末次盛冰期以來(lái)南海北部神狐海域沉積有機(jī)質(zhì)的組成特征及其古氣候/環(huán)境意義

雷艷，胡建芳，向榮，付少英，李永祥，曹懷仁

(1.中國(guó)科學(xué)院廣州地球化學(xué)研究所，廣東 廣州 510640；2.中國(guó)科學(xué)院大學(xué)，北京 100049；3.中國(guó)科學(xué)院南海海洋研究所，廣東 廣州 510301；4.廣州海洋地質(zhì)調(diào)查局，廣東 廣州 510760；5.南京大學(xué) 地球科學(xué)與工程學(xué)院，江蘇 南京 210046)

末次盛冰期以來(lái)南海北部神狐海域沉積有機(jī)質(zhì)的組成特征及其古氣候/環(huán)境意義

雷艷1，2，胡建芳1*，向榮3，付少英4，李永祥5，曹懷仁1，2

(1.中國(guó)科學(xué)院廣州地球化學(xué)研究所，廣東 廣州 510640；2.中國(guó)科學(xué)院大學(xué)，北京 100049；3.中國(guó)科學(xué)院南海海洋研究所，廣東 廣州 510301；4.廣州海洋地質(zhì)調(diào)查局，廣東 廣州 510760；5.南京大學(xué) 地球科學(xué)與工程學(xué)院，江蘇 南京 210046)

通過(guò)對(duì)兩根沉積柱GHE27L和GHE24L的總有機(jī)碳(TOC)、總氮(TN)、C/N比值及穩(wěn)定碳同位素(δ13Corg)的分析，本文探討了21.1 ka BP以來(lái)南海北部陸坡神狐海域沉積有機(jī)質(zhì)的組成特征及可能的古氣候/環(huán)境信息。沉積柱GHE27L的TOC含量、TN含量、C/N比值及δ13Corg值分別為0.53%～1.81%，0.07%～0.18%，8.2～16.0和-23.6‰～-20.3‰。沉積柱GHE24L各參數(shù)則分布為0.45%～1.65%，0.09%～0.24%，5.3～12.2和-22.6‰～-20.4‰。沉積柱總體有機(jī)質(zhì)的剖面變化顯示，末次盛冰期以來(lái)南海北部沉積有機(jī)質(zhì)具有海洋和陸地混合來(lái)源，但以海洋有機(jī)質(zhì)來(lái)源為主。冰期陸源有機(jī)質(zhì)對(duì)總有機(jī)質(zhì)的相對(duì)貢獻(xiàn)比全新世高。末次盛冰期南海北部氣候相對(duì)干旱，C4植被發(fā)育。全新世夏季風(fēng)增強(qiáng)、降雨增多。自2.0 ka BP以來(lái)，人類活動(dòng)對(duì)南海北部海洋初級(jí)生產(chǎn)力產(chǎn)生一定的影響。

南海北部；末次盛冰期；穩(wěn)定碳同位素；古氣候

1 引言

南海是西太平洋最大的邊緣海，其寬闊平緩的陸架以及特殊的地理位置使南海在冰期旋回過(guò)程中對(duì)氣候變化具有放大效應(yīng)[1-3]。此外，南海的碳酸鹽補(bǔ)償深度(CCD)相對(duì)于其他邊緣海更深[1]，且陸坡沉積物供應(yīng)充足[2]，沉積速率高[4-5]，是研究高分辨率古環(huán)境、古氣候變遷的理想場(chǎng)所。前人在南海已經(jīng)做了大量的古海洋學(xué)研究工作，涉及的研究領(lǐng)域包括地球化學(xué)[2，6-7]、磁學(xué)[5，8]和礦物學(xué)[9-10]等，其中有機(jī)地球化學(xué)的研究?jī)?nèi)容主要是重建海洋表層水體溫度(SST)[11-13]，而關(guān)于末次冰期以來(lái)南海北部陸坡沉積有機(jī)質(zhì)的研究還不多[2，14]，不利于探討該地區(qū)冰期/間冰期旋回有機(jī)碳(OC)埋藏的變化特征及影響因素。

