南海珊瑚砂砾屑灰岩磷质胶结物的数字影像分析及其环境意义

应用计算机数字影像学原理,建立了对磷质胶结微细纹层研究的数值化方法,研究了西沙东岛珊瑚砂砾屑灰岩磷质胶结物的胶结结构和微纹层特征,定量地刻画了微条纹的宽度和颜色变化信息。东岛珊瑚砂砾屑灰岩磷质胶结物的形成以沉淀胶结为主,不同时期形成的胶结物微条纹系列,由于受到气候、生态因素的影响,具有不同的宽度、明暗度组合;对3个层次磷质胶结物的分析表明,在2900~5700 aBP西沙群岛东岛存在至少3次鸟类和植物的繁盛期;不同时期微纹层的气候、生态记录对比发现,相对稳定的气候条件有利于岛屿海鸟数量的扩大;提供了一种新的方法来探索岛屿鸟粪磷质胶结物的结构和生态环境意义。     

三沙群岛上的明珠——永兴岛

2019年12月15日,祖国的北方已是天寒地冻、千里冰封,但在我国最南端的海南省,却温暖如春,鲜花盛开,风景如画。就是在这样一个惠风和畅、阳光灿烂的日子,我作为一名地质摄影家,登上了西沙群岛陆地面积最大的岛屿——永兴岛,用镜头与大家一起分享祖国的地质风光。     

西沙群岛原绿藻的超微构造研究

于1981年3月在西沙群岛永兴岛采集原绿藻标本。用光镜和电镜对所采原绿藻进行研究。结果表明,原绿藻为简单的原核、单细胞藻类,在同一生境的相同宿主体表有4种不同的细胞构造类型：第1种类型,中央大“液泡”,类囊体单条、平行分散于周围区的细胞质中;第2种类型,中央是大“液泡”,周围区内类囊体多,并形成垛叠;第3种类型,许多小泡充满细胞的大部分,类囊体穿插于小泡之间;第4种类型,有中央大“液泡”,还有许多小泡分散在细胞周围区。上述分类以类囊体和“液泡”的结构和分布为主要分类依据,反映出不同结构的进化意义。表明中国西沙群岛有丰富的原绿藻资源。     

基于高分遥感的西沙群岛典型海岛时空变化分析

高分辨率卫星遥感技术已成为有效监测海岛动态变化的主要手段。本文以西沙群岛社区驻地海岛、领海基点所在海岛和自然保护区所在海岛为研究对象,利用 2005 年以来的高分辨率卫星遥感影像,分析了各类海岛的时空变化情况。结果表明：社区驻地海岛变化普遍较大,特别是永兴岛、赵述岛、筐仔沙洲和银屿,主要都是由于吹沙填岛和岛上开发利用活动日益增多造成的,变化主要发生在 2012 年三沙市成立之后;领海基点所在海岛和自然保护区所在海岛相对较稳定,岛上地形、地貌及植被等基本保持原有的自然状态,变化区域主要分布在各个海岛的端头,主要是由自然因素导致的。海滩岩对海岛起到了极大的保护作用,海滩岩发育好的海岛基本保持稳定状态,而没有海滩岩发育或海滩岩被破坏的海岛则变化较大。     

西沙群岛琛航岛全新世珊瑚礁的起始发育时间及其海平面指示意义

以西沙群岛琛航岛珊瑚礁钻孔为材料,通过高精度铀系测年技术测定了全新世底界的年代;同时利用MAT-253同位素质谱仪和电感耦合等离子体质谱仪测定了0~20 m层段δ¹³C、δ¹⁸O和锶元素的质量分数,以U-Th年龄为基础,结合δ¹³C、δ¹⁸O和锶元素的质量分数均在16~17 m之间明显降低这一特点,得到琛航岛全新世珊瑚礁的起始发育时间为距今7 900 a前,不整合于晚更新世的珊瑚礁体（年代老于110 ka）之上,全新世礁体的厚度为16.7 m。考虑研究区域新构造活动相对稳定,以及南海现代珊瑚礁的礁坪面与大潮低潮面基本一致,琛科2井的钻孔井位高于现代礁坪约2.9 m,推测其起始发育时的位置在现代海平面大潮低潮面之下约13.8 m,即西沙群岛海域7 900 a前的海平面在现代海平面以下约13.8 m,近7 900 a以来海平面上升了至少13.8 m。这一结果为理解全新世南海珊瑚礁的发育历史及海平面变化提供了新的信息。     

