南海东部海域柱样沉积物浊流沉积探讨

利用1998年南海东部陆坡69号柱样、深海盆149号柱样、南部岛礁323号柱样沉积物的粒度、化学、古生物、矿物等鉴定分析测试资料,分析了南海东部海域发生浊流沉积的地质背景、产生浊流沉积的条件和诱发因素,进而发现南海东部浊流沉积发育,在南北陆坡及中部深海盆地均有浊流沉积层。从其出现层位看,为氧同位素2—4期,即晚更新世中晚期。从浊流沉积出现层数分析,具有自北向南浊流发生频次减弱的趋势。从浊流沉积物成分看,南海东部浊流沉积物具有多样性,北部陆坡以陆源为主,中部深海盆以陆源及火山源为主,南部岛礁以生物源为主。     

南海北部东沙隆起西侧陆坡坡折处浊流沉积

为了分析南海北部上陆坡东沙隆起西侧海域海底稳定性,对A和B两个岩芯进行了AMS14C测年、浮游有孔虫氧同位素分析、粉色红拟抱球虫Globigerinoides ruber鉴定、粒度分析等工作。综合研究表明,A、B岩芯分别发育了距今920 ka BP、960 ka BP以来的更新世、全新世地层。A岩芯3.3~14.08 m层位地层发生了倒转,这与3.3m、6.12~6.18 m发育的两个浊积层有关。在71.5~71.63 m(冰期370 ka BP左右)也发育一浊积层。B岩芯在9.2 m、25.2~28.6 m等层位发育了浊积层。同样位于陆坡坡折,水深较大的A岩芯,由于滑坡导致的浊流活动略强一些。     

南海新生代沉积盆地的类型与演化系列

在详细分析南海及其邻区新生代沉积分盆地的结构的基础上，结合大地构造和地球物理特征，对沉积盆地的类型进行探讨，并就其演化系列进行系统研究。     

南海东北部深部构造与中新生代沉积盆地

利用OBS资料作约束条件对南海东北部的地球物理资料，主要是重力资料和多道反射地震资料进行反演，获取比较理想的莫霍面深度，地壳厚度，中生代沉积基底面，新生代沉积底界面等地壳结构信息，研究发现该区中生代沉积盆地形成模式与新生代沉积盆地的形成模式不同，中生代沉积基底与莫霍面呈正相关，而新生代沉积基底则与莫霍面呈明显的镜像关系。中生仝层不受边界断层控制，中生代沉积基底与莫霍面呈正相关，而新生代沉积基底则与莫霍面呈明显的镜像关系。中生代地层不受边界断层控制。中生代沉积坳陷边界实质上是残留的中生代地层的边界，中生代沉积盆地具有大型坳陷沉积特征，而新生代盆地为断陷盆地。     

南海深海潮流分析

本文使用磁录海流计在千米潜标系统南海试验期间获取的深海海流资料,对该海域深层海流进行了初步分析,提出了潮流和余流的运动规律。     

南海深海表层沉积中的硅藻组合及其环境特征

定量分析了南海３３个１０００ｍ水深线以内的现代表层沉积样品中的硅藻,发现主要的种有菱形海线藻,短刺角毛藻,结节圆筛藻、长海毛藻,海洋菱形藻和条纹小环藻。根据硅藻主要种的百分含量,各站位硅藻丰度的变化以及其它一些特征,将３３个样品划分为５个硅藻组合,并着重研究这些组合与环境因素之间的关系。     

南海——我国深海研究的突破口

近两年来,海内外和海峡两岸的中国科学家围绕深海研究进行反复研讨,一致认为南海是我国深海研究的首选,并初步形成了“南海深部计划”的研究方案,提出以“构建边缘海的生命史”为主题,从洋壳深海盆的演化、深海沉积、生物地球化学过程三方面开展研究的建议方案。他们建议：利用现代技术重新测定南海磁异常条带,争取钻探大洋壳,系统研究火山链;观测现代深部海流和海底沉积过程,从深海沉积中提取边缘海盆演化的信息;认识海底溢出流体与井下流体的分布与影响,揭示微型生物在深海碳循环中的作用。争取在科学和技术全国性合作的基础上,在南海实现我国深海研究的突破。     

