古深水變化與有孔蟲動物群演替關(guān)系的研究

古深水變化與有孔蟲動物群演替關(guān)系的研究

0孔蟲與環(huán)境條件的關(guān)系生物和生存環(huán)境是不可分割的統(tǒng)一。每類生物對其生活環(huán)境都有一定的生態(tài)因素要求,不同生活環(huán)境與相應生態(tài)特征的生物類群構(gòu)成了特定的生物與環(huán)境的組合。利用化石資料解釋古環(huán)境,推斷古氣候和古海洋的變化,已成為現(xiàn)代古生物學的發(fā)展趨勢?，F(xiàn)代海洋中有孔蟲的分布受環(huán)境因素的嚴格限制,不同的環(huán)境分布著不同的有孔蟲動物群,其豐度和分異度也各不相同。離岸的遠近及海水的深度是諸環(huán)境因素中最重要的因素。據(jù)鄭執(zhí)中、鄭守儀對南海113°30′E斷面(沿岸→陸棚斜坡)有孔蟲的研究表明,在一定的限度內(nèi),離岸越遠,水深越深,浮游有孔蟲的豐度和分異度也越增加,而底棲有孔蟲以中、外陸棚區(qū)數(shù)量最高,內(nèi)陸棚區(qū)及陸棚斜坡數(shù)量都較少,尤以陸棚斜坡為最少。據(jù)涂霞對南海東北部海區(qū)有孔蟲的研究,隨海水深度增加和離岸距離的增加,有孔蟲含量不斷增大,但至深水海盆(>3000m),其含量則急劇減少,有孔蟲豐度最大處是在離岸較遠的陸坡區(qū)和外陸架區(qū),海盆、內(nèi)陸坡及沿岸區(qū)有孔蟲最少。同時還發(fā)現(xiàn)分布在不同深度的有孔蟲其組合面貌及浮游有孔蟲所占比例也不同。此外,底棲有孔蟲內(nèi)生種與外生種的比值可以作為指示海水深度的標志。一般而言,在陸架海區(qū)底棲有孔蟲內(nèi)生種與外生種的比例在粗粒的海底中遠低于在較軟的細粒海底中,部分原因取決于細粒沉積物多與靜水條件相關(guān),而粗粒沉積物傾向于反映動蕩且富氧的水體,提供較多搬運而來的食物。在細粒軟基底之上的底棲有孔蟲隨水深的加大,其生活方式也漸漸改變,在陸架淺水區(qū)以濾食型和懸浮食型為主,在深海黑暗區(qū)以沉積食型為主,而在半深海的陸坡則為中間類型。因此,由岸向海方向,沉積物顆粒逐漸變細,底棲有孔蟲內(nèi)生種與外生種的比值逐漸增大。1浮離子沉積相的種類本文分析用的151個樣品均為巖屑樣,樣品間距一般為10~30m,樣品分析采用定量方法,每件樣品均分析30g干樣,用300目細篩沖洗(篩徑0.05mm)。挑樣時遵循的原則一般是對有孔蟲豐富者采取縮分,化石挑至500粒以上,不足500粒者全樣挑選,對其中化石全部鑒定。鑒定時主要依據(jù)Blow和Bolli&Saunders的浮游有孔蟲的分類和分帶標準,共鑒定浮游有孔蟲化石18屬88種,底棲有孔蟲化石71屬198種,建立了11個浮游有孔蟲化石帶或聯(lián)合帶。對有孔蟲的豐度、分異度、辛普松指數(shù)、信息函數(shù)熵、多變度、優(yōu)勢度、浮游有孔蟲百分含量及底棲有孔蟲內(nèi)生種與外生種的比值逐樣進行計算和統(tǒng)計,在此基礎上進行有關(guān)古水深變化的討論。2古海底結(jié)構(gòu)及構(gòu)造南海北部瓊東南盆地崖19-1-1井有孔蟲的豐度、分異度、多變度及優(yōu)勢度在縱向上發(fā)生了明顯的規(guī)律性變化(圖1,圖2),共經(jīng)歷了7個發(fā)展階段,與表層浮游有孔蟲殼體的δ18O和δ13C值的變化、浮游有孔蟲深度分層變化發(fā)展階段存在一定的相關(guān)性。本文依據(jù)以上有孔蟲動物群與水深的資料,由下往上討論崖19-1-1井有孔蟲動物群與古水深的變化關(guān)系如下。