熊梓翔 ， 朱俊江 ， 楊國明 ， 王長盛 ， 賈仲佳 ， 歐小林 ， 李三忠

(1. 深海圈層與地球系統(tǒng)前沿科學(xué)中心， 海底科學(xué)與探測技術(shù)教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室， 中國海洋大學(xué) 海洋高等研究院和海洋地球科學(xué)學(xué)院， 山東 青島 266100； 2. 青島海洋科學(xué)與技術(shù)國家實(shí)驗(yàn)室 海洋礦產(chǎn)資源評(píng)價(jià)與探測技術(shù)功能實(shí)驗(yàn)室， 山東 青島 266100)

大洋紅層是指在深水遠(yuǎn)洋、半遠(yuǎn)洋環(huán)境下， 在氧化條件下形成的紅色-粉色-棕色為主的海相沉積物[1-4]。自全球大洋調(diào)查開啟以來， 大洋紅層就因其鮮艷的顏色和深海沉積環(huán)境的指示性而為地質(zhì)學(xué)家們所關(guān)注。1873年， 在英國“挑戰(zhàn)者”號(hào)考察船進(jìn)行環(huán)球海洋考察時(shí)， 大洋紅層首次被科學(xué)家發(fā)現(xiàn)并報(bào)道。大洋紅層普遍發(fā)育于全球各大洋中， 占全球洋盆總面積的31%， 約占全球表面積的20%[1-3]。大洋紅層能夠極好地保存古沉積環(huán)境特征， 記錄了豐富的古地磁和古氣候信息， 其全球分布的特征使之具有其他深海沉積物不可替代的重要性。與此同時(shí)， 研究大洋紅層的各種沉積指標(biāo)， 如礦物組成、生物生產(chǎn)力、沉積速率等， 對古海洋、古氣候、古地磁、古構(gòu)造格局演變甚至比較行星學(xué)的研究都具有重要意義[5-7]。目前不同地質(zhì)時(shí)期的大洋紅層中， 以白堊紀(jì)大洋紅層的研究最為成熟， 由我國科學(xué)家領(lǐng)導(dǎo)的國際地球科學(xué)計(jì)劃(IGCP) 463和494項(xiàng)目， 將白堊紀(jì)大洋紅層作為主要研究對象， 在地層學(xué)、沉積學(xué)、元素地球化學(xué)等多個(gè)領(lǐng)域發(fā)表了系列研究論文和專著[4，7-8]。

不同地質(zhì)歷史時(shí)期的大洋紅層因其在長時(shí)間尺度

上的縱向可對比性， 可以作為研究全球跨地質(zhì)歷史時(shí)期的特殊氣候和海洋變化的良好工具。 在深入研究白堊紀(jì)大洋紅層的同時(shí)， 對新近紀(jì)大洋紅層的研究卻缺乏系統(tǒng)的分析和總結(jié)。新近紀(jì)是地球地質(zhì)演化的一個(gè)關(guān)鍵時(shí)期，在這個(gè)時(shí)期發(fā)生了一系列地質(zhì)事件， 例如北極冰蓋的形成、青藏高原的隆升、相關(guān)海氣系統(tǒng)的重新組合等， 這些事件對今天人類社會(huì)賴以生存的環(huán)境和生物多樣性仍然有著重大影響[9-10]。對新近紀(jì)大洋紅層的研究可推進(jìn)對新近紀(jì)的古氣候、古海洋和古地理變化的了解， 同時(shí)有利于提升人類預(yù)測全球未來氣候變化的能力。本文利用大洋鉆探科學(xué)計(jì)劃中的航次報(bào)告和數(shù)據(jù)庫， 識(shí)別出不同洋區(qū)的大洋鉆探鉆井中的新近紀(jì)大洋紅層， 分析和探討了新近紀(jì)大洋紅層的分布分類、物理屬性特征、致色礦物以及成因， 本文的研究成果對進(jìn)一步理解不同時(shí)期大洋紅層的成因具有重要意義。

