有孔虫壳体的Mg/Ca比值在古环境研究中的应用

有孔虫壳体的Mg/Ca比值测定是目前估算海水古温度最受重视的方法,适用于低纬和高纬、表层和深层海水古温度的测定。该方法理论误差仅为±1.1℃,考虑到盐度以及海水pH值的影响,其误差为±1.3℃。运用此法推算出的热带海区表层海水温度领先于全球冰盖的变化,是热带过程调控冰期旋回最强有力的证据之一;与氧同位素相结合,还成功地运用于全球冰量的估算,是目前古环境研究中较常用的古温度测试手段。     

南海东部69柱粒度分维指标与气候代用指标的分形比较及其意义

南海69柱粒度数据分析表明,晚更新世以来,粒度在0.2~11μm的标度范围内具有分形特征,粒度分维值DS为1.72~2.02,平均1.84;不同时期粒度分维值明显不同,氧同位素1期(冰后期)为1.88,氧同位素2期(冰期)为1.81,温暖的冰后期粒度分维值高且变化幅度大,寒冷的冰期粒度分维值低且变化幅度小,表明粒度分维值DS对沉积物的形成环境演化具有良好的指示意义。运用R/S分析法,对69柱沉积物的粒度分维值DS、UK37法估算的表层海水古温度、浮游有孔虫的δ18O、δ13C及其转换函数计算的冬季表层海水古温度、夏季表层海水古温度、季节性温差、沉积物SiO₂、CaCO₃含量9项指标进行尺度重整分析计算,得到其时间序列分维值D_H分别为1.2855、1.1712、1.2659、1.4244、1.2719、1.2214、1.2979、1.1366、1.1609。虽然这些气候指标是用不同物理单位测量的,但运用分形分析可以对它们进行数学比较,粒度分维值DS与季节性温差二者的时间序列分维值D_H最接近,从分形理论方面进一步证实粒度分维值D_S的变化主要反映气候的冷暖变化。综合粒度分维值DS及其他气候代用指标分析,识别出南海东部全新世以来的4次突发事件。     

冲绳海槽末次冰消期以来的浮游有孔虫群落变化及5种古温度转换函数对比

通过对冲绳海槽中部A7孔的浮游有孔虫定量分析,对该区18 ka以来的海洋环境变化进行了探讨.浮游有孔虫群落表现出非常明显的冰消期-全新世阶段变化:在18~15 ka的冰消期早期,浮游有孔虫群落以冷水种Neogloboquadrina dutertrei和Neogloboquadrina pachyderma等为主;在15~9.4 ka,浮游有孔虫冷水种含量迅速降低;9.4 ka以来的全新世则以暖水种有孔虫Pulleniatina obliquiloculata,Globigerinoides ruber和Globigerina glutinata等为主.此外,浮游有孔虫群落对千年尺度的气候变化如Heinrich 1、博令-阿罗德暖期(B?lling-Aller?d)和新仙女木事件(Younger Dryas)都有明显反映,在全新世还记录了一系列的冷事件(约2.3~4.6、5.3、6.2、7.3和8.2 ka).9.4 ka前后浮游有孔虫冷暖种群的变化可能对应了黑潮暖流的突然加强.采用5种不同浮游有孔虫转换函数对表层海水温度进行了估算,通过与Mg/Ca和U₃₇k'温度估算结果对比,对不同转换函数的可靠性进行了评估.结果发现SIMMAX没有明显的冰消期-全新世变化.另两种基于现代类比技术的转换函数MAT和RAM,其估算结果较类似,13 ka以来的温度波动较小,对新仙女木事件没有明显反映.基于Imbrie-Kipp转换函数(FP-12E和IKM-Chen)的估算结果表现出了较大的冰消期-全新世变化,然而对于博令-阿罗德暖期变暖和新仙女木降温事件没有反映,研究发现这主要由Globigerina bulloides的含量变化造成.通过消除与生产力水平密切相关的G. bulloides的含量变化影响,修正后的两种转换函数FP-12E和IKM-Chen较好地反映了末次冰消期以来的表层海水温度波动,与该区Mg/Ca和U₃₇k'方法重建的古温度有较好的可比性.因此,我们认为修正后的转换函数FP-12E和IKM-Chen更适合冲绳海槽中部的古温度估算.      

