西太平洋晚第三纪钙质超微化石及其古海洋学意义

本文研究了菲律宾海东部,北部“大洋钻探工程”125航次782A和786A二个钻孔晚第三纪的钙质超微化石。本区自下而上划分为13个带(或亚带),存在三个沉积间断:晚渐新世与中中新世之间;中中新世与晚中新世之间以及晚中新世与早上新世之间。据超微化石分析,本区晚第三纪存在4个相对暖水期和4个相对较凉期。根据菲律宾海东部,中部“深海钻探工程”58、59、60三个航次以及我国东海陆架、台湾东海岸及西部地区,南海北缘等地钙质超微化石分带的对比,晚渐新世与早中新世之间以及中、上新世之间的沉积间断在环西太平洋一侧具有普遍性,但形成原因不尽相同。     

末次冰期以来印尼穿越流出口处古海洋学记录及其意义

印尼穿越流作为连接西太平洋和印度洋的唯一通道,调节着这两个大洋之间的热量和水汽的交换,继而在热带乃至全球气候变化中扮演着重要的角色。本文对来自于帝汶海内印尼穿越流出口处SO18460钻孔中浮游有孔虫Globigerinoides ruber和Pulleniatina obliquiloculata壳体的Mg/Ca比值和氧同位素进行再分析,重建了末次冰期以来表层和温跃层海水温度、盐度以及温跃层深度的变化,并将其与区域古气候记录对比以探讨其意义。结果表明,末次冰期以来,SO18460孔的表层和温跃层海水盐度均与区域降雨量记录变化一致,显示降雨信号以海水盐度的形式通过水体混合由表层向温跃层的传输。自早全新世以来,SO18460孔的表层海水温度在28℃左右波动,可能是受西太平洋暖池的影响;同时,温跃层海水温度始终低于22℃可能指示厄尔尼诺-南方涛动处于类厄尔尼诺状态;而温跃层海水温度持续下降、温跃层深度持续变浅,一方面可能是对早全新世以来类厄尔尼诺事件频发的响应,另一方面也可能归因于热带辐合带的南向移动导致区域降雨增加、以及东亚冬季风驱使南海表层流的加强等因素对印尼穿越流表层流的抑制。冰期-间冰期尺度上,SO18460孔温跃层海水温度与北半球夏季太阳辐射量变化步幅一致,可能是北太平洋热带水借助棉兰老岛流在苏拉威西海混入印尼穿越流所致。     

近1500年来南海东北部钙质超微化石特征及古海洋学意义

采用小珠标准法统计研究了南海东北部海盆边缘ＲＣ２６－１６站孔的钙质超微化石含量和组分丰度的变化特点,结合再沉积化石含量变化,分异度和溶解指数以及测年和氧同位素分析资料,确认新仙女木期发生于１１．４４－１０．４９ｋａ。     

近15000年来南海东北部钙质超微化石特征及古海洋学意义

采用小珠标准法统计研究了南海东北部海盆边缘ＲＣ２６－１６站孔的钙质超微化石含量和组分丰度的变化特点，结合再沉积化石含量变化、分异度和溶解指数以及测年和氧同位素分析资料，确认新仙女木期发生于１１．４４～１０．４９ｋａ，其结束时间的再沉积化石丰度具有高峰值后突然下降的特点；全新世中期升温期或大暖期的出现时间为７．８０～５．２５ｋａ，具有化石丰度低而波动，分异度小，溶解指数高的特点；沉积速率由冰期向冰后期逐渐下降，就超微化石而论，其最高丰度值出现在沉积速率骤减处，而最低丰度值则可出现在沉积速率最大或最小期间。     

