西沙中新世生物礁研究新成果简介

本文回顾了近年来关于西沙群岛晚第三纪生物礁研究的新成果：发现了９属４３种造礁钙藻，建立了它们的演变系列，描述了它们的造礁作用：探讨了礁白云岩成团。发现了一批微体古生物新种，提出了中新世地质界线的划分方案。     

巴哈马滩与西沙群岛台地生物礁地质特征对比

从生物礁碳酸盐岩的沉积特征、孤立台地生物礁沉积模式2个方面对巴哈马滩与西沙群岛进行对比分析:巴哈马滩礁区主要沉积粒状灰岩、泥质灰岩、斜坡发育生物碎屑灰岩,海底文石和镁方解石胶结作用强烈,致大部分原始孔隙度阻塞,孔隙度降低;西沙礁滩海滩岩以生物碎屑灰岩为主,地层主要发育生物碎屑灰岩和白云岩,各种藻类格架的杂乱分布增大岩石的孔隙度。巴哈马滩以孤立碳酸盐岩台地生物礁为主,发育台地边缘斜坡及滩礁型孤立台地,西沙孤立台礁区主要发育永乐、宣德2类环礁沉积系统,以及台地边缘礁、塔礁、马趾礁、环礁、点礁等多种生物礁类型。大巴哈马滩具有侧向生长的潜力和周期性进积作用的特征,西沙陡坡高能带发育进积型与侵蚀型2种沉积类型,风暴潮与盛行风作用成为灰沙岛的主要成因机制。     

西沙群岛金银岛和东岛礁平台生态调查

中国科学院海洋研究所自1956年以来对我国广东省的西沙群岛进行了多次考察,着重于藻类、无脊椎动物和鱼类的种类和区系研究,先后发表了数十篇研究报告。1975年5-6月派出的考察队在西沙群岛的10个岛礁进行动植物区系调査,同时对永乐群岛西南面的金银岛和宣德群岛最东面的东岛进行了珊瑚礁礁平合的生态调査；1976年1-4月另一支海藻考察队又调查了西沙群岛18个岛礁。这两次生态调查的目的是了解热带珊瑚礁礁平台藻类和无脊椎动物在各个垂直分布带上的组成,了解底栖海藻的季节变化,以及珊瑚礁礁平台鱼类的生态类型,为研究热带珊瑚礁动植物的生态特点,开发利用珊瑚礁生物资源提供资料。     

西沙群岛地下淡水及其相关因素探讨

本文围绕西沙群岛生物礁地下淡水的来源、可能成因和赋存条件进行了初步讨论，提出了有待深入研究的课题。     

南海北部深水区中新世生物礁发育特征

基于近些年南海北部深水区采集的地震资料,对南海北部深水区中新世生物礁发育特点进行分析、对比和研究,认为西沙隆起地区发育典型的生物礁,具有丘状反射、强振幅、中频、中连和杂乱地震相,发现琼东南盆地北礁地区在中新世梅山组也有似礁相发育.通过对琼东南盆地深水区中新世生物礁层序地层学分析,认为生物礁在中新世梅山组海侵体系域和高位体系域发育.从对北礁地区典型生物礁剖面进行的波阻抗反演来看,其与LH11-1生物礁油田的波阻非常相似,波阻抗值为8×106-9×106kg/(m2·s).古地理分析认为,中新世西沙隆起区与北礁地区处于滨、浅海沉积环境,梅山组时期的陆缘碎屑供给量比较少,适于生物礁发育.     

西沙群岛基底火山碎屑岩中单斜辉石的矿物化学特征及其地质意义

本文利用电子探针对南海西沙群岛琛航岛珊瑚礁底部火山碎屑岩中的单斜辉石矿物的化学特征进行了研究。结果表明,该单斜辉石属于富钙透辉石,部分有正环带结构,从核部到边部Ca、Fe、Ti的含量逐渐增加,是岩浆正常结晶顺序的反映,说明该区域的岩浆演化是向着富Ca、Fe、Ti方向发展的。主量元素数据显示,单斜辉石具有低Si高Al的特征(SiO₂=41.40%～48.44%,Al₂O₃=5.54%～10.20%),且AlⅣ含量较高,说明母岩浆为不饱和碱性岩浆系列;此外,单斜辉石Ca含量偏高,Ca/(Ca+Mg+Fe)值在46.1%～51.4%之间,推测是母岩浆的高Ca含量导致了大量高钙辉石的产出。结合西沙海域的地震和构造资料,推测琛航岛珊瑚礁的基底是玄武质火山碎屑岩组成的平顶状海山,系岩浆穿过断裂发育的岩石圈层在西沙群岛的海底喷发,随后火山碎屑物质经过堆积、固结作用而形成;该火山碎屑岩的原岩为板内碱性玄武岩。     