1 數(shù)據(jù)與方法

本文所使用的新近紀(jì)大洋紅層數(shù)據(jù)和巖芯影像均來自于深海鉆探計(jì)劃(DSDP)、大洋鉆探計(jì)劃(ODP)、綜合大洋鉆探計(jì)劃(IODP)和國際大洋發(fā)現(xiàn)計(jì)劃(IODP)的航次報(bào)告以及德克薩斯A&M大學(xué)的大洋鉆探數(shù)據(jù)庫(http：//web.iodp.tamu.edu/OVERVIEW/)。本文統(tǒng)計(jì)了各大洋中含新近紀(jì)沉積物的鉆井， 再通過航次報(bào)告及巖芯剖面對比沉積物顏色， 從鉆井中識(shí)別出39個(gè)含新近紀(jì)大洋紅層且較為完整的鉆井， 系統(tǒng)歸納并總結(jié)出其分布區(qū)域、所屬年代、巖性、顏色、含水率、密度和孔隙度， 由于大洋鉆探的數(shù)據(jù)庫中DSDP航次的物理屬性、化學(xué)和古地磁等數(shù)據(jù)沒有記錄， 故本文未使用DSDP鉆井的數(shù)據(jù)。

沉積物離散樣品的主量元素Al2O3、CaO和SiO2重量百分比、總有機(jī)碳(TOC)含量和CaCO3含量數(shù)據(jù)來自于大洋鉆探數(shù)據(jù)庫的“化學(xué)和微生物(Chemistry and Microbiology)”數(shù)據(jù)庫， 本文使用了基于主量元素含量的大洋紅層分類方法來對新近紀(jì)大洋紅層進(jìn)行分類[7-8]。磁化率、紅度(a*)和反射光譜數(shù)據(jù)來自于大洋鉆探數(shù)據(jù)庫的“物理屬性(Physical Properties)”數(shù)據(jù)庫， 熱退磁和交變磁場退磁數(shù)據(jù)來自于“磁學(xué)(Magnetism)”數(shù)據(jù)庫， 其中磁化率由鉆探航次的研究人員通過MS2K-121磁化率儀測得， 紅度和反射光譜數(shù)據(jù)由鉆探航次的研究人員通過QEPRO-QEP00732高性能光譜儀測得。本文對大洋鉆探1409、1438、1451和1499鉆井巖芯中的大洋紅層、黃綠色的沉積物和灰綠色的沉積物樣品的反射光譜值進(jìn)行了求解一階導(dǎo)數(shù)的處理， 相鄰光譜值之差除以波長間隔，即為該點(diǎn)的一階導(dǎo)數(shù)值。除此之外， 本文還使用了部分大洋鉆探航次鉆井報(bào)告中的沉積速率和含白堊紀(jì)大洋紅層的鉆井位置[4]。

2 新近紀(jì)大洋紅層的全球分布及分類

新近紀(jì)大洋紅層包含中新世和上新世的大洋紅層。通過本文統(tǒng)計(jì)出的39個(gè)含新近紀(jì)大洋紅層的大洋鉆探鉆井可以看出， 新近紀(jì)大洋紅層在太平洋、大西洋、印度洋、南大洋和北冰洋均存在， 具有典型的全球分布特征(圖1， 表1)。新近紀(jì)大洋紅層在每個(gè)巖芯中的顏色是不均一的， 以棕色和黃棕色為主，主要為黏土和黏土巖， 也存在極少數(shù)的含放射蟲軟泥黏土和硅質(zhì)巖， 在碳酸鹽補(bǔ)償深度界面以上也有存在， 既有厚達(dá)55 m的連續(xù)沉積， 也存在高頻旋回的紅層和單獨(dú)存在的十余厘米厚的夾層。

圖1 39個(gè)含新近紀(jì)大洋紅層的鉆井分布Fig. 1 Distribution of Neogene oceanic red beds at 39 drilling sites

