南大西洋渐新世初碳酸盐记录(ODP 1263站)

渐新世初期,南极大陆在短时间内出现永久性冰盖,地球由两极无冰进入到单极有冰的特殊时期。越来越多的研究表明,这一重大气候转型事件与大气CO2及大洋碳储库的变化密切相关。南大西洋ODP 1263站碳酸钙软泥的粒度分析揭示了在渐新世初期发生的强烈碳酸盐溶解事件,碳酸盐溶解超前于底栖有孔虫氧同位素重值约100 ka,显示碳酸盐溶解事件先于南极冰盖的形成。由于碳酸钙泵的作用,碳酸盐的溶解会消耗大量的大气CO2,从而可能驱动了气候的快速变冷,导致南极大陆永久性冰盖发育。     

中国晚始新世—早渐新世地层孢粉组合及其古气候特征

始新世—渐新世是从65Ma恐龙绝灭以来新生代地球历史上最重要的事件, 此时地球从“暖室”过渡到“冰室”, 全球气候突变, 南极冰首次出现, 气候突变引起生物的大绝灭, 而我国的孢粉组合也有明显的变化特征.根据我国各个区始新世晚期—渐新世早期地层中孢粉组合的演化规律来探讨当时我国的古气候变化规律, 研究认为中国从始新世晚期到渐新世早期总体上亚热带、热带植物成分丰度和分异度都降低, 温带植物如桦科和榆科花粉大增, 耐寒山地针叶植物大量发育, 干旱类型植物增加, 草本植物开始繁盛.这些反映了从始新世晚期到渐新世早期植被组成由热带亚热带常绿阔叶树为主的针阔叶林转变为落叶树为主的针阔混交林, 说明晚始新世气候温暖湿润过渡到早渐新世气候变干变冷.孢粉植物群所反映的我国气候变化趋势与全球气候变化趋势一致, 说明我国的陆地也受全球构造的演变和南极大陆冰盖的影响.      

南海北部渐新世末的构造事件

ODP1148站以及珠江口盆地沉积物均记录了渐新世末发生的重大地质构造事件, 这一构造事件在时间上与南海扩张轴发生跳跃的时间十分吻合, 是渐新世以来南海构造演化史上最为重大的构造事件, 涉及到南海扩张、盆地类型转化、沉积物源变迁等一系列相关联的重大地质事件.伴随这一地质构造事件, 南海北部沉积物成分发生剧烈改变, 出现渐新世-中新世地球化学成分上的跳跃, 在深海沉积中发生沉积间断及滑塌事件, 并使珠江口盆地由断陷型盆地转为坳陷型盆地, 白云凹陷由渐新世晚期的浅水陆架环境转为中新世以后的深水陆坡环境.可以认为, 这次构造运动奠定了我国现代的地理格局, 也标志着我国东部陆相盆地最佳烃源岩形成期的结束, 在南海乃至东亚地区影响深远.      

我国陆相渐新世哺乳动物群的划分及排序

亚洲渐新世不是原认为的三分，而是仅包括两个期：早渐新世三达河期和晚渐新世塔奔布鲁克期。我国渐新世的地方动物群排序为：早渐新世包括（从早到晚）克克阿木、乌兰布拉格早期和乌兰布拉格晚期３个动物群；晚渐新世包括（从早到晚）４个动物群：沙嘎特动物群、塔奔布鲁克动物群、伊克布拉格动物群和索索泉动物群。“始新世末事件”在亚洲也很明显，主要表现为较原始的古老的哺乳动物在渐新世初就大量迅速绝灭。在渐新世期间，哺乳动物的变化主要表现为进化程度上的演变和替代。上述演变主要与当时全球的气候变冷、变干燥和亚洲地形的变化有关。     

始新世-渐新世界线的全球气候事件：从“温室”到“冰室”

