末次冰期以来南海北部沉积有机碳记录及其古植被环境信息

末次冰期以来南海北部深海沉积物中陆源植被碎屑来源及其指示的植被类型变化等一直存在争议。正构烷烃比值、正构烷烃碳同位素(δ13Calk)及总有机碳同位素(δ13CTOC)等有机碳指标的应用可能为之提供新的证据。南海北部MD05-2905岩芯中正构烷烃比值C31/C27,C31/(C31+C27+C29)和ACL(长链烷烃平均链长)等呈现末次冰期高,全新世低的变化,指示末次冰期草本植物相对增多,全新世木本植物较多。δ13CTOC及δ13Calk均呈现末次冰期相对偏正,全新世偏负的变化,指示C4植物在冰期增多,间接印证草本植物的增多。末次冰期,由于相对冷干的气候、大气CO2浓度的降低,以及低海平面导致陆架的广阔出露,均有利于更多草本植物的生长。末次冰消期及全新世随着温度的升高及降水的增多,森林植被发育,C3植物相对较多。该岩芯碳同位素结果与南海北部孢粉结果的对比表明,南海北部深海沉积中正构烷烃指标指示南海北部周边较大区域范围的植被变化信息。     

南海北部天然气水合物远景区末次冰期以来底栖有孔虫稳定同位素特征及其影响因素

底栖有孔虫碳同位素负偏移是地质记录中天然气水合物释放的重要证据之一.对南海北部西沙海槽和东沙陆坡等天然气水合物远景区XH-27PC和DS-4PC柱状样分别进行顶空气甲烷含量分析、有机碳含量分析、粒度分析和有孔虫氧碳同位素分析.结合碳酸盐含量及AMS 14C 测年,揭示研究区末次冰期以来底栖有孔虫的稳定同位素特征.结果显示: 西沙海槽BSR区沉积物中甲烷含量较低; 底栖有孔虫碳同位素负偏不明显,与顶空气甲烷含量呈弱正相关(R=0.32),与有机碳含量有强负相关(R=-0.82),说明低通量甲烷不足以引起底栖有孔虫碳同位素显著偏移,在无甲烷或甲烷轻微渗漏的环境中有机碳的厌氧氧化是影响底栖有孔虫碳同位素组成的主要因素.东沙陆坡BSR区沉积物中含有大量的甲烷气体; 底栖有孔虫氧同位素记录在末次冰期异常偏重,可能与天然气水合物的分解释放有关; 同时可识别出多期碳同位素快速负偏事件,其成因很可能是末次冰期海平面下降导致海底沉积物的温度、压力条件发生变化,从而引发水合物甲烷失稳分解,底栖有孔虫吸收富 12C的甲烷源碳致使壳体碳同位素负偏移.     

中国热带雷州半岛北部地区末次冰期气候变化的特征与机制

本文通过对雷州半岛北部屋山和下录泥炭沉积剖面,以及泉水河湖相沉积剖面沉积物有机质δ13C分析,重建了我国热带北部地区48～10cal ka BP期间的气候变化历史。通过与3个剖面的烧失量(LOI)、有机质含量(OM)、腐殖化度(HD)、低频磁化率(χlf)、干密度(DD)等气候代用指标的对比分析:δ13 Corg低值指示气候较为暖湿,东亚夏季风较强;δ13 Corg高值则指示气候较为冷干,东亚夏季风较弱。研究表明我国热带北部地区在48～28cal ka BP之间气候较为暖湿。在22cal ka BP(或20cal ka BP)左右,研究区域气候发生急剧变化,其中最干冷的阶段出现在18～16cal ka BP,反映了东亚夏季风的衰弱,可能与末次盛冰期(LGM)的到来有一定关系。12cal ka BP之后该区域气候又逐渐转为暖湿。在48～10cal ka BP之间,3个剖面δ13 Corg值的若干正偏方向的扰动则表明C4植被或者偏正的C3植被的扩张,这些千年尺度的正偏扰动可能与Heinrich事件以及格陵兰冰芯和葫芦洞石笋所检测出来的千年尺度的冷干事件有关。研究还发现,3个研究剖面的δ13 Corg记录反映的我国热带北部气候变化与南半球巴西石笋记录的南美季风变化呈反位相关系,这表明我国热带地区末次冰期的气候变化主要与太阳辐射的变化,以及受太阳辐射驱动的热带辐合带(ITCZ)的迁移有关。ITCZ的迁移可能会引起哈德莱环流经向上分布的不对称,进而改变经向上的水汽传输,使得南北半球低纬度地区气候变化相反。南半球高纬度地区也可能通过"推拉"机制影响到雷州半岛北部地区的气候变化。     

末次冰期以来巽他陆架东北部陆坡区正构烷烃分布特征及其古植被意义

为了讨论末次冰期以来巽他陆架东北部植被情况及巽他陆架在冰期时的碳循环意义.对位于南海西南部陆坡的18252-3站位岩心柱沉积物中长链正构烷烃组分的平均链长(ACL27-33)、碳优势指数(CPI27-33)、烷烃含量(∑oddC27-C33)、及烷烃比值等指标进行了分析.结果显示:末次冰期以来CPI27-33表现出与海...     

