西沙群岛基底火山碎屑岩中单斜辉石的矿物化学特征及其地质意义

本文利用电子探针对南海西沙群岛琛航岛珊瑚礁底部火山碎屑岩中的单斜辉石矿物的化学特征进行了研究。结果表明，该单斜辉石属于富钙透辉石，部分有正环带结构，从核部到边部Ca、Fe、Ti的含量逐渐增加，是岩浆正常结晶顺序的反映，说明该区域的岩浆演化是向着富Ca、Fe、Ti方向发展的。主量元素数据显示，单斜辉石具有低Si高Al的特征(SiO₂=41.40%～48.44%，Al₂O₃=5.54%～10.20%)，且AlⅣ含量较高，说明母岩浆为不饱和碱性岩浆系列；此外，单斜辉石Ca含量偏高，Ca/(Ca+Mg+Fe)值在46.1%～51.4%之间，推测是母岩浆的高Ca含量导致了大量高钙辉石的产出。结合西沙海域的地震和构造资料，推测琛航岛珊瑚礁的基底是玄武质火山碎屑岩组成的平顶状海山，系岩浆穿过断裂发育的岩石圈层在西沙群岛的海底喷发，随后火山碎屑物质经过堆积、固结作用而形成；该火山碎屑岩的原岩为板内碱性玄武岩。     

利用珊瑚生长率重建西沙海域罗马暖期中期海温变化

珊瑚生长率是记录海水表层温度（SST）的一个重要代用指标。本文以南海中北部西沙永兴岛罗马暖期期间发育的3个澄黄滨珊瑚（Porites lutea）为材料,测量它们的骨骼生长率,并利用珊瑚骨骼生长率与SST的关系式定量重建海温年际变化序列。结果显示：3个滨珊瑚（生长于120-59 BC、46 BC-14 AD和30 BC-28 AD期间）的平均生长率分别为0.88 cm/a（变化于0.53~1.24 cm/a之间）、0.90 cm/a（变化于0.58~1.53 cm/a之间）和1.12 cm/a（变化于0.71~1.46 cm/a之间）。据此重建同时段年平均SST,相应结果分别为26.7℃、26.8℃和27.3℃。2 kaBP前后（120-59 BC,46 BC-28 AD）西沙海域平均SST为26.9±0.4℃,低于现代（1981-2010 AD）约0.7℃。     

造礁珊瑚碳、氮、硼同位素的海洋酸化指示意义

大气CO2体积分数升高导致的海洋酸化不仅会降低海水pH,还会改变其碳酸盐平衡体系,使得海水中文石饱和度（Ω）降低,相应地会降低珊瑚钙化的速率。已有研究表明：珊瑚骨骼δ13C、δ11B和δ15N具有记录Suess Effect、生物生产力、海水pH值以及营养源的能力;主要表现为：δ11B记录的pH值、δ13C记录的海水无机碳库（DIC）δ13C和生物生产力,以及δ15N记录的陆源物质输送量相结合,可用来指示受季风影响的南海“大陆架碳泵”和近海污染与海洋酸化的联系。目前关于珊瑚对海洋酸化的记录研究仍相对较少,珊瑚碳-氮-硼同位素组合的应用将会加深对于海洋酸化与气候变率和全球碳、氮循环的关系的认识,可能成为揭示海水pH值变化规律性的重要手段。     

新疆巴里坤湖粒度组分分解及其环境指示意义

选择位于西风影响区的天山东段巴里坤湖湖泊岩芯样品,对沉积物粒度组分进行经验正交函数(EOF)分解,并探讨各分量的环境意义.结果显示,EOF1组分与沉积物粒度小于2μm组分相关系数达0.64以上,并与代表区域有效湿度的碳酸盐氧同位素指标有很好的对应关系,故将EOF1解译为区域有效湿度的替代指标.EOF2组分与粒级为45-...     

新疆东部全新世气候变化特征——以巴里坤湖为例

巴里坤湖泊沉积地层较好地记录了北疆东部地区全新世以来的气候变化。通过对沉积物粒度组分及碳酸盐含量的测量分析，结合测年结果，得出北疆东部地区全新世以来气候环境变化大致经历了5个阶段：（1）8700cal．aBP以前，为全新世早期，环境变干；（2）8700～8200cal．aBP，为一过渡期，湖泊面积扩大；（3）8200～7700cal．aBP，气候以变湿为主要特点，波动较大；（4）7700～2400cal．aBP，气候较为湿润，期间存在一次明显的突发强干旱事件；（5）2400cal．aBP以来，气候转干，剖面顶部指标指示环境恶化。区域气候变化以干湿为主要特点，5500～6000cal．aBP期间的突发气候事件在大区域上与其他记录对应较好。     

巴里坤湖孢粉浓缩物~(14)C测年可行性研究

14C测年是湖泊沉积物定年的主要方法之一,随着对过去气候环境变化的深入研究,对于湖泊样品中的年代要求更高,而不同的测年物质的14C定年结果,会有不同的误差。通过对巴里坤湖部分样品,分别进行块状样有机质、陆生高等植物残体以及孢粉浓缩物定年比较,以探讨干旱区湖泊中14C定年的方法。测试结果表明:孢粉浓缩物与陆生高等植物残体的测年值极为接近,在西北干旱区湖泊测年过程中,孢粉浓缩物有望成为一种可靠的测年材料。在探讨湖泊沉积物年代的"碳库"效应时,孢粉浓缩物定年可能会成为一种有效的方法。     

