本文对南海北部珠江口盆地PY30井早中新世-更新世地层中的钙质超微化石进行了系统研究,发现490-690m和1 040-1 170m井段化石丰度和分异度均较高,700-1 035m和1 179-1809m化石丰度中等,井段下部1 818-3 478m化石稀少,种类单调.根据钙质超微化石标志种的存在,对该井的生物地层进行了划分.在490-3 478 m地层中识别出12个钙质超微化石带或联合化石带,地层时代为早中新世-更新世,据此建立了该井的钙质超微化石生物地层框架,探讨了下中新统与中中新统、中中新统与上中新统、上中新统与上新统以及上新统与更新统界线划分的钙质超微化石标志.根据钙质超微化石总丰度、分异度及特征性环境指示种丰度的变化,划分了8个沉积环境演化阶段,从而讨论了早中新世至更新世沉积环境演化特征.

本文对南海西南次海盆IODP U1433站上中新统远洋粘土中的钙质超微化石生物地层学与属种组合作了较为详细研究.结果显示研究层位底部年龄在10.40-9.75 Ma之间,属于NN9带,向上共识别出8个钙质超微化石生物地层事件.依据生物地层框架、钙质超微化石总丰度与属种百分含量,发现西南次海盆在8.3-8 Ma以前处于上层海水分层性好,表层海水生产力较低的阶段;大约在8 Ma以后,生产力大幅增加.结合前人U1433站位物源研究结果,以及南海东亚季风强度变化史,作者认为钙质超微化石显示的生产力变化,与越南中部高地的抬升,以及东亚夏季风增强有关.

钙质超微化石楔石属的三个分子:Sphenolithus predistentus,Sphenolithus distentus,Sphenolithus ciperoensis是渐新世生物地层重要的化石带标志分子.这三个物种属于该属渐新世的一个演化序列,该演化序列早期的S.predistentus-S.distentus和晚期的S.distentus-S.ciperoensis两对物种之间存在形态过渡类型,使得难以准确鉴定,导致渐新世生物地层划分一些问题.此外,对这三个物种演化的关系是渐进式或是间断平衡式也有不同看法.为进一步了解这三个物种形态演化特征并探讨它们的演化关系,我们选择南海北部ODP 1148站位及IODPU1435站位的渐新世沉积物样品,针对这三个物种个体的形态特征展开定量形态研究.使用奥林巴斯光学显微镜对两个站位19个样品里1 171个楔石个体进行六个形态参数度量,包括了个体总高、顶刺高、基座高、基座宽、基座夹角及消光线夹角.统计结果显示,S.predistentus-S.distentus-S.ciperoensis演化序列中,这三个种的六个形态学参数变化范围边缘相互叠复,缺乏可确切划分界限.三个种个体基座高与基座宽之比依三者的演化次序呈现逐渐增大的渐变关系.以上证据表明S.predistentus-S.distentus-S.ci peroensis为渐进式演化.

南海西沙群岛西科1井374.95-1 257.5 m井段发现石珊瑚化石19属,分别为Acropora,Antillophyllia,Astreopora,Caryophyllia,Coenangia,Cricocyathus,Cyphastrea,Di ploastrea,Enallopsammia,Favia,Favites,Fungia,Goniastrea,Leptastrea,Meandrina,Monti pora,Phyllangia,Porites和Turbinaria等,主要分布于黄流组二段和一段顶部、梅山组二段上部和一段以及三亚组二段.其中Antillophyllia分布于渐新世到中新世,Cricocyathus的分布时代为始新世至中新世,说明含上述2属珊瑚的地层时代不晚于中新世.综合有孔虫、大型底栖钙藻和钙质超微化石等的时代划分结果,推断374.95-1 257.5 m井段的时代属于中新世.对Cricoc yathus sp.,Antillophyllia sp.和Phyllangia sp.等单体珊瑚和群体珊瑚Goniastrea sp.的主要特征进行了描述.

