通过对西、中太平洋三层构造结壳高分辨率生物地层计年及相应时间尺度内元素地球化学和显微构造特征的精细对比研究,求证申请者关于结壳随气候"骤变"而跨跃式生长的科学推想,梳理其生长变化的时间脉络,实现其"特征层"于渐新世/中新世开始生长这个推论的重大突破;厘定"特征层"顶界及各分层中元素含量异常微层的形成年代;结合计年及新生代气候演化史,寻找定量界定和衡量古气候变化的地球化学指示性标识;在相应研究基础上,探讨结壳生长过程中常、微量元素的活动性差异及原因,主要元素通量的时序演化及意义,各分层结壳的生长速率及主控因素,以及结壳生长与古海洋事件、海平面升降、CCD线变化和碳循环的关系,探索大气圈-水圈-沉积圈的相互耦合作用及其对结壳生长的控制和影响;建立结壳生长变化的古气候"骤变"概念和模式;阐释结壳生长与新生代气候演化的关系,为结壳生长与古环境和地质事件的关系及为我国深海资源的深入研究作出原创性贡献
通过对西、中太平洋三层构造结壳高分辩率生物地层学计年,元素地球化学和显微构造的细致研究,以及海山磷酸盐特征的深入探讨,笔者发现,该区结壳自古近纪开始生长,下层和中层结壳的生长速率分别变化于0.8~3.7mm/Ma和2.5~5.2mm/Ma,不同分层结壳生长速率存在明显差别;结壳中构造和色泽发生"突变"的下、中层界面为渐新世/中新世(O/M),期间存在11.3Ma的沉积间断;结壳生长过程中主要元素呈复杂高次多项式演化模式;Fe、Mn、Co等元素含量和Fe/Mn、Co/(Mn+Fe)等比值在O/M界面未呈现"跨跃式"改变;结壳生长过程主要受控于水成沉积作用与碎屑沉积作用,其成分差异受到元素在海水中的滞留时间、电子键能等元素自身特性的影响;O/M界面处P含量呈现不可逆转的"跨跃式"变化。笔者认为,环境发生"骤变"的晚渐新世/早中新世(21~27Ma)期间几次较大的南极冰川发展事件,特别是23.7Ma的Mi-1事件,在大洋结壳的色泽、构造和成分上得到了反映。结壳中P含量的"跨跃式"改变,是新生代O/M期间气候演化在结壳生长过程中的一个映像,可以作为指示其生长环境发生"骤变"的替代性标识。