南海南部NS93—5柱样揭示的晚第四纪以来的古海洋学特征

由南海南部海区ＮＳ９３－５柱样的浮游有孔虫氧同位素地层学和浮游有孔虫分析结果获得古环境参数,揭示了距今１９０ｋａ以来南部海区受西太平洋热带水的影响,以及南沙海区表层水和苏禄海变性水的变化历史;在末次盛冰期碳酸盐含量较低,但是碳酸盐含量的最低值出现在氧同位素４期;表层水体的含量呈现为间冰期大于冰期,而古生产力的变化则为冰期大于间冰期;依据氧同位素和浮游有孔虫特征分析结果,建立了南部海匹距今１９０ｋａ     

南海南部陆坡区的浮游有孔虫及其所表征的表层古水温

根据南沙群岛海区NS93- 5柱样浮游有孔虫分布和高分辨率氧同位素地层学 ,揭示了氧同位素 1— 6期 ,其中氧同位素 2期的值最重 ,5期的值最轻。运用浮游有孔虫古生态转换函数求得冬季表层海水温度为 2 2— 2 8 C ,夏季变动在 2 8— 30 C之间 ,季节温差为 1—6 C ,冬季海水表层温度则是以上次冰期最低 ,末次间冰期最高 ,末次盛冰期的冬季表层水温下降幅度最大 ,很好地反映了距今 2 0 0ka以来表层水温的变化特征     

南海南部陆坡区的浮游有孔虫及其所表征的表层古水湿

根据南沙群岛海区NS93－5柱样浮游有孔虫分布和高分辨率氧同位素地层学,揭示了氧同位素1－6期,其中氧同位素2期的值最重,5期的值最轻,运用浮游有孔虫古生态转换函数求得冬季表层海水温度为22－28℃,夏季变动在28－30℃之间,季节温差为1－6℃,冬季海水表层温度则是以上次冰期是以上次冰期最低,末次间冰期最高,末次盛冰期的冬季表层水温下降幅度最大,很好地反映了200ka以来表层水温的变化特征。     

东北太平洋胡安·德富卡隆起西翼晚第四纪以来的碳酸盐记录

通过对东北太平洋胡安·德富卡隆起西翼沉积柱样中的碳酸盐含量和浮游有孔虫氧同位素测试以及浮游有孔虫丰度、溶解指数和粗组分的统计,发现在晚第四纪约65 ka以来碳酸盐含量变化幅度大(0 4%~77 2%),相差非常悬殊,但其变化未呈现出冰期时溶解作用减弱、间冰期时溶解作用强烈这样明显的旋回性。粗组分分析结果显示,地层中有明显的浊流沉积发育。另外,碳酸盐含量和浮游有孔虫丰度分析结果揭露了研究区的 CCD在3 500 m左右。研究认为,在约65 ka来水深浅于3 500 m的区域碳酸盐含量的无规律性变化应与浊流沉积影响有直接的关系,而水深深于3 500 m的区域碳酸盐含量主要受控于深海碳酸盐的溶解作用。     

越南岸外上升流区48万年来高分辨率的生源组分记录及其古海洋学意义

南海西部越南岸外MD05-2901孔沉积物分析显示,该孔覆盖氧同位素1-12期,底界年龄约为48万年。生源组分记录显示表层古生产力冰期高、间冰期低,体现间冰期海平面下降、陆源物质输入增强的影响。生产力在末次冰期达到最高,体现末次盛冰期海陆差异增强,东北风发育对生产力提高的促进作用。碳酸钙含量变化呈现冰期早期含量低、冰消期和间冰期含量高的趋势。其冰消期的高值在MIS1/2、MIS3/4和MIS5/6分界处,与浮游有孔虫碳同位素低值对应,揭示该地区的碳酸钙沉积旋回是“稀释旋回”。同时碳酸钙含量变化领先于同一地区浮游有孔虫氧同位素的变化,证明低纬海区碳酸钙泵作用对大气二氧化碳浓度和温度有影响。滤波分析结果显示碳同位素存在23 ka的岁差周期和偏心率长周期,生源组分的含量变化显示出典型的岁差周期,体现南海季风环流的轨道响应,证明低纬热带过程是调节气候变化的重要因素。     

