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应用硅藻释读南海晚第四纪以来的古环境

孙美琴  
【摘要】: 本论文通过对取自南海的62个站位的表层样品和3个柱状岩芯进行了硅藻、沉积物粒度和地球化学分析,结合14C测年结果和已有的研究资料,查明了该海区硅藻的种类组成及分布特点,探讨了硅藻分布与现代海洋环境之间的关系,进而对南海西、南部晚第四纪以来古海洋环境演变进行了较为详细的研究。 本次从南海表层沉积物和南海西、南部两个柱样沉积物中,共鉴定到硅藻272种和变种、变型,隶属57属,并附27个图版。其中记录2个新种和6个我国首次记录的种。新种是双角缝舟藻四角变型Rhaphoneis amphiceros f. tetragona Sun et Lan和珠网斑盘藻Stictodiscus arachne Sun et Lan;新记录种分别是Asterolampra grevillei, Dictyoneis marginata, Plagiogramma Papille, Rutilaria radiate, Triceratium contumax和Triceratium suboffieiosum。 南海表层沉积硅藻种类丰富,以热带外洋种为优势,伴有一定量的热带—亚热带近岸种和广布种。优势种类为非洲圆筛藻、结节圆筛藻、柱状小环藻、楔形半盘藻、具槽直链藻、海洋菱形藻、方格罗氏藻、菱形海线藻、离心列海链藻以及长海毛藻。其中,热性种结节圆筛藻在南海分布最广,是主要的优势种类。由于各海区环境因素的差异,硅藻遗壳含量分布是不同的,总体上,从陆架至深海盆,其数量呈递增趋势。沉积硅藻的分布受海底地形地貌、水动力、沉积速率、水文气候等环境条件综合作用的影响。 根据沉积硅藻中具有指示意义的硅藻种的分布和生态变化,可将该海区分成6个硅藻组合带。各组合分别反映不同的海洋环境,其分布主要受到海洋环流的影响,表现为黑潮暖流、印度洋暖水的入侵以及沿岸流对南海表层沉积硅藻分布的影响。其中,Coscinodiscus africanus、Coscinodiscus nodulifer、Hemidiscus cuneiformis和Nitzshia marina等热性硅藻种类可作为黑潮暖流及印度洋暖水入侵南海的指示种。而Cyclotella stylorum、Cyclotella striata、Melosira sulcata、Diploneis bombus、Diploneis crabro和Trachyneis antillarum等则可作为判断沿岸流对南海水域影响强度的指示种。沿岸种具槽直链藻在半深海一些区域的大量出现,可能是受到沿岸水的入侵,也或者是受到浊流沉积搬运的影响。长海毛藻Thalassiothrix longissoma在深海沉积物中大量出现可以作为南海水体高初级生产力的指示种。 对南海西、南部的两个柱状样SA13-76和SA08-34沉积硅藻研究表明,两孔的硅藻均呈现氧同位素旋回变化特征。根剧表层沉积硅藻研究结果可以认为在上升流作用的高生产力区,历史时期的沉积硅藻相比钙质生物能更好地反映古季风演变。南海西、南部海区明显存在冰期时夏季风弱,全新世夏期风强的特点。季风是驱动上升流加强的主要因素。不论在冰期亦或全新世,南海夏季风均存在不稳定性和旋回性的特征。 综合分析地球化学指标和微体古生物指标认为南海西、南部的古生产力演化趋势在氧同位素1、3、5期表现为高的特征,2、4期表现为相对较低的特征。对SA08-34孔各古生产力指标对比研究认为,硅藻和有孔虫、CaCO3在MIS3期显著的差异,可能是因为有孔虫和CaCO3均发生了较强的溶解作用。也可能与影响各个指标变化的主要因素不同有关,比如有孔虫受季风气候影响的程度可能比硅藻要小。古生产力演化过程的主要控制因素推测主要受季风影响。 本次研究的三个柱状样中记录的一些气候突变事件,初步认为可能与首先在北半球高纬地区发现的YD事件及H事件(H1-H5)分别有关。根据SA08-34和SA09-90钻孔研究分析,推算南海南部末次冰盛期大约在13.1~13.4kaBP左右结束而进入冰消期。综合南海西、南部三个钻孔所揭示的沉积环境演变非常一致,三个钻孔反映的南海西、南部的古生产力、古季风、古气候演变趋势大致相同,初步认为晚第四纪以来南海西、南部气候均主要受东亚夏季风控制。


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