检索
E-mail
RSS

作者投稿 主编审稿 专家审稿 远程编辑

热带海洋学报 >

2018 , Vol. 37 >Issue 1: 72 - 89

DOI: https://doi.org/10.11978/2017023

北部湾暖池水域表层沉积特征及其环境指示*

  • 黄向青 ,
  • 崔振昂 ,
  • 梁开 ,
  • 甘华阳 ,
  • 夏真 ,
  • 霍振海
展开
  • 国土资源部海底矿产资源重点实验室, 广州海洋地质调查局, 广东 广州 510760
通信作者：崔振昂。Email:

作者简介：黄向青(1964—), 女, 高级工程师, 从事海洋地质环境研究。Email:

收稿日期: 2017-03-01

  要求修回日期: 2017-09-05

  网络出版日期: 2018-02-02

基金资助

中国地质调查局项目(1212010914027)

收起

The primary sedimentary characteristics of Warm Pool in Beibu Gulf and its environmental indication*

  • HUANG Xiangqing ,
  • CUI Zhen’ang ,
  • LIANG Kai ,
  • GAN Huayang ,
  • XIA Zhen ,
  • HUO Zhenhai
Expand
  • Key Laboratory of Marine Mineral Resources, Guangzhou Marine Geological Survey, Ministry of Land and Resources, Guangzhou 510760, China
Corresponding author: CUI Zhen’ang. Email:

Received date: 2017-03-01

  Request revised date: 2017-09-05

  Online published: 2018-02-02

Supported by

China Geological Survey Program (1212010914027)

Copyright

热带海洋学报编辑部
Fold

摘要

海洋暖池的发展、变化及其效应与沉积环境有密切关系。文章对北部湾暖池主要水域进行表层沉积物取样, 测试鉴定其粒度、化学元素、微体古生物化石, 并对数据进行分析比较。结果表明: 研究区物源来自陆区上陆壳风化, 在水动力作用下粒度组成分异明显, 平均粒径为1.1Φ~6.9Φ (Φ=-log2d, d为直径, 单位: mm)。常量元素以SiO2占优, 其平均质量分数最高达到66.61%, 其次为Al2O3; 微量元素的质量分数平均为9.05~297.00μg•g-1, 稀土元素的平均质量分数为0.34~69.43μg•g-1, 化学蚀变指数(CIA)平均为47.33, 轻重稀土元素分馏比为7.46~10.07。古生物多样性指数(H°)为0~2.52。在海湾尺度下化学要素分布的空间异质性显著。在研究区西部, 大部分化学元素质量分数高, 沉积物颗粒最细, 稀土元素分馏显著, CIA较高, 物质来源多样, 古生产力较高; 而东部则几乎表现相反, 以砂质沉积物为主, 除了CaO、MnO、Sr较高之外, 大部分元素质量分数低且稀土元素分馏弱, CIA低下, 古生产力偏低, 显示出物源有限和海洋自生碳酸盐沉积的可能性。浮游类有孔虫以表层暖水种占优, 硅藻为热带和亚热带种, 属种内在结构显示出暖水、高盐等特征。该暖池兼具一定的独立性和开放性, 对生物活动、生物多样性乃至碳酸盐沉积等具有维护作用。

关键词： 北部湾; 暖池; 沉积环境; 碳酸盐沉积

本文引用格式

黄向青 , 崔振昂 , 梁开 , 甘华阳 , 夏真 , 霍振海 . 北部湾暖池水域表层沉积特征及其环境指示*[J]. 热带海洋学报, 2018 , 37(1) : 72 -89 . DOI: 10.11978/2017023

Abstract

The development and change of a warm pool have close relationships with sedimentary environment. For the lack of integrated modern sedimentary environmental studies on the Warm Pool of Beibu Gulf, the samples of bottom sediments from the study area within the main part of the Warm Pool were collected and laboratory analysis and identification in granularity, geochemical elements and micropaleontology was carried out. The study and comparison using the above data showed that the provenance came from surrounding up continent crust. Median grain size ranged 1.07Φ~6.88Φ; SiO2 dominated in macro-geochemical elements with maximum 66.61% and followed by Al2O3; micro-geochemical elements and REEs ranged 9.05~297.00μg•g-1, 0.34~69.43μg•g-1, respectively, and an averaged chemical index of alteration (CIA) 47.33 and (La/Yb)N 7.46~10.07 and paleo-biodiversity index of foraminifera and diatom 0~2.52 meaning relatively significant spatial variation under gulf scale. There was primary difference between western and eastern parts of the study area: the former with highest concentration of large part of geo-chemical elements, fine grain, significant fractural in REEs, high CIA and relatively rich provenance and the latter being almost opposite with low elements, low CIA, and so on but with high CaO, MnO and Sr revealing limited provenance supply and probably authigenic carbonate sedimentation. Warm-water foraminifera and subtropical-tropical diatom species took advantage in the study area and ratios between the abundance of species also indicated warm and high saline seawater characteristics especially in the eastern part of the study area. This Warm Pool is either a dependent or an open system, and has a positive effect on maintaining the biological activity, biodiversity and sedimentary environment, especially carbonate sedimentation.

Key words： Beibu Gulf; warm pool; sedimentary environment; carbonate sedimentation

北部湾位于南海西北部, 是呈南北走向的半封闭陆架浅海湾, 属东亚低纬度海洋性季风气候, 其海底地形变化较为平缓, 最深达100m, 海盆等深线呈扇形向南张开, 湾内既受到口外南海环流影响, 又具有明显的局地特征。北部湾为全新世以来海侵而致, 中后期海平面虽有小幅波动, 但至现代以来岸线格局已基本趋向稳定。
海洋暖池具有重要的生态意义和环境意义, 前人采用地质、化学、物理海洋等方法对南海、印度洋、太平洋暖池进行了研究分析, 取得了丰富成果, 又加强了对陆架浅海小尺度暖池, 例如阿拉伯海暖池和泰国湾暖池等的观测、分析与模拟(Kumar et al, 2009; Li et al, 2014)。近年来通过遥感、实测、热力学和动力学模型等研究结果认为: 1) 北部湾海南岛西部近浅海存在一个暖池, 盛期围绕莺歌海岬角附近水域还会存在一个暖核。盛期暖池西到海槽中央, 东为海南岛西岸, 南至湾口, 北齐琼州海峡, 从地貌来说自东向西横跨近岸水下侵蚀堆积平原, 陆架堆积平原和古海湾堆积平原; 2) 出现于秋冬季节, 水温高于周边0.5~1.0℃, 与印度洋北部的泰国湾暖池相近(Li et al, 2014), 随季节变化而收缩或者扩展。目前已有学者讨论了风向、下垫面、地形以及环流对该暖池的影响(黄以琛 等, 2008; Li et al, 2012; 侍茂崇, 2014; 高劲松 等, 2014、2015)。本文取样和分析鉴定了暖池以及湾内水域的表层沉积物样品的粒度、地球化学元素、微体古生物化石这些基本沉积要素, 研究对比位于暖池主要水域的研究区现代沉积环境特征, 探讨了其生态与环境作用。

1 样品采集及其测试鉴定

1.1 取样位置及测试方法

本研究在北部湾东部围绕暖池水域设置了8个表层沉积物取样站位, 以扇形均匀分布于暖池主要范围, 水深30~75m, 于2009年8月—10月对海底20cm以浅的沉积物进行了箱式取样器取样。为了进一步分析对比, 在湾内自南向北同步进行了取样(图1)。
Fig. 1 Bottom sediment sampling stations in and nearby the study area of the Warm Pool of Beibu Gulf

图1 北部湾暖池研究区取样站位分布

1.2 样品粒度和地球化学元素测试

粒度测试: 采用综合法测试, 即对粗粒(直径>63μm)采用筛分法, 而余下细粒则采用激光粒度法, 主要仪器为Mastersizer 2000激光衍射粒度分析仪和BS323S型电子天平。粒级标准采用尤登–温德华氏等比制Φ值粒级标准, 粒级间隔为1Φ, 沉积粒度分类与命名采用谢帕德、福克三角图分类法, 粒度参数计算采用福克和沃德公式。
化学元素测试: 1) 常量元素质量分数(SiO2、Al2O3、Fe2O3、CaO、MgO、K2O、Na2O、MnO、P2O5、TiO2): 对样品进行烘干处理, 称取0.1g试样置于铝坩埚中润湿之后依次加氢氟酸等加热分解并蒸至近干, 取下冷却之后清洗并再次蒸干冷却。再加盐酸以及过氧化氢进行加热溶解盐类, 冷却后移入容量瓶中进行稀释。配制工作曲线和采用ICP-OES 4300DV型电感耦合等离子体发射光谱仪测量。其中SiO2采用聚环氧乙烷重量法测试(单位: %); 2) 微量元素质量分数(Co、Ni、Cu、Zn、V、Sr、Ba、Pb、Ga、Cr、Zr): 试样经密闭分解, 再在开放体系中蒸发除去氢氟酸, 用盐酸加热溶解盐类并转化为硝酸介质。将试样置于聚四氟乙烯熔样罐中, 加入硝酸和氢氟酸摇匀, 密闭加热180℃分解48h并冷却蒸干, 再用电热板加热溶解盐类蒸至近干, 再加硝酸密闭加热180℃溶解12h。冷却后加入内标溶液摇匀, 80℃保温12h后冷却, 用硝酸移至50mL容量瓶中稀释至刻度备测。工作曲线的配制包括内标溶液、空白标准溶液、工作曲线标准溶液等共5种标准曲线, 采用ICP-OES 4300DV型电感耦合等离子体发射光谱仪测定; 3) 稀土元素质量分数(La、Ce、Pr、Nd、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb、 Lu和微量元素Sc): 试样经过氧化钠熔融和提取, 稀土元素形成氢氧化物沉淀, 沉淀溶于盐酸, 经强酸性阳离子交换树脂分离富集、洗提和测定。称取1g试样置于高铝坩埚中搅拌并高温熔融冷却, 随后进行加热脱落融块处理, 冷却后用慢速定量滤纸过滤, 溶解滤纸上沉淀于原烧杯中, 反复进行并保持溶液体积。将上述溶液倒入交换柱中进行交换和清洗提交换柱上杂质元素, 最后用80mL盐酸洗提交换柱上的稀土元素及钪溶液备用。配制工作曲线, 使用ICP-MS X Series 2型电感耦合等离子质谱仪测定。以上测试质量控制指标: 1) 使用国家一级标准物质的准确度为0.00%~9.52%, 平均为0.45%~5.00%; 2) 随机重复抽取30%样品编码分析的精密度为0.00%~8.61%, 平均为0.60%~5.04%, 经核查数据合格率为100% (广州海洋地质调查局, 2014)。