西太平洋暖池核心区MIS 7期以来的古生产力变化:类ENSO式过程的响应

对取自热带西太平洋暖池核心区的WP7岩心进行了底栖有孔虫和钙质超微化石研究。在利用氧同位素曲线对比和AMS14C测年数据进行地层划分的基础上,依据底栖有孔虫和钙质超微化石指标,分析了距今近250ka以来区域生产力和上层海水结构的演变特征,探讨了其控制因素和所指示的古海洋学意义。计算结果显示WP7岩心所在的暖池核心区约在距今250ka以来初级生产力在冰期(MIS6期、4期和2期)高,在间冰期(MIS7期、5期、3期和1期)低,表明该区古生产力在长的轨道时间尺度上受北半球高纬度冰量变动的影响。钙质超微化石下透光带属种Flori-sphaera profunda百分含量指示的温跃层深度变化表明冰期温跃层浅、间冰期温跃层加深,这说明类ENSO式变化导致的冰期—间冰期温跃层深度波动可能是MIS7期以来暖池核心区古生产力在冰期高而在间冰期显著降低的直接控制因素。     

南海南部粉红色 Globigerinoides ruber 冰期旋回及影响因素

对南海南部ODP1143站氧同位素11-5e期大约2ka分辨率的粉红色Globigerinoides ruber进行分析,发现其冰期／间冰期旋回与代表全球冰量的底栖有孔虫氧同位素(δ^18O)的变化相反,即在间冰期时含量低,而冰期时高,与其他海区的记录相反。海水表层温度和温跃层深度转换函数结果以及碎壳率的变化显示,在一定的温度背景下,温跃层深度的变化可能是控制粉红色G．ruber冰期旋回的主要因素,而这段时期南海南部溶解作用的影响则不明显。     

冲绳海槽南部两万年来的浮游有孔虫与古海洋学事件

冲绳海槽南部92-255和92-170两柱状样岩心的浮游有孔虫定量分析及其组合的变化、游浮与底栖有孔虫壳体δ18O测定和AMS14C测年资料,提供了末次冰期以来重要的古海洋学记录。浮游有孔虫的转换函数计算表明,海槽区末次冰期表层水温下降值及末次冰期的季节温差均比西太平洋开放海区相应纬度大,反映了边缘海对冰期-间冰期旋回中气候变化的放大效应,冰期-冰后期的对比还体现在由浮游有孔虫属种组合所反映的水团和水体垂直结构的变化上;末次冰消期古温度变化及浮游有孔虫δ18O变化记录了一次短暂的气候回返(10170～9170aBP);详细的地层分析还揭示了中全新世的一次Pulleniatina obliquiloculata含量低谷。     

冲绳海槽中部MIS 6期以来Florisphaera profunda百分含量变化及其控制因素

对取自冲绳海槽中部的Z14-6岩心进行了钙质超微化石的鉴定统计和有孔虫的氧碳稳定同位素分析,在利用浮游有孔虫氧同位素曲线对比进行地层划分的基础上,通过与邻近区域3个岩心数据进行对比,分析了150kaBP以来该海区钙质超微化石下透光带属种Florisphaera profunda百分含量变化特征及其受控机制。研究结果表明,MIS 6期以来F.profunda百分含量变化具有明显的冰期-间冰期旋回特征,末次冰期旋回中,冰期时F.profunda百分含量低于间冰期,倒数第二次冰期旋回中正好相反。F.profunda百分含量变化的主控因子是黑潮流的强弱变化,倒数第二次冰期旋回中F.profunda百分含量从MIS 5e期末开始降低,由此推测黑潮从MIS 5e期末开始减弱或向洋外偏移,沿岸水入侵冲绳海槽。     