新生代以来,全球气候在持续不断的变冷,从两极无冰的"温室地球"变为现今两极终年有冰的"冰室地球",经历了多次冰盖扩张的变冷事件。始新世-渐新世界线（E/O）附近,δ¹⁸O值大幅度正偏,在短期内由 1．2‰迅速增加到 3．0‰,底层海水温度从12 ℃降低为 4．5 ℃。保存在大洋和大陆中的记录表明：E/O界线附近,全球气温大幅降低,海陆生物均有不同程度的灭绝,指示了气候变冷、变干的趋势。始新世-渐新世转换期间,南极洲与澳大利亚之间的塔斯曼尼亚海道和南极洲与南美洲之间的德雷克海峡（DrakeStrait）相继打开,形成环南极洋流,从而阻止赤道地区的热量向南极传送,导致南极大陆"热隔绝",使南极大陆东部为冰川所覆盖。最近的研究显示,E/O事件是与大气CO₂含量快速变化密切相关的瞬时气候变化,其变化速率类似于现今地球由于人类活动引起大气CO₂的变化,表明大气CO₂浓度的变化在这一事件中起了极为重要的作用。     

The Eocene-Oligocene Climate Transition: Review of Recent Progress

始新世—渐新世(E-O)气候转变(34Ma前后)是新生代气候演化过程中最显著的变冷事件之一,标志着地球气候由“温室”进入“冰室”.这一转变伴随着地球环境的一系列重大变化,对于研究新生代气候变冷的驱动机制、区域气候对全球重大气候事件的响应方式、重大气候事件对生态环境及生物演替的影响等具有重要意义.近年来地质记录和气候模拟在E-O转变研究上取得了一系列重要进展:①不同纬度区的地质记录揭示出这一转变伴随着全球性的显著降温,指示其触发因素是全球性的;②气候模拟研究揭示出大气CO2浓度降低及与之联系的全球碳循环变化是导致这一转变的主因,否定了传统认为的环南极流形成导致E-O气候变冷的假说;③深海沉积记录揭示出这一转变过程持续400～500ka,表现为全球降温和南极冰盖形成先后两阶段变化;④海—陆气候记录的对比初步揭示出陆地区域的干旱化可能主要与全球降温(对应于E-O转变的第一阶段)相关.当前对E-O气候转变的研究还存在地质记录分辨率不够高、模拟结果与地质记录不完全吻合、陆地记录相对较少等方面的不足.更精确的大气CO2浓度和温度的重建、更多高分辨率海—陆气候记录的研究以及古气候数值模拟的改进有望进一步揭示出E-O转变过程中气候系统各要素的变化特征和相互关系,为更深入认识这一转变的驱动机制提供依据.     

南海渐新世以来构造演化的沉积记录--ODP 1148站深海沉积物中的证据

南海ODP 1148站井深859 m、时间跨度32.8 Ma,是南海大洋钻探中取芯最长、年代最老的站位,详细记录了渐新世以来南海北部的演变历史。该站位深海沉积物地球化学分析结果显示,自早渐新世以来南海经历了复杂的沉积、构造演变过程。在32 Ma、30 Ma、28.5 Ma、25 Ma、23.5 Ma 和16 Ma以及10 Ma、8 Ma和3 Ma沉积物成分存在明显的突变或不连续面。特别是在晚渐新世沉积物成分发生剧烈改变,并伴有沉积间断和滑塌作用,代表着南海以及我国东部地区一次重大构造运动,该构造运动对我国近代地理格局的形成以及我国东部地区众多陆相盆地由断陷型转为坳陷型起到了极为关键的作用。     

南海北部渐新世末沉积环境及物源突变事件

南海北部沉积物成分在渐新世末(23.8Ma)发生剧烈改变,出现地球化学成分上的突变,并在深海沉积中发生沉积间断及滑塌堆积。这些沉积事件在时间上与南海扩张轴由东西方向转为北东—南西方向发生跳跃的时间十分吻合,是渐新世以来南海构造演化史上最为重大的构造事件。经过这次构造事件,白云凹陷由渐新世晚期的浅水陆架环境转为中新世以后的深水陆坡环境,南海北部地区沉积物源由渐新世近源为主转变为中新世远源为主的供给特点;并使南海北部地区自中新世以来总体呈现海侵的特征。这次沉积环境与物源突变事件对南海北部地区油气藏的形成影响深远。     

