南海北部陆丰凹陷中新世古环境演化研究

论文摘要

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。

论文目录

• 中文摘要
• abstract
• 1 引言
•   1.1 选题背景、研究意义和依托项目
•   1.2 国内外研究现状和科学问题
•   1.3 研究目标和内容
•   1.4 完成工作量、主要结论和创新点
• 2 研究区域概况
•   2.1 南海自然地理特征
•   2.2 地质概况
•   2.3 东亚季风
•   2.4 南海现代海洋学特征
• 3 材料与方法
•   3.1 研究材料
•   3.2 样品处理与分析
• 4 LF14 井有孔虫化石组成和分布特征
•   4.1 浮游有孔虫化石组成和分布特征
•   4.2 底栖有孔虫化石组成和分布特征
• 5 浮游有孔虫生物地层年代框架
•   5.1 南海北部浮游有孔虫生物事件分布及年龄选取
•   5.2 LF14 井浮游有孔虫生物地层年代框架
•   5.3 LF14 井中新世沉积速率
• 6 LF14 井中新世古水深变化历史
•   6.1 LF14 井古水深估算结果
•   6.2 南海北部地区中新世古水深和沉积环境
•   6.3 小结
• 7 南海北部地区中新世沉降特征和沉积速率
•   7.1 LF14 井地层分层与年龄
•   7.2 LF14 井中新世沉降特征和沉积速率
•   7.3 南海北部地区中新世沉降活动及沉积速率
•   7.4 小结
• 8 南海北部浅海陆架中新世古环境对全球气候变化的响应
•   8.1 LF14 井底栖有孔虫组合
•   8.2 南海北部陆架区中新世古环境演化
•   8.3 小结
• 9 结论与展望
•   9.1 结论
•   9.2 不足与展望
• 致谢
• 参考文献
• 附录
•   LF14 井底栖有孔虫系统古生物学分类
•   图版与图版说明
•   个人简介

文章来源

类型: 博士论文

作者: 薛力园

导师: 丁旋

关键词: 中新世,南海,陆丰凹陷,生物地层,有孔虫组合,有机碳,古水深,构造沉降

来源: 中国地质大学(北京)

年度: 2019

分类: 基础科学

专业: 海洋学,地质学

单位: 中国地质大学(北京)

基金: 国家自然科学基金重点项目(91328201)“南海北部新近纪陆架坡折的发育演化及其对南海盆地动力学过程的沉积响应”

分类号: P736

DOI: 10.27493/d.cnki.gzdzy.2019.000144

总页数: 118

文件大小: 13171K

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