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。     

南黄海DLC70-3孔晚更新世以来Rb/Zr值特征及环境意义

利用岩心扫描X荧光光谱仪(XRF Core Scanner)对南黄海DLC70-3孔沉积物进行1cm间隔的元素扫描测试。钻孔沉积物中陆源元素Rb和Zr相对含量垂向变化具有极好的分层性,Rb和Zr相对含量在不同粒级中变化较大,Rb在细粒中的含量较高,而Zr则在粗粒级中富集;Rb/Zr值可以反映沉积物中黏土矿物和石英、长石的相对含量变化。研究认为DLC70-3孔沉积物的Rb/Zr值受到海平面变化和源区气候变化共同控制,其中源区的气候变化为主要控制因素,而海平面变化主要影响26.50~38.00m(MIS 4)层位粗粒级沉积物的Rb/Zr值。Rb/Zr值显示在MIS 5和MIS 3期源区化学风化作用较强,与内陆黄土高原地区夏季风和化学风化指标的变化趋势一致,尤其是在MIS 3早期(40~60ka)记录的化学风化作用非常强,反映了黄河流域地区出现强夏季风降雨过程。     

南海南部近50万年来沉积物特点及古环境意义

对南海南部MD05-2897孔沉积物的分析显示,该孔涵盖氧同位素1~12期,底界年龄约为50万年。碳酸钙含量曲线形态基本与底栖有孔虫氧同位素曲线平行,即碳酸钙高值对应氧同位素轻值,呈现典型的大西洋型碳酸钙分布模式。碳酸钙含量在冰消期的高值出现及含量变化均领先于氧同位素,证明低纬海区"碳酸钙泵"对大气二氧化碳浓度和温度的作用。粒度分析显示,3~5μm组分含量曲线的变化与氧同位素曲线基本平行,说明它主要受海平面升降变化控制,可作为海平面变化的间接指标。而1.5~2.5μm粒级颗粒主要通过河流的悬浮搬运,直接受亚洲夏季风及其所带来降雨的影响,可间接反映夏季风的强弱变化。南海南部深海沉积中的季风记录具有0.1 Ma偏心率周期,40 ka斜率周期,20 ka岁差和10 ka半岁差周期等丰富的频谱,显示出低纬度海区气候变化对轨道周期的良好响应。     

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。     

末次盛冰期末期以来南海北部陆坡的陆源物质输入及其控制因素

通过对南海北部陆坡KNG5孔沉积物粒度、粘土矿物和14C年龄的综合分析, 探讨了南海北部陆坡的沉积物来源及其控制因素。物源分析表明, KNG5孔17.5-12.5ka BP的沉积物主要来源于珠江, 12.5ka BP 时粘土矿物组合突然发生改变, 并且自12.5ka BP以后, 高岭石含量总体稳定, 说明12.5ka BP时海平面已上升到相当的高度, 并且可能当时南海的现代环流系统已开始形成, 西行的广东沿岸流导致向外扩散的珠江物质减少, 由于受北太平洋深层水(NPDW)和黑潮(KC)南海分支的作用, 台湾成为此时沉积物的主要贡献者。KNG5孔17.5-11ka BP时期的粘土矿物和粒度变化主要受控于海平面和洋流系统的变化。全新世早期(11.0-8ka BP)平均粒径达到最细和1-2.2m 粒级含量达到最高值可能是强盛的夏季风作用的结果。全新世中晚期(8—0ka BP) 1-2.2?m组分含量的减少是8ka BP以来东亚夏季风减弱的具体体现, 1-2.2m 粒级含量指示的东亚夏季风变化能和北半球其它季风指标能很好地对应起来, 说明这次季风减弱是北半球各个季风系统的共同现象。     

长江口及毗邻海区沉积物中磷的分布特征长江口及毗邻海区沉积物中磷的分布特征

于2006年6月和2007年4月在长江口及毗邻海区采集了表层沉积物样品，利用水淘选法对沉积物进行了粒径分级，并采用改进后的SEDEX方法对沉积物样品及分粒级沉积物样品进行了磷形态分析。结果表明，2006年6月和2007年4月长江口及毗邻海区沉积物总磷变化分别为1256~1964 μmol/g和899~1991 μmol/g，其中碎屑磷是磷的主要存在形态。可交换态磷、铁结合态磷、有机磷、自生磷灰石磷及难分解有机磷在长江口外的平面分布比较一致，均在紧邻长江口门外、杭州湾外的条状带出现了含量的高值，而在口门内及口门外河口靠海一侧碎屑磷含量较高。不同形态磷在不同粒径沉积物中的含量不尽相同：有机磷、自生磷灰石磷以及难分解有机磷是小于8 μm粒级沉积物中磷的主要组成部分，而且其在总磷中所占比例随沉积物粒径的增加而下降；碎屑磷则主要集中在粗沉积物中，为32~63 μm及大于63 μm粒级沉积物中磷的主要贡献者。沉积物的粒度分异以及各形态磷在不同粒径沉积物中含量的差异，共同影响着河口沉积物中磷的分布     

