南海南部约 30 ka 沉积有机质的生物输入特征
简析南海沉积物生物硅的研究现状
简析南海沉积物生物硅的研究现状生物硅是指利用化学方法测定的来自于生物的无定形硅，其主要由硅藻、硅鞭毛虫、放射虫以和海绵骨针构成。
其中，硅藻被看作是浮游生物的重要类群，是海洋表层沉积物中生物硅的主要来源。
据Nelson等估算整个海洋初级生产力的40%都归因于硅藻，其每年固定的生物硅量约为240Tmol。
硅藻死亡后，其植物碎屑中的大部分生物硅成分会在真光层发生溶解并重新进入硅循环，最终只有约总量的3%被埋藏保存在海底沉积物中。
因此，沉积物中生物硅的含量在一定程度上能反映上层水体中硅藻等含硅生物生产力的分布，其时空分布还可指示古生产力的波动。
近年来，研究者围绕生物硅溶解机制做了研究。
通过研究生物硅的生成、溶解和保存过程，发现生物硅的埋藏与溶解在硅的生物地球化学循环过程中起着重要作用。
例如来自上陆坡及大陆架沉积物的证据表明，大陆边缘沉积物中生物硅的累积在海洋二氧化硅埋藏中所占的比例明显高于过去人们的认识，这对于硅在南极深海地区累积量的减少起到了补偿作用。
此外，了解沉积物中生物硅的分布还有助于对成岩作用的研究。
1 沉积物生物硅的研究方法随着生物硅研究工作的不断深入，出现了多种测定生物硅含量的方法。
目前主要有X-ray衍射法、红外光谱法、大体积沉积物化学元素正规分布法、微化石计数及化学提取法。
这些方法都是依据无定型硅的物化性质的不同、生物硅与非生物硅的化学动力学不同而提出的，因此存在着受到非生物硅污染的问题。
化学提取法是迄今最灵敏和应用最广泛的方法，其包括湿碱消解样品预处理和分光光度计测试硅溶液两个过程。
以往人们在研究南海沉积物中的生物硅时，往往直接采用提取液中硅的含量作为生物硅的含量，但实际上碱液提取法所得溶液中，硅有两种来源，除生物硅外，还含有一定比例的陆源碎屑矿物成分的贡献。
因此，通过直接测试提取液中的硅不能准确得出沉积物中的生物硅含量，需要通过修正扣除陆源碎屑的贡献量。
Kamatani等研究发现粘土矿物组分释放的硅与时间并非是一直线关系，而是一曲线，并提出用提取液中铝的含量校正生物硅的含量。
第二章 沉积有机质
O， % 23 49.4 31.9 10.5 5.5 29.4 9 32.5 9.1 20 12.4~30.5 33 37 36 24 6.5 2 2~17
N， % 16
H/C 1.58 1.68 1.18 1.86 2 1.78 1.73 1.66 1.33 1.73 1.61 1.79 1.33 1.41 1.05 0.61 1.84 1.25~1.75
木质素：是植物细胞壁的主要成分，是酚—丙烷基结构的化合物
生物的平均化学组成
浮游植物：水体中有机质重要的生产者，其中以藻类为主，类脂化合物 占有相当高的比例，在藻类中类脂化合物含量可高达20%~30%，是生油 母质最主要的生物来源 浮游动物：在水生生物中占大多数，类脂物的平均含量18%，由于浮游动 物的生活环境较难得以保存，对生油仅有一定的贡献 细菌：细菌的活动范围十分广泛，是有机质的重要来源之一，其生化组 成中以蛋白质为主，类脂物含量可达10%，脂肪酸碳数多为10 ~ 20，它可 通过脱羧作用形成烃类，生成的烃类物质以C16、C18等低偶碳数烃类为主 高等植物：以纤维素和木质素为主，在木本植物中，纤维素和木质素占 其总组成的60%~80%，但其孢子、种子、果实、树脂、角质、木栓质等 却含有较丰富的类脂物
主要生物类型对沉积有机质 的贡献
主要的生物类型包括：浮游植物、 浮游动物、高等植物和细菌 浮游植物：有机碳的主要来源之 一。在地史中，浮游植物出现三 个高峰期，其一是前寒武纪到早 古生代，主要为具有机壁特征的 浮游植物，如蓝—绿藻、绿藻等； 其二是晚侏罗世到白垩纪，主要 是具有钙质的浮游植物，如颗石 藻类和甲藻等；第三个高峰期是 晚古新世和始新世，主要为一些 硅质的浮游植物
