福建沿海全新世海进的初步认识

1977年,作者对福建沿海地区第四纪孔深50米以上的地层,开展系统的微体古生物地层研究工作。在福鼎、长乐、福州、漳州、厦门五个县市首次发现丰富的有孔虫、海相介形虫及海生硅藻化石。对这些有孔虫样品进行了定量分析和统计研究,共得有孔虫近百种,标本约两万颗。本文对整个有孔虫动物群的组合特征进行分析,在此基础上,对该区全新世以来海面升降及海进规模作一尝试性探讨。     

南海南部现代水体与表层沉积硅藻的分布特征

探讨了南海南部海区现代水体和表层沉积中硅藻在属种、丰度上的相关关系及主要的环境控制因素，为南海古环境的对比及重建提供了可靠的依据．分析显示：南海南部的东南海域现代及沉积硅藻丰度较高，且变化趋势相似；西北两者丰度较低，变化趋势有差异．该海区的现代硅藻的优势种为菱形海线藻（Thalassionema nitzschioides）和双头菱形藻（Nitzschia bicapitata），沉积硅藻的优势种为菱形海线藻和短刺角毛藻（Chaetoceros messanensis）；相对于现代硅藻，沉积硅藻中减少的是个体相对较小，壳壁较薄的类型，增多的则是个体大、壳壁厚的种类；东南海域现代硅藻的菱形海线藻百分含量高于西北区，沉积硅藻的则变化不大．研究结果认为，西南季风是影响现代硅藻丰度和菱形海线藻百分含量的重要因素，沉积硅藻丰度和菱形海线藻百分含量的分布与西南季风盛行时上层水体硅藻的丰度和菱形海线藻百分含量分布基本一致．     

东海Shim孔中始新世、上新世与早更新世底栖有孔虫氧同位素测温研究

前人的研究已证明,有孔虫壳体的氧同位素组成取决于它们生命活动时的海水温度、生活的水体的同位素以及可能存在的生物体内的生物分馏作用。我们研究了采自我国东海海域一个钻孔中的始新世、上新世及第四纪底栖有孔虫的氧、碳稳定同位素组成。所用属种都为     

末次冰消期南海南部的普林虫低值事件

通过对中法合作“马可•波罗”航次在南海南部陆坡采集的MD 05-2894柱状样(7°2.25′N, 111°33.11′E, 水深1982 m)进行浮游有孔虫定量分析, 结果表明, 末次冰消期距今16.0~14.9 cal ka BP之间, 浮游有孔虫Pulleniatina obliquiloculata(斜室普林虫)的丰度急剧降低至几乎为零. 这次普林虫低值事件在南海南部普遍存在, 发生时间介于17.0~14.8 cal ka BP之间, 可以作为地层划分对比的良好标志. 对浮游有孔虫表层种Globigerinoides和次表层种P.obliquiloculat的壳体进行Mg/Ca比值分析, 再造表层和次表层海水的温度, 进一步揭示末次冰消期普林虫低值事件时, 表层海水的温度变化不大, 而次表层海水的温度明显下降~2℃, 使得温跃层深度随之变浅. 这次普林虫低值事件在时间上相当于H1的气候变冷事件, 反映了南海南部热带海区上部水体垂向结构的巨大变化, 为研究末次冰消期变暖过程中的快速气候变化提供了重要依据.     

