日本海西南陆坡全新世对马暖流演化的沉积学和地球化学记录

对日本海西南陆坡对马暖流主流轴下方高沉积速率沉积物柱状样,进行了沉积学和地球化学系统研究,以探讨全新世以来对马暖流在研究区的形成与演化,并得出了与附近地区古海洋学方法非常相近的结果,从而为今后研究区的对马暖流演化研究提供了沉积学和地球化学指标。据此,该柱状样中所记录的对马暖流演化可划分为5个主要阶段。全新世初期(9.6kaBP),对马暖流开始进入日本海,其强度较弱,同时,伴随着富营养东海沿岸水的影响,海底环境由还原性向氧化性转变;6.5kaBP时,对马暖流控制下的日本海南部现代对流模式最终建立起来,东海沿岸水的影响基本消失,随后,对马暖流明显减弱;3.0kaBP时,对马暖流再次增强并基本达到现在水平,且在随后的3ka里保持总体稳定,期间在2.0～0.7kaBP存在一次较弱的减弱过程。     

全新世以来渤海湾沉积物的粒度特征

渤海湾泥质区M9-2与M9-4站柱状沉积物的粒度分析结果表明,沉积物粒度组成在垂直分布上有较明显的变化规律,早全新世期间部分站位(如M9-2)沉积物较粗,另一部分站位(如M9-4)沉积物则较细,与现代黄河物质粒度近似;中全新世的沉积物粒度组成变化较大,但呈减小的趋势,向类似于黄河物质粒度特征发展,说明黄河物质对渤海湾影响作用的加强;到了晚全新世,黄河物质对渤海湾的影响则明显占据着主导地位,故沉积物粒度特征与现代黄河物质类似。上述的渤海湾沉积物粒度特征不仅反映出水动力条件的变化(与海平面变化相联系),更说明了研究区物质来源的变化,尤其是明显反映出黄河物质对渤海湾阶段性的影响。     

中全新世以来东西伯利亚陆架沉积物来源的演化：元素地球化学记录

北极地区对全球气候变化非常敏感,是研究古环境和古气候变化的关键区域。东西伯利亚海作为北极重要的边缘海之一,对东西伯利亚陆架和陆坡沉积物来源的研究将有助于加深对北极沉积环境和气候变化的认识。本文通过对东西伯利亚海西部LV77-36岩心沉积物中碎屑组分的主微量、稀土元素进行分析,阐述了各指标随年代的变化特征,并探讨了中全新世以来东西伯利亚海西部碎屑沉积来源的变化及其对古环境演变的响应。结果表明中全新世以来LV77-36岩心沉积物主要来源于勒拿河、因迪吉尔卡河、亚纳河和马更些河的河流输入,以及西伯利亚地台和新西伯利亚群岛的海岸侵蚀物质。与其他古气候参数对比发现,海冰和洋流的变化对源区物质在东西伯利亚陆架的分散和沉积有着重要的影响。全新世晚期由于楚科奇海海冰的增加、西伯利亚沿岸流的减弱和波弗特环流的增强,导致北美端元的物质贡献相较全新世中期有小幅度增加。     

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。     

末次盛冰期以来挪威海北部陆源物质输入对气候变化的响应

北大西洋记录的末次冰期以来千年尺度快速气候变化对研究未来气候突变具有重要意义。对取自挪威海北部ACR5-BB03岩心进行了沉积物粒度组成、AMS14 C测年、颜色反射率和高分辨率XRF地球化学元素无损扫描测试,运用因子分析方法判别了不同来源沉积物的地球化学组成差异,并与末次盛冰期以来北大西洋海洋循环机制和气候变化对比分析,讨论了海洋环境变化对沉积物来源的影响和制约机制。结果显示,末次盛冰期以来挪威海北部沉积物组成经历了剧烈变化,可与北大西洋暖流、冰盖消融、温盐环流和北大西洋深层水的变化密切关联。21.5cal.kaBP之前沉积物粒度和化学组成特征与之后明显不同,陆源物质占优势,并以一种有序的层状膨胀性矿物层的出现为特征,表明此时海冰扩张带来的冰筏碎屑物质使得挪威海陆源物质输入增强和颗粒粗化;21.5~16.5cal.kaBP期间生源物质贡献增强,陆源物质含量减少,预示了北大西洋暖流的向北极入侵和挪威海水体的垂向交换增强;16.5~10cal.kaBP期间生源物质含量又出现了阶段性减少,陆源物质贡献增强,说明冰消期频繁变化的冰融水输入和北大西洋暖流强度对挪威海物质来源的影响;10cal.kaBP以来,生源组分迅速增加,且变化频率和幅度同时加剧,北大西洋暖流的强弱波动及其导致的温盐环流变化是挪威海物质来源的控制因素。     

