南海北部陆坡DLW3101孔MIS5期以来的古海洋学信息

对取自南海北部白云凹陷陆坡峡谷顶部的DLW3101孔进行了氧同位素、CaCO_3质量分数、平均粒径(Mz)及磁化率(κ)测试,建立了该孔MIS5期以来的地层年代框架,利用CaCO_3和磁化率参数重建了MIS5期以来南海北部的古气候波动历史。DLW3101孔具有典型的"大西洋型"CaCO_3旋回特征,CaCO_3质量分数主要受华南陆源碎屑的稀释作用控制。磁化率与CaCO_3质量分数呈负相关性,其值受沉积物中CaCO_3稀释作用的影响。末次间冰期(MIS5期)海平面高,钻孔处陆源输入物以少量细粒物为主,CaCO_3因陆源物质稀释使用较弱而含量较高,磁化率因CaCO_3的稀释较强而较小;末次冰期(MIS2-MIS4期)海平面降低,钻孔处陆源输入物以大量粗颗粒物为主,CaCO_3因陆源物质稀释作用强而含量低,磁化率因CaCO_3的稀释减弱而较高。冰后期(MIS1期)海平面逐步升高,DLW3101孔离陆距离越来越远,沉积物中的CaCO_3质量分数因陆源物质的稀释作用逐步降低而逐步增高。     

鄂霍次克海南部晚第四纪的古海洋学记录

鄂霍次克海是太平洋第二大边缘海,在西北太平洋水文环境中扮演重要角色。综合分析了鄂霍次克海南部T00孔沉积物的多种替代性指标,揭示了鄂霍次克海晚第四纪以来的环境变化受季节性海冰变化、大气循环模式、陆源物质通量和表层生产力的共同影响。对比放射虫Cycladophora davisiana的含量曲线与LR04氧同位素记录,该孔沉积物可划分为氧同位素1-7期,底部年龄约为250ka。C.davisiana在间冰期的高含量表明鄂霍次克海中层水是北太平洋中层水的主要源区。蛋白石和有机碳的分析显示鄂霍次克海表层生产力在冰消期突然增大,随后在间冰期逐渐下降,冰期普遍较低。C/N比值曲线的分析说明鄂霍次克海的有机质沉积物主要来源于海洋。沉积物粒度的分析揭示鄂霍次克海冰期时陆源粗颗粒含量较低,至冰消期粗颗粒含量突然增加,而在间冰期陆源粗颗粒含量较高。     

350ka以来北冰洋波弗特环流演变及其沉积响应

波弗特环流(Beaufort Gyre)是 决定北冰洋海冰运移方向和滞留时间的主要因素。依据沉积物的颜色旋回、Mn元素含量和有孔虫丰度,本文建立了阿尔法洋脊(Alpha Ridge)B85-D孔轨道尺度上的年龄框架,并深入分析了该孔晚第四纪以来冰筏碎屑(IRD>154 μm)含量、组分及其源区的变化特点。结果表明,350ka以来最显著的变化发生在末次冰期(MIS2~4期),期间沉积物中Ca元素和白云石含量都接近于零,大部分来自班克斯岛、维多利亚岛和麦肯齐地区的碳酸盐岩碎屑没有在阿尔法洋脊沉积;随着波弗特环流的消亡,搬运陆源碎屑的海冰很可能沿着北美海岸线直接进入了欧亚海盆。而在末次间冰期(MIS5期),波弗特环流却十分流畅,并将大量碳酸盐岩碎屑限制在美亚海盆内,导致阿尔法洋脊沉积物中Ca元素含量急剧升高,与之对应的白云石含量高达16.4%。通过类比可知,在MIS6期波弗特环流的状态可能与MIS2~4期相似,而在MIS8和MIS10这两大冰期,波弗特环流却类似于MIS5期。显然,波弗特环流的存在与否并不严格遵循“冰期-间冰期”旋回,这种变化很可能是风场强度和海冰浓度双重作用的结果。     

