南海“大洋紅層”為研究深水環流演化提供新思路

　　近日，中國科學院南海海洋研究所邊緣海與大洋地質重點實驗室孫珍研究員團隊在南海中新世海相紅層成因研究方面取得最新進展，成果發表在國際期刊Gondwana Research（《岡瓦納研究》）上。張哲博士為論文第一作者，孫珍研究員為通訊作者。

　　“大洋紅層”是指深海遠洋、半遠洋環境下，形成的一套以棕紅色-紅褐色為主的沉積物，成因機制復雜，其中與深層環流有關的大洋紅層對古海洋演化具有特殊的指示意義。大洋鉆探（349，367/368/368X）航次在南海洋盆和洋-陸過渡帶發現了廣為發育的紅色粘土層，形成時代主要介于早-中中新世。然而，這些海相紅層的成因以及古海洋學意義尚不清楚。其中，U1503A站位位于南海北部最老的洋殼上，這里發育有最完整的同擴張和擴張后沉積地層，且紅色粘土層中還發育有四套厚層綠色夾層，是揭示紅層成因的理想代表。

　　研究人員運用沉積學、礦物學、地球化學方法，對紅層和綠層進行了對比分析。結果表明，沉積物的顏色變化主要與三價鐵氧化物（赤鐵礦）的含量變化有關，紅層中含有更高比例的赤鐵礦。

　　進一步分析發現，三價鐵氧化物含量變化主要取決于沉積環境的氧化還原情況，如紅色粘土巖的沉積環境較綠色粘土巖更為富氧。這種深海氧化還原環境的變化與南海北部富氧底層流的強弱有關。研究認為，南海早-中中新世沉積物顏色的紅-綠變化可能指示著太平洋深水環流在早-中中新世暖-冷期進行了重組。

　　本次新發現為研究早-中中新世深水環流演化提供了新思路，對研究和認識早-中中新世全球氣候和冰量變化對深水環流的影響具有重要意義。

　　本項研究得到國家自然科學基金、廣東省實驗室（廣州）人才特殊支持計劃、王寬誠教育基金等聯合支持。