地球圈层相互作用中的深海过程和深海记录（I）：研究进展与成果

由五大系统11个实验室组成的项目组,2000—2005年开展了以“地球圈层相互作用”为主题的深海基础研究。项目以“热带碳循环”作为核心问题,依靠国际大洋钻探和国内“大洋专项”两大支柱,对西太平洋暖池和南海等海区进行深海过程和深海记录的研究,已圆满完成计划任务。一方面在南海大洋钻探的基础上,围绕热带海洋在地球系统中的作用向纵深发展,在“热带碳循环”研究中取得了原创性的成果;另一方面依托国内大洋专项和国内外合作航次,在深海研究和圈层相互作用上朝横向发展,取得了一系列国际性成果,在我国形成了与国际接轨的深海研究力量。对该项目的设计和进展做了简单而又全面的阐述,对于古环境研究中取得的突破性进展将另有续篇介绍。     

感念师恩六十年

上了岁数的人容易怀念旧情,长期执教的人更加珍惜师恩。而作为一名古稀老人,能够撰文感谢六十年前的老师,则是一种难得的幸运。这就是我现在提笔这篇文字的心情。1949年上海解放时,我正在格致中学上初中二年级。陈尔寿先生前来接管学校担任校长,聘来了一批造诣很深的地理学家担任地理教学,比如后来的安徽师范     

我国东部第四纪海侵地层的初步研究

沿海平原和陆架浅海,都是第四纪洋面升降引起海岸线迁移的范围。近年来的大量钻孔资料表明:我国东部沿海凡有平原发育的地方,都曾经遭受第四纪海侵。在大平原区,海相沉积分布范围可以从现代海岸向内陆延伸近百公里,甚至沿河谷上溯数百公里处还有间冰期时海水内泛的踪迹。因此,海侵地层的研究应当是沿海平原第四纪研究中的     

汾渭盆地新生代有孔虫的发现及其意义

汾渭盆地的新生代地层,由于出露全,发育好,解放后许多地质工作者曾在本区进行工作。尤其是1964年的蓝田新生代地层现场会议,进一步推动了全区新生代地层研究工作。然而在地层的划分和对比上,当时的主要依据是脊椎动物化石。     

关于我国东部含油盆地早第三纪地层的沉积环境

我国东部的早第三纪地层,不仅因丰富的石油等矿产资源成为地质勘探的主要对象之一,而且以其独特的化石群和岩相特征吸引着广大地质工作者的注意。我国东部下第三系中的化石群,除台湾省外均以非海相介形虫、轮藻、孢粉等为主,长期以来一直被认为只是纯陆相地层。然而勘探工作的深入却日益揭示出关于沉积环境的新线索。问题     

渐新世以来的南海沉积量及其分布

对南海张裂以来从渐新世到现代的沉积量进行统计, 进而探讨南海作为边缘海盆地在沉积物分布宏观格局上的特色及其演变过程. 在前渐新世基底之上, 南海海盆接受了1.44×10¹⁶ t的沉积, 其中渐新世的沉积总量最多, 堆积速率最高. 南海沉积物主要堆积在陆架和陆坡上的沉积盆地中, 海盆内无大型深海扇发育, 明显不同于开放大洋, 也不同于小型西太平洋边缘海弧后盆地. 南海沉积物分布格局的形成, 区域性构造运动和全球性气候变化等因素起着显著的控制 作用.     

冲绳海槽南部20ka来的放射虫古海洋学意义

对冲绳海槽南部 2 5 5柱状样的 6 5个样品进行放射虫定量研究 .根据属种分布和Q型因子分析结果 ,冲绳海槽南部近 2 0ka来出现过 3个不同的放射虫组合 ,冰期的Tetrapylequadriloba组合与表层高生产力和沉积物中富有机碳含量有关 ,冰后期的Carposphaeraglobosa组合和Polysoleniaspinosa组合对应于较低的表层生产力 .而放射虫碎壳率的变化显示冰后期SiO2 的溶解作用较冰期强 .     

热带印度-太平洋浮游有孔虫Pulleniatina obliquiloculata的B/Ca和Cd/Ca指标：次表层海水碳化学参数计算的应用

Pulleniatina obliquiloculata shells from 16 core-top samples from the tropical Indo-Pacific Oceans are analyzed for the ratios of boron and cadmium to calcium(B/Ca and Cd/Ca). The B/Ca ratios show a very weak positive relationship with [B(OH)_4~-] and the dissolved carbonate species at the apparent calcification depth of P.obliquiloculata. The boron partition coefficients(K_D) between P. obliquiloculata B/Ca and seawater[B(OH)_4~-]/[HCO_3~-] distribute around 1.1×10~(-3)-1.3×10~(-3) with a mean value of(1.19±0.12)×10~(-3),and are significantly related to the nutrient concentration, especially phosphate. The lack of any clear correlation between the P. obliquiloculata B/Ca and seawater carbonate chemical parameters suggests that the physiochemical controls on boron incorporation are masked by the complexity of natural seawater condition. But the significant dependence of Ku on nutrient may likely be explained by a nutrient related growth-rate effect. Cd/Ca of P.obliquiloculata shows significant correlation with seawater phosphate concentration, and its partition coefficients(D_(cd)) are significantly related to temperature. A first-principle methodology of P. obliquiloculata B/Ca is applied;with the aid of Cd/Ca as a phosphate proxy and a constraint on K_D, to estimating sea water carbonate chemistry(e.g., pH). The results are fairly promising and allow us to propose the possibility to apply the combination of B/Ca and Cd/Ca proxies(and also Mg/Ca and δ~(18)O for estimating temperature and salinity) for the paleoreconstruction of seawater carbonate chemistry.     

大洋钻探与中国的海洋地质

中国的大洋钻探开始于20年前南海的ODP184航次。20年来,中国在国际大洋发现计划(IODP)中的作用大幅度提升,最近5年里在南海实现了三个半IODP航次以探索其裂谷与扩张过程。积极参加国际大洋钻探合作为中国的海洋地质学科带来了深刻的变化,不但将研究区域从近岸扩大到深海,而且壮大了中国深海科学研究队伍。边缘海构造和气候变化低纬驱动两方面的研究进展,就是成功的例子。现在中国为了增强在大洋钻探国际合作的作用,制定了三步走的方针。作为第二步,中国将提供执行钻探航次的钻井平台,从而进入大洋钻探的核心层。与此同时,中国提出在2020年主办国际学术大会,准备制定2023年以后的国际大洋钻探科学计划。对于中国深海科学界来说,这些新任务都将是空前的挑战,是否能够成功将取决于我们在科学上的准备程度。     

南沙深海沉积中的中更新世微玻陨石

对首次在南沙北部海域 1 795 7 2柱状样 ( 1 0°5 3.9′N ,1 1 5°1 8.3′E ,水深2 1 95m)柱深 7.80m至 8.1 0m层段中发现的大量微玻陨石进行了初步研究 .其形态多种多样 ,以圆球形为主 ;直径一般小于 1mm ;颜色以透明或半透明棕色为主 ;多数内部具气泡构造 .根据大洋粗组分地层学和有孔虫、超微化石生物地层事件 ,确定该层微玻陨石的地质时代在古地磁B/M界线附近约 780kaBP ,显然与印度洋、澳大利亚和我国黄土中的中更新世微玻陨石和大型玻陨石属同一次地外物体撞击事件的产物 .这不仅是海、陆第四纪地层划分与对比的可靠标志 ,也为古环境变化研究提供了依据 .