南沙群岛“危险地带”腹地珊瑚礁的地貌与现代沉积特征

南沙群岛中央水道及南华水道两侧的珊瑚礁,大部分为环礁,分属开放型、半开放型、准封闭型、封闭型和台礁化型,反映了环礁向灰砂岛演变的不同阶段。每个环礁,从礁前斜坡向礁坪至潟湖,可相应划分出3种沉积相和细分9种沉积带。礁顶是全新世中期以来形成发育的。     

台湾地区生物礁及其生境

台湾岛位于亚洲大陆板块与菲律宾海板块的交界处,是在中新世晚期经由板块碰撞而形成的大陆 边缘岛屿。台湾岛形成初期,由于地形陡峭,地表的侵蚀速率高,在高沉积速率的环境中,并不利于碳酸盐沉 积物的形成,因此甚少珊瑚礁沉积,及至更新世和全新世才有比较具规模的珊瑚礁形成。台湾地区的更新世珊 瑚礁主要分布在台湾岛西南部高雄地区和南部恒春地区;其中,高雄地区大岗山、小岗山、半屏山和寿山等地 的珊瑚礁,可能是在逆断层前移的背斜脊高区上沉积形成,或与冷泉碳酸盐提供珊瑚礁发育的硬底质有关。台 湾岛南端恒春地区的珊瑚礁则是在更新世晚期的温暖浅海环境中沉积形成。台湾地区大部分的生物礁于全新世 沉积形成,此时期海平面上升,沉积速率降低,浅海环境适宜,因而有利于生物礁形成;但是由于各地环境条 件的差异,礁的型态也不同;台湾岛南部恒春半岛、绿岛、兰屿、澎湖列岛南部和小琉球等地有较具规模的珊 瑚礁发育,约有造礁珊瑚200～300种;台湾岛东部及澎湖列岛北部仅有块状礁或斑礁形成,造礁珊瑚约有150种;台湾岛北部和东北部浅海则有造礁珊瑚约100种,但因侵蚀作用强烈,并不成礁,属于“非礁型珊瑚群 聚”。另外,在台湾岛西北部海岸则有以无栉珊瑚藻为主体所形成的藻礁。台湾地区各地的全新世生物礁,由于 沉积时间很短,同时受到台湾地区高上升速率与高侵蚀速率的影响,礁体的厚度不足,并广泛被抬升成为海岸 地带的上升礁,且与潮下带的现生珊瑚礁互相连续。台湾岛海域造礁珊瑚的属种特别丰富,高达近300种,约 占全球珊瑚物种的三分之一,主要系因邻近全球珊瑚物种多样性最高的珊瑚大三角,而且黑潮流经台湾地区大 部分海域,把热带物种幼苗携带过来,因而造就了台湾岛海域的生物多样性。     

渤海湾全新世牡蛎礁:时空分布和海面变化标志点

以他人和本研究小组对渤海湾西北岸牡蛎礁平原、毗邻浅海区的全新世埋藏牡蛎礁和现生牡蛎礁的研究为基础,重新考订了与礁体有关的数据的沉积学意义及年龄,进一步厘定了牡蛎礁的形成时间、礁体顶板和底板的高度。在原有的9个礁群的基础上,增加了目前发现的最老的早全新世晚期礁群;在沿海低地新发现的滨海湖、空港牡蛎礁,暂作为北淮淀礁群的亚礁群。根据对大吴庄等3处礁体顶板的水准测量,发现礁顶最大起伏为±0.7m,以此作为礁顶自身的垂直误差范围。据对北淮淀等5个礁体的“最后一个砂质纹层”高度的调查,推断礁顶上覆潮间带泥层的平均厚度为1.6m。该厚度是当地海平面与平均高潮位之间的调适空间所能提供的最大堆积厚度,成为支持礁顶高度对应海平面的佐证。根据上述结果,确定了渤海湾牡蛎礁顶板作为海面变化标志点的条件。该研究是重建牡蛎礁平原全新世相对海面变化曲线和探讨其与气候变化关系的基础。     

南海西北部珊瑚礁记录所反映的新构造运动*

珊瑚礁是发育于热带海洋环境中由生物作用和地质作用共同形成的地质体,具有独特的新构造运动意义。南海西北部珊瑚礁记录所反映的新构造运动主要有火山活动、地壳升降运动和地震活动等。珊瑚礁区第四纪火山活跃,到现代已停止活动,部分火山构成珊瑚礁的基座,个别出露海面为火山岛;地壳升降运动差异较大,雷州半岛西南部珊瑚礁呈上升趋势,上升率为0.02~0.05mm/a;西沙群岛等岛礁地壳运动则呈下降趋势,下降率为-0.07~-0.10mm/a,岛礁中的造礁石珊瑚生长率、礁顶和灰沙岛的堆积率均相当于或大于地壳下降率与现代海平面上升率的总和;南海西北部珊瑚礁区内地震活动较强,尤其是1994年12月31日和1995年1月10日在雷州半岛西南部海域发生了6.1级和6.2 级地震,这两次地震对该区珊瑚礁的发育有较大的影响。     

