中国海域1:100万区域地质调查主要成果与认识

中国海域及邻区是建设“21世纪海上丝绸之路”、打造海洋命运共同体和推动可持续发展的关键地区，也是地球科学最具有典型性和代表性的研究区域之一。中国管辖海域1：100万区域地质调查是一项以国家需求为导向、以解决重大地球系统科学问题为目标的基础性公益性工作。中国地质调查局通过近20年的持续调查，实现了对中国管辖海域1：100万区域地质调查的全面覆盖，系统地获取了海洋地质和地球物理基础数据，形成了基于实测数据的“一图一库一报告”，大幅提升了中国海洋地质调查工作程度。这项工作填补了中国小比例尺海洋地质国情调查的空白，初步摸清了中国管辖海域地质环境条件和资源环境潜力，取得了一批原创性的认识，为建设海洋强国提供了详实可靠的地质资料，为提升区域地质科学的认知水平奠定了坚实基础。     

古环境研究中深海沉积物粒度测试的预处理方法

对深海沉积物样品进行粒度测试前,应根据研究目的,在预处理过程中有效去除碳酸盐和生物硅,同时完好保留陆源碎屑组分,才能使测试结果准确反映古气候和古环境变化。对采于南海的样品分别加入不同剂量浓度为10％的盐酸或浓度为25％的醋酸,以及不同剂量的NaOH或Na2CO3,同时利用有机元素分析仪、硅钼蓝比色法、环境扫描电子显微镜分析、观察不同方法的预处理效果,并结合粒度测试的结果认为,对于碳酸盐,盐酸和醋酸均可将其有效去除,但由于少量盐酸仍会对陆源矿物组分造成破坏,因此应使用酸性较弱的醋酸;对于生物硅,大剂量的Na2CO3仍难将其有效去除,而使用小剂量的NaOH即可去除干净,但需控制剂量以避免破坏矿物组分。针对南海沉积物中的各种生物组分含量,确定了醋酸和NaOH的使用剂量并建立了预处理流程。     

南海南部近50万年来沉积物特点及古环境意义

对南海南部MD05-2897孔沉积物的分析显示,该孔涵盖氧同位素1~12期,底界年龄约为50万年。碳酸钙含量曲线形态基本与底栖有孔虫氧同位素曲线平行,即碳酸钙高值对应氧同位素轻值,呈现典型的大西洋型碳酸钙分布模式。碳酸钙含量在冰消期的高值出现及含量变化均领先于氧同位素,证明低纬海区"碳酸钙泵"对大气二氧化碳浓度和温度的作用。粒度分析显示,3~5μm组分含量曲线的变化与氧同位素曲线基本平行,说明它主要受海平面升降变化控制,可作为海平面变化的间接指标。而1.5~2.5μm粒级颗粒主要通过河流的悬浮搬运,直接受亚洲夏季风及其所带来降雨的影响,可间接反映夏季风的强弱变化。南海南部深海沉积中的季风记录具有0.1 Ma偏心率周期,40 ka斜率周期,20 ka岁差和10 ka半岁差周期等丰富的频谱,显示出低纬度海区气候变化对轨道周期的良好响应。     

人类活动对碳循环的影响

在地球系统中，海洋、大气和陆地以及其中的生命与非生命部分都存在着相互联系。人类正在以各种方式根本性地改变着地球的各种系统和循环。一个崭新的地质时代“人类世”不期而至。碳循环是一个极其复杂的地球化学循环过程，包括碳元素在各个储库的贮存和在不同储库之间的流通。不同时间尺度的碳的自然循环都保持着动态平衡状态。人类活动触动了这种平衡机制，成为当前全球碳循环变化的主要驱动因子。     

大气中CO2含量的控制因素及其对气候的影响

碳是地球上最重要的生命元素,以不同的物质形态在各个圈层循环,引起大气中CO2含量的变化,百万年级别的CO2变化属于构造尺度,其主要控制因素是大陆化学风化对于CO2的消耗速率;次级时间尺度为10万a及以下,大气CO2通过生物泵作用从碳源到碳汇循环往复,调节着地球上的气候环境演化.人类出现以后,特别是工业革命以来,人为排放的CO2破坏了原有的自然碳循环,同时也成为新的碳循环的重要制衡因素.     