1.3 样品微体古生物化石鉴定

每个样品取样20g, 经盐酸处理去钙、氢氟酸去硅质后, 用体积质量为2.1~2.2g•cm-3的重液浮选分离法使孢粉富集并制片。每个样品在Zeiss Axioskop 40显微镜下平均放大300倍统计20mm×20mm盖玻片下的孢粉数量, 并换算为10g干样中的孢粉数量作为相应孢粉化石丰度; 取干样6~20g, 经清水充分浸泡分散后, 采用0.063mm标准铜筛筛洗, 取筛选样品进行烘干, 再挑选、鉴定和统计大于0.15mm的个体有孔虫个体进行统计换算, 丰度单位为: ×10-1个•g-1; 每个样品取干样1~10g放入100mL烧杯, 加入过氧化氢约20mL以使样品充分反应, 沉积物颗粒分散, 然后通过纯净水换洗, 再用盐酸浸泡至没有气泡产生为止, 再通过纯净水冲洗至中性。将换洗成中性的样品倒入50mL的离心管, 晾干后用体积质量2.4g•cm-3的重液进行浮选, 把浮选液收集到10mL离心管, 用水稀释到一定体积后, 用滴管取液, 通过中性树胶将硅藻化石制成固定片, 在Zeiss Axio.Imager.A1相差显微镜下进行鉴定, 放大倍数200~400倍, 丰度单位换算为×10-1个•g-1。

2 研究结果

2.1 表层沉积物孢粉分布及其气候特征指示

北部湾表层沉积物孢粉丰度为0~112×10-1个•g-1。从平均来看, 优势种多为裸子植物松属和喜暖湿的蕨类。北部优势种组合为Pinus sp.、Microlepia sp.组合(图2a), Cibotium barometz也具有一定含量; 中部和南部有被子木本植物、松属以及蕨类, 中部优势组合为Pinus sp.、Microlepia sp., 南部变为Microlepia sp.、Quercus sp.、Pinus sp. (图2b、2c)。以上各优势种组合含量分别占73.00%以上。沉积物之中还见有Polypodiaceae, 少量见有其他木本Castanopsis sp.、Podocarpus sp.、Dacrydium sp., 蕨类Pteris sp.、Lygodium sp.、Sellaginella sp., 还有Cyathea sp. (挱椤)、Hicriopteris sp. (里白)等, 草本植物花粉罕见, 体现出热带亚热带山地常绿林和松林、林下蕨类丰富的湿暖生境, 与前人对北部湾的研究结果相符(童国榜 等, 2012)。
Fig. 2 Pie charts of averaged pollen (%)in bottom sediments of different parts of Beibu Gulf. (a) northern part of Beibu Gulf; (b) central part of Beibu Gulf; (c) southern part of Beibu Gulf

图2 北部湾表层沉积物孢粉属种平均含量(单位: %)分区分布
a. 北部; b. 中部; c. 南部

2.2 表层沉积物粒度分布特征

2.2.1 粒度统计及分区比较
研究区表层沉积物组分质量分数为0~85.4%, 以砂和粉砂为主, 偶见砾石。组分变化较大, 变异系数为0.45~0.80。依上述全部取样站位所处位置划分为北部湾北部、北部湾中部、北部湾南部即研究区, 研究区再划分为东部和西部(下同)。可见研究区东部砂的质量分数最高, 为48.7%, 而研究区西部粉砂质量分数最高, 为51.0% (表1); 研究区平均粒径为1.1Φ~ 6.9Φ (Φ=-log2d, d为直径, 单位: mm), 表示沉积物颗粒集中或者分散程度的分选为1.5Φ~3.0Φ, 度量颗粒频率分布曲线对称程度的偏态为-0.4~0.3, 用以说明颗粒频率分布尖锐程度的峰态为0.8~1.4, 由于存在正负偏态的变化, 以偏态的变异系数为最大, 其他参数变异性相对偏低且较为相近。研究区东部平均粒径最粗(3.9Φ), 分选与各分区同为较差(1Φ~2Φ为较好, 2Φ~3Φ为较差, 广州海洋地质调查局, 2014), 其偏态最为负偏, 峰态较为尖锐, 而西部平均粒径6.0Φ则是全区最细, 但分选为2.4Φ达到最差, 偏态为0.0, 接近零偏分布, 峰态则与北部湾中部相同,形状较为平缓(表1)。
Tab. 1 Granularity statistics in bottom sediments of the study area and sub-division of Beibu Gulf

表1 研究区沉积物粒度及分区统计

各组分百分率 参数
砾石 砂 粉砂 黏土 平均粒径/Φ 分选/Φ 偏态 峰态
范围 5.3~14.6 3.5~85.4 0~71.5 0~31.2 1.1~6.9 1.5~3.0 -0.4~0.3 0.8~1.4
平均值 10.4 34.5 46.0 17.8 5.1 2.2 0.0 1.0
变异系数 0.45 0.80 0.48 0.51 0.38 0.23 4.90 0.18
北部 11.2 38.8 43.9 15.1 4.9 2.1 0.1 1.3
中部 0.0 40.9 41.1 18.0 5.3 2.2 0.4 0.9
研究区东部 6.7 48.7 33.9 10.7 3.9 2.1 -0.1 1.1
研究区西部 0.0 26.0 51.0 23.0 6.0 2.4 0.0 0.9
2.2.2 粒度参数平面分布
平均粒径等值线以S24站为中心向外逐渐增加(图3a), 分选则主要向西北和东南逐步增加(图3b), 偏态分布也是向外增大, 并以西南向最为明显, 总体呈现出负偏转为正偏的特征, 峰态则是以S24站为中心向外逐步降低, 即峰形逐渐趋缓, 表明沉积物颗粒来源变得更为丰富, 粒级质量分数更为分散(图3c、3d)。
Fig. 3 Distributions of granularity parameters in bottom sediments of the study area. (a) mean grain size; (b) sorting; (c) skewness; (d) kurtosis

图3 研究区表层沉积物粒度参数平面分布

2.3 表层沉积物地球化学元素分布特征

2.3.1 常量元素质量分数统计及分区比较
常量元素以SiO2占优, 平均质量分数为61.65%, 其次为Al2O3, 平均为10.16%, Fe2O3、CaO、MgO、K2O、Na2O平均为1.49%~7.52%, 质量分数最低者为MnO和P2O5, 次低者为TiO2。由于陆区硅酸盐碎屑供给丰富, SiO2表现比较稳定, 变异系数为仅0.04, 而其他为0.15~0.66, 尤以CaO和MnO为最大(表2); 研究区东部CaO和MnO分别为10.23%和0.122%, 均明显高于各分区, 而其他元素则均低于各分区(除了个别K2O高于北部), 西部以Al2O3、MgO、K2O、P2O5、TiO2为最高, 其他与各分区相比则各有高低(表2)。研究区K2O质量分数偏高与海南岛西南部岩层富钾有关(李家熙 等, 1999)。
Tab. 2 Concentration statistics of macro-geochemical elements in bottom sediments of the study area and sub-division of Beibu Gulf

表2 研究区表层沉积物常量元素质量分数范围及平均值分区统计

质量分数/% SiO2 Al2O3 Fe2O3 CaO MgO K2O Na2O MnO P2O5 TiO2
范围 58.52~66.61 3.44~13.31 1.76~4.96 4.15~16.55 1.09~2.26 1.84~2.71 0.66~2.01 0.053~0.227 0.070~0.102 0.17~0.61
平均值 61.65 10.16 3.93 7.52 1.77 2.27 1.49 0.091 0.091 0.49
变异系数 0.04 0.35 0.30 0.56 0.23 0.15 0.32 0.66 0.15 0.28
北部 66.64 10.67 4.72 3.06 1.94 1.87 1.67 0.065 0.081 0.49
中部 66.51 10.54 5.07 3.35 1.84 2.26 1.60 0.064 0.083 0.50
研究区东部 61.29 7.97 3.15 10.23 1.50 2.17 1.20 0.122 0.078 0.41
研究区西部 62.18 11.79 4.49 5.31 1.98 2.37 1.65 0.069 0.093 0.55
2.3.2 微量元素质量分数统计及分区比较
Co、Cu、Sc、Ga质量分数偏低, 平均为9.05~ 13.15μg•g-1, Ni和Pb为中等偏低, 平均依次为22.94μg•g-1和23.65μg•g-1, Cr、Zn、Zr、V中等偏高, 平均为55.08~59.97μg•g-1, Sr和Ba最高, 平均依次为297.25μg•g-1和273.31μg•g-1。除了Pb、Ba变异系数较小, 在0.20以下之外, 其他元素变异系数较大且较为接近, 为0.32~0.42 (表3); 研究区东部Sr质量分数相对于各分区最为突出, 而其他所有元素则明显为各分区最低, 相反西部除了个别元素Cu低于全区之外, 其他所有元素达到北部湾全区最高或次高(表3)。
Tab. 3 Concentration statistics of micro-geochemical elements in bottom sediments of the study area and sub-division of Beibu Gulf

表3 研究区表层沉积物微量元素质量分数范围及平均值分区统计

质量分数/(μg•g-1) Co Cu Ni Pb Cr Sr Zn Zr Sc V Ga Ba
范围 3.48~
12.25		 3.75~
14.70		 6.04~
32.10		 20.0~
30.3		 17.1~
75.10		 190~
530		 20.71~
78.70		 15.52~
74.15		 2.83~
12.20		 18.51~
77.74		 2.71~
17.75		 152~
325
平均值 9.66 10.83 22.94 23.65 55.08 297 59.97 57.92 9.05 59.13 13.15 273
变异系数 0.32 0.38 0.40 0.14 0.39 0.42 0.35 0.33 0.38 0.34 0.41 0.19
北部 11.03 15.96 32.16 25.54 66.14 139 66.56 62.63 10.3 63.68 15.28 210
中部 11.83 15.29 29.57 24.87 68.57 139 67.33 59.83 10.31 64.30 15.6 261
研究区东部 7.49 8.01 16.38 22.73 40.93 390 46.33 45.87 7.00 45.53 9.80 233
研究区西部 11.45 12.99 27.97 25.18 65.57 221 70.53 63.15 10.61 69.57 15.82 306
2.3.3 稀土元素质量分数统计及分区比较
轻稀土元素∑LREE(∑(La—Nd))的质量分数平均为139.60μg•g-1, 中稀土∑MREE(∑(Sm—Ho))和重稀土∑HREE(∑(Er—Lu))的质量分数平均依次为16.42μg•g-1和5.15μg•g-1, 以轻稀土元素占优。轻稀土元素平均为7.82~69.43μg•g-1, 中稀土元素平均为0.71~5.14μg•g-1, 重稀土元素平均为0.34~2.26μg•g-1, 变异系数介于0.20~0.24 (表4); 与绝大部分常微量元素同样, 研究区东部的稀土元素质量分数为北部湾全区最低, 西部的则达到全区最高, 除了个别元素Nd为次高以外(表4)。
Tab. 4 Concentration statistics of rare earth elements (REEs) in bottom sediments of the study area and sub-division of Beibu Gulf