末次冰期以来南海南部千年尺度的古海洋学

摘要对南海南部MD05-2896柱状样22.8kaBP以来的深海沉积物进行了浮游有孔虫和颗石藻化石定量分析。通过转换函数、特定有孔虫属种含量及比值和颗石藻Florisphaera profunda百分含量等探讨了南海南部海水表层温度、上部水体结构、初级生产力以及碳酸盐溶解作用等变化趋势和周期性。结果表明:18kaBP以前及10kaBP以来,海水表层温度较高,碳酸盐溶解作用较强,温跃层营养跃层较深,初级生产力较低。18~10kaBP冰期时,海水表层温度最低,碳酸盐溶解作用变弱,营养跃层和温跃层变浅,初级生产力较高。频谱分析结果显示,22.8kaBP以来的气候变化具有明显的周期性,以类D/O事件的千年尺度周期为主,其中最主要的周期为1500年。     

东太平洋中新世钙质超微化石及其地层学、古海洋学意义

本文研究了《海洋四号》87—88两个航次CC—48和CC(c)—9两岩心的钙质超微化石。共鉴定出7属13种。CC—48岩心自上而下可分为3个钙质超微化石组合,其中组合3和2分别相当于NN2和NN3带;CC(c)—9孔722cm以下的钙质超微化石属于一个组合,大致相当于NN3—4带。两孔所见最老沉积皆为早中新世。同时根据CC(c)—9孔NN3—4带中广泛见有Discoaster exilis化石,认为在该区其地史分布可下延至NN3带(最迟不晚于NN4带)。并结合CaCO_3含量、溶解指数及丰度变化,在早中新世钙质软泥沉积中识别出两个较强的溶蚀期,认为是南极底层水强烈活动所致。     

西太平洋边缘MIS6期以来钙质超微化石的氧同位素记录及其古海洋学意义

对西太平洋边缘不同纬度带的WP7、Ph05-5和Z14-63个柱状岩心进行了超微化石氧同位素分析。结果表明,MIS6期以来这3个岩心中超微化石δ18O值都呈现明显的冰期-间冰期旋回变化特征,冰期δ18O平均值重于间冰期(Z14-6岩心倒数第二次冰期旋回除外),这与冰期时表层海水温度低于间冰期相对应。MIS6—1期超微化石δ18O平均值从WP7岩心到Ph05-5岩心再到Z14-6岩心依次变重,对应于3个岩心所在海区位置年平均SST依次降低。同一岩心样品中浮游有孔虫温跃层种Neogloboquadrina dutertrei δ18O平均值重于超微化石δ18O平均值,这与超微化石和浮游有孔虫N.dutertrei δ18O值各自所代表的不同水层温度特征相吻合。MIS6期以来从WP7岩心到Ph05-5岩心再到Z14-6岩心,超微化石与浮游有孔虫N.dutertrei δ18O平均值之间的差值越来越小,这与3个岩心所在位置上部水体扰动越来越强对应。WP7和Ph05-5两个岩心中超微化石和浮游有孔虫N.du-tertrei氧同位素差值与超微化石下透光带属种Florisphaera profunda百分含量变化特征共同表明MIS6期以来西太平洋暖池核心区和西菲律宾海黑潮源区的温跃层间冰期比冰期深。     

末次盛冰期以来巴伦支海-喀拉海古海洋环境及海冰研究进展

巴伦支海-喀拉海是北冰洋最大的边缘海,能够对环境变化做出快速的响应和反馈,是全球气候变化最为敏感的区域之一,其古海洋环境演变及海冰变化研究是全球气候变化研究的重要组成部分。末次盛冰期以来,该区域的古海洋环境受到太阳辐射、海流强度、海平面变化、温盐环流和河流输入等因素影响发生了一系列不同尺度的波动。巴伦支海受到北大西洋暖水和极地冷水两大水团相互作用的影响,在水团交界处 （极锋) 由于不同水团性质的差异,导致其海水温度、盐度及海冰发生剧烈变化。而喀拉海则受到叶尼塞河和鄂毕河大量淡水输入影响,海流系统较巴伦支海相对复杂,沉积物主要来源于河流输入的陆源物质,并可以通过磁化率的分析明确区分两条河流的陆源物质。由于受到冷水和暖水的相互作用,巴伦支海-喀拉海海冰变化迅速,并且在全新世中晚期存在 0.4 ka 和 0.95 ka 的变化周期,但海冰变化的影响因素并不是单一的,而是气候系统内部各因子相互作用的结果。目前古海冰重建研究工作主要为定性研究,定量研究相对较少,所选用的重建指标也相对单一,另外存在年代框架差、分辨率低等不足。本文以巴伦支海和喀拉海为中心,总结了其快速气候突变事件、古温度盐度、海平面及海冰的变化,对影响因素进行了探讨,并通过分析末次盛冰期以来古海洋环境研究的不足,提出了相应的展望。     

