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.      

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．     

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.      

南海渐新世以来粘土矿物的演变特征及意义

通过对南海北部ODP184航次1148站32.8Ma以来深海沉积物中粘土矿物组成及其变化特征的分析,发现以15.5Ma为界,下部沉积物粘土矿物组成中蒙脱石含量高达70%,上部则以伊利石和绿泥石逐步增高、蒙脱石含量明显下降为特征,揭示出该区深海沉积物中粘土矿物演变可以分为32.8～15.5Ma的构造控制期和15.5Ma以来的气候控制期。在构造控制期,粘土矿物成分记录了南海扩张演变的历史;而在气候控制期,粘土矿物特征除反映出南海北部周边总体降温的过程外,还显示了3Ma的突然降温,与该站底栖有孔虫氧同位素资料反映的全球气候变化具有很好的对比性。     

渐新世初大冰期事件:南大西洋ODP1265站的记录

始新世—渐新世(EO) 过渡期间, 地球由两极无冰的“温室地球”进入到南极有冰的“冰室地球”, 其中以发生在早渐新世初的大冰期事件尤为意义重大.南大西洋ODP1265站氧碳稳定同位素在EO过渡期间发生重大变化, 表明早渐新世全球气温迅速下降, 南极大陆东部首次出现大规模永久性冰盖, 同时全球碳储库发生重大改组, 这一结果与全球其他地区的记录一致.碳酸盐含量、粗组分、浮游有孔虫碎壳率以及碳酸钙软泥的粒度在EO界线附近都发生了突变, 指示了海洋表层生产力的升高、碳酸盐补偿深度(CCD) 的突然加深以及气候快速变冷对生物和碳酸盐沉积的影响.      

南海ODP1143站底栖有孔虫Cibicidoides与Uvigerina稳定氧碳同位素值的均衡试验

从南海南部ODP184航次1143站上部合成深度190.77m共1992个样品中, 由老到新挑选了64个样品, 测试了同一样品中底栖有孔虫Uvigerina peregerina与Cibicidoides wuellerstorfi的δ18O和δ13C值, 结果表明1143站U.peregerina与C.wuellerstorfi的δ18O差值的平均值约为(0.614±0.07)×10-3, 而δ13C差值的平均值约为(0.692±0.04)×10-3.1143站U.peregerina与C.wuellerstorfi的δ18O差值与大西洋和东太平洋的标准差值0.64×10-3比较接近, 而δ13C的差值却比大西洋和东太平洋的标准差值0.9×10-3轻0.2 08×10-3, 可能是由于南沙珊瑚礁区较低的生产力缩小了沉积物与海水之间的δ13C的差异而引起的.该均衡试验为南海甚至西太平洋的古海洋学研究提供了上述2种底栖有孔虫氧碳同位素值转换的标准.      

Late Oligocene sedimentary environments and provenance abrupt change event in the northern South China Sea

A significant change in composition was recorded in late Oligocene sediments from the northern South China Sea. This abrupt event coincided with the seafloor spreading axis jump across the Oligocene/Miocene boundary, leading to sedimentation breaks and slumps as well as obvious changes in sediment geochemical composition, and representing the greatest tectonic activity in the South China Sea region since the Oligocene. Through this tectonic event, the sedimentary environment in the Baiyun sag area transformed from a continental shelf in the late Oligocene to a continental slope since the early Miocene, the provenance of the sediments changed from neighboring areas to the hinterland of the South China block, and the sea level rose since the early Miocene in the area. Therefore, this abrupt change event has a profound influence on the evolution of petroleum offshore in the northern South China Sea. __________ Translated from Geology in China, 2007, 34(6): 1022–1031 [译自: 中国地质]     

南海ODP1144站深海沉积牵引体的岩石物理模型研究

ODP1144站是南海唯一钻揭深海沉积牵引体的站位,其完整的岩芯和测井资料为开展该沉积牵引体的岩石物理模型研究提供了良好的基础。此项研究对于理解南海深海沉积物中岩性参数与弹性参数间的关系具有重要意义,并可为根据反射地震资料开展定量岩性参数预测提供依据。对现有的深海沉积物岩石物理模型包括Wood悬浮模型、等球体颗粒接触模型、Sun速度一孔隙度关系模型进行了综述。根据岩芯分析资料将1144站深海沉积物的矿物组分简化为粘土矿物、碳酸盐、陆源碎屑和硅质生物4类;其中后3种组分的弹性模量及密度值分别由其代表矿物——方解石、石英及蛋白石的理论值代替,粘土矿物组分的等效弹性模量和等效密度则分别由Voigt-Reuss-Hill平均和体积平均计算得出。将3种岩石物理模型应用于1144站,计算得出深海沉积物的纵波速度并将其与声波测井纵波速度进行比较。结果表明,Sun模型计算结果与实测结果的吻合最好,误差最小;Wood模型所得结果在浅层与实测结果较吻合,在深层与实测结果出现偏差,误差较小;而等球体颗粒接触模型计算结果整体偏高,误差较大。     