表4 研究区表层沉积物稀土元素质量分数范围及平均值分区统计

质量分数
/(μg•g-1)		 La Ce Pr Nd Sm Eu Gd Tb Dy Ho Er Tm Yb Lu
范围 16.84
~42.71		 32.86
~85.01		 3.89
~9.60		 14.14
~34.07		 2.67
~6.31		 0.66
~1.21		 2.51
~5.89		 0.41
~0.86		 2.65
~4.99		 0.52
~0.95		 1.41
~2.73		 0.22
~0.43		 1.34
~2.72		 0.19
~0.42
平均值 34.63 69.43 7.82 27.74 5.14 1.02 4.66 0.71 4.11 0.78 2.26 0.34 2.21 0.34
变异系数 0.24 0.24 0.24 0.23 0.23 0.20 0.24 0.22 0.20 0.20 0.21 0.22 0.21 0.22
北部 35.53 70.58 7.72 28.47 5.21 0.93 4.60 0.73 4.25 0.78 2.31 0.34 2.27 0.35
中部 37.2 72.30 8.20 30.2 5.49 1.01 4.81 0.74 4.22 0.77 2.23 0.33 2.27 0.36
研究区东部 29.49 58.95 6.69 23.78 4.40 0.88 4.00 0.62 3.63 0.68 1.97 0.30 1.95 0.31
研究区西部 37.62 75.88 8.56 30.11 5.61 1.10 5.04 0.77 4.40 0.85 2.41 0.36 2.37 0.37
2.3.4 元素质量分数比值统计及分区比较
元素质量分数比值反映了元素在环境影响下的相对分化程度。北部湾陆区铝硅酸盐岩类及其碎屑岩类广布, 无量纲的化学蚀变指数(CIA)可用于表示陆区硅酸盐风化程度, CIA的计算公式为$\text{CIA}=\frac{{{M}_{\text{A}{{\text{l}}_{\text{2}}}{{\text{O}}_{\text{3}}}}}}{({{M}_{\text{A}{{\text{l}}_{\text{2}}}{{\text{O}}_{\text{3}}}}}+{{M}_{\text{CaO}}}+{{M}_{\text{N}{{\text{a}}_{\text{2}}}\text{O}}}+{{M}_{{{\text{K}}_{\text{2}}}\text{O}}})}\times 100$, 式中各量为摩尔质量分数(%)。分析显示, CIA范围为15.28~ 60.35, 平均为47.33, 等级为弱~中等偏强, 变化较大, CaO/MgO为2.08~15.23, CaO/P2O5为43.71~ 247.01, 微量元素Sr/Ba为0.64~3.49, 可见各项比值均差异甚大; 稀土元素δEu和δCe依次为0.64~0.84、0.82~0.86, 分别为中等~弱负异常、弱负异常(表5), 与前人研究结果具有可比性(窦衍光 等, 2012)。
Tab. 5 Ratio statistics of geochemical elements in bottom sediments of the study area and sub-division of Beibu Gulf

表5 研究区表层沉积物地球化学元素质量分数比值的平均值分区统计

质量分数/(μg•g-1) CIA CaO/MgO CaO/P2O5 Sr/Ba δEu δCe (La/Yb)N (Gd/Yb)N (La/Sm)N
范围 15.28~60.35 2.08~15.23 43.71~247.01 0.64~3.49 0.64~0.84 0.82~0.86 7.46~10.07 1.15~1.37 3.94~4.47
平均值 47.33 5.05 93.30 1.26 0.70 0.85 9.23 1.28 4.20
变异系数 0.33 0.89 0.75 0.78 0.10 0.02 0.09 0.06 0.04
北部 61.13 1.74 40.74 0.78 0.61 0.85 9.33 1.25 4.26
中部 57.22 1.96 47.60 0.56 0.63 0.84 9.96 1.32 4.23
研究区东部 37.06 8.11 143.20 1.98 0.73 0.83 8.75 1.22 4.16
研究区西部 55.61 2.78 57.75 0.72 0.68 0.86 9.47 1.30 4.20
研究区稀土元素陨石球粒标准化值所表示的轻重元素分馏比(La/Yb)N介于7.46~10.07, 中重稀土元素分馏比(Gd/Yb)N和轻中稀土元素分馏比(La/Sm)N依次介于1.15~1.37和3.94~4.47不等, 以(La/Yb)N明显要高, 表明以轻重稀土分馏为主; 变异系数方面, 稀土元素的δEu、δCe、(La/Yb)N、(Gd/Yb)N以及(La/Sm)N比较稳定, 为0.10或者以下。而常微量元素的CIA、CaO/MgO、CaO/P2O5、Sr/Ba则为0.33~0.89, 变化较大(表5), 这与该类元素性质比较活泼有关。
研究区东部的CIA、δCe、(La/Yb)N、(Gd/Yb)N以及(La/Sm)N均为全区最低, 相反西部CIA达到55.61, 远高于东部的37.06, 但略低于北部湾北部, 与北部湾中部相近, 而东部CaO/MgO、CaO/P2O5、δEu突出, 属全区最高, 而在西部却明显低于东部, 但又高于北部和中部(表5)。稀土元素分馏比均在东部达到最低, 而西部与北部湾北部和中部相比则各略有高低。
2.3.5 地球化学元素质量分数平面分布
常量元素SiO2的质量分数在研究区西南部较高, 总体上向北部降低(图4a), Al2O3、Fe2O3则为自东向西包括西北增加, K2O、Na2O同样如此(图4b~4d)。MnO与CaO分布则与以上相反, 东部为高值区, 均是自东向外降低(图4e、4f)。其他常量元素MgO、P2O5以及TiO2平面变化特征与Al2O3相近。
由于同类元素性质基本一致, 可进行质量分数求和来表示总体特征, 采用∑1表示所有微量元素质量分数之和, 鉴于海洋Sr常为生源性元素, 且从以上分析得知其变异性最大, 故用∑2表示除了Sr的所有微量元素质量分数之和, 可见两者变化格局仍然相近, 均为自东向外增加, 以向西增加最为明显(图5a、5b)。Sr元素则相反, 在东部质量分数最高, 并自东向西减少(图5c)。轻、中、重稀土类元素分别求和即∑LREE、∑MREE、∑HREE三者与∑1等分布特征相似(图5d~5f)。
Fig. 4 Distributions of macro-geochemical elements’ concentration in bottom sediments of the study area

图4 研究区表层沉积物常量元素质量分数平面分布

Fig. 5 Distributions of main micro-geochemical elements and REEs in bottom sediments of the study area. (a) ∑1 (sum of micro-geochemical elements); (b) ∑2 (sum of micro-geochemical elements except Sr); (c) Sr; (d) ∑LREE (sum of light rare earth elements); (e) ∑MREE (sum of middle rare earth elements); (f) ∑HREE (sum of heavy rare earth elements)

图5 研究区表层沉积物主要微量元素和稀土元素质量分数的平面分布
a. ∑1 (微量元素求和); b. ∑2 (除了Sr元素的微量元素求和); c. Sr; d. ∑LREE (轻稀土元素求和); e. ∑MREE(中稀土元素求和);f. ∑HREE(重稀土元素求和)

2.3.6 地球化学元素质量分数比值平面分布
CIA自研究区东部往西北和西增加, 而CaO/MgO、CaO/P2O5高值区位于该区东部, 再逐渐向外降低(图6a~6c), Sr/Ba和δEu同样向外降低(图6d、6e), δCe、(La/Yb)N、(Gd/Yb)N则向西北和西南增大(图6f~6h)。经分析(La/Sm)N分布特征亦同样如此。
Fig. 6 Distributions of ratios between geochemical elements in bottom sediments of the study area

图6 研究区表层沉积物地球化学元素比值分布

2.4 表层沉积物元素分布模式

元素分布模式可反映物源及其来源方式。以上具有保守性的稀土元素的球粒陨石标准化曲线分布为一致的右倾平坦式, 在Eu处形成浅“V”型转折, 与前人研究结果相似(窦衍光 等, 2012); 上陆壳标准化曲线围绕1.0轴线基本平行, 略有波动(图7a、7b); 常微量元素质量分数分布形态各自相近, 基本遵循一致的分布模式, 从元素排列来说为右倾平坦式和多段转折式(图7c、7d)。还值得关注的是, 研究区东部、东南部的S24站和S28站具有偏离性, 其分布曲线均明显位于稀土元素曲线簇最下方, 在常微量元素分布模式中也是如此(除了CaO、MnO、Sr转折突出之外), 尤其是S24站, 表明其沉积环境与其他站位存在较明显不同, 与前述粒度分异有关。
Fig. 7 Distribution patterns of standardized REEs (a, b) and macro-, micro-geochemical elements’ concentrations (c, d) in bottom sediments of the study area. (a) chondrite; (b) up continent crust; (c) macro-geochemical elements; (d) micro-geochemical elements

图7 研究区站位表层沉积物稀土元素标准化分布模式(a, b)、常量元素(c)和微量元素(d)分布模式
a. 球粒陨石; b. 上陆壳; c. 常量元素; d. 微量元素