冲绳海槽北部全新世温跃层深度的变化

近些年来,温跃层作为研究海水三维空间变化的一项重要指标,逐渐成为古海洋学研究的一个热点。最近,Andreason和Ravelo利用太平洋中的189个表层样品,根据其中的浮游有孔虫组合,结合现代的温跃层深度的分布情况进行数学分析,建立了计算温跃层深度的转换函数,据此可以定量地计算出古温跃层的深度n‘。我们采用此种新建立起来的转换函数法对古温跃层深度的变化作一初步的探讨。本次工作选取了冲绳海槽北部陆坡B—3GC站上的柱状样(31”29．37’N,128”31．14E／),水深555m,柱长218cm。按2．5cm的取样间距在8～218cm的层位上共取得84块样品,进行微体化石的定量分析。结果显示,     

南海北部氧同位素3期时上部海水结构的变化*

南海北部海水物理化学性质不但受东亚季风的影响,还受到珠江陆源输入的影响。文章根据对南海北部ODP 1144站浮游有孔虫属种组合变化和氧同位素分析,以及浮游有孔虫表层海水温度转换函数的研究结果表明:南海北部MIS 3期的表层海水温度在H2~H6事件时明显降低,并在H4~H5(45.66~38.77kaB.P.) 期间,表层海水冬季温度变化频繁,且幅度较大。35~29kaB.P. ,浮游有孔虫暖水种含量减少,浮游有孔虫氧同位素值增重,同时高生产力属种Neogloboquadrina dutertrei的含量增加,说明冬季风在该阶段强化。此外,52~46kaB.P.期间,N.dutertrei含量增加,浮游有孔虫氧同位素较低,表层海水温度没有明显的变化,所以此时南海北部的高生产力可能与珠江陆源输入的增加有关,指示东亚夏季风的加强。     

南海西部浮游有孔虫记录的MIS 3期表层海洋环境变化

对南海西部越南岸外上升流区17954-2站浮游有孔虫属种组合变化、浮游有孔虫氧同位素、AMS14C测年的分析以及浮游有孔虫表层海水温度、温跃层转换函数的研究结果表明:在MIS3期,南海西部表层海水温度大体呈现暖-冷-暖的变化趋势;温跃层深度由浅到深阶段性变化;短时间尺度上温度与温跃层发生幅度较大的快速变化。暖事件（IS）对应于浮游有孔虫暖水种、混合层属种含量的增加,冷水种、温跃层属种含量的减少以及冬夏SST的升高;冷事件则与之相反。表层海水生产力亦大致呈现3个阶段（61～51ka,51～42ka和42～32ka）的变化,在千年尺度的快速气候事件中,暖事件对应浮游有孔虫生产力属种含量降低,冷事件对应升高。此外,在MIS3内部分暖事件（IS6和IS11～13）表现出表层海水温度降低,温跃层深度变浅和表层海水生产力升高的状况,表明该区此时上升流的存在,其形成原因推测是由于东亚夏季风加强的结果。     

生物标志物稳定氢同位素研究进展及在海洋古环境重建中的应用

生物标志物稳定氢同位素是一种比较新的古环境指标,越来越多的研究者利用生物标志物稳定氢同位素重建了陆地和海洋中古水循环的变化。在陆地上,生物标志物δD值可以用来重建降雨δD值、古海拔以及蒸散作用大小或者湖泊水的输入输出平衡。在海洋中,生物标志物δD值的变化能更好地反映与其相关的生物和环境信息。培养实验以及现场数据显示生物标志物δD值能很好地反映表层海水δD值以及表层海水盐度的变化。许多研究者也利用海洋中生物标志物δD值重建了长时间尺度降雨量以及表层海水盐度的变化。对近年来生物标志物稳定氢同位素的研究进展,尤其是在海洋古环境重建中的应用进行了总结。     

南海北部末次冰消期及快速气候回返事件

对南海北部陆坡Ｖ３６－０６－３柱状样上部进行高分辨率地层学研究、浮游有孔虫和稳定同位素分析，并运用转换函数法和加权平均法求取约１５０００—７０００ａＢ．Ｐ．的末次冰消期中古环境参数的变化。结果发现约１０５００—７９００ａＢ．Ｐ．期间有一次强烈的古气候回返事件，与新仙女木期相对应，但持续时间较长。在此期间，冬季平均表层水温下降２．７℃，溶解氧与磷酸盐磷含量增高，古盐度与碳酸盐溶解度略有上升，黑潮水的影响大为降低，推测系海面上升过程中爪哇海海水进入南海所致。     