青藏高原沱沱河盆地渐新-中新世沉积环境分析

沱沱河盆地保存着青藏高原内部至今发现最完整的渐新世至中新世连续沉积记录,由渐新世雅西措群(31.3～23.8 Ma)和早中新世五道梁群(23.8～21.8 Ma)组成,总厚度2 393 m.雅西措群主要为紫红色、砖红色砂岩、粉砂岩与泥岩韵律互层,五道梁群为一套内陆湖泊相泥灰岩、内碎屑灰岩和叠层石灰岩沉积.沱沱河盆地渐新-中新世沉积环境经历了3个阶段的演化:(1)早渐新世,以河流环境为主,古水流以北向为主,反映古气候条件比较干燥;(2)中晚渐新世,以湖泊环境为主,古水流以东北向为主,古气候条件相对温暖潮湿;(3)晚渐新世至早中新世,主要为湖泊环境,古水流转为南向,沉积岩性由雅西措群项部的砂泥岩互层为主转变为五道梁群的泥灰岩为主,反映当时的物源区发生重大转变,构造活动趋于稳定,古气候条件由温暖潮湿转为干燥.沱沱河盆地渐新-中新世气候和构造活动历史对于研究青藏高原早期隆升作用和全球气候变化都有重要意义.     

始新世—渐新世气候转变研究进展

始新世—渐新世（E—O）气候转变（34 Ma前后）是新生代气候演化过程中最显著的变冷事件之一,标志着地球气候由“温室”进入“冰室”。这一转变伴随着地球环境的一系列重大变化,对于研究新生代气候变冷的驱动机制、区域气候对全球重大气候事件的响应方式、重大气候事件对生态环境及生物演替的影响等具有重要意义。近年来地质记录和气候模拟在E—O转变研究上取得了一系列重要进展：①不同纬度区的地质记录揭示出这一转变伴随着全球性的显著降温,指示其触发因素是全球性的;②气候模拟研究揭示出大气CO2浓度降低及与之联系的全球碳循环变化是导致这一转变的主因,否定了传统认为的环南极流形成导致E—O气候变冷的假说;③深海沉积记录揭示出这一转变过程持续400～500 ka,表现为全球降温和南极冰盖形成先后两阶段变化;④海—陆气候记录的对比初步揭示出陆地区域的干旱化可能主要与全球降温（对应于E—O转变的第一阶段）相关。当前对E—O气候转变的研究还存在地质记录分辨率不够高、模拟结果与地质记录不完全吻合、陆地记录相对较少等方面的不足。更精确的大气CO2浓度和温度的重建、更多高分辨率海—陆气候记录的研究以及古气候数值模拟的改进有望进一步揭示出E—O转变过程中气候系统各要素的变化特征和相互关系,为更深入认识这一转变的驱动机制提供依据。     

南海ODP1143站上新世至更新世天文年代标尺的建立

基于底栖有孔虫δ18O的精确的年代标尺是古海洋学研究的基础, 特别是长度超过5 Ma, 分辨率小于5 ka的连续δ18O记录在全球大洋深海记录中更是凤毛麟角.在大西洋和东太平洋已经建立起了类似的代表性剖面, 如大西洋ODP659站和东太平洋ODP846站, 但在对全球气候有着重要影响的“西太平洋暖池区”还没有建立起这样的剖面.以南海大洋钻探184航次1143站底栖有孔虫的δ18O为材料, 建立了西太平洋地区跨越5 Ma、分辨率达2~ 3 ka的天文年代标尺.天文调谐的基本原理参照Imbrie et al.(1984), 并将斜率周期上8 ka的相位差和岁差周期上5 ka的相位差从晚更新世扩展到5 Ma; 调谐目标选用Laskar(1990)的斜率和岁差; 调谐方法采用了有别于ODP659站和ODP846站的自动轨道调谐方法(Yu and Ding, 1998).调谐结果显示, 1143站190.77 m、191个冰期、间冰期的深海沉积记录了5.02 Ma的南海古海洋学历史; 1143站布容/松山磁性反转事件的年龄为0.78 Ma, 与前人研究结果一致; 15个识别出的浮游有孔虫生物事件年龄部分与已经发表过的年龄相吻合, 部分为该生物事件在南沙海区的新年龄.由年代标尺推导出的南海沉积特征显示, 2.9 Ma是沉积速率的一个转折点, 在此之前, 平均线性沉积速率只有39.5 m/Ma, 冰期、间冰期平均波动幅度为50 m/Ma; 2.9 Ma以后, 平均线性沉积速率猛然上升到65.4 m/Ma, 冰期、间冰期平均波动幅度为200 m/Ma.此外, 南海的沉积速率还显示出冰期或间冰期中的亚冰阶沉积速率高, 而相邻的间冰期或亚间冰阶的沉积速率低, 这种特点在更新世尤为典型.这可能与全球冰量变化带来的冰期、间冰期差异性风化剥蚀和搬运有关.      

