付少英 陈芳 刘广虎（广州海洋地质调查局 广州 510760）第一作者简介：付少英（1973—），男，博士，高级工程师，现从事天然气水合物和海洋地质研究。通讯地址：广州1180信箱矿产所，邮政编码：510760，e-mail:，电话：020-82253987。摘要 本文通过对西沙海槽HX132PC 站位岩心沉积物稀土元素组成的系统研究，结合该柱状样浮游有孔虫的氧同位素地层研究，对比分析了南海北部陆坡西沙海槽区晚第四纪以来的沉积物物源及其环境演变。关键词 西沙海槽 稀土元素（REE）沉积环境 地球化学1 前言稀土元素（REE）是一组特殊的元素，在一般的沉积变质作用过程中，往往以一个“整体”运移，其分布模式保持不变。但由于不同的稀土元素之间性质仍有微小差异，外界条件变化可以导致稀土元素之间发生一定程度的分馏，引起稀土元素总量和分布模式的差异。因此稀土元素的分布模式及其之间的分异特征是良好的地球化学指示剂，可以用于揭示地质体形成过程中元素的迁移、富集和环境变化，被广泛运用于探讨岩石矿物的形成条件、物质来源、地球化学分异作用和沉积环境变化等领域。在海洋沉积物的研究中，稀土元素其含量随深度的变化不仅反映出各类沉积物组成特征的变化，而且对于确定沉积物地层的划分及古海洋环境的演化均有指导意义。而海底沉积物中稀土元素的含量、配分模式和一些重要的稀土元素参数，不仅可以反映各类型沉积物的总体特征，而且对于探讨沉积物的形成条件、物源区性质和气候环境具有重要意义（沈华悌，1990；霍文冕等，2003）。本文通过对西沙海槽HX132 PC站位岩心沉积物稀土元素组成系统研究，分析了南海北部陆坡西沙海槽区晚第四纪以来的沉积物物源及其环境演变。2 样品概况HX132柱状样取自西沙海槽南部斜坡（17°5650′，113°2612′），水深1526m，柱长33m，为该区所获取的最长的重力柱状样。该柱状样沉积连续，岩性稳定单一，为含钙质生物粘土质粉砂，未见生物扰动现象和非正常沉积，未见底栖生物扰动和非正常搬运沉积。沉积物组分以海洋生物颗粒和粘土矿物为主，陆源碎屑矿物和海洋自生矿物少量。根据浮游有孔虫Guber（白色）进行氧碳同位素地层的研究和划分，该柱状样揭示了氧同位素1-6期的沉积序列，构成里斯冰期（相当于氧同位素6期，该期未见底）→末次间冰期（相当于氧同位素5期）→玉木冰期（又包含一个玉木Ⅰ期→玉木亚间冰期→玉木Ⅱ期次级的气候旋回，分别对应于相当于氧同位素4、3、2期）→冰后期全新世期（相当于氧同位素1期）完整气候地层。该柱状样晚更新世以来的平均沉积速率为0cm/ka，但冰期和间冰期的沉积速率差异较大，冰期沉积速率高于间冰期沉积速率，氧同位素1、3和5期的沉积速率分别为0、6和8cm/ka，2、4期的沉积速率为0和7cm/ka，氧同位素6期未见底，根据平均沉积速率为0cm/ka推算，长1133cm的HX132柱状样代表约14万年以来的沉积。以平均10cm间隔取样，共取样95个，样品由广州海洋地质调查局实验测试所分析测试，测试仪器为ICP4300 DV电感耦合等离子体发射光谱仪。3 稀土元素含量和总体分布经过测试分析，HX132站位95个柱状沉积物样品各稀土元素的含量变化范围及均值为：La为4～3 μg/g，均值为3 μg/g；Ce为3～0 μg/g，均值为85μg/g；Pr为0×10-6～6×10-6，均值为3 μg/g；Nd为9～4 μg/g，均值为8 μg/g；Sm为59～14 μg/g，均值为00 μg/g；Eu为83～50 μg/g，均值为12 μg/g；Gd为19～50 μg/g，均值为71 μg/g；Tb为20～81 μg/g，均值为21 μg/g；Dy为28～68 μg/g，均值为02 μg/g；Ho为50～26 μg/g，均值为76 μg/g；Er为04～47 μg/g，均值为88 μg/g；Tm为23～69 μg/g，均值为16 μg/g；Yb为49～63 μg/g，均值为06 μg/g；Lu为17～78 μg/g，均值为60 μg/g。而整个柱状沉积物中，样品的稀土元素总量w（∑REE）的变化范围为96～57 μg/g，平均值为8 μg/g。表1列出了西沙海槽海域HX132站位及邻近的东沙群岛海域ODP1146站位、南沙群岛海域的NS02-1、NS02-21、NS02-50站位以及大洋玄武岩14种稀土元素的平均含量。从表1的结果可以看出，HX132、ODP1146、NS02-1、NS02-21 以及NS02-50 的稀土元素的平均含量总体上与中国黄土相似，而与大洋玄武岩稀土元素含量差异较大，具有一定的“亲陆性”。这反映了整个南海沉积物的来源都主要是以陆源供应为主。另一方面，就南海的不同区域而言，西沙海槽HX132 站位沉积物的稀土元素含量，与南海南部南沙群岛海域的NS02-1、NS02-21以及NS02-50三个站位差异较大，而与同样位于南海北部陆坡区的东沙群岛海域ODP1146 站位的情况相似，但Pr、Nd、Tb、Tm以及Lu的平均含量相对较高，这一方面表明南海南北陆坡的沉积物源不同，整个南海北部陆坡区可能具有相似的物源供应。由于南海北部沉积物的陆源只能来自珠江、台湾岛及洋流经巴士海峡搬运而来的吕宋岛沉积物（邵磊等，2001），进一步的研究（刘岩等，1999；吴明清，1983）表明，南海北部陆坡与台湾浅滩沉积物及珠江口沉积物具有物质来源及成因上的同一性，而东沙群岛海域ODP1146站位沉积物的物源可能与台湾海峡沉积物更为接近一些（刘宝林等，2004）。因此，可以推测，西沙海槽HX132站位沉积物中，珠江口带来的陆源沉积物质要更多一些。表1 HX132 站位及其它地区沉积物样品中稀土元素含量（wB/10-6） Table1 The distribution of REE in sediments of the core HX132 and other samples注：HX132；ODP1146（刘宝林等，2004）；NS02-1（田正隆等，2005）；NS02-21（田正隆等，2005）NS02-50（田正隆等，2005）；中国黄土（文启忠，1989）；大洋玄武岩（Frey et ，1964）4 稀土元素配分模式图1 HX132柱状样稀土元素分配模式与其他地区的对比图表F1 Comparison of REE distribution patterns of the core HX132 and other sediments从南海不同区域海底表层沉积物中稀土元素平均的含量的配分模式（图1）看，南海不同的沉积区，沉积物的稀土分布模式存在差异。其中，南海南部南沙群岛海域的NS021、NS02-21以及NS02-50三个站位与南海北部陆坡区东沙群岛海域ODP1146站位的稀土元素的配分模式非常相似，表明南海南北的沉积物均来自陆源，且具有相同或相近的形成过程。稀土元素组成存在着明显的规律性，LREE/HREE＞1，为缓右倾斜型，轻稀土相对富集的分布模式，无明显的Eu异常。说明在沉积过程中相对于北美页岩，REE没有发生明显的分异。相比而言，西沙海槽HX132站位沉积物虽然也没有明显的Eu异常，但其稀土元素配分曲线中重稀土元素富集，LREE/HREE＜1，呈现明显的Ce负异常（68），表明相对于东沙群岛和南沙群岛海域，在样品所揭示的时间-空间尺度内，西沙海槽海域沉积物的物质来源与形成环境具有一定的地域性，沉积物的形成环境总体具还原性。为了进一步确定稀土元素的组成与沉积环境与物源的关系，这里对HX132站位沉积物的δEu和δCe的组成特征与代表沉积物的岩性特征的沉积物平均粒径MZ（Φ）、代表生物活动的CaCO3、代表有机质输入的有机碳、代表陆源输入的SiO2+Al2O3+Fe2O3以及代表火山活动的火山玻璃以及褐铁矿含量之间进行了相关分析（表2）。表2 HX132站位稀土元素δEu和δCe与沉积物其它参数的相关系数 Table2 The related geochemical parameters of sediments in the core HX132结果显示，沉积物中代表生源输入的CaCO3与δEu和δCe的组成均呈现显著负相关的关系，而代表陆源输入的SiO2+Al2O3+Fe2O3与两者均成显著正相关关系，同时，δEu和δCe的组成与代表火山作用的火山玻璃和褐铁矿的组合成负相关，这一方面证实陆源输入是西沙海槽晚更新世以来沉积物的主要来源，也表明该时期生物碎屑碳酸盐沉积对陆源沉积的稀释作用显著。另一方面，沉积物的平均粒径MZ与δCe的组成呈正相关（与δEu负相关），有机质的含量与δCe的组成负相关（与δEu无相关性），这表明细粒沉积物中封闭性强，环境相对还原，有机质保存相对丰富。5 稀土元素的纵向分布晚更新世上次冰期以来，HX132柱状样碳酸盐岩溶解作用不强，受底流搬运活动的影响微弱，除了玉木冰期海平面的下降导致沉积环境发生微小波动外，一直处于较稳定的半深海沉积环境。从时间序列上看，经过里斯冰期→末次间冰期→玉木冰期→冰后期完整的冰期旋回，除了氧同位素4期和3期（对应于玉木冰期中的玉木Ⅰ期和玉木亚间冰期），沉积物稀土元素的配分模式总体上重稀土元素富集，LREE/HREE＜1，沉积物稀土元素中Pr、Nd、Gd、Tb显著富集，呈现明显的Ce负异常（图2）。