全新世东海内陆架泥质区有孔虫特征及其古环境意义

东海内陆架泥质区是东海全新世高海平面以来的沉积中心,保存了冰后期海平面上升以来完整的全新世沉积记录,是研究东海古海洋环境变化的良好载体,也是研究全新世古气候、古环境变迁的绝佳材料。选取了位于东海内陆架泥质区中部的MZ02孔长岩心作为研究对象,通过对沉积物中有孔虫进行属种鉴定分析,并结合岩心沉积物的岩性特征和AMS14 C测年数据,主要依据底栖有孔虫组合,恢复了研究区全新世以来的沉积环境演化。研究表明,全新世以来东海内陆架泥质区的沉积环境呈现阶段性演化特征,经历了以下4个阶段的演化:阶段I(10.8～10.5cal.kaBP)为滨岸沉积环境;阶段II(10.5～8.3cal.kaBP)随海面快速上升沉积环境由内陆架滨岸向中—内陆架过渡;阶段III(8.3～5.2cal.kaBP)为台湾暖流十分靠近的中—内陆架沉积环境;阶段IV(5.2～0cal.kaBP)为沿岸流较强的内陆架沉积环境。暖水种丰度在8.4cal.kaBP出现高值,推测为台湾暖流形成之时。约4.0cal.kaBP以来表生种丰度呈现高值和底栖有孔虫18 O变轻,推测与沿岸流增强密切相关。     

海南岛东北部海域海砂资源特征及成因

海南岛周边浅海海砂资源丰富,其东北部海域砂、砾质沉积物分布面积可达数百平方千米,平均厚度超过10m,均为全新世海相沉积。通过对海南岛东北部海域的水深、地层、沉积物粒度等方面的调查,研究了该区域海砂资源的分布、范围、规模、厚度及沉积环境,对海砂的质量和开发利用进行了初步分析。其中,位于琼州海峡东口的潮流沙脊区是海砂的主要分布区域,沉积厚度在20m以上,海砂分选好、次圆状,砂含量超过80%,海砂各项指标良好,用途广泛。研究区海砂资源主要受海底地形和潮流的共同作用而形成,属全新世陆架潮流沉积体系,近岸处亦受到陆域物质输入和浅水波浪的影响,沉积物来源主要为琼州海峡内部和粤西,海南岛的物质供给可能相对较少。     

夏季对马暖流水来源的探讨

主要根据韩国海洋研究所通过东海沿岸海洋过程试验(COPEX-ECS)收集的CTD和卫星跟踪表面漂流浮标观测结果,探讨了夏季对马暖流水的来源.所得主要结论为:(1)对马暖流水的结构有着明显的区域性变化.在九州西侧的冲绳海槽北区,对马暖流水为3层结构;而在陆架和对马-朝鲜海峡,对马暖流水为两层结构.(2)对马暖流表层水以次高盐(33.50～34.10)为特征.它主要是由以长江冲淡水为主体的沿岸水、黑潮表层水和东海南部陆架水汇聚而成.(3)对马暖流中层水由两部分组成.温跃层以下,盐度大于34.50的高盐水,基本为爬升的黑潮水表层水.位于跃层中的对马暖流水则是黑潮水与陆架低盐水的混合水.(4)在对马-朝鲜海峡,由于与陆架低盐水和沿岸水不断混合,来自源区的海水明显变性.盐度大于34.50的高盐水,仅出现在50m以深的底层水中.     

闽江口外海域全新统地震地层学特征和沉积作用

本文采用高分辨率单道浅地震剖面资料研究闽江口外海域的全新统沉积作用。研究区的全新统底面为MIS 2期侵蚀面，局部为古河道，深度一般在现海面下约30～60 m，最深约65 m；近岸浅，外海深，局部受古河道的下切影响呈条带状负地形。全新统由早全新世晚期以来的海相沉积层(U1)和早全新世河流湖沼相沉积层(U2)组成，前者包括滨浅海平行地震相和河口滨岸前积地震相，根据其反射波向陆上超和向海下超底界面，结合沉积物厚度分布特征，可以判断主要的沉积物来源和运移趋势。全新统沉积层厚度一般为10～20 m，最厚约38 m，位于古河道区，但是在马祖列岛和白犬列岛之间海区缺失。海相全新统沉积层的厚度为数米至20 m，最厚约25 m，位于研究区东南部(海坛岛东侧)。自全新世海侵以来，沉积物主要来源于3部分:台湾海峡来沙为研究区南部海区提供了沉积物；闽江悬沙扩散沉积物覆盖研究区北部海区，主要沿NE方向至外海，在河口向南呈舌状，现代沉积中心位于河口北部，厚度大于15 m；浙闽沿岸流来沙对研究区东北部海区的沉积物有影响。沉积环境划分为台湾海峡源沉积区、闽江源沉积区、东北部混合沉积区和马祖?白犬沉积缺失区，平均沉积速率分别约为0.8 mm/a、1.0 mm/a、1.1 mm/a和0 mm/a。马祖?白犬沉积缺失区主要因为沉积物受沿岛环流的控制。     