南海北部海盆晚第四纪钙质超微化石及其古海洋学初步研究

本文根据南海北部海盆HY4—2柱状样的钙质超微化石分析结果,阐述了本区晚第四纪钙质超微化石分布特征,化石的溶解作用及暖水种化石的分布规律。依此对区内晚第四纪的地层及古气候环境进行了初步讨论。结果表明,柱状样所揭露的地层包括上更新统和全新统。其古气候包括了三个暖期和二个冷期等五个气候期。     

南海东北部末次冰期-全新世古海洋学

据加速器质谱仪１４Ｃ测年,ＲＣ２６－１６孔提供了南海北部近１５２００ａ来古海洋学的连续沉积记录。其古海洋学发展过程可分为３期,（１）最后冰期（１５．２～１３．３ｋａ）;（２）冰消期（１３．３～９．０ｋａ）;（３）间冰期（９．０ｋａ～现代）。末次冰期至全新世时,冬季海水表层温度由１８℃上升至２４℃,夏季则保持在２７～２９℃之间。在１１ｋａ时,冬季水温曾短暂的一度变凉（约３℃）,此可能代表区内新仙女木事件。末次冰期时,夏季与冬季温度差约为９℃,它的变化幅度较全新世的５℃要大。末次冰期时,表层水（０～５０ｍ）与次表层水（５０～１００ｍ）间碳、氧同位素递减梯度较全新世的为小。１５～１３ｋａ时大洋表层动物衍生营养含量相对较高,推测这与较强的冬季风导致较强的上升流,而造成高养分和高生物生产率有关,全新世时冬季风变弱。全新世碳酸盐补偿深度和有孔虫溶跃层较浅,５．３ｋａ时有短暂的变深,浮游有孔虫保存高峰和碳酸钙高峰值发生在１４～１２ｋａ间,相当于全球性的ＴｅｒｍｉｎａｔｉｏｎⅠ事件。     

末次盛冰期以来东海陆架南部EA05岩心地层划分及其古环境意义

通过综合分析东海陆架南部EA05岩心上部30 m的岩性、有孔虫丰度和一些特征的地球化学参数,探讨了该段岩心的气候地层划分。该段岩心可依次划分为末次盛冰期(30~11.85 m)、冰消期(11.85~5 m)和冰后期(5~0 m)地层。末次盛冰期时气温低,研究区水深浅,沉积物中有孔虫丰度很低,且大多数热带浮游有孔虫种属消失,此时陆源物质输入量较大,沉积物中有机质含量高,黑潮对东海陆架南部影响小。随着冰消期以来气温回升,海面上升,研究区水深增大,岩心中有孔虫丰度急剧增加;陆源物质输入量减少,沉积速率降低。大约在16 ka B.P.左右,黑潮重新开始对东海南部陆架产生影响。在EA05岩心的6~5 m,3.4~3.0 m和1.4~1.2 m处分辨出了3个冷事件,可能分别对应于YD事件、8.2 ka B.P.冷事件和3.8 ka B.P.新冰期Ⅲ,反映出该地区冰消期和冰后期气候波动较大。     

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.     