2.5 相关分析

2.5.1 常量元素质量分数之间相关性
采用Pearson积矩法计算相关系数, 再采用FTEST函数以得到方差无明显差异时的双尾概率以检验显著性。分析表明, SiO2与其他所有元素质量分数之间为负相关, 与CaO为-0.06, 绝对值很低, 几乎无关。Al2O3、Fe2O3、MgO、K2O、Na2O、P2O5、TiO2这7项元素质量分数之间相关系数为0.65~0.99, 双尾概率为0.0000~0.0013, 均为显著正相关; 上述7项元素与CaO相关系数为-0.82~-0.96, 但除了Al2O3与CaO双尾概率为0.1972, 负相关性不显著之外, 其他为0.0000~0.0003, 均为显著负相关。上述7项元素与MnO相关系数为-0.33~-0.88, 双尾概率为0.000~0.0010, 为显著负相关CaO、MnO两者之间相关系数为0.77, 双尾检验概率为0.0000, 为显著正相关。
2.5.2 微量元素质量分数之间、稀土元素质量分数之间相关性
微量元素除了Sr之外, 之间质量分数相关系数为0.49~0.99, 其中个别Zr与Cr, Zr与V未能通过检验, 其他双尾概率0.0000~0.0053, 为显著正相关; Sr与其他所有元素相关系数为-0.56~-0.98, 双尾概率为0.0000~0.0047, 为显著负相关; 稀土元素质量分数之间相关系数为0.94~1.00, 除个别Gd的双尾概率为0.1324, 相关性并不显著之外, 其他双尾概率为0.0000, 为显著正相关。
2.5.3 元素质量分数与沉积物平均粒径之间相关性
通过同样方法, 常量元素SiO2质量分数与平均粒径相关系数为-0.09, 几乎无关, Al2O3、Fe2O3、MgO、K2O、Na2O、P2O5、TiO2这7项元素质量分数与平均粒径的相关系数为0.84~0.98, 经检验为显著正相关。CaO、MnO两者质量分数与平均粒径的相关系数分别为-0.98和-0.74, 为显著负相关; 微量元素除了Sr, 其他相关系数为0.51~0.99, 为显著正相关; Sr的相关系数是-0.96, 为显著负相关; 稀土元素质量分数与平均粒径相关系数为0.95~1.00, 为显著正相关, 但个别元素Er未能通过检验。以上极少数元素行为有异是因为对pH值和氧化还原条件等亚环境因子敏感, 但并未影响元素总体特征。

2.6 表层沉积物微体古生物分布特征

2.6.1 概貌
研究区浮游有孔虫共鉴定出7属11种, 丰度为1~2880×10-1个•g-1, 变化较大, 以表层暖水种Globigerinoides quadrilobatus和Globigerinoides ruber占绝对优势, 两者含量合计74.00%以上, 在东部可接近100%。其他有少量近表层暖水种Globigerinoides sacculifer, 黑潮指示种Pulleniatina obliquiloculata散见, 也有温跃层种Globorotalia menardii、Neogloboquadrina pachyderma、Neogloboquadrina dutertrei。还值得注意的是, 研究区西南站出现了上升流高生产力指示种Globigerina bulloides, 含量为1.11%~1.20%; 底栖有孔虫共有32属55种, 丰度为53~9440×10-1个•g-1, 以玻璃壳质最多, 含量总体超过50%, 其次是胶结类和瓷质类。主要者为南海北部陆架浅海种和暖水种Textularia foliace、Quinqueloculina seminula、Pseudorotalia schroeteriana、Hanzawaia mantaensis、Heterolepa praecineta、Elphidium advenum等, 平均含量共为56.14%, 次者为Spiroloculina orbis、Nodosaria spp.、Poroeponides lateralis、Triloculina tricarinata、Quinquiloculina spp.、Pseudorotalia indopacifica等, 平均含量共为28.97%, 两者合计85.11%。P. indopacifica为北部湾北部主要暖水种(李保华 等, 2010), 但在研究区则退居为其次, 由窄温一些的暖水种P. schroeteriana取而代之。暖水种Operculina spp.、南海暖流指示种Nodosaria spp.在东部S24站零星出现, 含量为0.90%~1.50%, 东南部S28站还有南海北部热带礁区指示种Amphistegina madagascariensis（王丽荣 等,2008）。西南部还有南海常见暖水种Pyrgo spp.、Asterorotalia subtrispinosa, 含量共为0.55%~2.04%。
硅藻为热带亚热带种, 浮游硅藻少见, 其丰度为0~2880×10-1个•g-1, 有Planktoniella blanda和Thalassiosira primalabiata, 两者在研究区西部均有发现, 但在东部只见有T. primalabiata。底栖硅藻有30属56种, 丰度为550~22080×10-1个•g-1, 与南海北部陆架相近, 以广温种Cyclotella striata占优, 含量平均为29.71%。对比其在北部湾北部近岸的分布(广州海洋地质调查局, 2013), 可知该种为绝对优势种, 平均高达60%, 体现了偏向大陆近岸水系的栖息特点。研究区其次还有Surirella fluminensis、Melosira sulcata、Coscinodiscus blandus、Nitzschia fasciculata潮间带种和近浅海种等, 也有外来热性种Tryblioptychus cocconeiformis、Diploneis weissflogii等, 共计50.66%。还有出现的Cymatosira lorenziana为海南岛南部海域浮游植物优势的暖水种(戴明 等, 2007; Zhang et al, 2013), 显示出与湾口外水域的联系性。
2.6.2 优势种组合
由于研究区有孔虫和硅藻底栖类种类繁多, 再进一步分析其优势属种组合。以所占含量贡献百分比和均方差(s)来确定优势种属组合, 即组合之内贡献较大且方差最小, 组合之外有明显差异性, 并按含量贡献最大者依次排列。结果可见, 组合含量多在50%以上, s为0.002%~0.10%, 多为0.01%~0.04% (表6)。可见, 底栖有孔虫优势种为4~6种, 各站有所不同, 种类数南部高于北部, 东部与西部相近, 暖水种P. schroeteriana几乎在各站均有出现。位于中央海槽附近的S26、S27站水深最深, 以P. schroeteriana占首, 而近岸S20站水深几乎最浅, 以近浅海种S. orbis、Q. seminula、T. conica占优, 体现出一定的水深控制性(表6); 底栖硅藻优势种为1~3种, 以广温种和半咸水种C. striata最为常见, 但其在S24站却不再占优, 在S28站也退居其次, 这是由于其他种类增多的缘故, 加之研究区东部近岸与北部湾北部近岸不同, 前者径流微弱, 盐度增高, 后者径流影响较广, 其含量在研究区东南部站仅为34.62%~42.00% (表6)。
Tab. 6 Dominant species of foraminifera and diatom in bottom sediments of the study area

表6 研究区表层沉积物底栖类微体古生物优势种组合

类型 站位 优 势 种 含量/% 均方差/%
有孔虫 S19 B. nodosaris - T. foliace - H. praecineta - P. schroeteriana 56.86 0.01
S20 S. orbis - Q. seminula - T. conica - P. schroeteriana 73.58 0.10
S22 T. foliace - H. praecineta - P. schroeteriana - E. advenum 64.40 0.07
S23 H. mantaensis - T. foliace - Q. seminula - Florilus decorus 61.03 0.06
S24 T. conica - Q. seminula - B. nodosaris - P. schroeteriana - S. orbis - T. foliace 60.48 0.01
S26 P. schroeteriana - H. praecineta - Q. seminula - H. mantaensis - T. foliace 56.91 0.01
S27 P. schroeteriana - P. lateralis - H. praecineta - T. foliace - H. mantaensis 52.88 0.03
S28 Hanzawaia concentrina - A. madagascariensis - P. schroeteriana - H. mantaensis - Q. seminula 50.10 0.01
硅藻 S19 Actinocyclus ehrenbergi - C. striata - S. fluminensis 33.90 0.003
S20 C. striata - M. sulcata 53.62 0.002
S22 C. striata 52.63 0.003
S23 C. striata - S. fluminensis - N. fasciculata 54.29 0.06
S24 S. fluminensis - N. fasciculate - C. lorenziana 42.00 0.03
S28 C. lorenziana - C. striata 34.62 0.08
2.6.3 比值及分区比较
采用有孔虫和硅藻生物属种质量分数比值来反映生物群落结构和古生产力特征, 近浅海硅藻还可分为咸水种和半咸水种或者热性种和广温种等(张金鹏 等, 2013)。分析可见, 可表示古生产力的有孔虫浮游种/底栖种(P/B)、温跃层种/混合层种以研究区西部最高, 分别达到0.44和0.14 (表7)。用于指示水温的冷水种/暖水种同样在研究区西部达到最高, 在东部却达到最低, 北部湾中部居于其间(表7), 这是由于西部水深最深, 垂向变化性较大的缘故; 同样用于指示水温的硅藻热性种/广温种以研究区东部最高, 与以上有孔虫的相应比值具有可比性, 而指示盐度的咸水种/半咸水种同样以研究区东部为最高, 两者分别为0.24和1.00, 而研究区西部次之。硅藻的浮游种/底栖种比例仍然同样以研究区西部最高, 达到0.14, 与有孔虫P/B有对应关系(表7)。
Tab. 7 Environmental indicators by foraminifera and diatom in bottom sediments of the study area and sub-division of Beibu Gulf

表7 研究区表层沉积物微体古生物质量分数比值范围及平均值分区统计

质量分数 有孔虫 硅藻
浮游种/底栖种 温跃层种/混合层种 冷水种/暖水种 热性种/广温种 咸水种/半咸水种 浮游种/底栖种
比值范围 0~0.91 0~0.36 0~0.37 0~0.49 0~2.20 0~0.33
北部 0.00 — — 0.12 0.10 —
中部 0.02 — 0.13 0.11 0.12 —
研究区东部 0.02 — 0.11 0.24 1.00 0.05
研究区西部 0.44 0.14 0.17 0.17 0.25 0.14

注: 在北部湾北部和中部由于水动力作用较强, 沉积物硅藻等化石难以完整保存, 未能全面反映出数据, 故以“—”表示无数据

2.6.4 生物多样性及分区比较
采用Shannon-Weaver生物多样性指数(H')分析上述硅藻和有孔虫群落多样性(Liang et al, 2011)。$H'=-{{p}_{i}}\sum\limits_{1}^{s}{\ln }{{p}_{i}}$, 式中: s为属数; pi为某属i之下种类含量(1≤i≤s)(陈清 等, 2012)。对于浮游类, 由于浅海水动力较强, 各种因素影响致使沉积物难以全面保存, 鉴定种类略少, 故其生物多样性指数偏低, 均低于1.00, 但大体能够反映基本情况。研究区多样性指数H'分别是：浮游有孔虫为0.00~0.90, 底栖有孔虫为1.06~2.52, 浮游硅藻为0.00~0.69, 底栖硅藻1.07~2.33, 总体的多样性指数(∑H')为2.13~5.47 (表8)。从分区来看, 研究区西部浮游硅藻、浮游和底栖有孔虫H'达到最高, 底栖硅藻则是东部最高, 西部次之。∑H'则是研究区西部和东部分别为全区最高和次高。
Tab. 8 Biodiversity index of foraminifera and diatom in bottom sediments of the study area and sub-division of Beibu Gulf

