中国南海的多巴火山灰层:74ka左右喷发期间的对比风向证据

７４ｋａ左右最年轻的多巴火山喷发被认为是晚更新世最大的喷发 ,已多次讨论过其对全球气候的影响。直到现在 ,印度洋东北部的马来西亚、印度次大陆以及阿拉伯海 ,即苏门答腊岛上多巴火山口以西的地区都报道过多巴火山喷发的硅质火山灰层和分散的玻屑。这里我们报道了在中国南海南部的１７９６１ -２和１７９６２ -４沉积物岩心中新发现的火山灰层 ,运用地层学和地球化学分析得出这些火山灰层是最年轻的多巴火山灰。这些新的多巴火山灰雨出现在喷发火山口以东１８００多公里的地方 ,这可能表示了该喷发时期的对比风向。研究用的沉积物样品来…     

马里亚纳海槽的沉积

马里亚纳海槽是一个正在扩张的弧后盆地。文章分析中国和联邦德国合作考察马里亚纳海槽两个沉积岩心的一般沉积特征、物质来源及其影响因素。两岩心沉积物均以砂质粉砂、粉砂和粘土质粉砂为主,含较多黑色火山灰层和黑色纹理,岩性分析表明,物质以火山碎屑为主。由于两岩心所处具体构造位置不同,导致岩性、构造和物质来源不同。61KL岩心有4或5个递变层序,为典型的浊流沉积,物质主要来自东部活动的马里亚纳火山弧,由浊流搬运而沉积。57KL岩心物质主要来自海槽扩张裂谷本身的火山喷发。两岩心均为半远洋沉积物。     

“从源到汇”的时间尺度——根据U系同位素计算海洋沉积物的搬运时间

东亚边缘海陆源碎屑沉积物的"从源到汇"过程是我国陆海相互作用和海洋地质研究的重要内容。目前我国已开展的沉积物源汇研究大多集中于源汇过程中的"源"和"汇"2个端元的讨论,而对沉积物从源到汇的过程尤其是时间尺度缺乏系统和定量的探讨。根据234 U/238 U比值定量计算沉积物的搬运时间,是国际上最近发展的一种同位素地球化学示踪方法,已经成功应用于世界多条河流和海洋沉积物的搬运时间计算。对该方法的理论基础和应用情况进行了系统的介绍,该方法在我国的应用和推广将有助于深化我国东部边缘海不同构造—气候—人类活动背景下河流入海沉积物的从源到汇过程研究。     

孟加拉扇沉积作用与古气候研究进展

"气候-构造-沉积"耦合问题是全球变化研究的重要内容,孟加拉深海扇作为世界第一大浊积扇,沉积物主要来自喜马拉雅山及青藏高原的侵蚀物质,且处于亚洲两大季风区之一的印度季风区,是研究三者相互关系的天然实验室。通过总结该区前人研究成果,对孟加拉扇沉积作用与古气候研究现状进行了综述,提出了该区尚存争议的主要科学问题并展望了今后的研究方向。研究认为,除来自喜马拉雅山和青藏高原的物质外,孟加拉扇还受到印度、东南亚大陆等源区的影响,另外还有少量生物沉积和火山来源物质等。孟加拉扇沉积物以细粒物质为主,扇体表面遍布浊流通道。浊流和等深流是孟加拉扇主要的沉积动力机制。目前对孟加拉扇扇体沉积模式及其在青藏高原隆升、孟加拉扇"源-汇"过程、"气候-构造-沉积"耦合研究中的作用仍存在不同见解,尚需更加深入的研究。     

鄂霍次克海东南部OS03-1岩心重矿物分布特征及物质来源

对鄂霍次克海东南部科学院隆起区OS03-1岩心碎屑重矿物及火山灰层进行了详细分析。岩心重矿物以紫苏辉石、绿帘石和普通角闪石为主,特征矿物为钛磁铁矿和普通辉石,矿物特征表明本岩心的物质主要来源于冰筏搬运(陆源)和火山喷发。陆源物质大部分来源于鄂霍次克海西部和北部地区,少量来自堪察加半岛冰川携带沉积物;火山物质则来源于堪察加半岛和千岛群岛的火山喷发产物。在岩心中识别出3个火山灰层,各种证据表明火山灰层1与已知的K2火山灰层相同,形成年代为26ka BP;火山灰层3具有明显火山物质与陆源物质混合特征,而火山灰层2则只能通过碎屑矿物的含量特征来判定,外在颜色不明显,已经明显的被陆源物质所稀释。研究表明,碎屑矿物组分参数可以有效地指示物质来源,也是识别火山灰层存在(特别是被陆源物质稀释)的可靠指标。     

