冲绳海槽北部的全新世火山碎屑沉积

分析了冲绳海槽北部的CSH1岩芯沉积物中矿物组成、化学元素质量分数和粒度的变化规律,研究结果表明,在全新世期间,日本九州岛发生了2次大规模火山喷发活动,造成大量的火山物质沉积在冲绳海槽北部。从岩芯最上部的沉积物中可识别出2层火山碎屑沉积,它们都具有沉积物粒径突然变粗、SiO2和Na2O等化合物的质量分数突然增加以及粘土矿物、挥发份、Fe2O3、MgO、CaO和Sr的质量分数迅速下降等特征。沉积物粒度数据的端员分析结果表明,冲绳海槽北部全新世沉积物中的硅酸盐碎屑是由陆源碎屑物质和火山灰按不同的比例混合而成的。有火山物质混入的沉积物的粒度分布多呈现双峰模式,粒度众数值分别为74.3和7.81μm。浮游有孔虫壳体的AMS14C测年结果表明,2层火山碎屑所对应的火山喷发年代分别为7 210和10 870 cal.aBP。其中前者与K-Ah火山的喷发时间一致,后者可能与Kuju火山在12~10 cal.kaBP期间的喷发有关。     

冲绳海槽南部表层沉积中的浮游有孔虫及其地质意义

对冲绳海槽南部53个表层沉积样品中大于0.154mm的浮游有孔虫进行系统鉴定和定量统计,并采用Q型因子分析,求得浮游有孔虫各属种和组合的分布特征:N.Dutertei－p.Obliquiloculata组合主要分布在离大陆和台湾岛较近的地方,而G.Glutinata－G.Ruber组合则主要分布在冲绳海槽的中央及靠琉球岛的一侧,且发现浮游有孔虫丰度、属种组合和碎壳率等的分布和变化主要受控于水深、碳酸盐溶跃层、温跃层以及水团等各类环境因子.     

冲绳海槽晚更新世以来沉积速率的变化与沉积环境的关系

１９９２年６月冲绳海槽进行了热水活动和底质调查。从所采岩芯中挑选有代表性的岩芯６个,对样品进行了放射性同位素Ｔｈ、＾２３０Ｔｈ、＾２３２Ｔｈ、Ｕ、＾２３４Ｕ、＾２３８Ｕ的测定。结果表明,冲绳海槽全新世期间沉积物沉积速率比晚更新世期间低,全新世平均沉积速率为２．１０－８．５０ｃｍ／ｋａ,晚更新世平均沉积速度为７．４０－２０．１０ｃｍ／ａｋ。这揭示了晚更新世低海平面期间大量的陆 火山碎屑冲绳海槽,而全     

冲绳海槽北部西坡的古三角洲沉积

自20世纪70年代我国开展东海海洋地质调査以来,在海底经常能发现河流、河口沉积物以及与水道相似的负地形、称为古河道、古三角洲或古河口等(李全兴,1990；金翔龙,1992；石斯器等,1989；秦蕴珊等、1987)第四纪气候频繁波动，造成陆架上尤其是外陆架上陆相地层与海相地层频繁交替,因此有不同时期的古三角洲和古河道保留,沉溺的古河道在我国陆架海底的不少地区均有发现。由于海底沉积作用的不均衡性,埋藏较浅的沉溺河谷从地形特征上依稀可辨,埋藏较深的在海底表面则渺无踪迹,只有借助于高分辦率的地球物理测量,才能发现其踪迹。 晚更新世末期，长江、黄河是否流经东海陆架区进入冲绳海槽,虽有不少作者论述,但终因缺少系统的实测资料而未取得共识。长江、黄河在历史上每年向大海输入巨量泥沙,加快了海淤积和推进速度,但古长江三角洲也应该是体积大、构造特征明显的大型堆积体,然而至今尚未有这方面的报道。 作者对冲绳海槽北部进行大面积高分辨率浅地层剖面分析中,发现在陆架外缘坡折线附近,近海底表面处存在大面积斜层理三角洲沉积结构,这为晚更新世末期以来自我国的大河(黄河/长江)从冲绳海槽入海提供了新的证据。     