階段Ⅰ:相當于晚漸新世P21帶至P22帶下部,井深4880~4665m。該階段有孔蟲的豐度、分異度和多變度均很低,說明海侵剛剛開始,本區(qū)處于濱海環(huán)境。階段Ⅱ:相當于晚漸新世浮游有孔蟲P22帶中上部,井深4665~4426m。本階段有孔蟲豐度、分異度和多變度略有增加,反映了濱?！獌?nèi)淺海環(huán)境,古水深增加。值得注意的是,井深4496m處形成了有孔蟲豐度的峰值,每30g干樣含有孔蟲724枚,代表了本階段古水深最高時期。井深4428m處每30g干樣僅含有孔蟲75枚,說明本階段末期海平面迅速下降,在井深4426m處形成一區(qū)域性不整合面,其上缺失浮游有孔蟲N7帶至N4帶的代表分子,說明當時海水已退出本區(qū),為剝蝕區(qū)。階段Ⅲ:相當于浮游有孔蟲P22帶頂至N15帶,井深4426~3835m。該階段有孔蟲豐度、分異度和多變度比前階段明顯增加,每30g干樣含有孔蟲平均可達521枚,最高可達28種3104枚,反映該期古水深增加,為內(nèi)淺?！鉁\海環(huán)境。古水深最小時期出現(xiàn)在井深4013~3980m之間,有孔蟲在每30g干樣中僅為132枚;古水深最大時期出現(xiàn)在井深3968與3922m之間,平均每30g干樣含有孔蟲1946枚。階段Ⅳ:相當于浮游有孔蟲N17帶至N19-N18聯(lián)合帶下部,井深3835~3660.5m。中中新世末本區(qū)發(fā)生大范圍內(nèi)的構(gòu)造運動,整體抬升,使大部分地區(qū)均上升為陸地。本階段就是在這一短暫海退之后形成的,有孔蟲豐度、分異度變化幅度較大,每30g干樣含有孔蟲176至1568枚不等,代表新的海侵開始之后,海平面波動較大,總體上處于外淺海環(huán)境,局部仍為內(nèi)淺海環(huán)境。階段Ⅴ:相當于浮游有孔蟲N19-N18聯(lián)合帶中上部至N21帶下部,井深3660.5~2902.5m。本階段浮游有孔蟲占絕對優(yōu)勢(90%~99%),有孔蟲分異度、豐度和多變度均很高,平均每30g干樣含有孔蟲1013枚,底棲有孔蟲以Heterolepaspp.,Uvigerinaspp.,Buliminamargmata等深水分子為主,反映了外淺?！肷詈－h(huán)境。井深3294m處代表古水深最小時期,每30g干樣含有孔蟲僅為336枚。井深3172~3147m代表古水深最大時期,每30g干樣含有孔蟲達1720枚。階段Ⅵ:相當于浮游有孔蟲N21帶中上部,井深2902.5~2113.5m。該階段有孔蟲豐度、分異度和多變度皆驟減,每30g干樣平均含有孔蟲472枚,浮游有孔蟲所占比例也明顯減少,說明海平面下降,總體上為內(nèi)淺?！鉁\海環(huán)境。階段Ⅶ:相當于浮游有孔蟲N21帶上部,井深2113.5~1777m。該階段浮游有孔蟲所占比例進一步下降,底棲有孔蟲含量增加,且底棲有孔蟲以Bigenerina,Textularia,Quinqueloculina,Pseudorotalia,Asterorotalia,Ammonia等淺層水分子為主,說明海水進一步變淺,海平面繼續(xù)下降,以內(nèi)淺海環(huán)境為主,僅局部可達外淺海環(huán)境。3浮不安氏井底棲有孔蟲的古地理崖19-1-1井從下往上至井深2902.5m處,古水深逐漸增大,最大古水深期為井深3660.5~2902.5m,即在有孔蟲動物群演替的第Ⅴ階段,相當于浮游有孔蟲N19-N18聯(lián)合帶中上部至N21帶下部;井深2902.5m往上,古水深逐漸減小。這一認識與表層水浮游有孔蟲殼體的δ18O和δ13C值及浮游有孔蟲深度分層的分析結(jié)果相一