印度洋珊瑚记录的气候和环境变化

印度洋对于我国的政治经济和气候变化都极为重要。造礁珊瑚分布广泛(遍布印度洋和太平洋热带海区)、其文石骨骼具有年轮结构、非常适合U/Th高精度定年,且地球化学指标记录准确可靠。因此,用珊瑚作为记录载体,可有效地将气候和环境变化记录的时间序列延长至器测之前。文章首先介绍了印度洋珊瑚的分布、现状以及重要性等概况;然后从环境污染、古风暴、古海平面和气候变化[包括亚洲季风、降雨和大气环流、海表水温(SST)和IOD(Indian Ocean Dipole,IOD)、洋流]等方面综述了印度洋珊瑚在印度洋气候和环境变化记录中的作用和贡献;最后根据笔者的认识,进行了简单的小结和点评。     

南海沉积物物质来源研究的意义及其进展

南海是典型的边缘海,其沉积物记录了南海古海洋演化、东亚季风演化和区域构造演化等重要信息.南海沉积物的物质来源研究,不仅可以深化边缘海沉积作用过程的认识;同时,为重建南海古海洋演化、探索东亚季风演化提供重要的理论依据.南海北部沉积物主要来自于北部大陆,主要输入河流包括珠江、红河以及台湾岛内河流;而长江物质以及东部吕宋岛弧...     

山东半岛黄土堆积中的火山玻璃

山东半岛蓬菜附近林格庄和下朱潘两地黄土堆积中发现了火山玻璃,这些火山玻璃可能来源于邻近地区第四纪的火山活动和当地第三纪末、第四纪初期火山灰物质的“海洋沉积－风力改造再沉积”,也可能是在气候转换时期当地处于山顶位置的火山灰物质的再搬运（经风力作用或坡面流水作用）沉积。若是第一种来源,则这些火山玻璃具有重要的地层 学和年代意义;若是第三种来源,则这些火山玻璃是气候环境转换时期气候环境剧烈动荡的反映。     

马里伯德地的晚第四纪火山活动:南极西部冰心和海洋岩心中潜在的~(40)Ar/~(39)Ar测年层位

南极西部马里伯德地的３个大的碱性复合火山的晚第四纪火山活动以火山喷发为主 ,许多沉积火山灰层作为南极西部冰盖和南大洋海洋沉积物的区域时代 -地层层位。在Ｂｅｒｌｉｎ山、Ｔａｋａｈｅ山和Ｓｉｐｌｅ山的熔岩和熔合火山碎屑坠积物以及非熔合火山碎屑坠积物共记录了２０次喷发 ,在组成上大多数为过碱性粗面岩。运用４０Ａｒ／３９Ａｒ激光熔融和反应堆逐步加热方法测得的喷发年龄范围为５７１～８．２ｋａ。４０Ａｒ／ ３９Ａｒ测年的这些马里伯德地喷发中的火山灰可用１９６８年伯德站冰心的地球化学资料来鉴定。７４ｋａ的冰心记录…     

南海火山玻璃的分布特征、化学成分及源区探讨

研究了南海火山玻璃的分布特征、化学成分及源区,结果表明,表层沉积物中的火山玻璃含量基本呈南北向分布,由北部、西部、南部大陆架分别向中部、东部深海盆逐渐增加;柱样沉积物中的火山玻璃在深海盆出现的层数多、含量大.火山玻璃化学组分之间的相关性不显著,表层沉积物中的火山玻璃属于安山岩,柱样沉积物中的火山玻璃的岩石类型广泛,主要属于安山岩和流纹岩.菲律宾岛弧火山带、南海深海盆火山喷发以及印尼岛弧火山带是南海火山玻璃主要源区,火山玻璃搬运和沉积主要受台风、越赤道气流和环流的影响和控制.     