湖南慈利晚二叠世海绵礁与珊瑚礁的古生态研究

中国南方晚二叠世生物礁分布广泛，但绝大多数属于海绵礁，湖南慈利晚二叠世除发育有海绵礁外，还有至今为止发现的世界上发育最好的古代珊瑚礁，而且海绵礁与珊瑚礁在同一条带上连续分布；因此是研究海绵礁与珊瑚礁古生态关系十分理想的场所，通过对慈利晚二叠世海绵礁及珊瑚礁内部造礁生物群落、沉积相特征，礁化演化序列及成岩作用特征等的分析和对比来研究它们之间的生态关系，发现其中的海绵礁为台地边缘礁，而珊瑚礁则应属于岸     

渤海湾全新世贝壳堤与牡蛎礁:古气候与海面变化

讨论了早全新世晚期以来渤海湾西岸贝壳堤平原成堤、西北岸牡蛎礁平原(及毗邻浅海区)建礁过程的同时性特征和气候变化与这一特征之间的关系,以及堤、礁记录的相对海面变化。堤、礁大致同时发育,可分为6期,依次分别被寒冷事件5、4、3、2和1分隔。堤底板前、后缘高差大致对应3m的大潮差、礁顶板大致对应海平面。据二者分别重建了南部贝壳堤平原、北部牡蛎礁平原的相对海面变化:南部自7ka cal BP以来基本与现代海平面等高,小的波动在±1m之间,压实固结作用抵消了中全新世的相对高海面;北部中全新世的相对海平面位置因新构造和固结压实双重下沉作用的影响,已位于现代海平面2~3m以下。     

渤海湾全新世贝壳堤与牡蛎礁:古气候与海面变化

讨论了早全新世晚期以来渤海湾西岸贝壳堤平原成堤、西北岸牡蛎礁平原(及毗邻浅海区)建礁过程的同时性特征和气候变化与这一特征之间的关系,以及堤、礁记录的相对海面变化。堤、礁大致同时发育,可分为6期,依次分别被寒冷事件5、4、3、2和1分隔。堤底板前、后缘高差大致对应3m的大潮差、礁顶板大致对应海平面。据二者分别重建了南部贝壳堤平原、北部牡蛎礁平原的相对海面变化:南部自7ka cal BP以来基本与现代海平面等高,小的波动在±1m之间,压实固结作用抵消了中全新世的相对高海面;北部中全新世的相对海平面位置因新构造和固结压实双重下沉作用的影响,已位于现代海平面2~3m以下。     

全球海平面变化与中国珊瑚礁

本文以政府间气候变化专业委员会（IPCC）于2001年专门报告中关于21世纪内全球气候变化的温度和海平面变化的预估为前提。简要介绍了中国珊瑚礁的定位、类型和分布,对其进行了成熟度分类,评估了全球海平面变化对中国珊瑚礁的影响。据预测,21世纪我国各海域海平面上升以南海最大,为32 ~ 98cm,其平均上升速率为0.32 ~ 0.98cm/a。从海平面上升速率与珊瑚礁生长速率的理论对比分析,中国珊瑚礁基本上能与前者同步生长,即使海平面以预估高值上升,也不会威胁其生存。从中国珊瑚礁成熟度较高、其生长趋势以侧向生长为主的现实状况出发,未来全球海平面上升能为其创造向上生长的有利条件。从古地理学“将古论今”观点出发,自全新世6000aBP以来曾存在过的高海平面和较高表层海水温度的历史,也可以佐证,21世纪的全球海平面上升不会对中国珊瑚礁的存在和发育造成威胁。现存的珊瑚礁岛应对于全球海平面上升,可以做到“水涨岛高”,它们能够屹立于上升了的未来海平面之上;但对于岛上的人工建筑物则会被浸、被淹,或被淘蚀和破坏,因此必须根据海平面上升的幅度和速率,采取相应的防御措施。     

南海北部晚全新世高海平面及其波动的海滩沉积证据

揭示晚全新世以来的海平面变化过程对于理解海平面所处的现状和变化的趋势等具有重要意义。构造活动相对稳定的雷州半岛珊瑚礁区蕴藏着丰富的海平面变化信息,文中对该区晚全新世发育的海滩沉积序列研究表明,距今约1.7～1.2Cal.kaBP(14C年代为2.1～1.7kaBP)期间总体上是一个海平面持续上升的时期,其中在距今约1.5Cal.kaBP时海平面有过短暂的下降波动,约1.2Cal.kaBP时的海平面比现在的至少高128cm;之后海平面开始下降,至今海岸线后退了约210m,形成现代海滩-沙堤地貌体系。结合本区珊瑚礁记录的全新世其他时段海平面的变化特征,本文认为全新世海平面与气候变化一样,也存在千年、百年、年代际尺度的波动特征。     

