南海东北部末次冰期以来的沉积环境演变

利用南海东北部上陆坡处所取的D孔柱样进行硅藻分析,结合粒度与碎屑矿物分析结果,探讨该海域末次冰期以来沉积环境演变过程.结果表明：粒度与硅藻分析结果较为吻合,共同显示D孔柱样可分为上下两层.上表层（0～2 cm）的砂质沉积层为冰后期海进过程改造的晚更新世残留沉积层,即变余沉积;下层（2～130 cm）主要是末次冰期形成的浅海沉积.整个柱样可反映出海洋同位素MIS 4期海退至MIS 3期海进与MIS 2期海退至冰后期海进的沉积变化韵律.     

南海南部末次冰期以来的沉积物特点及其古环境意义

对南海南部接近湄公河三角洲中陆坡上的MD01 2392站样品进行了地球化学和粒度分析,揭示出该站位上部12 8m地层包含了完整的末次冰期约7万年以来的沉积旋回。其MIS4期以来的沉积速率是南海南部已知站位柱状样中最高的,呈现冰期高而间冰期低的特征;并发现沉积物中Ti、Si、Fe和Al等元素含量在冰期时高,推测与低海面时期具较高的陆源物质输入有关。元素Sr、Ba、Ca的含量分布与CaCO3的相似,冰期低、间冰期和全新世高;推测冰期低值是陆源和非CaCO3物质稀释作用的结果。粒度分析表明粉砂(2～63μm)是该站陆源物质的主要成分,粗组分(>63μm)主要出现在MIS2的早、晚期,指示有浊流沉积存在。     

南海东北部冷泉区末次冰期沉积间断及其成因

对南海东沙海域冷泉区DH-CL10和DH-CL5柱状样开展AMS14C年代学、高分辨率底栖有孔虫和沉积物同位素以及沉积学研究。结果表明:DH-CL10柱状样在全新统底部574 cm处出现沉积间断,间断面相邻沉积物AMS14C年龄分别为9 850/(9 680~9 950) cal.aBP和27 610/(27 500~27 700) cal.aBP,相当于MIS2期和部分MIS3期的沉积缺失。底栖有孔虫Uvigerina bifurcata的δ13C值为-0.37‰~-1.91‰,平均值为-1.11‰,沉积物全岩碳同位素值为-22.7‰~-23‰,均为正常的碳同位素值。尽管该柱状样未发现天然气水合物分解释放的地球化学证据,但相邻的DH-CL5柱状样相当于其所缺失的部分沉积中的自生碳酸盐岩和沉积物的δ13C负偏明显,分别为-55.24‰和-25.9‰~-27.9‰,表明与天然气水合物分解有关。推断DH-CL10柱状样沉积间断所缺失的沉积物可能记录了天然气水合物分解的证据,且沉积间断主要出现在末次盛冰期低海平面,与天然气水合物易分解的时间相吻合,因此,沉积间断的形成可能主要与下伏天然气水合物的分解导致沉积物的滑塌有关。     

末次冰期以来南海东北部陆源有机碳埋藏通量演变:海平面和季风驱动

大陆边缘盆地是大陆风化剥蚀产物的主要沉积汇,其中有机碳的埋藏通量及其控制机制的研究对于理解全球碳循环具有重要科学意义。本研究基于南海东北部台西南盆地TWS-1岩芯的AMS14C测年、总有机碳、总氮含量和稳定碳同位素组成的分析,探讨了末次盛冰期23ka BP以来南海东北部陆源有机碳的来源、历史和影响机制。与潜在物源端元对比表明,台湾是研究站位沉积物陆源有机碳的主要物源,相对海源其贡献比例约为58%,陆源物质可能主要通过海底峡谷水道和低海平面时期陆架河流输入。重建的陆源有机碳通量在末次冰消期早期(19—13kaBP)和中全新世(7—4ka BP)期间有两个峰值,分别约0.16g/(cm2·ka)和0.09g/(cm2·ka)。综合分析表明,二者分别受控于冰期低海平面时期增强的陆架风化剥蚀和全新世季风强盛期降水驱动的古台湾岛剥蚀。我们的工作表明冰期-间冰期循环中海平面和季风分别驱动的大陆边缘有机碳埋藏可能对全球碳循环和大气CO2浓度演变有重要影响。     

现代长江口的形成及末次冰消期以来沉积环境演变

利用在长江口崇明岛获得的一个第四纪钻孔,对中更新世末以来的沉积物进行了OSL、14C测年,在此基础上进行岩性、微体古生物和孢粉分析,以探讨现代长江口形成的基础以及末次冰消期以来在气候-海平面波动控制下河口沉积环境的演变。研究结果显示,本孔所在地中更新世末处于湖沼环境,但晚更新世一直以河流环境为主,且主要发育末次冰期的河道滞留相沉积。在此基础上,随着末次冰消期海平面的上升,先后发育了河口湾和三角洲沉积体系。末次冰消期的海平面快速上升在本孔沉积物记录中体现为微体古生物化石较丰富,潮流作用显著。全新世早期长江口堆积速率明显高于全新世中晚期,应当反映了温暖湿润的季风气候条件下入海泥沙非常丰富。     

