珠江口盆地陆架区岩石圈伸展模拟及裂后沉降分析

本文根据伸展盆地发育的挠曲悬臂梁模型,以二维正、反演相结合的方法,计算了珠江口盆地陆架区1530测线北段的岩石圈伸展系数,分析了其裂后沉降规律。由正演模拟,发现盆地1530测线北段的裂陷由北向南逐渐发育,其陆架岩石圈的平均伸展系数为1.2和较大凹陷处的岩石圈理论伸展系数变化在1.08～1.24之间。整条剖面裂后沉降的实测值比理论值大2.5km左右,本文分析造成这一差值的最大可能是裂后异常沉降的存在。由前人成果可知,陆坡区也存在其他大的异常,对于陆架和陆坡区的异常,本文认为它们之间以及它们与其他南海陆缘之间都可能有关联,它们的产生可能是某种共同机制的结果。珠江口盆地陆架区的实测裂后沉降速率明显不同于逐渐减小的理论变化规律,而是存在两期(30～18.5Ma和18.5Ma至今)由快到慢的变化。在30～23.8Ma沉降速率集中在140～190m/Ma,之后23.8～18.5Ma减小至35～65m/Ma。18.5～16Ma的沉降速率迅速增大到300m/Ma,随后16Ma至今又减小至75～110m/Ma。其中18.5～16Ma的沉降速率最大,并与当时陆架坡折的形成和海平面的快速上升相对应,也与前人在陆坡区白云凹陷发现的17.5～15.5Ma裂后重大加速沉积的时间一致,因此本文推测珠江口盆地18.5～17.5Ma可能存在一重大构造事件,引起盆地从陆架到陆坡的裂后快速沉降的发生。但对于构造事件的成因、准确时间及其范围都有待进一步的研究。     

末次盛冰期以来中国东部陆架层序地层研究现状

本文中笔者总结了多年来国内外中国东部陆架晚更新世地层结构研究的主要认识,系统阐述了层序地层与沉积环境演化.中国东部陆架沉积物输运量高、沉积作用受海平面变化影响强烈,是分析晚更新世沉积演化史的理想场所.末次盛冰期(22 ka BP)之前,海面的持续下降形成以浅海、三角洲及海陆交互沉积为主的强制海退体系域.进入盛冰期后,一个新的旋回开始,在海退体系域之上,相继形成了包括低位体系域、海侵体系域及高位体系域在内新的4级层序:22~15 ka BP盛冰期时期,海面降至最低,形成低位体系域,包括陆架深切河湖沉积及风成沉积,以及陆架边缘三角洲和潮流砂体等;盛冰期结束的15~7 ka BP时期,全球海平面快速上升,形成含河道充填、湖泊、盐沼、潮坪、潮流砂体及浅海沉积的退积型海侵体系域;约7 ka BP以后,海面与现今海面位置基本相当,形成高位体系域,主要为三角洲和潮流砂等近岸陆架的沉积.     

南海巽他陆架末次冰期以来的孢粉记录初步研究

通过分析沉积速率较高、且有同位素准确测年的南海南部巽他陆架18323柱状样的孢粉记录,分析重建该地区31 ka BP以来的植被和气候变化历史。结果表明,末次冰期以前植被主要组成是热带低地雨林,到末次冰期温度降低,热带低地雨林含量减少,草本植物含量剧增,红树林几乎绝灭;再从末次冰期到融冰期气温升高,热带低地雨林回升,对海平面变化反应敏感的红树林含量稳定增加。研究认为末次冰期前到末次冰期气温降低,湿度下降,到融冰期气温波动性回升,海平面升高。     