西菲律宾海沉积物铁族元素地球化学

本文对取自西菲律宾海区的三个柱状沉积物岩芯的铁族元素地球化学行为进行了系统的研究。从元素的含量及剖面变化、元素的相关性及组合特征,铁族元素与主元素的关系以及元素的赋存状态等方面探讨了物质来源、沉积作用和古气候,并据此进行了地层划分。沉积物有4种来源:海底火山源、生物源、自生源和陆源。海底火山物质提供了较多的铁族元素,相形之下,自生沉积作用较弱。元素地层学研究表明,在全新世温暖期和晚更新世寒冷期铁族元素表现出不同的地球化学行为,尤以Mn和亲生物(Ca)元素对气候的反映灵敏。WP_2孔和WP_(40)孔铁族元素特征相似,与WP_1孔差别较大。     

渤海湾表层沉积物元素地球化学分布特征与影响因素

对取自渤海湾的307个表层沉积物进行了元素测试和粒度分析。渤海湾表层沉积物的常微量元素呈现4种组合:富集于粗粒沉积区的SiO_2、Na_2O亲碎屑元素组合;富集于细粒沉积区的以Al_2O_3和重金属元素为代表的亲黏土元素组合;与缺氧环境有关的MnO、V、TOC元素组合和与河流输入有关的陆源CaO、TiO_2元素组合。粒度粗细主导了渤海湾元素含量分布的整体格局;海域河流物源供应不同较大影响了渤海湾南部(富Na_2O、CaO和SiO_2)和北部(富Ba和P_2O_5)在元素含量上的差异;高流速潮流对海底的冲刷再分配导致曹妃甸南侧Sr、Ca元素的条带状富集异常;有机质在细粒沉积区的富集导致缺氧环境的形成和K_2O、Mn、V、自生黄铁矿的海洋自生化学沉积;人类活动导致以Pb为代表的重金属污染在河流入海口、港口及沿岸海域的元素分布异常;曹妃甸沙坝内侧的泻湖(海洋钙质生物沉积)与沙坝外侧水下岸坡(陆源碎屑沉积)的截然不同的物源,导致了独特地貌沉积环境下元素分布的局部差异。     

140kaBP以来南海西南部上升流影响区沉积记录及其古海洋环境变化

对南海西南部现代上升流区沉积物柱样BIS-187-61孔有机碳、生物蛋白石、碳酸盐等各沉积组分进行了详细的分析,试图探讨末次间冰期(MIS 5)以来南海西南部夏季上升流影响区沉积过程及其所反映的海洋环境变化过程。研究结果发现,140kaBP以来该孔沉积记录期总体表现为:碳酸盐百分含量冰期低间冰期高,主要受周边陆源物质输入稀释的控制,为典型的"大西洋型碳酸盐旋回",有机碳、生物蛋白石、碳酸钙以及陆源沉积物的堆积速率均在MIS 2期、MIS 4期和MIS 5e期出现高值。其中,MIS 2期和MIS 4期生源和陆源沉积堆积速率增加可能与冰期时冬季风增强及海平面下降导致陆源营养物质输入增加对初级生产力的刺激有关,也可能与陆源物质输入增加对海洋生源颗粒物输出的压载作用增强有关。而MIS 5e期南海海平面高度与现代相仿,间冰期较强的夏季风引起的越南沿岸上升流增强是导致该时段本研究区域表层初级生产力增强,沉积物总堆积速率及各组分堆积速率都相应增加的主要原因。     