南海北部末次冰期古海岸线遗迹及其分布

本文根据大量实测资料，运用地形地貌学、沉积学、古生物学、测年以及地震地层学等方法。论述了南海北部１２０－１５０ｍ水深范围内晚更新世末次冰期古海岸线这的特征及分布规律，对研究晚更新世以来的古地理及古环境有重要的意义 。     

末次冰期低纬度西太平洋硅藻席沉积中的硅藻记录

硅藻席沉积是由"树荫种"硅藻大量勃发并快速堆积而成。与成席硅藻同时大量生长的还有其他体型较小的硅藻。通过对WPD03和WPD12孔末次冰期低纬度西太平洋硅藻席沉积样品进行硅藻分析,共鉴定硅藻40属101种(含变种)。硅藻组成中既有淡水种和沿岸种以及外洋冷水种,也有外洋暖水种,但主要以大洋暖水种和广布种为主。在主要的硅藻属种中,Thalassionema frauenfeldii的平均百分含量最高,Thalassionema nitzschioides、Azpeitia nodulifera、Nitzschia marina、Hemidiscus cuneiformis等次之,这5种硅藻占了整个非成席硅藻物种相对百分含量的85%左右,说明在该海域表层水体硅藻席沉积过程中,这5种硅藻最容易与成席硅藻在同时期的环境中生存,形成勃发。初步断定硅藻席形成时期环境为热带水体的大洋性环境。     

南海南部浮游有孔虫氧碳同位素记录的末次冰期以来古环境变迁

以南海南部86GC沉积物柱状样为研究对象,通过对浮游有孔虫氧、碳同位素组成和AMS14C测年的研究,初步确定该柱状样包含了氧同位素3期晚期以来约31 400 a的沉积。结合浮游有孔虫组合和沉积物地球化学记录,分析认为,研究区域末次盛冰期发生于大约29~19 kaBP,其中又以28~26 kaBP为顶峰时段;在大约21~20 kaBP之间,可能有过一次短暂的海平面快速上升事件。单从δ18O记录来看,全新世南海南部的气候和古海洋环境似乎保持着较为稳定的状态,但期间δ13C及其他一些古气候指标却记录了多次回返性事件,反映出由于冬季风的短暂加强,导致全新世该区域气候环境在总体适宜的背景下仍然具有不稳定性。     

南海北部陆坡ZSQD196PC柱状样末次间冰期以来的古海洋学记录：氧同位素、有孔虫和硅藻

为了解南海北部陆坡末次间冰期以来的古海洋沉积环境演化特征,对研究区ZSQD196PC柱状样有孔虫、硅藻及有孔虫氧同位素资料开展了分析。依据沉积有孔虫、硅藻主要属种的百分含量、丰度及组合特征,将有孔虫划分为3个组合,分别对应于氧同位素MIS1、2、3~4期;将硅藻划分为4个组合,大致对应于MIS1~4期。MIS1期有孔虫以暖水种占优势,Pulleniatina obliquiloculata百分含量显著升高;硅藻丰度低且以热性种占优势,其中冷期出现大量沿岸种,反映相对温暖的气候条件。MIS2~4期有孔虫以冷水种占优势,温跃层种含量相对较高;硅藻丰度高且以广布种占优势,出现沿岸种含量的升高,反映较冷的气候条件。通过对比浮游有孔虫氧同位素,分析讨论了末次盛冰期、Blling—Allerd暖期和新仙女木事件在ZSQD196PC柱状样的沉积响应,揭示了末次冰期中的气候波动。     

南海深水区末次冰期和冰后期沉积物堆积速率的特征

通过统计南海100 m以下深水区的136个沉积柱状样的分析数据,对南海末次冰期以来的堆积速率进行了统计.计算出MIS(marine isotope stage)1期的年均沉积量为152.3 Mt/a,2期的为215.2 Mt/a,主要为陆源物质的贡献.无论在末次冰期还是在冰后期,堆积速率均在南海西南部最高,其次是在东北部,在其他地区较低.由于侧向搬运和顺坡搬运频繁,虽然整体上末次冰期的堆积速率高于冰后期的,但在沉积物高速堆积地区附近有相反的变化趋势.     