冲绳海槽北部表层沉积物中浮游有孔虫的分布与海洋环境

为查明冲绳海槽北部浮游有孔虫动物群的分布特征与海洋环境之间的关系，对1992年6月和1999年6月两次采白冲绳海槽北部111个表层沉积物中的浮游有孔虫进行了鉴定和统计，并利用Q型因子分析方法对其群落组合特征进行了分析。结果表明，冲绳海槽北部浮游有孔虫主要有3个因子组合。以Globlobigerinita glutinata(Egger)为代表的主因子1主要分布在东南侧的黑潮主干和对马暖流控制区内，同时受西侧陆架冷水影响的部分站位也显示了较高的载荷值。G．glutinata的种群特征显示，黑潮主干和对马暖流控制区以大个体分子为主，而小个体分子主要集中在受冷水影响的陆架浅水区。因此，G．glutinata很可能是300N以北海域黑潮及其分支流系的优势种，而其小个体分子在陆架浅水的存在可能与东海冷涡沉积动力环境相关。以浅生种Globigerinoides ruber(d‘Orbigny)为代表的主因子2主要分布在研究区西侧和北侧水深100—150m之间的陆架浅水区。以Neogloboquadrina dutertrei(d’Orbigny)和Pulleniatina obliquiloculata(Parker＆Jones)为代表的主因子3，主要分布在研究区中部的黑潮和对马暖流与陆架水的混合区内。因此，冲绳海槽北部浮游有孔虫动物群的分布受到海流、水团、水深等多种海洋环境因素的影响。     

7500a BP以来冲绳海槽北部孢粉组合及古环境意义

通过分析冲绳海槽北部DOC024柱状样的孢粉记录,重建了该地区7500a BP以来的植被和气候变化历史.该孔自下而上分为4个孢粉组合带：P1带（7500-6600a BP）气候较寒冷湿润;P2（a）带（6600-4900a BP）亚热带植物花粉含量升高,气候变温暖,P2（b）带（4900-3100a BP）温度变化不明显,湿度降低;P3带（3100-1500a BP）温带植物花粉含量升高,热带-亚热带植物花粉含量降低,气温下降;P4带（1500-200a BP）随着蕨类植物的大量繁盛,气温又回升,但从300a BP起,气候又出现下降趋势.文中还对浮游有孔虫δ18O曲线进行了分析,发现它的变化趋势与孢粉组合之间存在着对应性.     

冲绳海槽南部两万年来的浮游有孔虫与古海洋学事件

冲绳海槽南部92-255和92-170两柱状样岩心的浮游有孔虫定量分析及其组合的变化、游浮与底栖有孔虫壳体δ18O测定和AMS14C测年资料,提供了末次冰期以来重要的古海洋学记录。浮游有孔虫的转换函数计算表明,海槽区末次冰期表层水温下降值及末次冰期的季节温差均比西太平洋开放海区相应纬度大,反映了边缘海对冰期-间冰期旋回中气候变化的放大效应,冰期-冰后期的对比还体现在由浮游有孔虫属种组合所反映的水团和水体垂直结构的变化上;末次冰消期古温度变化及浮游有孔虫δ18O变化记录了一次短暂的气候回返(10170～9170aBP);详细的地层分析还揭示了中全新世的一次Pulleniatina obliquiloculata含量低谷。     

全新世冲绳海槽北部陆源输入物变化及其古气候意义

运用多种方法,重建了全新世以来冲绳海槽北部地区陆源输入物以及火山碎屑物的沉积历史。在11.0~6.0 kaBP期间,北部冲绳海槽的陆源物质供应量主要受控于海平面变化。由于该时期海平面上涨了50~60 m,东海陆架上的海岸线快速后退,导致输入北部冲绳海槽的陆源碎屑物和有机质明显减少,沉积物粒度变细。在8.1~7.8 kaBP期间,沉积物中的火山玻璃数目显著增加,导致该时段沉积物粒度急剧增大。经对比分析,该火山玻璃层即为源自日本南部Kikai火山的K-Ah火山灰层。但深海沉积序列中该火山灰层年龄比陆相记录中的7.3 kaBP偏老几百年,推测这是由海洋14C测年的校正问题引起的。早全新世冲绳海槽地区的碳储库年龄应该比现在偏老300~500 a,导致14C测年的校正值出现偏移。一些陆源烷烃的参数指标显示,全新世以来东亚地区草本植物不断增多,而木本植物逐步减少,表明陆地干旱化程度逐渐加强,这与全新世东亚夏季风减弱相对应。     