南海ODP1148站中中新世(12～18.3 Ma) 天文调谐的年代标尺

ODP1148站深海沉积岩心的磁化率记录显示出较强的周期性变化规律．研究发现,中新世和渐新世的深海地层物性参数具有很强的斜率周期．Shackletoneta1．利用这一规律,以北半球高纬太阳辐射曲线作为天文调谐的目标,以ODP154航次的深海沉积岩心的磁化率记录作为调谐对象,将磁化率的极大值与北半球天文辐射的极小值相对应,建立了14～34Ma的天文调谐的年代标尺．采用相同的方法,利用南海北部ODP1148站深海沉积岩心的磁化率记录和北半球高纬太阳辐射曲线建立了南海中中新世天文调谐的年代标尺．调谐后的磁化率记录显示了很强的斜率周期和较强的岁差周期,并与太阳辐射在这2个记录上高度相关,此外偏心率周期在磁化率记录中也较显著．调谐后1148站的浮游有孔虫事件年龄与ODP154航次采用相同的天文调谐方法获取的事件年龄异常接近,而与传统方法获取的生物地层事件年龄有较大差距,这在一定程度上证明了利用天文调谐的方法建立中新世深海地层年代标尺的可行性．     

晚上新世以来南海北部深部水团演化

对南海北部大洋钻探184航次1146站晚上新世以来底栖有孔虫属种组合的Q型因子分析, 发现底栖有孔虫组合以2.1Ma, 1.5Ma和0.7Ma为界, 分为Stilostomella-Globocassidulina subglobosa-Nodogenerina, Bulimina alazanensis, Uvigerina perigrina和Melonis barleeanus-Globobulimina affinis-Bulimina aculeata4个组合.结合底层水溶解氧含量和浮游、底栖有孔虫碳同位素分析, 认为底栖有孔虫组合的变化是南海底层水影响所致, 以及南海北部表层和底层海水营养盐含量变化的共同结果.      

南海晚渐新世滑塌沉积指示的地质构造事件

南海北部ODP1148站晚渐新世至早中新世沉积以滑塌堆积和长时间沉积缺失为主要特征.由构造活动引起的沉积间断始于渐新世中期28.5 Ma至早中新世23 Ma左右结束.主间断面位于25 Ma, 亦即滑塌沉积层的底界.4次沉积间断总共造成至少3 Ma沉积记录的缺失.综合岩性、古生物年代测定、地球化学等分析结果, 表明南海晚渐新世的海底扩张模式呈多次跳跃式, 并以“25 Ma事件”为型变高峰.这一系列构造活动是欧亚、澳大利亚、菲律宾-太平洋板块相互作用的结果, 直接导致南海向前期裂谷更发育, 红河大断裂左擦拉张更强的南部扩张的转型.1148站的滑塌沉积为此次南海扩张转型提供了直接的证据.      

Li/Ca in multiple species of benthic and planktonic foraminifera: thermocline, latitudinal, and glacial-interglacial variation

Li/Ca ratios were measured in planktonic and benthic foraminifera from a variety of hydrographic settings to investigate the factors influencing lithium incorporation into foraminiferal tests including temperature, dissolution, pressure, and interspecies differences. Down-core measurements of planktonic (Orbulina universa, Globigerinoides ruber, and Globigerinoides sacculifer) and benthic foraminifera (calcitic Cibicides wuellerstorfi and aragonitic Hoeglandina elegans) show a systematic variation in Li/Ca with δ¹⁸O through the last glacial-interglacial transition. All species examined exhibit an increase in Li/Ca between 14 to 50% from the Holocene to the last glacial maximum. Li/Ca generally increases with decreasing temperature as seen in a latitudinal transect of planktonic O. universa and down-slope benthic species along the Bahama Bank margins. Postdepositional dissolution possibly causes a decrease in planktonic foraminiferal Li/Ca along the Sierra Leone Rise, and increased water depth causes a decrease in benthic foraminiferal Li/Ca in the deep Caribbean. However, none of these effects are sufficient to account for the observed glacial-interglacial changes. Physiological factors such as calcification rate may affect the Li/Ca content of foraminiferal calcite. The calcification rate in turn may be a function of carbonate ion concentration of ambient ocean water. This work shows that incorporation of lithium by foraminifera appears to be influenced by factors other than seawater composition and does not appear to be dominated by changes in temperature, dissolution, or pressure. We hypothesize that the consistent increase in foraminiferal Li/Ca during the last glacial maximum may be linked to changes in seawater carbonate ion concentration. Important parameters to be tested include calcification rate and foraminiferal test size and weight. If foraminiferal Li/Ca is dominantly controlled by calcification rate as a function of seawater carbonate ion concentration, then Li/Ca may act as a proxy of past atmospheric CO₂.     

