南海表层沉积物中细粒组分的稀土元素地球化学特征

对南海表层沉积物中的细粒组分进行电感耦合等离子体质谱法测试, 探讨南海稀土元素分布特征及其影响因素.结果表明, 南海表层沉积物中稀土元素分布主要与陆源物质输入、生物活动和火山物质补给密切相关.南海细粒组分的配分模式与中国黄土的接近, 与周边的珠江、湄公河等河流输入物质也有相似性, 而与南海碱性玄武岩存在显著差异, 表明南海沉积物主要来自于周边大陆.稀土元素趋势分析表明, 珠江口往外至海南岛南部海域中沉积物朝东南方向向陆坡输送; 台西南至珠江口往外海域沉积物大多向南输运; 吕宋岛西部海域包括黄岩岛附近海域的火山物质主要向西北方向输送, 向西可达113°E、向北可至20°N附近; 南海南部沉积物整体上向南沙海槽西北部附近海域输送.      

近8ka东亚冬季风变化的东海内陆架泥质沉积记录

尝试从陆架上寻找全新世高分辨率的东亚季风替代性指标和记录.通过对位于东海内陆架闽浙沿岸泥中部的PC-6孔进行AMS14C年龄测试和粒度分析, 综合沉积构造、沉积层序与海平面变化讨论该孔的沉积环境, 其下、中、上段分别对应于前滨、近滨和与现今环境基本一致的浅海沉积环境.因上段的沉积作用主要受控于东海冬季沿岸流, 通过粒级-标准偏差分析, 提取了相对应的粒度组分或粒度子体, 该组分的平均粒径被用来作为研究东亚冬季风演化的替代性指标.分析表明, 由此方法建立的PC-6孔上段粒径时间序列, 较完整地反映了近8ka来东亚古季风的演化.东亚冬季风的变化呈现出3个各具特点的阶段7.6~5.1kaB.P.为中等强度的高频率波动; 5.1~1.7kaB.P.以多期、较频繁的强盛活动为特点; 1.7~0kaB.P.为稳定而较弱的时期.由PC-6孔指示的东亚冬季风活动的强盛期, 均在不同区域和材料的记录中找到了相对应降温的证据, 说明气候变化的区域性以至全球性联系.      

中更新世气候转型时期南海生态环境的南北差异

中更新世气候转型在南海浮游有孔虫、氧同位素和其它生物记录上主要反映在900 ka BP前后发生高频率变化,特别是指示表层水骤然降温。北部冬季表层水温从24~25℃降至17~28℃,而南部也从26~27℃降至23~24℃。总的降温趋势与开放西太平洋一致,直接反映了西太平洋暖池在900 ka BP之后MIS22期间有明显的减弱。表层水大幅度降温还发生在后继的MIS 20、18、16几大冰期,说明主要冰期旋回周期由41 ka转变为100 ka经历了长达400 ka的过渡时期,并且冬季风增强也在过渡时期的后半段最明显。南海南北生物组合和δ18O值的差异,突出了中更新世气候转型期边缘海区南北气候梯度反差和冬季风在冰期增强的讯号。结论是：生态环境系统反应总体表现与冰期旋回一致的同时,还包含了独特的地区性系统演变特征。但是,南海—西太平洋地区在0.9 Ma BP前后表层海水盐度因东亚冬季风和海平面下降的定量变化,以及这些变化对气候转型时期海—气耦合过程和生态环境系统的影响,尚缺乏足够的资料和证据。     

南沙海槽表层沉积自生石膏-黄铁矿组合的成因及其对天然气渗漏的指示意义

南海海槽是潜在的天然气水合物发育区，在表层沉积物中分布有石膏-黄铁矿组合。通过对石膏、黄铁矿的形貌特征、矿物组成、化学元素、硫同位素等的分析，讨论和揭示了石膏-黄铁矿组合的成岩环境、形成机理及其与天然气渗漏的关系。石膏集合体为土块状和多孔状、玫瑰状，表面分布有孔洞或微孔，黄铁矿为莓球状、球粒结块状和虫管状。不同形状的石膏、黄铁矿的化学成分没有明显差别。石膏-黄铁矿的形成机理是海底渗漏的天然气与硫酸盐发生缺氧甲烷氧化反应，产物HS^-与沉积物中的Fe^2＋反应产生FeS并转变为黄铁矿，在形成FeS的过程中产生的H^＋促进碳酸盐溶解，Ca^2＋与SO4^2-达到过饱和沉淀出重。^34S的石膏。因此，石膏-黄铁矿组合是海底存在天然气渗漏的证据，这一发现对开展南沙海槽潜在天然气水舍物的调查以及对天然气渗漏事件的研究具有一定的科学意义。     

南沙群岛永暑礁钻井珊瑚礁和珊瑚碎屑的磁学分析

通过南沙群岛永暑礁南永1、2井珊瑚礁和南永3井潟湖珊瑚碎屑的磁性测试与研究发现,它们的磁化率以负值(χ<0)为主,具抗磁性特性,但有稳定的剩余磁化强度,又具有铁磁性特性,即具有抗磁性与铁磁性共存的磁学性质。珊瑚礁和珊瑚碎屑的磁性主要来源于珊瑚骨骼及死亡后古生物和富铁细菌等壳体中变价的铁离子,这些变价铁离子在不同年代、不同环境下组成新的铁氧体,具有似单畴(PSD)的磁性特征。这个磁性不但在井深103m和254m处记录了布容/松山和松山/高斯地球磁场极性转换界限(年龄分别为0.78MaB.P.和2.58MaB.P.),而且记录了布容正极性期和松山反极性期内的琵琶湖I、II、贾拉米洛、奥都维、留尼汪Ⅰ、II地球磁场漂移,并提供了磁化率的变化可能与气候冷暖变换有关的信息。当χ<0时表示冷期,当χ>0时表示暖期。     