对小新月菱形藻(Nitzschia closterium f. minutissima)分类地位的重新认识

小新月菱形藻是一种海洋真核单细胞硅藻, 是水产养殖中应用广泛的饵料之一. 先前认为, 该藻属于硅藻门, 硅藻纲, 硅藻目, 硅藻科, 菱形藻属. 本文对小新月菱形藻进行了微分涉相差(differential interference contrast microscopy, DIC)显微镜形态观察; 分别用高效液相色谱法(high performance liquid chromatography, HPLC)和气相色谱(gas chromatography, GC)分析了该藻及三角褐指藻(舟形藻目)的色素、脂肪酸组成; 应用简并性引物策略、PCR或结合RACE技术分别得到了小新月菱形藻的18S rDNA部分序列、全长5.8S rDNA、ITS1和ITS2序列、部分28S rDNA序列、actin基因、一个类似Δ5脱饱和酶全长cDNA, 并在转基因酵母中鉴定其具有Δ5脱饱和酶功能. 从生化及分子水平系统比较了小新月菱形藻、三角褐指藻和新月细柱藻(硅藻目)的亲缘关系, 揭示小新月菱形藻18S rDNA与三角褐指藻株系相似性为99.9%以上; 小新月菱形藻5.8S rDNA序列与三角褐指藻的相似性为100%, 而与新月细柱藻的相似性为96.2%; 小新月菱形藻ITS1和ITS2序列与三角褐指藻的相似性均为98.6%, 而与新月细柱藻的相似性分别为38.2%和37.04%; 小新月菱形藻actin蛋白质序列与三角褐指藻的相似性为100%; 小新月菱形藻的Δ5脱饱和酶氨基酸残基序列与三角褐指藻相关酶序列的相似性为99.4%. 因此, 本研究认为, 小新月菱形藻在系统分类上应不属于硅藻目, 硅藻科, 菱形藻属, 而应该属于舟形藻目, 褐指藻科, 褐指藻属, 并极有可能是三角褐指藻的一株.     

末次冰期低纬度西太平洋硅藻席沉积

硅藻贡献了海洋40%的初级生产力, 在海洋生物地球化学循环中发挥重要作用, 是全球碳固定的主要贡献者之一. 大洋硅藻席沉积是硅藻大规模“勃发”的产物, 通过对东菲律宾海136°~140°E, 15°~21°N区域内藻席的分析鉴定发现, 出现于这一低纬西太平洋的硅藻席的成席藻类为Ethmodiscus rex (Wallich) Hendey; 同时, 大量的AMS14C测年数据显示这些富含硅藻席的沉积物形成于16000 ~ 28600 a BP (¹⁴C年龄)期间, 即硅藻“勃发”发生于末次冰期, 而其他层位并未发现藻席沉积. 初步分析表明, 末次冰期由于南极中层水(AAIW)北扩, 将富含硅酸盐的海水带入了研究区, 即南大洋的“硅溢漏”作用, 使该区域硅藻得以勃发; 同时, 末次冰期铁输入的增加, 也可能促进了该区硅藻的勃发.     

泥河湾组有孔虫化石群的锶同位素研究

学术界对于我国东部不少新生代陆相盆地中存在的含有孔虫化石群层的沉积环境问题,一直存在着海相和陆相沉积之争.近年来的研究成果表明,难以用壳体形态或属种组成有效地区别现代盐湖与弱海相性(如潮上带、泻湖)有孔虫群.鉴于河、湖水和海水之间存在着较大的化学和同位素成分的差别,壳体地球化学方法则可能是解决问题的一条出路.为此,我们对赋存于泥河湾盆地小渡口剖面厚达二十余米,含Nonian shansiensis(即Evolutononionshansiensis N.Wang)单种有孔虫化石群的27层上部和28层地层进行连续取样.因分析所需有孔虫量的关系,本次工作仅选择有孔虫密度大于每公斤样300枚的样品(25cm×25cm×20cm)进行锶同位素分析工作(图1).     

延庆杨户庄第四纪有孔虫的非海相生存环境:硼和锶同位素证据

对北京延庆杨户庄剖面产出的第四纪早期有孔虫和双壳化石以及当地妫水河生长的现代腹足类与河水的硼和锶的浓度与同位素组成进行了测定, 并与现代的海相有孔虫进行了对比研究. 结果表明这些有孔虫及双壳化石的硼和锶元素浓度和同位素组成与现代海相有孔虫存在明显差别, 而与妫水河的现代陆相腹足类的相接近, 这充分表明杨户庄剖面的第四纪早期有孔虫的生存环境是非海相环境. 这一研究结果表明, 杨户庄第四纪早期有孔虫不是“海侵”或“海泛”的结果; 同时也表明有孔虫并非是特有的海洋生物, 它完全可以在相似海洋的陆相环境中存在.     