本文以取自南海北部陸坡神狐海域的兩根沉積柱GHE27L、GHE24L為研究對(duì)象，進(jìn)行高分辨率取樣，對(duì)沉積總有機(jī)碳(TOC)、總氮(TN)及穩(wěn)定碳同位素(δ13Corg)進(jìn)行測(cè)試分析，揭示了末次盛冰期以來(lái)該海域埋藏OC的組成特征，并探討了相關(guān)的古氣候/環(huán)境變化對(duì)沉積OC埋藏的影響。

2 材料和方法

2.1 樣品采集

本次研究的樣品由廣州海洋地質(zhì)調(diào)查局“HY4-2011-4”航次于2011年9月用重力活塞取樣器取得，兩站點(diǎn)GHE27L、GHE24L均位于神狐海域，處于17940站[15]的西偏南方向(圖1)。沉積柱GHE27L柱長(zhǎng)5.73 m，水深1 533 m；沉積柱GHE24L柱長(zhǎng)5.98 m，水深1 387 m。本次研究以2 cm間隔取樣，沉積柱GHE27L共取得樣品287個(gè)，GHE24L共取得樣品298個(gè)。

圖1 GHE27L和GHE24L柱樣及附近相關(guān)鉆孔地理位置Fig.1 The locations of the studied GHE27L and GHE24L cores as well as the nearby cores

兩根沉積柱均無(wú)明顯沉積擾動(dòng)和特殊氣味，而且均以灰綠色含有孔蟲(chóng)軟泥為主。沉積柱GHE27L在0～120 cm段為灰綠色軟泥，120～180 cm段為灰綠至淺褐色軟泥，180～573 cm段逐漸變?yōu)樯罹G色軟泥；沉積柱GHE24L在0～200 cm段為灰綠色軟泥，200～260 cm為淺褐至灰綠色軟泥，260～594 cm段顏色逐漸變深，為深綠色軟泥。兩根沉積柱均未見(jiàn)明顯濁流沉積痕跡，因此認(rèn)為它們?yōu)檎：Ｑ蟓h(huán)境沉積。

2.2 碳、氮元素及穩(wěn)定碳同位素分析

樣品冷凍干燥后研磨均勻，準(zhǔn)確稱取適量研磨均勻的樣品于聚四氟乙烯離心管中，加入過(guò)量6 mol/L的鹽酸，反應(yīng)24 h，用去離子水將反應(yīng)后的樣品清洗3次以除去碳酸鹽。去除碳酸鹽后的樣品經(jīng)冷凍干燥并恒重。處理后的每個(gè)樣品一部分用于做C、N元素分析，一部分用于穩(wěn)定碳同位素(δ13Corg)測(cè)試。

元素分析使用Vario El-Elemental Analyzer Ⅲ元素分析儀，每個(gè)樣品均測(cè)定平行樣，最終結(jié)果取其平均值，數(shù)據(jù)結(jié)果表達(dá)為TOC(wt%)和TN(wt%)。對(duì)某一樣品重復(fù)測(cè)試(5次)，其標(biāo)準(zhǔn)偏差δ分別為：±0.02wt%(C)和±0.003wt%(N)。穩(wěn)定碳同位素在CE Flash EA 1112-Finnigan DeltaplusXL元素分析儀-同位素質(zhì)譜聯(lián)用儀上完成，每個(gè)樣品測(cè)試2～3次，最終結(jié)果取其平均值，數(shù)據(jù)結(jié)果表述為千分?jǐn)?shù)(VPDB標(biāo)準(zhǔn))，分析誤差小于±0.5‰。

3 結(jié)果

3.1 沉積柱的年代框架

圖2 GHE27L沉積柱14C-AMS測(cè)年結(jié)果[10](深藍(lán)色數(shù)字代表對(duì)應(yīng)層位的沉積速率)Fig.2 The 14C-AMS age-depth model of the GHE27L Core[10] (the darkblue number representing the calculated sedimentation rates at the corresponding horizon)