珠江磨刀门河口表层沉积物磁性特征及其动力沉积环境意义

基于2015年3月珠江磨刀门河口表层沉积物磁学和粒度测量结果,研究磨刀门河口磁性特征空间分布规律,分析磁性参数与沉积物粒度的关系,并探讨其对沉积动力环境的响应。磁性参数磁化率（χ）和饱和等温剩磁（SIRM）均在拦门沙处出现低值区,并在10 m等深线外呈现向海递减趋势;频率磁化率（χ_fd%）、非磁滞剩磁磁化率（χ_ARM）以及比值参数χ_ARM/SIRM和χ_ARM/χ在拦门沙处出现低值区,而在拦门沙外呈现高值:表明研究区域磁性特征由亚铁磁性矿物主导,而拦门沙区域存在一定量的不完全反铁磁性矿物。粒度是影响沉积物磁性特征的重要因素,SIRM/χ等参数与粗颗粒组分（大于63 μm）呈显著正相关,χ_fd%等参数与小于16 μm粒级组分高度相关,结果显示χ_fd%、χ_ARM、χ_ARM/SIRM以及χ_ARM/χ等参数可作为本区域沉积物细颗粒组分（小于16 μm）的代用指标,而SIRM/χ则可作为粗颗粒组分（大于63 μm）的代用指标。基于沉积物类型、动力环境等综合考虑,选取SIRM、S_-300、SIRM/χ参数聚类分析,可将磨刀门河口动力沉积环境分为4个区,结果与该区域动力环境及动力地貌格局具有一致性。本研究不仅对了解新动力格局下磨刀门河口演变模式具有重要意义,还可以丰富河口沉积动力学研究方法。     

南海碎屑沉积物化学组成的气候记录

取自南海北部陆坡的ODP1144站沉积物中碎屑组分的主量元素含量表现出气候控制的变化特征，其中在间冰期，碎屑物质表现出较高的Al／Ti、K／Ti、Mg／Ti比值和较低的Na／Ti、Ca／Ti比值，而在冰期则正好相反。这些碎屑物质主要来自华南地区的陆壳风化产物，其所表现出来的主量元素变化特征意味着在间冰期华南地区陆壳化学风化程度加强，反映一种相对湿润的气候环境。这种气候环境可能是间冰期东亚季风系统中的夏季风加强所致。     

南海北部中更新世0.78～1.0 Ma期间的陆源碎屑粒度记录

南海北部陆坡大洋钻探计划(ODP)1144站的高速堆积体为高分辨率的古环境研究提供了良好的材料。通过分析1144站陆源碎屑的粒径分布,高分辨率地(200a)研究了中更新世气候转型期(0.78～1.0Ma)东亚夏季风演变在南海北部的记录。结果显示,陆源碎屑的粒径比值(3.5～8.2μm)/(9～23μm)可以作为东亚夏季风演化的替代指标,高值代表强盛的夏季风。这个比值指示了夏季风在920ka时突然增强,表明中更新世转型以夏季风突然增强为起点,此后夏季风处于不断加强和减弱的循环状态,说明了中更新世气候转型是一个渐变的过程。东亚夏季风演化的强弱与北半球夏季日射量基本呈线性关系,显示东亚季风演化的天文驱动机制。频谱分析发现,夏季风演化存在3.3ka和1.2ka左右的千年尺度周期,且在转型前后千年尺度周期也发生变化,说明中更新世的气候转型不仅表现在轨道尺度的气候周期变化上,也体现在千年尺度气候波动的特征变化上。     

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。     

东亚冬夏季风对热带印度洋秋季海温异常的响应

利用多年的Reynolds月平均海表温度资料和NCEP/NCAR全球大气再分析资料,分析了热带印度洋秋季海表温度距平(SSTA)与后期东亚冬夏季风强度变化的关系。结果表明,热带印度洋秋季SSTA的主要模态是全区一致(USB)型和偶极子(IOD)型,USB型模态主要代表热带印度洋秋季SSTA的长期变化趋势,而IOD型模态主要反映热带印度洋秋季SSTA的年际变化。热带印度洋秋季海温气候变率中既存在着明显的ENSO信号,也有独立于ENSO的变率特征,独立于ENSO的热带印度洋秋季SSTA变化的主要模态仍是USB型和IOD型。前期秋季USB模态与东亚冬季风及东亚副热带夏季风之间为负相关关系;与前期正(负)IOD模态相对应,南海夏季风强度偏弱(强),而东亚副热带夏季风强度偏强(弱)。USB型和IOD型模态对后期东亚冬、夏季风强度变化的影响是独立于ENSO的,但ENSO起到了调节二者相关显著程度的作用。     