高等植物：地史中，志留 纪以前，陆地只有少量的 低等植物，志留纪沉积物 中才出现高等植物残体， 但直到志留纪晚期，裸蕨 类植物才控制了陆地；到 中泥盆世，多数类型的维 管植物相继出现，在晚石 炭世时，以蕨类植物为主 的陆地植物群达到高峰， 成为世界上第一大成煤期； 到早白垩世时，随着植物 进一步演化，适应性更强 的被子植物出现，并在植 物群中占优势和广泛繁殖， 成为地史上广泛成煤期
地质学基础6沉积相分析
第 六 章 沉 积 相
￭பைடு நூலகம்五节 海相
前滨亚相(潮间带) 基本特征：位于平均高潮线与平均低潮线之间，是海滩 的主要部分。地形较平坦，一般为砂质海滩，而当海岸位于 高能带时，可形成粗屑的砾海滩。海滩砂很纯净，分选和圆 度都很好，粒度的变化是由陆向海由粗变细。海滩砂一般呈 平行海岸的较宽条带状或席状砂体。在长期发展过程中随着 海进或海退而向陆或海推进，在纵向上呈多层叠置席状砂， 周围为泥岩包围。 构造：由于主要遭受的是来回往复的冲洗作用，故形成 的层理的主要特点是具有纹层的层系以低角度相交，即形成 冲洗交错层理。在层面上有各种类型的波痕，还有冲刷痕。 含大量生物碎屑和云母碎片，介壳凸面朝上 (这样最稳定 ) 。 可以此作为鉴别古代海滩砂体的标志。 前滨为无障壁海岸的特征沉积区。
第 六 章 沉 积 相
￭第五节 海相
海岸沉积相与油气的关系 在泻湖中，生物种类虽然单调但数量多，处在水体安 静的低能环境，有利于有机质的堆积，泻湖底部因含 H2 S形 成还原环境，有利于有机质的保存和向石油的转化。因此， 泻湖是良好的生油环境。 障壁岛、海滩、砂坝等各种海岸砂体粒度适中，分选好， 岩性均一，横向上与泻湖、浅海等有利生油的相带相邻， 有利于油气的储集。 泻湖、潮坪广泛发育泥质岩类，可成为良好的盖层。 由于海侵和海退的交替变化，使泻湖、潮坪、障壁岛相在 垂向上有规律的变化，有利于形成完整的生、储、盖组合。
第 六 章 沉 积 相
￭第五节 海相
三、浅海相沉积一般特征： 在波基面以下水深 200 米的地带，其范围与大陆架相当， 但二者并不完全吻合。一般大陆架的宽度较大，包括或等于 整个浅海地带。 1 ）、岩石类型：岩石类型比较多，由碳酸盐岩，也有碎屑 岩和粘土岩。 2 ）、结构构造：由海岸向中心粒度由粗变细呈带状分布， 水平层理发育。 3 ）、生物化石：由于阳光充足。环境稳定，生物繁盛，化 石丰富。
南海海底沉积物的类型及工程特征
南海海底沉积物的类型及工程特征江飞一、区域地质背景南海海盆面积约350 x 104km 2，由于它位于欧亚板块、太平洋板块、印度洋板块交汇处，因此它的形成和发展，既受控于NE 向的太平洋板块的俯冲作用，同时它也受控于NW 和EW 向的古特提斯海的封闭作用的影响。
所以，南海构造和海底地形地貌十分复杂，既有水深较浅的平坦的南海北部陆架区，也有海底地形、地貌复杂的南海陆坡区和平坦的深海平原区。
在不同的地形地貌背景上，它又沉积了厚度不一，各种不同类型的现代(Q 4）海洋沉积物。
由于海洋细粒土是一种分布较广，具有其固有特性而且对海底工程建设和海洋开发有重要影响的一种软弱地基土。
因此，对它的研究具有明显的实际意义和理论意义。
二、南海北部陆架浅海相淤泥质细粒土(一)基本特点南海北部陆架浅海相淤泥质细粒土，主要分布在水深小于30m 的内陆架现代沉积区，水深大于30m 的中陆架混合残留沉积区的部分地段也有分布。
它们主要是华南大陆水系将陆源物质搬运入海沉积而成，主要由淤泥质粘土质粉砂、粉砂质粘土、砂质粘土等类型构成。
沉积物颗粒较细，中值粒径介于0.1-0.005mm ，分选差，沉积韵律明显，一般多呈深灰色，含有机质、铁质高，频率曲线都呈双峰或多峰状。
碎屑矿物、重矿物含量远比南海陆坡半深海相细粒土为高。