南海西沙群岛西科1井上新世有孔虫较发育,其中浮游有孔虫Globigerinoides spp.,Orbulina universa,Globorotalia menardii和Globorotalia sp.等较丰富;Dentoglobigerina altispira,Globigerinoides quadrilobatus和Gs.trilobus等丰度较低.底栖有孔虫以大型底栖类占绝对优势,其中Amphistegina lessonii,Amphistegina madagascariensis和A.radiata等含量较高;Calcarina hispida,Cyclocl peus pillaria,Operculina bartschi和Operculina sp.等较常见;Amphistegina sp.,Anomalinoides globulosus,Cycloclypeus carpenteri,Cycloclypeus sp.,Heterostegina (Vlerkina)sp.,Homotrema sp.,Marginopora vertebralis和Planorbulinella larvata等稀少出现.小底栖类型出现少量小粟虫类和串珠虫类.根据有孔虫丰度、分异度、浮游有孔虫与底栖有孔虫比例以及环境指示类型的丰度变化,结合珊瑚、钙藻和钙质超微等化石分布特征,对上新世沉积环境演化规律进行了研究,可分为3个演化阶段:374.95～304.25m为礁前斜坡,303.14～288.91 m为礁顶,287.47～231.86m为礁前斜坡.通过对结壳状有孔虫形态的分析,探讨了此类有孔虫在生物礁建造中的作用.

位于珠江口盆地揭阳凹陷的S1井是盆地东南部唯一钻井,其地层和沉积环境分析意义重大.本研究通过对S1井孢粉、有孔虫和钙质超微化石地层对比分析,确定了所钻地层时代.井段(3326.5～2950 m)共鉴定孢粉40属62种,孢粉组合无明显变化,以桤木粉-双束松粉为主,组合与盆地内渐新统珠海组相同.整个分析段3326.5～2059.5 m共鉴定浮游有孔虫11属41种,依据标准种首末现事件共划分出P19-N65个带或联合化石带.钙质超微化石共鉴定8属24种,划分NP23-NN4共5个钙质超微化石带.综合判定:地层时代为早渐新世—早中新世(～31-18 Ma),渐新统与中新统的界限在2876.5 m附近.利用浮游有孔虫的丰度和底栖有孔虫的组合来判别该地层的沉积环境,认为揭阳凹陷S1井在早渐新世—早中新世均为陆坡深水环境,水深＞1000m.

对南海北部琼东南盆地崖北凹陷Y 8-X井1338.1～3086.1 m井段内的110块样品进行了钙质超微化石分析,发现上部1338.1～2075.7 m地层含较丰富的钙质超微化石,而下部2091.0～3086.1 m井段化石丰度低或未见.根据钙质超微化石标志种的存在,识别出NN17带、NN15带、NN11带、NN6带、NN4带和NP25带等6个钙质超微化石末现面事件,由此对该井的生物地层进行了划分,认为研究井段的地层时代为晚渐新世—更新世,推测本井缺失了部分中新统沉积.依据钙质超微化石总丰度、分异度及特征性环境指示属或种的丰度变化,探讨了1338.1～3086.1m井段的沉积环境演化过程,可分为6个演化阶段.从晚渐新世至更新世,经历了海水由浅变深再变浅的过程,其中早中新世早期水深最浅,中中新世—早上新世水体温暖且水深最大.

本文对南海北部大洋发现计划IODP 1501站早—中中新世(21-12 Ma)深海沉积物进行了钙质超微化石群落分析,初步探讨了钙质超微化石演化与大洋碳储库的关系.结果显示:在～16 Ma,钙质超微化石组合反映海水由高生产力环境向低生产力环境过渡,而与之对应的是大洋海水碳同位素由变重转为变轻;而在～14.2 Ma,钙质超微化石组合揭示海水由低生产力环境向高生产力环境过渡,与之对应的是大洋海水碳同位素从变轻转为变重.这些现象说明钙质超微化石群落演化与大洋碳储库具有明显的相关性.推测主要是由于生物光合作用优先吸收12C,合成有机质埋藏到海底,导致海水碳同位素变重.另外在～13.8 Ma,由于东南极冰盖扩张引起中中新世气候转型,陆源输宄和洋流重组等因素可能会导致大洋碳同位素变轻.