冲绳海槽北部表层沉积物中的钙质超微化石及其环境特征

为探讨冲绳海槽表层沉积物中钙质超微化石的分布规律及其影响因素 ,对海槽北部槽坡区 ( 2 9°5 8.33′— 31°31 .2 3′N ,1 2 7°39.5 5′— 1 2 8°5 9.61′E) 34个表层样品进行了分析和研究。共发现 35种钙质超微化石 ,其中优势种为Gephyrocapsaoceanica、Emilianiahuxleyi和Florisphaeraprofun da ;G .oceanica、E .huxleyi等的百分含量变化和特征属种U .tenuis的出现 ,表明该区钙质超微化石组合面貌与东海外陆架相似 ,和东海及南海都属于北太平洋中央水团组合。G .oceanica的含量与海水营养盐存在一定的关系 ,但两者之间并不存在明显的正相关性 ;暖水分子U .irregularis、U .sibogae和O .fragilis的较高含量和冷水分子G .caribbeanica和Calcidiscusleptoporus的较低含量 ,进一步反映该区钙质超微化石的分布受到黑潮及对马暖流的影响 ,其中温度、盐度和表层海水结构性质 ,如海水透明度等因素可能为主要控制因素。     

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。     

末次盛冰期以来冲绳海槽中段岩心中黏土粒级沉积物地球化学特征及物质来源的阶段性

测定了冲绳海槽DGKS9603孔21个样品中黏土粒级沉积物的常、微量元素组分,利用因子分析的方法,识别出对冲绳海槽中段沉积物物源有重要影响的陆源成因因子、生物成因因子及火山作用和海底热液因子.陆源成因因子的元素组合为Fe₂O₃,Al₂O₃,V等惰性元素及K₂O,MgO等氧化物;生源因子的元素组合为CaO,Sr,Ba,Mn,P;火山和海底热液成因因子的元素组合为Na,Co,Ni.据样品的因子得分将柱样由上而下划分出物源的4个不同阶段:A段生物成因因子得分高,沉积物质主要是本地生物沉积,但也有富含生物成因物质的陆源物质的贡献;B段火山作用所产生的沉积物质特征显著,Na,Co,Ni呈现高含量;C段以陆源物质和生源物质沉积混杂为特征,元素垂向上变化不大;D段主要为陆源物质,其他来源物质相对较少,且可能主要来自在末次冰期最盛期所出露的陆架沉积.提出了冲绳海槽物源具有阶段性的论点.由于末次盛冰期以来全球气候呈现冷暖交替的阶段性变化,本区物源的阶段性变化是这一时期气候和古环境阶段性变化的良好反映.     

末次盛冰期长江南京段古河槽特征

根据南京长江大桥、三桥、四桥的地质钻孔资料,绘制南京段长江古河槽地质剖面示意图,对拟建南京长江四桥附近的4个钻孔进行了采样分析,从钻孔沉积物样品的14C年代及阶地形成时间可以判断,南京段约-60~-90 m的深槽为末次盛冰期时的长江河槽,钻孔揭示,南京段长江古河槽狭窄陡峭,呈V型,在南京长江大桥附近形成局部深切。     

末次盛冰期以来冲绳海槽中部沉积物有机碳和磷的地球化学研究

利用元素及同位素地球化学方法研究了冲绳海槽中部沉积物岩芯中有机碳及磷的地球化学特征及影响因素。结果表明,冲绳海槽沉积速率(16.5～32.5 cm/ka)变化小,不是沉积物中有机碳埋藏的重要影响因素。相对于全新世氧化性底水环境,末次盛冰期/冰消期冲绳海槽缺氧底水环境提高了沉积物对有机碳的埋藏效率。冲绳海槽沉积物中各形态磷的相对含量与其他边缘海沉积物中的相似。交换态磷(Ex-P)含量低、变化小。末次盛冰期/冰消期缺氧底水环境下铁氧化物的还原溶解导致铁结合磷(Fe-P)释放以及自生磷矿物(Au-P)的形成。全新世氧化性底水条件有利于铁氧化物的有效再生及对磷的再吸附,但不利于Au-P的保存。总有机碳(TOC)和有机磷(Org-P)之间良好的相关性表明TOC埋藏对Org-P含量的重要控制作用。冲绳海槽沉积物中碎屑磷(De-P)含量低于长江口及东海陆架沉积物中的含量,这与陆源碎屑向外海传输减弱有关。在约9.3kaBP(岩芯200cm深度),TOC、Fe-P、Org-P、De-P以及FeHR均出现的极小值可能由物质坡移造成。     