西南印度洋中脊表层生源沉积物粒度组成及其影响因素

本文基于采自西南印度洋中脊的表层生源沉积物样品,利用激光粒度分析方法测定了其粒级组成,分析了粒级分布特征及其原因。研究表明:西南印度洋表层生源沉积物平均粒径在3φ~8φ之间,分选差,其频率曲线发育单峰、双峰及多峰分布形式,它们与颗石、有孔虫壳体的粒径区间相对应;该区生源沉积物除了经历悬浮搬运和沉积外,还经受到来自南极底层流的推移方式搬运和改造作用。不同生物壳体的混合以及底层流的改造是制约该区沉积物粒级组成以及空间分布差异的主要原因。     

印度洋海表温度的变化及其对印度夏季季风降水影响的诊断研究

对印度洋海表温度(SST)的主要特征及变化趋势进行分析,并研究了其与印度夏季季风降水(ISMR)和季风环流的关系,揭示出:从北印度洋到南半球中高纬度印度洋,SST最显著的变化模态是全海盆一致的变化,近50 a来总体趋势是上升的,在1976,1986年以及1996年间分别有一次跳跃性增温,与太平洋SST变化趋势基本一致.除了长期变化趋势外,南印度洋中高纬度比热带地区有更显著的模态分布.在印度洋SST升温的背景下,ISMR具有逐渐减少的趋势,但两者相关较弱.印度洋SST发生跳跃后的不同阶段,许多海区SST与ISMR相关均发生变化,但在春季,热带外南印度洋具有一对相对稳定区,其分布与EOF分析的第2模态相似.根据它们的分布,文中定义了春季南半球偶极子(SIOD),在正SIOD(PSIOD)情况下印度降水偏多,而负SIOD(NSIOD)则反之.环流分析表明,PSIOD(NSIOD)通过与大气的相互作用,对夏季马斯克林高压具有增强(减弱)作用,进而使得索马里越赤道气流增强(减弱),在印度地区低空产生异常的辐合(辐散),高层辐散(辐合),从而影响印度季风环流,使得印度季风降水偏多(少).     

亚北极太平洋边缘海表层沉积物地球化学特征

对鄂霍次克海和白令海及其毗邻区40个站位表层沉积物样品的粒度和43种地球化学元素分析表明,表层沉积物类型及地球化学组成在空间上分布存在显著差异。因子分析显示,表层沉积物元素地球化学存在陆源、生源(Ba,Ca和Sr等)和自生源(Mn,Mo和Cd)三种来源。沉积物粒度与主微量元素分布没有显著的相关性。主微量元素地球化学散点图揭示表层沉积物碎屑物质存在来自火山和上地壳风化产物的贡献。白令海陆坡流和东萨哈林流对于底层沉积物分选有重要的影响。聚类分析显示,在空间分布上,鄂霍次克海以及底特律海山表层沉积物由陆源碎屑和火山物质混合构成;堪察加半岛东侧表层沉积物主要来自堪察加半岛,以火山碎屑贡献为主;白令海西北陆坡和鄂霍次克海西部陆坡表层沉积物主要来自阿纳德尔河和黑龙江(俄罗斯境内为Amur河)的输入,以陆源碎屑为主。研究区表层沉积物地球化学空间分异性与碎屑物质的来源、搬运动力、区域水动力条件密切相关。     

孟加拉湾南部表层沉积物稀土元素组成及其物源指示意义

基于孟加拉湾南部98个表层沉积物的稀土元素组成及其空间分布特征,判别了研究区表层沉积物主要来源,并结合水动力环境等探讨了孟加拉湾南部区域沉积物输运方式。结果表明,研究区表层沉积物稀土元素总含量范围为67.62~180.67μg/g,其平均值为100.85μg/g,且具有轻稀土富集、重稀土均一、明显的Eu负异常的特征。基于稀土元素主要参数,可将研究区分为两个区域,Ι区位于研究区西部,Ⅱ区位于研究区东部。根据球粒陨石标准化后的La/Yb-Sm/Nd物源判别图解可知,研究区表层沉积物的最主要来源为恒河-布拉马普特拉河搬运的喜马拉雅山侵蚀物质,其对整个研究区均有重要影响;次要来源为戈达瓦里河-克里希纳河输送的印度半岛物质,其主要影响范围为研究区西侧的Ι区。不同源区沉积物在研究区的输运过程主要受控于季节性表层环流,其驱动力为印度季风系统。     