西太平洋暖池北部15万年以来的碳同位素低值事件

对取自西太平洋暖池北部的MD06-3052孔的浮游有孔虫表层种Globigerinoides ruber进行了稳定氧碳同位素测试与分析,在所建立的年龄模式基础上,揭示了该孔150 ka以来氧碳同位素的变化特征及其碳同位素低值事件的时间。结果表明,150 ka以来碳同位素总体上显示出逐渐变重的趋势,其变化不同于氧同位素,并未表现出冰期-间冰期尺度的变化特征,且全新世和末次间冰期碳同位素差异较大。在所识别出的6次碳同位素的低值事件中,除倒数第二次冰消期与岁差低值有相位差以外,其余均与岁差低值都有很好的对应。幅度较大的3次发生于冷期/暖期的过渡期,其中末次冰消期的碳同位素记录受到浊流的侵蚀作用,有部分缺失;该孔与其他海区记录的相似性进一步证实了3次冰消期的δ13C低值事件的普遍性。     

南海北部陆坡ZSQD196PC柱状样末次间冰期以来的古海洋学记录：氧同位素、有孔虫和硅藻

为了解南海北部陆坡末次间冰期以来的古海洋沉积环境演化特征,对研究区ZSQD196PC柱状样有孔虫、硅藻及有孔虫氧同位素资料开展了分析。依据沉积有孔虫、硅藻主要属种的百分含量、丰度及组合特征,将有孔虫划分为3个组合,分别对应于氧同位素MIS1、2、3~4期;将硅藻划分为4个组合,大致对应于MIS1~4期。MIS1期有孔虫以暖水种占优势,Pulleniatina obliquiloculata百分含量显著升高;硅藻丰度低且以热性种占优势,其中冷期出现大量沿岸种,反映相对温暖的气候条件。MIS2~4期有孔虫以冷水种占优势,温跃层种含量相对较高;硅藻丰度高且以广布种占优势,出现沿岸种含量的升高,反映较冷的气候条件。通过对比浮游有孔虫氧同位素,分析讨论了末次盛冰期、Blling—Allerd暖期和新仙女木事件在ZSQD196PC柱状样的沉积响应,揭示了末次冰期中的气候波动。     

南海南部第四纪表层海水古生产力变化的钙质超微化石证据

深海沉积中的钙质超微化石是古海洋表层生产力的替代性标志之一。通过对南海南部ODP1143站第四纪沉积中超微化石分析，从绝对丰度和堆积速率、Florisphaera profunda百分含量及碳同位素三个方面探讨了该区第四纪表层海水古生产力的变化特征。结果显示，1．56Ma以来南海南部表层海水古生产力呈现两种不同时间尺度的变化。一是随冰期－间冰期旋回而变化，间冰期时，表层海水生产力高，而冰期时则降低；另一种则是大约40万年的长周期变化，自1．56Ma以来，可以分成四个大的旋回，每个旋回内表层海水古生产力又经历了从低到高再到低的变化。     

长链烯酮化合物与生物化石

本文研究了南海北部３１孔岩芯样的长链烯酮化合物的分布与微体古生物（钙质超微化石和浮游有孔虫）的关系。烯酮化合物主要来自定鞭金藻的赫胥黎艾氏石Ｅｍｉｌｉａｎｉｓａｈｕｘｌｅｙｉ，其中Ｃ３７∶２Ｍｅ含量在３１％～７０％。应用Ｃ３７的不饱和比值（Ｕ３７ｋ）计算了南海３１孔柱状样的海水古温度，波动幅度在２３．２～２８．３℃之间，平均为２５．３℃，低于该海域海水实测年平均温度（２８．１℃）。Ｕ３７ｋ值的变化与浮游有孔虫壳体的氧同位素值分期有着对应的关系，亦可相应分成５期。     

Sea surface temperature variations in the southwestern South China Sea over the past 160 ka