海平面相对上升与生物礁相沉积——以中国西南地区晚二叠世海绵礁为例

晚二叠世是我国西南地区地史上的第二次造礁高峰期,礁体发育良好,分布广泛,类型齐全,且有较好的找矿前景,已先后在建南、石宝寨等潜伏礁体中打出了工业性气流。前人已对本区晚二叠世生物礁作了大量的研究,但主要侧重于古生物生态和礁体沉积相方面,而对海平面相对变化与礁体的关系以及礁控构造等方面的研究还很少。本文为《中国南方晚二叠世生物礁研究》课题成果中的一部份,主要探讨晚二叠世海平面相对上升与生物礁相沉积之间的关系。     

五千年来南海海平面变化的研究

大型块状滨珊瑚的生长上限充其量只能达到大潮低潮面,礁坪面成为古高海面的极好标志。多数学者认为,5000aB.P.以来南海周边曾有3-6m的高海面。但南海曾否有古高海面有着两种截然相反的意见。作者对南沙群岛、西沙群岛、海南岛、雷州半岛和台湾恒春半岛珊瑚礁的考察,实测礁顶面的高程,钻取岩芯样品做（14）C测年,并收集大量古高海面礁的资料,进一步证实了南海同它的周边情况一样,确实出现过至少比现今高2-3m的高海面。     

试论西沙群岛石岛的形成

石岛是西沙群岛宣德环礁上的一个小岛,地处北纬16°21’、东经120°21’,与永兴岛共处于一个珊瑚礁坪上(图1)。     

南海北部大陆架现代礁源碳酸盐与陆源碎屑的混合沉积作用

在南海北部大陆架陆源碎屑沉积占优势的背景上，在珊瑚岸礁和堡礁周围，广泛发育着礁源碳酸盐和陆源碎屑组成的混合沉积。它们以砂屑、砂砾屑结构为主并含有生物格架结构。混合沉积的形成条件是具备碳酸盐和硅质碎屑两类物源，活跃的水动力，干湿交替的气候，此外，海平面的相对波动，也会造成积极的影响。混合沉积方式有随机式、相变式和随机 - 相变式等三种。混合沉积体常是多种混合方式交替、叠加而成的沉积复合体。礁源与陆源混合沉积相模式是从岸礁 - 堡礁相模式基础上发展而来，按沉积相和沉积结构可以分为五种混合沉积：1)礁基混积岩和礁格架混积岩，2）礁坪砂砾屑混积岩，3）礁后海滩 - 沙堤砾砂屑混合沉积，4）礁后泻湖砂屑混合沉积和5）礁前（翼）浅海砂屑混合沉积。礁源与陆源混合沉积的鉴别标志是珊瑚骨屑和岩屑各占10 - 50 ％，其它生物碎屑不计。南海大陆架现代混合沉积是一个典型的实例，可为全面研究现代南海沉积学和比较沉积学提供依据。     

南沙海区晚第四纪的碳酸盐旋回

根据水深200～2 800m范围内的17个沉积柱状样分析结果,讨论南沙海区晚第四纪沉积中碳酸钙相对含量的垂向和横向变化。南沙海区的碳酸盐旋回普遍属于"大西洋型",冰期时含量低、间冰期含量高,反映出陆源物输入量的控制作用。在平面上,南沙海区的碳酸钙含量与纬度几乎呈线性关系,由北向南递减,冰期时趋势不变而梯度加大。南海南部陆坡由于集水盆地处于热带湿热条件而且有大河注入海区,使碳酸钙含量相对北部陆坡为低。     

南海盆地演化对生物礁的控制及礁油气藏勘探潜力分析

南海盆地经历了断陷、坳陷和区域热沉降等演化过程。古新世—早渐新世,包括南沙地块在内的古南海北部陆缘的岩石圈伸展作用导致断陷湖盆的形成,局部遭受海侵。该期仅在古南海北部陆架和陆坡地区具备形成生物礁的条件。晚渐新世—中中新世,由于洋壳扩张南海盆地形成,南沙地块漂移到现今位置。随着海水大面积入侵,早期形成的断阶高部位成为水下隆起,岩石圈伸展引起的地幔岩浆喷发,形成水下火山高地,为生物礁的形成创造了地形地貌条件。在物源供给不足的地区,出现适于生物礁发育的温暖、透光、洁净、具有正常盐度的浅水环境,生物礁繁盛。从南海盆地演化和生储盖等地层层系形成时间上看,生物礁具有有利的生储盖配置关系和油气运聚条件。晚中新世-全新世区域热沉降形成全区统一的区域盖层,南海生物礁油气藏得以保存。上述情况决定了南海盆地生物礁具有很大的油气勘探潜力。     