它们和一般淤泥质细粒土相似，其工程特性具含水量高于液限、孔隙比大于1，压缩性大、强度小、处于汗流状态的特点。
据C 14、Pb 210测年，其沉积速率大，一般为0.1-0.25cm/a 。
(二)物质组成1.颗粒成分与团粒成分根据风干土样颗粒成分(加分散剂)及团粒成分(不加分散剂)分析结果，该土主要由粘土颗粒、粉砂颗粒、细砂颗粒组成。
天然状态下，大部分粘粒呈0.01-0.005mm 的微集聚体形式存在(表1)。
2.矿物成分砂粒、粉砂粒主要是由石英、长石、云母和少量钦铁矿、黄铁矿、电气石等组成。
在一些样品中也常见生物贝壳碎片夹杂其中。
南海深水盆地油气地质特征及勘探方向
南海深水盆地油气地质特征及勘探方向发布时间：2021-05-07T10:36:42.433Z 来源：《科学与技术》2021年29卷第3期作者：黄晓清[导读] 深水盆地一般是指位于水深超过300m的大陆架黄晓清中石化胜利地质录井公司山东东营 257200摘要：深水盆地一般是指位于水深超过300m的大陆架-大陆坡等海域的沉积盆地。
南海深水盆地位于特提斯和古太平洋两大构造域的转换部位和欧亚、印-澳和菲律宾三大板块的交互区，受中、新生代周边不同板块的相互作用以及南海扩张等地球动力学事件的综合控制，具有十分复杂的构造演化、沉积充填和油气成藏特征。
关键词：南海深水盆地；油气地质特征；勘探方向引言自2006年我国成为天然气净进口国以来，天然气对外依存度不断上升，迫切需要寻找天然气勘探的新领域。
21世纪以来，国外深水获得了一大批油气勘探发现，我国深水区油气勘探潜力也引起了多方的关注。
我国深水油气勘探主要集中在南海北部陆坡深水区，地震勘探始于20世纪70年代末期，钻探始于20世纪80年代中期，截至20世纪末，始终没有获得商业性发现。
在南海南部，我国做了大量科学考察、地球物理调查和部分综合评价。
据原国土资源部的评价结果，南海油气资源丰富且大部分在深水区。
南海深水油气勘探进展缓慢的主要原因之一在于该区边缘海深水成藏条件复杂，而且边缘海深水属于全球深水油气勘探的前缘领域，面临着深水区盆地结构与形成演化、深水区成藏主控因素与成藏机理、深水区构造成像、储层预测和烃类检测、深水安全高效探井作业关键技术等世界级勘探难题的挑战。
1区域地质概况南海位于西太平洋和新特提斯两大构造域交接部位，在欧亚板块、印度—澳大利亚板块和菲律宾海板块3大板块的相互作用下，古南海地台新生代发生裂谷作用形成了具有洋壳结构的边缘海，发育了深海盆、大陆坡和大陆架等典型的海底地貌单元。
我国深水区盆地（水深大于300m）主体位于南海海域，深水勘探主要集中在南海北部陆坡深水区的珠江口盆地和琼东南盆地。
南海海底地形知识点总结
南海海底地形知识点总结一、南海海底地形的特点1.岛屿分布形态多样：南海拥有众多岛屿，包括中国的南沙群岛、西沙群岛等，以及东南亚国家的一些岛屿。
这些岛屿的分布形态多样，有的是火山岛屿，有的是珊瑚岛屿，形成了南海独特的岛屿风光。
2. 海域面积广阔：南海海域面积广阔，约为350万平方千米，其中水深较浅的海域占据较大比例，适宜渔业和资源勘探利用。
3. 海底地形复杂：南海海底地形复杂多变，包括海山、海沟、海脊等地质构造，地形起伏不平。
4. 海底地质沉积丰富：由于南海地处东南亚地块、澳洲板块、印度尼西亚板块和菲律宾板块四大板块的交汇区域，南海海底地质沉积丰富，含有丰富的石油、天然气和矿产资源。
二、南海海底地形的形成机制1.板块构造：南海所处的太平洋板块和印度洋板块、菲律宾海板块以及欧亚板块的交汇区域，形成了南海地质构造复杂的地质背景。
板块构造运动使得南海地表和地壳发生了变动，形成了种种奇特的地质地貌。
2. 弧-后陆盆体系：南海地区经历了古-中生代的弧-后陆盆体系演化过程。
地壳由火山岛弧、陆缘海盆向向陆分别演化形成陆缘弧凹性轴向盆地体系、陆缘弧破裂向海分别演化形成陆缘弧破裂向海海盆和陆缘海盆体系。
