作用较弱的正常深海沉积;中部层段2发育一套以中-细粒为主的厚砂层,含大量浅水底栖有孔虫,碳酸钙含量可高达60%,AMS14C测年出现倒置现象,表明主要为浅水重力流沉积。柱状样的沉积构成响应同期海平面变化,特别表现在深水砂层沉积的两大控制因素:在时间上,低海平面时期大量浅水和陆源碎屑物质直接输送到陆坡之下的深水区,形成富砂的层段2;在空间上,峡谷水道是重力流的物质输送通道,地形优势使得重力流携带物优先在水道中发生沉积,造成HD133柱的含砂量明显高于HD77柱状样。     

晚上新世以来南海北部深部水团演化

对南海北部大洋钻探184航次1146站晚上新世以来底栖有孔虫属种组合的Q型因子分析, 发现底栖有孔虫组合以2.1Ma, 1.5Ma和0.7Ma为界, 分为Stilostomella-Globocassidulina subglobosa-Nodogenerina, Bulimina alazanensis, Uvigerina perigrina和Melonis barleeanus-Globobulimina affinis-Bulimina aculeata4个组合.结合底层水溶解氧含量和浮游、底栖有孔虫碳同位素分析, 认为底栖有孔虫组合的变化是南海底层水影响所致, 以及南海北部表层和底层海水营养盐含量变化的共同结果.      

南海北部陆架中全新世沉积记录及古环境意义

 通过分析珠江口外陆架C069孔沉积柱样的粒度、黏土矿物、主量元素及底栖有孔虫,来研究南海北部中全新世晚期古环境演化。4.2 ka前为全新世大暖期后期,气候湿润,珠江口外陆架受大量的珠江淡水影响,导致C069孔位置的水动力条件较强,形成下段粒度较粗的碎屑沉积物,高岭石含量较高,低的MgO/Al2O3比值,以及受冲淡水影响形成的底栖有孔虫。由于受4.2 ka的极冷事件的影响,C069孔上段的沉积环境受珠江冲淡水影响减小,水动力条件减弱,沉积物粒度变细,高岭石含量降低,MgO/Al2O3比值增大,形成正常浅水环境的底栖有孔虫。4.2 ka以后,台湾来源物质的贡献增多,导致沉积物中伊利石和绿泥石的含量增多,伊利石结晶度和化学指数值都明显变小。     

Effect of the Red Sea brine-filled deeps (Shaban and Kebrit) on the composition and abundance of benthic and planktonic foraminifera

Composition and abundance of benthic and planktonic foraminifera in surface sediments of the brine-filled Shaban and Kebrit Deeps and some bathyal-slope environments in the northern Red Sea were examined for correlation with environmental conditions (e.g., bathymetry, sediment grain-size, organic matter, and carbonates) of the brine-filled deeps and normal Red Sea water. About 67 benthic foraminiferal species were recorded in these sediments. The lowest faunal density and diversity were recorded in the Shaban and Kebrit Deeps, whereas the highest density and diversity were recorded in the bathyal-slope sediments. Cluster analysis divided the benthic foraminiferal species into three major faunal assemblages. Buccella granulata–Gyroidinoides soldanii–Bolivina persiensis assemblage dominated the 650–1,300 m depth due to predominance of oligotrophic, highly oxygenated bottom waters. The Melonis novozealandicum–Spirophthalmidium acutimargo assemblage was recorded in the deep and bathyal-slope sediments indicating its tolerance for wider ranges of environmental conditions. The deeps were only dominated by the Brizalina spathulata assemblage indicating existence of un-totally anoxic conditions. The deeps yielded also very low planktonic foraminiferal density that may be attributed to occurrence of the seawater–brine interface which not only minimized the deposition of high buoyancy, large-test species (Globigerinoides sacculifer, Globigerinella siphonifera, and Orbulina universa), but also overestimated the small-test species (Globigerinoides ruber, Globoturborotalita rubescens, and Globigerinita glutinata) in the sediments. These findings should be taken into consideration when reconstructing paleoceanographic conditions of the Red Sea using core sediments from the brine-filled deeps.     