河西走廊末次冰期砂楔的发现及其古气候意义

河西走廊砂楔主要形成在晚更新世冲洪积砾石层中，楔体内充填的风成砂^14C年龄证明其是末次冰期的产物，在末次冰期，洒西走廊年平均气温为－5－7度左右，较现在低13－15度，这一 估算数据与根据本区芒硝沉积层所推测的气温下降值是一致的，亦与最近有关北半球高，中纬度冰期降温幅度的研究相符合，当时，河西走廊西段年降水量可能达到100－200mm，比现在平均年降水量增加约100mm左右。     

西北干旱区石羊河流域末次冰期晚期气候不稳定性记录

通过对我国西北干旱区石羊河流域三角城末次冰期最盛期晚期-晚冰期地层剖面沉积物中有机质碳同位素分析,表明在季风边缘带的沉积地层中较详细地记录了这一时期气候快速颤动,发生千年至百年尺度的冷干-温湿变化,高分辨的有机质碳同位素组成与GRIP氧同位素组成有较好的可比性,表明与全球古气候变化有明显的联系,也反映在末次冰期最盛期与晚冰期过渡期气候温湿,陆地植被比较发育,可能与东亚季风有关。有机质碳同位素这一指标对气候记录较敏感,是重建干旱区高分辨古气候演化模式十分有效的手段,在季风交汇带能灵敏地记录到气候快速变化。     

西菲律宾海末次冰期以来的浊流沉积及其古环境意义

菲律宾海西部吕宋岛岸外MD98－2188钻孔揭示末次冰期以来发生过数次浊流沉积事件。研究发现浊流沉积层具有密度高、颜色亮度大等物理特征,含有较多粗沉积组分和翼足类化石碎片,说明其来源于浅海沉积物。本文运用AMS 14C测年和浮游有孔虫氧同位素建立精细的年龄模式,发现浊流沉积层段主要与末次盛冰期、冰期Heinrich变冷事件以及氧同位素4期等低海平面时期相对应,推测与千年尺度北半球气候冷期相关的海平面快速上升可能是西菲律宾海浊流沉积的触发原因。这对于认识快速气候变化的环境后果和开展西菲律宾海晚第四纪地层划分对比都有重要意义。     

东北地区末次冰期以来气候地貌的若干特征

末次冰期,长白山天池周围有冰斗发育,高2200m左右,东北的广大地区为冰缘环境。许多冰缘形态至今控制着地貌景观。冰后期,长白山的冰川地貌受到冰缘环境的控制,广大地区的冰缘地貌则受到温暖环境的改造。作为气候地貌界限的冰雪线,由末次冰期的44—45°N移至今日的51°N附近。末次冰期以来,气候地貌带表现出沿经度和纬度平行移动的特点     

末次冰期以来南海东北部下陆坡区沉积有机质的来源及古环境意义

<正>在西太平洋边缘海系列中,南海因其特殊的形态和地理位置决定了其具有对气候、环境变迁的灵敏性,其高分辨率的沉积物记录中蕴含了丰富的海陆环境信息,成为古海洋学的研究热点之一。南海第四纪以来古气候环境演化复杂,前人研究主要集中在河口、陆架以及陆坡区,对南海下陆坡区乃至深海盆的研究相对较少。本工作在浮游有孔虫Glob Igerinoidesruber壳体和沉积有机质AMS14C定年的基础上(常晓红等,     