3. 热液作用：南海地处太平洋"环太平洋火山带"和菲律宾海"环太平洋地震带"的交汇处，地表火山活动频繁，地热活动强烈，地下岩石和矿物质在高温高压的情况下发生了变化，并且形成了丰富的热液矿床。
三、南海海底地形的地质构造1.海山：南海地区散布有众多的海山，形成了南海特有的海山地形。
这些海山是地幔柱状物质上涌的结果，有些地方还有海底热喷泉与热液喷口，其周边生物多样性丰富，具有重要的科学研究和资源开发价值。
2.海脊：南海海底地形中，分布着一些海脊，它们通常是由地幔物质上涌，至海底表面、形成新的地壳，随后与周围海底地壳表面往两边扩张，形成新的洋壳。
海脊地质构造复杂，地震活动频繁，是厄尔尼诺的重要影响因素。
海洋生态学课后习题and解答
海洋生态学课后习题第一章生态系统及其功能1.生态系统概念所强调的核心思想是什么？生态系统是指一定时间和空间范围内，生物群落和非生物环境通过能量流动和物质循环所形成的相互联系相互作用并具有自动调节机制的自然整体。
生态系统概念所强调的核心思想是自然界生物与环境之间具有不可分割的整体性。
2.生态系统有哪些基本组分？各自执行什么功能？生态系统的基本组成可以概括为非生物和生物两部分，包括非生物环境，生产者、消费者、分解者。
①非生物成分：生态系统的生命支持系统，提供生态系统中各种生物的栖息场所、物质条件，也是生物能量的源泉。
②生物成分：执行生态系统功能的主体。
三大功能群构成三个亚系统，并且与环境要素共同构成统一整体。
只有通过这个整体才能执行能量流动和物质循环的基本功能。
（1）生产者：所有绿色植物、光合细菌、化能细菌等，制造的有机物是一切生物的食物来源，在生态系统能量流动和物质循环中居于首要地位。
（2）消费者：不能从无机物制造有机物的全部生物，直接或间接依靠生产者制造的有机物为生，通过摄食、同化和吸收过程，起着对初级生产者加工和本身再生产的作用。
（3）分解者：异养生物，包括细菌、真菌、放线菌、原生动物等。
在生态系统中连续进行与光合作用相反的分解作用。
每一种生物产生的有机物基本上都可以被已经存在于自然界的微生物所分解。
3.生态系统的能量是怎样流动的？有哪些特点？植物光合作用形成的有机物质和能量，一部分被其呼吸作用所消耗，剩下的才是可以供给下一营养级的净初级产量。
植食性动物只能同化一部分净初级生产量，其余部分形成粪团排出体外，被吸收的量又有一部分用于自身生命活动，还有一部分以代谢废物形式排出，剩下的才是能够提供给下一营养级的总能量。
服从热力学第一、第二定律，即能量守恒定律和能量转化定律。
能量单向流动，不循环，不断消耗和散失。
任何一个生态系统的食物链不可能很长，陆地通常3-4级，海洋很少超过6级，因为能量随营养级增加而不断减少，意味着生物数量必定不断下降，而维持种群繁衍必须要有一定数量保证。
海相碳酸盐岩的形成环境与有机质特征
2) 影响海水温度 。低纬度区的海水表层温 度为 20～26℃,至水深 100 m 逐渐降至 10℃左右 , 至 200 m 水深降至 7℃左右 ,大于 600 m 降至 4℃ 左右 [ 5 ] 。温度 影 响 生 物 的 生 长 , 温 度 降 低 增 加 CO2 的 溶 解 量 , 从 而 降 低 海 水 的 pH 值 , 促 进 CaCO3 的溶 解 。因此 , CaCO3 沉积比例随水深增 加而减少 ,深水区无 CaCO3 沉积 [ 6, 7 ] 。
113 早 、中奥陶世华北陆表海的碳酸盐沉积
图 1 现代海洋碳酸盐岩的分布 [3 ] Fig11 D istribution of carbonates in the modern sea