南沙群岛海域北康盆地生物礁高精度层序地层学及其新近纪生物礁层序演化模式

新近系生物礁油气储层是南海含油气盆地油气勘探两大主力目的层系之一,过去有关其高精度层序地层学和层序演化模式的研究不多.为此,通过对北康盆地2万余公里地震资料的精细解释和钻井资料的综合研究,获得了以下重要成果:1)识别划分出该盆地新近纪11条主要等时界面、7个三级层序和基本层序组.2)描述了生物礁低位体系域、海侵体系域和高位体系域地震反射结构特征.3)提出南海首个中中新世生物礁高精度层序演化模式,代表中中新世(16.3-10.4Ma BP)海宁期(T13-T2)生物礁的剖面形态,含由1个低位体系域层序单元+5个高位体系域层序单元构成的一个典型海进体系域和由1个早期高位体系域层序单元+1个晚期高位体系域层序单元构成的1个典型高位体系域;可见中中新世完整海进-海退旋回生物礁发生、发展和消亡的过程.通过与曾母盆地中新世生物礁解释剖面对比,指出该模式具有区域性古海洋学代表意义.4)通过对L礁、西琛一井和南海-地中海中新世古海洋演化研究,确定研究区中中新世分别发育5-8个海平面升降旋回,形成晚中新世"南中国海事件",具有冰川型海退性质,可与全球和南海北部特别是与"Missinian"事件对比;确定北康盆地乃至南海新近系生物礁形成至逐渐消亡,也是新构造运动与新近纪古海洋事件共同作用的结果.5)指出L礁气田发现有9.8Ma BP、13.8Ma BP、14.5Ma BP和15.5Ma BP等多个层序界面,分别系高孔渗层段;同期南海礁型油气圈闭层序界面当为优良储层;若其为油气充满,则油气"高产"或构成"高压气包".以上成果,将有助于对全球变化及南海古海洋区域响应过程与结果的理解,并对南海的油气勘探有启示作用.     

西沙群岛海滩岩类型及其油气地质意义

介绍了西沙群岛现代生物礁最新科考成果,在数十个岛屿上发现海滩岩,划分为固结海滩岩、高位海滩岩、坍塌破坏型海滩岩、侵蚀破坏型海滩岩和侵蚀型海滩岩5种类型;描述了它们的手标本特征、赋存分布及岩石类型和作为油气储层的价值;指出甘泉岛淡水资源的存在归因于海滩岩的胶结致密程度。     

Fe同位素研究现状及其在西沙群岛铁白云岩研究中的应用

铁是地球中含量最多分布最广的过渡金属元素之一,但针对Fe同位素的研究滞后。介绍了开始于TIMS,到MC-ICP-MS的Fe同位素测试技术,其重要研究进展与现状。指出Fe元素及Fe同位素在自然界中的组成、分布及在生物、非生物有机作用过程中分馏的特征;Fe同位素地球化学及在古海洋学、矿床学等地球科学领域的广泛应用,涉及铁硫化物、铁氧化物和铁碳酸盐矿物-菱铁矿成矿作用。后者目前被认为是碳酸盐岩铁白云岩成因研究的关键,通过铁白云岩中大量铁和重金属来源示踪研究,揭示西沙群岛孤立岛屿环境铁白云岩的成因特征和机制,属于白云岩问题研究重要内容,具有重要的意义。     

青藏高原隆升与西沙珊瑚礁沉积的对比

青藏高原隆升与西沙珊瑚礁沉积对比研究的结果表明，由于地壳均衡作用，青藏高原挤压隆升，南海基底扩张沉降，且青藏高原隆升与西沙基底沉降呈正相关，从而导致上新世以来青藏高原隆升幅度与西沙珊瑚礁沉积厚度呈正相关，青藏高原隆升速率与西沙珊瑚礁沉积速率呈正相关。     

南沙群岛与西沙群岛及其邻近海域海洋底栖生物种类对比

南沙群岛和西沙群岛是我国南海最大的两个群岛。解放后，我国海洋生物工作者对两个群岛进行了多次考察，记录描述了大量海洋生物种类(包括新的分类单元)。近年来以中国科学院为主的我国海洋科学工作者对南沙群岛进行了重点考察，获得了很多重要资料和生物样品，但很多分类学专家却认为对南沙群岛的样品采集和分类学研究还很肤浅，远未达到对西沙群岛的采集和研究深度，这是因为南沙群岛已发现的种类在某些类群上少于西沙群岛，因此被认为南沙群岛的物种多样性程度不如西沙群岛。作者为了解目前两群岛海洋生物的物种研究状况，根据现有资料，对两群岛已描述的底栖生物种类作了比较，为今后加强对南海珊瑚礁的保护提供科学依据。     

