青岛近岸泥质区敏感粒级组分及对沉积记录的指示

通过对青岛南部近岸泥质区3个岩心(Z14、Z16、QDZ03)进行粒度分析和AMS14 C年龄测试,研究了沉积物粒度组成并提取了敏感粒级,探讨了敏感粒级的搬运机制及其环境指示意义。研究表明:研究区岩心沉积物以粉砂和黏土质粉砂为主,包含3个敏感粒级(敏感粒级1、敏感粒级2、敏感粒级3),分别对应粒度细端组分、中端组分和粗端组分,以悬浮和跳跃搬运为主,少量以滚动、推移方式搬运;沉积物主要受沿岸流输运的影响,粒度组分自东北向西南逐渐变细,反映了水动力条件自东北向西南逐渐减弱的趋势;其中,敏感粒级2对东亚冬季风增强事件具有较好的反映:利用QDZ03孔上部3.94m岩心沉积物敏感粒级获得了近3ka以来5个明显的东亚冬季风增强事件(230~370、1 050~1 180、1 400~1 550、1 850~1 950和2 250~2 350aBP),对古气候记录具有较好的指示作用。     

山东半岛泥质区沉积物敏感粒级分析及其环境意义

基于山东半岛泥质区附近四根岩芯沉积物样品的高分辨率取样(1cm)粒度测试分析资料,分析了粒度频率曲线、粒度参数及其粒度组成特点,采用粒级-标准偏差法提取了沉积物的敏感性粒级,并探讨了研究区沉积物的搬运机制及对东亚冬季风强度的响应。结果表明:山东半岛泥质区沉积物以粉砂为主,砂和粘土的含量变化差异较大,粉砂含量变化较小,主要以跃移加悬浮组分为主。发育了大致相同的三个粒级组分,分别是粒组1(1.24μm)、粒组2(1.24~20.45μm)和粒组3(28.84~136.47μm),同时提取出粒组3(28.84~136.47μm)为研究区岩芯的敏感粒级,可以作为山东半岛泥质区的环境替代指标。测年数据和环境代用指标分析表明,敏感粒级平均粒径波动的程度可以反映东亚季风强弱变化,同时百年尺度中,北太平洋涛动和东亚冬季风与研究区沉积环境存在着紧密的联系,东亚冬季风较强时,岩心敏感粒级平均粒径呈现粗化趋势,同时与NPO指数呈现相反趋势,应用敏感粒级粒径波动来指示气候变化具有极其重要的意义。     

黄河三角洲YDZ1孔沉积环境分析

对黄河三角洲五号桩附近YDZ1孔沉积物进行粒度分析,结果表明沉积物粒度参数在垂向分布序列上表现出一定的规律性.运用粒级-标准偏差法得到YDZ1孔沉积物的环境敏感粒度粒级范围为2.75～3.75φ.根据粒度参数变化的规律性和环境敏感粒度组分平均粒径的垂向分布特征,结合沉积物样品分样描述和ASM14C测年数据,分析了末次盛冰期以来黄河三角洲地区沉积环境的变化过程.     

安达曼海沉积物粒度记录的全新世印度洋夏季风演化

对位于安达曼海区的柱状样ADM-C1进行了沉积物粒度分析,根据标准偏差变化对粒度组分进行了划分。发现2个主要敏感粒级组分1.5~11.9μm、11.9~74μm有明显的波动变化,研究认为它们主要受控于与印度洋夏季风密切相关的海域环流动力变化。通过敏感粒级组分相关指标变化重建了安达曼海区全新世以来印度洋夏季风演化历史,结果表明全新世印度洋夏季风变化总体可以分为3个演化阶段:1)10.4~8.8ka BP,印度洋夏季风强度为3个阶段最弱时期;2)8.8~4.7ka BP,敏感粒级组分占全样的百分含量和平均粒径均明显增加,表明印度洋夏季风强度处于全新世最强盛时期;3)4.7~0ka BP,敏感粒级组分占全样的百分含量和平均粒径明显降低,指示了该时期印度洋夏季风的强度较前一阶段明显减弱。粒度重建的印度洋夏季风变化与其他重建结果在全新世有较好的一致性,表明敏感粒级组分在安达曼海可以作为研究印度洋夏季风变化的可靠替代指标。     

