南海中央海盆第四纪沉积作用初探

本文运用最优分割法、有序序分法和Q型系统聚类等数理统计方法,对南海中央深水盆地KSO_1和KSO_2岩芯分别进行了粒度、矿物、粘土矿物、碳酸盐含量、化学元素、微体古生物和古地磁等方面进行了工     

晚更新世以来黄河、长江入海泥沙对南黄海沉积作用的影响

黄河以其巨大的沙量闻名于世,其多年(1951-1980年)平均输沙量为1.069×109t。近十余年来,由于加强了水土保持和各种引黄工程的兴建等原因,向海输沙量减少,但含沙量仍居世界之冠。长江年平均输沙量也达4.75×108t,居世界大河之第四位。这两条大河目前虽不直接注入南黄海,但是大量资料表明,更新世以来,它们都曾在相当长的时间里注入南黄海,在低海面时期甚至奔流于南黄海陆架区,在漫长的地质历史中它们不断输送巨量泥沙,造就了规模不同的堆积地貌,沉积了不同厚度的沉积物层。因此,从某种意义上说,南黄海曾经是黄河和长江交汇沉积的盆地,黄河、长江在本区的发展演变史，就是南黄海沉积作用的发育史。     

中德合作南海现代沉积作用过程研究进展

自１９８７年起，由国家海洋局第二海洋研究所与德国汉堡大学生物地球化学与海洋化学研究所利用先进的时间系列沉积捕获器开展了南海现代沉积作用过程研究。本文从科学依据，研究方法，技术路线、研究成果从展望阐述了本项目的研究进展。     

南海表层沉积类型与沉积作用若干特征

根据底质的粒度分析结果，编制了南海表层沉积类型图，把南海的表层沉积划分为１２种主要的类型，它们的展布与水深线的走势大体一致。大陆架表层沉积物主要由现代沉积，再造沉积，残留沉积和少量残余沉积组成，半沉海一深海沉积中生物碎屑的组成和含量往往成为确定沉积类型的重要因素，受碳酸盐溶解作用的影响，随着水深增大，钙质与硅质生物碎屑含量呈相互消长的关系，沉积类型因而不同。     

南海中央海盆KSO_1岩芯第四纪沉积作用初探

本文对南海中央深水盆地ＫＳＯ１岩芯（１４°５７＇４７＂Ｎ，１１６°０５＇２５＂Ｓ）（图１）粒度、矿物、碳酸盐含量、化学元素、微体古生物和古地磁等进行了分析。岩芯的长度和取样水深分别为７１０ｍ和４１６９ｍ。研究结果表明，南海中央海盆沉积物的颗粒较细；粘土矿物以伊利石为主，蒙脱石含量较低；化学元素显示出介于浅海一深海之间的半深海沉积特点。上述特征说明南海中央海盆的沉积物是以细粒含粘土矿物为主的半深海沉积物。同时，对岩芯的火山灰夹层、沉积速率、岩芯的年代以及碳酸盐含量和古气候间的关系进行了讨论。对ＫＳＯ１岩芯在６６５～６７０ｃｍ处的微粒锰结核富集层存在的意义进行了探讨。另外，应用最优分割法、有序分析法等数理统计方法，对ＫＳＯ１岩芯进行了元素地层学的划分工作。     

南海中北部海域晚更新世以来沉积速率及其变化机制

本文根据沉积速率变化受沉积环境制约机理，计算了南海中北部海域晚更新世以来沉积速率的变化，分析该海域沉积环境的特征。通过７个粒状样沉积速率的计算与分析，认为晚更新世以来沉积速率明显高于典型的大洋沉积环境的沉积速率，平均为１０．２ｃｍ／ｋａ，北部海域平均沉积速率为１１．３ｃｍ／ｋａ，南部海域平均沉积速率为６．０ｃｍ／ｋａ，表现为近陆区沉积速率高，远离大陆速率低的特点。     

南海中央海盆KSO1岩芯第四纪沉积作用初探

本文对南海中央深盆地ＫＳＯ１岩芯（１４°５７＇４７＂Ｎ，１１６°０５＇２５＂Ｓ）图（１）粒度、矿物、碳酸盐含量、化学元素、微全古生物和古地磁等进行了分析。岩芯的长度和取样水深分别为７１０ｍ和含量、化学元素、微体古生物和古地磁等进行了分析。岩芯的长度和取样水深分别为７１０ｍ和４１６９ｍ。研究结果表明，南海中央海盆沉积物的颗粒较细；粘土矿物以伊利石为主，蒙脱石含量较低；化学元素显示出介于浅海－深海之间     

