论南海中、南部表层沉积物中的钙质超微化石

邱燕　钟和贤

（广州海洋地质调查局 广州 510760）

第一作者简介：邱燕（1956—），女，博士，教授级高工，主要从事石油地质和海洋地质研究，E-mai1：zqyan＠21cn.com。

摘要 本文***分析了南海中南部8°～12°N，108°40′～114°E 范围内175个表层沉积物样品。通过对比研究钙质超微化石丰度变化和分布特征，对影响该区表层沉积中钙质超微化石丰度和绝对属种丰度变化的因素进行了探讨。随着水深由浅至深逐渐增大，本区钙质超微化石丰度和绝对属种的丰度均有从低到高、然后再降低的变化趋势。丰度急剧减少的区间为水深2700～2800m。钙质超微化石分布可分为四个不同的区域：陆架区、陆坡区、岛礁区和深海盆区，各区域的钙质超微化石的丰度和属种数都有很大区别。影响表层沉积物中钙质超微化石的丰度变化和分布特征的主要因素有深水碳酸钙溶解作用、陆源物质稀释作用、浮游生物生产率和岛礁区环境变化。由于从湄公河搬运而来的陆源物质的稀释作用，陆架区钙质超微化石丰度相对较低；因海水深度和环境适宜，浮游生物的生产率高，陆坡区钙质超微化石的丰度高，属种数也高；岛礁区钙质超微化石丰度达到极大值，但是其属种数与陆坡区相比却低得多；海盆深水区钙质超微化石丰度低值与深海碳酸盐溶解作用有关。

关键词 南海中、南部 表层沉积 钙质超微化石 丰度 分布特征

20世纪70年代以来，中国海域表层沉积物中的微体化石得到了较为广泛的研究［1～5］，1992年以来，有关南海表层沉积中钙质超微化石的研究也有诸多文章发表［6～12］。陈芳等［11～12］还研究了南海西部表层沉积物钙质浮游生物的分布与碳酸盐溶解的关系；成鑫荣［6］根据南海中、北部陆坡至海盆6个柱状样356个沉积样品对南海的钙质超微化石进行了分析，并得出结论：南海中、北部陆坡钙质超微化石丰度的分布主要受深水碳酸盐溶解作用及陆源物质稀释作用控制，由陆坡向海盆，随着水深的加大，钙质超微化石丰度总体呈下降趋势，说明超微化石丰度的分布主要受制于深水碳酸钙溶解作用、陆源稀释作用和浮游生物生产率［3，6，7］。尽管如此，有关南海中、南部海域以及南沙岛礁附近表层沉积物中钙质超微化石的特征等却知之甚少。无需赘述，由于地点不同，影响碳酸盐的物质来源及其分布的因素也各不相同，因此沉积物中碳酸盐的含量和存在形式也会因地而异，相应的钙质超微化石的含量会产生变化。本文利用广州海洋地质调查局执行1：100万永暑礁幅海洋区域地质调查任务时所采集的表层沉积物样品，分析研究南海中、南部表层沉积物中钙质超微化石特征及其地质意义，旨在为我国古海洋学的研究提供有用的基础资料和理论依据。

1 材料与方法

1：100万永暑礁幅海洋区域地质调查任务所采集的沉积物样品分布范围8°～12°N，108°40′～114°E，钙质超微化石取样测站***175个（图1）。测站位置主要位于南海西部陆坡、西南海盆和南沙群岛一带，西南角跨入浅海陆架区。研究区的地形特征及沉积物取样测站见图1。

图1 南海中南部地形与钙质超微化石取样测站分布图

Fig.1 The topography of the center and southern south China sea and distribution of the samples

样品分析方法：每个样品均取干样0.05 克，用Ph值约9.5的蒸馏水10 毫升浸泡，搅拌成泥浆，取泥浆和聚乙烯醇各一滴均匀涂于24×32mm2的盖玻片上，用中性树胶将盖玻片粘在载玻片上成固定片，将制好的薄片置于Leitz偏光显微镜下放大1000 倍观察200个视域，并统计10个视域的化石数量作为每个样品的相对丰度。

