四川海相三叠系地层分布广泛,发育富含有孔虫化石的碳酸盐岩,是我国研究三叠纪有孔虫生物地层的理想地区之一.四川广安谢家槽剖面早—中三叠世地层中产丰富的有孔虫化石,共识别出12属34种(包括未定种).根据有孔虫化石群在地层中的分布特点,自下而上划分出4个组合带,即Rectocornuspira kalhori-Cornuspira mahajeri,Glomospirella vulgaris-Arenovidalina chialingchiangensis,Meandrospira pusilla-Glomospirella irregulariformis和Glomospira sinensis-Arenovidalina amylovoluta组合带.有孔虫化石带的建立为该地区海相三叠系地层的时代确定和划分对比提供了重要的化石依据.

海洋与人类生存息息相关并受人类活动影响巨大,有孔虫作为一种高敏感、低成本的指示生物,在开展海洋环境污染指示工作中起着重要的作用.本文综述了国内外海洋重金属污染环境中有孔虫的生态指示应用及响应机理研究.已有研究表明,在人类活动影响为主导的重金属污染海域有孔虫个体和种群均出现显著响应,分别表现为个体形态畸形,种群分异度降低、耐受种比例增加等特征,微体生物实验与超微结构研究也提供了相应佐证.但在自然环境压力较大(如高盐、强水文动力环境)的海域,上述响应特征需谨慎应用,可通过历史时期的溯源研究区分自然与人类活动的影响.

通过对前人在南海北部地区的中新世浮游有孔虫生物地层研究结果的对比,发现其中分带方案有一定的差异,而且分带依据和生物事件年龄也存在争议,特别是利用岩屑样品进行地层划分与对比的钻井尤为突出,对于后续研究和南海地区的地层对比都有较大的不利影响.基于此,我们对比了前人在南海北部中新世浮游有孔虫生物地层的研究成果,结合“2012国际地质年代表”和ODP184航次提供的经天文调谐的浮游有孔虫生物事件年龄,总结了研究区中新世以浮游有孔虫生物事件末现面为基础的13个地层分带,为南海北部地区浮游有孔虫生物地层的划分与对比,特别是生产单位利用岩屑样品进行研究的钻井地层划分,提供了可供对比的基础与依据.并依据上述分带方案,将南海北部陆丰凹陷LF14井中新世地层详细划分出早中新世至上新世期间共9个有孔虫化石带或联合带,即早中新世M3带,早-中中新世M4-6联合带,中中新世M7带,M8带,M9带,M10带,M11带,晚中新世M12带和晚中新世-早上新世M13-PL1联合带.

底栖有孔虫群落及其地球化学组成是海底冷泉区发育的重要指示标志之一.对南海北部东沙西南海域4个含碳酸盐结核表层沉积物样品进行了底栖有孔虫群落分析,以探讨该区底栖有孔虫对冷泉活动的响应特征.结果表明,该区底栖有孔虫群落组合总体具有玻璃壳含量高、胶结壳含量低的特征,主要属种以Cibicides pseudoungerianus,Globocassidulina subglobosa为主,其次Discanomalina semi punctata,Gyroidina soldani,Lenticulina orbicularis和Cibicides lobatulus也有较高含量.该区底栖有孔虫群落组成与邻近正常沉积区有显著差异,总体上含碳酸盐结核区底栖有孔虫以玻璃壳表生种为主,而正常沉积区的胶结壳和内生种则相对有较高含量.Cibicides属底栖有孔虫和D.semipunctata通常附生于蠕虫管壁、珊瑚枝或碳酸盐结核表面,它们在东沙西南区域大量出现可能与该区硬底质沉积密切相关.我们提出D.semipunctata可作为南海北部硬底质类型冷泉活动的指示标志.

对南海东沙海域DH-CL5PC岩心开展了碳酸钙含量、钙质生物壳体保存状况,有孔虫群落结构组成及氧碳同位素分析,结果发现该岩心MIS 3期碳酸钙含量极低、5个层位钙质生物壳体出现显著溶解现象.发生溶解层位各门类钙质生物化石丰度显著降低,底栖有孔虫与浮游有孔虫丰度比例(底栖/浮游)大于1,有孔虫壳体化学溶蚀特征明显.分析其原因认为,陆源物质的稀释作用及潜在的钙质生物溶解作用共同导致了该岩心的碳酸钙含量极低,而甲烷的有氧氧化过程所形成的偏酸性环境可能是导致钙质生物壳体发生显著溶解的主要原因.根据有孔虫群落结构和钙质生物化石保存状况的差异性,推测DH-CL5PC岩心所在区域MIS 3期以来至少经历过5次甲烷渗漏至海底附近低氧或富氧区域的过程,而各期次甲烷渗漏的强度可能有所差异.钙质生物壳体溶解现象结合其他指标一定程度上可以作为反演地质历史时期甲烷渗漏过程和强度的有效指标.