近7300 aBP以来冲绳海槽北部上升流的演化

对取自冲绳海槽北部的DOC024岩心进行了浮游有孔虫氧同位素和统计分析,依据浮游有孔虫群落组合和Neogloboquadrina dutertrei δ18O的记录以及表层海水温度、温跃层深度的变化揭示了近7300 aBP以来日本九州西南海区上升流的演化过程。7300~7000 aBP期间,较轻的δ18O值、较高的年平均表层海水温度以及典型上升流种Globigerina bulloides的低含量和较大的温跃层深度指示这一时期该海区上升流尚不发育,其环境主要受黑潮暖流的控制;7000~4800 aBP期间,区域环境略有变化,上升流开始出现,但发育程度不高;在4800~4200 aBP期间,各环境参数的变化都说明该时期为上升流的迅速发育期,并逐渐取代黑潮成为该区环境的主要控制因素。1900~1200 aBP期间上升流发育程度有所减弱,1200~400 aBP之间上升流的发育又逐渐增强,到约400aBP以后,N.dutertrei δ18O的明显加重、年平均表层海水温度的显著下降、Globigerina bulloides含量的快速增加和温跃层的明显变浅指示近400 aBP以来是区域上升流发育程度最强的时期。     

近8000年来太湖北部钻孔沉积记录的环境演变

通过对太湖北部TH-004钻孔沉积物磁化率、粒度、色度指标的测试分析,反演区域8 000年来沉积环境演变,主要表现为8～7kaBP的温暖湿润阶段,7kaBP以来环境的变冷变干,以及2.6kaBP左右的温度湿度回升。但该变化过程更主要表现为温度的快速冷暖旋回,有效湿度的变化并没有温度变化明显,这可能是由于季风降水变化主要表现在季风影响区的边缘地带,而太湖处于季风区内部,无论东亚夏季风增强或减弱,其有效湿度都不会产生明显变化。在此期间有明显的小尺度突变气候事件,特别是中世纪暖期及小冰期气候寒冷事件,在该项研究中都有很好的体现。     

从潮能通量变化看6000a以来长江口的迁移

引入潮能通量变化的概念,将河口区沉积动力环境、泥沙运移与能量变化联系起来,以东中国海三维高精度潮波模拟为基础,对长江口演变进行研究。模拟结果表明,全新世最大海侵以来,科氏力造成的潮能通量变化在长江口、杭州湾、舟山群岛及其外侧始终为负,减少的方向为西北;其负值区界于东经124°以西及北纬28°以北。说明科氏力的作用是使泥沙在长江和杭州湾口及其外侧邻近海域沉积,且沉积体向东南方向发育;在现代长江口外海区沉积动力环境条件下,长江口向东南迁移的范围不会越过东经124°、北纬28°这一界线。舟山群岛造成的潮能通量变化与科氏力的作用一致,但其作用量较小,仅为科氏力的1／50,影响范围也较局限。     

冲绳海槽北部陆坡4.4万年以来古海洋环境演化的地质记录

利用AMS^14 C年代测试、氧同位素分析和浮游有孔虫分析重建了冲绳海槽北部陆坡DOC-42孔约44cal．kaBP以来的古海洋环境演化记录。DOC-42孔沉积速率整体较低，呈明显的阶段性变化：在氧同位素3期和LGM期间沉积速率相对较大，分别为7．3和14cm／ka；末次冰消期以来的沉积速率则显著降低，与冲绳海槽冰后期沉积速率高于末次冰期明显不同；自约6．4cal．kaBP以来，沉积物堆积作用基本可以忽略，表明了受黑潮入侵引起的中国东部陆架环流体系的改变，岩心所在区域的沉积格局发生了重大变化。浮游有孔虫氧碳同位素、转换函数古温度和低温、低盐特征种Globigerina quinqueloba等一致反映了冲绳海槽北部在氧同位素3期早期约37．5～44cal．kaBP期间存在明显的低温、低盐阶段，表明该期间冲绳海槽北部的沿岸冲淡水影响明显加强，而在氧同位素3期晚期该区可能受到了黑潮暖流的影响。此外，浮游有孔虫Pulleniatina obliquiloculata与氧同位素记录有很好的对应关系，表明它是冲绳海槽末次冰期以来的一个可靠的海洋环境指标。     

冲绳海槽北部15ka B.P.以来沉积物源及控制因素——稀土元素的证据

用等离子体质谱法(ICP-MS)对冲绳海槽北部Y127孔16个沉积物样品的稀土元素(REE)进行了分析。根据AMS14C测年结果,Y127孔记录了冲绳海槽约15kaB.P.以来的沉积历史。约11.1kaB.P.以来,沉积物的稀土元素总量(ΣREE)由表层102.4μg/g向下增加到136.1μg/g,平均为123.3μg/g。15—11.1ka,ΣREE在149.1—169.2μg/g之间,平均为158.6μg/g,总体趋势由上向下逐渐增加。轻、重稀土元素比值(ΣLREE/ΣHREE)在上述两个时间段中分别为8.16和9.42,其变化趋势与∑REE的完全相同。La/Sm在两个时段分别为6.70和7.15。球粒陨石标准化的结果表明,15kaB.P.以来冲绳海槽北部沉积物具有相同的配分模式,表现为LREE富集,HREE弱亏损。δEu的值在0.69—0.76之间,中等程度的负Eu异常;δCe在0.85—0.95之间,为弱的负Ce异常。经页岩标准化(NASC)后,REE配分模式曲线平坦,弱的正Eu异常和弱的负Ce异常。通过Y127孔沉积物REE特征与长江、黄河沉积物的对比研究,在15—11.1kaB.P.沉积物的REE组成基本反映了源区的物质组成特征,沉积物主要以长江物质为主,影响沉积物REE特征的主要因素是海平面变化和源区的物质特征。11.1kaB.P.以来,由于海平面上升,可能仅有少量黄河来源物质进入冲绳海槽北部,源区沉积环境和沉积物的组织,加上火山物质和生源组分的共同作用,形成了这一时期沉积物的REE特征。     

