青岛湾潮间带活体底栖有孔虫Ammonia aomoriensis (Asano,1951)壳体δ18O值的季节变化

近岸浅水底栖有孔虫是陆架海区古环境重建的重要手段,但是至今对其活体的研究非常缺乏。2014年6月至2015年5月对青岛湾潮间带活体底栖有孔虫Ammonia aomoriensis进行了连续12个月的采样,用虎红染色以确认活体。对壳径范围在200~550μm的活体壳体,以每增加50μm壳径为一组,进行δ18O测试。结果显示,A.aomoriensis壳体δ18O的月平均值的季节变化趋势与温度和盐度一致,与温度反相关,与盐度正相关,即青岛湾A.aomoriensis壳体δ18O值受温度和海水δ18O的影响,其壳体δ18O值表现出了很好的季节性波动。但是A.aomoriensis壳体δ18O的变化滞后于所测温度和盐度约2个月,其记录的是虫体在生长周期内在真实钙化温度下分馏所得的δ18O值。     

东海泥质沉积区8千年来的有孔虫Mg/Ca和δ~(18)O记录及其古环境意义

对东海陆架泥质沉积区MD06-3040柱状样有孔虫进行了地球化学分析,获得了底栖有孔虫(Rotalinoides gaimardii)Mg/Ca和δ18O及浮游有孔虫(Globigerina bulloides)δ18O等的高分辨率记录。通过与微体化石群、沉积物粒度等古环境替代性指标对比分析,认为研究区有孔虫Mg/Ca和δ18O的变化主要受浙闽沿岸流和台湾暖流及其相关的东亚季风所控制,并推测了研究区近8千年来的古环境演变过程:8.0~4.1 cal.kaBP时期,夏季风盛行,台湾暖流和黑潮发育强盛,底层和表层海水都具有较高的温度、盐度和δ18O值,其中底层海水温度在5.7~5.2和4.6~4.1 cal.kaBP两个时期最高;4.1~0.4 cal.kaBP时期,冬季风盛行,台湾暖流和黑潮影响减弱,浙闽沿岸流发育增强,使海水温度和盐度及δ18O显著下降;0.4 cal.kaBP以来夏季风再次变强,台湾暖流和黑潮的影响随之增强,海水温度又明显上升。     

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。     

中更新世气候转型期西太平洋暖池的表层海水温度和氧同位素变化

通过对大洋钻探(ODP)第130航次807站A孔井深12.54～16.38m沉积物中浮游和底栖有孔虫的稳定同位素δ18 O以及浮游有孔虫壳体的Mg/Ca测试,揭示了中更新世气候转型期(800～1 000kaBP)西太平洋暖池表层海水温度和氧同位素的变化。研究发现,中更新世时期ODP 807站的表层海水温度在25.1～30.9℃之间浮动,平均为28.4℃,接近现代暖池区实测温度值,冰期/间冰期之间的温度差值在1.5～5℃左右,与晚第四纪时的温差相近;同时,表层海水温度和底栖有孔虫氧同位素呈现同步变化的趋势,没有明显的超前或滞后的相位关系,区别于前人在暖池区的研究结果。间冰期时,表层海水温度上升伴随着温跃层变深、盐度降低,与现代西太平洋暖池La Ni珘na状态类似;冰期时则类似于El Ni珘no状态。中更新世气候转型期,西太平洋暖池的表层海水温度、温跃层深度变化受低纬热带驱动影响,都显示出强烈的岁差周期(16.8ka),而底层水氧同位素更多受到高纬的影响。     

有孔虫的高精度Mg/Ca比值的ICP-AES分析

利用等离子体光谱(ICP AES)建立了测量高精度有孔虫Mg/Ca比值的分析方法,并分别对仪器分析误差、残留的铁锰氧化物盖层的影响、有孔虫清洗过程以及有孔虫个体差异等因素对最终结果可能产生的误差进行评估。结果显示:Mg/Ca比值的ICP AES测量的外部精度可达0.3%左右,其引起的温度误差小于±0.1℃;清洗后残留的铁锰氧化物覆盖层中Mg、Ca引起的Mg/Ca比值误差为0.2%～2.7%,引起的温度偏高约0.2℃;有孔虫个体的Mg/Ca比值的差异为0.2%～3.6%,这种差异引起的温度误差为±(0.2～0.4)℃。综合考虑这些因素,利用有孔虫Mg/Ca比值重建表层海水温度(SST)记录时,获得的温度结果的误差在±0.5℃之内,可以满足冰期/间冰期气候变化过程中SST变化研究的要求。     

