南海东北部深海盆末次冰盛期以来陆源碎屑粒度特征及影响因素*

南海东北部深海盆底流演变受多种因素控制, 但目前对末次冰盛期以来底流的敏感指标、演变过程及其控制因素还缺乏深入认识。本文选取南海东北部深水区16ZBS11岩心开展陆源碎屑粒度测试和年龄测定, 通过粒级-标准偏差法提取环境敏感因子, 并计算底流强度及搬运能力。研究结果表明, 研究区陆源碎屑主要由粉砂和粘土组成, 砂组分仅在部分层位出现。南海东北部深海沉积环境经历了3个演化阶段, 第Ⅰ阶段为22.39~16.02ka BP, 第Ⅱ阶段为16.02~9.58ka BP, 第Ⅲ阶段为9.58ka BP至今, 各阶段粘土和粉砂组分均呈反相演变过程。海平面变化是深海沉积和海洋过程的重要影响因素, 末次冰盛期以来南海东北部深海盆底流强度和搬运能力逐渐减弱并呈同步变化, 16ka BP、11.5ka BP后南海分别与印度洋、台湾海峡连通, 影响了南海北部的海洋过程。特别是9.58ka BP以来南海北部海洋混合方式和强度的改变, 深刻影响着深海陆源碎屑的输运及沉积演化。本文研究结果为深入认识南海北部底流活动演变和南海深海过程提供了新证据。     

南海北部开放航次海洋地质与沉积环境科学考察的进展与成果

南海北部具有独特的地理位置、季风环流、沉积构造以及丰富的油气、天然气水合物资源,但长期以来没有航线固定的考察航次进行持续观测以及逐年数据积累.自2004年起,中国科学院南海海洋研究所设置了南海北部开放航次,这对加强海洋现场数据的长期积累、促进海洋科学多学科交叉与融合、不断地发现和解决科学问题、推动重大成果产出起了积极作用.本文总结了2004-2010年海洋地质与沉积环境考察的进展及成果,并展望了今后海洋地质与沉积环境考察的主要方向,期望更多单位及科学家积极参与南海北部开放航次考察.     

南沙海区珊瑚礁灰岩纵波波速特征及其影响因素 *

珊瑚礁灰岩是孔隙结构复杂、密度变化较大的一类岩石, 但过去对珊瑚礁灰岩纵波波速与孔隙结构的关系及其影响因素研究不够深入。本文测定和分析了南沙海区某岛礁钻孔中珊瑚礁灰岩的纵波波速、孔隙度以及密度特征, 结果显示礁灰岩的纵波波速变化范围为5104~5958m·s^-1, 孔隙度变化范围为1.47%~17.7%, 密度变化范围为2.07~ 2.72g·cm^-3。这些特征表明, 埋藏后的压实作用和重结晶作用, 对珊瑚礁灰岩的孔隙度和密度产生影响。珊瑚礁灰岩弹性波速主要受孔隙度和孔隙结构类型的影响, 礁灰岩横、纵波速比值能有效地确定岩体的结构和稳定性, 因此礁灰岩的声学特性研究成果可为珊瑚岛礁工程建设的稳定性评估提供可靠的数据支撑。     

南海南部水体和沉积物中的浮游有孔虫氧碳同位素分析

通过对2002年南海南部春季水体和表层沉积物中浮游有孔虫的δ^18O和δ^13C分析,初步探讨该区有孔虫氧碳同位素的海洋环境指示意义及其与沉降过程的关系。结果表明,南海南部春季表层水体中Gltbigerinoides ruber （G．ruber）与Globigerinoides sacculifer（G．sacculifer）的δ^18O均值基本相似,相对它们在表层沉积物中的δ^18O明显要小;但在表层沉积物中G．ruber的δ^18O则比G．sacculifer相对要小0．34‰。这种差异可能与G．sacculifer的配子生殖二次钙化以及2个种属的季节性差异有关。Pulleniatinaobliquiloculata（P．obliquiloculata）的δ^18O在沉积物和水体中均较G．ruber和G．sacculifer明显偏大,表现出较大的种间差异。P．obliquiloculata的δ^18O在春季水体中比其在沉积物中平均约小0．7‰,差值较大,可能是因为P．obliquiloculata为冬季种,主要出现在冬季低温水体中。3种浮游有孔虫的δ^13C以G．sacculifer最大,G．ruber次之,P．obliquiloculata最低,这种差异可能主要由属种间的生命效应所引起。表层沉积物中G．ruber和G．sacculifer的δ^18O从区域的西北往东南有逐渐变小的趋势,可能受区域年均表层水温西北低东南高的影响。在上升流发育区,P．obliquiloculata的δ^18O和δ^13C均明显偏高,其δ^13C与水体营养的关系与南海北部的明显相反,有待进一步深入研究。     