表1 DSDP、ODP和IODP鉆井中出現(xiàn)的新近紀(jì)大洋紅層Tab.1 Occurrence of Neogene oceanic red beds at DSDP, ODP, and IODP sites

各大洋含新近紀(jì)大洋紅層的鉆井?dāng)?shù)占總數(shù)的比例分別為： 太平洋51.2%， 大西洋38.4%， 南大洋5.1%， 印度洋2.5%， 北冰洋2.5%。因此認(rèn)為新近紀(jì)大洋紅層主要分布于太平洋和大西洋， 而在南大洋、印度洋和北冰洋較為少見， 但這一結(jié)果也可能與大洋鉆探在太平洋和大西洋開展較多航次有關(guān)。新近紀(jì)大洋紅層在整個(gè)新近紀(jì)時(shí)期都有出現(xiàn)， 但其分布的時(shí)代具有一定差異性， 整體呈現(xiàn)從新近紀(jì)早期到晚期逐漸減少的特征。在太平洋地區(qū)， 新近紀(jì)大洋紅層出現(xiàn)的高峰期為中新世， 而在大西洋地區(qū)的高峰期則為上新世。在大洋鉆探南海184、349、367和368航次的鉆井中都觀測到了新近紀(jì)大洋紅層， 其中349航次1434鉆井的巖芯8R、9R和10R中的新近紀(jì)大洋紅層直接覆蓋在玄武巖基底上， 為固結(jié)良好的紅棕色黏土巖[11]。此外， 在北冰洋的302航次M0002鉆井， 雖然其水深僅為1 211 m， 但仍觀察到形成于早中新世，不連續(xù)但總厚度達(dá)28 m的新近紀(jì)大洋紅層。

用主量元素含量對大洋紅層進(jìn)行化學(xué)組成的分類方法同樣適用于新近紀(jì)大洋紅層， 基于表2中不同洋區(qū)鉆井新近紀(jì)大洋紅層樣品的CaO， Al2O3和SiO2含量， 本文對93個(gè)新近紀(jì)大洋紅層樣品進(jìn)行地球化學(xué)分類(圖2)。太平洋的6個(gè)鉆井中， 新近紀(jì)大洋紅層主要為鋁質(zhì)大洋紅層， 其次是鈣質(zhì)大洋紅層。太平洋1501鉆井和1334鉆井紅層的CaCO3平均含量高于其他鉆井， 與這兩個(gè)鉆井中部分樣品被分為鈣質(zhì)大洋紅層是相對應(yīng)的， 1438鉆井紅層的CaCO3平均含量最低， 僅為0.8%(表3)。大西洋907和998鉆井、南大洋的1356和1358鉆井以及印度洋的1451鉆井中新近紀(jì)大洋紅層均為鋁質(zhì)大洋紅層， 其中大西洋998鉆井紅層的CaCO3平均含量為7.3%， 其余鉆井中紅層的CaCO3平均含量均低于5%。南海1501和1502鉆井的紅層主要為鋁質(zhì)和鈣質(zhì)大洋紅層， 鉆井中紅層的CaCO3平均含量分別為33.6%和6.9%。

表3 12個(gè)鉆井中沉積物CaCO3含量和新近紀(jì)大洋紅層總有機(jī)碳含量Tab. 3 Sediments CaCO3 contents and the total organic carbon content of Neogene oceanic red beds at 12 drilling sites

圖2 新近紀(jì)大洋紅層的CaO-Al2O3-SiO2三元圖分類Fig. 2 CaO–Al2O3–SiO2 ternary diagram for the classification of Neogene oceanic red beds

表2 12個(gè)鉆井中新近紀(jì)大洋紅層的CaO-Al2O3-SiO2平均含量Tab. 2 Average contents of the CaO-Al2O3-SiO2 of Neogene oceanic red beds at 12 drilling sites

