晚新生代西太平洋古海洋环境演化过程与机制

晚新生代西太平洋通过水文循环和碳循环两类关键过程,对区域乃至全球气候变化产生深刻的影响。本文从上新世以来西太暖池及其主流系演化、晚第四纪北太平洋中层水演化和白令海峡开合、第四纪中国东部陆架环境演化以及新生代亚太沉积物源-汇过程与碳埋藏等方面,综述了西太平洋古海洋环境演化过程与机制。上新世以来西太暖池与印尼贯穿流的演化过程伴随构造运动而阶段性地发生,但其在轨道时间尺度上演化的细节过程并不清晰,尚未形成系统性认识。北太平洋中层水以及白令海峡开合等关键高纬过程在冰期旋回中发生了显著变化,并与低纬过程之间存在遥相关。第四纪中国东部陆架环境演化主要受控于海平面变化以及与低纬过程相关联的热量与物质传输,在此背景下,中国东部陆架形成了富有机碳的泥质沉积体系。构造隆升和亚洲季风驱动下的亚洲大陆与邻洋的沉积物源-汇过程具有显著的碳汇效应,可能在大气CO₂浓度（${p_{{\rm{C}}{{\rm{O}}_2}}} $）冰期旋回和新生代气候变冷中发挥重要作用。就西太平洋古海洋环境演化过程与机制中若干关键科学问题开展深入和系统研究,不仅可为建立气候变化的低纬驱动理论提供支撑,也可为更好认识我国陆架环境变化规律以及碳汇潜力提供科学依据。     

北极海洋沉积物细菌和古菌群落结构分析

This study was to investigate bacterial and archaeal community structure of pan-Arctic Ocean sediments by pyrosequencing.In total,investigation of three marine sediments revealed 15 002 bacterial and 4 362 archaeal operational taxonomic units(OTUs) at the 97% similarity level.Analysis of community structure indicated that these three samples had high bacterial and archaeal diversity.The most relatively abundant bacterial group in Samples CC1 and R05 was Proteobacteria,while Firmicutes was dominant in Sample BL03.Thaumarchaeota was the most relatively abundant archaeal phylum in Samples CC1 and R05,and the relative abundance of Thaumarchaeota was almost as high as that of Euryarchaeota in Sample BL03.These two phyla accounted for nearly 100% of the archaeal OTUs.δ-Proteobacteria and γ-Proteobacteria were the two most relatively abundant classes at Proteobacterial class level,and their relative abundance was more than 60% in Samples CC1 and R05.There were also differences in the top 10 relatively abundant bacterial and archaeal OTUs among the three samples at the 97% similarity,and only 12 core bacterial OTUs were detected.Overall,this study indicated that there were distinct microbial communities and many unique OTUs in these three samples.     

白令海北部陆坡BR07孔年龄框架重建

通过对比白令海BR07孔与B5-4孔硅藻百分含量、颜色反射率等参数结果,综合建立了BR07孔年龄框架。根据该重建年龄结果,BR07孔年龄约为11.3~1.9 ka,平均沉积速率约为28.5 cm/ka,略低于B5-4孔。基于圆柱拟脆杆藻与塞米新细齿藻比值Fragilariopsis cylindrus含量/（Fragilariopsis cylindrus含量+Neodenticula seminae含量）重建的近万年来白令海海冰变化历史,记录到该区域末次冰消期以来包括新仙女木事件在内的3次冷事件以及1次暖事件,其中新仙女木事件约发生于距今11.3~10.7 ka,与格陵兰冰心记录对应值距今12.9~11.6 ka基本相近,这进一步佐证了该重建年龄比原始的全样有机碳AMS 14C测年结果更可信。     

3万年以来挪威海南部冰岛-苏格兰溢流变化及其对海冰活动的响应

北欧海南部沉积物所记录的末次冰盛期以来千年尺度快速气候事件下的溢流水变化特征,对研究历史上热盐环流与气候的相互作用机制有着重要意义.本文基于冰岛东北部陆架IS-1B岩芯(65°36.357′N, 8°59.045′W)上部130 cm的沉积物粒度组成、颜色反射率和高分辨率XRF元素地球化学扫描测试数据,结合有孔虫AMS 14C测年数据和邻近海区站位沉积资料,利用因子分析等方法,重建了研究区3万年(HS 3期)以来的沉积记录,并重点研究了冰岛-苏格兰溢流水(ISOW)的历史变化特征及其对海冰活动的响应.研究结果显示, ISOW在末次冰盛期初期、 HS1末期到 B/A 暖期和全新世时期强度较高,在HS 3期末期、末次冰盛期中后期到HS 1初期和YD时期强度较弱,其中粒度和地球化学证据都指示ISOW在末次冰盛期和YD时期受北冰洋底层水入侵和海平面下降的影响可能发生了多次停滞.总体来说,挪威海南部ISOW强度的变化与表层海水温度有较强的相关性,表现为冰期减弱,间冰期增强的变化趋势.挪威海北部海冰的覆盖范围自HS 3末期至末次冰盛期开始逐渐南移,并在HS 2初期越过冰岛-苏格兰海脊,在冰岛海盆北部形成常年的冰覆盖. HS 1期中后期到B/A暖期,海冰影响范围开始逐渐下降,但在 B/A 暖期末期到YD时期海冰活动便快速恢复,直至进入全新世后,挪威海南部海冰活动强度才逐渐下降,一直保持相对稳定的季节性海冰活动状态.     