2 属种组合、丰度和分布特征

人们常常把一定含量沉积物中钙质超微化石的含量称作超微化石丰度。

研究区内***有18属25种的钙质超微化石（陈芳，2002），丰度范围（个/10个视域，下同）0～1829（即部分样品不含钙质超微化石），平均753。钙质超微化石以Florsiphaeraprofunda、Emiliania hu”leyi、Gephyrocapsa oceania、Gephyrocapsa sp.（small）为绝对优势种，四者丰度占钙质超微化石总丰度的90%以上；最高丰度分别为1371、559、290、290，丰度平均值分别为 396、154、145、73，四者丰度总平均值为 740。优势种有Calcidsicus leptoporus、Ceratolithus Crsitatus、Umbilicosphaera mirabilsi、Umbilicosphaerasibogae、Helicosphaera cartteri、H.”allichii，此外还有其他属种。钙质超微化石丰度分布特征见图2。由图可知，西南部浅海陆架和东北部西南海盆区丰度相对较低，丰度分布范围大致从小于200至800，而陆坡和东南部陆坡岛礁丰度较高，丰度分布范围为800～1829。

图2 表层沉积物钙质超微化石丰度（个/10个视域）等值线图

Fig.2 The isopleth of calcareous nannofossil abundance（n/10 panto-scopes）in sea-bottom sediments

本区西部（陆架、陆坡区）钙质超微化石属种数较为丰富（图3），大部分地区属种数超过20种；而东部区域（西南海盆深水区和南沙岛礁区）沉积物中所含的钙质超微化石的属种数相对而言却颇为贫乏，最低小于5种，一般也不超过10种。因此属种数的分布具有自西而东逐渐降低的趋势。显然钙质超微化石的丰度与属种数没有相应的正相关关系。如岛礁区钙质超微化石丰度相对较高，可是属种数却比较低；浅海区丰度低，属种数却比较高。但是海盆深水区丰度低，属种数也低；反之，下陆坡区丰度高，属种数也高。

根据属种组合及丰度的差异，本区钙质超微化石的分布可划分为四个区域（图4）。

图3 表层沉积物钙质超微化石属种数分布图

Fig.3 The isopleth of the genera and species number of nannofossil in sea-bottom sediments

Ⅰ区：浅海陆架区

位于研究区西南角（图4），水深＜200m。本区属种数为10～15（图3），化石含量丰度较低，为106～504（图2）。绝对优势种仅G.oceania，E.hu”leyi两种，优势种为G.sp.（small），F.profunda，其他属种较少见，且丰度甚微。

Ⅱ区：陆坡区

位于研究区西北（图4），水深约350～2900m。本区属种数丰富，达23种，钙质超微化石的丰度也较高。E.hu”leyi，G.sp.（small），F.profunda，G.oceania 等含量高，其中以E.hu”leyi，F.profunda为绝对优势种，G.oceania，G.sp.（small）为优势种，其他属种有C.leptoporus，C.crsitatus，C.jonesii，U.mirabilsi，H.cartteri，H.”allichii，S.fossili等。化石保存完好，可见零星分布的再沉积化石D.sp.，S.sp.等。

Ⅲ区：西南深海盆区

位于研究区东北（图4），水深3520～4357m。钙质超微化石丰度极低，属种数也很少，仅含少量F.profunda，G.oceania E.hu”leyi和G.sp.（small），其他属种极为罕见。而且钙质超微化石主要分布在水深小于4000m的区域，水深大于4500m的区域钙质超微化石全部绝迹。

Ⅳ区：南沙岛礁区

图4 表层沉积物钙质超微化石分区图

Fig.4 The distributing parts of calcareous nannofossil in sea-bottom sediments

位于研究区东南（图4），水深1500～2600m。以E.hu”leyi，F.profunda为绝对优势种，其次有G.sp.（small），G.oceania等，其他属种较少出现。本区尽管属种数少，但化石含量丰富。图2显示东南角岛礁区钙质超微化石丰度超过1600，是本区丰度最高的区域。显然该部位有利于钙质超微化石的富集。

3 丰度变化与水深的关系

3.1 绝对优势种丰度变化与水深的关系

本区的绝对优势种为G.oceania，E.hu”leyi，G.sp.（small），F.profunda，其丰度变化与水深的关系如图5所示。

由图可知，F.profunda丰度最高，且与水深变化关系密切。在水深小于1300m的区域，丰度不超过500；水深1300～2800m的区域丰度骤增至1500～1600；随着水深的继续增大，丰度急剧减少至400左右，化石绝迹的部位大约在水深4400m处。E.hu”leyi的丰度在水深600m范围内急剧增大至500，水深2000m以内丰度增大至600，之后随着水深的增大丰度逐渐减少。水深大约4300m处化石绝迹。G.oceania和G.sp.（small）的丰度变化与水深的关系也较明显，即水浅处丰度低，随着水深的增大丰度增高，当水深增大至一定的深度时，丰度复又降低。但G.oceania和G.sp.（small）与F.profunda和E.hu”leyi相比其丰度变化与水深的相关性较弱（图5）。