白堊紀(jì)大洋紅層具有多樣化的特征， 其物質(zhì)來源不局限于黏土礦物， 鋁質(zhì)、鈣質(zhì)和硅質(zhì)大洋紅層均有出現(xiàn)， 其中有3個(gè)位于太平洋的白堊紀(jì)紅層為硅質(zhì)大洋紅層。而在92個(gè)新近紀(jì)大洋紅層樣品中， 鋁質(zhì)大洋紅層為主要類型， 僅有少數(shù)鈣質(zhì)大洋紅層在太平洋1218、1219、1334、1336鉆井和南海1501鉆井出現(xiàn)， 未見硅質(zhì)大洋紅層， 這可能與多數(shù)鉆井中大洋紅層主要為黏土有關(guān)， 黏土主要由洋流與風(fēng)搬運(yùn)的黏土礦物和細(xì)粒礦物組成，這也與白堊紀(jì)大洋紅層的組成有著顯著差別， 因此本文認(rèn)為新近紀(jì)大洋紅層可以作為鋁質(zhì)大洋紅層的典型代表。

3 新近紀(jì)大洋紅層的物理屬性特征

在已統(tǒng)計(jì)出的鉆井?dāng)?shù)據(jù)中， 南太平洋199航次1218鉆井中的新近紀(jì)大洋紅層含水率和孔隙度最高，分別為334.8%和89.7%， 密度最低， 平均為1.2 g/cm3，該站位的紅層埋藏深度僅為海底面以下20～50 m， 埋藏較淺(表4)。而位于南海的467航次1499鉆井中的新近紀(jì)紅層埋藏深度達(dá)海底面以下880 m， 含水率和孔隙度最低， 分別為17.5%和32.1%， 密度最高， 平均為2.2 g/cm3。新近紀(jì)大洋紅層多為黏土， 隨著埋藏深度的增加會(huì)受到強(qiáng)烈的壓實(shí)作用， 因此其含水率、密度和孔隙度的大小與埋藏深度及巖性有關(guān)。

表4 11個(gè)不同鉆井中新近紀(jì)大洋紅層的物理屬性Tab. 4 Physical properties of Neogene oceanic red beds at 11 different sites

對比磁化率、紅度以及鉆井的沉積物巖芯影像，發(fā)現(xiàn)在含新近紀(jì)大洋紅層的各鉆井中， 磁化率、紅度與紅層具有顯著的相關(guān)性(圖3)。新近紀(jì)大洋紅層的磁化率比同鉆井中白色和灰綠色的磁化率更高， 顏色為紅色的紅層的磁化率最高， 其次是棕色和黃棕色。磁化率是磁性礦物的種類、含量和顆粒大小的綜合反映， 紅度表示顏色從綠色(負(fù)值)到紅色(正值)之間的變化， 正值越大， 紅色越強(qiáng)， 負(fù)值越大， 綠色越強(qiáng)， 新近紀(jì)大洋紅層的紅度顯然高于非紅層的白色和灰綠色的沉積物。當(dāng)巖芯中的沉積物向白色和灰綠色的沉積物變化時(shí)，磁化率和紅度都有明顯下降。建立磁化率與紅度之間的線性關(guān)系， 認(rèn)為兩者之間大致成正相關(guān)。圖3的6個(gè)鉆井中， 368航次1502鉆井25R-1巖芯磁化率與紅度的相關(guān)系數(shù)值最小， 為0.480 7， 而367航次1499鉆井25R-4巖芯中， 磁化率與紅度的相關(guān)系數(shù)R高達(dá)0.928 4， 說明磁化率與紅層有非常好的正相關(guān)關(guān)系。

圖3 大洋鉆探206、208、351、354、367和368航次鉆井中含新近紀(jì)紅層巖芯的紅度和磁化率變化曲線Fig. 3 a* and magnetic susceptibility change curves of the cores containing Neogene oceanic red beds at sites for expeditions 206， 208， 351， 354， 367， and 368