南海南部末次冰期以来的沉积物特点及其古环境意义

对南海南部接近湄公河三角洲中陆坡上的MD01 2392站样品进行了地球化学和粒度分析,揭示出该站位上部12 8m地层包含了完整的末次冰期约7万年以来的沉积旋回。其MIS4期以来的沉积速率是南海南部已知站位柱状样中最高的,呈现冰期高而间冰期低的特征;并发现沉积物中Ti、Si、Fe和Al等元素含量在冰期时高,推测与低海面时期具较高的陆源物质输入有关。元素Sr、Ba、Ca的含量分布与CaCO3的相似,冰期低、间冰期和全新世高;推测冰期低值是陆源和非CaCO3物质稀释作用的结果。粒度分析表明粉砂(2～63μm)是该站陆源物质的主要成分,粗组分(>63μm)主要出现在MIS2的早、晚期,指示有浊流沉积存在。     

末次冰期以来冲绳海槽北部古气候变化的孢粉记录

通过分析冲绳海槽北部CSH1柱状样的孢粉组合,重建了海槽区邻近岛屿末次冰期以来的植被和气候变化史.将所测岩心的孢粉记录从下到上分为三期:Ⅰ期为热带山地针叶林的繁盛期,松属及亚热带高山的常绿针叶林含量较高,气候干燥温暖;Ⅱ期为旱生草本植物繁盛期,蒿属大量出现,气候干冷;Ⅲ期为常绿阔叶、落叶阔叶林及蕨类植物繁盛期,常绿阔叶及落叶阔叶林成分增加,蕨类孢子达到极高值,草本植物含量剧减,气候温暖潮湿.将一些主要科属花粉的百分含量曲线与格陵兰冰心GISP2δ18O曲线进行了对比分析,发现各花粉百分含量曲线分别在距今4.1~4.6,11.7~13.0,15.4,23.2,29.4,47.4ka显示出了一系列明显的次级波动,这些次级波动与格陵兰冰心δ18O曲线所记录的4ka左右的降温事件、新仙女木(Younger Dryas)事件和Heinrich事件H1,H2,H3和H5在时代上相吻合.尽管格陵兰及北大西洋地区的气候变化影响冲绳海槽地区的途径和载体尚不清楚,但北半球高纬度的气候变化所引发的东亚季风强度在数百年或千年尺度的波动可能是其主要的机制.     

末次盛冰期以来南海西南海区对快速气候变化的响应特征

以南海西南巽他陆坡CG2岩心为材料,通过浮游有孔虫Globigerinoides ruber壳体的δ18O和Mg/Ca重建了近24ka以来的表层海水温度(SST)和盐度(SSS),结合浮游有孔虫定量统计数据分析了末次盛冰期(LGM)以来南海西南海区上部水体环境的演化特征。研究表明,在YD、H1、8.2ka冷事件期间,巽他陆架海区盐度变高,浮游有孔虫暖水种丰度减少,温跃层变浅。相比其他开放大洋站位末次冰消期的缓慢变暖,南海西南海区Bølling早期以及YD事件后期升温迅速,且H1期间具有明显的降温,是典型的"格陵兰式"升温,可能南海受东亚季风的影响强烈。东亚夏季风的强弱变化造成了海水盐度频繁的波动,在H1、YD期间,东亚夏季风突然减弱,盐度变高,B/A暖期夏季风增强,盐度变低,比较发现在这些气候事件期间,东、西太平洋站位的盐度变化特征几乎是一致的。LGM以来热带西太平洋海区的上层海水环境变化,与热带辐合带(ITCZ)的纬向移动及其相关的东亚季风异常有密切联系。