环礁潟湖沉积物重建南沙群岛小冰期以来的热带气旋活动

热带气旋活动以及由此产生的风暴潮和强降雨对南海及周边沿海地区社会经济构成巨大威胁。对器测记录之前全新世热带气旋的研究有助于准确预测全球变暖背景下热带气旋活动的变化趋势。本文利用南沙群岛安乐礁潟湖沉积物重建了小冰期以来准年分辨率的热带气旋活动, 共识别28个风暴事件层。研究表明, 小冰期以来, 南沙群岛安乐礁热带气旋活动在年代际到百年尺度上频繁变化, 发育两个主要的风暴活跃期。在小冰期早期(AD 1471—1620)经历了最为强烈的风暴活跃期, 另一个风暴活跃期位于现代暖期的AD 1930—1960, 风暴活动虽有所加强, 但明显低于小冰期早期。与同期永暑礁重建结果的对比表明, 热带气旋活动存在明显的时空差异性, 更多来自相近区域的高分辨率风暴记录可有效降低古风暴活动重建的不确定性, 提高重建记录的准确度。     

南海滨珊瑚骨骼密度带的季节特征及其主要环境影响因素

滨珊瑚（Porites）是南海造礁石珊瑚群落的主要优势种之一,广泛应用于珊瑚礁生态以及高分辨率气候环境响应和重建研究。滨珊瑚不同季节生长形成的骨骼密度条带是开展相关研究的重要基础,而前人对于滨珊瑚骨骼密度带季节性的认识多是基于单一地点的样品,存在地域的差别或矛盾。选取南海不同地点典型珊瑚礁区包括北部海南文昌、中部西沙群岛永兴岛和盘石屿、南部南沙群岛美济礁的 4 个现代活体滨珊瑚骨骼样品,利用数字影像分析方法以及电感耦合等离子体原子发射光谱和气体稳定同位素比质谱仪分别分析了滨珊瑚骨骼密度条带影像灰度和地化指标（Sr/Ca 和 δ 18 O）。结果显示,滨珊瑚样品骨骼密度和地化指标都呈现显著的季节变化。结合海温数据,揭示出样品骨骼密度带季节特征的地域差异,其中,北部文昌滨珊瑚样品骨骼高密度带形成于夏季,低密度带形成于冬季;中部永兴岛样品高密度带形成于秋季,低密度带形成于春季;盘石屿样品高密度带形成于春季,低密度带形成于秋季;南部美济礁样品高密度带形成于冬季,低密度带形成于夏季。采用广义加性混合模型进一步分析了滨珊瑚样品骨骼密度与 3 个主要环境影响因子（海温、光照和盐度）的响应关系。结果表明：不同地点滨珊瑚样品的骨骼密度与主要环境因子的关系也各有不同,考虑样品个体和地点的随机效应,4 个地点滨珊瑚样品的骨骼密度整体上与海温和光照存在非线性响应关系,反映了在南海大空间尺度上,海温和光照可能是影响滨珊瑚样品骨骼密度季节变化的主要环境因素。     

西北干旱区人工扰动植被类型花粉组合特征*

人类对现代植被的影响已经成为解释过去人类活动及其环境效应的关键问题。对西北干旱区40个农田和荒地表土样品花粉组合的研究表明：农田花粉平均浓度（7227粒/g）明显低于荒地（32704粒/g）;农田中农作物花粉含量高于荒地,但并不占绝对优势,农田花粉组合不仅反映农田本身的植被组成,而且还反映地方或区域植被组成状况;农田中灌木花粉含量低于荒地,杂草花粉类型比荒地丰富;藜科、蒿属、麻黄花粉都占有较高比例,普遍呈超代表性;不同的农作物花粉百分比指示该样品所在地或周围不同的农作物类型。聚类分析进一步表明了农田/荒地花粉组合特征的一致性：葡萄花粉在葡萄地的含量均相当高,而在其他植被类型中很少出现,花粉组合特征一致性较好;棉田棉花花粉含量低,其他植物花粉含量高,花粉组合特征与荒地相似,很难与荒地区分开来;如果农田和荒地比较接近,农田农作物花粉含量又比较低,则两种植被类型花粉组合特征就较为相似。     

南沙群岛现代滨珊瑚骨骼Sr/Ca、δ18O和δ13C对极端高温事件响应

以南沙群岛永暑礁的现代滨珊瑚YSL24（生长时间为1985—1999年）与YSL2A（生长时间为1971—1999年）为材料,通过对其骨骼开展高分辨率的Sr/Ca、δ¹⁸O和δ¹³C分析,探讨其对极端高温事件的响应特征。有记录表明,1971—1999年,南海南部在1973、1983和1998年发生了极端高温事件,滨珊瑚骨骼Sr/Ca序列清楚地记录了这3次高温事件,其相应条带Sr/Ca周期数值显著低于序列其他年份。而δ¹⁸O对高温事件的响应不太明显,其原因可能与δ¹⁸O序列同时受温度和盐度变化的影响有关。δ¹³C在这3个高温年份均在夏季发生了异常负偏,应该是由高温胁迫下共生藻光合作用强度下降所致。因此,珊瑚骨骼的Sr/Ca和δ¹³C对南沙群岛高温胁迫具有明显的响应,可作为记录过去白化事件的可靠指标。