近60年来南黄海沉积物高分辨率敏感粒级对东亚冬季风的响应

对南黄海中部泥质区F306柱状样的沉积物进行分析,运用粒径—标准偏差法,得出该孔敏感粒级组分为23.10~65.30μm(5.44Φ~3.94Φ),其粒级的含量15.6%~22.3%,平均粒径38.5~41.4μm(4.70Φ~4.59Φ),证明敏感粒级可以作为东亚冬季风的高分辨率替代指标,进一步阐明了敏感粒级作为东亚冬季风替代指标在更高分辨率上的可行性。根据敏感粒级沉积记录,在1950—1986年期间,将东亚冬季风分为强—弱—强3个阶段,指示了该阶段东亚冬季风存在近10年的周期。1986/1987为近60多年来东亚冬季风由强变弱的转折点,与东亚气候变化具有较好的对应关系,首次在中国东部海域中记录了此逆转事件,认为1986年后沉积物敏感粒级的变粗可能与长江物源变粗、东亚冬季风的减弱以及夏季风增强有关。     

南海北部陆坡区DLW3101孔沉积物特征及古环境意义

利用氧同位素地层学方法确定DLW3101孔底部年龄约为306 ka BP，对沉积物进行粒度和地球化学元素分析，结果显示:22.1~63 μm粗粒级组分的高值可用来指示海平面下降和东亚冬季风的强盛，0.35~1.16 μm和2.32~13.14 μm细粒级组分的高值可用来指示海平面上升和东亚夏季风的增强；Al/Ti和K/Ti比值反映的沉积物源区化学风化强度变化可用来指示东亚夏季风的强弱。     

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。     

末次冰期山西洪洞高分辨率粒度和磁化率记录的H5事件及其气候演化意义

源于北大西洋的末次冰期千年尺度波动的Heinrich事件在东亚地区不同气候记录中得到较为广泛的识别。但是,哪一次事件对东亚乃至北半球影响最显著还不清楚。山西临汾盆地作为中国东部的山间盆地保存了较为广泛的黄土沉积。本次研究对山西洪洞县洞峪沟剖面末次冰期厚10.5m的黄土进行光释光测年,0.5cm间距的粒度测量、磁化率测量。结果显示,该剖面跨越67.7~13.0ka,粒度和磁化率记录所反映的气候特征可以以H5事件(47.3ka)为分界点分为前后两个时期。其中,早期(67.7~47.3ka)粗粉砂(20~63μm)和砂含量(63μm)整体较低而磁化率较高,反映该时期亚洲冬季风较弱而夏季风较强;晚期(47.3~13.0ka)粗粉砂含量和砂含量整体较高而磁化率较低,反映该时期亚洲冬季风明显增强而夏季风明显减弱。山西洪洞以H5事件(约47.3ka)为分界点的末次冰期气候演化模式在东亚、东地中海乃至北美均可以对比,可能是北极地区冰量在这一时期得到显著发展,导致东亚乃至北半球气候向寒冷方向发生显著变化。这一认识对理解东亚MIS3气候演化趋势具有一定意义。     

东海北部泥质区敏感粒度组分对东亚季风演变的响应

运用粒级-标准偏差方法对FJ04孔146 cm以上部分进行敏感粒度组分分析与提取,证明选取的敏感粒度组分是本区重要的环境替代性指标,其平均粒径的变化可以用来指示东亚季风的强弱.获得了东海北部泥质区3 kaBP以来东亚冬季风强度的演化过程,结果表明东亚季风经历了两个主要的演变阶段:①3～1.15 kaBP为东亚冬季风较弱,中等程度波动阶段,期间也存在几次冬季风加强期;②1.15 kaBP到现代为东亚冬季风强盛、高频率波动阶段.1.15 kaBP是一个明显的转折点,此外,3 kaBP来敏感粒度组分平均粒级的变化还记录了11次冬季风增强事件,与全球其他地区的气候记录具有极好的对应关系,但在不同的地区的响应程度不同,说明气候变化存在全球一致性和区域响应的特殊性.     

东海内陆架沉积物敏感粒级构成及其地质意义

沉积物粒级包含了大量的沉积环境信息,在古环境恢复和重建中被广泛应用。基于采自东海内陆架的三根沉积物岩芯,作者利用激光粒度分析方法研究了沉积物的粒度组成,确定了敏感性粒级,探讨了搬运机制及其环境意义。研究表明:东海内陆架现代沉积物含有大致相同的三个敏感性粒级,分别是粒级1(12μm)、粒级2(12—225μm)和粒级3(225μm)。从北到南敏感粒级具有逐渐细化的趋势,该趋势与长江入海沉积物向南搬运过程中发生的沉积分异作用有关。粒级1和粒级2分别由均匀悬浮次总体和递变悬浮次总体构成,而粒级3则由生物过程产生。结合该区的海洋动力特征,作者认为,粒级2可较好地用来指示冬季海洋动力强度,并具有揭示东亚冬季风强度的潜在意义。     

