南海北部表层沉积物磁学特征及其对沉积环境的指示意义

Surface sediments collected from different region (from north to south and west to east), varied depositional settings (estuary-near-shore-shallow sea-semi deep sea-deep sea) within the northern South China Sea are selected as the research objects. A series of magnetic parameters (including frequency dependent magnetic susceptibility, anisotropy of magnetic susceptibility, anhysteretic remanent magnetization, isothermal remanent magnetization, S ratio, high and low temperature k-T curves, and hysteresis loops) will be measured for these samples. The spatial distribution and its change law of magnetic properties for theses sediments will be researched thoroughly. At the same time, sedimentology, geochemistry and mineralogy analyses of these sediments will be supplemented to magnetic research. The contemporary marine sedimentary environment and hydrodynamic change will be identified preliminarily. The material sources, conveying line and accumulation characteristics will be speculated for the northern South China Sea. A scientific basis will be provided for the understanding of Source-Conduit-Sink changes pattern in the South China Sea. The relationship between different sedimentary environment and its magnetic response will be furtherly analyzed. Consequently, the indicative significance of environmental magnetic indicators using for marine paleoenvironment inversion will be discussed.

以南海北部不同地段（从北到南、从西到东）、不同沉积环境（河口-近岸-浅海-半深海-深海）表层沉积物为研究对象，进行一系列磁学指标（包括、频率磁化率、磁各向异性、非磁滞剩磁、等温剩磁、S比值、高低温k-T曲线、磁滞回线等）分析测试，深入研究沉积物磁性特征的空间分布及其变化规律；同时辅以沉积学、地球化学和矿物学研究，初步查明南海北部近代海洋沉积环境和水动力条件的变化；推论其不同的物质来源、物质输送路线和物质聚集特征，为理解南海沉积源-渠-汇变化格局提供科学依据。深入研究不同沉积环境的磁学响应及其与现代海洋环境指标的相关关系，探讨环境磁学指标对海洋古环境反演的指示意义。

环境磁学逐步成为海洋研究的常规调查手段之一，但有关南海沉积物环境磁学研究的报道却不多，究其原因，南海沉积物物质来源及沉积环境的复杂性都影响着这一区域沉积物的磁学性质。本项目围绕海洋沉积物中磁性矿物/磁性颗粒转化、溶解/富集机制这一关键科学问题，选取南海北部不同沉积环境、不同区域的表层沉积物及典型柱状沉积物为研究对象，采用环境磁学、地球化学和矿物学相结合的方法，系统研究了南海北部不同环境、不同区域沉积物的磁学性质，分析了沉积物磁学性质与沉积环境的相关关系；利用南海北部不同区域沉积物磁学性质结合地球化学及矿物学结果探讨了南海西北部海域沉积物的源-渠-汇格局；通过磁性矿物学分析揭示了不同沉积环境沉积物磁学性质的变化机制；利用南海北部典型柱状沉积物磁性矿物学和环境磁学分析揭示了南海北部沉积物磁学指标的古环境意义。经过4年的实施，项目组顺利完成了预期研究计划，取得了一些有特色的研究成果：1）失水对沉积物磁学性质产生显著影响，但基本不影响磁学性质的剖面变化；2）不同区域表层沉积物磁学性质与沉积环境间的相关关系不一致，如北部湾-海南岛南部海域表层沉积物磁化率与水深呈正相关关系，而珠江口-外海海域表层沉积物磁化率与水深间则呈对数负相关关系；3）在综合分析不同区域表层沉积物的地球化学和磁学特征的基础上指出环境磁学方法可能是近海海域沉积环境和沉积物源研究的有效方法之一；4）利用柱状沉积物的古地磁结果校正后的磁化率各向异性结果能较好地反映不同时期的水动力条件变化；5）南海北部柱状沉积物磁学性质对古环境变化有较好的响应。项目成果一方面回答了限制古地磁在南海沉积物研究中的应用的一个关键问题；另一方面，也为南海北部沉积环境变化及沉积物的源-渠-汇格局研究给出了基本认识。