4 新近紀(jì)大洋紅層的致色礦物

赤鐵礦和針鐵礦在可見光波長范圍(390～780 nm)有明顯的一階導(dǎo)數(shù)特征峰， 其中赤鐵礦的一階導(dǎo)數(shù)特征峰在565 nm， 而針鐵礦的一階導(dǎo)數(shù)有兩個(gè)特征峰，分別在535 nm和435 nm[12-13]。對大西洋1409鉆井3-1、太平洋1438鉆井18-4、印度洋1451鉆井29-4和南海1499鉆井25-4巖芯中紅層樣品和灰綠色的沉積物樣品的反射光譜值進(jìn)行了求解一階導(dǎo)數(shù)的處理(圖4)。結(jié)果顯示四個(gè)鉆井中大洋紅層的反射光譜一階導(dǎo)數(shù)曲線均在560～570 nm出現(xiàn)了顯著的赤鐵礦特征峰， 但其中1409鉆井的曲線在435 nm有一個(gè)明顯的次峰， 為針鐵礦的特征峰， 表明紅層中含有赤鐵礦， 也可能含針鐵礦。而灰綠色沉積物樣品的反射光譜一階導(dǎo)數(shù)曲線整體向右傾斜， 沒有出現(xiàn)赤鐵礦和針鐵礦的特征峰， 說明灰綠色的沉積物中既缺乏赤鐵礦也缺乏針鐵礦。

圖4 四個(gè)不同洋區(qū)鉆井巖芯沉積物反射光譜一階導(dǎo)數(shù)圖Fig. 4 Reflectance spectroscopy first-derivative curves of sediments in four oceanic drilling sites

新近紀(jì)大洋紅層樣品在熱退磁處理下的剩磁強(qiáng)度變化也表明其存在高矯頑力和高阻斷溫度的赤鐵礦(圖5a—c)。1499和1501鉆井中的紅層樣品在0～300 ℃的溫度下迅速退磁， 但隨著溫度的不斷升高，在溫度高于575 ℃時(shí)剩磁仍存在， 表明存在居里溫度(Tc)較高的物質(zhì)， 指示了磁赤鐵礦(Tc≈590 ℃～675 ℃)或赤鐵礦(Tc≈675 ℃)的貢獻(xiàn)。368航次1502鉆井中新近紀(jì)大洋紅層和非紅層沉積物在交變磁場下退磁行為區(qū)別更為明顯， 紅色和綠色曲線分別代表該鉆井中的新近紀(jì)大洋紅層和非紅層沉積物。1502-9R-1和1502-39R-1鉆井中的紅層樣品在0～25 mT的交變磁場下， 剩磁強(qiáng)度損失了近50%， 但是在30 mT到120 mT之間， 退磁行為不像在0～25 mT時(shí)變化那么劇烈， 平緩的曲線指示紅層中的礦物存在非常高的矯頑力。沉積物的紅色和這種高矯頑力的特征， 指示了新近紀(jì)大洋紅層中赤鐵礦(或磁赤鐵礦)的存在。顏色偏綠的非紅層沉積物退磁曲線與紅層的退磁曲線顯著不同， 在低于15 mT的交變磁場中就迅速退磁， 這是磁鐵礦或鈦磁鐵礦的典型特征。在195航次1201、318航次1359、349航次1434和351航次1438等鉆井中， 新近紀(jì)大洋紅層樣品存在類似的退磁行為[11-13]， 而在綠色和灰色的沉積物樣品中未發(fā)現(xiàn)該現(xiàn)象。

圖5 南海大洋鉆探367和368航次新近紀(jì)大洋紅層的熱退磁和交變磁場退磁變化曲線Fig. 5 Thermal demagnetization and alternating field demagnetization curves of the Neogene oceanic red beds at expedition 367 and 368 in the South China Sea