西沙群岛永乐环礁瀉湖沉积速率及地球化学特征

西沙群岛环礁海底沉积物的沉积速率及其地球化学特征是环礁沉积地貌环境演化研究的重要指标。为了探讨永乐环礁晚全新世以来沉积速率的变化和常量化学元素垂向分布与变化特征,我们在西沙群岛永乐环礁瀉湖内进行了详细的取样,开展了重力柱状样的AMS14 C同位素测年和沉积物地球化学分析。永乐环礁晚全新世海底沉积物沉积速率约0.778mm/a;根据沉积物常量地球化学含量测试,CaO含量最高,其次是MgO,其他元素含量均小于1%,可以将常量元素组分分为5类。CaCO3含量和MgO/Al2O3含量比值都非常高,说明本区沉积物的来源主要为生物成因,极少量来自其他物质输入;与晚全新世气候相比,总体上永乐环礁瀉湖沉积速率随SST增加而升高。     

24ka来冲绳海槽北部沉积物来源的高分辨率常量元素记录

为进一步了解冲绳海槽北部24ka来柱状沉积物的常量元素组成特征及其物源和古环境指示意义,对PC-1孔进行了402个常量元素和粒度及344个浮游有孔虫氧同位素的综合分析,其平均样品分辨率高达百年时间尺度。结果表明:沉积物中的主要常量元素含量表现出明显的3段式垂向变化特征,并记录到了7.3和12.7cal.kaBP时的两次火山事件;物源判别图解及R型因子分析则揭示出主要氧化物含量在垂向上的变化主要受控于附近陆源物质输入,而热液活动和海洋生物沉积作用及火山物质的影响较小。特别是不同陆源物质对研究区的影响表现出明显的变化规律,与海平面波动及对马暖流形成演化间具有良好的耦合关系,但期间的典型古气候事件却并未明显改变沉积物中的陆源物质组成,从而为揭示24ka来冲绳海槽北部地区陆源物质输入演化历史,及其主要控制因素提供了新的高分辨率资料。     

海南岛东南浅海表层沉积物粒度特征及沉积环境

对海南岛东南浅海377组表层沉积物样品(平均水深112.3 m)开展粒度测定及沉积物类型划分,并运用统计规律及沉积输运趋势分析,探讨了底质沉积物分布格局与物质来源及沉积动力环境关系。结果表明,海南岛东南浅海沉积物类型复杂,共分布13种沉积物类型,粒度组成以粉砂和砂为主,平均粒径均值为5.73Φ,优势粒级为细粉砂级(6~8Φ),分选差。不同海域沉积物粒径差异明显,北部近岸以含砾沉积为主,中部呈NE-SW向的砂质沉积区(水深80~120 m),西南近岸滨海、北中部海域以及东南部海域多为粉砂、黏土沉积。结合地理位置、沉积物源及水动力条件差异,研究区划分为3个沉积区:I区主要以含砾粗颗粒沉积为主,受控于海南岛上径流及强风浪作用,物质来源以万泉河等河流输运及岸线侵蚀物质为主,强动力(高能)沉积环境;II区以砂沉积为主,受到表层流及风浪等共同影响,可能主要是残留滨海沉积混入了海南岛径流及岸线侵蚀、少量珠江流域及外海复杂来源等现代细粒物质的混合沉积,中等动力沉积环境;III区以细粒沉积为主,主要受华南近岸流、风浪作用及南海暖流影响,推测物质来源主要为海南岛河流输入、岸线侵蚀及复杂外海来源细粒物质的加入,弱动力(低能)沉积环境。     