表8 研究区表层沉积物微体古生物多样性指数H'范围及平均值分区统计

H' 有孔虫 硅藻 有孔虫和硅藻
浮游 底栖 浮游 底栖 总浮游 总底栖 ∑H'
范围 0~0.90 1.06~2.52 0~0.69 1.07~2.33 0~0.90 2.12~4.59 2.13~5.47
北部 — 1.58 0.00 1.33 0.00 2.91 2.91
中部 0.00 2.07 — 1.52 0.00 3.59 3.59
研究区东部 0.00 2.10 0.21 1.92 0.21 4.02 4.23
研究区西部 0.27 2.21 0.46 1.66 0.73 3.87 4.60

注: 在北部湾北部和中部由于水动力作用较强, 沉积物硅藻等化石难以完整保存, 未能全面反映出数据, 故以“—”表示无数据。

3 讨论

3.1 物源意义

3.1.1 物源的陆源性
对比分析研究区表层沉积物沉积要素的分布特征, 孢粉组合显示北部湾为热带和亚热带暖湿气候。相关分析和统计显示稀土元素最为稳定一致, 以轻稀土元素占优, 其球粒陨石标准化曲线为右倾平坦式、Eu负异常和上陆壳平行式的分布模式, 表明碎屑物质来自陆区上陆壳风化, 缺乏深层基性或者超基性成分, 与前人研究结果一致(窦衍光 等, 2012), 来源方式主要有海岸侵蚀和河流输入。常微量元素分配模式也表明具有一致的物源, 高SiO2和较高Al2O3、Fe2O3等的分配特征与陆区广布的铝铁硅酸盐岩类及其碎屑岩类有关(李家熙 等, 1999)。
3.1.2 物源的差异性
研究区东部由于陆区为松散型硅酸盐沉积物, 其铝质量分数偏低, 分析结果显示, 研究区东部Al2O3质量分数仅为7.97%, 低于其他分区-83.21%~-81.21%。S24等站位稀土元素标准化分布模式具有向下偏离性, 加上由于沿岸径流微弱, 远离各主要河流出海口和琼州海峡西口, 进一步表明其物源是有限的, 多局限于海岸侵蚀风化。对比碎屑矿物数据(广州海洋地质调查局, 2014), 重矿物组合为钛铁矿-锆石-赤铁矿-磁铁矿-绿帘石-电气石, 与西部赤铁矿-辉石-磁铁矿-钛铁矿-电气石-锆石-白钛石等不同。在水动力的扰动下粗颗粒难以搬运, 细颗粒随水流可远距离输送。东部砂质量分数较高, 其次还有一定的粉砂, 但绝大部分化学元素普遍低质量分数, CIA和稀土元素分馏比达到最小, 化学风化弱, 元素迁移并不活跃, 而石英质量分数为北部湾全区最高, 达到78.50%, 氧化物类碎屑矿物和硅酸盐类碎屑矿物平均质量分数依次为0.06%和4.42%, 达到北部湾全区最低和次低。
研究区西部以及相邻的中央海槽水域开阔, 广泛接受湾内物质, 元素质量分数也普遍较高, CIA达到北部湾全区次高且稀土元素分馏比达到最大。研究区的Al2O3、Fe2O3、MgO、Na2O质量分数均以西部为最高, 尤其是Al2O3为11.97%, 高出研究区东部47.93%, 同样∑(Al2O3+Fe2O3+MgO+Na2O)也是如此, 达到19.92%, 略高出北部湾北部和中部4.87%和4.53%, 而东部最低, 仅为13.82%, 相对北部和中部降低了-27.23%和-27.46%。可见西部表层沉积物的元素分布模式尤其是与广大北部陆区最为常见的高铝、高铁、高镁硅酸盐岩类有对应关系。另外, 西部SiO2质量分数为62.18%, 达到全区最高, 等值线最大梯度指向研究区西南向。而对比碎屑矿物数据(广州海洋地质调查局, 2014), 西部石英质量分数却有所减少, 氧化物类和硅酸盐类有所增高, 其中硅酸盐类矿物为北部湾全区最高, 达到5.77%, 这与西部沉积了较多的细颗粒沉积物有关。
3.1.3 物源与气候变化的关系
如前所述, 所取表层沉积物为海底20cm以内深度沉积物。根据北部湾表层沉积物210Pb测年资料, 沉积速率为0.10~0.50cm•a-1 (许东 等, 2012), 可见本岩芯即为200a左右以来、晚全新世小冰期后期以来的沉积物。小冰期气候有所波动, 但总体趋暖趋湿, 这在古里雅和普诺冈日冰芯、青海湖沉积柱有机碳等多项研究均有揭示。根据孢粉、植物硅酸体、地球化学要素、氧同位素等建立的中国气温全新世气温集成序列, 反映出经过最后一个冷事件(序号C1)之后, 于大约300a以来气温呈上升趋势(陈建徽 等, 2008; 侯光良 等, 2011; 张娴 等, 2013), 尤其是近100a以来由于温室效应加剧, 气温升高明显(周秀骥 等, 2011)。由于沉积速率较高和纹理构造特征, 石笋对年代和年代际气候趋势同样有所记录, 碳氧同位素显示近200a来干湿波动和气温升高(殷建军 等, 2013)。受东亚夏季风和印度季风影响, 我国热带地区的同样有小冰期气候, 与中国小冰期划分基本对应, 其间旱涝交替, 地表遭受风化剥蚀(黄镇国 等, 2007)。
由于研究区西部接近中央海槽,广泛接受陆区输入湾内物质, 可代表陆区气候风化剥蚀程度。依据前人在研究区西部S22站所取柱状样测试和加速器质谱仪AMS 14C测年数据(广州海洋地质调查局, 2014), 以此代表研究区西部和北部湾沉积区主要变化特征。该柱状样75~70cm深度测年为830cal. a BP, 50cm的插值年龄为600~500cal. a BP, 属于小冰期以来沉积物。将20~0cm表层沉积物与其下相邻的50~20cm岩芯对比结果显示, 砂增加了10.55%, 粉砂基本不变, 黏土减少了7.09%。常量元素质量分数各有增减, 但Al2O3、Fe2O3、TiO2、P2O5有所增加, CIA增幅为0.64%。微量元素质量分数同样各有增减, 但∑(微量元素)质量分数增幅为0.26%, 总体表现为增加。稀土元素质量分数各有所增减, 轻、中、重稀土元素∑LREE、∑MREE、∑HREE增幅分别为0.16%、0.27%、-0.95%, ∑LREE/∑HREE和∑MREE/∑HREE升幅分别为1.16%和1.25%, δCe升幅为1.20%, 表明轻、中稀土元素迁移比较活跃, 而重稀土元素则相反。北部湾陆区广布变质砂岩和碎屑岩类型有含砂岩、粉砂岩、石英砂岩等, 第四系松散沉积物砂砾、砂质黏土互层, 砂质岩石和石英矿物极为丰富。由于气候趋向暖湿, 风化侵蚀增加, 粗颗粒砂组分有所增加。总体上以硅酸盐岩类为代表的化学风化是有所增强的, 对湾内包括研究区的物质输送、海洋生产力等应有促进作用。
由于海南岛西南部陆区地形分布和走向影响, 与其东北部湿润区基本呈现两极化分布, 具有降水少, 蒸发大, 太阳辐射强, 干湿季分明的特征。地表堆积有丰富的更新统和全新统埋藏古风成砂沉积物, 以中砂和细砂为主, 黏土组分低下, 呈现沙化和干漠化的区域气候变化趋势(李森 等, 2005; 车秀芬 等, 2014), 这使得海南岛西部近浅海沉积物及其物质分配受到局限。如前所述, 研究区东部大部分化学元素包括营养盐P2O5质量分数很低, 对比碎屑矿物、氮(N)和总有机碳(TOC)数据(广州海洋地质调查局, 2014), N和TOC的平均质量分数同样如此, 分别低于全区-46.78%~-39.02%和-50.76%~-27.78%, 黏土团质量分数为0.36%~1.16%, 平均为0.84%, 明显低于北部和中部的2.80%~4.60%, 也低于研究区西部的0.98%, 以硅酸盐和黏土矿物为基质的海洋自生矿物海绿石同样质量分数偏低, 平均只为0.32%。

3.2 水动力作用下的空间分异性

研究区东部颗粒较粗, 粒级频率曲线峰态尖锐, 分选较好, 趋向负偏, 这与其岸线走向与偏南浪向形成夹角, 正面承受波浪淘选, 水动力较强有关。而西部水深加深, 水动力减弱, 以潮流控制为主, 分选变差, 趋向正偏, 峰态减缓, 形成了频率曲线以粉砂组分为界的左右偏移, 东部为砂和粉砂质砂, 西部为粘土质粉砂, 粘土质量分数达到全区最高。研究区西部粒度指标与北部湾北区相近, 这是因为北部湾北区和研究区西部分别地处北部湾南北两个快速沉积区。北部湾冬夏季存在逆时针余环流, 虽然其中心会有所移动和分离(Endler, 2011; 侍茂崇, 2014), 但对于陆区输入颗粒尤其是细颗粒具有辐合效应, 而研究区西部又接近该环流中心或处于气旋式切变的辐合区之内。前人研究也指出该处为北部湾泥质沉积中心区(mud-depocentre)(Ni et al, 2016)。
各要素质量分数等值线变化总体上有自东向西增加型、自东向西降低型两种。进一步分析得出, 平均粒径平均梯度为0.100Φ·km-1, 分选平均为0.020Φ·km-1, 偏态、峰态平均则分别为0.008km-1和0.009km-1。化学指标方面, CIA为0.802km-1, 其他元素也同样具有一定的变化梯度, 尤其是CaO、MnO、Sr质量分数由于在研究区东部高, 其梯度平均为0.003~6.270μg·g-1·km-1, Sr/Ba为0.054km-1, 显示了研究区碎屑物质及其化学元素在水动力分配下具有海湾尺度的空间异质性。