图2 HX132不同时代沉积物稀土元素的配分模式F2 REEs distribution patterns of sediments in different eras from HX132 core同时，HX132柱状样各个时期的沉积物都表现出相似的配分模式，说明西沙海槽沉积环境和物质来源具有一定的继承性，反映了从14万年来西沙海槽沉积的供应基本保持稳定，而玉木冰期海平面的下降导致的沉积环境微小波动，也对沉积作用产生了一定的影响。不同时期沉积物中表现出的Ce特征，说明在源区岩石风化过程以及沉积物的沉积过程中，环境气候状况较不稳定。由于氧化环境沉积物的∑REE高，稀土元素铈为正异常，即δCe＞1，表明铈富集；而还原环境的沉积物∑REE低，铈为负异常，即δCe＜1，铈的亏损代表还原环境。铈亏损程度越大，说明沉积还原程度越大。沉积物稀土元素参数（表2）更为清楚地显示出了不同时期的沉积环境的差异。HX132柱状样沉积物δCe的平均值都小于1（表3），为负异常，表明沉积环境总体具还原性。表3 HX132站位不同时代沉积物样品中稀土元素参数 Table3 The related REEs parameters of sediments in different eras from the core HX132总体上，∑REE和δCe值总体上随深度增加而增加，表明随着时间的推移，沉积环境的氧化性增强。对应于玉木冰期（对应于氧同位素4期→2期）沉积环境的微小波动，玉木Ⅰ期和玉木亚间冰期（对应于氧同位素4期和3期）形成的沉积物中，∑REE达到了整个柱状沉积的最大（分别为66和27），同时重稀土元素相对富集（∑Ce/∑Y达到了最低，为98和01），分子量较低的重稀土元素相对更为富集（NGd/NLu达到了最大，分别为36和53）。在上次冰期和末次冰期以来∑REE相对较低，而在上次间冰期相对较高，这表明上次间冰期的沉积环境相对地偏氧化性。资料显示，在末次冰期（玉木冰期）冰盛期以来，西沙海槽火山活动增强，海平面下降，沉积速率增大，陆源物质的输入增加，同时生物活动活跃，有孔虫、硅藻和放射虫丰度达到最高值，陆源碎屑物质和火山陆灰含量骤增。这些作用的共同作用，正好造成了西沙海槽HX132站位不同深度沉积物中稀土元素的组成的差异。6 结论1）南海西沙海槽HX132柱状样沉积物稀土元素的特征，与东沙群岛和南沙群岛沉积物相似，具有明显的“亲陆性”，而与大洋玄武岩稀土元素含量差异较大，反映了陆源供应是南海沉积物的主要来源。2）南海北部陆坡区的西沙海槽HX132站位，与东沙群岛海域ODP1146站位的沉积物的稀土元素特征相似，而与南海南部南沙群岛海域的NS02-1、NS02-21以及NS02-50三个站位差异较大，表明南海南北陆坡的沉积物源不同，南海北部陆坡区具有相似的物源供应；而根据稀土元素的组成特征分析，珠江口来的陆源物质对西沙海槽沉积物的贡献相对更多。3）从中新世（14万年）以来，经过里斯冰期→末次间冰期→玉木冰期→冰后期完整的冰期旋回，除了玉木冰期中的玉木Ⅰ期和玉木亚间冰期，西沙海槽沉积供应基本保持稳定，而玉木冰期海平面的下降导致的沉积环境微小波动，也对沉积作用产生了一定的影响。4）在上次冰期和末次冰期以来∑REE相对较低，而在上次间冰期相对较高，这表明上次间冰期的沉积环境相对地偏氧化性。参考文献霍文冕，曾宪章，田伟之，等北极楚科奇海近代沉积物稀土元素地球化学特征初探［J］极地研究，15（1）：23～27刘宝林，王亚平，王吉中，等南海北部陆坡海洋沉积物稀土元素及物源和成岩环境［J］海洋地质与第四纪地质，24（4）：18～23刘岩，张祖麟，洪华生珠江口伶仃洋海区表层沉积物稀土元素分布特征及配分模式［J］海洋地质与第四纪地质，19（1）：103～107邵磊，李献华，韦刚健，等南海陆坡高速堆积体的物质来源［J］中国科学（D辑），31（10）：828～833沈华悌深海沉积物中的稀土元素［J］地球化学，（4）：340～347田正隆，戴英，龙爱民，等南沙群岛海域沉积物稀土元素地球化学研究［J］热带海洋学报，24（1）：8～15文启忠中国黄土地球化学［M］北京：科学出版社吴明清我国台湾浅滩海底沉积物稀土元素地球化学［J］地球化学，（3）：303～313Frey F A，Haskin LRare earths in ocean icba salts［J］GR69（4）：775～780Geochemical Characteristics Of Rare Earth Elements In Sediments Of Xisha Trouth Area，South China SeaFu Shaoying Chen Fang Liu Guanghu（Guangzhou Marine Geology Survey，Guangzhou，510760）Abstract：Rare earth elements in the HX132 core of sediments sampled from Xisha Trouth Area，South China Sea，were measured by ICP-MS method，and the stable istopes of oxygen（δ18O）were also The rare earth element（REE）distribution patterns were compared between Xisha Trouth core samples and other area samples，It is found that there are very similar in REE contents but the Chonddrite-normalized REE distribution patterns are great differences LREE（light rare earth element）enrichment and Eu negative anomaly，indicating that there are a similar terrestrial sediment source in South China Sea and it mainly due from the mouth Pearl River in the North of the South China Sea，including Xisha Trouth and Dongsha sea And The REE distribution patterns in lengthways orientation were discussed in HX132 core，and their correlation with sedimentary environment were also It is indicated that the difference of the REE content and distribution patterns are mainly controlled by the sedimentary environment，and during the last interglacial it was in some oxidation of Key Words：Xisha Trouth Area rare earth element（REE）sedimentary environment geochemistry
黄 磊 高红芳（广州海洋地质调查局 广州 510760）第一作者简介：黄磊（1984-），男，硕士，助理工程师，主要从事海洋地质和海洋水文研究，E-mail：1ei841004＠摘要 对2009年5月中沙群岛附近海域的水文观测资料，运用垂向梯度法，计算了中沙群岛海区温度及盐度两种跃层所处的深度及各自的厚度和强度，并进行了相应的分析。结果表明，夏季风转换期间海洋表、底层温度分布南高北低，表、底层盐度分布较为均匀；垂直结构上温度跃层比较稳定，无逆跃层出现；盐度跃层基本为单跃层，但在研究区南部混合层以下出现两种盐度异常水体。关键词 季风转换 温跃层 盐跃层 盐度异常海洋要素跃层的时空分布规律是物理海洋学的重要研究内容［1］，其分布和变化不仅关系到水团垂直边界的划定，而且直接影响到潜艇活动和水声仪器的使用以及海洋渔业的发展。因此国内外对跃层的研究，不论是关于大洋跃层的理论，还是浅海跃层的分析与诊断都非常活跃，特别是有关中国陆架海区跃层分析与诊断方面的研究更是成果颇多，如毛汉礼等人对黄海、东海温、盐、密跃层的分布和消长变化规律进行了详细的阐述［2］；邹娥梅等对黄海、东海温跃层在成长、强盛、消衰和无跃期的各特征值的分布特征及季节变化作了探讨和分析［3］；吴巍，贾旭晶等分别针对南海跃层几种不同的计算方法进行了讨论［4-5］；邱春华等利用SODA（Simple Ocean Data Assimilation）分析了南海北部深水海域温度及盐度的季节和年际变化特征，讨论了季节及年际变化尺度上黑潮通过吕宋海峡对南海北部温、盐场的影响［6］。但以上研究大多是对大范围海域内温盐特征进行分析，针对某一特定区域进行详细分析对比的研究还较少，本文以2009年5月广州海洋地质调查局在南海中沙群岛海域观测的温盐深（CTD）资料，分析了春夏季风转换期间该区水体的温、盐特征，探讨了近表层盐度异常水体的来源和盐度逆转现象形成的可能机制。