苏北盆地XH1钻孔中更新世以来的彩度指标记录及其气候环境变化

苏北盆地是我国西部内陆与东部海洋之间的过渡地区,该地区的气候演变历史对揭示东亚季风的时空变化有着重要意义。对苏北盆地XH1钻孔中更新世以来沉积物的彩度指标Ca*b*的研究表明,Ca*b*对降水的变化反应敏感,可以用来指示东亚夏季风强度和气候暖湿程度的变化。结合磁化率、有机碳和孢粉指标,揭示苏北盆地中更新世以来经历了9个明显的气候冷暖干湿变化旋回,并且可以和深海氧同位素记录、黄土记录进行良好的对比,同时在某些阶段和长期演变趋势上又具有鲜明的区域特征。总体上,从中更新世中期开始苏北盆地变得越来越冷干,气候冷暖波动幅度增大,最后4个冰期旋回尤为醒目。     

东亚冬季风异常对西北太平洋海温的影响

利用1950—1998年的月平均海温资料和NCEP/NCAR月平均大气环流再分析资料,研究了东亚冬季风的异常对西北太平洋海温的作用过程。结果表明,南海—台湾附近海域—日本南部以南海域(简称东亚邻海)是海-气热通量异常的显著区。弱东亚冬季风在东亚邻海有偏南风距平,抑制相应海域海-气界面上由海表向大气释放的热通量,从而使得海表温度出现正距平。强冬季风则反之。这种大气-热通量-海温的异常影响过程所需的响应时间约为1个月。东亚邻海冬季发生的海温异常可持续到下一年的夏季。     

东亚夏季风环流的动力统计诊断

本文对东亚夏季风环流作了动力统计诊断,其方法是将高、低层的偏差风场看作一个整体进行复EOF分析。诊断结果表明:偏差风场的第一模态直接与东亚夏季风环流有关,可称为季风模态;第二模态则与PJ波列关系密切,可称为PJ模态;季风模态存在两个平衡态,东亚夏季风也有两个平衡态;季风模态存在强弱的年际变化,其与东亚夏季风强弱的年际变化和菲律宾附近对流的年际变化均具有很好的对应关系;东亚夏季风和季风模态还存在明显的年代际变化。     

东海南部内陆架泥质区S05-2孔沉积物4870a BP以来的沉积学记录及其对物源与季风演化指示*

以东海内陆架S05-2孔沉积物为研究对象, 进行了加速质谱仪(AMS)¹⁴C年龄测定、粒度测试、粘土矿物及地球化学元素含量分析。研究表明: 东海内陆架泥质区南部水动力环境强, 沉积物主要以粉砂为主; 4870a BP以来研究区的物源以台湾岛河流物质为主, 长江和黄河物质在不同阶段存在间歇物质作用。通过元素比值、敏感粒级、粘土矿物含量比等季风气候指标, 指示了研究区的季风气候自4870a BP以来存在稳定、增强、减弱、再次增强的4个季风气候强度变化期。     

48ka以来日本海Ulleung海盆南部的海洋沉积环境演化

晚第四纪以来伴随底层水含氧量的剧烈变化,浅色和深色沉积层的交替出现是日本海半远洋沉积物的主要特征。沉积特征分析表明,日本海Ulleung海盆南部KCES1孔的沉积物具有四种不同的沉积构造:均质、纹层、纹层状和混杂构造。深色沉积层一般具有纹层和纹层状构造,并且与我国内陆的千年尺度东亚夏季风强弱变化记录有很好的对应关系,表明纹层沉积物也具有千年尺度的变化规律,从而进一步说明了冰川性海平面变化和东亚夏季风波动应该是Ulleung海盆南部底层水溶解氧含量变化的主要原因。在暖期,在东亚夏季风降水相对增强的影响下,低温、低盐的东海沿岸水对日本海表层水体的贡献要大于对马暖流的贡献,日本海水体间的交换减弱,最终造成缺氧的海底沉积环境。在冷期,夏季风强度的减弱(冬季风增强)加快了日本海西北部深层水的生成,Ulleung海盆南部的底层水含氧量高,相应地沉积了具均质构造的浅色沉积物;在末次盛冰期最低海平面时,日本海成为一个封闭的海盆,降雨量高于蒸发量,水体出现分层,底层水处于停滞缺氧状态。自距今17.5 ka(日历年,下同)以来底层水含氧量较高,对马暖流逐渐成为影响日本海海洋沉积环境的主要因素。Ulleung海盆南部底层水的含氧量在YD期间有一定程度的降低,东海沿岸水的短暂强盛制约了深层水的流通。自距今10.5 ka以来对马暖流强盛,日本海海底处于富氧的沉积环境。     