Latitudinal distribution of iodine in sediments in the Chukchi Sea and the Bering Sea

Iodine is a trace element playing an important role in vital activities of organisms. It is im-portant for human bodys thyroid gland. Deficient or excessive iodine will not only influence hu-man health but also cause feeblemindedness, so great attention h…     

楚科奇海表层沉积物的稀土元素地球化学特征

对楚科奇海26个表层沉积物样品的稀土元素分析结果表明, 稀土元素在细粒沉积物中较为富集, 在粗粒沉积物中亏损. 稀土元素的页岩标准化配分模式以平坦型为主, 少数样品为轻稀土弱富集型或重稀土弱富集型, 说明楚科奇海表层沉积物以陆源碎屑物质为主, 化学风化作用弱. 从稀土元素地球化学特征的区域变化来看, 海区东西两侧沉积物分别来源于阿拉斯加和西伯利亚地区, 海区中南部沉积物与育空河物质的向北扩散有关. 海区中部赫雷德浅滩为残留沉积, 沉积物SCe/SY比值大, 铈的负异常不明显, 铈的富集可能与氧化条件下锰的早期成岩迁移有关.     

白令海西部柱样沉积物中有机碳的地球化学特征与埋藏记录

基于2012年中国第5次北极科学考察专项调查获得的样品资料,重点探讨了百年来白令海西部柱样沉积物中有机碳(TOC)的地球化学特征及其埋藏记录,结果显示,基于两柱样210 Pbex随深度的指数衰变趋势,整体能反映出调查区相对稳定的现代沉积环境,可获得两沉积柱约70年以来的海洋沉积环境序列。陆架区BL16柱样中TOC的垂向分布与TN及粒度具有较好的一致性,反映出有机质来源较为一致,粒度可能对沉积有机碳的赋存起控制作用;而陆坡区BL10柱样粒度相对略粗,且TOC与TN、粒度无明显相关关系,这可能与该区复杂的沉积水动力环境、有机质输入和较强的细菌微生物作用有关。两柱样上层样品(近20年以来)都不同程度表现出TOC含量增加和CaCO3含量下降,这可能指示了近期北极地区变暖和海洋酸化加剧等过程对沉积有机质的影响。计算得到两柱样沉积有机碳的埋藏通量分别为3 100mmol C·m-2·a-1(BL16)和1 400mmol C·m-2·a-1(BL10),通过对有机碳埋藏保存效率的分析和区域对比,认为该区较高的有机碳埋藏通量,可能主要受控于较高的上层水体初级生产力和有机碳输出效率,较为有利的沉积有机碳保存代谢机制以及较快的沉积速率等因素的共同作用。     

冲绳海槽中段末次冰消期以来的元素地层

在对冲绳海槽中段180号岩心进行高分辨率取样的基础上,测定了沉积物中的23个地球化学指标,通过对各元素与Al₂O₃含量的比值在岩心中的垂向变化规律的分析,结合氧同位素、黏土矿物、粒度、AMS14C测年和R型因子分析方法,可将岩心从上至下划分为5层:第1,3,5层具有相似的元素组合特征,第2,4层为明显的异常变化层位,将元素的地球化学行为、元素组合与物质来源联系起来,并与碎屑矿物、古生物资料对比,探讨岩心中元素组合垂向变化的制约因素,据此讨论了冲绳海槽中段末次冰消期以来陆源、火山源及生物源物质的分布规律。结果表明,冲绳海槽中段末次冰消期以来的沉积物来源以陆源物质为主,但在局部层位可因生源组分和火山源组分的强烈影响而发生实质性的变化。     

太平洋三海区热液烟囱物的地球化学标型特征研究

以成因矿物学的理论和方法，运用电子探针、中子活化、常规化学分析和稳定同位素分析等多种地球化学实验测试技术，较系统地研究了太平洋三区四地热液烟囱物的地球化学组成和变化，揭示了研究区不同热液喷发类型中的地球化学标型特征。高温热液类型的硫化物，由高温热液矿物组成，除本身富合Fe，Zn，Cu，Pb等金属元素外，氧同位素换算温度也表现最高或中高；中低温热液类型的烟囱物，金属元素合量较低，氧同位素换算温度也表现较低。由此论证了不同标型特征的热液矿物地球化学特征与热液喷发环境之间相互依存的紧密关系。