全新世东地中海的陆源碎屑输入及其水文气候变化:海盆尺度地球化学分析

地中海位于非洲季风气候和欧洲温带气候的交界处,同时接受周边地区岩石性质和风化状况差异极大的碎屑物质,所以是研究地球表层水文循环的理想区域。前人的认识集中于撒哈拉风尘和尼罗河输入,往往忽视了其他的陆源碎屑沉积,尤其对不同水文气候条件下的潜在变化缺乏考虑。针对形成于全新世非洲湿润期的腐泥层S1页岩沉积,并结合采自岩心顶部的晚全新世/现代沉积物,文章从18个站位选取了30个样品开展碎屑组分的地球化学分析,通过在具有不同干湿环境背景的时间片段上开展盆地尺度的对比(约9.5~8.9 ka vs. 约1.7~0 ka),探讨全新世东地中海的陆源碎屑输入模式。Ti/Al、Zr/Al、Ca/Al、Y/Al都清晰显示了经向和纬向上的梯度变化,可用作撒哈拉风尘的可靠指标;这些碎屑元素之间的差异反映了北非风尘来源和传送路径的变化。这些风尘指标在南-北向上的一致变化指示了副热带高压与西风带的交互界限为36°N,该界限在全新世应稳定存在。与风尘相反,河流输入的指标值在早全新世时显著高于现代,并呈现不同的地理分布。K/Al具有西高东低、北高南低的分布特征,指示了地中海北部沿岸地区的河流输入。根据与Ti/Al、K/Al的差异,利用(Cr+Ni)/Al可较好地识别被增强的季风降雨所激活的北非古河流沉积。河流输入在早全新世时显著上升,但不同河流系统的影响范围差异很大,受制于源区水文气候、表层洋流搬运等因素。