黄土碳酸盐古气候意义及其研究展望

碳酸盐是黄土中的主要矿物,是黄土—古土壤序列中含量变化最显著的矿物之一,其在表生环境下极易移动,并且它的迁移变化受大气降水、温度等古气候因素制约,在黄土高原风尘堆积序列的古气候研究中具有极其重要的意义,其变化能够较好地反映古季风的演变规律。黄土—古土壤中碳酸盐的含量变化和东亚夏季风降水的强度密切相关,碳酸盐矿物中白云石和方解石的存在与否及淋失深度对夏季风演变同样有很好的指示意义。稳定同位素δ¹⁸O可以作为夏季风的代用指标,指示成壤时期环境中的古温度;δ¹³C值表现出在黄土层中高,而在古土壤层中低,因此碳酸盐δ¹³C值可能更多反映了植被发育程度。碳酸盐中Sr同位素能够反映风化作用的强弱,而去除碳酸盐后的Sr同位素则能更好地反映成壤作用的强度和判别风尘物质的来源。与其它季风气候替代性指标相比,酸溶相中的δ¹¹B值变化与降水有直接关系,可以很好地作为夏季风降水指标。非传统稳定同位素Li、Ba和Fe有应用于黄土研究中,但目前的研究表明它们对气候环境暂无较好的指示意义。     

南沙海槽南部表层重砂矿物及其成矿远景

南沙海槽南部海区80余个站位重砂矿物研究表明，重矿物主要受古巽他河、湄公河及加里曼丹岛的短源河流影响，具有多期、多来源沉积特点。重砂矿物为钛铁矿，金红石，锆石，独居石等，主要公布于北康暗沙和南康暗沙一带，曾母暗沙线滩海域的钙质生物砂中，砂矿品位和成矿元素Fe,Ti,Zr含量分布表明，南沙海槽南部海域砂矿可划分为3个成矿远景区：（1）北康暗沙锆石，独居石远景区；（2）南康暗沙锆石，钛铁矿远景区；（3）曾母暗沙锆石，钛铁矿，金红石远景区。     

近 2 ka来东海内陆架泥质沉积物地球化学特征

对位于东海内陆架闽浙沿岸泥质区北部的 DD2孔进行了粒度分析、 AMS 14C年龄测试和主元素、微量元素分析,讨论了各元素含量与粒度间的关系,采用 R型因子分析探讨了它们间的组合关系.研究表明,近 2 ka来 DD2孔绝大多数主元素和微量元素含量稳定;随粒径变细大部分元素的含量呈现增加的趋势,而 Sr和 SiO2的含量则呈现减少的趋势;CaO、 Na2O、 Hf、 Zr和 Ti等的含量与粒径相关性很差.因子分析的结果表明, DD2孔泥的化学组成可划分为 4种组合类型:分别反映沉积物中元素分布的主要特点,样品未经洗盐前处理引起主元素和微量元素组合的变化, Zr、 Hf和 Nb元素富集于特定粒度组分 (粉砂 ),及钙质生物组分的加入和早期成岩过程中元素的再分配性质等.初步分析表明, Rb、 Cu、 Ni、 V、 P、 Sc、 Fe2O3、 Cr、 K2O、 Nb、 Co、 Th、 Ti和 Al2O3为 DD2孔中相对不活动的元素,可以将它们与现代长江、黄河沉积物作对比,进行物源分析. Ti/Zr和 Cr/Th比值指示该孔沉积物主要来自于花岗质物源区.     

海洋沉积粘土矿物与古气候、古环境演化响应的研究进展

海洋沉积物记录了海洋物理和化学过程以及全球气候和环境变化历史的信息。近年来的研究表明 ,占沉积物组分一定比例的粘土矿物组合的变化与长期气候演变存在一定的关系 ,粘土周期性沉积响应与地球轨道驱动因子作用有关 ,陆源粘土通量既受大陆冰盖厚度和海平面变化以及环流强度的控制 ,同时又受源区物理、化学风化程度的影响。因此 ,粘土矿物组合的变化反映了源区气候冷、暖周期性旋回 ,记录了搬运、再沉积和环境演化的重要信息 ,为古环境再造、古季风变迁以及海陆对比提供了有力证据 ,同时也为洋盆及其边缘海形成、地球演化及重建中生代以来…     

CFRP包裹高强混凝土柱轴心抗压性能试验

通过19根CFRP包裹高强混凝土柱的轴心受压试验, 研究了截面形状和不同包裹量对包裹后的高强混凝土柱强度和变形的影响。试验表明: 外包1～3层CFRP布的圆形试件承载力分别比未包裹试件提高了11%、21%、42% , 纵向变形分别提高了23%、271%、330%。试验结果确定了CFRP约束高强混凝土强度和极限应变的计算模型。     

南海西南部海区近200ka来的动力环境与东亚古季风

包括南海在内的热带海洋是东亚夏季风的发源地,分析其动力环境特征的的演变历史,可提供东亚古季风活动的海洋证据。对取自该海区的NS93-5柱状样做了详细的粒度分析,结合氧内闰素地层结果、微体古生物观察统计和CaCO3测试资料,尝试采用高精度的粒度分析作为替代性指标,讨论近200ka以来的水动力及古生产力变化特征。结果认为,自末次盛冰期以来该海区的海洋动力环境发生了明显的变化,而在此之前则变化不显著,在倒数第2次冰期中由于夏季风作用致该局部区域上升流发育和海面温度偏高。古生产力变化规律一般是：在冰期较高,并呈稳定或上升趋势;在间冰期较低,出现下降现象。近200ka来的特殊情况出现于全新世早期,古生产力达到最高值。通过与黄土高原及其它地区的古季风环境对比,发现东亚古季风区内在全新世和末次盛冰期的遥相关较好,而在倒数第2次冰期中存在明显差别,说明在冬季风和夏季风的相互作用下,产生了特定时期内典型季风区的局部海洋区域性特征。