南海北部末次冰消期及快速气候回返事件

对南海北部陆坡Ｖ３６－０６－３柱状样上部进行高分辨率地层学研究、浮游有孔虫和稳定同位素分析，并运用转换函数法和加权平均法求取约１５０００—７０００ａＢ．Ｐ．的末次冰消期中古环境参数的变化。结果发现约１０５００—７９００ａＢ．Ｐ．期间有一次强烈的古气候回返事件，与新仙女木期相对应，但持续时间较长。在此期间，冬季平均表层水温下降２．７℃，溶解氧与磷酸盐磷含量增高，古盐度与碳酸盐溶解度略有上升，黑潮水的影响大为降低，推测系海面上升过程中爪哇海海水进入南海所致。     

西藏改则热那错地区上三叠统日干配错组碳酸盐岩C、O同位素特征及其地质意

西藏改则热那错地区位于南羌塘盆地南缘,在该区发育了一套厚度较大的碳酸盐岩沉积。对该区碳酸盐岩C、O稳定同位素的研究,可以恢复其形成的古环境及沉积特征。在野外剖面测制(1∶2 000)、样品系统采集的基础上,对其碳酸盐岩进行C、O同位素的测试及分析,结果表明：西藏改则热那错地区古海水盐度Z值为12632~13537,属正常海水—超咸水;古海水温度平均值为224 ℃,代表温暖的气候环境;δ18O、δ13C值均随海平面的变化而变化,海水越深,δ18O值越大。根据C、O同位素计算出的古温度、古盐度与所划分的沉积相带是相互对应的。     

Current status and cause analysis of microplastic pollution in sea areas in China

As a new type of pollutants in the marine environment,microplastics have attracted increasing attention from scientific researchers and environmental protection workers in China and abroad.However,for the microplastic pollution in sea areas in China,there are a very limited number of studies on its current status and few reviews of research on the microplastics.This paper reviews the surveys and researches of microplastics in the Bohai Sea,the Yellow Sea,the East China Sea,the South China Sea,and main estuaries in China carried out in recent years and proposes an outlook for future work,aiming to provide research suggestions and solutions for ecological protection against microplastic pollution in sea areas in China.Previous studies have shown that microplastics are widely distributed in water bodies and sediments in sea areas and major estuaries in China.The Pearl River Estuary,in the South China Sea suffers the most serious microplastic pollution,followed by the Bohai Sea.In contrast,the microplastic pollution in the Yellow Sea and the East China Sea is comparatively slight.Microplastics in sea areas in China are mainly fibrous and are concentrated in offshore areas with developed industry and a dense population(especially around estuaries and bays).In addition,they are widely affected by human activities,such as shipping,aquaculture,industry,and sewage discharge.Here the authors suggest unifying measurement units and research methods and developing related standard systems to carry out researches related to microplastics.Furthermore,this paper also suggests further deepening researches on both the source-sink process of microplastics and nanoscale microplastics while enhancing the development and implementation of related policies,aiming to promote researches and control of microplastics in sea areas in China.     

中国南海不同板块边缘沉积盆地构造特征

基于科学考察区域联测剖面资料,结合南海大地构造背景研究,对南海主要的新生代沉积盆地的构造特征进行了对比分析。研究表明,区域联测剖面穿越的沉积盆地的构造特征具有显著的差异,具体表现在大地构造背景、重磁场特征、盆地基底、断裂性质、构造线方向以及火成岩发育等方面。南海断裂的发育与盆地形成具有密切的关系,南海北部主要表现为NE向张性断裂控制的沉积盆地;西部主要表现为NW向和近SN向走滑断裂控制的沉积盆地;南部比较复杂,张性、压性、剪性断裂都有发育,但以NE向的南沙海槽逆冲断裂及其控制的南沙海槽盆地最具代表性;东部主要指南海中央海盆,断裂和海底火山共同控制了该区上新世-第四纪沉积。     