据古地磁资料 ,早 、中奥陶世的华北板块漂移 至赤道附近 (图 2) [ 8, 9 ] ,是一个以震旦系变质岩为 基底经寒武纪剥蚀夷平和沉积充填后形成的古大 陆 ,海水淹没古大陆形成范围广大 、坡度很小 、水 体很浅的陆表海 ,为碳酸盐沉积制造了最佳条件 : 1)低纬度范围内强烈的蒸发作用浓缩溶解的盐 类 ,必然发生大规模的生物 - 化学或完全无机的 CaCO3 沉淀 ,大范围分布的硬石膏 、盐岩及其垂向 上与纯净碳酸盐岩的互层沉积 ,表明了蒸发作用 的强烈程度与海平面不大的振动幅度 [ 10 ] 。 2 ) 根 据沉积构造 (波状层理 、鲕粒结构 、虫孔 、乌眼 、泄 水构造 、窗格构造 、泥裂等 ) 、岩性组合 (潮上萨巴 哈 )及生物组合分析 ,华北陆表海水深一般在 10～
第 30卷 第 3期 文章编号 : 0253 - 9985 (2009) 03 - 0337 - 06
O IL & GAS GEOLOGY
2009 年 6 月
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2001年2月 海洋地质与第四纪地质 V o l.21,N o.1第21卷第1期 M A R I N E GEOLO GY&QUA T ERNA R Y GEOLO GY Feb.,2001南海南部约30ka来沉积有机质的生物输入特征贾国东1,彭平安1,房殿勇2,汪品先2(1中国科学院广州地球化学研究所,广州510640; 2同济大学海洋地质教育部重点实验室,上海200092)摘要:对位于南沙海区的17962柱状样中的有机质进行了热解色谱分析,估算了沉积有机质中水生生物输入和陆源生物输入的变化情况,得出了两种输入的高分辨率的堆积速率曲线,并依此探讨了有关的古海洋事件。
发现Younger D ryas、H einrich及Bond周期事件在本海区皆有表现,说明“西太平洋暖池”在末次冰期是不稳定的。
关键词:有机质;生物输入;古海洋;南海中图分类号:P736121 文献标识码:A 文章编号:025621492(2001)0120007205 海洋沉积有机质是海洋地球化学和有机地球化学领域的一个研究重点,它对于了解海洋生物地球化学过程以及古海洋过程具有重要作用。
在南海古海洋学逐渐成为当前地学研究热点的过程中,有关的有机地球化学工作也参与其中。
但以往的工作主要集中于海洋表层沉积或一些低分辨率沉积柱状样中的可溶低分子有机物上[1,2],而占总有机碳95%以上的不溶大分子有机物——干酪根则没有受到应有重视。
由于生物标志化合物在不同形态有机质中的分配是不均匀的,因此,在有机地球化学研究中如果忽视对干酪根的研究则不利于获得全面的生物地球化学信息。
本文以南海17962柱状样为对象,进行了高分辨率的采样,对其中的总有机质进行了热解色谱质谱研究,并对沉积有机质的生物来源进行了初步的定量计算,以此来探讨有关的古海洋学问题。
1 样品与实验17962柱状样为1994年中德合作“太阳号”95航次南海考察所采取,位于南沙海区南部(7°11’N、112°5’E,水深1968m),柱长近8m。
柱状样沉积物岩性均一,为青灰色泥质或粉砂质粘土,无明显浊流沉积。
该柱状样的定年工作以及样品的干密度测定基金项目:国家杰出青年基金(49453004);国家自然科学基金资助项目(49732060)作者简介:贾国东(1969—),男,博士,现主要从事有机地球化学研究.收稿日期:2000204227 张光威编辑已由同济大学海洋地质系完成[3]。
本文工作所采样品间距为215c m,共采集样品314个。
该柱状样在冰期的沉积速率远大于全新世,对于215c m的采样间距,冰期的平均时间分辨率小于100a,而全新世则大于200a。
样品分别用3M HC l和10M H F 1M HC l处理一次以去除全部碳酸盐和大部分硅酸盐,所得固形物即进行热解色谱质谱实验。
热解色谱实验在PE A u to system气相色谱仪上进行。