5 新近紀(jì)大洋紅層成因探討

顏色是大洋紅層最鮮明的特征， 而大洋沉積物的致紅過程， 需要滿足2個(gè)條件。首先， 在沉積物中需要存在鐵， 只要Fe3+含量大于1%， 或者赤鐵礦含量大于1.5%， 就能使沉積物變紅[11，16-17]。很多沉積物的顏色都是由鐵氧化物控制的， 例如古土壤、黃土和大洋沉積物等[18-19]。沉積物的反射光譜一階導(dǎo)數(shù)曲線結(jié)果表明， 大洋紅層中存在赤鐵礦的特征峰，而灰綠色的沉積物中沒有出現(xiàn)赤鐵礦的特征峰； 沉積物的熱退磁曲線和交變磁場退磁曲線的結(jié)果指示了紅層中赤鐵礦的存在， 綠色的沉積物樣品則缺乏赤鐵礦， 因此我們推斷赤鐵礦是新近紀(jì)大洋紅層的致色礦物。沉積物磁化率的變化與紅層存在一定的正相關(guān)性， 在鉆井巖芯中， 沉積物由紅色、棕色向白色、綠色轉(zhuǎn)變時(shí)， 磁化率顯著下降， 而赤鐵礦(或磁赤鐵礦)是影響磁化率的磁性礦物， 因此可以進(jìn)一步推斷赤鐵礦(或磁赤鐵礦)是導(dǎo)致磁化率變化的原因。

合適的氧化條件可以使鐵在沉積物中主要以三價(jià)的形式存在， 并使沉積物中的致色鐵氧化物(赤鐵礦)在成巖階段得以保存[20]。在大洋沉積物中， 氧化還原條件主要由底層水溶解氧含量和有機(jī)質(zhì)堆積速率決定， 有機(jī)質(zhì)為還原劑， 溶解氧為氧化劑[21]。氧化條件的出現(xiàn)， 可能有三個(gè)原因， 第一個(gè)原因是有機(jī)質(zhì)堆積速率低， 第二個(gè)原因是底層水的溶解氧含量高， 或是前兩種情況共同作用的結(jié)果[22]。白堊紀(jì)廣泛存在的遠(yuǎn)洋紅層主要出現(xiàn)在大洋缺氧事件之后， 具有相對較高的沉積速率， 所以目前普遍認(rèn)為白堊紀(jì)大洋紅層的氧化條件是以溶解氧含量高占主導(dǎo)作用而形成， 缺氧事件后大氣中O2含量增加， CO2含量降低， 導(dǎo)致海水溶解氧含量增加形成富氧條件[22-25]。導(dǎo)致白堊紀(jì)大洋紅層致色的礦物為鐵氧化物(赤鐵礦和針鐵礦)， 在沉積物-水界面存在大量溶解氧的情況下， 二價(jià)鐵被氧化形成微細(xì)的鐵氧化物(赤鐵礦和針鐵礦)， 成巖階段針鐵礦發(fā)生脫水作用轉(zhuǎn)變?yōu)槌噼F礦[7，25-26]。

與白堊紀(jì)大洋紅層相對較高的沉積速率有著明顯不同， 新近紀(jì)大洋紅層對應(yīng)了較低的沉積速率。本文收集了19個(gè)鉆井的沉積物沉積速率， 對比每個(gè)鉆井中新近紀(jì)大洋紅層和非紅層沉積物的沉積速率(圖6)。新近紀(jì)大洋紅層沉積速率最低為0.5 mm/ka，最高為8.5 mm/ka， 平均為4 mm/ka， 而非紅層的白色和灰綠色沉積物的沉積速率平均高達(dá)85.3 mm/ka。每個(gè)鉆井中的新近紀(jì)大洋紅層的沉積速率均低于同鉆井中非紅層沉積物的沉積速率。Gleason等對北太平洋EW9709-1P站位中大洋紅層中的魚牙化石進(jìn)行Sr同位素定年， 測得該地區(qū)在新近紀(jì)以0.6 mm/ka的極低速率沉積大洋紅層[27]。

