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近日，中國(guó)科學(xué)院南海海洋研究所邊緣海與大洋地質(zhì)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室孫珍研究員團(tuán)隊(duì)在南海中新世海相紅層成因研究方面取得最新進(jìn)展，成果發(fā)表在國(guó)際期刊Gondwana Research（《岡瓦納研究》）上。張哲博士為論文第一作者，孫珍研究員為通訊作者。
“大洋紅層”是指深海遠(yuǎn)洋、半遠(yuǎn)洋環(huán)境下，形成的一套以棕紅色-紅褐色為主的沉積物，成因機(jī)制復(fù)雜，其中與深層環(huán)流有關(guān)的大洋紅層對(duì)古海洋演化具有特殊的指示意義。大洋鉆探（349，367/368/368X）航次在南海洋盆和洋-陸過(guò)渡帶發(fā)現(xiàn)了廣為發(fā)育的紅色粘土層，形成時(shí)代主要介于早-中中新世。然而，這些海相紅層的成因以及古海洋學(xué)意義尚不清楚。其中，U1503A站位位于南海北部最老的洋殼上，這里發(fā)育有最完整的同擴(kuò)張和擴(kuò)張后沉積地層，且紅色粘土層中還發(fā)育有四套厚層綠色夾層，是揭示紅層成因的理想代表。
研究人員運(yùn)用沉積學(xué)、礦物學(xué)、地球化學(xué)方法，對(duì)紅層和綠層進(jìn)行了對(duì)比分析。結(jié)果表明，沉積物的顏色變化主要與三價(jià)鐵氧化物（赤鐵礦）的含量變化有關(guān)，紅層中含有更高比例的赤鐵礦。
進(jìn)一步分析發(fā)現(xiàn)，三價(jià)鐵氧化物含量變化主要取決于沉積環(huán)境的氧化還原情況，如紅色粘土巖的沉積環(huán)境較綠色粘土巖更為富氧。這種深海氧化還原環(huán)境的變化與南海北部富氧底層流的強(qiáng)弱有關(guān)。研究認(rèn)為，南海早-中中新世沉積物顏色的紅-綠變化可能指示著太平洋深水環(huán)流在早-中中新世暖-冷期進(jìn)行了重組。
本次新發(fā)現(xiàn)為研究早-中中新世深水環(huán)流演化提供了新思路，對(duì)研究和認(rèn)識(shí)早-中中新世全球氣候和冰量變化對(duì)深水環(huán)流的影響具有重要意義。
本項(xiàng)研究得到國(guó)家自然科學(xué)基金、廣東省實(shí)驗(yàn)室（廣州）人才特殊支持計(jì)劃、王寬誠(chéng)教育基金等聯(lián)合支持。
相關(guān)論文鏈接：https://doi.org/10.1016/j.gr.2022.10.022
圖1 U1503站位早-中中新世沉積物顏色與多種深海通風(fēng)指標(biāo)、底棲碳、氧同位素曲線對(duì)比圖
圖2 南海早-中中新世紅、綠層沉積指示冷期-暖期深水環(huán)流演化模式圖
標(biāo)簽： 大洋紅層