近2000年南海北部沉积有机碳的来源及埋藏记录

在气候变化和人类活动日益增强的背景下, 河口近海碳源汇途径的变化对区域乃至全球碳循环有着深刻的影响。本研究对南海北部河口-近岸-陆架海区3根沉积物柱状样顶部沉积记录约2000年的样品进行了有机碳(TOC)和总氮(TN)含量与稳定同位素组成等地球化学指标的分析。结果显示, 南海北部沉积物TOC含量在过去2000年表现出稳步增加的趋势。根据稳定碳同位素(δ¹³C)和TOC/TN比值构建的蒙特卡洛模拟估算, 发现不同海区沉积有机碳的来源存在差异, 其中陆源有机碳在近岸区贡献最高, 河口区次之, 南海北部陆坡贡献最小。在时间尺度上, 陆坡区TOC来源在过去2000年维持稳定, 而河口近岸区中海源有机碳比例不断增加, 特别是河口区海源有机碳在过去1000年快速增加, 同时与TN的变化存在显著的正相关关系, 反映了人类活动持续输入的陆源营养盐促进了海洋初级生产力的升高; 另一方面, 河口区陆源有机碳的减少主要归因于华南地区减弱的东亚夏季风和人类活动与沿海地区大规模的围垦活动等。不同于河口近岸海区, 南海北部陆坡沉积物有机碳埋藏的增加主要与东亚冬季风增强对营养盐供应和初级生产力的调控密切关联。整体而言, 人类活动和气候变化共同控制着近2000年南海北部沉积物有机碳埋藏的演变过程。

     

37 ka以来日本海沉积物有机质碳和氮稳定同位素变化及其古海洋学意义

海洋沉积物有机质碳氮稳定同位素(δ¹³C、δ¹⁵N)广泛用于有机质来源示踪、古生产力和古海洋环境重建。日本海沉积物δ¹³C和δ¹⁵N值一个显著特征是在末次冰盛期(LGM)同步负偏,但是对这一现象产生的原因以及他们的演化过程的认识仍然存在明显不足。在本研究中,我们详细调查了37 ka以来日本海中部LV53-23-1岩心沉积物δ¹³C和δ¹⁵N演化历史。结果显示,沉积物δ¹³C和δ¹⁵N分别介于-26.3‰至-22.5‰和1.6‰至6.1‰,低值出现在LGM(26.5~17 ka)暗色层状泥发育时期,指示较强的陆源输入贡献。在Heinrich冰阶1时期(17~14.5 ka),δ¹³C和δ¹⁵N快速正偏,表明日本海海洋环境发生了明显的转换,对应于对马海峡淹没及对马暖流入侵。14.5 ka之后,沉积物δ¹⁵N值恢复到5‰,与开阔大洋海水硝酸盐的δ¹⁵N值近似。我们采用二端员混合模型粗略地估算了有机质来源的相对贡献。LGM时期陆源有机质贡献介于65%至80%,14.5 ka以后海源有机质贡献介于60%至80%。除了增加的陆源有机质贡献以外,LGM时期沉积物δ¹⁵N亏损还涉及如下过程:(1)较高的含Fe沙尘供给提高日本海表层海洋生物固氮效率;(2)缺氧环境盛行减弱成岩作用对沉积物δ¹⁵N影响。37 ka以来,日本海沉积物δ¹³C和δ¹⁵N变化与有机质来源、营养盐的供给、表层生产力和沉积物氧化还原条件相关,实际受海平面和全球气候制约。     

现代暖期气候变暖对南海北部陆坡天然气水合物分解潜在影响

现代暖期(Current Warm Period,CWP,1850—至今)以来全球气温升高,南海北部陆坡底层海水温度升高、海平面上升影响海底天然气水合物稳定性。为探究现代暖期气候变暖对南海北部陆坡水合物分解影响,本文模拟计算了东沙海域、神狐海域、西沙海域、琼东南海域水合物赋存水深最浅处水合物的饱和度在1 000年内变化情况,评估了受现代暖期气候变暖影响水合物赋存水深范围,讨论了水合物分解量及其对环境影响。结果发现:(1)受现代暖期气候变暖影响,东沙海域、西沙海域、琼东南海域水合物分解,神狐海域水合物不分解;当东沙海域、西沙海域、琼东南海域水深分别超过665、770、725 m,水合物不分解;(2)现代暖期自始以来,南海北部陆坡水合物分解量为9.36×10⁷~3.83×10⁸ m³,产生的甲烷量为1.54×10¹⁰~6.28×10¹⁰ m³;(3)受现代暖期气候变暖影响,南海北部陆坡每年水合物分解量为5.5×10⁵~2.25×10⁶ m³,产生的甲烷量为9.02×10⁷~3.69×10⁸ m³,这些甲烷中3.61×10⁵~1.48×10⁶ m³能够进入大气,对温室效应贡献度为每年我国人类生活的0.01%~0.06%;与此同时,1.77×10⁷~7.23×10⁷ m³甲烷可能会在海水中被氧化形成弱酸,加重南海北部陆坡海水酸化。     

南海北部陆缘西沙海槽—台湾恒春半岛地学断面

利用南海北部陆缘及邻区的地质、地球物理资料,综合编制了印支半岛东缘-西沙海槽-南海北部陆坡-台湾恒春半岛-菲律宾海地学断面,从地形地貌、地球物理场、地质构造特征和时空演化等多个方面综合揭示了南海北部陆缘洋陆转换带岩石圈结构及其相互作用,对深入认识南海北部陆缘构造格局和深水区油气地质具有重要意义.     

