Stratal Carbonate Content Inversion Using Seismic Data and Its Applications to the Northern South China Sea

Data on the carbonate content in marine sedi-ments are one of the most i mportant proxies to paleo-ceanography,paleoenvironment,and paleocli mate.Itis directly related to the changes in the global carbonreservoir and has unique significance and wide appli-cations in both scientific research and resource explo-ration(Huang et al.,2003;Chen et al.,2002;Trentesaux et al.,2001).The data on the carbonatecontent in sedi ments are pri marily acquired by meas-uring core samples(Fabricius,2003;Kenter…     

南海北部渐新世末沉积环境及物源突变事件

南海北部沉积物成分在渐新世末(23.8Ma)发生剧烈改变,出现地球化学成分上的突变,并在深海沉积中发生沉积间断及滑塌堆积。这些沉积事件在时间上与南海扩张轴由东西方向转为北东—南西方向发生跳跃的时间十分吻合,是渐新世以来南海构造演化史上最为重大的构造事件。经过这次构造事件,白云凹陷由渐新世晚期的浅水陆架环境转为中新世以后的深水陆坡环境,南海北部地区沉积物源由渐新世近源为主转变为中新世远源为主的供给特点;并使南海北部地区自中新世以来总体呈现海侵的特征。这次沉积环境与物源突变事件对南海北部地区油气藏的形成影响深远。     

渐新世初大冰期事件:南大西洋ODP1265站的记录

始新世—渐新世(EO) 过渡期间, 地球由两极无冰的“温室地球”进入到南极有冰的“冰室地球”, 其中以发生在早渐新世初的大冰期事件尤为意义重大.南大西洋ODP1265站氧碳稳定同位素在EO过渡期间发生重大变化, 表明早渐新世全球气温迅速下降, 南极大陆东部首次出现大规模永久性冰盖, 同时全球碳储库发生重大改组, 这一结果与全球其他地区的记录一致.碳酸盐含量、粗组分、浮游有孔虫碎壳率以及碳酸钙软泥的粒度在EO界线附近都发生了突变, 指示了海洋表层生产力的升高、碳酸盐补偿深度(CCD) 的突然加深以及气候快速变冷对生物和碳酸盐沉积的影响.      

南大西洋渐新世初碳酸盐记录(ODP 1263站)

渐新世初期,南极大陆在短时间内出现永久性冰盖,地球由两极无冰进入到单极有冰的特殊时期。越来越多的研究表明,这一重大气候转型事件与大气CO2及大洋碳储库的变化密切相关。南大西洋ODP 1263站碳酸钙软泥的粒度分析揭示了在渐新世初期发生的强烈碳酸盐溶解事件,碳酸盐溶解超前于底栖有孔虫氧同位素重值约100 ka,显示碳酸盐溶解事件先于南极冰盖的形成。由于碳酸钙泵的作用,碳酸盐的溶解会消耗大量的大气CO2,从而可能驱动了气候的快速变冷,导致南极大陆永久性冰盖发育。     

南海北部第四纪高分辨率地震层序地层与古环境演化北大核心CSCD

利用高分辨率反射地震资料和ODP 184航次获得的岩心及测井资料,开展第四纪层序地层学研究,根据上超、下超、削蚀、顶超等地震反射终止标志进行层位追踪,识别出了6个区域地震层序界面,并在层序内部追踪和识别了8个不连续的或局部分布的反射界面。以区域连续反射面为界划分出6套地震层序,分析各层序的反射特征、顶底年龄、地层厚度以及沉积速率等,建立了第四纪以来南海北部分辨率高达数万年的地震层序框架。对比过钻孔ODP1144站和近1146站的相邻高分辨率地震剖面,两者呈现出很好的层序一致性,借以说明地震剖面研究能够在没有钻孔及准确定年的前提下,体现某个区域的大尺度地层特征,得出比传统岩性描述和地层分段更为直观、可靠的多维空间分布的认识。将地震剖面与深海沉积记录比对,发现地震反射界面多与氧同位素高值期(即冰期或者间冰期内部偏冷的冰阶)相对应,尤其6个全区连续反射界面均对应着冰期旋回中的特大冰期,而地震层序与深海沉积记录不同指标如氧同位素、碳屑沉积、水体结构等所记载的气候变化信号之间也有良好的对应关系,特别讨论了中更新世气候转型期(MPT)在地震剖面、深海沉积物、冰盖以及黄土、地磁中的记录。本次工作探讨了地质与地球物理研究方法所得结果的关联和不同之处,提出借助彼此的研究优势相互补充和综合,可以更好的还原区域沉积演化史。     