1 温盐的水平分布特征中沙群岛附近海域位于南海中北部，主要跨越了陆坡（岛坡）和深海盆两大地貌单元。该区域属于亚热带季风气候，特点是高温多雨，盛行季风，偶有热带气旋活动。由于该海域受冷空气、南海高压、副热带高压、辐合带及热带气旋环流等多种因素的综合影响，导致该海域水文气象条件较复杂且明显随季节变化而变化。2009年5月14日～6月1日，广州海洋地质调查局“海洋四号” 综合科学考察船在南海中沙群岛海域进行了为期15天的CTD观测。共设置CTD测站19个（图1），取样时处于南海夏季季风转换期。图1 研究区位置及CTD取样站位分布图表层海水的温、盐分布明显受季风、太阳辐射等因素的影响，从图2a可以看出，表层温度分布具有南高北低的特点，即北部陆坡区温度较低，在28℃以下，最北端CTD5表层海水温度为248℃；由北向南至深水区，温度逐渐上升到28℃以上，最南端CTD19表层海水温度为477℃，南北两端温度相差3℃左右。由于南部处于开阔海域，能吸收更多的太阳辐射，表层增温较快，所以温度普遍比北部高。而海底底层水温的变化明显受海水深浅的影响，水深深的地方底层温度低，在海盆区最低可达372℃；水深浅的地方底层温度较高，在中沙海台海底温度为025℃。从图2b可以看出，海底底层水温在调查区西南部较高，西北部和海盆区较低。图2a 表层海水温度的水平分布图2b 底层海水温度的水平分布图2c 表层海水盐度的水平分布图2d 底层海水盐度的水平分布研究区的表、底层海水盐度分布相对比较均匀，从南到北仅有微小的变化。表层海水盐度变化范围在1～9之间，其中最低值位于CTD18，盐度值为150，最高值位于CTD6，盐度值为886。从整体趋势来看，表层海水盐度在调查区南部相对北部较低（图2c），原因是南部海域较北部陆坡区更为开阔，上层海水受季风及蒸腾作用的影响，海水混合程度较高，因此盐度值普遍比北部低。底层海水盐度变化范围在4～7之间，其中最低值位于CTD18，盐度值为458，最高值位于CTD15，盐度值为631，二者相差并不大（图2d），原因是底层水体盐度的变化跟海水的深浅有关，水深深的地方压强大，海水密度大，盐度值较高，水深浅的地方压强小，海水密度小，盐度值较低。2 温盐的垂直分布特征1 跃层特性依环境参数的不同，跃层可有温跃层、盐跃层等，它们的形成原因不尽相同，但形成过程之间却有一定的联系。跃层的示性特征用跃层的深度、厚度和强度表示。分析研究区跃层的示性特征是采用CTD提供的标准层资料。确定跃层的方法是先选定某一水文要素跃层强度的最低指标值，然后对这一水文要素的标准层资料求其变化率，即垂向梯度。把该水文要素垂向梯度值大于、等于最低指标值所在深度范围称之为跃层；跃层上、下端点所在深度分别为跃层上、下界深度；跃层下界深度与上界深度之差为跃层的厚度；跃层上、下界深度对应的水文要素值之差除以跃层厚度所得的结果为跃层强度。跃层强度最低值的选取依据海洋调查规范［7］给出的最低标准（表1）。表1 跃层强度的最低标准2 温跃层研究区地处亚热带季风区，这里海域广阔，海水较深，大部分海区的跃层具有低纬深海大洋的跃层性质。其跃层类型主要包括浅跃层和深跃层。浅跃层一般分布在近海陆架区及外海深水区的上层，其主要特征是上界深度浅、厚度薄、强度大，且具有明显的季节变化；深跃层比较稳定，终年存在，为永久性的，其主要特征是上界深度较深，厚度较大，强度较弱，季节变化不明显［8］。中沙群岛属于外海深水区，这里浅跃层较弱，其底界深度较深，有时与下面的深跃层上界深度间隔较小，因此在这里将浅跃层与深跃层合二为一作为单跃层处理。例如CTD9和CTD14位于海盆区，水深都接近4000 m，从图3和图4可以看出，浅跃层深度在25 m左右，深跃层深度约为50 m，浅跃层底界深度跟深跃层顶界深度之间的间隔距离很小，因此在分析跃层深度和厚度时将其当做一个跃层进行处理。在跃层的分析中没有发现逆跃层的现象。根据张勐宁，刘金芳等［9］对南海温跃层的研究，在南海逆跃层主要出现在北部近海，即粤东、粤西近海和北部湾及越南岘港附近海域，且多出现在1月到4月份，其他月份只有10月份出现局部范围的逆跃层，这与我们的分析结果是相符的。另外需要特别指出的是，CTD13和CTD18分别位于中沙北海岭和中沙海台，水深分别为2340 m和360 m，受复杂的海底地形和海流的影响，多跃层的现象较明显（图5，图6），跃层深度、厚度和强度的判定采用邱章，徐锡祯等［4］的分析方法，取第一个跃层的上界深度为跃层顶界深度，最后一个跃层的下界深度为跃层的底界深度，如果由此定出的跃层其强度达不到最低指标值，则对多个跃层依其深度进行适当的组合，最后从中确定的跃层，其强度不但满足最低指标值，而且较强，同时其厚度也尽可能的大。图3 CTD9温度梯度变化曲线图（注：400 m水深以下曲线变化幅度很小，未在图中表示，以下同）图4 CTD14温度梯度变化曲线图通过对温跃层深度、厚度、强度的分析可以看出，取样时正值春夏交替，海表盛行风转为较弱的西南风，太阳辐射逐渐增强，表层海水逐渐增温，但是由于出现上暖下冷的海水现象及风力搅拌作用较弱，大部分跃层深度都在40 m以下，由于我们是将浅跃层和深跃层合并处理，故跃层厚度较厚，一般在130～150 m之间，跃层强度变化不大，一般在07～09℃/m之间。图5 CTD13温度梯度变化曲线图图6 CTD18温度梯度变化曲线图3 盐跃层在热带海域的上层海洋，气候平均的盐度值随深度呈现单调增加，温度值随深度呈现单调降低，密度随深度呈现单调增高。南海气候平均的温度、盐度和密度也符合上述规律［10］。以盐度为例，从图7a可以看出150 m深度以浅的盐度变化趋势是随深度单调增加。其跃层类型都是单跃层，顶界深度约在30～40 m，跃层厚度约在100～155 m之间，跃层强度在01～15m-1之间变化。与气候平均值相比，个别站位航测盐度在次表层出现极低盐度值，或者在次表层交替出现高-低盐度极值（图7b），同时温度和密度却符合上述一般垂向分布规律（给出对应位置温度的分布图，图7c），这种盐度的逆转显然具有特殊性。参照对应的混合层深度位置以及南海气候态温跃层的分布［11］，发现这种盐度在垂向上的异常基本出现在混合层底和强温跃层之间的深度位置［12］。这种盐度异常水体特点为上部混合层一般在30～40 m之间，上下水层盐度异常值相差约3，最低盐度值约在60～70 m之间，盐跃层强度在01～3 m-1之间变化。通过对比两种类型的盐跃层在不同站位的分布发现：第一种类型的盐跃层主要分布在研究区北部陆坡及西南侧；第二种类型的盐跃层主要分布在研究区南部海盆区。这些盐度异常水体在春夏季风转换期间具有普遍性［7］，其原因主要是南部海区热量摄入较多，有利于蒸发，并在2～3级风作用下，形成了比较浅薄的相对高盐水层，而它的下面仍为冬季遗留下来的低盐水层，从而在垂向上呈现出如图7b所示的上层盐度逆转结构。以后随着夏季季风的稳定增长，上混合层厚度加大，冬季遗留下来的低盐水层会最终变性消失。据此可以认为：在夏季季风转换期间异常表层水的出现主要是该海区气候环境特征造成的，其生成机制涉及混合层与温跃层的交换以及温跃层的动力调整。南海地质研究2012图7 观测期间典型的垂向盐度和温度特征图（a为盐度随深度单调变化图；b为盐度异常变化图；c为盐度异常水体对应的温度变化图）|F7 Typical temperature and salinity profiles（a：salinity with depthmonotonic changes b：salinity abnormal changes ：abnormal saline water temperature changes profiles）3 结 语根据上述分析结果，初步得到夏季季风转换期间中沙群岛北部附近海域的温盐分布特征：（1）表层海水受季风、太阳辐射等因素影响，温度分布具有南高北低的特点，盐度变化幅度不大，南部相对北部较低；底层海水受地形、水深等因素影响，在调查区西南部温度较高，西北部和海盆区较低，盐度分布特征正好相反。（2）利用垂向梯度法对温跃层进行分析得出调查区内浅跃层、深跃层普遍存在。浅跃层特征为上界深度浅、厚度薄、强度大；深跃层特征为上界深度较深，厚度较大，强度较弱。在中沙海台和中沙北海岭，受复杂的海底地形和海流的影响，多跃层现象较为明显。（3）利用垂向梯度法对盐跃层进行分析，得出跃层类型基本都为单跃层，但个别站位混合层以下出现盐度逆转现象，这些站位都分布在南部海盆区。异常表层水的出现主要是该海区气候环境特征造成的，其生成机制涉及混合层与温跃层的交换以及温跃层的动力调整。参考文献［1］李风岐，苏育嵩海洋水团分析［M］青岛：海洋大学出版社，2000，36 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thecharacteristics of the transition The results show that the temperature of sea water was high-er in south area and the salinity of sea water is relatively equality during spring to summer mon-soon The vertical temperature stratification was stable and not existed temperature in-Almost vertical salinity stratification was single halocline，but two types of the abnormalsaline water were found under the mixed layer in the south part of the Zhongsha Key words：Monsoon transition Thermocline Halocline Abnormal saline water