南海北部陆坡区新近系沉积体系特征与天然气水合物分布的关系

南海北部陆坡区新生界含有丰富的油气资源和各种矿产资源，对其沉积体系的分析可以指导资源勘探和开发。笔者在对南海北部陆坡区的西沙海槽和东沙海域的地震剖面解释与研究的基础上，依据“外部形态＋内部属性”的分类原则，在中新世以来的沉积层中共识别出8种典型的地震相：席状平行相、席状波形相、席状空白相、席状杂乱相、席状前积相、帚状前积相、透镜状前积相和丘状杂乱相。结合地震相分析，在南海北部陆坡区识别出6种典型的沉积体系：三角洲体系、等深流、低位扇、滑塌块体、浊积扇和扇三角洲体系；其中等深流、滑塌块体和各种扇体的前缘与BSR分布的吻合率最高，是最有利于天然气水合物聚集成矿的相带。     

南海北部陆坡区神狐海域构造特征及对水合物的控制

通过对南海北部陆坡区神狐海域高精度2D和3D地震资料的精细解释,在研究区共识别出4种构造类型,分别为气烟囱(流体底辟)、区域大尺度断层、深水扇中的正断层和滑移体中的滑脱断层。气烟囱具有直立的通道形态,其内部结构可划分为杂乱反射带、模糊反射带和顶部强振幅区域。大尺度断层位于水合物钻探区的西北部和东北部,断层规模大,对深部地层表现出明显的控制作用。深水扇中的正断层广泛发育于上新世的深水扇中,特别是在水合物钻探区西部进积特征明显的深水扇中,正断层的数量更多。滑移体中的滑脱断层在神狐海域的第四纪地层中非常常见,在剖面上呈雁列式分布。研究结果表明,大尺度断层由于和水合物钻探区的距离较远,对于水合物的成藏可能不起控制作用。气烟囱和规模小数量多的断裂体系为含气流体的运移提供了垂向和侧向的输送通道,构成了水合物的流体运移体系。当富含甲烷气体的流体通过这些垂向-侧向的运移通道时,在合适的温压条件下,被适于水合物聚集的沉积体所捕获,就有可能形成水合物。水合物钻探区内东西部构造特征的差异,使得研究区内形成了不同的流体运移体系,这可能是控制钻探区水合物不均匀性分布的一个关键因素。     

南海北部莺琼陆坡浊流沉积数值模拟分析

南海具有优越的地理位置和特殊的构造环境,其丰富充足的沉积物源、复杂多样的地形地貌以及广泛分布的陆坡都为浊流的发育提供了良好条件和理想场所.南海北部更是有华南大陆以及台湾岛的大量陆源沉积物搬运至陆坡,加上陆坡区合适的坡度,浊流沉积十分发育.南海北部陆坡发育有大量不同规模的海底滑坡,浊流沉积分布广泛.在南海北部莺琼陆坡的钻...     

黄海和东海沉积物有机质活性及营养盐再生潜力初探

2000年秋季和 2001年春季,对黄海和东海 6个站位的水柱和沉积物样品进行了营养盐、沉积有机碳、有机碳同位素和氨基酸分析.结果表明, 表层沉积物的有机碳含量和有机质活性存在较明显的季节性变化,这主要由春秋两季表层水体生物量的差异引起.在泥质堆积区 E2、 E4、 E5站,春季表层沉积物有机碳的含量与活性均较高,而同期底部沉积物向上的营养盐梯度也明显增大, 显示有机碳的含量及活性与营养盐再生有密切关系.     

南海北部陆坡分类及成因分析

陆坡形态隐含了丰富的地质信息,其差异性是大陆边缘沉积、侵蚀过程长期交互作用的结果。利用横跨南海北部的二维地震测线,采取曲线拟合的研究手段,在南海北部识别出了下凹型、平直型、"S"型等三种类型的陆坡。下凹型陆坡发育在莺歌海-琼东南西部、珠江口中部两个陆坡区,但其成因不同,前者主要受控于快速的沉积物供给,而后者受到陆架边缘三角洲进积和海底峡谷侵蚀的联合作用;平直型陆坡仅见于琼东南东部地区,其主控因素为弱的沉积物供给和较快的构造沉降;"S"型陆坡发育在珠江口地区的两翼,其形成明显受到海流和内波等外作用的改造。不同类型的陆坡具有特定的地层叠置样式、陆架坡折迁移轨迹类型和沉积体系分布特征。对陆坡类型的研究有助于建立沉积过程和产物的预测模式,从而指导古代陆坡的深水油气勘探。