冲绳海槽近3.5万a来陆源物质沉积通量及其对气候变化的响应

以冲绳海槽DGKS9603孔沉积物为研究对象,利用元素地球化学成分数据因子分析方法把混合源沉积物分离成陆源、火山源和生物源.结合沉积物干样密度和沉积速率对冲绳海槽近3.5万a以来沉积物中陆源物质沉积通量进行了估计,进而揭示陆源物质供应对气候变化的响应规律.研究表明,冲绳海槽的陆源物质主要来源于长江输运的我国大陆物质.在冰期—间冰期时间尺度上,海平面涨落导致的长江与海槽之间距离的伸缩是制约陆源物质通量变化的主要因素;在盛冰期和气候变冷事件(Heinrich事件)期间,东亚冬季风的增强使更多的粉砂级物质进入冲绳海槽,导致陆源物质通量增加.冲绳海槽沉积物记录的Heinrich事件与增强的东亚冬季风密切相关.     

Geochemical changes of the terrigenous sediments in the southern South China Sea and their paleoenvironmental implications during the last 31 ky

Fifty-six subsamples of the 86GC core were collected from the southern South China Sea continental slope. Major and trace elements, including rare earth elements (REEs), of detrital matters in these sediments were measured. The patterns of chondrite normalized REEs and the discrimination plots based on major and trace elements, respectively, indicate that the terrigenous sediments around this area had been supplied with one dominating provenience during the last 31 ky. The co-operation of sea level changes with the East Asian winter monsoon-related rainfall and sea water circulations should be the main mechanism causing the geochemical characteristics variations. Higher ratios of Al/Ti and some other elements to Ti, except P/Ti and Mn/Ti, are present during the last glacial sea-level low stand and the winter monsoon periods owing to increased fluvial input of material with low Ti content from the Mekong River, followed by strengthened chemical weathering intensity, causing higher Al₂O₃ and most other elements contents. The elemental patterns imply general warm and very humid climate in the tropical areas during the last glacial times; however, the climate since the last deglaciation was very changeable, especially during the Holocene. Even so, it can still be certain that the climate during the early part (29–24 ky B.P.) of the last glacial maximum was much worse than during other stages. Additionally, it is very likely that the 8 k cold event and the Younger Dryas event have been impressed in the geochemical record of this core.     

中国近海海面风场的时空特征分析

本文利用1987年9月—2013年9月连续26 a的多源卫星融合数据,用经验正交函数方法(EOF)分析中国近海海面风场变化特征。分析结果指出中国近海海面风场的第一模态占总方差贡献的63.94%,呈现为冬-夏季风振荡类型,揭示了中国近海风场的季节变化特征;第二模态占总方差贡献的12.35%,呈现为春-秋振荡类型,反映了冬季风和夏季风过渡时期的变化特征;第三模态占总方差贡献的3.49%,呈现出近似半年周期的波动,体现了中国近海风场季节内变化的特征。     

Depositional environment in the southern Ulleung Basin, East Sea (Sea of Japan), during the last 48 000 years

The present study is based on the sedimentological data from a piston core KCES1 off the southern Ulleung Basin margin, the East Sea (Sea of Japan). The data include sediment color (L^*), X-ray radiographs, grain size distribution and AMS¹⁴C date. Four kinds of sediments (homogeneous, laminated, crudely laminated and hybrid sediments) are identified according to the characters of the sedimentary structures that were considered to reflect changes in bottom-water oxygenation. Alternations of dark laminated/crudely laminated sediments and light homogeneous sediments represent millennial-scale variations that are possibly associated with the high-resolution changes in the East Asian monsoon (EAM). The relative contributions of the East China Sea Coastal Water (ECSCW) and the Tsushima Warm Current (TWC) were likely the main reasons for the repetition of the anoxic and oxic depositional conditions in the East Sea since the last 48 ka BP. During the interstadial, the strengthen summer EAM was attributed to the expansion of the ECSCW because of more humid climate in central Asia, and then more strongly low-salinity, nutrient-enriched water was introduced into the East Sea. The ventilation of deep water was restricted and therefore the dark laminated layer deposited under the anoxic bottom water condition. During the lowest stand of sea level in the last glacial maximum (LGM), the isolated East Sea dominated by stratiˉed water masses and the euxinic depositional environment formed. The homogenous sediments have been predominating since 17.5 ka BP indicating that the TWC has intruded into the East Sea gradually with the stepwise rise of sea level and the bottom water oxygen level was high. During the late Younger Dryas (YD) period, the last dark laminated layer deposited because the ventilation of bottom water was restricted by stronger summer EAM. The TWC strengthened and the bottom water became oxic again from 10.5 ka BP.