南海表层沉积中有孔虫壳体的碳同位素研究及其意义

对南海40个站位表层沉积中112个有孔虫样品的稳定同位素分析结果表明, δ¹³C值和不同属种间的同位素差值在东北和南部存在的两个低值区, 与研究区及周边的营养分布格局相关, 可能反映东北季风和西南季风对南海水流以及海水化学成分的影响. 季风一方面为南海上层水体带来丰富的营养, 另一方面也减少了上下水层之间的差异. 这种影响在南北两端最为明显, 向中部逐渐减弱. 碳同位素在南海表层沉积中的分布格局是东亚季风的反映.     

南海北部HY4-901孔氧同位素与古气候研究

近20多年来,随着古海洋学研究的深入和氧同位素分馏机理方面的探讨,人们对海洋沉积岩芯中浮游有孔虫样品δ~(18)O变化的控制因素,有比较清楚的认识,其变化主要取决于当时海水的δ~(18)O和表层水温的变化.HY4-901柱状样位于南海北部陆坡18°49′N113°28′E,水深1120m..l 沉积特征该柱状剖面沉积连续,粒度均匀,颜色也较均一.以粉砂质粘土为主,少量粘土质粉砂,未见非正常沉积,富含浮游有孔虫、钙质超微化,硅藻、放射虫也较丰富,为典型的上陆坡沉积.2 分析方法及稳定同位素特征本柱状样长250cm,其中0～100cm段,按1cm连续取样;10～250cm段,按2cm取样,共取175个样品作碳、氧稳定同位素分析.样品先用0.063mm孔径的筛进行冲洗之后进行有孔虫鉴定,并挑选其中个体大小接近的袋拟抱球虫作稳定同位素测定.样品在甲醇中用超声波清洗后,放在小玻璃舟内压碎,放入350℃炉内烘烤去除有机质,在0,5Pa的真空条件下与无水磷酸反应生成二氧化碳,去水后,通入质谱进行测定.     

松辽盆地晚白垩世有孔虫的发现:来自松科1井湖海沟通的证据

松辽盆地是我国最大的陆相含油气盆地.由于缺乏充分的证据,对松辽盆地是否发生海水侵入长期以来存在争论.首次在松科1井嫩江组一、二段发现较多的有孔虫化石,经鉴定有底栖钙质壳有孔虫Gavlinella sp.,Anomalinoides sp.,Pullenia sp.,底栖胶结壳有孔虫Haplophrag-moides sp.,Karrorulina hokkaidoana,Clavulinoides sp.,以及浮游有孔虫Archaeoglobigerina blowi,Archaeoglobigerina cretacea,Hedbergella flandrini.这些有孔虫均是晚白垩世海相地层中广泛分布的类型.浮游有孔虫确定化石产出地层时代限于Coniacian晚期至Santonian期.更为重要的是,这些有孔虫化石为松辽湖盆嫩江组一、二段沉积期湖海沟通事件的发生提供了直接证据.     