3.3 自生碳酸盐沉积的指示

3.3.1 CaO等的高值现象
除了CaO、MnO、Sr三者, 相关分析显示, 大部分元素质量分数之间有较好的正相关性, 尤其是稀土元素, 其变异系数接近, 还具有变化一致性。这些元素还遵守了粒度控制律。除了个别元素易受到微环境影响导致行为有所差异, 但在共同的陆源控制背景之下, 绝大部分元素进入海洋之后的行为是基本一致的。
研究区东部Sr/Ba比值在北部湾全区最为突出, 高达1.98, 比北部湾北部和中部高出153.85%~ 253.57%, 比研究区西部高出175.00%。δCe和δEu均是碳酸盐沉积指标(付淑清 等, 2010; 窦衍光 等, 2012)。虽然研究区δCe均处于弱负异常范围, 但东部的弱负异常又为区间最低值, δEu则表现相反, 这是受到了碳酸盐的影响。δEu的平面分布形态与变化特征与CaO、MnO、Sr三者一致, 与该三者的相关系数0.73~0.91, 经检验为显著正相关。北部湾陆区具有贫钙、贫锰、贫锶的地球化学特征, 钙元素区域背景值为1.40%, Mn为0.027%, Sr为46.07μg•g-1 (李家熙 等, 1999), 故研究区的富集系数依次为2.97~11.82、1.97~8.45、4.12~11.50, 均以研究区东部最为突出, 高出全区平均平均值的78.30%~159.06%, 虽然西部次之, 但已与北部湾北部和中部比较接近。前人研究结果也表明研究区东部以及近岸水域为较突出的碳酸钙沉积区(李学杰 等, 2004; 许冬 等, 2013; 方念乔 等, 2013)。
3.3.2 海洋自生碳酸盐的可能性
对比碎屑矿物数据(广州海洋地质调查局, 2014), 研究区表层沉积物钙质生物碎屑较为丰富, 质量分数介于4.01%~14.30%, 东部为7.61%, 西部为9.62%, 而北部湾北部和中部为8.14%~10.68%, 可见研究区东部钙质生物碎屑只是处于北部湾全区平均水平。由于各要素的性质以及质量分数量级和含义不同, 为便于对比, 将CaO、MnO、Sr和钙质生物碎屑的质量分数及其平均值的比值, 作为其线性化和无量纲化的相对含量, 其结果显示, 钙质生物碎屑与CaO等的相对含量高值并没有明显对应性, 在某些站位例如S24站甚至相反(图8)。近岸水动力变化较大, 有孔虫壳体埋藏丰度低, 离岸越远的水深较深处, 其丰度明显增加。研究区有孔虫壳体埋藏丰度为1~2848×10-1个•g-1, 但其与CaO、MnO、Sr的相关系数为-0.05~-0.06, 属于无关。
Fig.8 Distribution of standardized concentration of CaO, MnO, Sr and calcareous detritus in bottom sediments of research area

图8 研究区表层沉积物CaO、MnO、Sr和钙质生物碎屑的相对含量分布

δEu正异常一般是因为有外源例如海底热液输入, 而研究区δEu均为中等负异常。δCe为弱负异常表明由于水深影响, 海底沉积物具有一定的缺氧或者还原环境, 研究区元素质量分数比值V/(V+Ni)为0.69~0.75, 均大于临界值0.54, 可进一步认为情况如此。对比研究区TOC、N测试数据(广州海洋地质调查局, 2014), TOC/N为0.95~7.14, 平均为4.40均低于10, 表明碳的内源性。其最高值7.14出现于研究区东北部靠近琼州海峡西口, 而且该处离海南岛昌化江出海口最近。东部的SiO2质量分数平均为61.29%, 不稳定硅酸盐类矿物长石平均为4.29%, 平均为全区最低或者次低, 反映来自含钙硅酸盐的贡献并不高。海南岛西南部为低铝松散型硅酸盐沉积物, CIA同样也反映出铝硅酸盐风化低下, 亦表明黏土矿物对碳酸盐形成贡献低下和物源区干燥的气候条件。有研究认为CIA可反映烃源岩特征(蔡俊军 等, 2014), 但尤其是东部低下的CIA反映出研究区海底烃类气体逸出作为碳源的可能性小。对比地质分析结果(广州海洋地质调查局, 2014), 湾内北西向的莺歌海盆地东界偏西, 水深大于30m, 研究区东部所处位置已为盆地向海南岛隆起的斜坡过渡带, 距离以西的古埋藏河道和古三角洲亦有相当距离。黄铁矿作为烃类有机气体成因的伴生矿物, 除了靠近琼州海峡西口东北部站位间有少量黄铁矿之外, 质量分数为0.12%~5.32%, 研究区其他站位均未出现。以上显示了存在海洋自生碳酸盐的可能性, 在研究区东部CaO、MnO、Sr 3项元素较好地体出在碳酸盐矿物的类质同象, 对比前人在相邻水域的研究结果, 其质量分数高值区同步出现于海南岛南部近浅海水域, CaO、Sr与MnO之间存在正相关性(崔振昂 等, 2015)。以上与近来对南海北部陆架碳酸盐、δ18O和δ13C的研究认为南海北部的碳酸盐可能以海洋自生碳酸盐为主之认识是一致的(李春园 等, 2013)。但这种自生碳酸盐是化学成因为主还是微生物成因为主(王红梅 等, 2013), 或者两者兼而有之, 需要进一步的研究。
3.3.3 海洋自生碳酸盐的环境条件
以上表明海南岛西部尤其是西南部物源有限, 陆区缺乏有机质、腐殖酸等, 营养物质和化学元素风化流失。前述分析显示, 有孔虫以表层暖水种占优, 次表层种暖水种次之, 硅藻为热带和亚热带种。在研究区东部, 两者的冷水种/暖水种最低, 热性种/广温种、咸水种/半咸水种等比值最高, 底栖生物多样性指数为4.02, 也为北部湾全区最高, 而较高的底栖生物多样性指数对应较清洁的海水(蔡立哲 等, 2002; 高亚辉 等, 2011)。在春夏季, 北部湾内表层水温普遍较高, 海南岛西南部近岸水域28~29℃, 在夏季出现高温闭合圈, 秋冬季有所降温, 其表层水温为22~26℃, 平均降低了3.5~4.5℃ (孙湘平, 2006), 可见平均降幅约-20%, 较为明显。春季的北部湾南部等盐线先是以东南—西北向往湾内递增, 然后转为南北向, 在海南岛西南部水域存在一个盐舌, 在夏季成为一个闭合的小范围高值圈, 在秋冬季的转为大范围的开阔高盐区(孙湘平, 2006; Endler, 2011)。因此, 上述的比值指示意义与其温盐分布特征是相符的。
以上总体指示了研究区东部为砂质沉积物和有限物源的沉积环境, 具有暖性、高盐、较高pH值、较清洁等水体性质, 而研究区海水Ca、Mn、Sr质量浓度较高, 平均为401mg•L-1、28µg•L-1、8003µg•L-1 (广州海洋地质调查局, 2014), 这样可为海洋垂向水柱中CaO等饱和沉淀提供有利的碱性、溶解度降低之环境(Martin, 2017), 具备化学沉积条件。南海其他陆架浅海(澳大利亚西北部)碳酸盐沉积区也往往以砂沉积物占优(曹知勉 等, 2008; Belde et al, 2017), 在东海浅海陆架粗颗粒沉积物之中往往会富集碳酸盐, 其砂质区具有最高的Ca、Sr和Sr/Ba (杨作升 等, 2002), 表明作为同属西太平洋浅海陆架的碳酸盐沉积可能存在相似之处。实际上, 在其他暖池例如西太平洋暖池也发育碳酸盐沉积(Osborne et al, 2013)。研究区CaO/P2O5高达143.20, 显示出碳酸盐沉积环境下贫营养化特征, 这种贫营养特征在其他暖池例如热带西太平洋暖池也有体现(Radenac et al, 2013)。

3.4 研究区海洋高生产力特征

由于受到近岸变性水团和湾口外上溯陆架水团影响, 依据研究区海水营养盐无机氮(DIN)和无机磷(DIP)数据(广州海洋地质调查局, 2014), 两者变化垂直形态基本相同, 但不同位置的垂直变化却形态不一, 一般有3种类型: 缓慢增加再转折快速降低型、平缓变化再转折明显增加型和平缓增加型。但不管是哪种变化形态类型, 表层和近表层的营养盐质量分数均偏低, 其相对于以下整个水柱降低的范围为-5.43%~-66.67%, 平均为-24.49%, 只有在极个别站位是高出的。这是因为受到浮游生物的摄取消耗而致, 表明浮游生物的生产力活动集中于表层和近表层。
研究区上述营养盐养跃层转折点深度10~60m, 水深越深, 跃层深度越大, 跃层深度/水深比值在东部为0.32, 西部为0.65, 虽然跃层对于海水垂直交换有一定阻碍, 但可见研究区西部较深处跃层深度偏深, 转折点下移, 延伸了上部海水浮游生物活动和交换空间, 有利于促进生产力活动, 况且邻近逆时针环流辐合区, 逆时针流动会产生垂向向上的涡分量, 对营养盐具有一定的动力辐聚效应(Piotrowski et al, 2009; Tsiaras et al, 2012)。如前所述, G. bulloides和N. dutertrei上升流种多集中于研究区西部和西南水深较深的海域, 最高含量共为14.95%, 黑潮指示种P. obliquiloculata也是如此, 最高含量为3.19%。从垂向结构上可见, 温盐与营养盐等从口外平缓、较均一型转为有一定转折结构的形态(Bauer et al, 2010), 总体表明虽然受到湾内近岸水团的影响, 研究区西部以及中央水域远离海岸, 并非近岸水团, 为湾外陆架海洋水团向北部湾的延伸主体部分, 仍然维持一定的保守性。前人采用遥感数据研究海面水温和叶绿素, 可见水温、叶绿素值线呈舌状以东南南—西北北向往湾内递增(Waniek, 2010)。相对于南海贫营养盐、低生产力的特征(曹知勉 等, 2008), 在位于暖池的研究区的海洋生产力得以提高。
研究区海水DIN和DIP依次为6.67~ 20.69μg•L-1和2.16~10.06μg•L-1, 西部比东部高, DIP则相近, 总体还是能说明西部营养盐高于东部。再看研究区表层沉积物, 其西部表层沉积物P2O5含量为全区最高, 达到0.093%, 再对照N和TOC测试结果(广州海洋地质调查局, 2014), N、TOC分别为0.10%、0.46%, 两者达到全区次高。以上说明研究区表层沉积物和上覆海水的营养盐分布特征具有一致性。对比前述有孔虫P/B等古生产力指标, 在研究区西部明显突出。以上均指示研究区西部及接近中央海槽的水域为海洋生产力高值区。研究区西部有孔虫和硅藻的总浮游类和总底栖类多样性指数依次为0.73和3.87, 分别达到最高和次高, 即具有双高的特征, 总的多样性指数达到全区最高为4.60, 这与西部海水生产力较高相对应, 也再次说明高生产力至少与高浮游生物多样性指数有关(张萍 等, 2016), 而东部只是底栖类生物总多样性指数达到最高。