样品热解部分:热解室的温度为300℃,用CD S1500型热解仪以50℃ m in的升温速率将样品由300℃升至550℃,并在550℃保持5m in;色谱部分:采用H P25弹性石英毛细柱(30m,内径0125mm),载气为氮气,分流比1∶10。
检测器为F I D,检测温度300℃。
在0～15m in时段内,将毛细柱前部以液氮作冷阱收集热解产物,15m in后移出液氮,使毛细柱在35℃恒温5m in,然后以4℃ m in升温至290℃,并在此温度恒温10m in。
部分样品在F inn igan2M A T V oy2 ager上进行了热解色谱质谱实验,实验条件与热解色谱实验相同。
2 实验结果与数据处理2.1 热解产物特征柱状样从底部到顶部,几乎所有样品的热解产物表现出相似性。
最显著的特征为富含正构烷烃和正构烯烃,二者成对出现,碳数范围集中于n C20或n C22以下,高碳数部分明显偏低。
其它还有:类异戊二烯系列以姥鲛烯含量较高;芳烃化合物以烷基苯为主,含量较低;酚类化合物含量极低,检出较困难。
对应用有机质的热解色谱质谱数据确定有机质类型,许多学者建立了一系列指标[4～6]。
综合地讲,从热解产物的化合物组成看,受有机质类型影响最明显的化合物是:①正构烷烃、烯烃;②苯、萘等芳环化合物;③酚类化合物;④含硫化合物[7]。
其中正构烷烃+烯烃的含量从以水生生物来源为主的有机质向以陆生高等植物来源为主的有机质递减,而其它指标则与此趋势相反。
对于17962柱状样的有机质,由上述特征可知,基本上可确定其主要来源于海洋水生生物,陆源高等植物来源相对较低。
尽管如此,柱状样从底部到顶部,有机质热解产物仍存在较大差异。
如图1所示,在柱状样上部的两个样品中,高碳数脂肪烃相对含量明显低于下部的两个样品。
一般认为,热解产物中高、低碳数脂肪烃的相对丰度是有机质成熟度的标志[4],但对于象17962柱状样这样年代新、未成岩、热降解作用不明显的沉积物,在实验条件完全相同时,其有机质热解产物中高、低碳数正构烃相对丰度的变化反映的主要是陆生生物和水生生物输入量的相对变化。
这说明,在柱状样中有机质以水生生物输入为主的整个沉积过程中,陆生高等植物输入存在一定程度的变化。
这在段毅等对本海区沉积物生物标志物的研究中也有所反映[1],而这种变化对于了解相应的古海洋、古环境变迁无疑具有重要意义。
2.2 热解数据处理由于热解产物中直接反映陆生高等植物来源的生物标志化合物含量较低,在色谱图上难以准确鉴定,本工作的数据处理以正构烷烃、烯烃为主。
作为一种近似计算,根据前述热解产物的特征,可以认为:热解产物中低碳数烷烃和烯烃主要由水生有机图1 17962柱状样不同深度的4个样品有机质的Py 2GC 图图中数字代表正构烷烃、烯烃的碳数。
可以看出,柱状样底部样品热解产物中的高碳数正构烃的含量比上部样品高。
F ig .1 Pyro lysis gas ch rom atogram s of four samp les at different dep th s in co re 17962T he num bers on ch rom atogram s rep resent the num bers of carbon of alkanes and alkenes .O bvi ously ,the h igher carbon num ber range of alkanes and alkenes are rich in the low er part of the co re relative to the upper part .8 海洋地质与第四纪地质 2001年碳产生,而高碳数烷烃和烯烃则主要由陆源有机碳产生,并将其中n C 25-27 n C 15-17比值代表水生和陆源有机碳的比值。
在总有机碳中,可划分出三类不同性质的有机碳:水生有机碳、陆源有机碳和陆地植被燃烧形成的耐高温、抗氧化的黑碳。