有孔虫壳体中的微量元素组成是探明现代海洋环境以及恢复古海洋环境的重要依据.有孔虫壳体中的元素测试方式包括全分析和单个体分析.本实验利用激光剥蚀电感耦合等离子体质谱仪联机(LA-ICP-MS)对现代大型底栖有孔虫 Amphistegina lobifera,Heterostegina depressa,Laevipenero plis malayensis,Archaias an gulatus壳体的微量元素组成进行了原位微区测定,并同时对Amphistegina lobifera,Heterostegina depressa进行了溶液全分析和原位微区分析对照测试.实验结果表明,四个有孔虫种壳体中均以Mg、Na、Sr、Si、B、Fe元素含量较高,且这些元素在同种的不同个体之间差异较小.Li、Cr、Mn、Ba等元素含量在此四种有孔虫中均较少,且在不同个体之间呈现较为显著的差异.对照测试结果显示,原位微区法和溶液法测得的Mg、Sr、Li元素含量无显著差异.

通过对宁波北仑NBBL钻孔约6.5 m长柱状样中的有孔虫进行分析及定量统计,结合AMS14C测年结果,恢复了宁波北仓中晚全新世古环境变化历史.研究结果显示,该区在全新世经历了一个完整的海进-海退演变过程.早中全新世(~7 300 Cal aBP以前),宁波北仑为陆地;自~7 300 Cal aBP开始,海水开始影响北仑地区,该区域为滨岸沼泽相;~7 150-2 480 Cal aBP演变为近岸浅海环境,此时段为海侵最盛期;~2 480 Cal aBP以后,海水影响逐渐减弱;其后海水完全退出该地区,北仑地区变为陆地.

2016年2-4月搭乘“科学”号科学考察船对采自热带西太平洋海区的浮游有孔虫进行船上现场分离,分别在两种不同温度(22℃和27 ℃)下对Globigerinoides sacculi fer进行单种培养,研究温度对G.sacculifer生长的影响.培养实验结果表明:G.sacculier的个体生长受温度的影响显著,27℃下生长率(29.72 μm/day)显著大于22 ℃(17.28 μm/day)(P＜0.05).22 27 ℃之间的温度系数Q10为2.96,G.sacculifer体长每天增长约17.28 ～29.72 μm,达到成体大小(～400 μm)约需2周.本研究结果显示,热带西太平洋海区G.sacculifer的温度系数较高,表明其对温度的反应极为敏感.

在三个温度(6℃,12℃和18℃)和四个盐度(20‰,25‰,30‰和35‰)完全交互条件下,对中国近海常见底栖有孔虫Ammonia aomoriensis活体进行单个体分组培养实验,每组1 2个体,实验周期为28 d,每两天测量虫体长径和短径、记录房室数目和存活情况,以研究温度和盐度对A.aomoriensis存活、生长和形态变化的影响.统计结果显示,在实验设计的温度和盐度范围内,低温对其存活具有抑制作用,6℃时虫体出现死亡早且最终存活率低,而盐度无明显影响;温度对A.aomoriensis长径和短径的生长均有极显著的影响(p＜0.001),随着温度升高,生长加快;盐度对A.aomoriensis长径和短径的生长均无显著的影响.实验设计中最适宜的18℃时,两圈房室以上的A.aomoriensis每生长一个房室平均时间3.5-7 d,长径和短径的生长速率分别为0.7～ 1.3 μm/day、1.2～1.9 μm/day.培养结束后A.aomoriensis的虫体长宽比与温度显著相关(p＜0.05),与盐度无显著相关,且温度升高,个体长宽比减小,形态更接近于圆形,推测其可以作为指示温度变化的指标.温度和盐度对A.aomoriensis的交互作用在长径的生长中显著,在短径的生长和长宽比中不显著.本研究结果表明,在实验室培养条件下,相比于盐度,温度对A.aomoriensis存活、生长和形态变化影响更显著.

本文研究IODP349航次U1433站岩芯上部0～300m更新世沉积物样品中的有孔虫,目的是寻找深水海盆钙质沉积的证据并探讨其古环境意义.该站位于南海西南次海盆残留扩张脊,水深4 379 m.沉积物主要由泥质、砂质及钙质软泥层组成,具明显的深海浊流沉积特征.结合古生物、古地磁和颜色反射率的年龄框架指标,确定本段岩芯年龄为0-2.23 Ma,包含氧同位素MIS 1-85期.结果显示,有孔虫丰度变化很大,个体普遍较小、分选好,持续分布差,属典型的远端浊流沉积.不同沉积层之间相对应的有孔虫特征(如丰度和保存情况)不对称,可识别17个浊积层组,标志超冰期尺度的浊流活动大事件.浊积物的源区,主要为南海西北部河流以及南部的巽他陆架和婆罗洲-巴拉望岛以及周围岛礁,而南海东北部和西部陆源区也可能有所供给.远端物源的证据是更新世浊积物含渐新世-中新世浮游有孔虫属种,这些老地层多见于南海北部和东南部陆坡.因此我们推测,U1433站的更新世浊流沉积物,主要来自周边地区,部分原产于北部陆坡,可能以与现代相似的涡流方式被搬运至西南次海盆.