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热带海洋学报 2023年第1期42卷 98-113页

作者：张斌陈忠许安涛王雪松田雨杭张应威三亚海洋生态环境工程研究院海南三亚572000 中国科学院边缘海与大洋地质重点实验室南海海洋研究所广东广州510301 中国科学院大学北京100049 中国地质大学湖北武汉430074

深水珊瑚骨骼记录了珊瑚生长环境的精细变化,但目前对南海深水珊瑚生长的影响因素、演化阶段及其对海洋环境变化的响应仍缺乏了解。本文通过对东沙西南海域深水珊瑚骨骼的化学元素、u-th年龄进行测定和研究,揭示8000a BP以来东沙西南海... 详细信息

深水珊瑚骨骼记录了珊瑚生长环境的精细变化,但目前对南海深水珊瑚生长的影响因素、演化阶段及其对海洋环境变化的响应仍缺乏了解。本文通过对东沙西南海域深水珊瑚骨骼的化学元素、u-th年龄进行测定和研究,揭示8000a BP以来东沙西南海域深水珊瑚的发育演化特征及其控制因素。深水珊瑚常微量元素组合及因子分析表明,底流活动、初级生产力、陆源物质影响了东沙西南海域深水珊瑚的生长和演化。根据u-th年龄将深水珊瑚演化划分为4个阶段,分别为Ⅰ(8000~4500a BP)、Ⅱ(4500~2500a BP)、Ⅲ(2500~1200a BP)、Ⅳ(1200a BP至今)。海底流速、有机颗粒物、海水温度与热含量、生源元素供给的剧烈动荡变化导致了4500~2500a BP珊瑚发育间断,较强底流活动、较强冬季风和有机颗粒物供给的消长变化影响了东沙西南海域深水珊瑚的演化阶段及其特征。本文研究为深入探究大洋边缘深水珊瑚影响因素、发育演化特征及其对海洋过程的响应提供了新视角。

关键词：深水珊瑚 u-th年龄演化阶段全新世东沙西南海域

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涠洲岛珊瑚礁的发育过程及其与气候的对应关系

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海洋地质与第四纪地质 2022年第1期42卷 184-193页

作者：龙雅婷余克服王瑞马一方姜伟范天来张瑜许慎栋广西大学海洋学院南宁530004 广西南海珊瑚礁研究重点实验室南宁530004 广西大学中国珊瑚礁研究中心南宁530004

涠洲岛位于热带北缘,对珊瑚生长而言其纬度相对偏高,冬季低温是制约其珊瑚生长和珊瑚礁发育的关键因素。重建涠洲岛珊瑚礁发育的过程,对于了解珊瑚对过去气候的响应以及预测珊瑚礁的发育趋势等具有重要科学意义。以涠洲岛珊瑚礁钻孔(GS... 详细信息

涠洲岛位于热带北缘,对珊瑚生长而言其纬度相对偏高,冬季低温是制约其珊瑚生长和珊瑚礁发育的关键因素。重建涠洲岛珊瑚礁发育的过程,对于了解珊瑚对过去气候的响应以及预测珊瑚礁的发育趋势等具有重要科学意义。以涠洲岛珊瑚礁钻孔(GS-3)为材料,利用高精度铀系测年技术测定珊瑚年龄,建立涠洲岛珊瑚礁发育的年代框架;通过粒度、生物组分、矿物成分分析揭示了其物质组成。结果显示,GS-3岩芯5.57 m处的珊瑚铀系年代为3 737±17 aBP(相对于公元1950年),基于此年代计算的珊瑚礁平均发育速率为1.49 m/ka。在3 737~2 476、2 288~1 191以及325 aBP以来涠洲岛珊瑚礁快速发育,其发育速率分别为2.21、1.13及1.85 m/ka;在2 476~2 288、1 191~325 aBP珊瑚礁缓慢发育,发育速率分别为0.64、0.48 m/ka。沉积物的生物组分主要为珊瑚、珊瑚藻和软体动物;矿物成分主要为文石和石英。基于珊瑚礁发育速率与气候背景的关系对比,得出涠洲岛珊瑚礁快速发育阶段与全新世大暖期后期、罗马暖期以及现代暖期大致对应;缓慢发育阶段与降温期、黑暗时代冷期后期、中世纪气候异常期、小冰期前期大致对应。总体来看,相对高纬度的涠洲岛珊瑚礁的发育快慢受气候冷暖所调控,暖期的气候有利于珊瑚生长和珊瑚礁发育,冷期珊瑚礁发育慢。