中国东海2万年来海平面变化分析

拟通过中国东海相对海平面与全球海平面对比分析,来获得东海构造沉降数据。但在对比分析的过程中发现,断裂作用对中国东海150m以深海域相对海平面的变化有重要影响。这种作用使东海150m以深海底至少下降了30m,这是我国学者先前误认为中国东海末次冰盛期最低海面位置位于现今海面下150～160m一带的主要原因。在此基础上,进一步对水与冰川重力均衡、沉积物压实和构造沉降作用进行了探讨。结果认为重力均衡不足、沉积物压实作用微弱,构造沉降是造成东海相对海平面与全球海面之间差异的又一重要原因。同时发现东海构造沉降随水深呈规律性变化。断裂作用的表现结果所赋予的更深层次的思考与认识是,在17kaB．P．以前,中国东海水深150～160m一带是1个相对隆起带,其存在对陆架区圈闭和捕获中国大陆古水系和沉积物具有重要意义。     

末次盛冰期末期以来南海北部陆坡的陆源物质输入及其控制因素

通过对南海北部陆坡KNG5孔沉积物粒度、粘土矿物和14C年龄的综合分析, 探讨了南海北部陆坡的沉积物来源及其控制因素。物源分析表明, KNG5孔17.5-12.5ka BP的沉积物主要来源于珠江, 12.5ka BP 时粘土矿物组合突然发生改变, 并且自12.5ka BP以后, 高岭石含量总体稳定, 说明12.5ka BP时海平面已上升到相当的高度, 并且可能当时南海的现代环流系统已开始形成, 西行的广东沿岸流导致向外扩散的珠江物质减少, 由于受北太平洋深层水(NPDW)和黑潮(KC)南海分支的作用, 台湾成为此时沉积物的主要贡献者。KNG5孔17.5-11ka BP时期的粘土矿物和粒度变化主要受控于海平面和洋流系统的变化。全新世早期(11.0-8ka BP)平均粒径达到最细和1-2.2m 粒级含量达到最高值可能是强盛的夏季风作用的结果。全新世中晚期(8—0ka BP) 1-2.2?m组分含量的减少是8ka BP以来东亚夏季风减弱的具体体现, 1-2.2m 粒级含量指示的东亚夏季风变化能和北半球其它季风指标能很好地对应起来, 说明这次季风减弱是北半球各个季风系统的共同现象。     

南海北部中生代沉积模式

南海东北部与西北部海域均分布有中生代地层,地震勘探揭示南海北部中生界东、西之间在地震相及沉积充填结构上存在明显差异,东部中生界为双层结构,而西部为单层结构.东部中生代地层由海相及海陆过渡相侏罗系与陆相白垩系组成,而西部则由陆相白垩系构成,缺失侏罗系.从海水入侵方向看,南海北部中生界与特提斯域无关,可能更受太平洋域的影响.侏罗纪古太平洋边缘海盆在南海北部主要分布在珠江口盆地东部及台西南盆地,从早侏罗世到晚侏罗世海盆范围逐渐缩小;白垩纪南海北部整体抬升,除台西南盆地东部接受海相沉积外,白垩纪南海北部以小型断陷盆地为特征,在断陷盆地内接受陆相河湖相沉积.南海北部在中生代时期位于特提斯构造域与太平洋构造域的交接部位,东部中生界双层结构、西部单层结构的沉积模式进一步明确濒太平洋构造域的对南海北部中生界的控制作用,同时东部将是中生代油气勘探的有利区域.     

末次盛冰期以来东海陆架南部EA05岩心地层划分及其古环境意义

通过综合分析东海陆架南部EA05岩心上部30 m的岩性、有孔虫丰度和一些特征的地球化学参数,探讨了该段岩心的气候地层划分。该段岩心可依次划分为末次盛冰期(30~11.85 m)、冰消期(11.85~5 m)和冰后期(5~0 m)地层。末次盛冰期时气温低,研究区水深浅,沉积物中有孔虫丰度很低,且大多数热带浮游有孔虫种属消失,此时陆源物质输入量较大,沉积物中有机质含量高,黑潮对东海陆架南部影响小。随着冰消期以来气温回升,海面上升,研究区水深增大,岩心中有孔虫丰度急剧增加;陆源物质输入量减少,沉积速率降低。大约在16 ka B.P.左右,黑潮重新开始对东海南部陆架产生影响。在EA05岩心的6~5 m,3.4~3.0 m和1.4~1.2 m处分辨出了3个冷事件,可能分别对应于YD事件、8.2 ka B.P.冷事件和3.8 ka B.P.新冰期Ⅲ,反映出该地区冰消期和冰后期气候波动较大。     

