北极钻探科考（ACEX）的初始成果报告——北冰洋中央深水区古海洋学及构造演化研究

摘要

2004年夏末，迄今人类历史上唯一一次北冰洋深海地区钻探计划一北极钻探计划（ACEX），在距北极点250km处大洋钻探（IODP）工作正式展开。此次钻探工作揭示了罗蒙诺索夫海岭（水深1300m处）海底地层发育状况，钻探深度达400多米。据前人推测，罗蒙诺索夫海岭的基底性质极有可能为56Ma从欧亚大陆裂离的长条状陆块，裂离后向北漂移并沉降。海岭上海相沉积一直持续到现今，形成一套连续的古海洋学沉积记录。海岭因其相对于周围深海平原的绝对高度（约3000m）确保其上的沉积层未受到浊流沉积的侵扰。ACEX钻探计划的首要目标就是采集陆壳基底之上的海洋沉积演化历程地层记录。ACEX钻探面临的最大挑战是如何在以0．5节速度漂流的2—4m厚浮冰条件下进行一系列定位、钻探、取-tL,等高难度作业。罗蒙诺索夫海岭之上的海冰作着跨北极点的漂移，同时也受季风、潮汐以及水流的影响。正是由于这种复杂多变的海冰情况，到目前为止未能揭开被学术界称为“未知海”的北冰洋深海盆的神秘面纱。基于在滨海带用岩心爪获取的沉积物样品的分析表明，生物沉积碳酸盐岩仅发育于全新世一更新世。上段170m的地层记录了大约15Ma的沉积，这些沉积包括冰载沉积以及少量的小型砾石沉积，这些记录表明该地区冰覆盖状况可以追溯到15Ma前，对于冰覆盖的发育时间以及特征等细节将在以后研究。在沉积记录中有一段明短的地层沉积间断跨越了晚始新世一渐新世，表明罗蒙诺索大海岭在当时未接受沉积，或遭受剥蚀。中始新世则表现为暗色富有机质的硅质岩沉积。在井深239m处钻遇的孤立冰坠石是中始新世冰运沉积的典型标志。在下，中始新统分界面附近的沉积段中发现大量Azolla spp．化石，表明该地区当时以低盐淡水环境为主。ACEX钻探揭示了著名的早始新世热事件（EETM），分析表明在该热事件期间北冰洋处于亚热带，海水温暖、气候湿润。另外，ACEX钻探也揭示了沉积盖层之下的晚白垩世基岩，为浅水沉积环境。