通常大洋沉積物中反映生物生產(chǎn)力的兩個(gè)重要指標(biāo)是沉積物的總有機(jī)碳含量和CaCO3含量， 總有機(jī)碳含量高值被認(rèn)為與高生物生產(chǎn)力相關(guān)， 反之總有機(jī)碳含量低值常被看作是低生產(chǎn)力的結(jié)果， 而且鈣質(zhì)生物含量的差別會(huì)造成CaCO3含量的差異[28-29]。在整理出的12個(gè)鉆井中， 新近紀(jì)大洋紅層的CaCO3平均含量最高為34.9%， 最低為0.2%， 而非紅層的白色和灰綠色沉積物的CaCO3平均含量最大值為75.9%，最小值為4.3%(表3)。每個(gè)鉆井中新近紀(jì)大洋紅層的CaCO3含量都低于同鉆井中非紅層沉積物的CaCO3含量。新近紀(jì)大洋紅層的總有機(jī)碳含量平均值最高為0.36%， 最低僅為0.06%。因此本文認(rèn)為低生物生產(chǎn)力是造成新近紀(jì)大洋紅層的低CaCO3含量的主要因素。Macleod等[29]研究發(fā)現(xiàn)當(dāng)生物生產(chǎn)力低時(shí)， 出現(xiàn)底棲有孔蟲δ13C高值和浮游有孔蟲δ13C低值， 轉(zhuǎn)移到底部的有機(jī)碳相對較少， 這與新近紀(jì)大洋紅層的總有機(jī)碳含量較低[30]是相符的。在開闊的深海環(huán)境中， 低生物生產(chǎn)力和低沉積速率會(huì)導(dǎo)致低有機(jī)質(zhì)堆積速率。這個(gè)條件引起生物對氧氣的需求量下降， 有機(jī)質(zhì)降解消耗氧的速率小于氧擴(kuò)散到沉積物中的速率， 使早期的成巖環(huán)境處于氧化條件下。所以本文根據(jù)現(xiàn)有數(shù)據(jù)和資料， 認(rèn)為新近紀(jì)大洋紅層對應(yīng)的低有機(jī)質(zhì)堆積速率，為致色鐵氧化物的形成提供了有利的氧化條件， 使得沉積物中的鐵氧化物在成巖階段得以保存， 形成全球分布的新近紀(jì)大洋紅層。

6 結(jié)論

通過對全球大洋鉆井井位資料的整理， 發(fā)現(xiàn)39個(gè)含新近紀(jì)大洋紅層的鉆井， 使用新近紀(jì)大洋紅層離散樣品的主量元素含量進(jìn)行三元圖投點(diǎn)分析， 求解反射光譜一階導(dǎo)數(shù)， 并對鉆井樣品的顏色和磁化率變化、退磁曲線變化進(jìn)行了系統(tǒng)總結(jié)和分析， 得出以下幾點(diǎn)結(jié)論：

(1) 新近紀(jì)大洋紅層的顏色以黃棕色-棕色-紅色為主， 主要為黏土和黏土巖， 其大量分布于太平洋，少量分布于大西洋， 零星分布在南大洋、印度洋和北冰洋。新近紀(jì)大洋紅層出現(xiàn)的高峰期可能為中新世，整體呈現(xiàn)從新近紀(jì)早期到晚期逐漸減少的特征。

(2) 依據(jù)鉆井中新近紀(jì)大洋紅層樣品主量元素含量分析， 新近紀(jì)大洋紅層類型主要為鋁質(zhì)， 少量為鈣質(zhì)， 未見硅質(zhì)類型， 鋁質(zhì)大洋紅層可以作為新近紀(jì)大洋紅層的典型代表。樣品的磁化率、反射光譜一階導(dǎo)數(shù)和退磁數(shù)據(jù)均表明赤鐵礦是新近紀(jì)大洋紅層的致色礦物。

(3) 依據(jù)大洋鉆探鉆井中新近紀(jì)大洋紅層的沉積環(huán)境和物理屬性變化特征， 提出新近紀(jì)大洋紅層中致色鐵氧化物是在低沉積速率(平均4 mm/ka)和低生物生產(chǎn)力共同作用導(dǎo)致的低有機(jī)質(zhì)堆積速率條件下生成， 并在氧化環(huán)境下得以保存和致色， 最終形成新近紀(jì)大洋紅層。