西沙群岛晚第四纪碳酸盐岩淡水成岩作用: 来自永兴岛SSZK1钻孔的地球化学响应证据

基于中沙环礁潟湖的50.5 m钻孔岩芯,采用薄片观察、测年、主微量元素和碳氧同位素分析等方法,探讨了钻孔岩芯的层序地层、沉积微相和地球化学特征。结果显示该处沉积过程对晚第四纪海平面变化和物源有明显响应。结合测年结果,将岩芯的生物礁灰岩划分为10个更新世层序,且可与MIS5—MIS23阶段间冰期海水高位时期相对应。元素Sr和U的含量变化随深度加大而呈现阶梯式下降,这是由于冰期海水低位时期碳酸盐岩台地反复暴露使得老地层接受更长时间淡水成岩作用从而导致元素累积流失更多,且数值下降处可以指示层序界面。
该钻孔钻遇的珊瑚礁多发育在高位体系域的进积阶段,推测是由于晚第四纪时期海平面变化速度快,且呈现迅速上升而缓慢下降的特征引起的。物源贡献因子分析结果显示,陆源物质来源、文石和高镁方解石来源、低镁方解石来源和鸟类粪便来源等4类物源影响礁灰岩的主量元素组成。本研究还揭示出现今潟湖钻遇的珊瑚礁地层有对晚第四纪10万a短偏心率周期的海平面变化响应较好,体现潟湖和台地边缘珊瑚礁的差异生长是造成现今环礁潟湖水深较大的原因之一,对解释现代环礁由来有一定的启示意义。