南极布兰斯菲尔德海峡晚第四纪沉积物磁组构特征及其古环境学意义

通过南极布兰斯菲尔德海峡沉积物岩心ＰＣ１０的磁化率各向异性测量及统计分析,揭示了磁组构参数随深度的变化特征。结合沉积物粒度、物质成份、碎屑矿物百分含量及同位素测年等资料进行综合分析,探讨布兰斯菲尔德海峡晚更新世以来的古水流方向及古气候变化史。结果表明：（１）１１２．５ｋａ以来海峡古水流主要有两组,一组为源自环南极流、流速相对较大的ＮＥ向水流,另一组为由于气温升高而产生的南极半岛、南设得兰群岛冰盖消融水流,ＮＮＷ—ＮＳ向;（２）１１２．５ｋａ以来海峡的古气候大致可分为六期,相当于岩性段７５３．５～６２０ｃｍ（Ⅰ,早凉期）、６２０～４８８．５ｃｍ（Ⅱ,早暖期）、４８８．５～３９１ｃｍ（Ⅲ,早冷期）、３９１～１４０ｃｍ（Ⅳ,晚冷期）、１４０～２５ｃｍ（Ⅴ,晚暖期）和２５～０ｃｍ（Ⅵ,晚凉期）,基本上反映了末次间冰期—末次冰期—冰后期的古气候变化史,与全球晚更新世以来的气候变化情况基本一致,其中Ⅰ、Ⅱ期相当于末次间冰期的早、晚期,Ⅲ、Ⅳ期分别对应于玉木冰期Ⅰ和Ⅱ期,而Ⅴ期为冰后期,Ⅵ期相当于２３２０年的寒冷气候事件。由此可见,磁组构方法不失为一种经济且便利地研究海洋沉积物古环境的工具。     

晚第四纪普里兹湾北部陆坡岩心沉积学记录及古海洋学意义

通过对普里兹湾北部陆坡P1-03岩心沉积物敏感粒级组分的提取和年代学分析,发现:大于63μm的砂砾级组分可作为冰筏碎屑的指示粒级,过去52万年以来该地区共发生了8次较大的冰筏碎屑事件,出现在冰期及间冰期中相对较冷的阶段。分选级粉砂和黏土组分的含量可指示底流强弱,其旋回变化显示冰期底流较弱,有利于黏土沉降;间冰期南极绕极流主轴南移,陆架-陆坡水体交换加强,底流增大,对沉积物的搬运和簸选加强。     

3.4万年以来南极斯科舍海古生产力演变及其环境制约

本文通过对南极斯科舍海东南部DC-11岩芯生物硅、有机氮、TFe₂O₃与有机氮同位素的年代学分析,重建了该海区3.4万年以来古生产力与环境演变历史。研究结果表明,生物硅、有机氮含量与南极温度变化基本一致,暖期高、冷期低;有机氮同位素值与南大洋海冰变化相吻合,暖期小、冷期大,冷期硝酸盐利用率大于暖期。从末次冰期、末次冰消期至全新世,研究区古生产力与环境变化显著,南极冷倒转等千年尺度的变化明显;海冰在气候、营养盐与古生产力之间起着重要的关联作用。冰期或冷期海冰的加强导致表层水层化加强,深层水及其营养盐的上涌减弱,表层海洋硝酸盐等相对匮乏,生产力降低。研究区现代与全新世铁供应充足,在风尘盛行的末次冰期和冰消期呈过剩状态,明显不同于亚南极。     

南海北部ZHS-176孔古海洋学记录:氧同位素和有机碳

对南海北部陆坡ZHS-176孔进行浮游有孔虫氧同位素和有机碳的研究,重建了末次冰期以来的古气候演化历史。ZHS-176孔浮游有孔虫氧同位素分析揭示了末次冰期期间的气候波动,如末次盛冰期、Heinrich事件1、Blling-Allerd暖期与新仙女木事件在南海北部陆坡均有响应。同时,在全新世阶段存在3个强降水期和3个弱降水期。ZHS-176孔有机碳以生物成因为主,随着夏季风的增强,陆源物质含量增加,但在3kaBP以后由于华南地区夏季风减弱而导致陆源输入减少。     

粒度端元揭示的芝罘剖面末次间冰期—末次冰期气候环境变化特征

山东半岛北部芝罘剖面末次间冰期—末次冰期(124.9～62.85kaBP)层段由砂黄土、黄土、古土壤叠覆堆积组成。为获取反映该地区气候变化的环境敏感粒组,应用端元分析模型对粒度数据进行反演,得出4个粒度端元。各端元在垂直方向上呈现出有规律的峰谷变化,结合平均粒径及测年结果,认为CEM1与CEM2主要反映了末次间冰期间冰阶夏季风强盛,气候暖湿,古土壤发育的沉积环境;CEM3反映了末次间冰期冰阶冬季风短暂增强,气候相对干冷,黄土发育的沉积环境;CEM4反映了末次冰期强冬季风主导下黄土堆积速率加快,成壤作用弱的沉积环境。各端元揭示的冷暖气候振荡,与朝那黄土磁化率指示的夏季风强弱、西峰黄土32μm粒组指示的冬季风强弱以及渤海底栖有孔虫记录的沿岸海侵/海退事件具有较高的同步性。     