GHE27L沉積柱的年齡是依據(jù)浮游有孔蟲(chóng)的14C-AMS測(cè)試，具體測(cè)年結(jié)果見(jiàn)圖2[10]。沉積柱GHE24L沒(méi)有直接的測(cè)年數(shù)據(jù)，其年齡是由與沉積柱GHE27L的磁化率比對(duì)來(lái)確定的[5]。通過(guò)兩根沉積柱磁化率曲線的比對(duì)(圖3a)，確定出沉積柱GHE24L關(guān)鍵層位點(diǎn)的年齡(結(jié)果見(jiàn)圖3b)。根據(jù)關(guān)鍵層位的年齡數(shù)據(jù)可以計(jì)算出沉積柱GHE27L、GHE24L各段的平均沉積速率，并由線性內(nèi)插方法確定每個(gè)取樣層位的年齡，由此得到沉積柱GHE27L的底部年齡為21.1 ka BP， GHE24L沉積柱底部年齡為20.9 ka BP。

圖3 GHE27L和GHE24L沉積柱磁化率比對(duì)(a)[5]和GHE24L沉積柱深度-年齡關(guān)系(深藍(lán)色數(shù)字代表對(duì)應(yīng)層位的沉積速率) (b)Fig.3 The pattern matching of magnetic susceptibility between GHE27L and GHE24L (a)[5] and the age-depth model of the GHE24L Core (the darkblue number representing the calculated sedimentation rates at the corresponding horizon) (b)

圖4 沉積柱GHE27L和GHE24L總體有機(jī)質(zhì)的剖面變化Fig.4 Profiles of bulk organic matter of GHE27L and GHE24L cores

3.2 TOC含量

沉積柱GHE27L的TOC含量為0.53%～1.81%(圖4)。根據(jù)TOC的剖面變化特征，結(jié)合其已有的粒度分析數(shù)據(jù)[10]，可將沉積柱GHE27L的沉積劃分為4個(gè)階段：末次盛冰期(LGM)，21.1～17.0 ka BP，此時(shí)TOC含量最高，為0.89%～1.81%；末次冰消期，17.0～13.0 ka BP，TOC含量相對(duì)較高(1.07%～1.67%)，且變化平穩(wěn)， 但自13.2 ka BP以來(lái)，TOC顯著降低；早全新世，13.0～6.5 ka BP，TOC為0.53%～1.18%，呈現(xiàn)下降的趨勢(shì)；中晚全新世，6.5～0.3 ka BP(圖4)，TOC維持在低值，但近2.0 ka BP以來(lái)，TOC出現(xiàn)升高的趨勢(shì)(圖4)。

沉積柱GHE24L的TOC含量分布范圍為0.45%～1.61%(圖4)，相對(duì)于GHE27L，GHE24L沉積柱TOC的含量稍低。但整個(gè)沉積柱TOC隨時(shí)間的變化規(guī)律與GHE27L基本一致，都表現(xiàn)出冰期TOC含量高，間冰期TOC含量低的狀況。

3.3 TN含量

沉積柱GHE27L的TN含量為0.07%～0.18%(圖4)，其剖面變化趨勢(shì)與TOC類似，具有明顯的冰期高、間冰期低的特征。沉積柱GHE24L的TN含量為0.09%～0.24%(圖4)，但末次盛冰期的TN含量并沒(méi)有表現(xiàn)出比末次冰消期高的特點(diǎn)。除末次盛冰期外，GHE24L的TN含量的剖面變化趨勢(shì)與其TOC一致。

3.4 C/N比值和δ13Corg值

沉積柱GHE27L、GHE24L的C/N比值分布為8.2～16.0和5.3～12.2，都表現(xiàn)出冰期高間冰期低的特征(圖4)。GHE24L的C/N比值普遍比GHE27L的C/N比值小。

圖4顯示沉積柱GHE27L的δ13Corg值在-23.6‰～-20.3‰之間變化。其中，末次盛冰期δ13Corg值為-22.1‰～-20.3‰；末次冰消期，δ13Corg值范圍分布在-22.1‰～-20.6‰之間，該值相比于末次盛冰期的值略有下降；早全新世δ13Corg值負(fù)偏，為-23.6‰～-20.6‰；中晚全新世δ13Corg值-22.4‰～-21.0‰。沉積柱GHE24L的δ13Corg值的范圍為-22.7‰～-20.4‰ (圖4)。末次盛冰期階段δ13Corg值介于-21.5‰～-20.5‰，呈一定的正偏趨勢(shì)；末次冰消期δ13Corg值顯著負(fù)偏；早全新世δ13Corg值則為-22.2‰～-21.1‰；中晚全新世δ13Corg值為-22.7‰～-20.9‰。