山东半岛近岸海区全新世泥质沉积体研究现状

20世纪80年代以来,山东半岛近岸海区全新世泥质沉积体引起了地学界的关注,很多学者对其进行过研究并发表了众多相关论文。综合前人的研究成果认为,山东半岛全新世泥质沉积体受到黄海暖流和黄海沿岸流的共同作用,呈现出中间厚、向海向陆减薄的楔形,并沿山东半岛发育,其物质来源主要是黄河注入所带来的沉积物;在形成机制上,受到海平面上升、潮流和黄河入海口的迁移等多种因素的控制,成因复杂;在形成时间上,现今的研究成果普遍认为该泥楔形成于全新世冰后期海平面上升时期。对目前研究中仍存在的问题进行讨论,提出了山东泥楔的未来研究方向,指出应该建立多种水动力耦合作用下的泥沙输运与沉积模式,着重从海洋沉积动力学角度进行新的研究。     

气候变化和人类活动影响下黄河远端泥北支粒度组分变化及其区域沉积效应

受限于海洋动力条件的复杂性,基于陆架泥质沉积重建的古气候或古环境一直存在争议。为此,本文在北黄海地区沿沉积物输运路径采集3根柱样,通过沉积物粒度及其端元组分和基于器测数据的东亚冬季风指数和黄海暖流强度,分析了不同泥区沉积物粒度端元组分对冬季风暴和黄海暖流变化的响应机理和强度,揭示了上述变化在不同区域产生的沉积效应。结果表明,近百年以来黄河远端泥北支的沉积物组分变化受到了自然因素和人类活动的共同影响。1980年以后,人类活动对黄河沉积物入海通量及其组成的影响开始增强,并掩盖了自然演化信息。而1980年以前,不同泥区的不同端元组分对冬季风暴和黄海暖流的响应机理和强度存在差异,具有显著的区域沉积效应：粗端元组分受冬季风暴强度变化主导,能够反映山东半岛北岸跨锋面物质输运强度的变化;细端元组分受到黄海暖流强度变化主导,反映沉积物从北黄海西部泥区到辽东半岛东岸泥区的输运过程。上述结论说明,虽然粒度是表征古气候和古环境变化的重要标志物,但应根据不同泥区沉积物来源和沉积动力环境的特点,谨慎选择敏感端元组分,正确地使用粒度指标。     

中全新世以来南海琼东南近岸泥质区物质来源

对位于南海琼东南近岸泥质区的X2站柱状沉积物进行了粒度、Sr-Nd同位素、常量元素(Al_2O_3、TFe_2O_3、K_2O、MgO、Na_2O、TiO_2、CaO、P_2O_5、MnO)和AMS14 C年代分析,探讨了中全新世以来该沉积区的物质来源。结果表明,X2站沉积物可划分为上(A2段,120~0cm,4.0~0ka BP)、下(A1段,240~120cm,7.6~4.0ka BP)两个沉积地层单元,A2段较A1段沉积物平均粒径变粗,已测的9种常量元素含量减少。~(87)Sr/~(86)Sr与εNd除异常点外,总体变化幅度不大。X2站沉积物主要来源于海南岛和台湾,珠江贡献较小,其中A1段沉积物主要是海南岛和台湾岛来源物质的混合,A2段沉积物主要来源于海南岛,其次珠江物质可能也有影响。据X2站研究结果初步表明,世界级大河(如珠江)对南海北部陆架区(特别是琼东南近岸泥质区)的贡献以前可能被高估,而山溪型河流(如台湾岛、海南岛等河流)的贡献却可能被低估,日后研究中应该重视小型河流对陆架区的物质贡献。     

18.5ka以来冲绳海槽中部沉积物碎屑态来源和古环境变化的常量元素记录

为进一步了解冲绳海槽中部18.5ka以来柱状沉积物碎屑态的常量元素组成特征及其古环境指示意义,对KX12-3孔进行了151个样品中碎屑态的提取及其常量元素和粒度综合分析。结果表明:主要常量元素含量表现出明显的两段式垂向变化特征,底部的Z1阶段(492~96cm)形成于末次冰消期及早全新世(18.5~9.6ka),中国大陆河流(长江、黄河)物质输入是沉积物中陆源碎屑物质的主要来源;而顶部的Z2阶段(96~0cm)则形成于早全新世以来(9.6ka),沉积物中的陆源碎屑物质仍以中国大陆来源为主,台湾物质输入也有一定贡献。此外,岩心中还记录到了7.3ka时发生的K-Ah火山事件。常量元素相关性、R型因子及典型常量元素比值分析均表明主要氧化物含量在垂向上的变化主要受控于附近的陆源碎屑物质输入,热液活动和火山物质的影响较小。不同时期陆源碎屑物质对研究区的影响表现出明显的变化规律,并与海平面波动及黑潮的演化具有很好的耦合关系。此外,在5~3.5ka期间,KX12-3孔的Fe_2O_3、MgO、Fe/Ti、Mg/Ti值及粒度减小,这应该是由当时黑潮的减弱或"摆动"出冲绳海槽引起的。     

