南海北部陆丰凹陷中新世古环境演化研究

发布时间：2020-11-11 19:28

　　 中新世作为新生代全球气候由暖转冷的关键时期,期间大陆漂移、造山运动以及其他构造活动盛行。南海位于欧亚大陆和热带西太平洋之间,由于特殊的地理位置,使得其对全球气候和古海洋学变化极其敏感。近年来,南海北部浅海陆架的古海洋学和古环境研究以第四纪为主,较少涉及到上新世及中新世古气候和古海洋环境演化。另一方面,南海北部陆架区沉积了巨厚的新近纪海相地层,海相化石(如有孔虫、颗石藻和沟鞭藻等)丰富,这为与油气勘探相结合的古海洋学研究提供了良好的研究材料。有孔虫的数量、壳体形态、多样性参数、生态习性和微生境类型对环境变化十分敏感,已经被广泛的应用到古气候研究和古海洋环境重建研究中。本论文通过对南海北部珠江口盆地陆丰凹陷LF14井171个岩屑样品进行有孔虫鉴定和有机碳含量分析,建立了LF14井中新世期间的浮游有孔虫生物地层分带和年龄框架;重建了研究井位中新世期间的古水深变化历史和构造沉降历史;最后着重探讨了中新世期间南海北部浅海陆架古环境和底栖有孔虫组合对全球气候变化和古海洋学事件是如何响应的。本文的主要研究成果如下:(1)通过收集前人资料和室内分析,总结了南海北部地区中新世浮游有孔虫生物地层的研究成果,为南海北部各盆地浮游有孔虫生物事件年龄的准确确定、生物地层的划分与对比提供了较详尽的基础资料。基于上述资料,依据LF14井识别出的14个浮游有孔虫生物事件及组合信息可以分辨出9个化石带和联合带,分别是:晚中新世–早上新世PL1–M13联合带,晚中新世M12带,中中新世M11带,M10带,M9带,M8带,M7带,早–中中新世M4–6带,早中新世M3带;对应于Blow(1979)的N6–19带。(2)LF14井底栖有孔虫组合特征、浮游有孔虫百分含量和古水深重建结果揭示了研究区在早中新世(~18.7Ma)开始海侵,沉积环境由陆地或滨岸环境转为半封闭的海湾环境。中中新世以来(约16Ma),海水淹没了整个东沙隆起区,研究区为开阔的中–外陆架环境,甚至一度达到陆坡上部环境。(3)应用回剥分析方法重建了研究井位中新世期间的构造沉降活动历史,并通过与珠江口盆地内以往研究进行对比发现,研究区在早中新世晚期至中中新世(17.5–10Ma)处于快速沉降阶段。快速沉降导致的研究区可容纳空间发育速率高和陆源物质供应充足是造成该阶段沉积速率高的两个重要因素。而晚中新世至上新世(10–4.53Ma)的沉降速率和沉积速率均表现为低值,则可能与研究区受东沙运动影响和沉积物供给不足有关。(4)早中新世至中新世气候最佳期(~18.7–14.24Ma),全球气候温暖,全球冰量低,海水温度较高。LF14井以底栖有孔虫Uvigerina spp.组合为优势组合,多样性低,高氧指示种百分含量低,TOC含量高,反映了研究区处于温暖、溶解氧含量低和富营养的水体环境。进入到中中新世中–晚期(14.24–11.54Ma),全球气候迅速转冷。LF14井表现为古水深明显变浅,Cibicides spp.组合占据优势地位,多样性高,高氧指示种百分含量最高,TOC含量低,表明研究区处于溶解氧含量高和有机质间歇性输入的贫营养的水体环境。研究区古水深下降和底栖有孔虫组合的变化反映了浅海陆架环境受全球气候变冷,东南极冰盖迅速扩张影响而导致的海平面下降和底栖有孔虫组合的变化。晚中新世至上新世(11.54–4.53Ma)期间,全球气候进一步变冷。LF14井以Cibicidoides spp.组合为优势组合,多样性高,高氧指示种百分含量最高,TOC含量低,反映了研究区处于溶解氧含量高和中等营养的水体环境。对南海北部陆丰凹陷中新世底栖有孔虫组合的研究和与台湾西部麓山带中新世浅海层序底栖有孔虫组合的结果对比显示,与中中新世气候变冷事件(Mi–3)相关的南极冰盖扩张,以及全球海平面下降和大洋表层环流的增强共同引起了浅海陆架区底栖有孔虫组合和有机碳埋藏的变化。此外,底栖有孔虫Ammonia spp.和Pseudorotalia spp.自10.02Ma在研究井位出现,可能是对晚中新世早期增强的西太平洋暖池活动的响应。
【学位单位】：中国地质大学(北京)
【学位级别】：博士
【学位年份】：2019
【中图分类】：P736
【部分图文】：

为古海洋学研究的理想场所之一（赵泉鸿和汪品先, 1999）。自二十世纪八十年代以来，我国学者在南海开展了大量的古海洋学研究工作，特别是 ODP184 航次和IODP349 航次开展之后，使得南海地区的古海洋学研究水平和质量得以迅速提升。南海北部北靠亚洲大陆和台湾岛，大量陆源物质通过河流（如珠江和红河）、洋流（海流）和东亚季风等搬运作用被携带至南海。因此，浅海陆架和深水陆坡沉积了巨厚的新近纪海相地层，其中含有大量的海相生物化石（如有孔虫、颗石藻和沟鞭藻等），可以获得精确可靠的年代地层框架；同时还记录了全球气候和古海洋环境演化的详细过程。由于第四纪古气候和古环境变化与人类关系最为密切，南海北部浅海陆架的古海洋学和古环境研究以第四纪为主，较少涉及到上新世及中新世时期的古气候和古海洋学事件（如中中新世变冷事件）。要了解浅海陆架

中新世古气候和古海洋学事件是如何响应的，关键在于寻找合替代指标。海洋沉积物中的有孔虫是海洋生态系统中的重要和古海洋环境演化研究中展示了巨大的应用潜力：其壳体记录变化的信息，如底栖有孔虫是有机质供给和海底溶解氧含量的r Zwaan et al., 1999; Jorissen et al., 2007），而浮游有孔虫则可以体营养状态的信息（Kucera, 2007）。有孔虫作为古海洋环境记指标，广泛的应用于全球各大洋古气候和古海洋学研究中，能候和古海洋学事件背景下海洋沉积环境和水体特征的变化。

图 2–1 珠江口盆地构造带单元（据 Gong et al., 1989 修改）Figure 2–1 Major structural units in the Peral River Basin (Gong et al., 1989)世中期后，区域沉降活动引起了南海北部大陆边缘地区海平面地由南向北开始海侵。21Ma 以后，海水才越过番禺低隆起，进入此时的珠一坳陷为半封闭海湾相沉积环境。海水在 16Ma 左右淹没一坳陷由半封闭海湾相沉积环境转为开阔浅海陆架环境（秦国权陷新近纪海相地层由上到下可分为：第四系、万山组、粤海组、韩（图 2–2）（陈长民等, 2003）。珠江组下段为三角洲–滨岸相砂岩夹砂岩；韩江组为灰绿色泥岩与砂岩互层；粤海组为灰绿色泥岩与山组为灰绿色泥岩夹中细砂岩。亚季风
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本文编号：2879632