4 结论

1) 研究区地处北部湾暖池主要水域, 属于口外陆架海洋和北部湾湾内过渡带, 其物源具有陆源性, 总体来说微体古生物多样性较高。其东部近岸水域, 水动力作用较强, 多接受本地海岸侵蚀来源, 生物碎屑有所堆积, 颗粒偏粗, 碳酸盐沉积较为突出, 海洋自生性碳酸盐可能有所贡献。其大部分元素质量分数低, 稀土元素分馏比值小, 化学风化较弱, 为古生产力低值区; 西部接近中央海槽和地处北部湾南部沉积区, 水动力减弱, 颗粒变细, 大部分元素质量分数高, 稀土元素分馏比值大, 代表了陆区自小冰期后期以来化学风化增强的特征, 亦为海洋古生产力高值区。各沉积物要素在海湾尺度下具有较明显的变化性。
2) 研究区浮游有孔虫以表层暖水种占优, 底栖优势种4~6种, 为浅海暖水种, 常出现P. schroeteriana。硅藻为亚热带和热带种, 群落特征种比值从结构上指示出研究区具有暖水、清洁、高盐等特征。暖池既具有一定独立性, 也具有对外开放性。秋冬季节海面散热较快, 而在海南岛西南近浅海出现的暖池, 对维持海洋生物多样性和生产力应具有积极意义, 对近浅海钙质生物活动及其碎屑堆积以及海洋碳酸盐沉积同样具有维护作用。

The authors have declared that no competing interests exist.

参考文献

原文顺序 | 文献年度倒序 | 文中引用次数倒序
[1]
蔡俊军, 卢振权, 何家雄, 等, 2014. 祁连山冻土区天然气水合物伴生碳酸盐岩的地球化学特征[J]. 新能源, 34(2): 143-153.

CAI JUNJUN, LU ZHENQUAN, HE JIAXIONG, et al, 2014. Geochemical behaviors of carbonates associated with gas hydrate in the Qilian Mountain permafrost[J]. Natural Gas Industry, 34(2): 143-153 (in Chinese with English abstract).

[2]
蔡立哲, 马丽, 高阳, 等, 2002. 海洋底栖动物多样性指数污染程度评价标准的分析[J]. 厦门大学学报(自然科学版), 41(5): 641-646.

CAI LIZHE, MA LI, GAO YANG, et al, 2002. Analysis on assessing criterion for polluted situation using species diversity index of marine macrofauna[J]. Journal of Xiamen University (Natural Science), 41(5): 641-646 (in Chinese with English abstract).

[3]
曹知勉, 戴民汉, 2008. 海洋钙离子非保守行为及海洋钙问题[J]. 地球科学进展, 23(1): 8-16.

CAO ZHIMIAN, DAI MINHAN, 2008. Non-conservative calcium in the sea and oceanic calcium problems[J]. Advances in Earth Science, 23(1): 8-16 (in Chinese with English abstract).

[4]
车秀芬, 张京红, 黄海静, 等, 2014. 海南岛气候区划研究[J]. 热带农业科学, 34(6): 60-65, 70.

CHE XIUFEN, ZHANG JINGHONG, HUANG HAIJING, et al, 2014. Climate regionalization in Hainan Island[J]. Chinese Journal of Tropical Agriculture, 34(6): 60-65, 70 (in Chinese with English abstract).

[5]
陈建徽, 陈发虎, 张家武, 等, 2008. 中国西北干旱区小冰期的湿度变化特征[J]. 地理学报, 63(1): 23-33.

CHEN JIANHUI, CHEN FAHU, ZHANG JIAWU, et al, 2008. Humidity variability in the arid northwest China during LIA derived from different proxy records[J]. Acta Geographica Sinica, 63(1): 23-33 (in Chinese with English abstract).

[6]
陈清, 樊隽轩, MELCHIN M J, 2012. 古生物多样性统计方法及其适用性分析[J]. 古生物学报, 51(4): 445-462.

CHEN QING, FAN JUNXUAN, MELCHIN M J, 2012. Methods for paleobiodiversity measurement and case studies of their applicability[J]. Acta Palaeontologica Sinica, 51(4): 445-462 (in Chinese with English abstract).

[7]
崔振昂, 林进清, 甘华阳, 等, 2015. 南海北部湾东部海域表层沉积物地球化学特征[J]. 海洋科学, 39(7): 103-111.

CUI ZHEN’ANG, LIN JINQING, GAN HUAYANG, et al, 2015. Geochemical characteristics of the surface sediments in the eastern Beibu Gulf, South China Sea[J]. Marine Sciences, 39(7): 103-111 (in Chinese with English abstract).

[8]
戴明, 李纯厚, 张汉华, 等, 2007. 海南岛以南海域浮游植物群落特征研究[J]. 生物多样性, 15(1): 23-30.

DAI MING, LI CHUNHOU, ZHANG HANHUA, et al, 2007. Characteristics of the phytoplankton community in the southern waters of Hainan Island[J]. Biodiversity Science, 15(1): 23-30 (in Chinese with English abstract).

[9]
窦衍光, 李军, 李炎, 2012. 北部湾东部海域表层沉积物稀土元素组成及物源指示意义[J]. 地球化学, 41(2): 147-157.

DOU YANGUANG, LI JUN, LI YAN, 2012. Rare earth element compositions and provenance implication of surface sediments in the eastern Beibu Gulf[J]. Geochimica, 41(2): 147-157 (in Chinese with English abstract).

[10]
方念乔, 刘豪, 李琦, 等, 2013. 南海新生代碳酸盐沉积与区域构造演化[J]. 地学前缘, 20(5): 227-234.

FANG NIANQIAO, LIU HAO, LI QI, et al, 2013. The pattern of carbonate sedimentation and its relation to the evolution of the South China Sea in Cenozoic[J]. Earth Science Frontiers, 20(5): 227-234 (in Chinese with English abstract).

[11]
付淑清, 朱照宇, 欧阳婷萍, 等, 2010. 南海南部陆坡晚第四纪沉积物稀土元素及环境意义[J]. 热带地理, 30(1): 24-29.

FU SHUQING, ZHU ZHAOYU, OUYANG TINGPING, et al, 2010. Sedimentary records of rare earth elements from southern South China Sea continental slope and its paleoclimatic implications during late Quaternary[J]. Tropical Geography, 30(1): 25-28 (in Chinese with English abstract).

[12]
高劲松, 陈波, 何小英, 等, 2014. 海南岛西岸上升流与暖池的数值研究[J]. 广西科学, 21(4): 331-337.

GAO JINSONG, CHEN BO, HE XIAOYING, et al, 2014. Numerical study on the upwelling and warm pool off the western coast of Hainan Island[J]. Guangxi Sciences, 21(4): 331-337 (in Chinese with English abstract).

[13]
高劲松, 陈波, 侍茂崇, 2015. 北部湾夏季环流结构及生成机制[J]. 中国科学: 地球科学, 45(1): 99-112.

GAO JINSONG, CHEN BO, SI MAOCHONG, 2015. Summer circulation structure and formation mechanism in the Beibu Gulf[J]. Science China: Earth Sciences, 58(2): 286-299.

[14]
高亚辉, 梁君荣, 陈长平, 等, 2011. 海洋硅藻多样性与生态作用研究[J]. 厦门大学学报(自然科学版), 50(2): 455-464.

GAO YAHUI, LIANG JUNRONG, CHEN CHANGPING, et al, 2011. Studies on biodiversity and ecological importance of marine diatoms[J]. Journal of Xiamen University (Natural Science), 50(2): 455-464 (in Chinese with English abstract).

[15]
广州海洋地质调查局, 2013. 北部湾广西近岸海洋地质环境与地质灾害调查报告[R]. 广州: 广州海洋地质调查局.

GUANGZHOU MARINE GEOLOGICAL SURVEY, 2013. Investigation report on the near-shore marine geological environment and geological hazards along Guangxi coast, China[R]. Guangzhou: Guangzhou Marine Geological Survey (in Chinese).

[16]
广州海洋地质调查局, 2014. 南海北部湾全新世环境演变及人类活动影响研究成果报告[R]. 广州: 广州海洋地质调查局.

GUANGZHOU MARINE GEOLOGICAL SURVEY, 2014. Investigation report on the Holocene environmental evolution and anthropogenic impact of Beibu Gulf, China[R]. Guangzhou: Guangzhou Marine Geological Survey (in Chinese).

[17]
侯光良, 方修琦, 2011. 中国全新世气温变化特征[J]. 地理科学进展, 30(9): 1075-1080.

HOU GUANGLIANG, FANG XIUQI, 2011. Characteristics of Holocene temperature change in China[J]. Progress in Geography, 30(9): 1075-1080 (in Chinese with English abstract).

[18]
黄以琛, 李炎, 邵浩, 等, 2008. 北部湾夏冬季海表温度、叶绿素和浊度的分布特征及调控因素[J]. 厦门大学学报(自然科学版), 47(6): 856-863.

HUANG YICHEN, LI YAN, SHAO HAO, et al, 2008. Seasonal variations of sea surface temperature, chlorophyll-a and turbidity in Beibu Gulf, MODIS imagery study[J]. Journal of Xiamen University (Natural Science), 47(6): 856-863 (in Chinese with English abstract).

[19]
黄镇国, 张伟强, 2007. 中国热带西部的小冰期[J]. 热带地理, 27(6): 489-492.

HUANG ZHENGGUO, ZHANG WEIQIANG, 2007. The little ice age in the west part of tropical China[J]. Tropical Geography, 27(6): 489-492 (in Chinese with English abstract).

[20]
李保华, 孔晓敏, 王晓燕, 2010. 北部湾中部海域底质沉积物中的有孔虫[J]. 微体古生物学报, 27(2): 99-108.

LI BAOHUA, KONG XIAOMIN, WANG XIAOYAN, 2010. Foraminifera in surface sediments of the Tonkin Gulf, northern South China Sea[J]. Acta Micropalaeontologica Sinica, 27(2): 99-108 (in Chinese with English abstract).

[21]
李春园, 孙蕾, 葛璇, 等, 2013. 南海北部表层沉积物碳酸盐含量和δ18O及δ13C的空间与粒径分布特征及其控制因素[J]. 海洋学报, 35(3): 246-254.

