以气候变化为标志的中国第四纪地层对比表

随着新技术方法的不断引入和地层学多元划分理论的提出,除了传统的岩石地层、生物地层和年代地层,又开拓了地貌地层、磁性地层、土壤地层、同位素地层、事件地层和旋回地层等新的分支。高分辨率古气候研究的需要,促使我们去探索第四纪地层,特别是陆相地层新的划分方案。本文作者在各自对不同的成因类型的第四纪沉积物的研究中,都或多或少参照深海氧同位素阶段进行过地层的划分和对比的尝试,自然就产生了以氧同位素阶段为参照的划分和对比第四纪地层的设想。我们“抛砖引玉”,提出了中国第四纪ＭＩＳ地层表,只求“有”,尚不能求“准”,希望我们的工作能够推进我国第四纪地层的研究,对第四纪科学的发展作出贡献。     

西菲律宾海末次冰期以来的浊流沉积及其古环境意义

菲律宾海西部吕宋岛岸外MD98－2188钻孔揭示末次冰期以来发生过数次浊流沉积事件。研究发现浊流沉积层具有密度高、颜色亮度大等物理特征,含有较多粗沉积组分和翼足类化石碎片,说明其来源于浅海沉积物。本文运用AMS 14C测年和浮游有孔虫氧同位素建立精细的年龄模式,发现浊流沉积层段主要与末次盛冰期、冰期Heinrich变冷事件以及氧同位素4期等低海平面时期相对应,推测与千年尺度北半球气候冷期相关的海平面快速上升可能是西菲律宾海浊流沉积的触发原因。这对于认识快速气候变化的环境后果和开展西菲律宾海晚第四纪地层划分对比都有重要意义。     

南海晚第四纪表层古生产力与东亚季风变迁

根据南海南北陆坡两个站位的柱状样中底栖有孔虫分布,结合有机碳、稳定同位素分析,获得南海近4万年来高分辨率的表层古生产力记录,进而探讨晚第四纪东亚古季风的变迁。研究表明,由于冬季风在本次冰期、夏季风在全新世早期约10000aB．P．急剧增强,分别在南海南北陆坡产生海岸上升流,加上陆源营养物输入增多,使得表层古生产力明显增高、有机碳通量增大至3．5gC／(m²·10³a)以上,从而底栖有孔虫群中Buliminaaculeata和Uvigerinaperegrina占绝对优势。     

中新世"碳位移,,事件在南海的记录

南海北部ODP1148A孔(18°50.17′N,116°33.93′E,水深3308.3m)中新世24～5Ma底栖有孔Cibicidoides wuellerstorfi和C.kullenbergi及18～5Ma浮游有孔虫Globigerinoides sacculifer两者的δ13C曲线总体上同步波动,呈现由早-中期重值向晚期轻值的演化趋势;记录了早-中期23.1～22.2和17.3～13.6Ma两次显著的正位移和晚期10.2～9.4和6.9～6.2Ma的两次负位移,这些位移都具全球意义,为南海与全球进行同位素地层学对比提供了基础,更是研究全球碳储库及其相关的气候变化的重要资料.     

南海渐新世以来构造演化的沉积记录--ODP 1148站深海沉积物中的证据

南海ODP 1148站井深859 m、时间跨度32.8 Ma,是南海大洋钻探中取芯最长、年代最老的站位,详细记录了渐新世以来南海北部的演变历史。该站位深海沉积物地球化学分析结果显示,自早渐新世以来南海经历了复杂的沉积、构造演变过程。在32 Ma、30 Ma、28.5 Ma、25 Ma、23.5 Ma 和16 Ma以及10 Ma、8 Ma和3 Ma沉积物成分存在明显的突变或不连续面。特别是在晚渐新世沉积物成分发生剧烈改变,并伴有沉积间断和滑塌作用,代表着南海以及我国东部地区一次重大构造运动,该构造运动对我国近代地理格局的形成以及我国东部地区众多陆相盆地由断陷型转为坳陷型起到了极为关键的作用。     

冲绳海槽南部表层沉积中的浮游有孔虫及其地质意义

对冲绳海槽南部53个表层沉积样品中大于0.154mm的浮游有孔虫进行系统鉴定和定量统计,并采用Q型因子分析,求得浮游有孔虫各属种和组合的分布特征:N.Dutertei－p.Obliquiloculata组合主要分布在离大陆和台湾岛较近的地方,而G.Glutinata－G.Ruber组合则主要分布在冲绳海槽的中央及靠琉球岛的一侧,且发现浮游有孔虫丰度、属种组合和碎壳率等的分布和变化主要受控于水深、碳酸盐溶跃层、温跃层以及水团等各类环境因子.     