湖相介形类壳体微量元素在古环境重建中的应用

湖相介形类壳体微量元素(本文主要指Mg和Sr)是重建古环境的重要指标之一,可以定性或定量地反映湖水信息。自20世纪80年开始应用以来,经过30余年的发展取得了很大进展。在古环境重建过程中主要存在两类影响因素:(1)其宿生水体中M/Ca比值(M主要指Mg和Sr)的影响因素:季节变化、微环境差异和湖泊演化过程,这类因素通过对宿生水体中M/Ca比值来影响介形虫壳体中的M/Ca比值,进而造成古环境重建结果的误差增大或可靠性降低;(2)介形类壳体微量元素分配系数的影响因素:宿生水体中M/Ca比值、温度、碱度等,这类因素能够直接影响介形类壳体分泌、钙化的生命-化学过程的因素,是定量重建的重要影响因素。加强现代介形类生活习性和微量元素组成变化过程的研究可以消除或减小以上影响因素对古环境重建的影响,提高介形类壳体化石中微量元素组成在古环境重建研究中的精度和可靠性。     

末次冰期最盛期热带西太平洋的海洋表层温度

热带西太平洋是全球海-气相互作用最强烈的区域,在地球气候系统中极为重要。为获得该海区末次冰盛期(LGM)海洋表层温度(SST)变化,以Ontong-Java海台WP7浮游有孔虫G.ruber为材料,结合其他站位,通过求解由G.ruber壳体镁钙元素比值(Mg/Ca)、壳体氧同位素(δ18Oc)和SST相互关系组成的方程组,排除了海水盐度对G.ruber壳体Mg/Ca的影响,对SST降幅进行了估算。结果表明,热带西太平洋LGM时期SST较晚全新世(LH)降幅达到了4.5℃,其中西太平洋暖池核心区(29℃等温线以内)约3.9℃,远大于以前的估算结果,但小于热带印度洋约5.8℃的结果,接近热带东太平洋约3.6℃的SST降幅,这可能是LGM时期西太暖池规模向东缩小的结果。     

北大西洋45°N区氧同位素3期以来上层水体性质的变化

北大西洋45°N区是北大西洋冰筏碎屑(IRD)带的中心区,其海洋沉积物包含高分辨率沉积环境和气候变化信息,对45°N区沉积记录的研究有利于反演末次冰期以来古海洋环境的变化.通过对岩心Hu71-377中IRD含量的统计、浮游有孔虫组合及氧和碳同位素(δ18O和δ13C)分析,重建了北大西洋45°N上层水体水团性质演化历史...     

Cd元素的古海水化学性质及有孔虫壳体Cd/Ca比值的古海洋学意义

Cd元素是一种较为特殊的微量金属元素,其在海水中的浓度分布和P类似,且和P之间存在着线性关系,因此,可以用来恢复古海水的营养水平,并可进一步结合有孔虫壳体的碳同位素记录,得出不同水团在海气交换过程中的同位素变化,用以示踪水团来源。同时,Cd含量本身也是水团的保守参数,因而也可以反映水团混合和洋流模式的改变。有孔虫壳体对Cd元素的吸收使得其Cd/Ca成为海水Cd含量的记录者,无论在构造尺度、轨道尺度,还是在千年尺度上,有孔虫壳体的Cd/Ca对气候和洋流变化均有着清晰的响应,是一种重要的古海洋环境替代性指标。不过由于Cd、P并非完全线性相关,钙质壳体在不同环境下对Cd的吸收比例不同,各海区在重要地质时期的Cd/Ca数据尚不丰富,使得Cd/Ca比值作为一种古环境参数仍面临着诸多挑战。     

16Ma以来南海北部海域古水温变化规律与机制

长期以来古海洋表层古水温研究的热点主要集中在第四纪,很少涉及到2.5Ma之前。利用ODP 184航次1147和1148站位的获得的相关资料,并主要采用长链烯酮U3k7)和底栖有孔虫氧同位素(δ18 O)两种方法,计算海水氧同位素组成,然后,利用浮游有孔虫氧同位素法计算16Ma以来的海水温度变化,探讨南海北部16Ma以来的古海水温度变化机制。结果表明,南海北部水温总体趋势与全球气候发展相对应,在北半球冰盖形成时期,海水表层温度与代表高纬冰盖体积大小的底栖有孔虫δ18 O几乎同步变化,反映出南海热带海区古气候变化的特殊性,为进一步研究低纬热带海区在全球古气候变化中的作用提供了新证据。     

