古深水变化与有孔虫动物群演替关系的研究

古深水变化与有孔虫动物群演替关系的研究

0孔虫与环境条件的关系生物和生存环境是不可分割的统一。每类生物对其生活环境都有一定的生态因素要求,不同生活环境与相应生态特征的生物类群构成了特定的生物与环境的组合。利用化石资料解释古环境,推断古气候和古海洋的变化,已成为现代古生物学的发展趋势。现代海洋中有孔虫的分布受环境因素的严格限制,不同的环境分布着不同的有孔虫动物群,其丰度和分异度也各不相同。离岸的远近及海水的深度是诸环境因素中最重要的因素。据郑执中、郑守仪对南海113°30′E断面(沿岸→陆棚斜坡)有孔虫的研究表明,在一定的限度内,离岸越远,水深越深,浮游有孔虫的丰度和分异度也越增加,而底栖有孔虫以中、外陆棚区数量最高,内陆棚区及陆棚斜坡数量都较少,尤以陆棚斜坡为最少。据涂霞对南海东北部海区有孔虫的研究,随海水深度增加和离岸距离的增加,有孔虫含量不断增大,但至深水海盆(>3000m),其含量则急剧减少,有孔虫丰度最大处是在离岸较远的陆坡区和外陆架区,海盆、内陆坡及沿岸区有孔虫最少。同时还发现分布在不同深度的有孔虫其组合面貌及浮游有孔虫所占比例也不同。此外,底栖有孔虫内生种与外生种的比值可以作为指示海水深度的标志。一般而言,在陆架海区底栖有孔虫内生种与外生种的比例在粗粒的海底中远低于在较软的细粒海底中,部分原因取决于细粒沉积物多与静水条件相关,而粗粒沉积物倾向于反映动荡且富氧的水体,提供较多搬运而来的食物。在细粒软基底之上的底栖有孔虫随水深的加大,其生活方式也渐渐改变,在陆架浅水区以滤食型和悬浮食型为主,在深海黑暗区以沉积食型为主,而在半深海的陆坡则为中间类型。因此,由岸向海方向,沉积物颗粒逐渐变细,底栖有孔虫内生种与外生种的比值逐渐增大。1浮离子沉积相的种类本文分析用的151个样品均为岩屑样,样品间距一般为10~30m,样品分析采用定量方法,每件样品均分析30g干样,用300目细筛冲洗(筛径0.05mm)。挑样时遵循的原则一般是对有孔虫丰富者采取缩分,化石挑至500粒以上,不足500粒者全样挑选,对其中化石全部鉴定。鉴定时主要依据Blow和Bolli&Saunders的浮游有孔虫的分类和分带标准,共鉴定浮游有孔虫化石18属88种,底栖有孔虫化石71属198种,建立了11个浮游有孔虫化石带或联合带。对有孔虫的丰度、分异度、辛普松指数、信息函数熵、多变度、优势度、浮游有孔虫百分含量及底栖有孔虫内生种与外生种的比值逐样进行计算和统计,在此基础上进行有关古水深变化的讨论。2古海底结构及构造南海北部琼东南盆地崖19-1-1井有孔虫的丰度、分异度、多变度及优势度在纵向上发生了明显的规律性变化(图1,图2),共经历了7个发展阶段,与表层浮游有孔虫壳体的δ18O和δ13C值的变化、浮游有孔虫深度分层变化发展阶段存在一定的相关性。本文依据以上有孔虫动物群与水深的资料,由下往上讨论崖19-1-1井有孔虫动物群与古水深的变化关系如下。阶段Ⅰ:相当于晚渐新世P21带至P22带下部,井深4880~4665m。该阶段有孔虫的丰度、分异度和多变度均很低,说明海侵刚刚开始,本区处于滨海环境。阶段Ⅱ:相当于晚渐新世浮游有孔虫P22带中上部,井深4665~4426m。本阶段有孔虫丰度、分异度和多变度略有增加,反映了滨海—内浅海环境,古水深增加。值得注意的是,井深4496m处形成了有孔虫丰度的峰值,每30g干样含有孔虫724枚,代表了本阶段古水深最高时期。井深4428m处每30g干样仅含有孔虫75枚,说明本阶段末期海平面迅速下降,在井深4426m处形成一区域性不整合面,其上缺失浮游有孔虫N7带至N4带的代表分子,说明当时海水已退出本区,为剥蚀区。阶段Ⅲ:相当于浮游有孔虫P22带顶至N15带,井深4426~3835m。该阶段有孔虫丰度、分异度和多变度比前阶段明显增加,每30g干样含有孔虫平均可达521枚,最高可达28种3104枚,反映该期古水深增加,为内浅海—外浅海环境。古水深最小时期出现在井深4013~3980m之间,有孔虫在每30g干样中仅为132枚;古水深最大时期出现在井深3968与3922m之间,平均每30g干样含有孔虫1946枚。阶段Ⅳ:相当于浮游有孔虫N17带至N19-N18联合带下部,井深3835~3660.5m。中中新世末本区发生大范围内的构造运动,整体抬升,使大部分地区均上升为陆地。本阶段就是在这一短暂海退之后形成的,有孔虫丰度、分异度变化幅度较大,每30g干样含有孔虫176至1568枚不等,代表新的海侵开始之后,海平面波动较大,总体上处于外浅海环境,局部仍为内浅海环境。阶段Ⅴ:相当于浮游有孔虫N19-N18联合带中上部至N21带下部,井深3660.5~2902.5m。本阶段浮游有孔虫占绝对优势(90%~99%),有孔虫分异度、丰度和多变度均很高,平均每30g干样含有孔虫1013枚,底栖有孔虫以Heterolepaspp.,Uvigerinaspp.,Buliminamargmata等深水分子为主,反映了外浅海—半深海环境。井深3294m处代表古水深最小时期,每30g干样含有孔虫仅为336枚。井深3172~3147m代表古水深最大时期,每30g干样含有孔虫达1720枚。阶段Ⅵ:相当于浮游有孔虫N21带中上部,井深2902.5~2113.5m。该阶段有孔虫丰度、分异度和多变度皆骤减,每30g干样平均含有孔虫472枚,浮游有孔虫所占比例也明显减少,说明海平面下降,总体上为内浅海—外浅海环境。阶段Ⅶ:相当于浮游有孔虫N21带上部,井深2113.5~1777m。该阶段浮游有孔虫所占比例进一步下降,底栖有孔虫含量增加,且底栖有孔虫以Bigenerina,Textularia,Quinqueloculina,Pseudorotalia,Asterorotalia,Ammonia等浅层水分子为主,说明海水进一步变浅,海平面继续下降,以内浅海环境为主,仅局部可达外浅海环境。3浮不安氏井底栖有孔虫的古地理崖19-1-1井从下往上至井深2902.5m处,古水深逐渐增大,最大古水深期为井深3660.5~2902.5m,即在有孔虫动物群演替的第Ⅴ阶段,相当于浮游有孔虫N19-N18联合带中上部至N21带下部;井深2902.5m往上,古水深逐渐减小。这一认识与表层水浮游有孔虫壳体的δ18O和δ13C值及浮游有孔虫深度分层的分析结果相一