中国东部陆架第四纪沉积环境演化研究进展与展望

中国东部陆架位于亚洲大陆与西太平洋的过渡区域,是连接全球最大的沉积源-汇系统的重要纽带,记录了东亚构造变形、亚洲季风系统形成与演化、海平面变化及东亚重大水系变迁等诸多重要信息。在总结前人研究的基础上,结合最近20年来中国海洋专项获得的数据资料和研究成果,综述了中国东部陆架区第四纪以海侵-海退变化为主要特征的沉积环境变化,探讨了陆架沉积环境变化与区域构造、海平面和东亚季风气候变化的联系;基于目前在长江、黄河流域及东部陆架区开展的沉积物源-汇研究,讨论了长江和黄河贯通入海的可能时代及控制因素;提出新生代以来陆架地质环境演变与东亚构造历史、季风系统演化、海平面变化、重大水系调整及陆架有机碳埋藏的耦合机制研究是未来在中国东部陆架实施科学钻探的重点科学目标。     

2012年南海西北陆架冬季水文特征的观测分析

本文基于2012年12月南海西北部陆架海区的温盐和流速实测资料,分析了粤西和琼东陆架海区冬季三维温、盐结构和流场特征,给出沿陆架和跨陆架方向的水体和热盐通量。结果表明：（1）在50m以浅,粤西和琼东海区温度均由近岸向外海递增,深层则相反;冬季近岸海区混合层较深,外海密度跃层位于60—120m深度且层结较强,浮力频率大于10^–2/s;（2）海流大致沿等深线向西南流动,30m以深流速大小在0.03—0.40m/s之间,且随着深度增加而略有减小;琼东海区100m等深线附近在60m以浅水层观测到水体辐聚并有明显温度锋面存在;（3）沿陆架方向的水体和热盐输送均大于跨陆架方向,其中粤西单位面积沿/跨陆架水体通量平均值为0.13×10^–6/0.03×10^–6Sv/m²,低于琼东海区的0.91×10^–6/0.56×10^–6Sv/m²。     

末次盛冰期巽他大陆北部草本植被扩张

末次盛冰期(Last Glacial Maximum, LGM)全球低海平面时,巽他陆架大面积暴露,其上的植被类型对于生物多样性演化和全球陆地碳储库有重要影响。但目前植被重建结果仍存在很大争议:一种观点认为LGM时巽他陆架主要分布稀树草原植被,雨林只零星存在于少数区域;而一些数值模拟结果和沉积记录显示巽他陆架上不存在大面积跨赤道的稀树草原,雨林植被仍占主导。LGM时巽他大陆北部可靠的植被记录十分有限。本研究依据靠近巽他陆架北部古河流入海口的沉积物岩芯,利用叶蜡烷烃含量和正构烷烃平均链长指标重建LGM时北巽他大陆的植被信息,结果显示平均链长在22～14.5 kaBP期间出现最大值,推测相对于全新世,冰期时巽他大陆北部草本成分增加。海平面降低使得冰期太平洋沃克环流减弱,呈现类厄尔尼诺状态,导致巽他大陆地区干旱加重,特别是赤道外围区域(南北纬7°以外)降水季节性增强,这种气候状态可能是草本植被成分增多的主要因素。     

黄海、东海陆架区沉积物中氮的形态分布及与浮游植物总量的关系

利用分级浸取分离法将黄海、东海陆架区沉积物氮分为转化态氮(TF-N)和非转化态氮,并将可转化态氮区分为4种形态:离子交换态氮IEF-N 、碳酸盐结合态氮CF-N 、铁锰氧化态氮IMOF-N及有机态和硫化物结合态氮OSF-N。 对各形态氮的平面、垂直和沉积剖面年际分布进行了分析,并进一步探讨了该区域氮形态与古生产力的替代指标——生物硅(BSi)的相关性,揭示了氮形态的地球化学特征及与浮游植物总量的关系。结果表明,黄海、东海陆架区表层沉积物中可转化态氮占总氮的百分比为16.81%,可转化态氮中4种形态氮的平均含量为:IMOF-N(66.65 μg/g)>IEF-N(22.96 μg/g)>OSF-N(17.40 μg/g)>CF-N(11.26 μg/g),IMOF-N是可转化态氮的优势形态;柱状沉积物中各形态氮垂直分布不同,长江口沉积物中各形态氮垂向变化幅度大于南黄海中部;离子交换态氮IEF-N和铁锰氧化态氮IMOF-N对浮游植物总量贡献较大。     