辽东湾晚第四纪层序地层

通过对辽东湾高分辨率浅地层剖面声学地层与典型钻孔沉积地层的对比分析,揭示了研究区晚第四纪MIS5以来的地层层序。辽东湾高分辨率浅地层剖面自下而上划定的6个声学地层单元(SU5、SU4、SU3、SU2、SU12、SU11)与钻孔岩芯划分的6个沉积地层单元(DU5、DU4、DU3、DU2、DU12、DU11)具有良好的对应关系。分别与MIS4期、MIS2期低海面时期的沉积间断密切相关的两个层序界面R5、R3,将辽东湾识别出的地层单元自下而上划分为3个层序(SQ3、SQ2、SQ1)。其中SQ3仅识别出上部的海侵体系域与高水位体系域,对应MIS5期海平面相对较高时期的滨浅海相沉积(DU5);SQ2自下而上由低水位体系域(MIS4期的河流相与河道充填相沉积(DU4))与海侵体系域(MIS3期早中期滨海相沉积(DU3))组成;SQ1自下而上包括低水位体系域(MIS2期的河流相与河道充填相沉积(DU2))、海侵体系域(全新世早中期滨海相沉积(DU12))高水位体系域(全新世高海面以来的浅海相沉积(DU11))。研究区的海侵体系域厚度较薄且变化较小,分布广泛,而低水位体系域厚度与横向分布均变化较大。     

88ka以来冲绳海槽北部古环境演化:来自元素地球化学的证据

对CSH1岩心全样沉积物样品进行元素地球化学分析,揭示了过去88ka冲绳海槽北部沉积物成分、水动力条件及陆源碎屑物质源区风化历史。冲绳海槽北部碎屑沉积物母岩主要以长英质为主,在MIS 1期沉积物存在大量火山源物质。过去88ka,沉积物源区风化程度较弱,但是自冰消期以来有逐渐增强的趋势。沉积物Zr/Nb比值表明在MIS 1期和MIS 5.1期水动力较为强烈,这与黑潮增强的时间一致,可能是指示黑潮强度的一个指标。冲绳海槽北部陆坡沉积物陆源碎屑贡献在低海平面时期显著增加,而在MIS 1和MIS 5.1期生源贡献显著增加。冲绳海槽北部沉积物成分变化明显受到黑潮和入海径流的调节,实际上受海平面和东亚季风的制约。     

台西南海域表层沉积物元素地球化学特征及其物源指示意义

对南海台西南海域表层沉积物的常量、微量元素含量分布变化特征、元素相关性以及元素组合特征进行了分析。结果表明,SiO2和Al2O3是研究区表层沉积物中的最主要组分,元素的含量与水深、粒度存在明显的相关性;R型因子分析识别出3个元素组合,分别代表细粒的陆源碎屑沉积组合、粗粒的生物碎屑组合和细粒的生物碎屑组合;研究区表层沉积物的物质来源主要有陆源和生物源两种,以陆源为主。     

山东半岛南部滨浅海区晚第四纪声学地层

通过对山东半岛南部滨浅海区高分辨率浅地层剖面的分析解译,将研究区晚第四纪的地层划分成具有层序意义的6个声学反射地层单元(SU1—SU6),通过典型浅地层剖面与研究区内QDZ03孔和QDZ01孔进行对比,发现声学反射地层单元的划分与钻孔岩心沉积物沉积单元的划分具有很好的对应关系,依据钻孔岩心沉积相特征和沉积物测年数据,我们认为SU1、SU3和SU5分别对应于氧同位素1期、3期和5期的海相沉积,SU2和SU4对应于氧同位素2期和4期的陆相沉积。     