关键词：珊瑚礁 u-th年龄发育速率晚全新世涠洲岛

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第四纪研究 2018年第3期38卷 695-704页

作者：彭红霞吴昆邓清禄卫玉杰彭珂中国地质大学(武汉)公共管理学院湖北武汉430074 中国地质大学(武汉)地质过程与矿产资源国家重点实验室湖北武汉430074 中国地质大学(武汉)工程学院湖北武汉430074

开展地质历史时期滑坡的年代学研究,是正确认识重大滑坡灾害历史发育过程、现状与未来发展趋势的重要基础之一.论文以三峡库区巴东县黄土坡滑坡为研究对象,在资料收集和野外调查基础上,在黄土坡滑坡临江I号滑坡体3#支洞滑坡带上采集4个... 详细信息

开展地质历史时期滑坡的年代学研究,是正确认识重大滑坡灾害历史发育过程、现状与未来发展趋势的重要基础之一.论文以三峡库区巴东县黄土坡滑坡为研究对象,在资料收集和野外调查基础上,在黄土坡滑坡临江I号滑坡体3#支洞滑坡带上采集4个方解石晶体样品,并开展了MC-ICPMS230th年代学分析.黄土坡滑坡3#支洞次生方解石的u含量变化在30.9×10^-9 ～45.6×10^-9 g/g之间,234u/238u比值波动在1.362～2.673范围,基本能满足高精度u-th测年的要求.4个样品碎屑th校正230th年龄分别为155.2±18.6 ka B.P.、134.6±5.6 ka B.P.、70.9±8.5 ka B.P.和103.3±18.2 kaB.P..年代结果表明,三峡黄土坡Ⅰ号临江滑坡体的滑动时代在155.2～70.9 ka之间.这些年龄数据虽然具有较大的误差,但年龄存在明显差异,可能反映了不同滑坡期次,印证了黄土坡滑坡滑坡体的多期次性,是一个发生频率高、多个崩滑堆积体和滑坡组成的特大型复合滑坡.定年结果与野外调查以及前人的研究结果一致,表明挑选滑坡体滑带纯净的次生方解石进行u-th测年是研究大型滑坡年代学的一种有效手段.最后,将黄土坡滑坡年代期次与长江三峡及邻区新构造运动、地貌过程、气候变化和其他滑坡活动期进行对比分析,发现三峡库区黄土坡滑坡在新构造快速抬升时期广泛发育,并与暖湿多雨期相对应,表明黄土坡滑坡的发育演化受到新构造运动和气候变化耦合作用的控制.

关键词： u-th年龄 MC-1CPMS 黄土坡滑坡三峡库区滑坡演化

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南沙群岛美济礁全新世珊瑚礁的发育过程及其生态意义

南沙群岛美济礁全新世珊瑚礁的发育过程及其生态意义

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作者：马一方广西大学

学位级别：硕士

探究全新世珊瑚礁的发育过程及其与气候环境的关系,对于理解现代珊瑚礁对全球变暖的响应具有重要科学意义。本文以南沙群岛美济礁钻井(MJK-1,顶部高程0.19 m,井深200.88 m)岩芯的全新世段为研究对象,通过对13个样品的u-th测年和对20个... 详细信息