日本海第四纪沉积记录及其海陆联系的研究进展

日本海作为西北太平洋一个主要的边缘海,其巨厚的海底沉积物不仅记录了海盆的古海洋演化信息,而且可用以重建晚新生代东亚大陆古气候演变。根据物质来源,日本海沉积物组成主要包括5类:风尘、河流碎屑、火山碎屑、冰筏沉积物以及海洋自生物质。其中陆源碎屑物质主要由大气环流(东亚冬季风和西风急流)和水动力过程(河流、海冰和洋流等)自东亚大陆(内陆干旱粉尘区和东部大河黄河和长江)、朝鲜半岛以及日本岛弧等源区搬运而来。过去气候演变使碎屑物质的源区和搬运动力强度等均发生变化,相应地,日本海中这些沉积物的物理化学组成、粒度及通量等也随之变化。第四纪时期,海平面的频繁升降变化成为影响冰期-间冰期旋回中日本海底层水环境以及沉积物自生组分特征改变的主要因素。基于近20年来日本海沉积物的来源及其古气候方面的研究进展综述,提出一些关于日本海区域沉积物以及古气候研究方面存在的科学问题。     

安达曼海东南部海域表层沉积物稀土元素特征及其物源指示意义

对取自安达曼海东南部海域的95个表层沉积物样品进行了稀土元素(REE)地球化学研究,揭示了区内稀土元素分布特征及其指示的物质来源。结果表明研究区沉积物REE总量变化范围为31~228μg/g,平均值为117μg/g。沉积物REE球粒陨石配分模式呈现轻稀土元素相对富集而重稀土元素平坦,无明显Ce异常,呈现中等程度的Eu负异常等特征,表现出明显的陆源属性。REE的富集和分布受物质来源、沉积物类型、生物碳酸盐以及重矿物含量共同制约。根据沉积物REE特征参数将研究区分为4个物源区,各区沉积物稀土元素UCC标准化模式明显不同。物源判别分析显示,研究区西北部(Ⅰ区)沉积物主要来源于伊洛瓦底江陆源物质的输入;马来半岛西部浅海内陆架区(Ⅱ区)沉积物可能主要来自马来半岛沿岸水系输入的陆源物质以及现代近岸侵蚀;研究区北部(Ⅲ区)为残留沉积区,主要为全新世海侵形成的残留砂质沉积;研究区中部和南部大部分海域(Ⅳ区)为多源混合沉积区,主要为受印度季风驱动的西南季风流所搬运的伊洛瓦底江和马来半岛河流输入的陆源物质,该区沉积物受马来半岛入海物质影响更大。     

中沙群岛附近海域沉积物中的轻矿物分区及物质来源

海底沉积物中的碎屑矿物(粒级为0.063~0.125 mm)的特征及分布样式对于鉴别沉积物的源区具有重要的指示意义.对取自南海中沙群岛附近海域114个表层沉积物样品的轻矿物含量、分布特征和矿物组合进行了研究,在此基础上将本区划分为以下三个矿物组合区:生物碎屑矿物区(Ⅰ)、火山碎屑矿物区(Ⅱ)、混合矿物区(Ⅲ).生物碎屑矿物区(Ⅰ)的矿物组合单一,为生物骨屑矿物.生物骨屑矿物主要来源于中沙环礁,极少量的陆源物质及火山物质可通过悬浮或风等途径搬运进入此区.火山碎屑矿物区(Ⅱ)的轻矿物以褐色火山玻璃为主,火山渣、无色火山玻璃等火山碎屑矿物含量也较高.风化碎屑及陆源碎屑矿物(如石英等)的含量较低.火山渣在本区呈点源式扩散分布.本区矿物组合为褐色火山玻璃-火山渣.此区的物质来源相对复杂,主要来源于原地海山岩石剥蚀风化以及区内可能存在的正在喷发的小型火山物质的风化,周边岛弧火山对其贡献极小.混合矿物区(Ⅲ)的物源丰富,包括生物源、火山源及陆源,该区又可分为两个矿物亚区:东北部混合矿物区(Ⅲ-1),主要的矿物组合包括生物骨屑矿物、褐色火山玻璃、石英、长石等,陆源物质来自于我国大陆,陆源物质基本上位于17°N以北;东南部混合矿物区(Ⅲ-2),矿物组合为生物骨屑矿物、褐色火山玻璃、石英以及风化碎屑矿物,其中陆源物质可能来自南海南部及西南部大陆中的碎屑矿物,通过发源于大河口的海底峡谷搬运进深海盆.     

