珊瑚是海洋生态系统的重要组成部分,是海洋环境信息记录的重要生物材料,非造礁黑角珊瑚以其寿命长、耐腐蚀、环境适应性强、分布广泛等优点,成为潜在的长时间尺度环境记录的优良载体之一。本文以中国南海黑角珊瑚为研究对象,通过高空间分辨率的光谱扫描和质谱分析,研究微量元素在黑角珊瑚有机质骨骼中的结合机制和分布特征,探讨微量金属元素Fe、Pb对周围环境变化的响应,旨在为反演过去海洋环境变化的研究提供可靠的依据。论文研究表明：1)南海黑角珊瑚物种(Cirrhipathes spp和Antipathes spp.)都表现出了生长缓慢、生长周期长的特性。它们分别持续生长了185年、237年和266年,年生长率分别为20.6μm/yr、17.8μm/yr和26.6μm/yr。黑角珊瑚210Pb定年结果与生长环计数的定年结果基本一致,说明了该定年结果的可靠性。黑角珊瑚年代序列的建立为后续骨骼元素分布序列和环境记录的研究提供了基础数据。2)黑角珊瑚有机质骨骼主要由蛋白质和几丁质组成,原位微区共焦拉曼光谱表征了多种氨基酸的振动特征,包括甘氨酸、组氨酸、甲硫氨酸、苯丙氨酸等。骨骼中微量金属元素(如Fe元素)的富集主要通过与蛋白质大分子中的有机氧相结合。且有Fe>Zn>Mn>Pb的富集系数排序。3)微量元素在黑角珊瑚骨骼中的时间变化特征受到了骨骼自身生长特性和人为扰动等多方面因素影响,在不同的生长阶段表现出了不同的因子响应。其中,I、Ca的分布特征多与骨骼胶合区的形成和分布相关,Fe、Mn、Pb则多表现出受人为扰动异常升高的分布特征,而Zn元素在不同生长时期表现出受两种机制共同影响的特征。4)黑角珊瑚具有很强的富Fe能力,对海水中Fe浓度的变化敏感。三亚近岸的LHT样品Fe元素变化特征很好的记录了田独铁矿的开发历史。黑角珊瑚能够敏感感知周围环境的变化,骨骼中Fe元素的变化可以作为新的环境指标,为过去海洋环境变化的研究提供依据。5)黑角珊瑚骨骼中Pb元素的变化特征反映了近代海南岛经济发展的历史,明显高值区记录了工业生产、机动车尾气及基础建设等主要人为输入源对环境中Pb含量的影响,表现出了可靠的环境变化记录。