中国陆架海区第四纪孢粉学研究进展

中国陆架区属于堆积型浅海,其高速率沉积中的孢粉化石是地层划分,重建古气候古地理环境的重要指标。我国陆架海区孢粉学研究始于20世纪70年代,东部海区(渤海、黄海及东海陆架)第四纪孢粉研究的成果集中于20世纪80年代,而南海陆架海区与深海孢粉学研究自20个世纪90年代同步发展,已取得较显著成果。现代孢粉的来源及传播过程研究是正确解译地层孢粉的前提,我国陆架区主要通过表层沉积物孢粉组合变化探讨孢粉分布规律及传输路径,研究范围多集中在海区近岸或河口区,因此,覆盖更广陆架区的多角度(表层水体及空气孢粉)探讨孢粉物源及典型孢粉—藻类环境意义的工作亟待加强。同时,陆架区第四纪孢粉记录相对较少,多数研究集中于晚更新世或全新世阶段,且利用低分辨率的孢粉分析划分地层并定性恢复孢粉陆源区植被—气候及陆架海环境变化,深入认识我国陆架区的环境过程需要重视较长时间尺度或高分辨率的孢粉学研究。     

新生代以来中国陆架海区的地层及环境演化:“大陆架科学钻探项目”的科学目标

"大陆架科学钻探"项目是由中国地质调查局发起、青岛海洋地质研究所实施的基础研究计划,于2011年启动。该项目拟根据不同的科学目标,分别在黄海、东海和南海陆架区实施晚新生代以来地层全取心钻探,建立黄海、东海及南海陆架区晚新生代以来的不同时间尺度的标准地层层序,开展我国陆架区晚新生代以来地质事件的高精度记录、古气候与古环境演化及东亚地区源汇过程等重大科学问题研究。藉此全面提升对中国陆架边缘海沉积与环境演化的认知水平,推动中国陆架海区地球系统科学研究方面的突破。     

南黄海DLC70-3孔晚更新世以来Rb/Zr值特征及环境意义

利用岩心扫描X荧光光谱仪(XRF Core Scanner)对南黄海DLC70-3孔沉积物进行1cm间隔的元素扫描测试。钻孔沉积物中陆源元素Rb和Zr相对含量垂向变化具有极好的分层性,Rb和Zr相对含量在不同粒级中变化较大,Rb在细粒中的含量较高,而Zr则在粗粒级中富集;Rb/Zr值可以反映沉积物中黏土矿物和石英、长石的相对含量变化。研究认为DLC70-3孔沉积物的Rb/Zr值受到海平面变化和源区气候变化共同控制,其中源区的气候变化为主要控制因素,而海平面变化主要影响26.50~38.00m(MIS 4)层位粗粒级沉积物的Rb/Zr值。Rb/Zr值显示在MIS 5和MIS 3期源区化学风化作用较强,与内陆黄土高原地区夏季风和化学风化指标的变化趋势一致,尤其是在MIS 3早期(40~60ka)记录的化学风化作用非常强,反映了黄河流域地区出现强夏季风降雨过程。     

南黄海北部晚第四纪底栖有孔虫群落 分布特征及对古冷水团的指示

底栖有孔虫和粒度分析结果表明,南黄海北部DLC70 3孔（36°38′15″ N,123°32′56″ E,水深7200 m）7120 m长的柱状样保存了130 ka以来的沉积记录。依据349个样品的底栖有孔虫丰度和特征种的分布,结合岩性粒度变化,可识别9个底栖有孔虫组合,对应5个海相层和4个陆相至过渡相层;结合AMS14C和OSL测年数据建立了钻孔晚更新世以来的年代地层,可以与南黄海其他钻孔的地层进行对比。应用属种组合和不同生态种的丰度变化,探讨了研究区末次间冰期以来的古环境变化,认为海平面频繁波动是该地区不同成因类型地层从陆相、潮间、滨岸、滨海、近岸浅海、到浅海反复演替的关键。孔段2040~2780 m（MIS3早期）和5500~7120 m（MIS5e）的底栖有孔虫优势种是 Buccella frigida和Protelphidium tuberculatum,代表了与目前相似的冷涡边缘的冷水环境,指示南黄海古冷水团在MIS5e和MIS3早期高海平面时期已经存在。     

渤海辽东湾沉积物的元素地球化学

几十年以来,渤海辽东湾沉积物的元素地球化学研究取得了长足的发展,尤其对辽东湾北部、南部、河口和潮间带沉积物重金属环境地球化学的研究取得了显著成果。目前,辽东湾沉积物元素地球化学的研究多集中在辽东湾北部和河口等地区表层沉积物的重金属分布和污染评价方面,对于辽东湾沉积物系统地元素地球化学,特别是稀土元素地球化学和浅地层元素地球化学研究仍有待加强。