发表的第一作者论文： 栾锡武,彭学超,孙钿奇,李晓芸南海北部陆架南北卫浅滩的成因及油气地质意义地质学报， 栾锡武,孙钿奇,李晓芸渤海构造收缩与沉积充填现代地质， 栾锡武，刘凤，王静，刘鸿，张亮。东海重磁地震综合探测剖面的热岩石圈结构研究，地质学报， Hongyue Dang, Xi-Wu Luan, Ruipeng Chen, Xiaoxia Zhang, Lizhong Guo & Martin G Klotz。Diversity, abundance and distribution ofamoA-encoding archaea in deep-seamethane seep sediments of theOkhotsk Sea。FEMS Microbiology Ecology, 2011,72:370-3855 栾锡武，彭学超，邱燕。南海北部东沙海底冲蚀河谷及其成因探讨。中国科学D辑， LUAN Xiwu, PENG Xuechao, QUI Y DongSha erosive channel on Northern South shelf and its induced Kuroshio South China Sea B Science in China Series D: Earth S7、 栾锡武，刘鸿，岳保静，A Obzhirov。海底冷泉在旁扫声纳图像上的识别。现代地质，2010，24（3）：474-4808、 栾锡武，张亮，岳保静。南海北部陆坡海底火山活动对天然气水合物成藏的影响。现代地质，2010，24（3）：424-4329、 LUAN Xiwu, PENG Xuechao, WANG Yingmin, QUI Y Activity and formation of sand waves on Northern South China Sea S Journal of Earth Science, 2010, 21(1): 55- DOI:1007/s12583-010-0005-410、 栾锡武，彭学超，邱燕。南海北部陆架海底沙波基本特征及属性。地质学报，2010，84（2）：285-29811、 栾锡武，张亮。南海构造演化模式——综合作用下的被动扩张。海洋地质与第四纪地质，2009，29（6）：59-7412、 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招生专业海洋地质海洋地球物理海底构造海洋工程地质招生方向海洋地球物理与构造地质海洋工程地质仪器地球物理声通讯 潜标项目结题验收
您好，海洋类核心期刊在08年为核心期刊，目前已经不是了。目前这些是海洋学核心期刊的名称海洋学报 海洋与湖沼 海洋地质与第四纪地质 热带海洋学报 海洋科学进展 海洋通报 海洋科学 海洋工程 海洋环境科学 海洋预报 海洋学研究 海洋技术海洋湖沼通报 具体的排名没有。
黄 磊 高红芳（广州海洋地质调查局 广州 510760）第一作者简介：黄磊（1984-），男，硕士，助理工程师，主要从事海洋地质和海洋水文研究，E-mail：1ei841004＠摘要 对2009年5月中沙群岛附近海域的水文观测资料，运用垂向梯度法，计算了中沙群岛海区温度及盐度两种跃层所处的深度及各自的厚度和强度，并进行了相应的分析。结果表明，夏季风转换期间海洋表、底层温度分布南高北低，表、底层盐度分布较为均匀；垂直结构上温度跃层比较稳定，无逆跃层出现；盐度跃层基本为单跃层，但在研究区南部混合层以下出现两种盐度异常水体。关键词 季风转换 温跃层 盐跃层 盐度异常海洋要素跃层的时空分布规律是物理海洋学的重要研究内容［1］，其分布和变化不仅关系到水团垂直边界的划定，而且直接影响到潜艇活动和水声仪器的使用以及海洋渔业的发展。因此国内外对跃层的研究，不论是关于大洋跃层的理论，还是浅海跃层的分析与诊断都非常活跃，特别是有关中国陆架海区跃层分析与诊断方面的研究更是成果颇多，如毛汉礼等人对黄海、东海温、盐、密跃层的分布和消长变化规律进行了详细的阐述［2］；邹娥梅等对黄海、东海温跃层在成长、强盛、消衰和无跃期的各特征值的分布特征及季节变化作了探讨和分析［3］；吴巍，贾旭晶等分别针对南海跃层几种不同的计算方法进行了讨论［4-5］；邱春华等利用SODA（Simple Ocean Data Assimilation）分析了南海北部深水海域温度及盐度的季节和年际变化特征，讨论了季节及年际变化尺度上黑潮通过吕宋海峡对南海北部温、盐场的影响［6］。但以上研究大多是对大范围海域内温盐特征进行分析，针对某一特定区域进行详细分析对比的研究还较少，本文以2009年5月广州海洋地质调查局在南海中沙群岛海域观测的温盐深（CTD）资料，分析了春夏季风转换期间该区水体的温、盐特征，探讨了近表层盐度异常水体的来源和盐度逆转现象形成的可能机制。1 温盐的水平分布特征中沙群岛附近海域位于南海中北部，主要跨越了陆坡（岛坡）和深海盆两大地貌单元。该区域属于亚热带季风气候，特点是高温多雨，盛行季风，偶有热带气旋活动。由于该海域受冷空气、南海高压、副热带高压、辐合带及热带气旋环流等多种因素的综合影响，导致该海域水文气象条件较复杂且明显随季节变化而变化。2009年5月14日～6月1日，广州海洋地质调查局“海洋四号” 综合科学考察船在南海中沙群岛海域进行了为期15天的CTD观测。共设置CTD测站19个（图1），取样时处于南海夏季季风转换期。图1 研究区位置及CTD取样站位分布图表层海水的温、盐分布明显受季风、太阳辐射等因素的影响，从图2a可以看出，表层温度分布具有南高北低的特点，即北部陆坡区温度较低，在28℃以下，最北端CTD5表层海水温度为248℃；由北向南至深水区，温度逐渐上升到28℃以上，最南端CTD19表层海水温度为477℃，南北两端温度相差3℃左右。由于南部处于开阔海域，能吸收更多的太阳辐射，表层增温较快，所以温度普遍比北部高。而海底底层水温的变化明显受海水深浅的影响，水深深的地方底层温度低，在海盆区最低可达372℃；水深浅的地方底层温度较高，在中沙海台海底温度为025℃。从图2b可以看出，海底底层水温在调查区西南部较高，西北部和海盆区较低。图2a 表层海水温度的水平分布图2b 底层海水温度的水平分布图2c 表层海水盐度的水平分布图2d 底层海水盐度的水平分布研究区的表、底层海水盐度分布相对比较均匀，从南到北仅有微小的变化。表层海水盐度变化范围在1～9之间，其中最低值位于CTD18，盐度值为150，最高值位于CTD6，盐度值为886。从整体趋势来看，表层海水盐度在调查区南部相对北部较低（图2c），原因是南部海域较北部陆坡区更为开阔，上层海水受季风及蒸腾作用的影响，海水混合程度较高，因此盐度值普遍比北部低。底层海水盐度变化范围在4～7之间，其中最低值位于CTD18，盐度值为458，最高值位于CTD15，盐度值为631，二者相差并不大（图2d），原因是底层水体盐度的变化跟海水的深浅有关，水深深的地方压强大，海水密度大，盐度值较高，水深浅的地方压强小，海水密度小，盐度值较低。2 温盐的垂直分布特征1 跃层特性依环境参数的不同，跃层可有温跃层、盐跃层等，它们的形成原因不尽相同，但形成过程之间却有一定的联系。跃层的示性特征用跃层的深度、厚度和强度表示。分析研究区跃层的示性特征是采用CTD提供的标准层资料。确定跃层的方法是先选定某一水文要素跃层强度的最低指标值，然后对这一水文要素的标准层资料求其变化率，即垂向梯度。把该水文要素垂向梯度值大于、等于最低指标值所在深度范围称之为跃层；跃层上、下端点所在深度分别为跃层上、下界深度；跃层下界深度与上界深度之差为跃层的厚度；跃层上、下界深度对应的水文要素值之差除以跃层厚度所得的结果为跃层强度。跃层强度最低值的选取依据海洋调查规范［7］给出的最低标准（表1）。表1 跃层强度的最低标准2 温跃层研究区地处亚热带季风区，这里海域广阔，海水较深，大部分海区的跃层具有低纬深海大洋的跃层性质。其跃层类型主要包括浅跃层和深跃层。浅跃层一般分布在近海陆架区及外海深水区的上层，其主要特征是上界深度浅、厚度薄、强度大，且具有明显的季节变化；深跃层比较稳定，终年存在，为永久性的，其主要特征是上界深度较深，厚度较大，强度较弱，季节变化不明显［8］。中沙群岛属于外海深水区，这里浅跃层较弱，其底界深度较深，有时与下面的深跃层上界深度间隔较小，因此在这里将浅跃层与深跃层合二为一作为单跃层处理。例如CTD9和CTD14位于海盆区，水深都接近4000 m，从图3和图4可以看出，浅跃层深度在25 m左右，深跃层深度约为50 m，浅跃层底界深度跟深跃层顶界深度之间的间隔距离很小，因此在分析跃层深度和厚度时将其当做一个跃层进行处理。