南海西部54万年以来元素地球化学记录及其反映的古环境演变

通过对南海西部上升流区MD05-2899孔开展高分辨率碳酸盐地层学和XRF岩芯扫描元素地球化学分析,重建了晚第四纪54万来以来东亚夏季风的演化历史,探讨海平面升降对南海西部陆源碎屑供应量的影响。研究选用了ln(Ba/Al)作为该海区古生产力的指标,ln(Br/Al)作为有机物的指标,ln(Ti/Al)作为陆源碎屑供应量的指标。研究结果显示,东亚夏季风在过去54万年以来强度不断增强,具有明显的冰期—间冰期旋回特征,在间冰期强盛和冰期减弱,是控制该海区有机物含量变化的主要因素。东亚夏季风不断强盛可能直接导致了南海周边陆地降雨增强,河流径流量加大,使得南海西部上升流区域的陆源碎屑供应量在间冰期明显高于冰期。研究发现,当相对海平面低于-60 m的时候,大面积暴露的巽他陆架可能向南海西部深水区输入大量陆源碎屑物质,造成研究站位的陆源碎屑供应量在冰盛期出现高值。因此,晚第四纪的东亚夏季风演化和海平面升降共同控制了南海西部上升流区陆源碎屑物质供应量的变化。     

我国海洋地质调查研究新进展

近10年来,我国海洋地质工作在海岸带、近海与管辖海域、大陆架边缘海和深海大洋开展了地质构造、矿产资源、环境灾害和探查技术及仪器设备等方面的调查研究和研发,取得一系列重要成果。如历时8年的“我国近海海洋综合调查与评价”专项(908专项),完成了1∶100万管辖海域的16个图幅、1∶25万13个图幅的综合调查和9个区块海砂资源评价; 在南海北部琼东南盆地发现了3个大气田; 开展了海岸带环境地质调查评价与图集(1∶400万)编制; “南海深海过程演变”专项研究与南黄海陆架区科学钻探均有新发现; 海底石油勘探与开发技术(“海洋石油981”钻井平台)、南海北部海域天然气水合物探测技术及发现(Ⅱ型天然气水合物、可燃冰冷泉)、南海天然气水合物试采成功,以及海底探测技术与采样设备的研发等等取得了实质性进展或突破。这些重要成果极大地提高了我国海洋地质调查的程度、研究水平和综合实力。     

南海北部新生代海陆变迁与不同盆地的沉积充填响应*

新生代以来南中国海的多幕旋回运动形成了其北部陆坡性质各异、演化有别的多个陆缘沉积盆地。依据各盆地新生界发育特征、主干地震剖面及钻井资料对南海北部的相对海平面变化与沉积环境进行系统分析,采用年代地层对比的方法探讨南海北部构造演化序列与海陆变迁规律的内在联系,再现了南海北部陆缘新生代的海陆变迁过程,从而建立了南海北部陆缘裂谷盆地、走滑拉分盆地和陆内裂谷盆地的构造—沉积充填一体化模式。新生代海平面整体呈上升趋势,古近纪各盆地以陆相河流、粗粒三角洲湖相沉积为主;而新近纪主要发育滨浅海及三角洲相,呈现出明显的早陆后海的规律。靠近陆地一侧的陆内裂谷盆地北部湾盆地海侵最晚,其古近系充填厚度明显大于新近系,以发育近源扇三角洲为特色;而靠近海域一侧的走滑拉分盆地(莺歌海盆地)则以新近纪海相沉积占优势;陆缘裂谷盆地(琼东南与珠江口盆地)古近纪陆相与新近纪海相相对均衡发育,发育大型三角洲与碳酸盐岩台地。不同盆地的沉积充填特征主要受构造运动与海侵规模控制,并由此奠定了不同盆地的资源前景。     

南华海泥盆纪烃源岩的古氧相和缺氧环境模式——以广西中、上泥盆统为例

缺氧条件是形成和保存优质烃源岩的重要条件。古氧相的研究对查明海相优质烃源岩时空分布、恢复地史时期古环境演化具有重要意义。泥盆纪时期,南华海受陆内裂陷作用影响,形成台地(滨岸台地和孤立台地)与台沟间列的盆地格局。不同的控制因素控制了古氧相的类型。在台沟和钦防裂陷海槽中,海水分层控制了泥盆纪的古氧相类型和变化。台沟和钦防裂陷海槽以厌氧相与准厌氧相为主。在台地相区,海平面变化控制了古氧相的类型和分布。台地相区的古氧相主要是常氧相和贫氧相。南华海中、晚泥盆世硅质沉积、磷质沉积发育,有机质丰富,形成了有机质-硅质-磷质沉积三位一体的特征,指示上升流作用明显。南华海地区泥盆纪位于赤道附近的信风带,向西的表面洋流越过南华海在西部形成离岸流,海底海水向东补充形成上升的底流,也说明了泥盆纪南华海上升流存在的可能性。     

