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南海深水环流搬运作用及资源效应：南部与北部柱样陆源碎屑记录对比研究

6、海洋地球科学 > 专题5：从流域到深海：沉积物的产生，搬运和埋藏

深水环流对气候、环境和海洋矿产资源分布起着重要的影响作用。南海是西太平洋最大的边缘海之一，通过吕宋海峡侵入南海的西太平洋中深层水，在柯氏力作用下呈逆时针方向流动，构成南海深层环流的驱动源。它影响底流搬运、沉积过程及深海碳循环，塑造和改变陆坡区的地形、地貌格局，并对深海固体矿产资源分布、生态系统演替具有重要影响作用。
目前对南海深水环流已开展大量研究并取得显著成果，仪器观测揭示进入南海的太平洋深层水(或部分)可能在冬季来自南边，在夏季来自北边（田纪伟等，2012），这与从沉积物输运推测的深层流来自北边有所不同（Lüdmann et al., 2005）。进入中央海盆水体形成南北向移动和逆时针旋转的深水洋流(Wang et al., 2011; Lan et al., 2015)，具有太平洋深层水富氧性的特征（Wang，1986），但南部深水氧化历史研究揭示南部深层水与北太平洋洋流联系不大（Li et al., 2018），且南海南部和北部的通风年龄存在差异(Wan et al.,2014)。邵磊等（2007）认为太平洋深层水的等深线流，将台湾西南部的沉积物沿下陆坡等深线位置带到北坡沉积。因此，南海深水环流对南北部沉积搬运以及环境影响尚需要深入研究和揭示。
论文选取南海北部（16ZBS11，19.6408°N, 117.6039°E，h=3,038m）和南部（B9，10.2484°N, 112.7325°E、h=2,603m）两个站位的陆源碎屑物质进行分析和对比研究，揭示南海深水环流对物质搬运作用、南北部陆源碎屑是否具同源性及其对深海自生多金属结核（结壳）的影响作用。初步研究表明，南海北部陆源碎屑物质含量（平均粒径表征）演化与南海南部表征陆源碎屑演化的TiO2含量的变化基本一致，结合其他相关资料，说明南海深水环流，能够将南海北部的陆源碎屑输运至南海南部深水区，它们具有相似的同源性，具体的物质来源尚在分析和研究中。南海深层环流不仅对南海深海陆源碎屑沉积物的来源及搬运起着重要的控制作用，它还可能影响南海深海多金属结核（壳）的富集和分布。研究表明，深水洋流本身富含O2、CO2和贫SiO2，具有较强冲刷能力和化学侵蚀能力，所携带的O2可使流经海底形成氧化环境，促进Fe､Mn等金属氧化物的沉淀和富集。因此，南海深水环流（来自西太平洋的深水洋流）缓慢流动，影响着南海深海结核（壳）的富集和分布。由于南海南部、北部在水体氧化状况、通风年龄存在差异性，导致南海北部多产出多金属结核，而南部多发育多金属结壳。
本文研究有助于深化对南海深水环流演化过程及物质搬运作用，并为揭示南海深水沉积作用以及海底自生矿产资源形成和富集提供基础资料。