南沙群岛海区94—10柱样浮游有孔虫碳氧同位素与古气候研究

通过对南沙群岛海区９４－１０柱样浮游有孔虫碳氧同位素组成,粒度组成及全岩样＾１４Ｃ测年的研究,发现南沙群岛海区在末次冰期结束后的转暖过程中发生了两次明显的气候回返事件,即事件和事件Ⅱ（约１０－８ｋａＢＰ）,其中事件Ⅰ可能为新仙女林事件;在末次冰期结束后的气候转暖过程中,东亚古季风演化具有不稳定性和突发性的特点。     

近3000a来东亚冬季风变化在南海北部陆架泥质区的记录

通过对位于南海北部陆架泥质区ZJ2孔进行AMS14C测试和粒度分析,从中提取出了对沉积环境敏感的粒度组分进行了研究,结果表明:该敏感组分的粒级含量和平均粒径变化主要受东亚冬季风的强弱变化制约。根据该粒度指标,发现近3 000a以来东亚冬季风存在8次增强的记录,与格陵兰冰芯的记录有着较好的一致性,且在其他不同区域亦能找到相对应的气候变化证据,揭示了全球气候变化的区域性响应。     

黄海与东海泥质区高分辨率沉积记录研究新进展

陆架区沉积物季风代用指标在不同的地区可能具有不同意义,东海陆架泥质区的高分辨率古气候研究率先开始,有一大批成果通过提取敏感粒度指标进行东亚冬季风重建,并讨论了其与全球气候变化之间的驱动和响应关系;但有研究者指出,陆架沉积物的粒度指标更多的代表东亚夏季风信息,因此黄海地区更多的高分辨率沉积物古气候研究对此进行机制解释很有必要;古海洋学研究方面,最初依据有孔虫组合变化规律和AMS14 C年代学结合进行古海洋环境重建,后来不断有学者提供高分辨率古海水温度记录,近期沉积记录中古生态系统信息的提取为古海洋环境演化的研究提供了新的参考;工业革命以来,有机污染物、重金属污染在陆架区泥质沉积记录中变化明显,反映出人类活动对海洋沉积记录的影响。     

腾格里沙漠南缘土门剖面末次冰消期层段粒度特征及其反映的古气候北大核心CSCD

腾格里沙漠南缘土门剖面41LD-52L层段由3层黄土状亚砂土、5层砂黄土、2层湖湘和2层古土壤组成,其年代为14 930~11 640aBP,相当于末次冰消期。分析结果表明,整个末次冰消期层段以粉砂含量占绝对优势,分布范围/平均值21.69%~79.47%/50.33%;砂含量次之,为3.97%~75.37%/38.17%;黏土含量最少,为2.34%~34.02%/11.50%。各不同粒级沉积物、Mz、σ等在垂直方向上呈相反的镜像对称变化。该层段粒度（Mz）指示腾格里沙漠南缘末次冰消期经历了4个以东亚夏季风为主的暖湿气候（W1-W4）与4个冬季风为主的冷干气候（C1-C4）,其中W2、W3和W4暖事件与格陵兰GRIP冰心记录的晚阿勒罗德（late Allerd）、早阿勒罗德和波令（Blling）等暖事件对应;C1、C2和C3冷事件与新仙女木（Younger Dryas,YD）和阿勒罗德（Inter Allerd Cold Period,IACP）冷事件对应。同时,该指标指示的新仙女木冷期（12650~11640aBP）与波令-阿勒鲁德暖期（14930~12650aBP）,可分别与格陵兰GRIP冰心氧同位素记录的新仙女木冷期、波令-阿勒鲁德暖期（B/A转换）在气候性质和相位上具有较好的对应关系。它们之间的良好的对比关系表明,腾格里沙漠南缘气候波动的驱动机制可能与格陵兰冰心代表的北半球高纬度热盐环流驱动机制密切相关。     

南沙群岛海区94—10柱样浮游有孔虫碳氧同位素与古气候研究

通过对南沙群岛海区94－10柱样浮游有孔虫碳氧同位素组成、粒度组成及全岩样14C测年的研究,发现南沙群岛海区在末次冰期结束后的转暖过程中发生了两次明显的气候回返事件,即事件Ⅰ（约12—11kaBP）和事件Ⅱ（约10—8kaBP）,其中事件Ⅰ可能为新仙女木事件;在末次冰期结束后的气候转暖过程中,东亚古季风演化具有不稳定性和突发性的特点。