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。     

更新世冰盖与大洋碳储库相互作用的箱式模型模拟

全球大洋深海有孔虫碳同位素(δ13C)记录中广泛发现40万年周期,这一周期可能与偏心率长周期的轨道驱动有关.1.6 Ma以来,δ13C的这一长周期拉长到50万年,且重值期不再与偏心率低值对应.目前对δ13C 40万年周期的成因及其周期拉长的机制还不明确.这里使用了包含9个箱体的箱式模型,用于研究热带过程与冰盖相互作用及其对大洋碳循环的影响.模拟结果显示当北半球高纬海区海冰迅速增大时冰盖迅速融化,进入冰消期,而当海冰快速消失后,冰盖则重新缓慢增长.冰盖变化具有冰期长,间冰期短的非对称形态.在季节性太阳辐射量的驱动下冰盖变化具有10万年冰期-间冰期旋回.当冰盖融化速率受北半球高纬夏季太阳辐射量控制时,冰盖变化的岁差周期明显加强,相位与地质记录一致,说明轨道驱动可以通过非线性相位锁定机制使冰盖变化与其在相位上保持一致.海冰的阻隔效应使大气中CO₂在冰消期时增多.冰期时大洋环流减弱使大气中CO₂逐渐减少.当模型只有ETP驱动的风化作用而不考虑冰盖变化时,模拟的δ13C记录显示极强的40万年周期,体现了大洋碳储库对热带风化过程的响应.当同时考虑冰盖变化和风化作用时,模拟的δ13C结果中40万年周期减弱而10万年周期加强,并且40万年周期上碳储库与偏心率的相位与不考虑冰盖变化时的相位也存在差异,反映了冰盖变化引起的洋流改组压制了大洋碳循环对热带过程的响应.      

南海北部晚新生代氧同位素地层学

通过对南海北部ODP 184航次1148站(18°50.17.3′N, 116°33.93′E, 水深3308.3 m) 1165个样品中底栖有孔虫的同位素分析, 获得了24 Ma以来连续的、平均分辨率为21 ka的δ18O曲线. 这是迄今全球晚新生代最连续、最完整和分辨率最高的δ18O曲线. 总体上呈梯状递增的δ18O曲线清楚地记录了晚新生代以来5次变重和3次变轻事件及2个稳定期, 反映了全球气候逐渐变冷过程的变化. 其中发生在17.2-14.5 Ma的变轻事件及14.5-13.6 Ma和3.0-2.4 Ma的两个变重事件最为显著, 都可以进行全球性对比. 13.6-10.2 Ma和6.0-3.0 Ma两个时期δ18O变动平稳和振幅最小, 代表南海晚新生底层水变化最小的稳定时期. 1148站的氧同位素记录为西太平洋和我国海相地层的全球性对比提供了最佳的剖面.     

南海第四纪古海洋学研究进展

南海第四纪古海洋学研究,在近５年来取得迅速发展。从１９９４年的中德合作太阳号ＳＯ－９５航次到１９９９年的ＯＤＰ１８４航次,南海已经成为国际古海洋学研究的新热点。在地层学方面,南沙海区首次建起中国海第一个更新世深海地层序列,使用了包括４类微体化石的生物地层学、磁性地层学、同位素地层学和碳酸盐地层学的依据;至于最近４万年来的记录,东沙附近站位的时间分辨率精度已超过２０ａ。文章还综述了海水表层温度等古海洋学参数测定,深海沉积中古气候,特别是古季风演变记录,以及深海沉积作用和突变事件等方面的研究进展。