南海西部表层沉积物钙质浮游生物分布与碳酸盐溶解

对南海西部300多个表层沉积样品中的浮游有孔虫和钙质超微化石定量分析表明，几乎所有样品均含浮游有孔虫、钙质超微化石，但丰度相差十分悬殊，浮游有孔虫丰度介于0．5～36673个／g之间，钙质超微化石丰度为0～1725个／10个视域，两者的分布规律相似。在陆坡区钙质浮游生物最富集，尤其在西沙群岛西南、南沙西部礁滩附近海区丰度最高；向深海盆区和陆架浅水区，钙质浮游生物丰度均下降。但从两者的丰度分布来看，其溶解程度不同，浮游有孔虫更容易溶解，在200～2000m水深区，丰度最高，2000m以下丰度锐减；而钙质超微化石的最富集区在500～3000m，且3000m以下仍较丰富。从碳酸盐的分布来看，本区碳酸盐的临界补偿深度(CCrD)为3500m，而CCD大于4300m，碳酸盐的溶解主要由有孔虫和钙质超微化石构成。     

卫星高光谱数据反演南沙岛礁区海域浅海水深和光学参数

利用卫星高光谱数据反演南海岛礁区浅海地形无疑具有重要意义,它不依赖于常规水深测量数据,可获得较高反演精度,同时可获得海底反射率和海水光学参数。本文利用美国NASA EO-1卫星装载的高光谱成像仪Hyperion数据,以及Z P Lee提出的半分析模型和高光谱优化算法HOPE,反演南沙岛礁海域的浅海水深、海底反射率和固有光学参数。收集了覆盖南沙海域12个岛礁区9幅2007—2011年Hyperion L1数据,以及有关的水深现场测量资料。反演结果以中洲礁为例,0~15m水深范围,平均百分误差为14%,均方根误差为1.53,相关系数为0.96,0~25m水深范围,平均百分误差为15%,均方根误差为2.68,相关系数为0.93。中洲礁,中业岛,信义礁和双黄沙洲4个岛礁区浅海水深反演的平均百分误差为14%。研究结果证明,半分析模型和HOPE算法用于南中国海岛礁区浅海水深及光学参数测量效果良好,并可推广应用于在轨运行的中国HJ-1A卫星HSI高光谱数据及其他将投入运行的卫星高光谱数据。     

巴哈马滩与西沙群岛台地生物礁地质特征对比

从生物礁碳酸盐岩的沉积特征、孤立台地生物礁沉积模式2个方面对巴哈马滩与西沙群岛进行对比分析:巴哈马滩礁区主要沉积粒状灰岩、泥质灰岩、斜坡发育生物碎屑灰岩,海底文石和镁方解石胶结作用强烈,致大部分原始孔隙度阻塞,孔隙度降低;西沙礁滩海滩岩以生物碎屑灰岩为主,地层主要发育生物碎屑灰岩和白云岩,各种藻类格架的杂乱分布增大岩石的孔隙度。巴哈马滩以孤立碳酸盐岩台地生物礁为主,发育台地边缘斜坡及滩礁型孤立台地,西沙孤立台礁区主要发育永乐、宣德2类环礁沉积系统,以及台地边缘礁、塔礁、马趾礁、环礁、点礁等多种生物礁类型。大巴哈马滩具有侧向生长的潜力和周期性进积作用的特征,西沙陡坡高能带发育进积型与侵蚀型2种沉积类型,风暴潮与盛行风作用成为灰沙岛的主要成因机制。     

南海北部海盆晚第四纪钙质超微化石及其古海洋学初步研究

本文根据南海北部海盆HY4—2柱状样的钙质超微化石分析结果,阐述了本区晚第四纪钙质超微化石分布特征,化石的溶解作用及暖水种化石的分布规律。依此对区内晚第四纪的地层及古气候环境进行了初步讨论。结果表明,柱状样所揭露的地层包括上更新统和全新统。其古气候包括了三个暖期和二个冷期等五个气候期。     

