南海北部海盆晚第四纪钙质超微化石及其古海洋学初步研究

本文根据南海北部海盆HY4—2柱状样的钙质超微化石分析结果,阐述了本区晚第四纪钙质超微化石分布特征,化石的溶解作用及暖水种化石的分布规律。依此对区内晚第四纪的地层及古气候环境进行了初步讨论。结果表明,柱状样所揭露的地层包括上更新统和全新统。其古气候包括了三个暖期和二个冷期等五个气候期。     

近1500年来南海东北部钙质超微化石特征及古海洋学意义

采用小珠标准法统计研究了南海东北部海盆边缘ＲＣ２６－１６站孔的钙质超微化石含量和组分丰度的变化特点,结合再沉积化石含量变化,分异度和溶解指数以及测年和氧同位素分析资料,确认新仙女木期发生于１１．４４－１０．４９ｋａ。     

南海中、北部表层沉积中钙质超微化石的分布

对南海中、北部从河口、陆架到陆坡、海盆146个表层沉积样中钙质超微化石的属种组合和数量分布进行研究,得出该区化石丰度、分异度、个体大小、溶解指数和属种及其组合分布的规律。化石丰度由陆架向陆坡增高,至陆坡下部又转下降。复合分异度H(S)值呈同样趋势。超微化石以Emiliania huxleyi和Gephyrocapsa oceanica为优势种,属北太平洋中央水团区。用计算机作对应分析,可分出三个组合区。南海的超微化石在生态上主要受水温控制,在沉积学上主要受陆源物稀释作用和深水碳酸盐溶解作用的控制。     

近15000年来南海东北部钙质超微化石特征及古海洋学意义

采用小珠标准法统计研究了南海东北部海盆边缘ＲＣ２６－１６站孔的钙质超微化石含量和组分丰度的变化特点，结合再沉积化石含量变化、分异度和溶解指数以及测年和氧同位素分析资料，确认新仙女木期发生于１１．４４～１０．４９ｋａ，其结束时间的再沉积化石丰度具有高峰值后突然下降的特点；全新世中期升温期或大暖期的出现时间为７．８０～５．２５ｋａ，具有化石丰度低而波动，分异度小，溶解指数高的特点；沉积速率由冰期向冰后期逐渐下降，就超微化石而论，其最高丰度值出现在沉积速率骤减处，而最低丰度值则可出现在沉积速率最大或最小期间。     

南海西部表层沉积中的钙质超微化石

分析研究了南海西部308个表层沉积样品中的钙质超微化石，发现除一个样品外，所有样品均含有钙质超微化石，但相对丰度相差悬殊，在0－1725个范围内变化。钙质超微化石在平面上的分布具有较明显的分区性，可划分为3个区。超微化石组合与南海其它地区超微化石组合面貌相似，由15属23种组成，以Gephyrocapsa oceanica，G.spp.（small）,Emiliania huxleyi和Florisphaera profunda为优势种，占90％以上，其中Florisphaera profunda为绝对优势种。本调查区超微化石的分布受多种因素的综合影响，重点讨论了水深、陆源物质的稀释作用、碳酸盐的溶解作用以及重力流的沉积作用等因素对超微化石分布的影响，并根据超微化石的分布推断碳酸盐临界补偿深度（CCrD）约为3100m，碳酸盐补偿深度（CCD）大于4300m。     

南海表层沉积物中钙质超微化石分布特征

为系统描述钙质超微化石在南海表层沉积中的分布特征,对遍布南海的175个样品进行了实验分析。发现不同地区钙质超微化石绝对丰度相差很大,从0—3.8×1010个.g-1不等。平面上将钙质超微化石丰度分为3个区。共鉴定出钙质超微化石21属28种,以Emiliania huxleyi、Florisphaera profunda和Gephyrocapsa oceanica为优势种,其中Florisphaera profunda占据绝对优势。南海钙质超微化石分布具有两个明显特征:一是14°N线南北两边钙质超微化石的分布存在差异;二是南海钙质超微化石丰度以南沙群岛和西沙群岛两片海域为最高,并有东北-西南走向的分布趋势。对影响钙质超微化石分布的水深、上升流与营养盐、陆源物质稀释作用、碳酸盐溶解作用等因素作了讨论,并根据钙质超微化石随水深的变化推测南海碳酸盐补偿深度应在4 000m左右。     