南海中部晚更新世以来沉积物常量元素组分含量分布特征及其影响因素

为研究南海中部沉积物中常量元素组分含量的分布特征及其影响因素,对南海中部中沙以南陆坡一深海盆区的表层沉积物和2根柱状样进行了Si02、A1：O。、Fe：03、TiO：、K：O、MnO、P：O,、CaCO,等常量元素组分及生物硅（BSi）含量的分析．结果显示,南海中部表层沉积物中SiO：、A1：03、Fe：O3、TiO小K：O等与陆源碎屑矿物有关的常量元素组分含量的变化主要受生源CaCO,含量的控制,而CaCO,的含量,则受水深的控制．CaCO,含量与水深的关系表明,研究区CaCO。临界补偿深度约为3800m．受底层洋流的控制,研究区海山附近硅质生物碎屑局部富集,并稀释其他元素含量．研究区表层沉积物中的MnO和P：O,含量的分布规律不同于其他常量元素组分,其中,Mn可能部分交代CaCO,中的Ca,P,O,部分可能为海底超基性岩海解来源的．2根柱样的地球化学变化特征显示,晚更新世以来,南海中部CaCO,临界补偿深度以浅海底沉积物中除Mn和P以外的其他各常量元素含量受生源CaCO,含量的影响,而在CaCO。临界补偿深度以深的海域,则受BSi含量的影响．南海中部沉积物柱样中的CaCO,和BSi含量变化与全球变化有关,可作为古气候环境变化研究的代用指标．摘要：为研究南海中部沉积物中常量元素组分含量的分布特征及其影响因素,对南海中部中沙以南陆坡一深海盆区的表层沉积物和2根柱状样进行了Si02、A120。、Fe20。、TiO：、K20、MnO、P20,、CaCO,等常量元素组分及生物硅（BSi）含量的分析．结果显示,南海中部表层沉积物中SiO：、A1：03、Fe20¨TiO小K：O等与陆源碎屑矿物有关的常量元素组分含量的变化主要受生源CaCO,含量的控制,而CaCO,的含量,则受水深的控制．CaCO,含量与水深的关系表明,研究区CaCO,临界补偿深度约为3800m．受底层洋流的控制,研究区海山附近硅质生物碎屑局部富集,并稀释其他元素含量．研究区表层沉积物中的MnO和P：O,含量的分布规律不同于其他常量元素组分,其中,Mn可能部分交代CaCO,中的Ca,P,O,部分可能为海底超基性岩海解来源的．2根柱样的地球化学变化特征显示,晚更新世以来,南海中部CaCO,临界补偿深度以浅海底沉积物中除Mn和P以外的其他各常量元素含量受生源CaCO,含量的影响,而在CaCO,临界补偿深度以深的海域,则受BSi含量的影响．南海中部沉积物柱样中的CaCO,和BSi含量变化与全球变化有关,可作为古气候环境变化研究的代用指标.     

南海西南部晚更新世以来元素地球化学特征的古环境意义

对南海西南部近湄公河三角洲中陆坡上的MD01-2392站样品进行的地球化学分析表明,该站的沉积物主要为湄公河带来的陆源碎屑,并且其物源四十万年来没有发生明显变化。分别用元素TiO2、CaO估算出沉积物中陆源碎屑的含量及CaCO3的含量,结果显示CaCO3在间冰期时高,而在冰期时低,表现出“大西洋旋回”的特征。陆源碎屑含量与CaCO3含量相反,显示出南海CaCO3旋回属于稀释旋回。元素的Ti标准化值表明,该站沉积物源区在冰期时化学风化弱,而在间冰期时相对较强,说明间冰期时物源区存在相对温暖湿润的气候环境。     

南沙海区更新世以来的火山灰及其地质意义

南沙海区１７９５７和１７９５９柱状样中含有丰富的火山灰,它们可以分成３种类型,即块状玻屑、泡状玻屑和微泥球,自下而上构造８个火山灰层（ＮＭ１－ＮＢ５）,记录了８次明显的火山活动,年龄从０．１３５Ｍａ到１．３４Ｍａ,化学成分的分析显示这些火山灰可能来自南沙海区南面的巽他火山带,这些火山灰层具有时间标志作用,可以作为一种有效的地层划分和对比的工具。     