Quaternary palaeoceanographic changes in the northern South China Sea (ODP Site 1146): radiolarian evidence

The abundance and accumulation rates of siliceous microfossils in the northern South China Sea, including radiolarians, diatoms and sponge spicules, increased during most glacial intervals within the past 1100 kyr. Similar trends are observed in the index of thermocline surface radiolarians (TSR), diatom accumulation rates (DAR), charcoal accumulation rates (CAR) and the abundance of radiolarian species Cycladophora davisiana davisiana. Decreasing sea‐surface temperature accompanied by increased seasonality since 900 ka is indicated by a decline in the tropical radiolarian assemblage, including Tetrapyle octacantha and Octopyle stenozona, and by an increase in the subtropical assemblage, including Pterocorys zancleus, Peromelissa phalacra and Ommatartuts tetrathalamus tetrathalamus. Rapid increases at about 800 to 700 ka of siliceous microfossils, charcoal, subsurface and intermediate radiolarians, as well as the TSR index and the DAR, imply a fundamental shift in climate and a shoaling thermocline. Although these fundamental changes in the silicious fauna and flora of the South China Sea take place within the context of a developing 100‐kyr cycle, they do not change in step with changing sea‐level as indicated by marine δ¹⁸O. This is most clearly illustrated by the step‐like increase in silica accumulation (radiolaria, diatoms and sponge spicules) at 680 ka. Rather, these fundamental changes probably reflect intensified surface productivity associated with enhanced East Asian winter‐monsoon circulation. Copyright © 2003 John Wiley & Sons, Ltd.     

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。     

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.      

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。     

南海北部一百万年以来的表层古生产力变化：来自ODP1144站的蛋白石记录

通过南海北部ODP 1144站蛋白石含量测定及其堆积速率的计算,并结合氧同位素记录等相关资料,获得南海北部1050ka以来高分辨率的表层古生产力变化与冰期旋回和东亚季风的关系。约900ka以来,蛋白石含量及其堆积速率较900ka以前明显增加,反映了“中更新世革命”事件之后,全球气候变冷,并导致表层生产力的提高。由于第四纪冰期旋回中的冬、夏季风的加强,加上1144站特殊的地理位置,使该站在冰期时表层生产力增加,间冰期时表层生产力降低。浮游有孔虫氧同位素记录与蛋白石含量及其堆积速率的时间序列频谱分析结果显示,三者均出现了相对应的偏心率周期、斜率周期和岁差周期,说明该站表层生产力的变化主要受地球轨道周期的驱动。     

南黄海西北部晚更新世以来的沉积环境演化

利用在南黄海西北部陆架获得的3500 km高分辨率浅地层剖面资料,结合3口地质钻孔的岩芯资料,建立了研究区晚更新世以来的沉积地层格架,厘定了地层地质年代。研究表明,过孔的浅地层剖面与钻孔岩芯的沉积地层有很好的对应关系。浅地层剖面可划分出5个主要不整合面(T5～T1)和6个主要地震单元(SU6-SU1),相应的钻孔岩芯可划分出6个主要的沉积单元(DU6-DU1),反映了大约128 ka以来的地层结构和沉积环境演化。钻孔沉积物岩性相特征、测年数据和地层反射特征表明研究区氧同位素5期(MIS5)发育了滨浅海相和三角洲相沉积,MIS 4发育了河流湖泊相沉积,MIS 3发育了三角洲相沉积,MIS 2发育了河流和河口相沉积,MIS 1发育了近岸水下楔形沉积。晚更新世以来,南黄海构造相对稳定,影响沉积环境演化的主要因素是海平面变化和沉积物物源。本文的研究对于深入了解南黄海西北部陆海相互作用过程、地质环境演化以及揭示全球变化的区域响应具有重要的科学意义。     

Cenozoic Calcareous Nannofossil Biostratigraphy of Sediments from Lingfeng Well in East China Sea

In the past15 years,the Cenozoic calcareous nannofossilsin the East China Sea were biostratigraphically studied duringthe extensive offshore petroleum exploration in a number ofbasins on the shelf of the East China Sea.A number of Pale-ocene to Quaternary nannofossil zones were recognized basedon the nannofossils from m any offshore wells (SBMGS,1989,1985 ) .These previous studies indicated a lot of biostratigraphicproblems,resulting in difficulties in the understanding of afurther detail…     