末次冰消期西太平洋暖池上层海温千百年尺度变化

西太平洋暖池是全球气候系统中最主要的海洋热源,暖池区表层海温的变化与低纬度大气环流紧密联系,而温跃层变化能够调控暖池区上层海水热含量和结构.为探索末次冰消期(末次冰盛期到全新世的过渡期)暖池区的上层海水温度变化,利用暖池核心区MD01-2386孔岩芯,分析混合层和温跃层浮游有孔虫壳体的δ18O和Mg/Ca指标,重建末次冰消期十年际分辨率的表层和温跃层温度记录.结果表明:(1)末次冰消期早期,表层和温跃层海水在20～21 ka展现小幅度的初始升温,与岁差参数的起始降低同步;(2)与海因里希冷事件1和新仙女木事件近乎同一时段,表层和温跃层海温都表现出升温停滞的平台;(3)冰消期过程中温跃层海温的变化幅度始终大于表层海温.表层和次表层浮游有孔虫的δ18O以及Mg/Ca温度变化与婆罗洲石笋δ18O的变化趋势高度吻合,反映了末次冰消期暖池核心区的温跃层动力、表层海温和大气对流活动之间的耦合关系.对比赤道外暖池区的降水指标记录,提出西太平洋暖池大气对流中心的位置迁移或强度变化是解释末次冰消期千年尺度变化期间暖池区降水变化区域差异的主要原因.另外,百年尺度上暖池上层水体指标记录都体现了明显的220～260 a的周期,与太阳活动的Suess周期近似,可能反映了暖池区上层水体变化对太阳活动的响应.     

冰岛北部陆架3000年以来夏季表层海水温度及古气候事件

冰岛北部陆架MD992271孔沉积硅藻中喜暖硅藻数量持续减少以及喜冷藻类数量不断增加, 反映了该区近3000年来气候变冷的趋势, 而硅藻组合中这两类硅藻数量呈周期性的此消彼长, 指示在趋冷的背景下, 气候的冷暖交替过程. 转换函数计算结果表明, 该孔夏季表层海水温度变化大致可分3个阶段, 在1400 cal. aBP以前, 温度基本高于平均值; 在1400~700 cal. aBP之间, 温度在平均值上下起伏, 而在700 cal. aBP后, 温度均处于平均值之下. 在这3000多年间, 还存在着4次明显的降温事件, 降温事件的中心分别位于约2600, 1900, 1300和600 cal. aBP. 上述夏季表层海水温度变化和冰岛北部陆架HM107-03和MD992275孔资料相对比, 明显具有一致性, 同时也可与GISP2冰芯氧同位素及北大西洋深海沉积记录对比, 说明冰岛北部陆架晚全新世夏季表层海水温度变化, 受区域性气候变化的控制. 直接导致上述海水温度变化, 是影响该区暖流和寒流作用此消彼长的结果, 而冰岛周边海域3000年来海流分布的基本格局未有明显改变.     

东北四龙湾玛珥湖现代硅藻氧同位素组成与水体温度的热力学分馏特征

硅藻氧同位素已日益成为重要的定量古气候研究手段,但在我国仍处探索阶段.选取东北四龙湾玛珥湖进行了为期2a的湖泊监测、样品收集和现代硅藻氧同位素研究,为该玛珥湖定量化古气候记录研究奠定基础.逐步氟化条件实验表明,我们已完全具备和掌握了硅藻氧同位素研究的实验设备和技术方法.现代硅藻样品的氧同位素结果显示,在3.6～24℃的水体温度区间硅藻氧同位素与生长温度存在着线性分馏关系,分馏梯度为–0.185‰/℃～–0.238‰/℃,与近年来不同水体、不同地区、不同种属以及实验室培养硅藻的研究结果有良好的一致性,揭示了硅藻壳体氧同位素的分馏效应主要受控于生长温度.四龙湾表层和底层沉积硅藻氧同位素的对比研究发现,二者存在一定的差别,可能与不同深度沉积过程的差异以及硅藻来源差异有关.     