南海北部陆缘地壳结构特征及其构造过程

根据“北部湾大陆缘地壳结构ＰＳ转换波测深”等地球物理测量结果,本文研究了南海北部陆缘的地壳结构特征,讨论了其白垩纪以来的构造过程。地球物理测量表明,由陆向海,南海北部陆缘地壳由陆壳、过渡壳变为洋壳,厚度由３４ｋｍ减薄至８ｋｍ左右。垂向上地壳为３层结构模式。陆壳、过渡壳和洋壳的下地壳Ｐ波速度普遍较高。地壳伸展系数的计算表明南海北部陆缘伸展主要发育于陆坡地区。结合区域地质研究,本文认为：南海北部陆缘及     

南海北部大陆架莺琼盆地新生代海平面变化

南海北部大陆架莺琼盆地是建立西太平洋新生代海平面变化的关键地区之一。基于有孔虫和钙质超微化石资料所建立的莺歌海盆地和琼东南盆地新生代相对分辨率较高的年代地层格架,通过南海海域表层建立的浮游有孔虫含量与水深的定量关系,辅以古生态、成因相及特征沉积构造分析和反射地震剖面的海岸上超分析,编制了海平面变化曲线。识别出包含三个完整二级海平面变化旋回和半周期的海平面上升旋回。海平面变化幅度在0～200 m之间。海水最深的时期在早中新世晚期至中中新世早期以及上新世早期,与Haq曲线较为吻合。     

Spatiotemporal variations of extreme sea levels around the South China Sea: assessing the influence of tropical cyclones,monsoons and major climate modes

With sea levels projected to rise as a result of climate change, it is imperative to understand not only long-term average trends, but also the spatial and temporal patterns of extreme sea level. In this study, we use a comprehensive set of 30 tide gauges spanning 1954–2014 to characterize the spatial and temporal variations of extreme sea level around the low-lying and densely populated margins of the South China Sea. We also explore the long-term evolution of extreme sea level by applying a dynamic linear model for the generalized extreme value distribution (DLM-GEV), which can be used for assessing the changes in extreme sea levels with time. Our results show that the sea-level maxima distributions range from ~?90 to 400 cm and occur seasonally across the South China Sea. In general, the sea-level maxima at northern tide gauges are approximately 25–30% higher than those in the south and are highest in summer as tropical cyclone-induced surges dominate the northern signal. In contrast, the smaller signal in the south is dominated by monsoonal winds in the winter. The trends of extreme high percentiles of sea-level values are broadly consistent with the changes in mean sea level. The DLM-GEV model characterizes the interannual variability of extreme sea level, and hence, the 50-year return levels at most tide gauges. We find small but statistically significant correlations between extreme sea level and both the Pacific Decadal Oscillation and El Niño/Southern Oscillation. Our study provides new insight into the dynamic relationships between extreme sea level, mean sea level and the tidal cycle in the South China Sea, which can contribute to preparing for coastal risks at multi-decadal timescales.

     

中国近海沿岸泥的地球化学特征及其指示意义

中国海域辽阔，分为渤海、黄海、东海和南海4个海区。各海区沿中国大陆均有呈斑块状或条带状的泥质沉积分布。选取各沿岸泥的代表性样品，采用先进的XRF和ICP－MS等方法，测定了K、Li、Rb、Cs、Mg、Ca、Sr、Ba、Al、Fe、Ti、Be、Nb、Ta、W、Sn、Bi、La、Ce、Th。元素的地球化学研究表明：渤海和黄海、东海、南海沿岸泥的地球化学特征分别与黄河、长江、珠江沉积物的地球化学特征一致，显示了元素的物源效应；从渤海到南海，由于气候的变化使沿岸泥中某些元素有所流失或富集，显示了元素的气候效应；中国沿岸泥元素的丰度相对接近中国大陆沉积物的丰度，而异于西太平洋褐色粘土和深海粘土的丰度，显示了元素的亲陆性。