北部湾位于南海西北部,由于其地理位置,是受东亚季风与西南季风影响的气候敏感区域,因此是较为理想的气候变化研究场所。回顾前人对北部湾古环境和古气候变化的研究,大部分为全新世时期,且分辨率不高。本研究测定了北部湾两个沉积物岩芯BW1和BW2,共387个样品中生源物质(生物硅、碳酸盐和有机碳)和元素(钴、锌、铅、钡、铀和钍)的含量,对该区域生源物质和元素的地球化学进行研究。然后结合各指标的分布情况和两个岩芯的年代学框架,对北部湾全新世和晚更新世时期的古环境变化进行研究,为重建北部湾古环境变化提供依据。主要的研究内容和结果主要有以下四个方面:(1)生源物质的地球化学北部湾两个岩芯中生物硅含量均值为2.22%,范围值为0.97%-4.17%;碳酸盐含量均值为16.22%,范围为2.23%-36.24%;有机碳含量均值为1.64%,范围值为0.43%-3.29%,结果均在参考文献给出的范围内。两个沉积物岩芯中生源物质的垂直分布差异较大,综合分析认为BW1岩芯生源物质的分布是受陆源物质输入的变化,以及气候对海水中硅质和钙质生物生产力的影响导致。BW2岩芯的生源物质含量分布是由沉积单元的变化以及气候变化导致的。相关性分析表明BW1岩芯中的生物硅、碳酸盐和有机碳主要为海洋生物的堆积。而BW2岩芯样品中碳酸盐含量受到陆源组分的影响较大。(2)元素的地球化学北部湾两个岩芯沉积物中元素钴、锌、钡、铅、钍和铀含量均值分别为10.40、75.72、315.02、18.99、12.46 和 2.19 μg/g,范围值为 5.50-17.02、29.45-118.94、172.53-468.81、13.99-29.87、6.50-16.25 和 1.20-3.44 μg/g。元素分析表明 BW1 岩芯存在三个不同的沉积单元,推测元素含量的变化与物质来源和海平面的变化有关。BW2岩芯中沉积物受到一定的压实作用,认为存在7个沉积单元,与该岩芯的地震剖面图有很好对应。铀、钍与生源物质的相关性分析,表明BW1岩芯沉积物中铀主要来自陆源物质的输入,还有一部分为有机物的吸附沉积。BW2岩芯中其他物质含量有受到陆源碳酸盐的稀释作用。(3)北部湾全新世的环境变化根据岩芯BW1沉积物的表观性状、生源物质和元素的含量和分布状况,以及生源物质的堆积速率,对北部湾全新世以来的环境变化进行研究。研究表明,全新世期间北部湾经历了先上升后下降的海平面变化;古生产力存在高低旋回变化,分别在约384、1050、2207、3184、4627和10700cal.aBP时出现相对高值,对应着一系列冷事件的发生;全新世期间经历了六个气候变化阶段分别为:寒冷干燥时期(12480-11360cal.aBP),寒冷湿润时期(11360-10195 cal.aBP),温暖湿润时期(10195-5140 cal.aBP),气候凉爽、干湿交替时期(5140-3447 cal.aBP),冷热交替和干湿交替时期(3447-1376cal.aBP),凉爽湿润时期(1376-0cal.aBP)。且存在6400、3200、2133、1600、1280、914和711 a的气候变化周期。(4)北部湾晚更新世的环境变化研究表明,晚更新世北部湾经历了六个气候变化阶段,分别为倒数第二次冰期(165.0-125.0kaBP),末次间冰期(125.0-68.0kaBP),末次冰期早冰阶及弱暖期(68.0-30.0kaBP),末次冰期晚冰阶(30.0-12.0 kaBP),全新世冰后期(12.0-0 kaBP)。且存在 128.0、42.7、32.0、21.0、18.3、16.0、11.6、9.1和和7.5 ka的气候变化周期。