莱州湾E孔中更新世末期以来的地球化学特征

对1994年在莱州湾沿岸所取的E孔(37°07'N,118°55'E,孔深为821m)岩心进行了地球化学研究.用等离子光谱法测量了9个常量元素、15个微量元素和碳酸钙的含量.结果表明,(1)E孔大部分常量元素、微量元素含量、尤其元素特征比值(Mn/Fe,Sr/Ba,Sr/Ca,Ti/Al)在地层分界处都有明显变化,可作为该区第四纪地层划分的重要指标;(2)常量元素含量变化主要受宿主矿物控制,主要反映物质来源,同时也反映沉积作用和沉积环境,Fe,Al,Ca,Mg,Mn,Ti对物源和环境反映较为敏感;(3)微量元素在中更新世末期、最后间冰期、最后冰期和全新世四个不同沉积时期分布特征不同,尤其在气候“冷期”和“暖期”有不同分布规律;大多数微量元素含量变化旋回曲线之“波谷”对应着沙层沉积,有6个沙层代表“暖期”沉积,1个沙层代表“冷期”沉积;(4)E孔在冰期低海面时期风成粉砂沉积中碳酸钙含量偏高,间冰期时海侵沙层中碳酸钙的含量偏低,碳酸钙含量变化与粒度和沉积物类型有关,对气候、环境和地层划分有良好的指示.     

珠江口底质元素含量分布特征及其地球化学意义

珠江口底质常、微量元素分析结果表明, 富含Si、Al、K、Mg、Fe和Ti等元素的陆源物质构成本区沉积物主体, 主要元素氧化物平均含量分别为SiO261.16%, Al2O314.74%, Fe2O35.72%, TiO20.88%, MgO1.84%, K2O2.63%, CaO2.70%, CaCO34.79%。底质元素含量与沉积物粒度组成关系密切, 主要元素Al2O3、MgO、Fe2O3、TiO2以及微量元素Cu、Pb、Zn、Cr、V、Co、Ni、Ba在西北部近岸区以及伶仃洋中部细颗粒沉积区内富集; 而SiO2、CaO、Zr、Sr则在西南部和东南部粗颗粒沉积区富集。控制本区沉积物地球化学特征的因素主要有物质来源、沉积环境、水动力条件、沉积物粒度、矿物组成以及元素自身地球化学性质等。     

南海北部湾东部海域表层沉积物地球化学特征

通过对南海北部湾东部海域61 个站位表层沉积物粒度和地球化学组成的相关分析和因子分析,探讨了其空间分布特征、元素相关性以及元素组合特征, 揭示了元素在区域上的分布规律和主控因素。结果表明: 绝大多数常微量元素具有相似的平面分布特征, 而MnO、Zr、CaO 和Sr 空间变异系数较大,在部分区域出现了异常高值, 表明其沉积环境受到正常陆源沉积以外其他因素的影响。元素和Al₂O₃的比值分布特征表明, 广西和海南岛近岸沉积物主要由陆源碎屑沉积组成, 在潮汐和近岸径流作用下,由近岸向远海输送; 而研究区西部海域沉积物主要为来自红河的物质。元素相关分析和因子分析结果表明, 研究区表层沉积物中绝大多数常微量元素主要受沉积物粒度的控制; CaO 和Sr 含量主要受生物活动活跃程度控制; Zr 含量分布主要受控于源区母岩矿物组成以及自源区的搬运距离; 而MnO 含量则受陆源、海底热液以及自生作用等多种来源共同影响。     

海州湾岩芯沉积物元素地球化学特征及其环境指示

使用X射线和ICP-MS方法对海州湾潮滩HZ02岩芯沉积物的常量与微量元素进行分析,探讨沉积物元素含量和地球化学特征,揭示沉积物来源。结果表明:常量元素平均含量大小为AlFeCaKNaMgTi,从底层到表层元素含量变化相似;微量元素从底层到表层的含量变化亦比较相似,且以1958年为时间节点,之前元素含量变化大,之后元素含量稳定。HZ02岩芯沉积物元素的多变量分析表明海州湾潮滩沉积环境变化主要受陆源影响。海州湾沉积物主要来源为从临洪河输入、其次为废黄河和黄海输入。1958年以前,主要从临洪河输入,其次为废黄河物质,之后主要从临洪河输入,其次为黄海沉积物。50年代的导沭工程和1958年的石梁河水库建设,临洪河沉积物物质输入明显减少,特别是粗颗粒物质输入减少。HZ02岩芯沉积物的化学元素含量及其变化特征清楚地揭示了海州湾潮滩沉积环境及其对人类活动的响应。     