本钻孔总有机碳和黑碳数据已有测试结果[8],于是在从总有机碳中扣除黑碳含量后,水生和陆源有机碳的含量便可计算。
本文中的总有机碳即指已扣除了黑碳含量后的有机碳。
按上述方法得出的柱状样总有机碳中水生与陆源生物输入所占份额如图2所示。
在整个沉积剖面上,陆源有机碳平均约占总有机碳的1115%,其中全新世(柱状样上部175c m )略低,占710%,最高值2216%,而冰期则占1217%,最高值可达3518%。
图3为柱状样总有机碳(TOC )、水生有机碳(C 水生)和陆源有机碳(C 陆源)含量及堆积速率的变化曲线。
堆积速率曲线的变化趋势明显表现为冰期远大于全新世,其中冰期水生有机碳堆积速率是全新世的214倍,而陆源有机碳则是512倍。
3 讨论本柱状样的有机碳通量及表层输出生产力数据表明,冰期古生产力增大为全新世的116倍[3]。
此值是以总有机碳而非水生有机碳计算的,也即未考虑陆生有机碳和黑碳在总有机碳中的含量及其变化。
若以本文所估算的水生有机碳来计算输出生产力,则冰期生产力增大约为全新世的114倍。
尽管这一结果并不改变本海区古生产力总的变化趋势,但也许更加接近实际。
陆源有机碳不是总有机碳中的主要部分,因而,并未导致总有机碳与水生有机碳在沉积剖面上变化图2 陆源有机碳和水生有机碳在柱状样剖面上的变化F ig .2 T he relative change of the contents of terrestrialand aquatic o rganiccarbon图3 柱状样中总有机碳(TOC )、水生有机碳(C 水生)和陆生有机碳(C 陆源)的变化Y .D .:Younger D ryas 事件;H 1,H 2,H 3:H einrich 事件;a 2h :Bond 周期事件F ig .3 T he sedi m entary reco rds of TOC ,aquatic o rganic carbon and terrestrial carbon9第1期 贾国东等:南海南部约30ka 来沉积有机质的生物输入特征特点的明显差别。
但陆源有机碳本身无论百分含量还是堆积速率都显示出在冰期向海洋输入的增多。
这与冰期时本区海平面下降、巽他陆架出露、岸线向海方向大大推进[3]、以及冰期本区域降水有可能增大[9]而导致入海河流水量增大有关。
值得指出的是,冰期与全新世相比,陆源有机碳含量的增幅(118倍)不如其堆积速率的增幅(512倍)显著,这是由于在冰期陆源输入较多的同时,海洋生产力也较全新世为高,由此造成陆源有机碳一定程度的“稀释”作用。
从堆积速率曲线上可以明显看出,总有机碳、水生有机碳和陆源有机碳在冰期阶段中存在比较大的波动,揭示出本海区冰期古气候、古海洋环境的不稳定性。
这种不稳定性在全球许多地方都存在,如所谓的亚轨道事件——Younger D ryas及H ein rich事件。
本文中的波动曲线在10kaB P附近的峰值显然是Younger D ryas事件的表现,而1515、21、28 kaB P附近的峰值很可能与H ein rich事件的H1、H2、H3有关。
此事件近期在南海南北海域都有发现[10,11]。
此外,Bond G C等[12]在H1与H2之间、H2与H3之间及H3与H4之间分别发现有a、b、c,d、e,f、g、h共8个与GR IP冰心的D an sgaard2 O eschger(D O)事件相呼应的冰筏沉积事件,即Bond周期事件,在上述曲线上也可较好地反映出来。
水生生物输入和陆源生物输入对以上冰期中的冷事件都有所反映(尽管曲线之间有一些不同步)表明二者有相同或相近的影响因素。
冰期冬季风强化所引起的温度降低、海岸线后退、降水增多直接导致了陆源物质向海洋输入的增多,而陆源营养物质的增多又能刺激海洋生产力的升高致使水生有机碳向海底输入增多。