1 / 2021-08-23 11:31:23

南海生物礁磁性地层研究

南海；生物礁；美济礁；永兴岛；新近纪；磁性地层

南海作为最大的亚洲大陆边缘海，吸引了来自各研究领域的诸多目光。然而，过去南海已开展的相关研究中，年代学的研究一直是整个区域沉积学、构造学、古气候学等研究的薄弱环节。西沙和南沙群岛自晚渐新世-早中新世开始进入成礁时期，并在随后的2000多万年以来，始终保持成礁环境，形成了厚度超过1000米的礁相沉积物，由于其在油气勘探、晚新生代古环境等工业和基础研究方面的重要性而备受关注；不过，长期以来一直缺乏的比较精细年代框架。

综合分析磁滞回线、等温剩磁获得曲线及其反向场退磁曲线、矫顽力谱分析、一阶反转曲线等多参数的岩石磁学特征和表面磁性扫描，结果表明，西沙群岛西科1井和南沙群岛南科1井新近纪生物礁相沉积物的磁性矿物主要是粒度较大的准单畴至近似多畴的磁铁矿颗粒。磁性扫描的结果显示这些磁铁矿颗粒仅在样品的个别位置出现，且呈现出明显的点状分布，并具有一定的优势方向。结合生物礁自身的生长特点，我们认为南海生物礁相沉积中的微小颗粒磁铁矿主要来源于海水中悬浮的极少量陆源物质，在生物生长过程中通过珊瑚体或其他寄生生物对海水中少量陆源物质的吸附作用，进而保存在生物礁相沉积中，记录了当时的地磁场信号。

通过系统退磁获得的两支生物礁钻孔的磁极性序列可辨识出多个正极性和负极性时段，并与国际地磁极性年表进行了初步对比，在新近纪内部获得了多个可靠的年控制点。在基础上，将乐东组、莺歌海组、黄流组、梅山组、三亚组底界标定为2.2 Ma、5.7 Ma、10.4 Ma、16.6 Ma 和24.3 Ma；提出生物礁发育始于渐新世晚期，与南海深海地层界限一致。获得南科1井新近纪生物礁平均堆积速率为45 m/Myr，推测其生物礁发育的初始年龄为23.3 Ma，与西沙群岛的初始时间基本一致。

通过南沙南科1井和西沙西科1井的堆积速率变化及两者磁性序列的对比分析，发现南海南北部的生物礁序列在堆积速率的变化特征和构造时间尺度上磁性序列的振幅和相位方面都具有很好的一致性，推测南海不同地区生物礁发育可能具有相似的构造背景。此外，发现南科1井生物礁变化特征与亚洲内陆黄土序列之间也具有一定的相似性。由此推断生物礁发育过程中，南海不同地区都受到了共同气候因子的调制。这一结果为后续更精细的生物礁古环境研究提供了基础。