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ODP1148站位于南海北部东沙海区(18°50.17N,116°33.93E,水深3294m),
是南海钻探最深(850m),揭穿时代最老(约32Ma)的站位。本次工作通过对
该站沉积物粘土矿物及地球化学特征的分析,结合氧同位素、碳酸盐含量、粒度、
堆积速率、沉积物物理性质等方面的资料以及珠江口盆地PY33-1-1井沉积物的
地化资料与1148站的对比结果,尝试探讨渐新世以来南海扩张演化过程中的构
造活动和物源变化记录以及气候演变的信息。
0DP1148站渐新世和早中新世(32.8-15.5 Ma)沉积物中粘土矿物成分受构造
作用的影响较显著,以高含量的蒙脱石和高S/I比值及两者的高波动为特征;而
中中新世15.5 Ma以来的粘土矿物特征则主要受气候控制,以伊利石和绿泥石稳
步增长为特征,其变化趋势与底栖有孔虫氧同位素变化一致。32.8-15.5 Ma沉积
物中蒙脱石的高含量(尤其在30-23 Ma)与当时华南地块中生代火山岛弧岩系
提供主要物源物质有关。随着南海盆地扩张加大,沉积物源区范围也逐步向陆内
扩大,使沉积物中蒙脱石含量逐步降低。另外,根据粘土矿物组合及其含量变化
特征可以认为,在32.8-31Ma各粘土矿物含量的分配特征代表了相对比较暖湿的
气候条件,自15.5Ma来南海总体处于降温的过程,并显示3Ma存在较大规模的
降温事件,与底栖有孔虫氧同位素资料反映的气候信息具很好的对比性。
1148站和珠江口盆地PY33-1-1井沉积物中地球化学特征对比以及对1148
站沉积物的粒度、堆积速率的变化和物理性质特征的分析,表明南海在30Ma扩
张开始、25-23Ma扩张轴“南跃”以及16Ma扩张结束都发生了强烈的构造活动。
而且,1148站和珠江口盆地PY33-1-1井沉积物中地球化学特征具较好的对比性,
反映了它们在物源上的密切联系。
1148站Nd同位素的变化特征记录了沉积物源由华南地块边缘向陆内逐渐推
移的过程,珠江口盆地晚始新世以来自南往北的海侵对此观点也提供了一个佐
证。而且,底栖有孔虫和介形虫的研究表明,与此过程同时伴随着该区海水加深
的过程。
1148站沉积物中U含量的变化与氧同位素曲线具很好的对比性,U含量总
体升高的过程指示了气候变冷的过程,而在15Ma左右和3Ma左右的突然升高
则分别与氧同位素在14.5Ma和3Ma的加重相对应,记录了两次重要的降温事件。
此外,该站沉积物中碳酸盐含量及颜色反射率的变化特征也指示了相同的气候意
义。
综合对1148站沉积物中粘土矿物、地球化学特征等多方面资料的分析以及
与珠江口盆地PY33-1-1井地化特征对比的结果,可以看出南海在扩张的开始、
扩张轴的“南跃”以及结束期发生了强烈的构造活动;该站沉积物与珠江口盆地
间具密切的联系,渐新世以来沉积物来源由华南地块逐渐向陆内推移;晚新生代
以来南海北部气候逐渐变冷,并在14.5Ma与3Ma左右有两次突然的降温事件。