图5 钙质超微化石绝对属种丰度变化与水深关系图

Fig.5 The relationship between the abundance of the main genera and water depth

3.2 总丰度的变化与水深关系

钙质超微化石总的丰度变化与水深变化关系较密切（图6）。当水深的变化从小于200m的陆架区过渡到水深200～3000m的陆坡区，再到水深＞3000m的深水区时，钙质超微化石总的丰度和绝对属种的丰度变化均为从低到高，然后再降低，说明其丰度值在很大程度上受到水深的影响。前人的研究西部表层沉积中的钙质超微化石也发现这种趋势［10］。从图6可知，钙质超微化石总的丰度从水深200m处开始逐渐增大，水深1500～2800m是丰度值最大的区间，达1800左右，之后随着水深的加大急剧减少，大约水深4400m处钙质超微化石全部灭绝。

4 讨论和结论

南海中、南部表层沉积物中所含钙质超微化石的丰度变化与水深变化关系较密切。究其原因与以下因素有关。①海洋表层水CaCO3的饱和度都大于100%，最高可达300%左右，理论上浅水区应该富含钙质生物化石。但是，由于陆架浅水区离岸较近，接受的陆源沉积物较多，无疑对沉积物中所含的钙质超微化石起了稀释作用［10～12］。本研究区的陆架浅水区位于西南角，距中南半岛的湄公河河口较近，从湄公河搬运而来的物质首先在这一地区沉积，因而造成浅水区钙质生物化石含量并非最高。可见陆架区钙质超微化石丰度低值是陆源物质稀释作用所致；②南海 CCD的深度南、北有些差异，北部较浅，南部较深［3，6，7］。本研究区水深最大约4750m，钙质超微化石最富集区在水深为1500～2800m的区间，丰度值急剧减少的区间为水深2700～2800m，化石绝迹的位置大约在水深4300～4400m处，显然海盆深水区钙质超微化石丰度低值与深海碳酸盐溶解作用有关，系碳酸盐溶解作用所致，且丰度值的变化大致与碳酸钙含量变化相当。③陆坡区因海水的深度适应浮游生物的生长，因此浮游生物的生产率高，导致钙质超微化石的丰度增高，同时属种数也高。④岛礁区也因海水深度的关系使得钙质超微化石丰度非常高。但是有一现象需引起注意：尽管丰度的最高值在岛礁区，但是其属种数与陆坡区相比却要低得多（比较图2和图3）。这在前人的研究中未见报道，是本文首次发现的一个现象。为何岛礁区钙质超微化石丰度高而属种数低？初步推测与岛礁区的环境有关。然而，为什么岛礁区的环境会引起钙质超微化石丰度高而属种数相当低？本文尚未研究其原因，有待今后深入探讨。

图6 钙质超微化石总的丰度变化与水深关系图

Fig.6 The relationship between calcareous nannofossil abundance and Water depth

致谢 供本文研究的样品数据由广州海洋地质调查局实验测试所陈芳教授级高级工程师测试完成，电脑制图邓慧荣、薛红、沈小龙，在此一并表示诚挚的谢意。

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Characteristics of the Calcareous Nannofossil in the Sea-bottom Sediments of the Center andSouthern South China Sea

Qiu Yan　Zhong HeXian

（Guangzhou Marine Geological Survey，Guangzhou，510760）

AbStract：This study is based on the analysis of 175 samples obtained from the sea-bottomsediments in 8°～12°N，108°40′～114°E，the center and southern of the South China Sea.A preliminary acquaintanceship and discussion of calcareous nannofossil abundance，main genera and species，distribution，and their controlling factors is presented in this paper.The abundance of calcareous nannofossil and the dominant species numbers increase and then decrease with the change of water depth from shallow to deep.In the depth of 2700-2800m，the nannofossil abundance decreases rapidly.There is a great differentiation of the abundance and species numbers of calcareous nannofossil in the shelf，slope，coral reefs area and deep-Water basin and the main factors impacting the nannofossil abundance，distribution，and so on are carbonate dissolution，dilution by terrigenous material，plankton productivity and the environment of coral reefs.The lower content of calcareous nannofossil and genera and species in shelf are induced by the dilution of the terrigenous material transported by Meigong River.Contrast，the higher content of calcareous nannofossil and genera and species in slope and coral reefs area are resulted from the high plankton productivity and good environment.However，the highest content of calcareous nannofossil occurs in coral reefs area but its genera and species numbers are fewer than in slope.The carbonate dissolution is responsible for the lowest content of nannofossil abundance in deepwater basin.

Key Words：The center and southern South China Sea Sea-bottom sediments Calcareous nannofossil Abundance Genera and species