马里亚纳海槽57KL和61KL岩芯火山碎屑特征

在马里亚纳海槽(18°N)附近的沉积岩芯中,火山碎屑物质丰富,且夹有数目不等的火山灰层。火山碎屑的组合特征反映了本区主要以基性火山喷发产物为主。原生火山灰层基本上代表着相邻区域的火山喷发次数。同时,在一定的构造部位,浊流沉积对火山灰层的分布有一定影响作用。本文对位于不同构造背景两沉积岩芯的岩屑,玻屑和晶屑进行了鉴定,并对火山灰层的垂向分布规律与火山活动之间的关系,进行了重点讨论。     

El Ni?o衰退年印度洋海盆模态对印度夏季季风降水的影响

采用全印度陆地降水资料、NCEP/NCAR大气资料以及Had ISST资料集的SST资料,使用经验正交函数分解(Empirical Orthogonal Function,EOF)和相关分析回归分析等统计方法,在前人的基础上,系统研究了厄尔尼诺-南方涛动(El Nino-Southern Oscillation,ENSO)及印度洋海盆模态(Indian Ocean Basin mode,IOB)对印度夏季季风降水的影响,指出厄尔尼诺衰退年印度夏季降水在反对称模态和北印度洋二次增暖共同的作用下表现出初夏减少晚夏增加的特点。通过观测分析发现,厄尔尼诺在其发展年和衰退年对印度夏季季风降水的影响截然不同。在发展年,中东太平洋的异常增暖引起Walker环流的改变,印度洋区域的下沉气流抑制印度大陆降水。在衰退年,厄尔尼诺对印度洋进行"充电",产生印度洋海盆增暖模态。在这个过程中,局地海气相互作用引起衰退年的印度降水有初夏减少晚夏增加的特点。其中春季印度洋的反对称风场(赤道以北为东北风异常,赤道以南为西北风异常)对印度夏季风有一定的减弱作用,这种异常环流减弱了初夏印度降水。同时反对称风场会造成在夏季北印度洋的二次增暖,又会促进了晚夏降水的异常增加。通过水汽输运通量的诊断分析进一步验证了上述海盆模态对印度夏季降水的作用。     

孟加拉湾中部表层沉积物常微量元素地球化学:物源指示意义

通过对取自孟加拉湾中部的110个表层沉积物样品进行了常微量元素测试分析,探讨了其物质来源。在所有测试元素中,Si含量最高,其次为Al,且这两种元素的分布特征基本一致。化学蚀变指数（CIA^*）平均值为72.07,指示研究区沉积物风化程度位于喜马拉雅源区和印度源区沉积物之间。因子分析和判别函数计算分析表明研究区沉积物主要来自喜马拉雅源区和印度源区。使用Ti标准化后的元素比值反演模型估算的喜马拉雅源区和印度源区对研究区沉积物的相对贡献比例分别为83.5%和16.5%。其中,喜马拉雅源区对研究区东部沉积物贡献相对较大,而在研究区西部印度源区贡献比例相对东部为高。喜马拉雅源区物质向研究区输运的主要动力机制包括浊流及其溢流、表层季风环流携带的河流冲淡水,而印度源区物质主要通过表层季风环流特别是东印度沿岸流向研究区输运