4 討論

4.1 末次盛冰期以來(lái)有機(jī)質(zhì)來(lái)源的變化

4.1.1 沉積物中TOC埋藏通量的估算

海洋沉積有機(jī)碳的埋藏通量是評(píng)估海洋儲(chǔ)碳的關(guān)鍵，本文試圖計(jì)算神狐海域末次盛冰期以來(lái)TOC的埋藏通量，計(jì)算式如下[16-17]：

TOCBF=TOC×S×ρd，

(1)

式中，TOCBF表示沉積物中TOC的埋藏通量；S為沉積速率(通過(guò)年齡和深度計(jì)算可得沉積柱GHE27L、GHE24L在不同時(shí)期的沉積速率)；ρd為沉積物的干密度。

根據(jù)前人的研究，認(rèn)為該海域的沉積物干密度為0.80 g/cm3[10]，計(jì)算出兩沉積柱的TOCBF如圖5所示。兩沉積柱的TOCBF表現(xiàn)出類似的剖面變化特征：末次盛冰期TOCBF高，全新世TOCBF低。但GHE27L在18～16 ka BP、14.6～13.4 ka BP及10.8～10 ka BP期間TOCBF卻呈現(xiàn)增加趨勢(shì)，這與其黏土礦物的沉積通量變化一致[10]。

TOCBF的剖面變化特征可能與以下4個(gè)因素有關(guān)：(1)冰期的沉積速率遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于全新世，而高的沉積速率有利于有機(jī)質(zhì)的快速保存與埋藏[18]；(2)冰期強(qiáng)盛的冬季風(fēng)使得海洋初級(jí)生產(chǎn)力升高[7，19]，TOC沉積通量增加，TOCBF增大；(3)冰期的海洋初級(jí)生產(chǎn)力的增加導(dǎo)致海水表層、溫躍層及深層水體之間的垂向循環(huán)減弱，從而使得深層海水缺氧，這有利于有機(jī)質(zhì)的保存[20-21]；(4)冰期海平面降低，有利于陸源有機(jī)碳(OCT)被搬運(yùn)到研究區(qū)內(nèi)沉積[3，5，19]。但從圖5也可以看出，兩沉積柱的TOCBF剖面變化趨勢(shì)并不完全一致。推測(cè)可能的原因主要是：(1)兩沉積柱的有機(jī)質(zhì)來(lái)源存在一定差異；(2)兩沉積柱所處的局部沉積環(huán)境存在一定的差異，導(dǎo)致有機(jī)質(zhì)的保存環(huán)境存在差異；(3)兩沉積柱的物質(zhì)輸入存在差異，特別是黏土礦物的含量不同，導(dǎo)致沉積TOC的含量存在差異。

圖5 GHE27L和GHE24L沉積柱TOC埋藏通量(TOCBF)的剖面變化Fig.5 Profiles of burial fluxes of TOC in the GHE27L and GHE24L cores

4.1.2 C/N比值與有機(jī)質(zhì)來(lái)源

4.1.3 δ13Corg值與有機(jī)質(zhì)來(lái)源

陸生植物和海洋藻類具有不同的碳同位素分餾特征，可以利用δ13C值來(lái)判斷有機(jī)質(zhì)的來(lái)源[7，26]。一般認(rèn)為海洋自生藻類的有機(jī)碳同位素δ13C值分布在-20‰～-25‰之間[27]，典型C3植物的δ13C值則介于-26‰～-28‰[28]，而C4植物的平均δ13C值約為-14‰[23，27]。沉積柱GHE27L、GHE24L的δ13Corg值表明兩根沉積柱的有機(jī)質(zhì)具有海洋和陸地雙重來(lái)源，且以海洋來(lái)源為主(圖4)，與C/N比值所反映的結(jié)果基本一致。

兩根沉積柱δ13Corg的剖面變化都顯示：從冰期到全新世，δ13Corg呈現(xiàn)輕微的負(fù)偏，表明陸地C3植物對(duì)其總有機(jī)質(zhì)的輸入相對(duì)增加。但前人在南海北部的研究[4，29-30]表明自末次盛冰期以來(lái)，陸地C4植物對(duì)南海北部沉積有機(jī)質(zhì)也有一定的貢獻(xiàn)，特別是在末次盛冰期，C4植物對(duì)TOC的貢獻(xiàn)不可忽略。因此，為了使δ13Corg值二端元模型可以更準(zhǔn)確地表征陸地和海洋有機(jī)質(zhì)的相對(duì)輸入量，本文對(duì)陸源有機(jī)碳的同位素端元值進(jìn)行如下校正：