南海西部表层沉积中的钙质超微化石

分析研究了南海西部308个表层沉积样品中的钙质超微化石，发现除一个样品外，所有样品均含有钙质超微化石，但相对丰度相差悬殊，在0－1725个范围内变化。钙质超微化石在平面上的分布具有较明显的分区性，可划分为3个区。超微化石组合与南海其它地区超微化石组合面貌相似，由15属23种组成，以Gephyrocapsa oceanica，G.spp.（small）,Emiliania huxleyi和Florisphaera profunda为优势种，占90％以上，其中Florisphaera profunda为绝对优势种。本调查区超微化石的分布受多种因素的综合影响，重点讨论了水深、陆源物质的稀释作用、碳酸盐的溶解作用以及重力流的沉积作用等因素对超微化石分布的影响，并根据超微化石的分布推断碳酸盐临界补偿深度（CCrD）约为3100m，碳酸盐补偿深度（CCD）大于4300m。     

南海南部第四纪表层海水古生产力变化的钙质超微化石证据

深海沉积中的钙质超微化石是古海洋表层生产力的替代性标志之一。通过对南海南部ODP1143站第四纪沉积中超微化石分析，从绝对丰度和堆积速率、Florisphaera profunda百分含量及碳同位素三个方面探讨了该区第四纪表层海水古生产力的变化特征。结果显示，1．56Ma以来南海南部表层海水古生产力呈现两种不同时间尺度的变化。一是随冰期－间冰期旋回而变化，间冰期时，表层海水生产力高，而冰期时则降低；另一种则是大约40万年的长周期变化，自1．56Ma以来，可以分成四个大的旋回，每个旋回内表层海水古生产力又经历了从低到高再到低的变化。     

南科1井第四系暴露面特征及其与海平面变化的关系*

珊瑚礁地层中的暴露面是海平面变化的忠实记录, 对地层层序的划分和研究珊瑚礁体的生长发育过程具有重要意义。本文基于手标本观察与薄片鉴定、碳氧同位素和矿物组成分析, 识别了南沙美济岛南科1井第四纪生物礁碳酸盐岩地层中的典型暴露面, 剖析了主要暴露面与海平面变化及珊瑚礁发育演化的关系。在南科1井(NK-1)第四纪地层中典型暴露面附近以出现大量溶蚀孔穴和红褐色或锈黄色钙质结核为特征, 其碳氧同位素偏负, 并富集Al、Th、Fe和稀土元素, 具有典型碳酸盐岩风化壳的特征。南科1井全新世礁体发育在晚更新世暴露面之上, AMS¹⁴C和U-Th年龄数据证实美济岛全新世珊瑚礁生长时段与南海其他珊瑚岛礁一致, 主要发育在8.2~4.7ka时期, 该时段海平面的缓慢上升为珊瑚礁连续垂向生长提供了有利环境。Sr同位素和古地磁年龄标定的南科1井更新世地层中的主要暴露面时代与南沙永暑礁和西沙群岛珊瑚礁地层中的暴露面时代基本一致, 主要暴露面对应于全球第四纪低海平面时期。     

近1500年来南海东北部钙质超微化石特征及古海洋学意义

采用小珠标准法统计研究了南海东北部海盆边缘ＲＣ２６－１６站孔的钙质超微化石含量和组分丰度的变化特点,结合再沉积化石含量变化,分异度和溶解指数以及测年和氧同位素分析资料,确认新仙女木期发生于１１．４４－１０．４９ｋａ。     

南海东北部表层沉积中微体化石与碳酸盐溶跃面和补偿深度

通过对南海东北部(12°～22°N,116°～122°E)表层沉积中的浮游有孔虫、底栖有孔虫、钙质超微化石、硅质与钙质生物丰度和比值的定量分析以及碳酸盐含量的测定,发现碳酸盐含量、浮游有孔虫、钙质超微化石丰度以及钙质生物比值随水深的增大迅速减小,而底栖有孔虫占有孔虫全群的比值和硅质生物比值以及底栖有孔虫胶结质壳类的百分含量却随水深的增大迅速增加.研究表明,调查区内微体化石丰度和比值以及碳酸钙含量的高低,与碳酸盐溶跃面(lysocline)和碳酸盐补偿深度密切相关,碳酸盐溶跃面和碳酸盐补偿深度南、北还存在一定差异,碳酸盐溶跃面南部较北部深,南部在2 600 m上下,北部则在2 200 m上下;碳酸盐补偿深度也是南部的较深,南部为3 600 m上下,而北部在3 400 m上下.     

