南海深水海盆晚新生代有孔虫古海洋学

This proposal targets on the late Cenozoic sediments recovered at Site U1433 from the central South China Sea deep basin during IODP Expedition 349. It will employ microfossil biostratigraphy, foraminiferal assemblages, oxygen and carbon isotope stratigraphy, organic biomarkers and other analyses to systematical study the sedimentary features and paleoceanographical significance of the calcareous sediments characterized by foraminifera in deep water environments below CCD. We anticipate that the current stratigraphic framework will be refined, the origin of marine calcareous components will be recovered, and deep water flow and evolution processes of depositional environment will be revealed. The study will focus on investigating the transport, deposition and preservation of the calcareous components in the deep sea turbidites, and probe into the tele-connection between these depositional characteristics and regional and global climate events. This proposal will study the evolutionary history of depositional environment in the South China Sea deep basin from a paleontological angle, and its outcome will surely contribute to the development of deep water sedimentology in China.

本申请针对南海深水海盆IODP349航次U1433站晚新生代沉积岩芯，通过运用微体古生物年代地层学、有孔虫组合、氧碳稳定同位素地层学、生物标志物等实验测试方法，系统研究以有孔虫组合为代表的钙质沉积物在CCD以下深水环境的沉积特征及古海洋学意义。预期将细化沉积层序的年代地层学，恢复不同时期海相钙质沉积物质的来源，揭示南海深水海盆水流活动与沉积环境演化过程。重点查明浊流沉积层中钙质组分的搬运、堆积与保存机制，探讨这些沉积特征与区域和全球气候变化事件的联系。本研究将从古生物记录角度研究南海深水海盆上新世以来深水沉积环境演化历史，揭示南海作为边缘海的深水沉积特色，为推动我国深海沉积学的学科发展做出贡献。

本项目研究南海深水海盆西南部IODP U1433站上部0-300 m近420样品中的有孔虫壳体分布规律及其古海洋学意义。有孔虫是深海沉积物的主要组分，富含古环境变化信息，因此被公认为古海洋研究的重要材料。U1433站水深4379 m，远超位于3500m的 CCD。沉积物为泥质、砂质及钙质混合体，具典型的深海浊流沉积特征。结合古生物、古地磁和颜色反射率的年龄框架指标，初步认定本段岩芯年龄涵盖0~2.23 Ma。结果显示，有孔虫丰度变化很大，个体普遍较小，分选好，分布不持续，常见钙质底栖和浮游属种，偶见渐新世-中新世等老地层浮游个体。不同沉积层之间相对应的有孔虫特征往往不对称，冰期间冰期特征也不明显，基本属远端浊流沉积。根据有孔虫分布，可识别17个浊积层组，标志超冰期尺度的浊流活动大事件。黏土矿物组分主要含伊利石（30-70%）、蒙脱石（30-60%）和高岭石（5-20%），与现代南海中部沉积物的结果一致，标志以台湾-吕宋-中南半岛等物源区组成的多源混合体。这些远源物质可能经过多次搬运，最后以浊积物的形式堆积于南海中央海盆。这些浊积层从东北U1431站向西南U1433站增厚，沉积速率也更高，充分体现南海深水流由东北向西南流动直接控制着中央海盆浊流沉积的结果。有孔虫组合最大变化发生在1.2-0.9 Ma期间，钙质壳包括浮游属种从常见变成少见甚至不见，而胶结壳则在0.9　Ma之后含量增加，同时老地层浮游属种也开始偶尔出现，表明深水流变化和浊积作用增强，推测与中更新世气候转型有关，至于是否同期受到巴士海峡海褴上升的影响值得进一步研究。由于所用浊积物样品缺乏足量有孔虫个体，没能开展氧碳同位素测试和生物标志物测试，没法按计划收集高分辨率证据来探讨南海中央海盆短尺度沉积的演化，期待将来工作有所突破。