赤道西太平洋暖池区更新世以来的生源沉积物沉积特征及其古海洋学意义

赤道西太平洋暖池区中部柱状样MD972140中钙质超微化石氧同位素记录和生物地层学的研究为该柱提供了可靠的年龄框架。氧同位素记录与生源和非生源组分的对比表明，粗组分和碳酸钙含量变化表现为冰期降低，间冰期升高，类似于大西洋型旋回，而蛋白石和非生源组分却与之相反。更新世以来粗组分和碳酸钙含量的变化总体上是由高到低，而蛋白石和非生源组分含量的变化是由低到高，反映了陆源物质输入量和表层水生产力的增加。由此可见，碳酸钙和蛋白石含量的变化主要受到钙质和硅质生物生产力以及陆源物质输入量的控制。氧同位素7期以来，蛋白石含量和硅质微体化石丰度在冰期升高及在间冰期降低的变化反映了表层水生产力的波动和硅质溶解作用的强弱。     

长江口区全新世古环境变化及其对黑潮变动的响应

将长江口区古环境变化的历史资料与冲绳海槽黑潮演变的沉积记录进行直接对比，确定了全新世百、千年尺度的气候波动和短期事件与长江口区生存环境变化的时间序列，发现人类社会的历史进程与自然的发展（气候波动）具有一定的对应关系，如黑潮增强、气候温暖时期适宜农业发展和社会稳定，而黑潮减弱、气候变冷时期容易发生人类迁徒和社会动荡。这不仅对于揭示全球气候演变机制，特别是短期气候事件至关重要，而且对于了解人类生存环境的变化趋势也具有相当重要的意义。     

探索南海深部的回顾与展望

中国深海的科学探索,起步晚、发展快,仅二十多年的努力,就使南海成为深海研究的国际前沿.深海科学钻探、长期观测系统和海底深潜,被喻为探索深海的"三深"技术,三者为南海深部探索提供了技术基础,取得了突破性的科学进展.南海五次国际大洋钻探航次,在三四千米的深海区取芯上万米,其中6处钻进了岩浆岩基底,揭示了南海成因的奥秘.通过南海深海沉积的研究,发现了低纬区水、碳循环直接响应地球轨道变化的证据,从而提出了低纬过程也能驱动全球气候变化的新认识,质疑北极冰盖决定一切的传统观点.通过洋陆过渡带基底的探索,发现作为西太平洋俯冲带产生的边缘海盆地,南海有着岩浆活动始终活跃、岩石圈破裂迅速等一系列特色,从而提出板缘张裂的新概念,质疑大西洋模式作为海盆成因机制的普适性,指出"南海不是小大西洋".通过深水锚系长期观测和深潜技术的应用,发现了南海深海环流的气旋式结构特征,实现了深海沉积的等深流和浊流搬运的现场观测,取得了微型生物碳泵和碳、氮耦合等生物地球化学方面的研究突破,发现了南海的锰结核、古热液口和深海冷水珊瑚林.南海的深海探索历来具有国际规模与重要影响,而近二十年来的研究进展主要是在中国科学家主持下取得,其中国家自然科学基金委员会为期八年的"南海深部过程演变"研究计划(2011～2018),在科学探索中起了核心作用.     

南海北部上新世晚期东亚冬季风增强的同位素和有孔虫证据

对南海北部大洋钻探ODP1 1 48站进行稳定同位素和有孔虫分析 ,采用多种替代性指标 ,追溯上新世晚期以来东亚冬季风的演变。发现约 3 1～ 2 2MaB .P .之间 ,浮游有孔虫Globigerinoidesruber的δ13C值显著降低 ,而Neogloboquadrinadutertrei的相对丰度明显增大 ,指示冬季风急剧增强 ,并伴随表层海水温度的降低和古生产力的增高。此后 ,冬季风还有几次明显的增强 ,特别是在约 1 7MaB .P .,1 .3MaB .P .,0 .9MaB .P .,0 .6MaB .P .和0 2MaB .P .。