南海深海鱼类的初步报告

南海在我国濒临的四个海中面积最大，而其大陆架宽度则较狭窄，水深在200米以上的深海水域相当广阔。我国过去关于南海深海鱼类的研究报道极少，1962年《南海鱼类志》中曾记载过少数深海鱼类，但具有确切深度记录的仅有8种。在国外文献中，Gilbert和Hubbs(1920), Schultz(1938), Abe(1974 , 1975, 1976 )等曾报道过数种。 本文材料是1959-1960年在海南岛以东海域，水深200-1100米进行底栖生物拖网时所获得的标本。鉴定结果，共71种，分隶于37科，12目，其中34种为我国新记录，7种是我国在南海首次记录。 文内凡是我国新记录的种均有形态描述，并附有外形图,有些种作了分类上的讨论；对我国有过记录的种，只记有地理分布和标本采集记录。此外，就现有资料并参考有关深海鱼类文献，对这些种类的地理分布和深度分布也作了初步分析。由于调查范围较小，拖网次数不多，本文仅为南海鱼类区系提供了一些初步资料。丰富的南海深海鱼类区系，随着我国海洋调查事业的发展，还有待进一步深入研究。     

南海北部深海小型底栖动物丰度和生物量

2010年9月在南海北部5个深海站位和1个浅海站位进行了小型底栖动物和环境因子采样,对小型底栖动物的丰度和生物量进行了定量研究。本次调查中,共鉴定出10个小型底栖动物类群,分别是线虫、桡足类、多毛类、介形类、甲壳类幼体、异足类、寡毛类、涡虫、无板类和等足类。从丰度来看,线虫是绝对的优势类群,占总丰度百分比为94.72%;桡足类次之,占2.70%;多毛类再次,占1.62%;其他类群之和仅占0.96%。从生物量来看,线虫的生物量最大,占总生物量的53.83%;其次是多毛类,占32.17%;居生物量第三位的是桡足类,占7.14%;其他类群之和占6.85%。小型底栖动物的丰度和干重生物量分别为566.12±635.61个·(10cm2)-1和398.43±431.98μg·(10cm 2)-1,线虫的丰度和干重生物量分别为536.21±593.48个·(10cm 2)-1和214.48±237.39μg·(10cm 2)-1。研究站位线虫、桡足类、多毛类和小型底栖动物丰度,小型底栖动物生物量与环境因子的相关分析表明,影响线虫丰度、小型底栖动物丰度、小型底栖生物生物量的主要环境因子包括底层水pH值、沉积物粉砂黏土含量和有机质含量。单因素方差分析(One-way ANVOA)结果表明,线虫丰度、桡足类丰度、小型底栖动物丰度和生物量在不同站位均有显著差异。与渤海、北黄海、南黄海、长江口、芽庄湾(越南)、大亚湾、北部湾、南海近海等海域相比,本研究海域的小型底栖动物丰度和生物量偏低。     

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。     

南海海盆中部表层沉积物地球化学特征

分析了南海海盆中部224个站位表层沉积物的常量组分和微量元素组成,结果表明,这些沉积物与大陆上地壳相比,具有相对贫Si和富Fe、Mg、Na、Ca、Mn的特点,微量元素含量总体与大陆上地壳较为相近。表层沉积物化学组分可以划分为4类组合：硅酸盐碎屑组分、钙质生物碎屑组分、火山碎屑组分和自生矿物组分;硅酸盐碎屑组分和钙质生物碎屑组分占绝对优势,两者含量互为消长,自生矿物和火山碎屑含量较低,仅在局部区域起到相对明显的贡献。南海海盆中部表层沉积物化学组成主要受水深、沉积作用和物质来源3个因素控制;水深和底流搬运作用影响钙质生物碎屑分布,深水海盆碳酸盐溶解作用强烈,海盆中部沉积物钙质生物碎屑含量低,而底流作用则将陆坡区钙质碎屑搬运至海盆边缘区域。沉积物地球化学特征指示,海盆中部沉积物陆源碎屑物质主要来自于西部或西南部,火山碎屑物质可能主要来自于吕宋岛弧火山喷发,并堆积于扩张中心以北和海盆东部区域。     

南海深海生物多样性国际研究态势与热点分析

南海是西太平洋边缘海,有陆架、陆坡、岛礁、深海平原、海山、冷泉等多种生境,近10年来南海逐渐成为世界深海研究的热点。南海是中国海洋生物多样性最高的区域,与作为海洋生物多样性中心的印太珊瑚大三角区具有一定的环境与生物连通性,对南海的深海生物探测研究可丰富对西太平洋及印太交汇区生物多样性及地理分布格局的认知。目前有关南海的生物多样性研究主要集中在北部陆架浅海及岛礁,对于深海生物多样性认知明显不足。本研究梳理了全球深海生物多样性的主要国际战略布局,并对南海深海生物多样性SCIE论文发表情况进行了综合分析,探讨了南海深海生物多样性研究态势,对未来南海深海生物多样性调查与研究提出了研究展望和建议。     