南海台西南盆地南部海域19 ka以来沉积物物源与输运机制分析

通过对南海台西南盆地南部海域TS6岩芯沉积物样品稀土元素地球化学特征和黏土矿物组合进行分析,探讨了研究区近19 ka (末次冰消期)以来沉积物物质来源、输运机制及物源变化特征。物源综合分析结果显示,台湾河流是研究区沉积物的主要源区,其中台湾西部河流较东部河流贡献更大,珠江也为研究区输送了部分沉积物。由于各源区物质主要黏土矿物种类及含量存在较大差异,推测研究区沉积物黏土矿物中的伊利石和绿泥石主要由台湾河流提供,高岭石主要由珠江提供,含量较少的蒙脱石由东南部的吕宋岛提供。末次冰消期以来,研究区陆源物质输入量受控于海平面变化而逐渐减少,黏土矿物组合反映的物源变化主要受控于气候和洋流变化,还可能叠加了多种因素的影响。     

对马暖流水起源的模糊分析

应用模糊集的数量指标分析方法和模糊识别的择近原理,采用1987年夏、冬季和1988年春、秋季“向阳红09”号黑潮调查资料,定量地分析了对马暖流水的源区的模糊特性及其起源.结论是:(1)对马暖流表层水位于其源区的强混合区中,其水体具有混合水的特性.(2)对马暖流水的来源一年四季不尽相同,具有复杂的结构.春季在近表层主要来源于东海沿岸水(包括东海陆架水),而东海混合水与黑潮表层水次之(属沿岸型);夏季由于表层盐度锋的影响,在近表层主要来源于黑潮表层水,而东海混合水次之(属黑潮型);在秋季与冬季,因大陆径流影响减弱,海水的对流与涡动混合逐步加剧,对马暖流表层水的来源呈现出东海型与黑潮型交错的复杂状态.此外,对马暖流深层水一年四季均由黑潮次表层水演变而来. 本文将水的混合性质与水的来源区别开来,以利于对传统的看法和近几年流行的新观点作进一步讨论.     

南沙南部近30ka来的古海洋学记录

南海南部17962柱状样(7°11′N、112°5′E,柱长8 m,水深1 968 m)中近30 ka来的沉积物堆积速率计算结果显示,该孔冰期平均堆积速率为全新世的3倍多.其变化与冰期时海平面下降、地表径流所携陆源物质增多、全新世时海平面的回升以及陆源物质的提前卸载有关.浮游有孔虫氧同位素测定结果表明,该孔的浮游有孔虫的氧同位素冰期/全新世差值高于南海的平均值,更大于开放性大洋赤道西太平洋低纬度区的平均值.CaCO3变化则受陆源物质的"稀释作用"控制,而溶解作用对其影响并不太显著.     

生物标志物重建全新世以来黄海浮游植物群落结构时空变化

现有研究对全新世以来浮游植物群落结构在黄海的时空变化还缺乏深入认识,针对这一问题,本研究分析了C02和N05岩心中的生物标志物,并结合已发表岩心生物标志物数据,重建黄海全新世以来浮游植物群落结构的时空变化。在早全新世,长链烯酮相对比例（A/∑PB）和菜子甾醇相对比例（B/∑PB）低,甲藻甾醇相对比例（D/∑PB）高。较高的陆源有机质指标（TMBR'）值说明黄海浮游植物群落结构主要受陆源营养盐输入控制。在中全新世,A/∑PB升高,B/∑PB和D/∑PB减小,是由于高温高盐的黄海暖流入侵有利于颗石藻生长。在空间分布上,以ZY3、ZY2、ZY1和YE-2 4个站位组成的35.5°N断面区域烯酮相对比例大幅升高,西部站位C02与东部N05烯酮比例小幅上升,这是由于黄海暖流主轴流经35.5°N断面,该区域主要受黄海暖流控制,而其他区域仍受陆源营养盐输入控制。从早全新世到中全新世,B/∑PB（D/∑PB）高值相继出现在N05（C02）和C02（N05）区域,这是由于2个站位的控制因素不同,可能与黄海暖流主轴摆动和陆源物质的搬运有关。在晚全新世,A/∑PB继续升高,B/∑PB和D/∑PB减小。晚全新世东亚冬季季风增强使黄海环流体系加强,黄海暖流对颗石藻的影响进一步扩大。甲藻甾醇与菜子甾醇的相对比例（D/B）升高,可能是由于东亚冬季季风增强,使含有更多氮元素的大气物质沉降到黄海,有利于甲藻对硅藻的竞争。