探究全新世珊瑚礁的发育过程及其与气候环境的关系,对于理解现代珊瑚礁对全球变暖的响应具有重要科学意义。本文以南沙群岛美济礁钻井(MJK-1,顶部高程0.19 m,井深200.88 m)岩芯的全新世段为研究对象,通过对13个样品的u-th测年和对20个样品的粒度、生物组分、有孔虫属种、矿物成分分析等,构建了美济礁全新世地层的年代框架和沉积相带变化序列,重建了美济礁全新世珊瑚礁的发育历史。在此基础之上,分析了美济礁全新世珊瑚礁发育演变的控制因素和生态意义。论文获得如下主要认识:(1)美济礁MJK-1全新世珊瑚礁的生长开始于5934±46 a BP(相对于公元1950年),生长点的现今水深为9.65 m;MJK-1顶部年代为1195±4a BP,高于现代海平面0.19 m;MJK-1全新世礁体厚度为9.84 m。MJK-1全新世珊瑚礁不整合于晚更新世时期形成的珊瑚礁体(u-th年代>147 ka)之上。(2)深度-年代框架显示,MJK-1全新世珊瑚礁平均发育速率为2.07m/ka,呈阶段性变化。其中5934-4497 a BP,礁体发育速率波动较大,平均为2.23 m/ka;4497-3682 a BP,礁体发育速率最快,平均为5.60 m/ka;3682-1195 a BP,礁体发育速率降低,平均为0.82 m/ka。(3)对比邻近钻井的全新世珊瑚礁起始发育年代和高程,得出全新世珊瑚礁开始形成的时间取决于基底高程。如南沙群岛永暑礁南永1井(NY-1)的全新世起始年代(与高程,即现今水深)为7350 a BP(C年代)(-17.3 m)、南永2井(NY-2)为8220 a BP(C年代)(-13.7 m)、美济礁南科1井(NK-1)为8215 a BP(-14.8 m)、西沙群岛琛科2井(CK-2)为7846a BP(-13.8 m),结合MJK-1的5934 a BP(-9.65 m),本文推测南海全新世珊瑚礁的起始发育年代取决于其生长基底更新世珊瑚礁的顶面高程,更新世珊瑚礁的顶面地貌应为凹凸不平的地形结构。(4)基于岩芯观察和沉积物粒度、生物组分等分析,MJK-1岩芯全新世段可划分为礁坪相、潟湖坡相和潟湖点礁相。井深0 m～1.19 m,主要生物组分珊瑚、软体动物、珊瑚藻、仙掌藻和有孔虫的含量分别为41.61%、25.13%、21.95%、9.53%和1.22%,沉积物为分选较差的中砂(1.54Ф),属于礁坪相。井深1.19 m～6.69 m,珊瑚、软体动物、珊瑚藻、仙掌藻和有孔虫的含量分别为44.70%、20.12%、17.35%、11.64%和3.74%,有孔虫以指示礁坪-潟湖坡的茸刺距轮虫(Calcarina hispida)和新罗塔利亚轮虫(Neorotalia calca)为主,沉积物为中细砂,属于潟湖坡相。6.69 m～9.84 m,由珊瑚、仙掌藻、珊瑚藻、软体动物和有孔虫的含量分别为43.37%、22.28%、21.34%、9.52%和2.61%,沉积物为分选较差的中砂,该段仙掌藻含量高,为潟湖点礁相。全新世段岩芯的矿物成分以文石为主。(5)根据MJK-1全新世珊瑚礁发育速率的阶段性变化及其对应的沉积相,结合珊瑚礁发育与海平面之间的关系,推测5934-3682 a BP南沙群岛的相对海平面总体呈上升趋势,上升速率呈波动变化,但～1195 a BP之后海平面下降。5934-4497 a BP,MJK-1为潟湖点礁相,表明该时期海平面上升速率快,高于MJK-1的发育速率;4497-3682 a BP,MJK-1为潟湖坡相,表明此时海平面上升速率减慢,低于MJK-1的发育速率,美济礁表现出一定程度上的侧向发育;3682-1195 a BP,MJK-1为礁坪相,表明此时海平面基本稳定或极缓慢上升,珊瑚礁以侧向发育为主,垂向发育基本停止。MJK-1顶部高程(高于现今海平面0.19 m)和年代(1195±4 a BP),表明～1195 a BP至今海平面下降了至少0.19 m。(6)对比MJK-1全新世珊瑚礁的发育过程与同时期的气候环境要素特征,得出美济礁珊瑚礁发育主要受海平面和海水表层温度(SST)的控制,同时受厄尔尼诺-南方涛动(ENSO)、东亚冬季风强度、风暴等的影响。5934-5279 a BP,受海平面驱动,相对较低的SST、弱ENSO活动、冬季风增强利于南沙群岛珊瑚礁快速发育;5279-4497 a BP,高SST、强ENSO活动及冬季风减弱限制珊瑚礁发育,珊瑚礁发育缓慢;4497-3682 a BP,海平面上升减缓,相对低SST及弱ENSO活动促进珊瑚礁加速发育;3682～1195a BP,海平面稳定限制珊瑚礁发育空间,逐渐升高的SST及风暴频率增加约束了珊瑚礁发育速率,礁体发育缓慢。MJK-1全新世珊瑚礁快速发育

关键词：珊瑚礁全新世 u-th年龄沉积相海平面美济礁南沙群岛

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西沙群岛琛航岛全新世珊瑚礁的发育过程及其记录的海平面变化

西沙群岛琛航岛全新世珊瑚礁的发育过程及其记录的海平面变化

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作者：覃业曼广西大学

学位级别：硕士

通过重建全新世珊瑚礁的发育过程来揭示海平面的变化特征对于理解礁体发育和海平面的关系、海平面变化趋势等具有重要意义。本文利用珊瑚u-th测年、粒度分析、生物组分分析、氧碳同位素分析、元素分析等对琛科2井(于西沙群岛琛航岛实施... 详细信息