在跃层的分析中没有发现逆跃层的现象。根据张勐宁，刘金芳等［9］对南海温跃层的研究，在南海逆跃层主要出现在北部近海，即粤东、粤西近海和北部湾及越南岘港附近海域，且多出现在1月到4月份，其他月份只有10月份出现局部范围的逆跃层，这与我们的分析结果是相符的。另外需要特别指出的是，CTD13和CTD18分别位于中沙北海岭和中沙海台，水深分别为2340 m和360 m，受复杂的海底地形和海流的影响，多跃层的现象较明显（图5，图6），跃层深度、厚度和强度的判定采用邱章，徐锡祯等［4］的分析方法，取第一个跃层的上界深度为跃层顶界深度，最后一个跃层的下界深度为跃层的底界深度，如果由此定出的跃层其强度达不到最低指标值，则对多个跃层依其深度进行适当的组合，最后从中确定的跃层，其强度不但满足最低指标值，而且较强，同时其厚度也尽可能的大。图3 CTD9温度梯度变化曲线图（注：400 m水深以下曲线变化幅度很小，未在图中表示，以下同）图4 CTD14温度梯度变化曲线图通过对温跃层深度、厚度、强度的分析可以看出，取样时正值春夏交替，海表盛行风转为较弱的西南风，太阳辐射逐渐增强，表层海水逐渐增温，但是由于出现上暖下冷的海水现象及风力搅拌作用较弱，大部分跃层深度都在40 m以下，由于我们是将浅跃层和深跃层合并处理，故跃层厚度较厚，一般在130～150 m之间，跃层强度变化不大，一般在07～09℃/m之间。图5 CTD13温度梯度变化曲线图图6 CTD18温度梯度变化曲线图3 盐跃层在热带海域的上层海洋，气候平均的盐度值随深度呈现单调增加，温度值随深度呈现单调降低，密度随深度呈现单调增高。南海气候平均的温度、盐度和密度也符合上述规律［10］。以盐度为例，从图7a可以看出150 m深度以浅的盐度变化趋势是随深度单调增加。其跃层类型都是单跃层，顶界深度约在30～40 m，跃层厚度约在100～155 m之间，跃层强度在01～15m-1之间变化。与气候平均值相比，个别站位航测盐度在次表层出现极低盐度值，或者在次表层交替出现高-低盐度极值（图7b），同时温度和密度却符合上述一般垂向分布规律（给出对应位置温度的分布图，图7c），这种盐度的逆转显然具有特殊性。参照对应的混合层深度位置以及南海气候态温跃层的分布［11］，发现这种盐度在垂向上的异常基本出现在混合层底和强温跃层之间的深度位置［12］。这种盐度异常水体特点为上部混合层一般在30～40 m之间，上下水层盐度异常值相差约3，最低盐度值约在60～70 m之间，盐跃层强度在01～3 m-1之间变化。通过对比两种类型的盐跃层在不同站位的分布发现：第一种类型的盐跃层主要分布在研究区北部陆坡及西南侧；第二种类型的盐跃层主要分布在研究区南部海盆区。这些盐度异常水体在春夏季风转换期间具有普遍性［7］，其原因主要是南部海区热量摄入较多，有利于蒸发，并在2～3级风作用下，形成了比较浅薄的相对高盐水层，而它的下面仍为冬季遗留下来的低盐水层，从而在垂向上呈现出如图7b所示的上层盐度逆转结构。以后随着夏季季风的稳定增长，上混合层厚度加大，冬季遗留下来的低盐水层会最终变性消失。据此可以认为：在夏季季风转换期间异常表层水的出现主要是该海区气候环境特征造成的，其生成机制涉及混合层与温跃层的交换以及温跃层的动力调整。南海地质研究2012图7 观测期间典型的垂向盐度和温度特征图（a为盐度随深度单调变化图；b为盐度异常变化图；c为盐度异常水体对应的温度变化图）|F7 Typical temperature and salinity profiles（a：salinity with depthmonotonic changes b：salinity abnormal changes ：abnormal saline water temperature changes profiles）3 结 语根据上述分析结果，初步得到夏季季风转换期间中沙群岛北部附近海域的温盐分布特征：（1）表层海水受季风、太阳辐射等因素影响，温度分布具有南高北低的特点，盐度变化幅度不大，南部相对北部较低；底层海水受地形、水深等因素影响，在调查区西南部温度较高，西北部和海盆区较低，盐度分布特征正好相反。（2）利用垂向梯度法对温跃层进行分析得出调查区内浅跃层、深跃层普遍存在。浅跃层特征为上界深度浅、厚度薄、强度大；深跃层特征为上界深度较深，厚度较大，强度较弱。在中沙海台和中沙北海岭，受复杂的海底地形和海流的影响，多跃层现象较为明显。（3）利用垂向梯度法对盐跃层进行分析，得出跃层类型基本都为单跃层，但个别站位混合层以下出现盐度逆转现象，这些站位都分布在南部海盆区。异常表层水的出现主要是该海区气候环境特征造成的，其生成机制涉及混合层与温跃层的交换以及温跃层的动力调整。参考文献［1］李风岐，苏育嵩海洋水团分析［M］青岛：海洋大学出版社，2000，36 ～［2］毛汉礼，邱道立第四章：中国近海温、盐、密度的跃层现象［A］中华人民共和国科学技术委员会海洋组海洋综合调查办公室全国海洋综合调查报告，第三册［C］北京：科学出版社，［3］邹娥梅，熊学平，郭炳火，等黄、东海温盐跃层的分布及其季节变化［J］黄渤海海洋，2001，19（3）：8～［4］吴巍，方欣华，吴德星关于跃层深度确定方法的讨论［J］海洋湖沼通报，2001，2：1～［5］贾旭晶，刘秦玉，孙即霖1998年5～6月南海上混合层、温跃层不同定义的比较［J］海洋湖沼通报，2001，1：1～［6］邱春华，贾英来南海北部深水海域温度以及盐度的季节及年际变化特征［J］中国海洋大学学报，2009，39（3）：375～［7］国家技术监督局海洋调查规范-海洋调查资料处理［S］（中华人民共和国国家标准GB7-91）北京：中国标准出版社，69～［8］张勐宁，刘金芳，毛可修，等中国海温度跃层分布特征概括［J］海洋预报，2006，23（4）：51～［9］邱章，徐锡祯，龙小敏1994年9月南沙群岛调查海区的跃层特征［J］热带海洋，1996，15（2）：61 ～［10］王东晓，杜岩，施平南海上层物理海洋学气候图集［M］北京：气象出版社，［11］杜岩，王东晓，等南海南部混合层底盐度异常水体的结构特征［J］热带海洋学报，2004，23（6）：52～［12］方文东，黄企洲，等春夏季季风转换期南海南部的异常表层水［J］热带海洋学报，2001，20（1）：77～Analyses on Temperature and Salinity Distributions in ZhongSha Islands Waters During Spring to Summer Monsoon TransitionHuang Lei，Gao Hongfang（Guangzhou Marine Geological Survey，Guangzhou，510760）Abstract：Based on the data collected during an investigation in the Zhongsha Islands in May，2009，using vertical grads method in thermocline and halocline calculation and discussed thecharacteristics of the transition The results show that the temperature of sea water was high-er in south area and the salinity of sea water is relatively equality during spring to summer mon-soon The vertical temperature stratification was stable and not existed temperature in-Almost vertical salinity stratification was single halocline，but two types of the abnormalsaline water were found under the mixed layer in the south part of the Zhongsha Key words：Monsoon transition Thermocline Halocline Abnormal saline water
《社科纵横》 应该可以发的