西沙海域中中新世早期古地貌及其控制因素

古地貌的构造格局控制了物源体系和沉积体系的发育,对其研究有利于确定油气勘探目标。基于西沙海域丰富的地震资料、钻井资料以及高精度的多波束资料,重点经过去压实校正和古水深校正之后,恢复西沙海域中中新世早期的古地貌。该时期的古地貌显示:西沙海域以两个近北东向的西沙、广乐隆起为纽带串联周缘的深水区域,西沙隆起和广乐隆起之上水体较浅,处于滨海环境,利于碳酸盐岩的沉积。西沙隆起之上岛屿众多,岛屿之间以洼地相隔,为需要地势高点生长的生物礁的发育创造了条件,西沙隆起南部于渐新世发育大量的火山,后期多演化为孤立的台地,隆起周缘多以陡坡为主。而广乐隆起之上地势开阔、平坦,隆起南、北两侧的斜坡有一定的差异,具有"南陡、北缓"的特点,其北部斜坡地貌复杂,发育至少三组近平行的水道,利于碳酸盐岩碎屑的搬运和沉积,活跃于渐新世的断裂控制古地貌的空间格局,同时,生物礁碳酸盐岩的发育以及其碎屑的搬运和沉积作用对地貌的不断改造,造就了该时期的地貌形态。     

西沙群岛现代滨岸的风暴沉积

本文仅以1984年10号风暴为例,讨论了风暴前后的水动力条件及路径变化.重点阐述了该次风暴对西沙珊瑚礁区的潮间和潮上带现代砾堤和海滩的影响.描述了珊瑚礁区的砾堤沉积物的空间分布及垂向序列,并对沙质海滩的风暴搬运过程进行了适当的讨论.西沙砾质砾堤和沙质海滩无论从沉积序列上还是从沉积物的结构成份上,都存在着较大的差异,它们是在一种水动力条件下形成的两种不同的沉积体,在沉积过程中各有自身的沉积特点.本文尝试性地从上述角度提出一种沉积序列的空间格局,以便为古代沉积物的研究提供一些滨岸风暴沉积的信息.     

西沙岛礁基底花岗质岩石的锆石U-Pb年龄及其地质意义

西沙地块作为南海中散布的微地块之一,迄今尚缺乏有关中生代构造-岩浆活动的岩石学资料或证据。在2012-2013年,中海石油(中国)有限公司湛江分公司在西沙岛礁上设计实施了"西科1井"科学钻探,成功钻取了长达1 268.02 m的岩心,并在井深1 257.52 m处钻遇由变质岩和侵入岩组成的结晶基底。利用LA-ICP-MS分析测试技术,对取自岛礁基底的花岗质岩石进行了锆石U-Pb年龄测定,结合邻区和华南地区花岗质岩石的形成年代,探讨了与岩浆作用相关的大地构造环境。结果表明:西沙花岗质岩石在岩性上属碱长花岗岩和二长花岗岩,与南沙地块的花岗质岩石同为I型花岗岩,形成于活动陆缘构造环境下,其岩浆源区可能在一定程度上受到了幔源组分的影响;西沙岛礁基底花岗质岩石形成年龄在144~158 Ma之间,是晚侏罗世构造-岩浆作用的产物,在成岩时代上可与华南燕山期花岗岩进行对比,反映出由古太平洋板块俯冲机制诱发的燕山期岩浆活动对华南大陆和南海地区产生了广泛的影响;岩石学证据表明,西沙-中沙和南沙地块经历了燕山期多期次岩浆活动的改造,在基底构造上属华南大陆的延伸部分。     

西沙群岛白云岩-铁白云岩空间变异的特征：来自地球化学的证据

成礁以来西沙群岛白云岩-铁白云岩大量发育,针对白云岩空间变异及成因演化的讨论具有重要意义。西科1井存在7层白云岩,对7层白云岩进行了划区处理,将7层白云岩层分为浅、中、深3类：<600 m为浅层（层一、层二、层三,合计厚度203 m）,600～1 000 m为中层（层四、层五、层六,合计厚度79 m）,>1 000 m为深层（层七,厚155 m）。通过对7层白云岩的主微量元素特征、成岩环境与成因模式及浅层、中层、深层白云岩地球化学数据之间的规律与差异的分析认为,西科1井白云岩受陆源物质影响小,高的SiO2可能来自西沙周缘火山地带。西沙地区白云岩成岩环境总的来讲属于氧化环境,但浅、中、深层成岩环境的氧化强度具有差异。西科1井白云岩的古盐度都较高,但层与层之间有着细微差异。西科1井白云岩锶含量总体偏低,受到淡水淋滤作用强烈,形成于古水深较浅的礁相台地环境,相比较而言,浅层受到大气淡水影响最强,中层次之,深层最弱。西沙白云岩成岩过程中受到高盐度海水、大气淡水和回流渗透作用等多种因素的影响。     

南沙群岛西南海区表层碳酸盐沉积的相特征

通过研究南沙群岛西南海区44个站表层碳酸盐沉积特征,综合分析了沉积物类型、碳酸盐的生物组成、矿物成分、地球化学等,根据碳酸盐沉积的岩性参数之间的关系及相应的沉积环境,应用主成分分析统计对比,提出该海区碳酸盐沉积的六个沉积相及其特征:大陆坡半深海-深海相,南部中、外大陆架浅海相,西部中、外大陆架浅海相,南部内大陆架浅海相,礁体相,礁体过渡相。