通过重建全新世珊瑚礁的发育过程来揭示海平面的变化特征对于理解礁体发育和海平面的关系、海平面变化趋势等具有重要意义。本文利用珊瑚u-th测年、粒度分析、生物组分分析、氧碳同位素分析、元素分析等对琛科2井(于西沙群岛琛航岛实施的珊瑚礁钻井)全新世层段进行了全面的研究,建立了西沙群岛琛航岛全新世珊瑚礁的年代框架,掌握了礁体的起始发育时间、发育厚度、发育基底、发育速率等,揭示了礁体的发育过程,同时根据礁体与海平面的关系重建了西沙群岛的全新世海平面变化曲线1)琛航岛全新世珊瑚礁的起始发育始于距今7900年前,不整合于晚更新世时期形成的珊瑚礁体(年代老于110 ka)之上,礁体厚约16.7m,且其顶部年龄为4000年。2)琛航岛全新世珊瑚礁的平均发育速率为3.48 m/ka,其中,距今7900年到6100年礁体发育速率较快,约为6.44 m/ka,随后的距今6100年到4000年间,发育速率迅速下降至0.87 m/ka。3)琛科2井整个全新世层段松散碎屑沉积物的粒径较粗(0.66),且主要由珊瑚(59.35%)和珊瑚藻(24.81%)组成,Sr、Mg、Ca的平均含量分别为0.686%、0.996%、34.926%,虽然各部分的粒度、生物组分、化学成分等有异,但是都表现出礁坪沉积的特征。4)琛航岛全新世珊瑚礁的发育过程可划分为四大阶段,分别是礁体萌发阶段(7900 a BP)、礁体快速加积阶段(7900—6100 a BP)、礁体稳定生长阶段(6100—4000 a BP)、礁体侧向加积阶段(4000 a BP至今);其中,层段顶部测年结果为距今4000年,这也反映了琛航岛海平面在距今4000年左右便已达到了极限高度,随后礁体的垂向发育停止,转变为侧向发育。5)西沙群岛全新世以来的构造相对稳定,沉降速率很小,在此前提下,通过u-th测年所构建的礁体发育曲线与沉积相所反映的适宜水深重建了该区域的的全新世海平面变化曲线。首先,其起始发育时的位置在现代海平面大潮低潮面之下约13.8 m,亦即西沙群岛海域距今7900年前的海平面在现代海平面以下约13.8 m,近7900年以来海平面上升了至少13.8 m。且海平面在距今7900年—6500年间快速上升,随后上升趋势减缓,在距今5500年前后达到现代海平面的位置,并最终在距今4000年前后升至最高位,高出现代海平面约1.5 m。

关键词：珊瑚礁 u-th年龄海平面变化全新世琛科2井西沙群岛

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涠洲岛全新世珊瑚礁的发育过程及其作为南海珊瑚避难所的潜力分析

涠洲岛全新世珊瑚礁的发育过程及其作为南海珊瑚避难所的潜力分析

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作者：龙雅婷广西大学

学位级别：硕士

在气候变暖导致珊瑚大面积白化、全球珊瑚礁生态系统快速退化的背景下,相对高纬度海域被认为是珊瑚潜在的避难所,因为该海域的夏季高温一般没有超过珊瑚生长的温度上限。在此背景下,重建相对高纬度海域珊瑚礁的发育过程,对于了解该海域... 详细信息