西沙群岛西科1井三亚组一段致密白云岩围岩矿物及稀土元素特征

西沙群岛西科1井致密白云岩具有低孔低渗特征,前人证实其是由填隙物与围岩2个相互独立的岩石矿物学端元组成,同时西沙群岛远离陆架,其内碳酸盐岩中的地球化学指标尤其稀土元素可以很好地指示古海洋和沉积环境。作者以致密白云岩围岩为研究对象,通过显微观察、SEM-EDS(场发射扫描电子显微镜-X射线能谱仪)、激光原位剥蚀技术分析其矿物及稀土元素特征。结果表明围岩中白云石以细晶白云石为主,包括自形、半自形及他形,孔隙细小,发育典型雾心亮边构造。稀土配分表现为LREE亏损、La正异常、Ce负异常、高Y/Ho值等典型海相碳酸盐岩稀土元素特征。此外Eu具有正异常,认为与来自海底的热液活动有关。     

西沙群岛西科1井第四纪钙藻及其生态功能

对西沙群岛西科1井第四纪地层中的钙藻进行了初步研究, 共鉴定钙藻3科7属, 包括红藻门珊瑚藻科让氏藻属、蟹手藻属、珊瑚藻属、石枝藻属和石孔藻属, 以及绿藻门松藻科仙掌藻属和粗枝藻科伞轴藻属.通过对地层中钙藻形态功能的分析, 西科1井第四纪早期海水较深, 沉积环境为礁前相, 中期外礁坪和内礁坪交替沉积, 至晚期出现短时间的泻湖相之后沉积环境演变为礁后滩相.西科1井第四纪钙藻在造礁功能上主要体现在2个方面: (1)通过自身的钙化作用, 为生物礁的生长供应微小碳酸盐颗粒沉积物; (2)利用自身形成的节片结构和生物捆扎-粘结结构参与造礁.      

西沙群岛西科1井碳酸盐岩稳定同位素地层学

西科1井由于矿化重结晶作用和白云岩化作用普遍发育, 无法采用传统的氧同位素地层学方法进行地层年代标定.但是该井δ13C变化曲线与南海及全球主要大洋的碳同位素变化曲线完全相同, 可以用来准确标定200 ka以来的地层年龄.该井0~50 m深度对应全球氧同位素1~7期, 5 m处地层时代为14 ka, 为氧同位素1期的底界年龄; 11.70 m处为氧同位素2期的底界, 年龄为29 ka; 13.90 m深度年龄为57 ka; 到35.65 m为氧同位素6期底界, 年龄为191 ka, 同时δ13C值表现出冰期低而间冰期高的特点, 取自25.21 m的珊瑚U-Th定年年龄为131.062±2.320 ka.通过碳同位素定年发现, 石岛缺失近代5 ka以来的沉积物, 在间冰期向冰期转换时因海平面下降造成碳酸盐台地暴露剥蚀.全球气候变化是石岛碳酸盐台地δ13C值发生突变的主要原因.      

西沙群岛西科1井珊瑚组合面貌及其生态环境

西科1井0~748 m井段岩心中珊瑚化石欠丰富, 属种比较单调, 共鉴定6科16属及1个未定属.在井深216 m以上的地层中发现第四纪特有的Endopsammia(内脊沙珊瑚)和Heliopora(苍珊瑚)等, 表明含上述特征性珊瑚化石的地层应划归第四系.在216 m以下井段的岩心中Endopsammia和Heliopora已全部绝迹, 应划归比第四纪更老的地层.地层时代从老到新, 生态环境发生了明显的变化, 生物的抗风浪能力逐渐加强.中新统可能属于泻湖相, 尔后又逐渐转变为内礁坪相, 到上新统演变为内、外礁坪相相互交替, 第四系则可能属于外礁坪相.      

西沙地区碳酸盐台地发育过程与海平面变化:基于西科1井BIT指标分析数据

为了探讨南海碳酸盐台地的发育过程及控制因素, 采用有机分子化合物指标方法对其进行了研究.有机分子化合物指标BIT(branched isoprenoid tetraether)是沉积物中源自陆源的细菌膜脂支链甘油双烷基链甘油四醚(branched glycerol dialkyl glycerol tetraethers,简称bGDGTs)与主要来自海洋泉古菌中的类异戊二烯GDGTs(isoprenoid GDGTs,简称iGDGTs)的含量之比,在古环境研究中,用来区分沉积物有机质的来源、判断沉积环境.通过对西科1井的数据研究发现,西科1井BIT指数随深度呈现三段式规律性变化,从下到上呈现高-低-高的变化,反映了中中新世以来南海海平面变化及碳酸盐台地生长发育的过程:在中中新世晚期,受全球及区域海平面变化下降影响,西沙地区碳酸盐台地形成礁-滩交互的沉积地层,由于大气淡水的影响,造成BIT指数呈现高值;到晚中新世至上新世,全球及区域海平面出现持续上升,有利于西沙碳酸盐台地的生长发育,使该井沉积环境以礁内泻湖相为主,造成BIT指数呈现低值;在第四纪冰期,全球及区域海平面出现总体下降趋势,西沙碳酸盐台地又频繁暴露于地表,造成BIT指数又呈现高值.研究表明,西沙地区碳酸盐台地受区域相对海平面变化影响更大,说明南海海平面变化既受全球海平面变化的影响,也受南海区域构造沉降的控制.