近日,我院2024级博士研究生郭宁在其导师、海洋地质与环境教研室姜伟教授等指导下,以第一作者在国际地学经典期刊Palaeogeography, Palaeoclimatology, Palaeoecology发表最新研究成果Paleoenvironmental response in the South China Sea from the Middle Miocene Climatic Optimum to the Middle Miocene Climate Transition: Geochemical records from an isolated carbonate platform。该研究基于南海西沙群岛CK2井碳酸盐岩多指标地球化学记录,重建了约18–13.5 Ma从中中新世气候适宜期(MMCO)到中中新世气候转型期(MMCT)的古环境演化。
MMCO是新生代长期降温背景下的重要全球暖期,随后全球气候进入MMCT,并伴随南极冰盖扩张和海平面下降。已有南海相关研究主要来自深海沉积记录,而热带浅水碳酸盐台地如何响应这一气候转型,以及陆源输入、生产力和氧化还原条件如何协同变化,仍缺乏直接证据。针对这一问题,本研究以CK2井为研究对象,对约18–13.5 Ma碳酸盐岩开展主、微量元素及同位素分析,并结合区域气候、季风和海平面记录开展综合分析,获得以下主要认识:
1.揭示MMCO期间东亚夏季风增强驱动陆源物质输入显著增加。 MMCO之前,较弱的东亚夏季风限制了源区风化和侵蚀,西沙台地陆源输入较低。进入MMCO后,增强的夏季风降水促进大陆化学风化和物理侵蚀,使Al、Ti和Zr明显升高。同期异常升高的87Sr/86Sr进一步支持了陆源输入增强,表明源区物质供应是影响长距离风尘输入的重要因素。
2.发现MMCO时期高海平面与季风驱动上升流共同促进西沙台地生产力升高。 MMCO期间,Ni和Cu显著富集、δ¹³C整体偏正,表明海洋生产力明显增强。较高海平面改善了台地与外海之间的水体交换,增强的东亚夏季风进一步加强风驱上升流,共同促进营养盐供应。高生产力产生的有机质分解消耗溶解氧,使局部水体转为次氧化状态并导致Mn富集。
3.识别MMCO向MMCT转型过程中浅水台地次氧化环境控制机制的转变。 进入MMCT后,气候降温和东亚夏季风减弱使陆源物质供应减少,长距离风尘分选造成Al与Ti、Zr出现解耦。与此同时,海平面下降和上升流减弱使生产力明显降低,但Mn仍维持较高水平,表明次氧化环境的主要控制机制由MMCO时期的高生产力耗氧转变为MMCT时期海平面下降造成的水体循环受限。
本研究系统刻画了MMCO—MMCT期间西沙孤立碳酸盐台地陆源输入、海洋生产力和氧化还原环境的阶段性演化,揭示了东亚季风和海平面变化对热带浅水海洋环境的共同影响,为理解中中新世气候转型期间南海浅水环境响应提供了新的地质证据。
该成果得到国家自然科学基金项目(42030502)、广西科技计划项目(AD25069075)等联合资助。
论文具体信息:
Guo Ning, Jiang Wei, Fan Tianlai, Xu Shendong, Wang Rui, Zhao Jian-xin, Feng Yue-xing, Yu Kefu. Paleoenvironmental response in the South China Sea from the Middle Miocene Climatic Optimum to Middle Miocene Climate Transition: Geochemical records from an isolated carbonate platform. Palaeogeography, Palaeoclimatology, Palaeoecology, 2026, 114182. https://doi.org/10.1016/j.palaeo.2026.114182

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编辑:周剑、李艳丹
一审一校:周剑
二审二校:姜伟、刘旗扬
三审三校:余克服