Comparison of radiolarian/planktonic foraminiferal paleoceanography of the subantarctic Indian Ocean

A detailed paleoceanographic history of the Subantarctic region for the last million years was determined using paleomagnetic stratigraphy, radiolarian and planktonic foraminiferal biostratigraphy, and the oxygen isotope record from stages 1 to 13 (0.5 MY) in a deep-sea core (E45-74) from the southern Indian Ocean. Changes in the abundances of Antarctissa strelkovi and Neogloboquadrina pachyderma record 12 glacial/interglacial cycles. The paleoceanographic events based on the combined results of these siliceous and calcareous indexes agree with changes in the global ice-volume record. Calcium carbonate dissolution selectively alters the planktonic foraminiferal fauna and causes test fragmentation and increased numbers of benthic foraminifera and radiolarians. Intense periods of calcium carbonate dissolution are associated principally with glacial episodes and are probably related to increased Antarctic bottom-water activity as well as changes in surface-water mass positions.     

GEOLOGICAL EVENT ACROSS THE BOUNDARY OF THE LATEST PALEOCENE TO EARLIEST EOCENE IN TINGRI, SOUTHERN TIBET

GEOLOGICAL EVENT ACROSS THE BOUNDARY OF THE LATEST PALEOCENE TO EARLIEST EOCENE IN TINGRI, SOUTHERN TIBET1　DickensGR ,CastilloMM ,WalkerJCG .AblastofgasinthelatestPaleocene :Simulatingfirst ordereffectsofmassivedissociationofoceanicmethanehydrate[J].Geology ,1997,2 5 (3) :2 5 9～ 2 6 2 . 2　GibsonTG ,BybellLM .Paleocene/EoceneboundarystrataandeventsintheU .S .AtlanticCoastalPlains[J].JournalofVertebratePaleontology ,1993,13(3suppl.) :37. …     

Foraminiferal sequence biostratigraphy of the Oligo‐Miocene Janjukian strata from Torquay,southeastern Australia

The foraminiferal fauna from two holes near the coastal section of marls and limestones at Torquay is dominated by inner to mid‐shelf benthic forms, especially the cibicidids, discorbids and miliolids. Planktonic species are rare and rarely age‐diagnostic. A cluster analysis of the species occurrences and relative abundances identified four assemblages, A to D up‐section. These assemblages also closely correspond to lithological changes characterising lithostratigraphic units: Angahook Formation (assemblage A), lower and upper Jan Juc Formation (B, C) and Puebla Clay (D). Biofacies trends based on the relative abundances of inner and outer neritic taxa led to the recognition of third‐order sequences and boundaries equivalent to TB1.1 to TB1.4, confirming a previous identification on sedimentological grounds. They demonstrate that foraminiferal assemblages were directly influenced by third‐order sea‐level fluctuations and can be used to predict third‐order sequences. The long‐uncertain regional Oligocene‐Miocene boundary is placed at the Jan Juc Formation—Puebla Clay contact, across which there was a major faunal change. Several benthic forms disappeared, at least temporarily: Cibicidoides perforatus, Amphistegina lessonii and Pararotalia mackayi. The typical Miocene planktonic taxa Globoquadrina dehiscens and Globoturborotalita brazieri made their first appearance. These events were associated with an increase in inner neritic benthos signalling a low sea‐level, consistent with the contemporaneous global pattern.