更新世以来南海表层水温变化及其古气候意义

南海南部2Ma以来古温度记录显示该海域更新世以来海水表层温度的不断降低,并且以冰期降低为特征,间冰期温度变化不大。南海南北经向表层海水温差的大小,反映了东亚冬季风的强弱变化,2 Ma以来的温差变化说明东亚冬季风在中更新世之前的持续强化,中更新世之后不断减弱,而在晚第四纪时又再次转为增强,同时叠加在长期变化趋势之上的是轨道时间尺度上冰期增强间冰期减弱的循环波动。青藏高原构造作用可能对中更新世时期东亚冬季风强化产生重要影响,而更新世以来东亚冬季风变化的整体趋势及轨道尺度变化主要受全球冰量变化和低纬ENSO影响。     

南海北部陆坡晚更新世末期硅藻及其古环境意义

对南海北部陆坡17940孔晚更新世末期沉积物硅藻的研究表明,该时期硅藻组合以亚热带浮游性种类为主。硅藻组合中优势种和特征种含量的变化,指示了晚更新世末期南海海洋环境较现代封闭、海平面较现代为低的古地理环境。同时,根据硅藻组合中特征种的变化,也可以清楚地界定出波令-阿勒罗德期和新仙女木事件,但是全新世的底界并不明显。     

南沙海区更新世以来的放射虫丰度低值事件及其古海洋学意义

根据南沙海区17957－2柱1．34Ma以来的放射虫定量研究发现,在0．88－0．91Ma和1．14－1．16Ma两个时期放射虫堆积率和丰度突然降到最低值,造成两次丰度低值事件。第一次丰度低值事件与0．9Ma发生的“中更新世革命”事件有关。这两次丰度低值事件可能是由于高的放射虫碎壳率所反映的强硅质溶解作用、含量较高的碳酸盐和火山灰的稀释作用以及较低的表层初级生产力三者的共同作用所造成的,反映了硅质生物沉积过程的复杂性。     

论沉积强度——以南黄海为例

本文在同位素~(210)Pb测定沉积速率的基础上,提出了“沉积强度”的概念,并以南黄海为例划分了不同沉积强度区,同时探讨了其形成机制。     

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。     

南海周边中全新世以来的海平面变化研究进展

综述了近几十年来前人有关中全新世以来南海海平面变化研究的主要成果,着重探讨了研究中出现的争议和热点问题,结果表明,南海中全新世确实存在高海平面,海平面最高有2~3 m,出现在7.0~5.5 kaBP;而此后的海平面变化呈振荡模式,波动降低到目前海平面的位置,且与温度波动有一定的同步性,揭示了它们之间的紧密联系。而由卫星观测结果统计出的最近十几年以来南海海平面的上升速率达3.9 mm/a,略高于同期全球平均值;由验潮站统计出的南海海平面上升率为2.4 mm/a,同样略高于相应的全球平均值。最后还指出了研究过程中存在的主要问题与不足,并初步总结出一些改进措施:①使用高精度的定年技术,减少年龄误差;②在构造相对稳定的海岸段研究古海平面变化;③尽量采用高精度的标志物,如微环礁、管形虫壳等。     

南海巽他陆坡晚更新世以来的微体化石和古环境

柱状样 182 88- 2采自于南海南部巽他陆坡 (5°4 4′N、 110°4 4′E,水深 788m ,柱长 6 .8m ) ,通过与邻近柱状样同位素的对比 ,其揭示了末次冰盛期以来的沉积。柱状样中指示水深较大的介形类和浮游有孔虫丰度自下而上呈现明显增加的趋势 ,而指示水深较浅的介形类丰度及介形虫 /浮游有孔虫比值和底栖有孔虫在有孔虫全群中的丰度都呈下降趋势 ,反映了研究区末次冰盛期以来海面上升和海水加深的过程。这两类的变化在 YD至全新世早期最为显著 ,与该时期海面快速上升造成的环境急剧变化相对应。异地介形虫广见于末次冰期和全新世早期的沉积中 ,反映冰期低海面和冰后期海侵初期频繁发生源于陆架的顺坡搬运。依据末次冰期沉积中含较多的底栖有孔虫 Uvigerina和 Bulimina、介形虫 Polycope和 Cytherella,及底栖有孔虫 U.peregrina较低的δ1 3C,推测冰期低海面时底层水状况为低氧和高营养 ,在冰盛期尤为发育     

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。