圖6 GHE27L和GHE24L沉積柱TOC與TN的相關(guān)關(guān)系Fig.6 Correlations between TOC and TN in the GHE27L and GHE24L cores

(2)

fC3+fC4=1，

(3)

式中，δ13CT表示校正后的陸源有機(jī)碳同位素值；δ13C3、δ13C4分別表示C3、C4植物的有機(jī)碳同位素值，本文取δ13C3=-29‰，δ13C4=-13‰[30]；fC3、fC4分別表示C3、C4植物在陸源有機(jī)碳中的百分含量(%)。參考Zhou等[4]對(duì)南海北部MD05-2905鉆孔的研究，認(rèn)為末次冰期以來(lái)C4的相對(duì)含量為45%。因此，本文設(shè)定在21.1～19.0 ka BP期間，fC4=0.45；在19.0～0.3 ka BP之間，fC4與年齡(ka BP)存在如下線性關(guān)系：

fC4=0.013 6·Age+0.185 6 (R2=0.972 5)，

(4)

通過(guò)式(2)、式(3)及式(4)得到δ13CT校正值，再根據(jù)二元模型可計(jì)算沉積TOC中海洋OC(OCM)和陸源OC(OCT)的百分含量[21，31]，具體計(jì)算式如下：

δ13Corg=fM·δ13CM+fT·δ13CT，

(5)

fM+fT=1，

(6)

OCM=fM·TOC，

(7)

式中，δ13CM表示海洋有機(jī)碳的同位素值，本文取δ13CM=-20‰[21]；fM、fT分別表示海洋、陸源OC在TOC中的百分比；OCM為海洋有機(jī)碳的絕對(duì)含量。

由此計(jì)算出的GHE27L和GHE24L沉積柱自21.1 ka BP以來(lái)的海洋OC在TOC中的百分比(fM)以及OCM、OCT絕對(duì)含量如圖7示。從圖7可以看出，兩沉積柱的有機(jī)質(zhì)整體上均以海洋來(lái)源為主(≥60%)，但在冰期與全新世海洋來(lái)源OC的相對(duì)貢獻(xiàn)存在一定的差異，冰期fM低，全新世fM高。而由海洋有機(jī)碳的絕對(duì)含量(OCM)所反映的海洋初級(jí)生產(chǎn)力則表現(xiàn)出冰期比全新世高的特征(圖7)，這與用特征生物標(biāo)志化合物表征的海洋初級(jí)生產(chǎn)力特征一致[2，14]。陸源有機(jī)碳的絕對(duì)含量(OCT)也顯示陸源有機(jī)質(zhì)的輸入在冰期比全新世高(圖7)，這與主、微量元素所揭示的南海北部在冰期陸源物質(zhì)輸入增多的結(jié)論一致[32]。

4.2 有機(jī)質(zhì)組成特征揭示的古氣候/環(huán)境變化

根據(jù)對(duì)GHE27L和GHE24L沉積柱總體有機(jī)質(zhì)的分析，發(fā)現(xiàn)其沉積有機(jī)質(zhì)的組成特征揭示了的該地區(qū)的古氣候/環(huán)境變化，具體如下：

末次盛冰期(LGM)內(nèi)沉積柱的TOC、OCT、OCM以及TOCBF都表現(xiàn)為高值(圖4，圖5，圖7)。冰期強(qiáng)勁的冬季風(fēng)帶來(lái)豐富的營(yíng)養(yǎng)鹽，使得研究區(qū)海洋初級(jí)生產(chǎn)力升高[14]，同時(shí)在冰期由于海平面的降低[33]，出露的寬闊陸架使得更多陸源有機(jī)質(zhì)被搬運(yùn)至研究區(qū)內(nèi)[4-5，7]，導(dǎo)致此階段OCM升高，從而使得TOC以及TOCBF都升高。但GHE24L沉積柱的OCM在末次盛冰期并不是最高值(圖7)，OCT和TOC以及TOCBF卻為最高值，表明其沉積OC和埋藏OC的增加更多的是陸源OC輸入增多導(dǎo)致的。此階段其δ13Corg為-21‰(圖4)，推測(cè)是由于C4植被相對(duì)貢獻(xiàn)增加導(dǎo)致的[29]，表明在末次盛冰期南海北部C4植被發(fā)育，氣候干燥，與南海南部存在明顯的不同[34]。