淡水径流影响下珊瑚温度计(B/Ca、Mg/Ca、Sr/Ca、U/Ca和δ18O)的稳定性测试

对南海北部珠江口采集的滨珊瑚骨骼地球化学温度计指标B/Ca、Mg/Ca、Sr/Ca、U/Ca和δ¹⁸O进行了分析,目的在于测试这些地化指标在径流冲淡水影响下的稳定性.测试方法是将各个地化指标与水温对比并进行相关性分析.结果表明,Sr/Ca比值与当地水温有最好的相关性(r²=0.59),说明Sr/Ca是最稳定的温度计指标.而δ¹⁸O(r²=0.46)、B/Ca(r²=0.43)和U/Ca(r²=0.41)与水温的相关系数相对较低,说明这些指标除受到水温控制以外还受到其他环境因素的影响.在这些指标中,相关性最低的是Mg/Ca(r²=0.27),说明Mg/Ca受到除水温以外的因素影响最为显著,这就限制了Mg/Ca作为有效的温度计指标应用于古气候重建的研究.     

2003-2012年间白令海峡断面淡水构成的时空变化

通过对2003-2012年间白令海峡64.3°N断面海水氧同位素组成的分析,应用海水δ18 O值和盐度的质量平衡关系区分出淡水中河水和海冰融化水组分的贡献,探讨白令海峡淡水组成的分布特征及其年际变化。研究表明,断面东侧阿拉斯加沿岸水影响区呈现低δ18 O值、低盐、高温、高河水组分的特征,西侧阿拉德尔水具有高δ18 O值、高盐、低海冰融化水的特征,中部白令陆架水的δ18 O值、盐度和淡水组成则居于上述二者之间。阿拉斯加沿岸水影响区河水组分的份额约为阿拉德尔水和白令陆架水的2倍,并呈现出2010年2012年2003年2008年的时间变化规律,受控于育空河入海径流量的时间变化。白令陆架水和阿拉斯加沿岸水影响区的海冰融化水份额较为接近,均比阿拉德尔水影响区的海冰融化水份额高约45%。海冰融化水的年际变化表现出2003年2008年≈2012年2010年的规律,受控于白令海海冰的年际变动。从断面淡水构成看,通过白令海峡的淡水平均由46%的河水和54%的海冰融化水构成,且阿拉德尔水、白令陆架水和阿拉斯加沿岸水影响区河水组分与海冰融化水组分的比值自2003年至2012年间呈增加趋势,证明太平洋入流中淡水构成的变化对北冰洋海冰的融化也起着一定的作用。     

白令海和楚科奇海表层沉积中的有孔虫及其沉积环境

通过对白令海和北冰洋楚科奇海39个表层沉积样品中有孔虫的定量分析,发现表层沉积中浮游有孔虫稀少可能与该区表层生产力低、碳酸盐溶解作用较强有关,而底栖有孔虫的分布则主要受表层初级生产力以及与水深相关的碳酸盐溶解作用和水团性质所控制,其中北冰洋楚科奇海陆架区有孔虫以Elphidium spp.组合和Nonionella robusta组合为主,丰度和分异度低,受北冰洋沿岸水团控制;白令海陆坡区有孔虫以Uvigerina peregrina-Globobulimina affinis组合为主,含N.robusta较多,丰度和分异度相对高,受太平洋中层和深层水团控制,但该区碳酸盐溶跃层和补偿深度(CCD)相对浅,约分别位于2000和3800m处.此外,白令海陆坡上部表层沉积中含有北冰洋陆坡区典型深水底栖有孔虫种Stetsonia arctica,说明白令海峡两侧的海区曾有深部水交流.     