南海冰期陆架风化与碳循环

第四纪冰期-间冰期旋回中大气CO₂浓度周期性演变的过程和机制是国际学术界长期争论的前沿科学问题。迄今研究大多强调大洋深部过程的调控,忽略了冰期-间冰期时间尺度上海平面巨大变化所引起的陆架风化的反馈作用。本研究基于末次冰盛期以来海南岛万泉河口、珠江口、台湾浊水溪口和南海北部台西南盆地4根岩芯沉积物粘土粒级组分的钕同位素和粘土矿物组成的分析,开展了南海及全球其他地区的风化和气候记录对比。南海西侧的东亚大陆化学风化强度在全新世明显高于末次冰盛期-冰消期,突显了末次冰期以来大陆风化演变的季风驱动;台湾则呈现较为稳定的化学风化模式,反映了高侵蚀速率条件下受限制的化学风化。台西南盆地的沉积物源持续来自台湾岛,显示出冰期的化学风化强度比全新世增强近1倍。类似记录在南海北部和南部陆坡-海盆,甚至西菲律宾海都有发现,推测为冰期低海平面时期陆架暴露风化增强所致。本研究表明,冰期热带陆架硅酸盐风化是影响冰期-间冰期碳循环的一个不可忽略的重要机制。

     

北极陆架沉积碳埋藏及其在全球碳循环中的作用

陆架边缘海有机碳的堆积速率比大洋高一个数量级 ,全球大约有 80 %以上的沉积有机碳埋藏于陆架地区。北极陆架是世界上最大的陆架 ,占全球陆架面积的 1 / 4 ,然而由于相关的工作较少 ,目前对北极沉积有机碳埋藏情况及其对全球的贡献还知之甚少。北极地区沉积有机碳埋藏主要取决于生物泵 ,而生物泵过程一个主要的限制因子是海冰的覆盖。近几十年来随着全球变暖 ,北极海冰覆盖面积正在快速减小。本文从北极沉积有机碳的来源、河流携带的沉积物输入、海冰覆盖率、营养盐来源等方面初步讨论了陆源输入和生物泵过程对沉积碳来源和埋藏时空变化的影响。结合两次北极考察的初步结果指出 ,全球变暖很可能使北极陆架边缘海成为沉积有机碳的高效汇区。     

东海陆架新生代砂岩锆石U-P年龄及其地球动力学意义

东海陆架西部凹陷带古新统砂岩锆石的U-P年龄表明,陆架西部古新世物源以中生代母岩为主,其次为元古代变质岩及少量古生代母岩。东海陆架东部凹陷带渐新统砂岩锆石的U-P年龄表明陆架东部渐新世物源以元古代变质岩为主,其次为中生代母岩及少量太古代变质岩与古生代母岩。陆架西部古新统砂岩锆石的U-P年龄与闽浙隆起带露头及钻孔揭示的基岩一致,而陆架东部渐新统砂岩锆石的U-P年龄比西部老。根据上述砂岩锆石U-P年龄,可以推测古近纪东海陆架盆地发育过程中,东海陆架东部地势较高。单颗粒锆石REE配分模式表明元古代锆石轻稀土(LREE)明显比其他样品高且含量相近,Ce正异常不明显;中生代锆石Ce正异常明显,但同时Eu负异常也很明显,与中生代基岩锆石相似;古生代锆石稀土元素含量偏低,La含量明显超过其他轻稀土元素。根据上述特征可以清晰指示砂岩的母岩类型与年代,推断古新世东海大陆架的基底性质与构造背景。