南海表层沉积钙质超微化石氧碳同位素研究

对南海34个站位表层沉积中的钙质超微化石进行了氧碳稳定同位素分析.结果表明,钙质超微化石δ^18O化范围为-2.656‰～0.006‰,平均为-1.517‰;δ13C值变化范围为-1.510‰～0.778‰,平均为0.140‰.通过与有孔虫同位素分析结果相比较,发现钙质超微化石δ^18O高于浮游有孔虫而低于底栖有孔虫,δ13C值低于浮游有孔虫而高于底栖有孔虫.从平面分布来看,南海表层沉积钙质超微化石氧同位素在东北和西南各存在一个小于-1.5‰的低值区,碳同位素在东北存在一个小于0的低值区.钙质超微化石与有孔虫同位素值的差异性可能与其生命效应及生活环境有关.而钙质超微化石与有孔虫同位素平面分布规律上的不同也揭示了海水温度、盐度、营养水平等海洋参数可能对超微化石和有孔虫同位素的分馏起不同控制作用.     

南海东北部表层沉积中钙质超微化石的分布

对南海东北部海区 (12～ 2 2°N、116～ 12 2°E) 15 5个表层样品进行了超微化石分析。结果显示 ,各站位样品超微化石总丰度相差悬殊 ,最多可达 1198枚 ,最少则样品中未发现超微化石。在总共 15 5个样品中 ,总丰度大于30 0枚的为 49个 ,占 31.6 % ,30 0～ 1枚之间的为 5 9个 ,占 38.1% ,未发现超微化石的样品有 47个 ,占 30 .3%。同时 ,超微化石在平面分布上可分成 7个区。超微化石组合主要由 15属 2 2种组成 ,在大多数样品中都是以Florisphaera profunda占绝对优势 ,这与南海其它地区超微化石组合面貌有明显差别。还讨论了影响超微化石分布的可能因素 ,包括水深、陆源物质稀释、碳酸盐溶解作用、海水透明度及营养跃层深度等等 ,并据超微化石的分布推测研究区北部碳酸盐补偿深度在 34 0 0 m左右 ,而南部可能在 35 0 0 m以上 ,同时推测该区海水营养跃层可能普遍偏深。     

西太平洋晚第三纪钙质超微化石及其古海洋学意义

本文研究了菲律宾海东部,北部“大洋钻探工程”125航次782A和786A二个钻孔晚第三纪的钙质超微化石。本区自下而上划分为13个带(或亚带),存在三个沉积间断:晚渐新世与中中新世之间;中中新世与晚中新世之间以及晚中新世与早上新世之间。据超微化石分析,本区晚第三纪存在4个相对暖水期和4个相对较凉期。根据菲律宾海东部,中部“深海钻探工程”58、59、60三个航次以及我国东海陆架、台湾东海岸及西部地区,南海北缘等地钙质超微化石分带的对比,晚渐新世与早中新世之间以及中、上新世之间的沉积间断在环西太平洋一侧具有普遍性,但形成原因不尽相同。     

南海东北部晚第四纪古生产力变化

通过对南海东北部、吕宋岛西北岩外１７９２８柱状样吕浮游、底栖有孔虫丰度及其与生产力有关和属种含量变化的研究,发现该柱状样在末次冰期（氧同位素２～４期）和氧同位素６期时,浮游、底栖有孔虫丰度增高,高生产力的有孔虫含量也在这两个时期出现高值,说明此时该区具有同的生力水平,这种现象可能与冰期时陆营养盐输入量增加、东亚冬季风增强并在此形成上升流有关。     

南海南部中上新世以来沉积有机碳与古生产力变化

对南海南部ODP1143站上部150m的1005个沉积物样品进行了有机碳分析,求取中上新世3．5Ma以来表层生产力长期的演化趋势和短期的变化规律。有机碳含量、有机碳堆积速率和输出生产力在2．85～1．58Ma和0．9～0Ma两个时期呈现相对高值,反映具较高的古生产力,推测分别与上新世晚期北极冰盖形成和“中更新世革命”之后北极冰盖扩大事件密切相关。与有孔虫δ^18O记录对比,有机碳含量、有机碳堆积速率和输出生产力都显示在冰期增加,间冰期降低,反映了冰期具较高的表层生产力。冰期时较高的沉积物堆积速率和C／N比值反映低海平面时期陆源营养物质供应增加,是造成冰期表层生产力高的重要原因。同时推测冰期时低氧含量的底层水有利于有机物质的保存。频谱分析揭示,中上新世以来有机碳含量变化复杂,说明其变化除主要受到地球轨道周期变化的驱动外,还受到陆源物输入等其他因素的影响;而有机碳堆积速率和输出生产力主要受地球轨道周期变化的驱动。     

南黄海表层沉积物中钙质超微化石的分布

对南黄海地区47个表层沉积物样品进行了钙质超微化石分析.结果表明,该区超微化石组合主要以Emiliania huxleyi和Gephyrocapsa oceanica占优势.钙质超微化石总丰度分布不一,主要受水深和黄海暖流的控制.E.huxleyi和G.oceanica两个优势种的平面分布规律也各不相同,E.huxle...     

