在国家自然科学基金等项目联合资助下，中国科学院广州地球化学研究所博士研究生周国议在导师宋之光研究员指导下，联合南宁师范大学和广东海洋大学相关研究人员，研究阐释了南海北部湾全新世以来的海洋环境变化。相关研究成果近日发表于Lithosphere。
作为南海西北部的半封闭性边缘海，北部湾现今的海洋格局是自1.1万年以来随全球海平面上升发展而来的。北部湾三面环陆，全新世以来，接受了来自周边河流、沿岸侵蚀和南海北部等源区提供的陆源碎屑物质，沉积来源相对复杂。再加上受全新世海侵、东亚季风、北部湾表层环流、琼州海峡潮流和沿岸潮汐等影响，海平面变化和水动力条件较为复杂，其全新世沉积物能够记录海平面变化、东亚季风演化等重要信息。
据介绍，对北部湾沉积物组成、来源及古气候环境的研究，可以为该地区的古海洋环境恢复提供基础信息，对重建南海全新世古海洋演化、探索东亚季风演化也具有重要的理论支撑意义。但已往对北部湾全新世以来海洋环境变化研究不多，在时间、空间上也都比较局限，缺乏综合性的地球化学研究，不利于探讨北部湾海域全新世海洋环境变化及其区域气候环境的影响。
研究人员对取自南海北部湾中东部、靠近雷州半岛西南部海域的柱沉积物剖面（约11.3~3.2 kyr BP）的沉积粒径、有机质丰度、有机质碳同位素、矿物和元素组成等沉积学和地球化学特征的详细分析，在AMS14C定年的基础上，结合全新世全球海平面变化和南海西北缘的区域海平面变化，恢复重建了南海北部湾全新世以来的海洋环境变化历史，并对3.2 kyr BP时的海平面变化进行了阐释。
研究表明，柱沉积物剖面可以以86cm深度为界限，划分为上下两个沉积层段，其中下部沉积层段埋深86~200cm，沉积时间为3.2 ~ 11.3 kyr BP；上段沉积层段埋深4 ~ 86cm，沉积时间为0.2 ~ 3.2 kyr BP。相比下部沉积层段，上部沉积层段沉积物的粒度、元素、矿物组成和有机质丰度、δ13Corg值等发生显著变化。沉积物地球化学特征表明，上部层段沉积时海水深度较大，水动力较弱，沉积保存条件较；而下部层段沉积时海水深度较浅，水动力条件较强，沉积埋藏条件较差。
自全新世以来，随着海平面的上升，北部湾逐渐被海水淹没，在中全新世出现高于现今高度的海平面，但在距今约3.2kyr时因琼州海峡不断拉张、致使临近北部湾中东部海底沉降、海水深快速增大，并以相对较高的海平面延续至今，并导致海洋环境发生急剧变化；总体表现为海底沉积物粒径变细、粘土矿物组成升高，有机质丰度明显增多、有机碳同位素组成显著正偏（海洋自生有机质输入增加）等，而沉积物元素组成也显示在3.2kyr BP之后，周边物源区侵蚀风化作用增强、气候更为湿热等特征。
该项研究恢复重建了北部湾全新世以来的海洋环境变化，更好地揭示了南海北部湾全新世区域海平面变化与沉积特征变化，进一步深化了南海西北缘全新世海平面变化和海水深度变化的理解，对于全面研究全新世以来陆架边缘海海洋环境变化过程及其对陆域气候环境的影响有重要科学意义。
相关论文信息：https://doi.org/10.2113/2022/2632112
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