南沙海区珊瑚礁灰岩纵波波速特征及其影响因素 *

珊瑚礁灰岩是孔隙结构复杂、密度变化较大的一类岩石, 但过去对珊瑚礁灰岩纵波波速与孔隙结构的关系及其影响因素研究不够深入。本文测定和分析了南沙海区某岛礁钻孔中珊瑚礁灰岩的纵波波速、孔隙度以及密度特征, 结果显示礁灰岩的纵波波速变化范围为5104~5958m·s^-1, 孔隙度变化范围为1.47%~17.7%, 密度变化范围为2.07~ 2.72g·cm^-3。这些特征表明, 埋藏后的压实作用和重结晶作用, 对珊瑚礁灰岩的孔隙度和密度产生影响。珊瑚礁灰岩弹性波速主要受孔隙度和孔隙结构类型的影响, 礁灰岩横、纵波速比值能有效地确定岩体的结构和稳定性, 因此礁灰岩的声学特性研究成果可为珊瑚岛礁工程建设的稳定性评估提供可靠的数据支撑。     

南沙群岛海域构造地层及构造运动

根据对“实验2”号调查船1987—1991年测得的反射地震剖面的解释,论述了南沙群岛海域的构造层划分、时代属性与分布发育特征。提出本区自白垩纪中期以来发生过两次重大的构造运动,形成两个裂谷作用构造旋回。     

我国南海历史性水域线的地质特征

40a的海洋地质、地球物理实测研究表明,九段线不仅是显示我国南海主权的历史性水域线,而且总体上也是南海与东部、南部和西部陆区及岛区的巨型地质边界线。根据实测数据,本文将从地质成因、来源、演化的角度论述此南海历史性水域线的合理性。主要结论包括:历史性水域线的东段在地形上基本与马尼拉海沟一致,海沟西侧为南海中央海盆洋壳区,东侧为菲律宾群岛。根据国际地质研究的资料,菲律宾群岛始新世以前位于较偏南的纬度,后来于中晚中新世(距今16~10Ma)仰冲于南海中央海盆之上,因此菲律宾群岛是一个外来群岛。而黄岩岛在马尼拉海沟以西,是中央海盆洋壳区的一个岛礁,与菲律宾群岛成因不同。南海历史性水域线的南段在地形上基本与南沙海槽一致,伴随南沙地块由北部陆缘向南裂离,古南海洋壳沿此海槽以南俯冲至加里曼丹岛陆壳之下,因此南沙地块与加里曼丹陆块为两个来历不同的地块。南海历史性水域线西段的分布在地形上与越东巨型走滑断裂带基本一致,可能与西沙地块、中沙地块、南沙地块从南海北部陆缘向南滑移有关。南沙地块北缘陡直的正断层结构,突显中央海盆是拉裂形成,其基底和中新生代地层与北部珠江口盆地的地层结构可以对比,说明南沙岛礁原属我国华南大陆南缘,后因南海的形成裂离至现今的位置。     

论证南海海疆国界线

追溯探查历史图件,根据1946年内政部方域司编制的一组"南海诸岛位置图"(南海诸岛位置图,南沙群岛,中沙群岛,西沙群岛,西沙群岛永兴岛及石岛,南沙群岛太平岛)和1948年出版的"中华民国行政区域图"分析,南海诸岛外围的断续线段是我国在南海的海疆国界线;当时划定,是与陆域国界相连的,海上国界是陆域国界的延伸,以断续线段表示是国际地图上对海疆国界线通用的表示方法,当时即获国际认可。上述结果为南海划界提供了科学依据。     

南海新生代裂离地体

本文根据拖网取样和多道反射地震资料，结合前人工作，分析南海新生代裂离地体──中－西沙地体与南沙地体的特征、亲缘性及成因。     

南沙永暑礁表层珊瑚年代结构及其环境记录

南沙群岛永暑礁7个表层礁坪原生块状珊瑚的高精度TIMS U-Th和12个常规^14C测年结果表明,永暑礁表层礁坪形成于现代,与钻探研究结果吻合。全新世永暑礁系从约7300aBP开始,以现代礁坪面以下17m左右的晚更新世礁灰岩为基底连续发育至今,因此,与南海周边地区的珊瑚礁不同,南沙群岛珊瑚礁的表层块状珊瑚不能够提供全新世高海平面的证据。由于现代珊瑚礁的堆积速率大于地壳沉降速率,可能会形成更多的灰沙洲或灰沙岛。     