春夏季季风转换期南海南部的异常表层水

对1985－1998年期间的海洋调查温盐深（CTD）资料进行综合分析，发现南海南部春夏季季风转换期存在盐度逆转的异常表层水。实测资料表明，该异常表层水覆盖在南海南部的中部、东部大部分地区。冬季风停止引起苏禄海高温高超国水西向侵入，成为该海区东部近表面异常高盐水的来源之一。海面强的蒸发和表层水弱的垂向混合导致近表面水具有高盐特性，近表面高盐水与其下部保持着冬季遗存的局地低盐水叠置，形成了盐度逆转现象。     

1.5 Ma以来南海南北上部水体温度变化对比

浮游有孔虫表层海水古温度转换函数、表层暖水种属种含量比值,以及次表层暖水种含量的变化,表明南海北部1．5Ma以来表层、次表层海水温度逐渐降低,其主要变化阶段为0．86～0．94Ma和0．64～0．68Ma。与南海南部西太平洋暖池区的17957站研究结果对比．发现南海南部1．5Ma以来表层、次表层海水温度逐渐增加．发生的主要时间为1．23～1．3Ma和0．64～0．68Ma。南海北部的上部海水结构变化主要受东亚冬季风影响,而南海南部则主要受西太平洋暖池影响,因此,南海南、北上部海水温度的变化说明0．9Ma后尤其是0．68Ma以来东亚冬季风强化,西太平洋暖池加强。     

南海西北部晚第四纪典型地震相—沉积相特征

南海西北部地形变化大,水深由近岸几十米变化至深海盆区的3 500 m,跨越了陆架、陆坡、深海盆、岛礁等地貌单元。南海西北部也是深水油气的重要勘探地区。利用高分辨率单道地震资料,采用地震相分析方法,对研究区晚第四纪典型地震相—沉积相分布特征开展深入分析。研究区内的主要地震相包括:①席状、亚平行、强振幅、低连续、中频地震相;②披盖状、波状、中振幅、中—低连续、中低频地震相;③披盖状、平行—亚平行、中—弱振幅、中连续、中—低频地震相;④披盖状、平行、强振幅、高连续、中—高频地震相;⑤席状、平行、中—弱振幅、高连续、中—低频地震相;⑥披盖状、波状、弱振幅、低连续、低频地震相;⑦前积相;⑧下切充填地震相;⑨杂乱地震相;⑩条带状、波状、中—弱振幅、中—低连续、低频地震相; B11 披盖状、平行、强振幅、高频、高连续地震相共11种。对地震相—沉积相及其分布特征的分析结果认为,区内晚第四纪主要发育有三角洲相、河道相、滨浅海相、浅海相、半深海相、深海相、滑塌相、斜坡相、浊流相、生物礁相等沉积相,其分布主要受海底地形地貌、构造运动等多种因素所控制。     

南海第四纪海水Sr同位素组成演化

本文分析了南海ＮＳ９０－１０３孔沉积物中浮游有孔虫Ｓｒ同位素组成，获得南海２４０ｋａ以来海水￣８７Ｓｒ／￣８６Ｓｒ演化曲线。结果表明，２４０ｋａ以来南海海水￣８７Ｓｒ／￣８６Ｓｒ比值呈较大幅度的脉动式波动，幅度一般在±０．００００７０以上；南海的半封闭性，高Ｓｒ通量和高￣Ｓｒ／￣８６Ｓｒ比值的河流输入以及南海较高的沉积速率导致了这种大幅度脉动式海水Ｓｒ同位素变化。     

末次冰期以来南海南部千年尺度的古海洋学

摘要对南海南部MD05-2896柱状样22.8kaBP以来的深海沉积物进行了浮游有孔虫和颗石藻化石定量分析。通过转换函数、特定有孔虫属种含量及比值和颗石藻Florisphaera profunda百分含量等探讨了南海南部海水表层温度、上部水体结构、初级生产力以及碳酸盐溶解作用等变化趋势和周期性。结果表明:18kaBP以前及10kaBP以来,海水表层温度较高,碳酸盐溶解作用较强,温跃层营养跃层较深,初级生产力较低。18~10kaBP冰期时,海水表层温度最低,碳酸盐溶解作用变弱,营养跃层和温跃层变浅,初级生产力较高。频谱分析结果显示,22.8kaBP以来的气候变化具有明显的周期性,以类D/O事件的千年尺度周期为主,其中最主要的周期为1500年。