甘肃合作早三叠世钙质超微化石的发现

在甘肃合作地区早三叠世地层中发现了钙质超微化石，共属３种，共文描述了２个新属３个新种。它们位于斜坡脚－盆地的深海沉积环境中，与早三叠世早期双壳类Ｃｌａｒａｉａ共生，其下部有具早三叠世面貌的孢粉组合。经能谱成成分分析，这些化石为钙质。这些钙质微化石的发现使钙质超微化石的时代分布的可靠记录延至早三叠世。为今后中生代地层的划分对比及钙质超微化石的演化研究提供了较好的资料。文中依据所发现的钙质超微化石对沉     

南海晚新生代地层结构特征、沉积厚度及沉积模式

本文综合地震、钻井及区域地质资料，通过分析地震相参数等，研究南海晚新生代（E3-Q）地层结构特征和沉积厚度变化，建立了晚新生代沉积模式，所取得的研究成果可为南海油气的进一步勘探开发提供有效的基础资料。     

南海北部白垩纪—渐新世早期沉积环境演变及构造控制*

南海北部珠江口—琼东南盆地白垩系—下渐新统记录了华南大陆边缘从主动陆缘向被动陆缘的转换过程。基于盆地构造-地层、单井相、地震相等特征的综合分析,结合南海中南部的沉积环境和区域构造演化,探讨南海北部白垩纪—渐新世早期的沉积环境演变及构造控制背景。研究发现: (1)南海北部白垩系广泛分布,古新统分布极为有限; 始新世早-中期,琼东南盆地只在部分凹陷深部发育了小规模的滨浅湖相和扇三角洲相沉积,珠江口盆地白云凹陷以大规模发育的湖泊相为特征; 始新世晚期—渐新世早期,琼东南盆地和珠江口盆地白云凹陷都受到海侵作用的影响,以海岸平原相和滨浅海相为主。 (2)构造演变包括5期:包括白垩纪安第斯型大陆边缘的“弧—盆”体系发育期,古新世区域隆升剥蚀山间盆地发育期,始新世早-中期裂陷发育,始新世晚期—渐新世早期陆缘破裂期,渐新世晚期东部海盆稳定扩张期。最后,探讨了南海盆地中生代末/新生代初的动力学转换过程及特征。     

西菲律宾海190 ka以来钙质超微化石的氧碳同位素记录

对西菲律宾海Ph05-5柱状样190ka以来钙质超微化石进行了氧碳同位素分析.研究结果表明, 钙质超微化石δ18O值在末次间冰期(MIS 5e) 和全新世明显低于末次冰期(MIS5d~2) 和倒数第二次冰期(MIS6).超微化石δ18O值与浮游和底栖有孔虫δ18O值都呈明显的正相关关系, 但超微化石δ18O平均值比浮游有孔虫Globigerinoides rubber δ18O平均值高0.431×10-3, 比Neogloboquadrina dutertrei δ18O平均值低0.410×10-3, 而这三者又远远低于底栖有孔虫Cibicides wullerstorfi的δ18O平均值.超微化石δ13C值变化阶段性特征明显, 并与该孔超微化石绝对丰度变化趋势极为相似, 二者共同反映出西菲律宾海大约从190ka到110ka的MIS6和大约MIS 5e期, 表层海水初级生产力相当稳定且显著低于其他各时期; 大约从MIS5d期开始表层初级生产力显著上升, 初级生产力的这一高值一致持续到约25ka左右的末次冰期; 在25ka以来的MIS1、2期, 表层初级生产力有所下降, 但仍高于190ka到110ka的MIS6和MIS 5e期.      

南海沉积物总量的统计：方法与结果

通过收集包括大洋钻探钻井岩芯在内的大量地质地球物理资料，获得了南海的沉积物厚度分布格局，并统计了自渐新世以来的沉积总量以及E3、N11、N21、N31、N2、Q各时期的沉积量。结果表明，在前渐新世基底之上，南海海盆中共有7.01×106  km3的沉积物，总质量为1.44×1016吨。以渐新世33 Ma的年龄计，南海的平均堆积速率是12.8 g/(cm2·ka)。南海沉积物主要堆积在陆架和陆坡上，中央海盆的沉积总量不及全部的5%。陆架和陆坡上发育的沉积盆地，如果以沉积厚度2 km为边界，则只占南海总面积的34%，却堆积了南海沉积总量的82%，表明沉积盆地是南海接受沉积物的主体。晚渐新世是南海沉积量最大、堆积速率最高的时期，与全球沉积速率演变有明显差异，显示出边缘海盆地的沉积作用，首先受该地构造作用的控制。