晚第四纪南极阿蒙森海扇区冰盖与古生产力旋回变化

本文通过对阿蒙森海西北部陆隆AMS01岩心沉积物颜色、粒度及地球化学等多种指标分析，重建了该地区氧同位素9期(MIS9，大约距今34万年)以来冰盖与古生产力演变历史，结果表明:(1)岩心沉积物粒度与古生产力替代指标表现出明显的冰期–间冰期旋回变化特征；(2)MIS9、MIS7和MIS5等间冰期沉积速率较小，沉积物呈褐色，冰筏碎屑含量低，生源组分含量高，反映出该时期阿蒙森海地区气候温暖，冰盖发生了大规模退缩，冰盖–冰架–冰山等陆源冰对沉积物的影响减弱，海冰覆盖减弱，有利于浮游植物的生长和繁殖；(3)MIS8c、MIS8a、MIS6、MIS2等冰期沉积速率大，沉积物呈灰色，沉积物随之变粗，冰筏碎屑含量高，生源组分含量低，说明该时期冰盖大幅扩张，陆隆区成为近冰盖/冰架沉积环境，海冰和冰山密集，海洋生产力显著降低；(4)冰期、间冰期内，冰盖与古生产力也有不同程度的波动；特别是MIS8b期发育浅褐色间冰阶沉积，冰筏碎屑含量低，生产力水平与间冰期基本持平，说明阿蒙森海地区冰盖、海洋对气候变化的响应比东南极地区敏感。     

冲绳海槽南部柱状沉积物地球化学特征及其古环境意义

对冲绳海槽南部E017柱状沉积物进行了地球化学分析，结果表明，该柱状沉积物主要的化学组成为SiO2、Al2O3、CaO和TFe2O3（全铁），K2O、Na2O,MgO和MnO次之，具有明显的东海陆架沉积特征，但微量元素明显富集。R型因子分析可将该柱状沉积物的化学组成划分为5种组合类型：（1）SiO2,Na2O,Zr,Al2O3,K2O,TFe2O3,MgO,Co和Cr；（2）CaO和Sr；（3）SiO2,Na2O和Zr；（4）Cu,Pb,Zn和Ni；（5）MnO和Ba。根据元素在垂向上的协同变化关系，前3个元素组合分别对应于陆源碎屑沉积、生源沉积和火山沉积，后两个元素组合主要与早期成岩过程中元素的再分配和自生沉积作用有关。氧同位素和AMS^14C的测年结果表明，该柱状沉积物属于末次冰消期（约15kaBP）以来的沉积，全新世和末次冰梢期的界线在175cm左右。与全新世相比，末次冰消期沉积速率较高，沉积物的料度相对较粗，陆源碎屑组分SiO2、Al2O3、K2O等相对较高，生源组分CaO和Sr的含量相对较低。     

长江口外海区DZS2孔第四纪磁性地层

长江河口区外海域是陆源物质沉积以及向外海输送的重要地带。DZS2孔采自长江河口外海域(东海陆架西北部),是我国现今最深,年代最久远的大陆架海底全取心钻孔。对其进行了细致的古地磁研究,结合岩心岩性特征、微体古生物鉴定以及AMS14 C测年等的分析,建立了可靠的长江河口外海区年代地层框架序列。磁极性地层研究揭示了清晰的M/B极性转换界线,且沉积地层中出现了多个可与标准极性柱对比的反极性漂移事件,这其中包括Gothenburg、Blake、Emperor、Jaramillo和Olduvai事件,这为钻孔年代约束以及长江三角洲区域地层对比提供了重要的依据。钻孔DZS2沉积物岩性特征较为简单,相对来说泥质层位较多,与长江三角洲陆上典型第四纪钻孔的岩性特征以及沉积演化旋回存在一定差别。这可能与整个长江三角洲区域下覆基岩的起伏有关,根据单道地震剖面的资料,长江河口区西南部有一系列岛屿分布,海底明显存在较高隆起的基岩,松散沉积物厚度较薄,这很可能阻挡了部分长江物质,特别是粗颗粒沉积物向外海的输送。     