付少英 陈芳 刘广虎（广州海洋地质调查局 广州 510760）第一作者简介：付少英（1973—），男，博士，高级工程师，现从事天然气水合物和海洋地质研究。通讯地址：广州1180信箱矿产所，邮政编码：510760，e-mail:，电话：020-82253987。摘要 本文通过对西沙海槽HX132PC 站位岩心沉积物稀土元素组成的系统研究，结合该柱状样浮游有孔虫的氧同位素地层研究，对比分析了南海北部陆坡西沙海槽区晚第四纪以来的沉积物物源及其环境演变。关键词 西沙海槽 稀土元素（REE）沉积环境 地球化学1 前言稀土元素（REE）是一组特殊的元素，在一般的沉积变质作用过程中，往往以一个“整体”运移，其分布模式保持不变。但由于不同的稀土元素之间性质仍有微小差异，外界条件变化可以导致稀土元素之间发生一定程度的分馏，引起稀土元素总量和分布模式的差异。因此稀土元素的分布模式及其之间的分异特征是良好的地球化学指示剂，可以用于揭示地质体形成过程中元素的迁移、富集和环境变化，被广泛运用于探讨岩石矿物的形成条件、物质来源、地球化学分异作用和沉积环境变化等领域。在海洋沉积物的研究中，稀土元素其含量随深度的变化不仅反映出各类沉积物组成特征的变化，而且对于确定沉积物地层的划分及古海洋环境的演化均有指导意义。而海底沉积物中稀土元素的含量、配分模式和一些重要的稀土元素参数，不仅可以反映各类型沉积物的总体特征，而且对于探讨沉积物的形成条件、物源区性质和气候环境具有重要意义（沈华悌，1990；霍文冕等，2003）。本文通过对西沙海槽HX132 PC站位岩心沉积物稀土元素组成系统研究，分析了南海北部陆坡西沙海槽区晚第四纪以来的沉积物物源及其环境演变。2 样品概况HX132柱状样取自西沙海槽南部斜坡（17°5650′，113°2612′），水深1526m，柱长33m，为该区所获取的最长的重力柱状样。该柱状样沉积连续，岩性稳定单一，为含钙质生物粘土质粉砂，未见生物扰动现象和非正常沉积，未见底栖生物扰动和非正常搬运沉积。沉积物组分以海洋生物颗粒和粘土矿物为主，陆源碎屑矿物和海洋自生矿物少量。根据浮游有孔虫Guber（白色）进行氧碳同位素地层的研究和划分，该柱状样揭示了氧同位素1-6期的沉积序列，构成里斯冰期（相当于氧同位素6期，该期未见底）→末次间冰期（相当于氧同位素5期）→玉木冰期（又包含一个玉木Ⅰ期→玉木亚间冰期→玉木Ⅱ期次级的气候旋回，分别对应于相当于氧同位素4、3、2期）→冰后期全新世期（相当于氧同位素1期）完整气候地层。该柱状样晚更新世以来的平均沉积速率为0cm/ka，但冰期和间冰期的沉积速率差异较大，冰期沉积速率高于间冰期沉积速率，氧同位素1、3和5期的沉积速率分别为0、6和8cm/ka，2、4期的沉积速率为0和7cm/ka，氧同位素6期未见底，根据平均沉积速率为0cm/ka推算，长1133cm的HX132柱状样代表约14万年以来的沉积。以平均10cm间隔取样，共取样95个，样品由广州海洋地质调查局实验测试所分析测试，测试仪器为ICP4300 DV电感耦合等离子体发射光谱仪。3 稀土元素含量和总体分布经过测试分析，HX132站位95个柱状沉积物样品各稀土元素的含量变化范围及均值为：La为4～3 μg/g，均值为3 μg/g；Ce为3～0 μg/g，均值为85μg/g；Pr为0×10-6～6×10-6，均值为3 μg/g；Nd为9～4 μg/g，均值为8 μg/g；Sm为59～14 μg/g，均值为00 μg/g；Eu为83～50 μg/g，均值为12 μg/g；Gd为19～50 μg/g，均值为71 μg/g；Tb为20～81 μg/g，均值为21 μg/g；Dy为28～68 μg/g，均值为02 μg/g；Ho为50～26 μg/g，均值为76 μg/g；Er为04～47 μg/g，均值为88 μg/g；Tm为23～69 μg/g，均值为16 μg/g；Yb为49～63 μg/g，均值为06 μg/g；Lu为17～78 μg/g，均值为60 μg/g。而整个柱状沉积物中，样品的稀土元素总量w（∑REE）的变化范围为96～57 μg/g，平均值为8 μg/g。表1列出了西沙海槽海域HX132站位及邻近的东沙群岛海域ODP1146站位、南沙群岛海域的NS02-1、NS02-21、NS02-50站位以及大洋玄武岩14种稀土元素的平均含量。从表1的结果可以看出，HX132、ODP1146、NS02-1、NS02-21 以及NS02-50 的稀土元素的平均含量总体上与中国黄土相似，而与大洋玄武岩稀土元素含量差异较大，具有一定的“亲陆性”。这反映了整个南海沉积物的来源都主要是以陆源供应为主。另一方面，就南海的不同区域而言，西沙海槽HX132 站位沉积物的稀土元素含量，与南海南部南沙群岛海域的NS02-1、NS02-21以及NS02-50三个站位差异较大，而与同样位于南海北部陆坡区的东沙群岛海域ODP1146 站位的情况相似，但Pr、Nd、Tb、Tm以及Lu的平均含量相对较高，这一方面表明南海南北陆坡的沉积物源不同，整个南海北部陆坡区可能具有相似的物源供应。由于南海北部沉积物的陆源只能来自珠江、台湾岛及洋流经巴士海峡搬运而来的吕宋岛沉积物（邵磊等，2001），进一步的研究（刘岩等，1999；吴明清，1983）表明，南海北部陆坡与台湾浅滩沉积物及珠江口沉积物具有物质来源及成因上的同一性，而东沙群岛海域ODP1146站位沉积物的物源可能与台湾海峡沉积物更为接近一些（刘宝林等，2004）。因此，可以推测，西沙海槽HX132站位沉积物中，珠江口带来的陆源沉积物质要更多一些。表1 HX132 站位及其它地区沉积物样品中稀土元素含量（wB/10-6） Table1 The distribution of REE in sediments of the core HX132 and other samples注：HX132；ODP1146（刘宝林等，2004）；NS02-1（田正隆等，2005）；NS02-21（田正隆等，2005）NS02-50（田正隆等，2005）；中国黄土（文启忠，1989）；大洋玄武岩（Frey et ，1964）4 稀土元素配分模式图1 HX132柱状样稀土元素分配模式与其他地区的对比图表F1 Comparison of REE distribution patterns of the core HX132 and other sediments从南海不同区域海底表层沉积物中稀土元素平均的含量的配分模式（图1）看，南海不同的沉积区，沉积物的稀土分布模式存在差异。其中，南海南部南沙群岛海域的NS021、NS02-21以及NS02-50三个站位与南海北部陆坡区东沙群岛海域ODP1146站位的稀土元素的配分模式非常相似，表明南海南北的沉积物均来自陆源，且具有相同或相近的形成过程。稀土元素组成存在着明显的规律性，LREE/HREE＞1，为缓右倾斜型，轻稀土相对富集的分布模式，无明显的Eu异常。说明在沉积过程中相对于北美页岩，REE没有发生明显的分异。相比而言，西沙海槽HX132站位沉积物虽然也没有明显的Eu异常，但其稀土元素配分曲线中重稀土元素富集，LREE/HREE＜1，呈现明显的Ce负异常（68），表明相对于东沙群岛和南沙群岛海域，在样品所揭示的时间-空间尺度内，西沙海槽海域沉积物的物质来源与形成环境具有一定的地域性，沉积物的形成环境总体具还原性。为了进一步确定稀土元素的组成与沉积环境与物源的关系，这里对HX132站位沉积物的δEu和δCe的组成特征与代表沉积物的岩性特征的沉积物平均粒径MZ（Φ）、代表生物活动的CaCO3、代表有机质输入的有机碳、代表陆源输入的SiO2+Al2O3+Fe2O3以及代表火山活动的火山玻璃以及褐铁矿含量之间进行了相关分析（表2）。表2 HX132站位稀土元素δEu和δCe与沉积物其它参数的相关系数 Table2 The related geochemical parameters of sediments in the core HX132结果显示，沉积物中代表生源输入的CaCO3与δEu和δCe的组成均呈现显著负相关的关系，而代表陆源输入的SiO2+Al2O3+Fe2O3与两者均成显著正相关关系，同时，δEu和δCe的组成与代表火山作用的火山玻璃和褐铁矿的组合成负相关，这一方面证实陆源输入是西沙海槽晚更新世以来沉积物的主要来源，也表明该时期生物碎屑碳酸盐沉积对陆源沉积的稀释作用显著。另一方面，沉积物的平均粒径MZ与δCe的组成呈正相关（与δEu负相关），有机质的含量与δCe的组成负相关（与δEu无相关性），这表明细粒沉积物中封闭性强，环境相对还原，有机质保存相对丰富。5 稀土元素的纵向分布晚更新世上次冰期以来，HX132柱状样碳酸盐岩溶解作用不强，受底流搬运活动的影响微弱，除了玉木冰期海平面的下降导致沉积环境发生微小波动外，一直处于较稳定的半深海沉积环境。从时间序列上看，经过里斯冰期→末次间冰期→玉木冰期→冰后期完整的冰期旋回，除了氧同位素4期和3期（对应于玉木冰期中的玉木Ⅰ期和玉木亚间冰期），沉积物稀土元素的配分模式总体上重稀土元素富集，LREE/HREE＜1，沉积物稀土元素中Pr、Nd、Gd、Tb显著富集，呈现明显的Ce负异常（图2）。图2 HX132不同时代沉积物稀土元素的配分模式F2 REEs distribution patterns of sediments in different eras from HX132 core同时，HX132柱状样各个时期的沉积物都表现出相似的配分模式，说明西沙海槽沉积环境和物质来源具有一定的继承性，反映了从14万年来西沙海槽沉积的供应基本保持稳定，而玉木冰期海平面的下降导致的沉积环境微小波动，也对沉积作用产生了一定的影响。不同时期沉积物中表现出的Ce特征，说明在源区岩石风化过程以及沉积物的沉积过程中，环境气候状况较不稳定。由于氧化环境沉积物的∑REE高，稀土元素铈为正异常，即δCe＞1，表明铈富集；而还原环境的沉积物∑REE低，铈为负异常，即δCe＜1，铈的亏损代表还原环境。