在气候变暖导致珊瑚大面积白化、全球珊瑚礁生态系统快速退化的背景下,相对高纬度海域被认为是珊瑚潜在的避难所,因为该海域的夏季高温一般没有超过珊瑚生长的温度上限。在此背景下,重建相对高纬度海域珊瑚礁的发育过程,对于了解该海域珊瑚对过去气候的响应以及评估珊瑚礁的发育趋势等具有重要科学意义,但迄今关于相对高纬度珊瑚礁发育过程的研究还很少。北部湾涠洲岛位于热带北缘,属于相对高纬度的珊瑚礁。本文围绕相对高纬度珊瑚礁的发育过程对过去气候变化的响应这一科学问题,以涠洲岛珊瑚礁区的6口全取芯钻孔（GS-1井,井深5.90 m;GS-2井,井深10.72 m;GS-3井,井深8.20 m;GS-4井,井深9.70 m;GS-5井,井深7.65 m;GS-6井,井深15.44 m;均钻穿了珊瑚礁层,珊瑚礁层之下为为石英砂质层或火山碎屑层）为材料,利用高精度铀系测年技术测定了32个珊瑚的年龄,建立了涠洲岛珊瑚礁发育的年代框架;通过粒度分析（161个样品）、生物组分分析（81个样品）和矿物成分分析（82个样品）揭示了其物质组成;根据各钻孔珊瑚礁的发育基底、起始发育时间、发育厚度、发育速率等,重建了珊瑚礁的发育过程;结合礁体发育时期的气候背景,探讨了礁体发育与气候的对应关系,评估了涠洲岛珊瑚礁作为全球变暖背景下南海珊瑚避难所的潜力,得出以下主要结论:（1）涠洲岛珊瑚礁的起始发育年代和珊瑚礁层的厚度在不同部位而有所差异,测出最老的年龄为距今8252年（8252±15 a BP,相对于公元1950年）,珊瑚礁层最大厚度为7.7 m,珊瑚礁发育的基底为石英砂质沉积。各钻孔珊瑚礁层的厚度、最大铀系年代及珊瑚礁起始发育点的水深（相对于现代黄海高程0 m）如下:GS-1,3.8 m,571 aBP,3.18 m;GS-2,6 m,1740 aBP,7.02 m;GS-3,7.6 m,8061 a BP,11.91 m;GS-4,7.7 m,8252 a BP,12.15 m;GS-5,5.1 m,7378 a BP,12.32 m;GS-6,5.4 m,2772 a BP,1.07 m。（2）涠洲岛珊瑚礁层沉积物的粒径为中细砂-细砂,生物组分主要由珊瑚、软体动物和珊瑚藻组成,矿物成分主要为文石、石英和方解石,总体以珊瑚礁碳酸盐组分为主（69.68%）。基于161个样品的粒度分析、81个样品的生物组分分析和82个样品的矿物成分分析结果,得出涠洲岛珊瑚礁礁层沉积物的粒径总体为中细砂-细砂;沉积物的生物组分中,珊瑚、软体动物和珊瑚藻的含量分别为52.50%、32.16%和14.13%;沉积物的矿物成分中,文石、石英、方解石的平均含量分别为52.86%、30.32%和16.82%。（3）涠洲岛珊瑚礁的平均发育速率为1.11 m/ka,但存在明显的时间和空间差异。珊瑚礁在8252～4193 a BP和1645～571 a BP发育较慢,平均发育速率分别为0.19 m/ka（变化于0.02～0.50 m/ka之间）、0.73 m/ka（变化于0.32～0.95 m/ka之间）;在4193～1645 a BP和571 a BP～现在发育较快,发育速率分别为1.73 m/ka（变化于0.92～6.75 m/ka之间）、3.37 m/ka（变化于1.86～10.15 m/ka之间）。空间上,由岸向海6口钻井中珊瑚礁的平均发育速率的变化为2.85 m/ka、10.15 m/ka、1.75 m/ka、0.91 m/ka、0.92 m/ka和0.49 m/ka。（4）根据珊瑚礁起始发育时间的空间分布、礁体厚度和发育速率,涠洲岛珊瑚礁的发育过程可划分为4个阶段,即礁体萌发缓慢发育阶段（距今约8252年～4193年）、礁体向岸快速发育阶段（距今约4193年～1645年）、礁体慢速发育阶段（距今约1645年～571年）和礁体侧向高速发育阶段（距今约1645年～571年）。涠洲岛珊瑚礁在礁体萌发缓慢发育阶段,在距今岸线约2000 m、水深12.15 m（相对现代海平面）处开始萌发,平均发育速率为0.19 m/ka,发育缓慢;在礁体向岸快速发育阶段,平均发育速率为1.73 m/ka,发育快速,并向岸延伸了约1500m;在礁体慢速发育阶段,平均发育速率为0.73 m/ka,发育缓慢,以发育生物碎屑沉积为主;在礁体侧向高速发育阶段,平均发育速率为3.37 m/ka,以珊瑚生长为主,快速侧向发育至现代岸线。（5）对比涠洲岛珊瑚礁发育速率与同期气候背景,得出涠洲岛珊瑚礁的发育快慢总体受气候冷暖所调控,暖期珊瑚礁发育快,冷期珊瑚礁发育慢。涠洲岛珊瑚礁快速发育阶段与全新世大暖期（距今8500～3000年）后期、罗马暖期（距今约2250～1650年）以及现代暖期（距今30年以来）大致对应;珊瑚礁慢速发育阶段与黑暗

关键词：珊瑚礁 u-th年龄发育速率全新世涠洲岛

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