圖7 GHE27L和GHE24L沉積柱海洋OC和陸源OC的剖面變化Fig.7 Profiles of OCM and OCT in the GHE27L and GHE24L cores

末次冰消期TOC、OCT、OCM以及TOCBF都較高，但都表現(xiàn)出逐漸降低的趨勢(shì)(圖4，圖5，圖7)，反映出海洋初級(jí)生產(chǎn)力逐漸降低、陸源有機(jī)質(zhì)輸入也逐漸減少。此時(shí)埋藏OC的減少是沉積OC的減少導(dǎo)致的。但GHE27L與GHE24L沉積柱的剖面變化不完全一致，GHE27L沉積柱中OCT含量和δ13Corg值都相對(duì)穩(wěn)定， OCM和TOC呈現(xiàn)逐漸降低的趨勢(shì)，表明此時(shí)沉積OC的減少是由于海洋OC的輸入減少導(dǎo)致的，同時(shí)C3植被的相對(duì)貢獻(xiàn)增加，反映氣候逐漸濕潤(rùn)。而GHE24L沉積柱中OCT含量呈現(xiàn)小幅增加趨勢(shì)，OCM含量先增加后減小，δ13Corg值先正偏后負(fù)偏，表明其沉積OC主要受海洋OC的輸入影響。兩沉積柱有機(jī)質(zhì)表現(xiàn)出的這種差異可能與它們所處位置局部沉積環(huán)境的不同相關(guān)。

早全新世TOC、OCT、OCM以及TOCBF都表現(xiàn)為下降趨勢(shì)(圖4，圖5，圖7)。沉積柱GHE27L的有孔蟲(chóng)氧同位素顯示在早全新世δ18O明顯負(fù)偏[5]，表明海水溫度升高或鹽度降低，不利于海洋藻類的生長(zhǎng)[2]，導(dǎo)致OCM含量降低。而此時(shí)海平面上升，陸源有機(jī)質(zhì)的輸入減少，但δ13Corg值負(fù)偏(圖4)，表明C3植被輸入相對(duì)貢獻(xiàn)增加，此時(shí)東亞夏季風(fēng)增強(qiáng)、降雨增多，氣候濕潤(rùn)。但兩沉積柱沉積有機(jī)質(zhì)在此階段都表現(xiàn)出一系列的波動(dòng)，推斷可能與早全新世不穩(wěn)定氣候事件有關(guān)[35]。

中晚全新世TOC、OCT和TOCBF都相對(duì)穩(wěn)定，但OCM明顯升高(圖4，圖5，圖7)，反映出此階段氣候/環(huán)境相對(duì)穩(wěn)定，這與孢粉數(shù)據(jù)所揭示的6.5 ka BP以來(lái)南海北部流域內(nèi)的植被類型相對(duì)穩(wěn)定的結(jié)論一致[36]。從6.5 ka BP起，南海北部海岸線開(kāi)始靠近臺(tái)灣西南端陸地[37]，黑潮暖流及其他洋流能夠?yàn)檠芯繀^(qū)帶來(lái)豐富的營(yíng)養(yǎng)鹽[10，38]，從而刺激海洋初級(jí)生產(chǎn)力的提高，使得OCM升高，δ13Corg值正偏?？梢钥闯?，兩沉積柱的TOC、OCT以及δ13Corg值在約4.0 ka BP與9.0 ka BP時(shí)都出現(xiàn)不同程度的峰值，推測(cè)與全新世強(qiáng)降雨事件有關(guān)[21]。此外，自2.0 ka BP以來(lái)，兩沉積柱OCM表現(xiàn)出明顯的增加趨勢(shì)，可能反映了近2.0 ka以來(lái)人類活動(dòng)對(duì)海洋初級(jí)生產(chǎn)力的影響[39]。