Sea surface temperatures (SSTs) in the southwestern South China Sea have been reconstructed for the past 160 ka using the Uk37 paleothermometer from the core MD01-2392. The temperature differences between glacial times (MISs 6 and 2) and interglacial times (MISs 5.5 and 1) are 2.2~2.5 ℃. Younger Dryas event during the last deglaciation was documented in both the planktonic foraminiferal δ18O and SST records. After MIS 5.5, SSTs displayed a progressive cooling from 28.6 to 24.5 ℃, culminating at the LGM. During this gradual cooling period, warm events such as MISs 5.3, 5.1 and 3 were also clearly documented. By comparison of SST between the study core and Core 17954, a pattern of low or no meridional SST gradients during the interglacial periods and high meridional SST gradients during the glacial periods was exhibited. This pattern indicates the much stronger East Asian winter monsoon at the glacial than at the interglacial periods. Spectral analysis gives two prominent cycles: 41 and 23 ka, with the former more pronounced, suggesting that SSTs in the southern SCS varied in concert with high-latitude processes through the connection of East Asian winter monsoon.     

南海北部表层沉积物中浮游有孔虫分布特征与环境意义

对南海北部12°以北海域表层沉积物中的浮游有孔虫丰度、属种数量与组合、碳酸盐含量以及硅质生物相对丰度等进行了分析和鉴定,结果表明:随水深的增加,浮游有孔虫的丰度降低、属种数量减少,碳酸盐含量降低,硅质生物相对丰度升高,浮游有孔虫优势种由易溶种转变为抗溶种。浮游有孔虫以及碳酸盐含量等的这些变化与深海碳酸盐的溶解作用密切相关,同时,浊流沉积作用和水团等环境因素也是影响浮游有孔虫丰度与组合以及碳酸盐含量变化的重要因子。     

Paleoceanography of the central sea of Okhotsk during the middle Pleistocene (350–190 ka) as inferred from micropaleontological data

The distribution of diatoms, radiolarians, planktonic and benthic foraminifers, and sediment components in the fraction >0.125 mm was analyzed in the core obtained from the central Sea of Okhotsk within the frameworks of the Russian-German KOMEX project. The core section characterizes the period 190–350 ka, which corresponds to marine-isotopic stages (MIS) 7 to 10. During glacial MIS 10 and MIS 8, the basin accumulated terrigenous material lacking microfossils or containing them in low abundance, which reflects, along with their composition, heavy sea-ice conditions, suppressed bioproductivity, and bottom environments aggressive toward calcium carbonate. Interglacial MIS 9 was characterized by elevated bioproductivity with accumulation of diatomaceous ooze during the climatic optimum (328 to 320 ka). The water exchange with the Pacific was maximal from 328 to 324 ka ago. Environments became moderate and close to the present-day ones at the end of the optimum exhibiting the possible existence of a dichothermal layer with substantial amounts of the surface Pacific water still flowing into the basin. Similar to interglacial MIS 5e and MIS 1, the “old” Pacific water determined near-bottom environments in the central Sea of Okhotsk during that period, although the influx of terrigenous material was higher, probably reflecting a more humid climate of the region. Slight warming marked the terminal MIS 8 (approximately 260 ka ago). The paleoceanographic situation during interglacial MIS 7 was highly variable: from warm-water to almost glacial. The main climatic optimum of MIS 7 occurred within 220–210 ka, when the subsurface stratification increased and the dichothermal layer developed. Bottom environments during the studied time interval, except for the optimum of interglacial MIS 9, resembled those characteristic of glacial periods: the actively formed “young” Okhotsk water displaced the “old” Pacific deep water.     