南海北部陆架坡折附近表层沉积物的粒度特征和其输运趋势

对南海北部陆架坡折附近取的50个表层沉积物样品,作粒度测试,计算粒度参数。粒度分析表明研究区的沉积物主要存在4种类型:含砾砂、砾质砂、砂质砾和含砾泥质砂;沉积物组分中砾石和砂占绝对优势,基本上不含黏土。综合因子分析和聚类分析的结果把研究区划分为4类沉积区:Ⅰ类沉积区属于内陆架沉积区,Ⅱ类沉积区属于陆架坡折上部沉积区,Ⅲ类沉积区属于陆架坡折下部沉积区,Ⅳ类沉积区区属于陆架边缘沉积区,每类沉积区都代表着不同的沉积环境。研究区沉积物的粒径趋势分析结果显示,陆架坡折附近的沉积物主要向内陆架和外陆架边缘或上陆坡输运,同时存在着跨陆架输运和沿陆架坡折输运现象,这与研究区实测的底流方向相一致。本研究表明,南海北部陆架坡折附近的沉积环境和沉积物输运模式比较复杂和特殊。本研究对今后陆架和陆坡区其他相关的研究具有十分重要的指导和借鉴意义。     

晚更新世末期东海陆架沙海之形成

距今18000a前的海面比现在低约130m。那时东海的大部分、台湾海峡都出露成陆，构成亚洲东部最大的南北向低平原。该低平原在寒冷而又干燥的冬季风作用之下，出现了大面积的沙海环境，或者称为陆架沙海，并构成北半球沙漠带的最东缘。     

中国南海表层沉积硅藻的分布及其与环境关系探讨

通过对中国南海62个站位表层沉积硅藻的分析,查明研究海区硅藻的种类组成及分布特点。共鉴定到硅藻56属的235个种(包括变种和变型),以热性外洋种为优势,伴有一定量的近岸广布种。总体上,南海硅藻丰度变化呈现从陆架向陆坡至海盆递增的趋势。根据表层沉积硅藻中具有指示意义的硅藻种的分布和生态变化,划分6个硅藻组合带,各组合分别反映不同的海洋环境,其分布主要受到海洋环流的影响,表现为黑潮暖流、印度洋暖水的入侵以及沿岸流对南海表层沉积硅藻分布的影响。与南海相邻海区硅藻种类比较结果表明,研究海区表层沉积硅藻种类组成与临近的菲律宾海域相似程度最大,其次是中国东海海域、太平洋东北部海域。     

南海东北部深海盆末次冰盛期以来陆源碎屑粒度特征及影响因素*

南海东北部深海盆底流演变受多种因素控制, 但目前对末次冰盛期以来底流的敏感指标、演变过程及其控制因素还缺乏深入认识。本文选取南海东北部深水区16ZBS11岩心开展陆源碎屑粒度测试和年龄测定, 通过粒级-标准偏差法提取环境敏感因子, 并计算底流强度及搬运能力。研究结果表明, 研究区陆源碎屑主要由粉砂和粘土组成, 砂组分仅在部分层位出现。南海东北部深海沉积环境经历了3个演化阶段, 第Ⅰ阶段为22.39~16.02ka BP, 第Ⅱ阶段为16.02~9.58ka BP, 第Ⅲ阶段为9.58ka BP至今, 各阶段粘土和粉砂组分均呈反相演变过程。海平面变化是深海沉积和海洋过程的重要影响因素, 末次冰盛期以来南海东北部深海盆底流强度和搬运能力逐渐减弱并呈同步变化, 16ka BP、11.5ka BP后南海分别与印度洋、台湾海峡连通, 影响了南海北部的海洋过程。特别是9.58ka BP以来南海北部海洋混合方式和强度的改变, 深刻影响着深海陆源碎屑的输运及沉积演化。本文研究结果为深入认识南海北部底流活动演变和南海深海过程提供了新证据。     

夏季南海东北部和东海陆架浮游植物群落结构昼夜变化的比较研究

于2008年和2009年夏季分别对南海东北部和东海陆架区浮游植物生物量和群落结构的昼夜变化进行了24 h时间序列连续观测和研究。通过高效液相色谱法分析浮游植物特征光合色素可以看出3个测站的叶绿素a浓度均呈现出明显的昼夜变化,最高值出现在夜间,而在中午至午后达到最低值,而这种昼夜变化主要是由于光照和潮汐作用所导致。各站均以硅藻为最主要的优势类群,受上升流影响的S702站硅藻生物量超过80%,S305和DH04站硅藻也占据了35%~50%,且3个测站硅藻生物量昼夜变化与叶绿素a一致,但所占生物量百分比却在叶绿素a高值的时间段较低,表明高生物量对应着更为丰富的浮游植物类群组成多样性。除硅藻外,S305站青绿藻也表现出与叶绿素a同步的昼夜变化规律。而在东海DH04站,由于存在明显层化特征,聚球藻是上混合层的主要优势类群,且表现出与叶绿素a一致的变化。黎明前后,甲藻出现了暴发式的生物量升高,所占生物量超过30%,由于其昼夜变化并不明显,分析可能由于水团的侧向输送所致。