南海南部海区前陆盆地形成与演化

将南沙地块南缘与加里曼丹—巴拉望地块作为一个构造演化的整体进行研究,对南海南部构造边界的蛇绿—混杂岩及岩浆岩的分布和岩性,以及南海南部前陆盆地的构造与沉积特征加以描述、分析,发现前陆盆地系统的形成时间是自西南往东北,逐渐由晚始新世末—早中新世—中中新世,与南边的俯冲碰撞带形成时间相对应,认为南沙地块南缘与加里曼丹—巴拉望地块之间经历了一个与古南海消亡息息相关的连续演化的过程。     

加里曼丹岛和马来半岛中生代岩相古地理特征及其构造意义

印支运动以后,在现今的南海及其周围存在过2个古海洋,其中晚侏罗世一早白垩世消失于南海北部陆缘区、北巴拉望-礼乐滩-南沙地块以北的古海洋为“中特提斯”,而早第三纪期间消失于南沙地块以南沙捞越一带的古海洋为“古南海”。它们的结束时间和消失的古地理位置完全不同。对它们的正确识别和区分,对目前进行的南海周边地区中一新生代构造演化研究极为重要。对马来半岛、加里曼丹岛中生代岩相古地理资料的整理和分析结果支持如下结论：中特提斯洋的延伸是从苏门答腊的Woyla缝合线,过婆罗洲的Meratus缝合线。然后绕西南婆罗洲地块至加里曼丹岛的西北(Lupar带或者Boyan带),进入南海西南角(南沙-礼乐滩-北巴拉望地块等以北),再接南海北部陆缘区内的中特提斯缝合线。该区中生代海相地层的分布明显受构造演化的控制,整体趋势是向南退缩。印支运动以前、早-中三叠世的海侵广泛分布于古特提斯带及以南地区,涉及华南,中南地块,马来半岛及以南地区;印支运动基本结束了古特提斯带的海侵,因此晚三叠世一早侏罗世的海侵主要限于中特提斯海域及以南地区,如与中特提斯洋相邻的陆域,包括华南的湘赣粤海湾晚三叠世一早侏罗世的海侵、中南半岛东南部早侏罗世的海侵以及新加坡早侏罗世的海相地层。白垩纪海相地层主要分布于中特提斯以南地区,如加里曼丹岛。     

论证南海海疆国界线

According to a series of important historical maps,i.e.,the Location Map of the South China Sea Islands,the Nansha Islands,Zhongsha Islands,Xisha Islands,Yongxing Island and Shidao Island,and Taiping Island(archived by the Territorial Administration Division of the Ministry of Interior of Republic of China in 1946),and the Administration District Map of the Republic of China published in 1948,the dashed line surrounding the South China Sea Islands represents China's sea boundary in the South China Sea at that time.It was both connected with,and an extension of,the land boundary of China.At that time the dashed line was used to represent the waters boundaries while the solid line was used to represent the land boundary—a universal method used in maps that was then recognized internationally.The above observation provides historical and scientific evidence of China's sea boundary in the South China Sea that is useful for the international maritime delimitation over the South China Sea area.     

Marine mineral resources of the South China sea

Abstract

The South China Sea is located within the domain of a plate triple‐junction and can be divided into five major geotectonic blocks that control the formation and distribution of the mineral resources of the region: (1) the southern China faulted block, (2) the eastern Indochina faulted block, (3) the Nansha‐Borneo faulted block, (4) the Taiwan‐Luzon faulted block, and (5) the central ocean basin faulted block. Apart from oil and gas, the most intensively exploited mineral deposits in the South China Sea are near‐shore placer minerals of titaniferous magnetite, zircon, monazite, tin, gold, and chromite. Based on analyses of submarine morphology and sea level change during the past 15,000 years, the South China Sea continental shelves are considered to be highly prospective for additional placer occurrence associated with such submarine features as: submerged platforms and terraces, drowned rivers and sand bars, ancient beaches, and seafloors covered by relict sediments. Additionally, based on available data, polymetallic sulfides and manganese nodules and crusts are considered as speculative resources of the future in the South China Sea.