铈亏损程度越大，说明沉积还原程度越大。沉积物稀土元素参数（表2）更为清楚地显示出了不同时期的沉积环境的差异。HX132柱状样沉积物δCe的平均值都小于1（表3），为负异常，表明沉积环境总体具还原性。表3 HX132站位不同时代沉积物样品中稀土元素参数 Table3 The related REEs parameters of sediments in different eras from the core HX132总体上，∑REE和δCe值总体上随深度增加而增加，表明随着时间的推移，沉积环境的氧化性增强。对应于玉木冰期（对应于氧同位素4期→2期）沉积环境的微小波动，玉木Ⅰ期和玉木亚间冰期（对应于氧同位素4期和3期）形成的沉积物中，∑REE达到了整个柱状沉积的最大（分别为66和27），同时重稀土元素相对富集（∑Ce/∑Y达到了最低，为98和01），分子量较低的重稀土元素相对更为富集（NGd/NLu达到了最大，分别为36和53）。在上次冰期和末次冰期以来∑REE相对较低，而在上次间冰期相对较高，这表明上次间冰期的沉积环境相对地偏氧化性。资料显示，在末次冰期（玉木冰期）冰盛期以来，西沙海槽火山活动增强，海平面下降，沉积速率增大，陆源物质的输入增加，同时生物活动活跃，有孔虫、硅藻和放射虫丰度达到最高值，陆源碎屑物质和火山陆灰含量骤增。这些作用的共同作用，正好造成了西沙海槽HX132站位不同深度沉积物中稀土元素的组成的差异。6 结论1）南海西沙海槽HX132柱状样沉积物稀土元素的特征，与东沙群岛和南沙群岛沉积物相似，具有明显的“亲陆性”，而与大洋玄武岩稀土元素含量差异较大，反映了陆源供应是南海沉积物的主要来源。2）南海北部陆坡区的西沙海槽HX132站位，与东沙群岛海域ODP1146站位的沉积物的稀土元素特征相似，而与南海南部南沙群岛海域的NS02-1、NS02-21以及NS02-50三个站位差异较大，表明南海南北陆坡的沉积物源不同，南海北部陆坡区具有相似的物源供应；而根据稀土元素的组成特征分析，珠江口来的陆源物质对西沙海槽沉积物的贡献相对更多。3）从中新世（14万年）以来，经过里斯冰期→末次间冰期→玉木冰期→冰后期完整的冰期旋回，除了玉木冰期中的玉木Ⅰ期和玉木亚间冰期，西沙海槽沉积供应基本保持稳定，而玉木冰期海平面的下降导致的沉积环境微小波动，也对沉积作用产生了一定的影响。4）在上次冰期和末次冰期以来∑REE相对较低，而在上次间冰期相对较高，这表明上次间冰期的沉积环境相对地偏氧化性。参考文献霍文冕，曾宪章，田伟之，等北极楚科奇海近代沉积物稀土元素地球化学特征初探［J］极地研究，15（1）：23～27刘宝林，王亚平，王吉中，等南海北部陆坡海洋沉积物稀土元素及物源和成岩环境［J］海洋地质与第四纪地质，24（4）：18～23刘岩，张祖麟，洪华生珠江口伶仃洋海区表层沉积物稀土元素分布特征及配分模式［J］海洋地质与第四纪地质，19（1）：103～107邵磊，李献华，韦刚健，等南海陆坡高速堆积体的物质来源［J］中国科学（D辑），31（10）：828～833沈华悌深海沉积物中的稀土元素［J］地球化学，（4）：340～347田正隆，戴英，龙爱民，等南沙群岛海域沉积物稀土元素地球化学研究［J］热带海洋学报，24（1）：8～15文启忠中国黄土地球化学［M］北京：科学出版社吴明清我国台湾浅滩海底沉积物稀土元素地球化学［J］地球化学，（3）：303～313Frey F A，Haskin LRare earths in ocean icba salts［J］GR69（4）：775～780Geochemical Characteristics Of Rare Earth Elements In Sediments Of Xisha Trouth Area，South China SeaFu Shaoying Chen Fang Liu Guanghu（Guangzhou Marine Geology Survey，Guangzhou，510760）Abstract：Rare earth elements in the HX132 core of sediments sampled from Xisha Trouth Area，South China Sea，were measured by ICP-MS method，and the stable istopes of oxygen（δ18O）were also The rare earth element（REE）distribution patterns were compared between Xisha Trouth core samples and other area samples，It is found that there are very similar in REE contents but the Chonddrite-normalized REE distribution patterns are great differences LREE（light rare earth element）enrichment and Eu negative anomaly，indicating that there are a similar terrestrial sediment source in South China Sea and it mainly due from the mouth Pearl River in the North of the South China Sea，including Xisha Trouth and Dongsha sea And The REE distribution patterns in lengthways orientation were discussed in HX132 core，and their correlation with sedimentary environment were also It is indicated that the difference of the REE content and distribution patterns are mainly controlled by the sedimentary environment，and during the last interglacial it was in some oxidation of Key Words：Xisha Trouth Area rare earth element（REE）sedimentary environment geochemistry
1988年毕业于北京大学力学系，获学士学位；1991年毕业于中科院海洋所，获物理海洋学硕士学位；1995毕业于美国佛罗里达州立大学，获海洋学博士学位。留校做两年博士后研究，之后在美国NASA戈达德空间飞行中心连续工作7年，最高职称为高级科学家，期间曾兼任马里兰大学巴而地摩分校助理教授；2005年在美国大气海洋局国家环境卫星资料信息中心短暂工作；2006年获中科院“百人计划”支持，回国工作。本人长期从事陆架环流动力学的研究以及赤道太平洋和印度洋环流动力学和海－气耦和研究，发现了我国闽浙沿岸的跨陆架穿刺锋面现象、南海深层“三明治”环流结构、吕宋海峡黑潮的季节内变异特征和动力机制、以及印度洋偶极子的双开尔文波滞后负反馈机制等重要的海洋学过程与机制，在陆架环流动力学，赤道非线性动力学和罗斯贝波在西边界的非线性反射等方面取得了系统的创新成果。2006年至今已在JPO、JGR等国际著名学术刊物上发表论文17篇，其中第一作者论文有10篇。现任Elsevier出版社特约专刊主编，在美国AGU学会CIP委员等国际学术任职。现主持项目 ：中科院“百人计划”：“四维同化与卫星遥感”，2006-2010国家重点基础研究发展计划973课题“西太平洋－东印度洋暖池海气耦合过程及其对我国气候的影响”，2006-2012国家自然科学基金面上项目：“闽浙沿岸跨陆架穿刺锋面活动的特征及其动力机制”，2006-2009国家杰出青年基金，2008－2013山东省杰出青年基金：“吕宋海峡黑潮变异力机制研究”，2008－2012部分新成果： 在发现了印度洋偶极子的双开尔文波滞后负反馈机制的基础上，进一步研究表明印度洋偶极子可以通过改变印尼贯穿流流量影响太平洋暖池的热力充放电过程，并且通过热带太平洋海气耦合机制加以放大，从而影响太平洋的ENSO演变过程。 研究表明跨陆架环流、穿刺锋面和吕宋海峡黑潮非线性变异等过程是黑潮与中国近海水交换的三个主要通道，有关这些通道的机制和通量正在逐步揭示过程中。 与传统观点相反，夏季西南黄海存在向北的黄海沿岸流，并伴随有江苏沿岸上升流，夏季黄海冷水团环流存在显著的大尺度逆温现象和三维环流结构。部分奖励：2008年荣获国家杰出青年基金的资助；2009年初，提出《采取措施预防今年春夏之交我市沿海可能出现的浒苔灾害》的建议，在全市统一战线“我为应对国际金融危机影响献一策”活动经验交流会上被评为优秀成果奖。