南海东北部表层沉答中微体化石与碳酸盐溶跃面和补偿深度

通过对南海东北部(12°～22°N,116°～122°E)表层沉积中的浮游有孔虫、底栖有孔虫、钙质超微化石、硅质与钙质生物丰度和比值的定量分析以及碳酸盐含量的测定,发现碳酸盐含量、浮游有孔虫、钙质超微化石丰度以及钙质生物比值随水深的增大迅速减小,而底栖有孔虫占有孔虫全群的比值和硅质生物比值以及底栖有孔虫胶结质壳类的百分含量却随水深的增大迅速增加.研究表明,调查区内微体化石丰度和比值以及碳酸钙含量的高低,与碳酸盐溶跃面(lysocline)和碳酸盐补偿深度密切相关,碳酸盐溶跃面和碳酸盐补偿深度南、北还存在一定差异,碳酸盐溶跃面南部较北部深,南部在2600m上下,北部则在2200m上下;碳酸盐补偿深度也是南部的较深,南部为3 600 m上下,而北部在3 400 m上下。     

中更新世气候转型期西太平洋暖池的表层海水温度和氧同位素变化

通过对大洋钻探(ODP)第130航次807站A孔井深12.54～16.38m沉积物中浮游和底栖有孔虫的稳定同位素δ18 O以及浮游有孔虫壳体的Mg/Ca测试,揭示了中更新世气候转型期(800～1 000kaBP)西太平洋暖池表层海水温度和氧同位素的变化。研究发现,中更新世时期ODP 807站的表层海水温度在25.1～30.9℃之间浮动,平均为28.4℃,接近现代暖池区实测温度值,冰期/间冰期之间的温度差值在1.5～5℃左右,与晚第四纪时的温差相近;同时,表层海水温度和底栖有孔虫氧同位素呈现同步变化的趋势,没有明显的超前或滞后的相位关系,区别于前人在暖池区的研究结果。间冰期时,表层海水温度上升伴随着温跃层变深、盐度降低,与现代西太平洋暖池La Ni珘na状态类似;冰期时则类似于El Ni珘no状态。中更新世气候转型期,西太平洋暖池的表层海水温度、温跃层深度变化受低纬热带驱动影响,都显示出强烈的岁差周期(16.8ka),而底层水氧同位素更多受到高纬的影响。     

南海北部191柱状沉积物主元素特征及其古环境意义

应用XRF法对南海北部陆坡191柱状沉积物中主元素进行分析,结果显示,全柱沉积物中SiO₂含量最高,其次是CaCO₃,Al₂O₃和CaO。在垂向分布上CaCO₃和CaO含量分布基本一致,SiO₂,Al₂O₃,Fe₂O₃,K₂O,MgO含量变化相似。结合AMS碳-14测年,可将191柱状样划分为5个地球化学层,主元素和MgO与Al₂O₃含量比值在垂向上的旋回变化反映了南海北部氧同位素3期以来末次冰盛期、冰后期、晚冰期的气候变化、海平面波动及陆源物质供应的变化,并对Heinrich事件、格陵兰高频气候振荡(D/O)旋回、新仙女木事件以及普林斜氏虫低值事件等全球性短周期气候事件有很好的对应关系,但受区域影响,在时间上有所滞后。氧同位素3期以来的沉积速率并未显示出南海普遍存在的间冰期比冰期、暖期比冷期的沉积速率低的规律,而是逐渐减小的,这可能是氧同位素3期频繁的冷热干湿气候振荡导致岩石易于风化破碎受侵蚀后被洪水搬运的缘故。     

Microfossils, carbonate lysocline and compensation depth in surface sediments of the northeastern South China Sea

INTRODUCTIONTwoimportantinterfacespunctuatingtheabyssalverticaltrans sectionarecarbonatelyso clineandcarbonatecompensationdepth (CCD) .Thecarbonatelysoclineislabeledbyabruptincrementofcarbonatedissolutiononcalcitemicrofossilssuchasplanktonicforaminifertests(Berger,1 96 8) ,ordecreasingapparentlyinpercentageofthecarbonateproportion (Panetal ,1 988) .ThoughtherearemanyachievementsonthecarbonatecycleandCCDresearches(Wangetal ,1 995;Rottman ,1 979;Thunelletal ,1 992 ;Zhengetal ,1 993;Mia…