冲绳海槽北部表层沉积物中底栖有孔虫分布及其与海洋环境的关系

对1999年6月采自冲绳海槽北部的62个表层沉积物样品进行了底栖有孔虫分析。研究表明，该区属种多为中外陆架和上部陆坡常见底栖有孔虫，其中Cibicides pseudoungerianus在研究区域内广泛分布。底栖有孔虫群落明显受研究区水团的制约，该区底栖有孔虫Q型因子分析反映的4个组合分别对应不同的水团影响：组合1以Cibicides pseudoungerianus、Uvigerina sp.、Ammonia ketienziensis、Textularia pseudocarinata为主，代表陆架混合水团影响环境；组合2以Uvigerina peregrina、Beregrina、Bulimina mexicana、Bulimina submarginata、Globocassidulina subglobosa为主，代表黑潮暖流中层水影响下的环境；组合3以喜营养分子Bulimina marginata和Bolivina robusta为主，代表冷涡沉积和上升流沉积区的环境；组合4以Cibicides pseudoungerianus、Globocassidulina subglobosa为主，代表了对马暖流水团影响下的环境，其中水团的氧含量水平和营养状况是影响底栖有孔虫组合变化的主要因素。底栖有孔虫的丰度从西往东依次出现两个丰度高值带，一个位于研究区西部100—140m水深的陆架区，另一个位于400—600m水深的上陆坡，后者可能反映了冲绳海槽大陆坡普遍发育的陆坡上升流现象。     

RADIOLARIA IN CORES FROM THE OKINAWA TROUGH

A total of 149 genus and 238 species of Radiolaria in cores from four stations in the Okinawa Trough are examined in this paper. Water depths and cores lengths at these stations are 602-1900 m and 1.7-2.4 m respectively (see Fig. 1). Based on the distributional characteristic of Radiolaria and the radio-larian temperature number (Tr), the climatic fluctuations since the last 150 000 years and the stratigra-phic classification are also discussed.     

冲绳海槽南部末次间冰期以来古海洋学变迁：ODPI202站的记录

对冲绳海槽南部ODP1202站165个沉积物样品进行了CaCO3含量测定和47个样品以浮游有孔虫为主的微体化石定量分析。应用CaCO3含量变化与δ^18曲线的对应关系，初步将1202站岩心划分为MIS 1—5期的沉积。根据浮游有孔虫中暖水、凉水、浅水和深水等生态组合丰度变化，推测冲绳海槽南部晚更新世末次间冰期以来，温跃层呈逐步加深和表层海水温度逐渐升高的趋势。MIS5期以较浅温跃层和较低表层海水温度为特征，推测与研究区末次问冰期存在上升流有关。末次冰期(MIS4～2期)时，Pulleniatina obliquiloculata在整个冲绳海槽中普遍以低丰度值出现，标志黑潮主流轴可能迁移出冲绳海槽。     

冲绳海槽南部末次间冰期以来古海洋学变迁:ODP1202站的记录

对冲绳海槽南部ODP1202站165个沉积物样品进行了CaCO3含量测定和47个样品以浮游有孔虫为主的微体化石定量分析.应用CaCO3含量变化与δ18O曲线的对应关系,初步将1202站岩心划分为MIS 1-5期的沉积.根据浮游有孔虫中暖水、凉水、浅水和深水等生态组合丰度变化,推测冲绳海槽南部晚更新世末次间冰期以来,温跃层呈逐步加深和表层海水温度逐渐升高的趋势.MIS 5期以较浅温跃层和较低表层海水温度为特征,推测与研究区末次间冰期存在上升流有关.末次冰期(MIS 4-2期)时,Pulleniatina obliquiloculata在整个冲绳海槽中普遍以低丰度值出现,标志黑潮主流轴可能迁移出冲绳海槽.