主要国际科研合作伙伴 ：Weiqing Han： University of ColoradoPaul S Schopf： Center for Ocean–Land–Atmosphere Studies/ George Mason UniversityChunyan Li： Louisiana State UniversityYa Hsueh： Florida State UniversityWilliam K Dewar： Florida State UniversityMichele Rienecker： NASA Goddard Space Flight CenterWilliam S Kessler： NOAA / Pacific Marine Environmental Laboratory and School of Oceanography , University ofWashingtonH-J Yoon：日本九州大学应用力学系部分代表性论文：Yuan, D, 2009: Long wave dynamics of sea level variations during the Indian Ocean Dipole J P O, doi:1175/2008JPOYuan, D 2009: Interannual horizontal heat advection in the surface mixed layer over the equatorial Pacific Ocean: Assimilation versus TAO analyses, Theoratical and Applied Climatology (CLIVAR Special issue), 97:3-15, doi:1007袁东亮，李瑞祥, 2008:中尺度涡旋影响吕宋海峡黑潮变异的动力机制。热带海洋学报, 27(4), 1-Yuan, D, J Zhu, C Li, and D Hu, 2008: Cross-shelf circulation in the Yellow and East China Seas indicated by MODIS satellite J M S, 70/1-2, 134-149, doi:1016/Yuan, D, W Han, and D Hu, 2007: Anti-cyclonic eddies northwest of Luzon during summer-fall observed by satellite G R L, 34, L13610, doi: 1029/2007GLHan, W, D Yuan, WT Liu, and DJ Halkides, 2007: Intraseasonal variability of Indian Ocean sea surface temperature during northern winter: MJO versus submonthly forcing and J G R, 112, C04001, doi:1029/ 2006JCYuan, D, W Han, and D Hu, 2006: Surface Kuroshio path in the Luzon Strait area derived from satellite remote sensing J G R, 111, C11007, doi:1029/2005JCYuan, D, 2006: Dynamics of the cold water event off the southeast coast of the United States in the summer of J P O, V 36, N 10, 1912–Yuan, D, and W Han, 2006: Roles of equatorial waves and western boundary reflection in the seasonal circulation of the equatorial Indian O J P O， V 36, N 5, 930-
像海洋学报、海洋与湖泊、海洋地质与第四纪地质、热带海洋学报、海洋科学进展、海洋通报、海洋科学、海洋环境科学、海洋地质动态等。这些在网上很容易查到的
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发表的第一作者论文： 栾锡武,彭学超,孙钿奇,李晓芸南海北部陆架南北卫浅滩的成因及油气地质意义地质学报， 栾锡武,孙钿奇,李晓芸渤海构造收缩与沉积充填现代地质， 栾锡武，刘凤，王静，刘鸿，张亮。东海重磁地震综合探测剖面的热岩石圈结构研究，地质学报， Hongyue Dang, Xi-Wu Luan, Ruipeng Chen, Xiaoxia Zhang, Lizhong Guo & Martin G Klotz。Diversity, abundance and distribution ofamoA-encoding archaea in deep-seamethane seep sediments of theOkhotsk Sea。FEMS Microbiology Ecology, 2011,72:370-3855 栾锡武，彭学超，邱燕。南海北部东沙海底冲蚀河谷及其成因探讨。中国科学D辑， LUAN Xiwu, PENG Xuechao, QUI Y DongSha erosive channel on Northern South shelf and its induced Kuroshio South China Sea B Science in China Series D: Earth S7、 栾锡武，刘鸿，岳保静，A Obzhirov。海底冷泉在旁扫声纳图像上的识别。现代地质，2010，24（3）：474-4808、 栾锡武，张亮，岳保静。南海北部陆坡海底火山活动对天然气水合物成藏的影响。现代地质，2010，24（3）：424-4329、 LUAN Xiwu, PENG Xuechao, WANG Yingmin, QUI Y Activity and formation of sand waves on Northern South China Sea S Journal of Earth Science, 2010, 21(1): 55- DOI:1007/s12583-010-0005-410、 栾锡武，彭学超，邱燕。南海北部陆架海底沙波基本特征及属性。地质学报，2010，84（2）：285-29811、 栾锡武，张亮。南海构造演化模式——综合作用下的被动扩张。海洋地质与第四纪地质，2009，29（6）：59-7412、 栾锡武。天然气水合物的上界面——硫酸盐还原-甲烷厌氧氧化界面。海洋地质与第四纪地质，2009，29（2）：91-10213、 栾锡武，彭学超，邱燕。南海北部陆坡高速堆积体的构造成因。现代地质，2009，23（2）：183-19914、 栾锡武。逸气揭皮构造-一种和水合物相关的沉积构造形式。地质学报，2009，83（1）：123-15、 栾锡武、鲁银涛、赵克斌、孙冬胜、李军。东海陆坡及邻近槽底天然气水合物成藏条件分析及前景。现代地质，2008，22（3）：342-35516、 栾锡武、岳保静、A OBZHIROV。浅表层天然气水合物区的海底地形特征——以鄂霍次克海为例。现代地质，2008，22（3）：420-42917、 LUAN Xiwu, Kelin WANG, Roy HYNDMAN and Eleanor WILLOUGHBY Bottom simulating reflectors and gas seepage in Okinawa Trough: evidence of gas hydrate in an active back arc Journal of China University of Geosciences, 2008,19(2):97-10918、 LUAN Xiwu, JIN Y, OBZHIROV A, YUE B Characteristics of shallow gas hydrate in Okhotsk S Science in China Series D: Earth S 2008, 51(3):415-42119、 栾锡武，赵克斌，AOBZHIROV，岳保静。鄂霍次克海浅表层天然气水合物的堪查识别和基本特征。中国科学D辑，2008，38（1）：99-10720、 Luan Xiwu, Peng X Activity and formation of sand waves on northern South China Sea outer Submitted to EPSL, 200821、 栾锡武，赵克斌，孙东胜，岳保静，鲁银涛，张亮，王静。海域天然气水合物勘测的地球物理方法。地球物理学进展，2008，23（1）：121-131。22、 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招生专业海洋地质海洋地球物理海底构造海洋工程地质招生方向海洋地球物理与构造地质海洋工程地质仪器地球物理声通讯 潜标项目结题验收
《海洋学报》和《海洋与湖沼》，一个第一，一个第二（排名不分前后）。各自的英文版也都越办越好。