5 結(jié)論

本文通過(guò)對(duì)南海北部神狐海域GHE27L、GHE24L沉積柱總體沉積有機(jī)質(zhì)的高分辨率研究，得出以下主要結(jié)論：

(1)末次盛冰期以來(lái)，南海北部沉積有機(jī)質(zhì)具有海洋和陸地混合來(lái)源，但以海洋有機(jī)質(zhì)來(lái)源為主。冰期陸源有機(jī)質(zhì)對(duì)總有機(jī)質(zhì)的相對(duì)貢獻(xiàn)比全新世高。

(2)OCM，OCT以及TOCBF都表現(xiàn)出顯著的冰期高、全新世低的特征。

(3)末次盛冰期南海北部氣候相對(duì)干旱，C4植被發(fā)育；末次冰消期以后，氣候向溫暖濕潤(rùn)轉(zhuǎn)變；全新世夏季風(fēng)增強(qiáng)、降雨增多；自2.0 ka BP以來(lái)，人類活動(dòng)對(duì)南海北部海洋初級(jí)生產(chǎn)力產(chǎn)生一定的影響。

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Composition of sedimentary organic matter in Shenhu, northern South China Sea since the Last Glacial Maximum and its implication for paleoclimate

Lei Yan1,2, Hu Jianfang1, Xiang Rong3, Fu Shaoying4, Li Yongxiang5, Cao Huairen1,2

(1.GuangzhouInstituteofGeochemistry,ChineseAcademyofSciences,Guangzhou510640,China; 2.UniversityofChineseAcademyofSciences,Beijing100049,China; 3.SouthChinaSeaInstituteofOceanology,ChineseAcademyofSciences,Guangzhou510301,China; 4.GuangzhouMarineGeologicalSurvey,Guangzhou510760,China; 5.SchoolofEarthSciencesandEngineering,NanjingUniversity,Nanjing210046,China)

The total organic carbon (TOC), total nitrogen (TN), C/N ratios and the stable carbon isotope of bulk sediment organic matter (δ13Corg) in the GHE27L and GHE24L cores, collected from Shenhu area in the northern South China Sea (NSCS), were analyzed to reveal the composition of sedimentary organic matter (OM) and the paleoclimate changes since the Last Maximum Glacial (LMG). The values of TOC, TN, C/N, and δ13Corgranged from 0.53% to 1.81%, 0.07% to 0.18%, 8.2 to 16.0 and -23.6‰ to 20.3‰ in Core GHE27L, and 0.45% to 1.65%, 0.09% to 0.24%, 5.3 to 12.2 and -22.6‰ to -20.4‰ in Core GHE24L, respectively. The profiles of bulk OM indicated that the OM mixed origins from both terrigenous and marine OM, and that marine OC was the major source of OC in the NSCS since the LGM. The relative contribution of terrigenous OM in the glaciation was higher than that in the Holocene. The climate was dry and C4plants were to thrive in the NSCS during the last glaciation. The precipitation enhanced due to the strong summer Asian Monsoon in the NSCS during the Holocene. However, it seems that the primary productivity in the NSCS was impacted by the anthropogenic activities since the last 2.0 ka BP．

northern South China Sea; Last Glacial Maximum; stable carbon isotope; paleoclimate

P736.21

A

0253-4193(2017)11-0075-10

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10.3969/j.issn.0253-4193.2017.11.007

Lei Yan， Hu Jianfang， Xiang Rong， et al. Composition of sedimentary organic matter in Shenhu， northern South China Sea since the Last Glacial Maximum and its implication for paleoclimate[J]. Haiyang Xuebao， 2017， 39(11):75-84， doi：10.3969/j.issn.0253-4193.2017.11.007

2016-12-23；

2017-03-24。

國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃(2016YFA0601204)；廣州海洋地質(zhì)調(diào)查局“天然氣水合物分解的沉積記錄”項(xiàng)目(GZH201100311-02)；國(guó)家自然科學(xué)基金(41576053)；有機(jī)地球化學(xué)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室自主課題項(xiàng)目(SKLOGA201603B)。

雷艷(1989—)，女，四川省成都市人，主要從事有機(jī)地球化學(xué)研究。E-mail：leiyan_dream@163.com

*通信作者：胡建芳，女，研究員，主要從事生物-有機(jī)地球化學(xué)研究。E-mail:hujf@gig.ac.cn