南海表层沉积物与水柱中沉降颗粒物对比研究及其古环境再造意义

分析了南海62个表层沉积物样品中生源(有机质、碳酸钙和蛋白石)和非生源(岩源物质)组分的含量变化和分布特征,并以沉积学分区为基础,结合5个沉积物捕获器站位,将南海划分为N、C-NE、SW和S 4个区域,对比分析了各区表层沉积物和水柱中沉降颗粒物中各组分含量、沉积通量分布特征和变化,探讨了表层沉积物的输出生产力、沉降颗粒物的初级生产力及真光层下100 m输出生产力三者之间的对应关系.结果显示:南海4个海域表层沉积物中各组分平均含量多数低于沉降颗粒物中的平均含量,而碳酸钙、岩源物质的沉积通量却多数高于沉降颗粒物中的沉积通量,分析得出表层沉积物中各组分平均含量和沉积通量不仅受水柱中各组分输出量影响,还受到陆源物质输入、溶解作用和上层水体营养盐影响.南海表层沉积物中生源组分沉积通量大小对应其输出生产力的大小.但是,由于陆源有机质、生源颗粒侧向漂移的影响,表层沉积物的输出生产力大小分布并不完全对应沉降颗粒物的初级生产力大小分布,尽管南海真光层下100 m输出生产力与沉降颗粒物的初级生产力比值与世界大洋"f"比平均值基本一致,但是,明显低于表层沉积物的输出生产力大小,只有在沉降颗粒物的初级生产力较高区域,真光层下100 m输出生产力大小才最接近表层沉积物的输出生产力大小.     

冷泉区底栖有孔虫研究进展

海底冷泉区是海洋能源和生物资源同时富集的一类特殊区域。底栖有孔虫群落及其地球化学组成是海底冷泉区发育的重要指示标志之一。海底冷泉区的底栖有孔虫及其碳同位素研究,对于探讨冷泉演化、评估古冷泉甲烷排放对全球气候变化的影响有重要的研究意义。综述了全球一些主要冷泉区的底栖有孔虫研究方法及其进展,对比了各冷泉区底栖有孔虫群落结构的主要特征及地域差异,评述了冷泉区底栖有孔虫的碳同位素记录特征、影响因素及其对冷泉活动的潜在指示意义,最后提出了南海北部冷泉活动区底栖有孔虫方面的研究展望。     

南海北部陆坡渐新世的蛋白石沉积

南海北部陆坡ODP1148孔蛋白石沉积的研究发现, 在距今约30-27.5 Ma的早、晚渐新世界线附近, 放射虫、硅藻和海绵骨针丰度以及沉积物孔隙水中的H4SiO4突然增加, 反映南海在这段时间有较高的蛋白石沉积和保存. 几乎与此同时(约30-28 Ma), 赤道中太平洋的生物硅质沉积的含量亦高. 与大西洋ODP929孔蛋白石沉积的对比表明, 渐新世太平洋与大西洋低纬区的蛋白石沉积呈互补性关系. 早、晚渐新世界线附近在大西洋保存的生物硅质沉积物降低而在太平洋增高, 可能反映了北大西洋深层水的形成和加强, 从而导致两大洋盆之间底层水分馏作用的增强. ODP1148孔沉积物的X衍射分析和扫描电子显微镜的观察发现, 大部分放射虫、硅藻和海绵骨针遭受了不同程度的溶解和再沉淀作用的改造, 已经由蛋白石-A转变成蛋白石-CT.     

表生钾锰矿物~(40)Ar/~(39)Ar年代学及其古气候意义

红土型风化壳和次生锰矿床形成于温暖和潮湿的古气候条件 ,其中含有丰富的表生钾锰矿物。因此 ,对表生钾锰矿物进行精确的40 Ar/ 3 9Ar年龄测定 ,不仅能查明大陆化学风化和矿床次生富集的时间和过程 ,而且可以为区域古气候的反演提供重要的年代学资料。透射电子显微镜、热重分析、离子交换实验和40 Ar/ 3 9Ar同位素分析表明 ,层状结构的黑锌锰矿、锂锰矿和钠水锰矿以及具有 1× 1隧道结构的软锰矿不适合于40 Ar/ 3 9Ar年龄测定 ;而隐钾锰矿、锰钡矿和锰铅矿因具有致密和稳定的 2× 2隧道结构及很强的保存K Ar体系的能力 ,是40 Ar/ 3 9Ar同位素定年的理想对象。硬锰矿和钙锰矿分别具有 2× 3和 3× 3隧道结构 ,由于隧道孔径过大 ,晶体结构的稳定性较差 ,其作为40Ar/ 3 9Ar测年的适用性有待于进一步证实。采用精细的激光阶段加热技术 ,可以有效克服表生钾锰矿物40 Ar/ 3 9Ar测年过程中3 9ArK 的反冲损失、多世代表生钾锰矿物的共生 ,以及表生钾锰矿物中原生矿物的污染和过量大气氩的存在等问题 ,并获得有意义的风化年龄。已有数据表明 ,表生钾锰矿物的形成主要集中在白垩纪末期、始新世末期—渐新世早期、中新世和上新世中期等 4个时期 ,可能记录了地史时期周期性的化学风化及气候的交替演变