Foraminifera in surface sediments of the Bering and Chukchi Seas and their sedimentary environment

Based on a quantitative analysis of foraminifera in 39 surface samples of the Bering andChukchi Seas, the nearly absence of planktonic foraminifera in the surface sediments can be related to the low surface primary productivity and strong carbonate dissolution in the study area. It has been revealed that the surface primary productivity, and carbonate dissolution and properties of water masses related to the water depth mainly control the distribution of benthic foraminifera. The shelf of the Chukchi Sea is dominated by the Elphidium spp. assemblage and Nonionella robusta assemblage with low foraminiferal abundance and diversity, which is controlled by the coastal water mass of the Arctic Ocean. The slope of the Bering Sea is dominated by the Uvigerina peregrina - Globobulimina affinis assemblage with abundant N. robusta, and relatively high foraminiferal abundance and diversity, which is controlled by the intermediate and deep water masses of the Pacific Ocean. However, the Bering Sea has relatively sha     

白令海颗粒有机物碳、氮同位素组成及其生物地球化学意义

Stable carbon and nitrogen isotopic composition of particulate organic matter(POM) were measured for samples collected from the Bering Sea in 2010 summer. Particulate organic carbon(POC) and particulate nitrogen(PN) showed high concentrations in the shelf and slope regions and decreased with depth in the slope and basin, indicating that biological processes play an important role on POM distribution. The low C/N ratio and heavy isotopic composition of POM, compared to those from the Alaska River, suggested a predominant contribution of marine biogenic organic matter in the Bering Sea. The fact that δ13C and δ15N generally increased with depth in the Bering Sea basin demonstrated that organic components with light carbon or nitrogen were decomposed preferentially during their transport to deep water. However, the high δ13C and δ15N observed in shelf bottom water were mostly resulted from sediment resuspension.     

西北冰洋中太平洋入流水营养盐的变化特征

利用1999,2003和2008年夏季(7-9月)三次中国北极科学考察数据资料,分析和讨论太平洋入流水营养盐的分布和楚科奇海关键生物地球化学过程对太平洋水化学性质的改造.结果表明,2003和2008年在白令海峡南部64.3°N纬向断面(BS断面)由于水团性质差异显著,营养盐呈西高、东低的分布趋势.2003年BS断面水柱...     

Paleoceanographic events of the southern Okinawa Trough during last 20 000 years

Presentaddress:NanjingInstituteofGeologyandPaleontology,ChineseAcademyofSciences,Nanjing210008,ChinaINTRODUCTloNTheOkinawaTrough(NNE-SSW),thedeeperwaterbasinoftheEastChinaSea,liesbe-tween24'~3O"N,122"~13o'E(seeFig.l).Itssouthernpartiswideranddeeperthanthenorthernpart,withthemaximumwaterdepthof2719metersinthesouthwest.ThemostimPOrtanthydrographiccharacteristicinthisareaistheKuroshiocurrentwhichflowsalongthewestbankoftheokinawaTrough-(about2oo~5oometersindepth).Itinnu-encesthedep…     

Deep-water circulation in the North Pacific deduced from Si-O diagrams

A simple dissolved silica (Si) and dissolved oxygen (O) diagram method was applied to study the deep-water circulation in the North Pacific and the following results and conclusion have been obtained. In the abyssal water flowing northward in the western Pacific Si increases with a constant ratio of Si to decreasing O(Si/O=–0.30). The water is designated as the main sequence. In the eastern Pacific the Si-O diagram is characteristic of the location and reflects the degrees of mixing with older waters and of alteration due to decomposition of biogenic material. The Bay of Alaska is found to be a great source of silica in the North Pacific and its bottom water spreads out to the central North Pacific north of 40°N, called here the abyssal front. The younger abyssal water in the Aleutian Trench flowing to the eastern North Pacific north of 40°N comes through the north end of the Kuril-Kamchatka Trench instead of the gap in the Emperor Seamounts at about 46°N. The deep water is almost completely homogenized by active isopycnal mixing and advection when the deep water reaches its upper boundary by upwelling in the western North Pacific including the Bering Sea. Thus the high productivity in the Bering Sea is principally caused neither by the direct supply of abyssal water rich in nutrients nor by the extremely active vertical mixing reaching depths greater than 500 m, but it may be caused simply by the shallower upper boundary of the deep water mass in the Bering Sea, from which nutrients are easily transported to the surface.     

北白令海夏季冷水团的分布及其年际变化研究

利用1982-2008年间的高分辨率CTD数据,对夏季位于北白令海陆架底层的冷水团性质及其多年变化进行了研究.结果表明,依据该区域水体在温盐性质上的差异可以分为4类:陆架冷水团(BSW_C),白令海陆坡流水(BSCW),混合变性水(MW),陆架表层暖水(BSW_S).以-1℃,2℃和4℃温度等值线指示水团边界,清楚地将...