太湖全新世海相硅藻化石的发现及其意义

太湖(图1)是我国五大淡水湖之一,TMb孔位于湖中马迹山南约3km处(图2),岩芯长1.15m,为浅灰黑色粉砂质细淤泥,属全新世沉积,在孔深0.90—1.15m处发现丰富的硅藻化石,计11属29种(变种、相似种及未定种),其中23种为海水种,4种为海水或半咸水种,2种为半咸水或淡水种。此外,还有硅鞭藻1种(见表1)。     

我国海岸带胶结壳有孔虫分布的控制因素

有孔虫化石在我国近年来海平面变迁和海区演变历史的研究中起着重要的作用。按壳壁成分,有孔虫可分为钙质和胶结壳两类,具胶结壳的有孔虫除了深海和高纬度海区外,主要在海滨沼泽、河口、泻湖等海陆过渡相环境中出现。一般认为,“滨海(有孔虫)生物群的特点在于其胶结壳性质”,“河口、港湾、泻湖低盐水体的沿岸沉积通常以胶结壳有孔虫占优势”。     

亚洲内陆湖泊在18kaBP及6kaBP的水位变化及其指示意义

湖泊是一定区域内的蓄水体。其水位高低能非常有效地指示湖盆内湿润条件的变化。这对内陆湖泊尤为如此。湖泊的湖滨阶地、沉积物岩性及水生孢子花粉、介形虫、硅藻等都能成为过去历史时期湖泊环境演变的证据。例如,沉积物的纹泥层反映的是一种深水且静态环境,而粗砂粒的沉积物反映的是一种近岸的浅水环境。在水生孢子花粉中,苔草(Carex)、狸藻(Ultricularia)等指示的是浅水相的环境,而孤尾藻(Myriophyllum)、眼子菜(Potamogeton)指示的是深水相的环境。这些都是恢复古湖泊水位变化的基础。     

黄土剖面中CaCO_3沉积旋迴与地球轨道要素变化周期

Hays等根据深海沉积物中古气候变化的记录曾指出,最近50万年里重大的气候变迁都跟随地球轨道几何要素的变化而发生,大陆上比较完整的黄土-古土壤序列大体上可以和第四纪深海沉积物剖面中δ~(18)O、有孔虫组合等的变化序列相对比,黄土剖面中CaCO_3含量变化既清晰地反映了黄土-古土壤序列的旋迥特征,还具有类似于深海沉积物中CaCO_3     

1993～1995年南海中部的硅质生物通量及其季节性变化:季风气候和ElNi(n)o的响应

南海中部放射虫与硅藻通量的季节性变化受到季风气候的控制. 放射虫与硅藻在季风盛行期增加, 在季风转变期减少. 季风驱动的海流变化, 促进不同海区的海水流动, 为海洋表层生物带来了丰富的营养物质, 从而促进了放射虫与硅藻通量的增加. 放射虫通量与有机碳通量、表层初级生产力和表层输出生产力的变化一致. 高的放射虫通量对应于高的表层初级生产力. 1994～1995年放射虫与硅藻通量的突然增加与这个时期发生的ElNi(n)o事件有关.     

全新世中期海平面波动对稻作生产的影响

浙江省余姚市田螺山遗址农耕遗迹剖面硅藻、植物硅酸体和种子分析显示中国东部全新世最高海平面出现在距今7000年以前.全新世中期海退以后东部沿海地区形成大面积的湿地平原,诞生以稻作生产为特征的河姆渡等新石器时代文化.全新世中期海平面仍然有过多次波动,其中在6.4～6.3和4.6～2.1kaBP的两次海水入侵是全新世海退期以后的较大2次海面波动,另外在6.3～4.6kaBP湿地草原植被时段,也曾经发生过若干次规模很小、时间短暂的海水向陆地推进的过程.尽管海退期海平面上升的影响范围和强度可能不及高海平面时期,但同样对先民的生活和生产活动产生了深刻的影响.田螺山遗址农耕遗迹剖面研究结果显示,全新世中期以后强度较大的海平面波动时,海水向陆地推进,淹没大片农田;强度较弱的海平面波动时,海水倒灌,土壤盐分升高,水稻产量下降.海平面上升对稻作生产的影响引起了先民食物结构中稻米比重下降,采集和狩猎比重增加.全新世中期以前的高海平面环境意味着东部沿海平原地区稻作源头可能在山区、丘陵的一些小盆地.