西沙礁相第四纪地层初步研究

本文根据西沙三个全取芯钻孔的纵向序列,结合部分年代学数据,开展了岩石地层学、生物地层学、碳、氧稳定同位素和地球化学地层学研究,对西沙礁相第四纪地层进行了划分。整个第四系称西沙群,下更新统称永兴组,中更新统称琛航组,上更新统仍沿用石岛组,全新统称为西沙洲组。这一新的系统划分,对海陆第四纪地层间的互相对比提供了一定的依据。     

南沙群岛道明群礁库归沙洲脊槽地貌定量研究

脊槽地貌（Spur and Groove）是现代珊瑚礁礁坪和礁前的典型地貌,其发育特征是揭示珊瑚礁形成与演化过程的重要基础,目前有关环礁各地貌带脊槽地貌形态及成因的研究仍较为薄弱。南海南沙群岛岛礁脊槽地貌发育,是进行相关研究的理想区域。本文以南沙群岛北部道明群礁东北库归沙洲的典型脊槽地貌为研究对象,基于多波束测深数据,借助小波分析和过零点分析等方法,对环礁脊槽地貌形态参数进行定量研究。结果表明：库归沙洲各地貌带脊槽发育平均起始水深为15~16 m,主要为深水脊槽,最大起始水深相差较大（达8 m）,而终止水深相似（平均为16 m左右）。脊槽高差在礁前斜坡和内礁坪为2.15 m左右,在潟湖坡为1.24 m;平均槽宽在礁前斜坡为47.30 m,在潟湖坡达54.92 m。因此,在礁前斜坡脊槽发育相对密集且高差大,潟湖坡脊槽发育相对稀疏且高差小。从礁前斜坡至潟湖坡,脊槽边坡坡度逐渐增大,由“V”型脊槽向“U”型脊槽过渡,槽谷由左倾逐渐转化为右倾。同时,在内礁坪和潟湖坡多发育次一级脊槽,“V”型和“U”型共存。与全球代表性珊瑚礁脊槽形态的对比分析表明：南海地区各环礁多发育深水脊槽,其槽宽和延伸长度的关系部分符合波浪侵蚀作用主控的“V”型脊槽的拟合直线,部分符合生物建造作用主控的“U”型脊槽的拟合直线,表明其可能受上述两个作用共同控制,不同地貌带两者相对强弱不同。同时,频繁的热带风暴的破坏作用可能也是一个要因。     

海南岛沿岸全新世地层与海面变化的初步研究

研究沿海地区全新世沉积特征与形成年代,进行地层划分与对比,恢复沉积环境及演变历史,对探讨海岸线变迁、海平面变化与地壳运动等理论问题,有重要意义。以往,海南岛沿岸全新世沉积与地层的研究比较薄弱,主要涉及珊瑚礁、沿岸砂堤等。     

Fringing reef growth on a terrigenous mud foundation, Fantome Island, central Great Barrier reef, Australia

The leeward fringing reef at Fantome Island (central Great Barrier Reef province) is a carbonate body which has developed under the influence of terrigenous sedimentation. The reef flat is up to 1000 m wide and is surfaced by mobile sand and gravel, with almost all live corals restricted to the seaward rim. The reef slope has coral columns and heads on the upper part, but below 5 m water depth it is a muddy substrate with scattered mounds of branching corals. Three high recovery cores show the reef is up to 10 m thick and developed over a gently sloping terrace of weathered Pleistocene alluvium. Three post-glacial stratigraphic units are recognised: (1) carbonate reef top unit of coral rudstone and framestone including Sinularia spiculite; (2) lower slope unit of coral floatstone in a terrigenous muddy matrix; and (3) transgressive basal unit of skeletal arkosic sand. The acid insoluble content of matrix and of individual corals increases downwards. Coral growth rates decrease downwards, reflecting slower growth in muddier environments. Radiocarbon dating shows that the reef prograded seaward at almost stable sea level. An average vertical accumulation rate of 6.7 mm yr^-1 is indicated. Two age reversals are interpreted as material transported by storms or by erosion in response to a late Holocene sea-level fall. The carbonate reef top unit has developed adjacent to, and is environmentally compatible with a muddy terrigenous, lower slope unit. Terrigenous influx has not changed during the Holocene, and terrigenous content of sediments is controlled by deposition on the reef slope of fine sediment winnowed from the reef flat and concentration of coarse sediment in the transgressive basal sheet.