Fine-grained Pleistocene deepwater turbidite channel system on the slope of Qiongdongnan Basin, northern South China Sea

Recently, as oil exploitation has become focused on deepwater slope areas, more multi-channel high resolution 2D and 3D seismic data were acquired in the deepwater part of the Qiongdongnan Basin, northern South China Sea. Based on 3D seismic data and coherence time slice, RMS and 3D visualization, a series of deepwater channels were recognized on the slope that probably developed in the late Quaternary period. These channels trend SW–NE to W–E and show bifurcations, levees, meander loops and avulsions. High Amplitude Reflections (HARs), typical for channel–levee complexes, are of only minor importance and were observed in one of the channel systems. Most of the detected channels are characterized by low-amplitude reflections, and so are different from the typical coarse-grained turbidite channels that had been discovered worldwide. The absence of well data in the study area made it difficult to determine the age and lithology of these channels. Using a neighboring drill hole and published data about such depositional systems worldwide, the lithology of these channels is likely to be dominated by mudstones with interbedded thin sandstones. These channels are formed by turbidity currents originated from the little scale mountain river of mid-Vietnam in SW direction and were probably accompanied by a relative sea level drop in the last glacial age. These channels discovered on the northern South China Sea slope are likely to be fine-grained, mud-dominant and low N:G deposits in a deepwater paleogeographic setting.     

Nutrient budgets for the South China Sea basin

Varying atmospheric forcing and an elaborate geography make for a complex flow in the South China Sea (SCS). Throughout the year, the surface waters of the Kuroshio flow into the SCS, while the surface waters of the SCS flow out through the Bashi Channel. Cumulatively, there is a small (1 Sv) net outflow of surface water (0–350-m depth) from the SCS in the wet season, but a net inflow (3 Sv) in the dry season through the Bashi Channel. The differences are mainly made up by inflow and outflow of Sunda Shelf Water in the wet and dry seasons, respectively.Seawater, phosphorus, nitrogen and silicate budgets were calculated based on a box model. The results point out an intermediate water outflow (350–1350-m depth) into the West Philippine Sea (WPS) through the Bashi Channel in both the wet and dry seasons, though this, along with the nutrients it carries, is slightly larger in the dry season (2 Sv) than in the wet (1.8 Sv). More importantly, the export of nutrient-laden SCS intermediate water through the Bashi Channel subsequently upwells onto the East China Sea (ECS) shelf. The denitrification rate for shelves in the SCS is 0.11 mol N m⁻² year⁻¹, calculated by balancing the nitrogen budget. The oxygen consumption and the nutrient regeneration rates, based on the mass-balance and the one-dimensional advection–diffusion models, stand between those for the Bering Sea and the Sea of Japan.     

南海北部陆坡深水区沉积物细菌多样性调查

采用分子生物学手段,调查南海北部陆坡深水区沉积物细菌多样性.分析表明其细菌分成5个类群,变形细菌门(Proteotmcteria),厚壁菌门(Firmicutes),浮霉菌门(Planctomycetes),拟杆菌门(Cytophaga/Flexi-bacteria/Bacteroides,简称CFB)及脱铁杆菌门(Deferribacteres).分别占总体的34%,38%,18%,4%,6%.其中60%以上的克隆子与硫代谢相关,20%克隆子最相近序列来自于油污染环境,说明硫代谢是该区域物质代谢的重要组成,同时该区域有油气渗透的烃类物质存在并影响着该区域的微生物群落结构.     

南海北部西沙海槽北侧陆坡块体搬运沉积体系的发育特征及演化

Triple mass-transport deposits(MTDs) with areas of 625, 494 and 902 km2, respectively, have been identified on the north slope of the Xisha Trough, northern South China Sea margin. Based on high-resolution seismic reflection data and multi-beam bathymetric data, the Quaternary MTDs are characterized by typical geometric shapes and internal structures. Results of slope analysis showed that they are developed in a steep slope ranging from 5° to 35°. The head wall scarps of the MTDs arrived to 50 km in length(from headwall to termination). Their inner structures include well developed basal shear surface, growth faults, stepping lateral scarps, erosion grooves, and frontal thrust deformation. From seismic images, the central deepwater channel system of the Xisha Trough has been filled by interbedded channel-levee deposits and thick MTDs. Therefore, we inferred that the MTDs in the deepwater channel system could be dominated by far-travelled slope failure deposits even though there are local collapses of the trough walls. And then, we drew the two-dimensional process model and threedimensional structure model diagram of the MTDs. Combined with the regional geological setting and previous studies, we discussed the trigger mechanisms of the triple MTDs.