南海北部内陆架沉积物来源及控制因素的研究

南海北部内陆架沉积物主要来源于陆源碎屑,它们通过河流源源不断输入南海,暴雨、洪水构成的片流亦将泥沙滚滚推进海区,波浪和海流对海岸、海峡底壁的侵蚀和磨蚀,也提供了部分物质来源,进入海底的陆源物质在海洋水动力条件作用下进行沉积分异,粗碎屑主要堆积在粤西、海南岛、广西沿岸20米水深以内,局部海区生物繁殖昌盛,形成珊瑚礁平台、有孔虫砂、贝壳砂,在河口,海湾区发育有化学成因的粘土矿物和各类自生矿物,南海现代沉积物厚度不大,是海进时间较短的缘故.沉积物分布受多种因素控制,海平面变化则起着主导作用.     

南黄海西部陆架区SYS-0804孔MIS6以来地层和沉积演化

利用南黄海西部陆架区SYS-0804(孔深65.10m,水深38m)钻孔岩心和高分辨率的浅地层剖面资料,开展浅地层剖面解译、岩心沉积物的岩性特征和有孔虫组合综合分析以及AMS14 C测年,并结合国内外最新研究成果开展对比研究,深入探讨南黄海西部陆架残留沉积区氧同位素6(MIS 6)期以来的地层、沉积环境演化以及与海平面变化的关系。研究结果表明,SYS-0804钻孔可划分为DU 1和DU 4~DU 8共6个沉积单元,对应于MIS 6、MIS 5、MIS 4、MIS 3和MIS 1早期的沉积地层,缺失DU 2和DU 3(包括MIS 2期以及MIS 3和MIS 1晚期的沉积)。MIS 6期(128~189cal.kaBP)研究区为河流沉积(河漫滩)环境。MIS 5早期(115~128cal.kaBP),研究区为近岸浅海沉积环境,发育海洋冷水团沉积。MIS 5中-晚期—MIS 4(60~115cal.kaBP)研究区沉积环境从早期的滨海沉积向近岸浅海沉积以及河流沉积过渡。MIS 3早-中期(40~60cal.kaBP),早期为滨海-浅海沉积,中期发育潮道充填沉积。MIS 2末期—MIS 1中期(11.5~13.0至0.7cal.kaBP),研究区在11.5~13.0cal.kaBP形成冰后期海侵界面,随后随着海平面的进一步上升,为滨海-浅海环境,发育冰后期海侵沉积序列。     

末次盛冰期以来南海西北陆坡沉积物来源及其常微量元素对古气候变化的响应

基于有孔虫AMS~(14)C测年的年代框架,通过对南海西北陆坡ZK2岩芯沉积物粒度、常微量和稀土元素的分析,探讨了南海西北陆坡末次盛冰期以来的沉积物来源及其对古气候的响应。研究结果显示,ZK2孔沉积物可划分为2个沉积单元:Ⅰ层(0～11.6 ka BP)为全新世沉积,Ⅱ层(11.6～28 ka BP)为末次冰期沉积。通过对其物源进行判别,可得南海西北陆坡的沉积物元素主要为陆源元素组合,且以长英质物源为主,主要来自于海南岛和珠江,红河和湄公河对其贡献相对较少。根据其典型常微量元素比值同其它古气候参数的对比,发现从末次盛冰期到末次冰消期气候逐渐变得温暖,源区的化学风化作用不断增强,到全新世时气候呈现由冷干变为暖湿,其在7.3ka BP达到顶峰,然后又变为冷干的状态。东亚夏季风的强度变化同30°N夏季日照辐射量相一致,说明其主要受北半球夏季太阳辐射的驱动。