Systematic biotic responses to palaeoenvironmental change in the Late Pleistocene southern South China Sea: a preliminary study

Oxygen and carbon isotopes from the planktonic foraminifer Globigerinoides sacculifer, trace element contents, calcium carbonate, biogenic silica, grain size, and abundances of diatoms, radiolarians and foraminifera in a deep‐sea core from the southwestern South China Sea were analysed to investigate the response of various marine ecological communities to environmental changes over the last 200 ka. The synthesised results show that the quality of the palaeoecological environment for biological growth is primarily affected by nutrient supply and terrigenous disturbance. Ba and P are important nutrient elements for the growth of diatoms, radiolarians and planktonic foraminifera. Together with dissolved silica and calcium carbonate in sea water, these elements may control microbiotic development. However, variations in Fe content appear to affect diatom and radiolarian abundance. Optimal biotic growth occurs when nutrients are abundant and when there is minimal terrigenous disturbance. Biotic growth decreases when sea water is highly oligotrophic and terrigenous input is high. Maximum biological growth occurred in the mid Holocene, but deteriorated soon afterwards owing to increased terrigenous input, causing a decrease of biological abundance and productivity in the late Holocene. The results also indicate how the Toba volcanic eruption ca. 74 ka ago contributed to changing the ecological environment in the southern South China Sea. Copyright © 2008 John Wiley & Sons, Ltd.     

南海北部近6 Ma以来中层水体演化的底栖有孔虫证据

本文对南海北部陆坡SH7B孔底栖有孔虫群落结构组成及壳体氧碳同位素值变化特征进行研究,旨在了解该区晚中新世以来的中层水体演化历史。利用因子和聚类分析对该钻孔128个样品中的35个底栖有孔虫优势属种的相对百分含量数据进行统计分析,识别出4个组合:Globocassidulina subglobosa-Stilostomella spp.（Gs-St）,Chilostomella mediterranensis-Globobulimina spp. (Cm-Gl),Hoglundina elegans-Pyrgo spp. (He-Py),Melonis affinis-Pyrgo spp. (Ma-Py)。晚中新世晚期至上新世早期（5.8~2.8 Ma）相对高海平面温暖期,SH7B孔底栖有孔虫为相对稳定的Gs-St组合,反映了低到中等营养物质供给的低氧水体环境。其中5.8~3.79 Ma底栖有孔虫壳体碳同位素偏负和强烈的碳酸盐溶解现象在全球其他海区均有发现,指示当时南海北部陆坡底层水体低氧环境可能受到因全球大洋环流格局变化影响的太平洋偏腐蚀性的缺氧中层水体影响。3.79~2.8 Ma底栖有孔虫丰度和喜氧类表生种含量逐渐增加,指示水体流通性趋于增强,水体氧含量稍有增加。晚上新世2.4 Ma以来,底栖有孔虫组合与氧碳同位素值波动变化频繁,反映了中等到高表层输出生产力的富氧到缺氧中层水体环境,南海北部陆坡底栖有孔虫的分布主要受陆源有机质输入量的多寡和南海中深层水体的循环状况共同控制。     

http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1674987111001356

A total of 103 surface sediment samples collected from the water depth range of 15—3300 m along Vijaydurg-Karwar stretch of central west coast of India were analyzed for foraminiferal content. Relict benthic foraminiferal assemblage was noted within 50—135 m water depth.The relict benthic foraminiferal assemblage that includes Amphistegina,Operculum and Alveolinetta in sediment samples within the water depth of 85—135 m indicates presence of coral reef at this depth during Early Holocene. The presence of barnacle fouling on Relict foraminifera at 60—90 m confirms the paleo-shoreline. The shallow depth zone is characterized by presence of agglutinated relict foraminifera.The agglutinated forms indicate freshwater influx,which eventually increased the sea level and subsequently deteriorated the paleo-coral reef.     

鄂霍次克海南部OS03-1岩心MIS6期以来的沉积记录及其古环境意义

通过对取自鄂霍次克海南部的柱状岩心OS03-1的古海洋学研究,包括浮游有孔虫壳体AMS14C测年、底栖有孔虫壳体δ18O分析、蛋白石含量测定、有机碳含量测定、浮游有孔虫组合、冰筏碎屑含量变化、沉积物粒度分析等内容,建立鄂霍次克海OS03-1岩心年代地层学框架,分析该海区古表层海水温度、古生产力变化,并研究其古环境意义。结果表明,Neogloboquadrina pachyderma(sin.)百分含量变化曲线与Globigerina bulloides百分含量变化曲线呈很好的负相关性,与氧同位素曲线对比显示,两者均可作为该海区古温度替代性指标;浮游有孔虫绝对丰度、蛋白石含量、有机碳含量变化显示,研究区古生产力水平整体表现为间冰期较高、冰期较低;冰筏碎屑和沉积物粒度特征指示,鄂霍次克海南部间冰期陆源粗颗粒百分含量较冰期高。