LI CHUNYUAN, SUN LEI, GE XUAN, et al, 2013. Spatial and grain size distribution of carbonates content δ18O and δ13C in surface sediments from the northern South China Sea and their controlling factors[J]. Acta Oceanologica Sinica, 35(3): 246-254 (in Chinese with English abstract).

[22]
李家熙, 吴功建, 1999. 中国生态环境地球化学图集[M]. 北京: 地质出版社.

LI JIAXI, WU JIANGONG, 1999. Atlas of Chinese ecological environmental geochemistry[M]. Beijing: Geological Publishing House (in Chinese).

[23]
李森, 孙武, 李凡, 等, 2005. 海南岛西部热带沙漠化土地特征与成因[J]. 地理学报, 60(3): 433-444.

LI SEN, SUN WU, LI FAN, et al, 2005. Study on the characteristics and the cause of sandy desertified land in the west of Hainan Island[J]. Acta Geographica Sinica, 60(3): 433-444 (in Chinese with English abstract).

[24]
李学杰, 陈芳, 刘坚, 等, 2004. 南海西部表层沉积物碳酸盐分布特征及其溶解作用[J]. 地球化学, 33(3): 254-260.

LI XUEJIE, CHEN FANG, LIU JIAN, et al, 2004. Distribution and its dissolution of carbonate in seafloor surface sediment in the western South China Sea[J]. Geochimica, 33(3): 254-260 (in Chinese with English abstract).

[25]
侍茂崇, 2014. 北部湾环流研究述评[J]. 广西科学, 21(4): 313-324.

SHI MAOCHONG, 2014. Study comments on circulation in Beibu Gulf[J]. Guangxi Sciences, 21(4): 313-324 (in Chinese with English abstract).

[26]
孙湘平, 2006. 中国近海区域海洋[M]. 北京: 海洋出版社.

SUN XIANGPING, 2006. Zhongguo Jinhai Quyu Haiyang[M]. Beijing: Ocean Press (in Chinese).

[27]
童国榜, 陈亮, 龙江平, 等, 2012. 北部湾东部表层孢粉沉积特征及其沉积动力环境[J]. 科学通报, 57(9): 743-752.

TONG GUOBANG, CHEN LIANG, LONG JIANGPING, et al, 2012. Surface pollen distribution patterns in Beibu Gulf and corresponding sediment dynamics environment[J]. Chinese Science Bulletin, 57(8): 902-911.

[28]
王红梅, 吴晓萍, 邱轩, 等, 2013. 微生物成因的碳酸盐矿物研究进展[J]. 微生物学通报, 40(1): 180-189.

WANG HONGMEI, WU XIAOPING, QIU XUAN, et al, 2013. Microbially induced carbonate precipitation: a review[J]. Microbiology China, 40(1): 180-189 (in Chinese with English abstract).

[29]
王丽荣, 赵焕庭, 2008. 我国南海珊瑚礁区现代沉积底栖有孔虫的生态特征研究综述[J]. 热带地理, 28(4): 346-350.

WANG LIRONG, ZHAO HUANTING, 2008. A review of the studies in China on the ecological characteristics of modern sedimental benthic foraminifera of coral reef in South China Sea[J]. Tropical Geography, 28(4): 346-350 (in Chinese with English abstract).

[30]
许冬, 初凤友, 杨海丽, 等, 2012. 北部湾现代沉积速率[J]. 海洋地质与第四纪地质, 32(6): 17-26.

XU DONG, CHU FENGYOU, YANG HAILI, et al, 2012. Modern sedimentation rates in the Beibu Gulf[J]. Marine Geology & Quaternary Geology, 32(6): 17-26 (in Chinese with English abstract).

[31]
许冬, 李家彪, 初凤友, 等, 2013. 北部湾东部沉积物结构和碳酸盐含量变化对末次海侵和环流作用的响应[J]. 地球科学—中国地质大学学报, 38(S1): 70-82.

XU DONG, LI JIABIAO, CHU FENGYOU, et al, 2013. The response of sedimentary records in eastern Beibu Gulf to the last Postglacial transgression and circulation[J]. Earth Science — Journal of China University of Geosciences, 38(1): 70-82 (in Chinese with English abstract).

[32]
杨作升, 范德江, 郭志刚, 等, 2002. 东海陆架北部泥质区表层沉积物碳酸盐粒级分布与物源分析[J]. 沉积学报, 20(1): 1-6.

YANG ZUOSHENG, FAN DEJIANG, GUO ZHIGANG, et al, 2002. Distribution of the carbonate clast size and the provenance analyses of the surface sediments in the northern East China Sea[J]. Acta Sedimentologica Sinica, 20(1): 1-6 (in Chinese with English abstract).

[33]
殷建军, 覃嘉铭, 林玉石, 2013. 石笋记录年际、年代际极端天气/气候事件研究进展[J]. 中国岩溶, 32(2): 203-210.

YIN JIANJUN, QIN JIAMING, LIN YUSHI, 2013. Research progress on the interannual-interdecadal extreme weather event recorded by stalagmites[J]. Carsologica Sinica, 32(2): 203-210 (in Chinese with English abstract).

[34]
张金鹏, 朱本铎, 陈炽新, 等, 2013. 南海西北部表层沉积硅藻的分布特征与环境分析[J]. 海洋地质前沿, 29(11): 8-13.

ZHANG JINPENG, ZHU BENDUO, CHEN CHIXIN, et al, 2013. Distribution pattern of diatom in surface sediments of the northwestern South China Sea and its environmental implications[J]. Marine Geology Frontiers, 29(11): 8-13 (in Chinese with English abstract).

[35]
张萍, 缴建华, 孙万胜, 等, 2016. 渤海湾天津近岸海域大型底栖动物群落结构及次级生产力的初步研究[J]. 大连海洋大学学报, 31(3): 324-330.

ZHANG PING, JIAO JIANHUA, SUN WANSHENG, et al, 2016. Community structure and secondary production of macrobenthos in Tianjin coastal seawaters in Bohai Bay[J]. Journal of Dalian Ocean University, 31(3): 324-330 (in Chinese with English abstract).

[36]
张娴, 邵晓华, 王涛, 2013. 中国小冰期气候研究综述[J]. 南京信息工程大学学报: 自然科学版, 5(4): 317-325.

ZHANG XIAN, SHAO XIAOHUA, WANG TAO, 2013. Regional climate characteristics in China during the Little Ice Age[J]. Journal of Nanjing University of Information Science and Technology: Natural Science Edition, 5(4): 317-325 (in Chinese with English abstract).

[37]
周秀骥, 赵平, 刘舸, 等, 2011. 中世纪暖期、小冰期与现代东亚夏季风环流和降水年代-百年尺度变化特征分析[J]. 科学通报, 56(25): 2060-2067.

ZHOU XIUJI, ZHAO PING, LIU GE, et al, 2011. Characteristics of decadal-centennial-scale changes in east Asian summer monsoon circulation and precipitation during the Medieval Warm Period and Little Ice Age and in the present day[J]. Chinese Science Bulletin, 56(28/29): 3003-3011.

[38]
BAUER A, WANIEK J J, 2010. Modeling biological production in the central beibu gulf[R]. BEIBU Workshop, Guangzhou, China.

[39]
BELDE J, REUNING L, BACK S, 2017. Bottom currents and sediment waves on a shallow carbonate shelf, Northern Carnarvon Basin, Australia[J]. Continental Shelf Research, 138: 142-153.

[40]
ENDLER M, 2011. Composition, spatial distribution and dynamics of suspended particulate matter (SPM) in the Beibu Gulf, South China Sea[R]. BEIBU Workshop, Warnemund, Germany.

[41]
KAI LIANG, BAUER A, BRUST J, 2011. Benthic foraminiferal distribution patterns in the Beibu Gulf[R]. BEIBU Workshop, Warnemund, Germany.

[42]
KUMAR P V H, JOSHI M, SANILKUMAR K V, et al, 2009. Growth and decay of the Arabian Sea mini warm pool during May 2000: observations and simulations[J]. Deep Sea Research Part Ⅰ: Oceanographic Research Papers, 56(4): 528-540.

[43]
LI JIAXUN, WANG GUIHUA, XIE SHANGPING, et al, 2012. A winter warm pool southwest of Hainan Island due to the orographic wind wake[J]. Journal of Geophysical Research: Oceans, 117(C8): C08036.

[44]
LI JIAXUN, ZHANG REN, LING ZHENG, 2014. Effects of Cardamom Mountains on the formation of the winter warm pool in the gulf of Thailand[J]. Continental Shelf Research, 91: 211-219.

[45]
MARTIN J B, 2017. Carbonate minerals in the global carbon cycle[J]. Chemical Geology, 449(2017): 58-72.

[46]
NI Y, HARFF J, XIA Z, et al, 2016. Post-glacial mud depocentre in the southern Beibu Gulf: acoustic features and sedimentary environment evolution[M]//CLIFT P D, HARFF J, WU J, et al. River-Dominated Shelf Sediments of East Asian Seas. Geological Society. London: Special Publications: 429.

[47]
OSBORNE M C, DUNBAR R B, MUCCIARONE D A, et al, 2013. Regional calibration of coral-based climate reconstructions from Palau, West Pacific Warm Pool (WPWP)[J]. Palaeogeography, Palaeoclimatology, Palaeoecology, 386: 308-320.

[48]
PIOTROWSKI A M, BANAKAR V K, SCRIVNER A E, et al, 2009. Indian Ocean circulation and productivity during the last glacial cycle[J]. Earth and Planetary Science Letters, 285(1/2): 179-189.

[49]
RADENAC M-H, MESSIÉ MO, LÉGER F, et al, 2013. A very oligotrophic zone observed from space in the equatorial Pacific warm pool[J]. Remote Sensing of Environment, 134: 224-233.

[50]
TSIARAS K P, KOURAFALOU V H, RAITSOS D E, et al, 2012. Inter-annual productivity variability in the North Aegean Sea: influence of thermohaline circulation during the Eastern Mediterranean Transient[J]. Journal of Marine Systems, 96: 72-81.

[51]
WANIEK J J, 2010. Beibu Gulf and its importance for South China Sea[R]. BEIBU Workshop, Guangzhou, China.

[52]
ZHANG CHENGLONG, HUANG HUI, YE CHENG, 2013. Diurnal and seasonal variations of carbonate system parameters on Luhuitou fringing reef, Sanya Bay, Hainan Island, South China Sea[J]. Deep Sea Research Part Ⅱ: Topical Studies in Oceanography, 96: 65-74.

Options
文章导航

/

〈 〉