全新世高海平面以来东海陆架泥质沉积的东亚季风记录

东亚季风作为全球大气环流的重要组成部分,不仅深刻地影响和控制着中国的气候,在全球气候系统中也占有重要的分量,所以对于东亚季风演化历史的研究具有十分重要的意义。而全新世作为地质时代的最新阶段,其气候变化与人类社会、经济发展有着非常密切的联系,因此全新世以来东亚季风的演变历史具有极为重要的研究意义。     

东海内陆架泥质沉积区全新世古环境变迁:有孔虫证据

对东海内陆架MD06-3040柱状样257个沉积物样品进行了有孔虫及其氧碳稳定同位素分析,应用底栖有孔虫组合和不同生态(表生/内生、内陆架/中外陆架)种的丰度,浮游有孔虫Globigerina.bulloides和Globigeri-noides.ruber的丰度及其稳定同位素记录,探讨了研究区全新世10.6cal.kaBP以来的古环境变迁。分析结果揭示了研究区全新世早期海面快速上升,沉积环境由滨岸内陆架(10.6～9.9cal.kaBP)、内陆架外缘(9.9～8.1cal.kaBP)转变至中陆架并达全新世最高海面(7.7～7.2cal.kaBP)。台湾暖流在8.0cal.kaBP起开始发育,并在6.0～2.8和0.7～0cal.kaBP两个时期派生出明显的上升流。台湾暖流及其所派生的上升流是造成东海陆架泥质快速沉积的最主要原因。采用浮游有孔虫G.bulloides的丰度变化,推测浙闽沿岸流在5.1cal.kaBP之前较弱,之后显著增强,其中在5.1～2.8cal.kaBP时期最为强盛。     

8 ka来东海内陆架泥质区高分辨率沉积记录对东亚冬季风的响应

依据东海内陆架泥质区D03钻孔岩芯沉积物高分辨率粒度分析结果,筛选了对东亚冬季风有良好显示的敏感粒级,结合高精度年代框架,揭示了近8 ka以来东亚冬季风波动在泥质区的沉积记录,包括11个千年尺度的气候波动事件和5.4~4.9、1.8 kaBP以来的百年尺度的快速气候波动。与石笋、冰芯和泥炭的氧同位素曲线对比发现,东亚冬季风增强与世界范围的“8.2 ka”、“4.9 ka”、“3.8 ka”、“1.4 ka”和小冰期事件均有良好的对应关系,建立了全新世东亚冬季风增强与气候变冷事件的内在联系。8 ka以来东亚冬季风的演化大致可以分为3个阶段,即8.2~4.8 kaBP中高频波动期、4.8~1.8 kaBP波动较弱稳定期和1.8 kaBP以来的高频波动期。     

东海内陆架泥质区沉积速率

对东海内陆架泥质区7个重力柱状样进行了210Pb活度分析测试,计算所得沉积速率为0.79~3.66 cm/a,平均值为1.97 cm/a,最高值出现在研究区最北端的CJ12-11号孔,属于东海高沉积强度区,其他6个柱状样沉积速率较低,属于次高沉积强度区。表层210Pb活度值分布与沉积物类型密切相关,可能主要受控于黏土矿物含量的高低;而表层210Pb活度值与悬浮体浓度则呈现出明显的正相关关系。另外,沉积速率与粒度参数综合分析,揭示了近百年来东海内陆架泥质区沉积作用稳定、泥质区呈向北扩张的趋势。     

全新世东海内陆架泥质区有孔虫特征及其古环境意义

东海内陆架泥质区是东海全新世高海平面以来的沉积中心,保存了冰后期海平面上升以来完整的全新世沉积记录,是研究东海古海洋环境变化的良好载体,也是研究全新世古气候、古环境变迁的绝佳材料。选取了位于东海内陆架泥质区中部的MZ02孔长岩心作为研究对象,通过对沉积物中有孔虫进行属种鉴定分析,并结合岩心沉积物的岩性特征和AMS14C测年数据,主要依据底栖有孔虫组合,恢复了研究区全新世以来的沉积环境演化。研究表明,全新世以来东海内陆架泥质区的沉积环境呈现阶段性演化特征,经历了以下4个阶段的演化:阶段I (10.8~10.5 cal.kaBP)为滨岸沉积环境;阶段Ⅱ (10.5~8.3 cal.kaBP)随海面快速上升沉积环境由内陆架滨岸向中-内陆架过渡;阶段Ⅲ (8.3~5.2 cal.kaBP)为台湾暖流十分靠近的中-内陆架沉积环境;阶段IV (5.2~0 cal.kaBP)为沿岸流较强的内陆架沉积环境。暖水种丰度在8.4 cal.kaBP出现高值,推测为台湾暖流形成之时。约4.0 cal.kaBP以来表生种丰度呈现高值和底栖有孔虫18O变轻,推测与沿岸流增强密切相关。     

近2ka以来东海内陆架泥质区记录的高分辨率古气候演化

通过对位于东海内陆架泥质区中部的MZ02柱样岩芯进行粒度、常量元素、AMS14C分析,获得了粒度和常量元素随时间变化的高分辨率曲线.结果表明,近2 ka以来研究区沉积环境稳定,以沿岸流控制的浅海沉积为主,沉积物中CaO/K2O,MgO/Al2 O3和MnO/Na2 O比值的变化与我国东部气候变化序列具有较好的一致性,证...     

黄海与东海泥质区高分辨率沉积记录研究新进展

陆架区沉积物季风代用指标在不同的地区可能具有不同意义,东海陆架泥质区的高分辨率古气候研究率先开始,有一大批成果通过提取敏感粒度指标进行东亚冬季风重建,并讨论了其与全球气候变化之间的驱动和响应关系;但有研究者指出,陆架沉积物的粒度指标更多的代表东亚夏季风信息,因此黄海地区更多的高分辨率沉积物古气候研究对此进行机制解释很有必要;古海洋学研究方面,最初依据有孔虫组合变化规律和AMS14 C年代学结合进行古海洋环境重建,后来不断有学者提供高分辨率古海水温度记录,近期沉积记录中古生态系统信息的提取为古海洋环境演化的研究提供了新的参考;工业革命以来,有机污染物、重金属污染在陆架区泥质沉积记录中变化明显,反映出人类活动对海洋沉积记录的影响。     

东海内陆架泥质沉积体研究进展

陆架海现代泥质沉积研究具有重要的地质学、环境科学和气候学意义,数十年来一直受到海洋科学家的关注,尤其是近年来在我国兴起了一股研究陆架泥质沉积体的热潮,取得一大批重要成果。本文对我国最大的东海内陆架泥质沉积体的研究进展进行回顾,作为典型区域呈献给读者。东海内陆架泥质沉积区从长江口水下三角洲向南,沿闽浙近岸浅海一直延伸到台湾海峡中部,全长800km,宽约100km,面积约80000km2,相当于两个台湾岛的大小,实属我国乃至亚洲浅海规模最大(体积排第二)的楔式泥质沉积体和现代沉积区。该区中晚全新世沉积地层厚度较大,局部厚达40—80m,总体上呈近岸厚、向海方向逐渐变薄,一般在50—60m等深线、局部可达75m甚至90m等深线附近尖灭。该区泥质沉积物粒度较细,主要由黏土和粉砂组成(大于90%),砂含量很低(小于10%),黏土和粉砂含量在泥质沉积区外缘急剧降低,而砂含量突然增加。沉积物类型为粉砂质黏土和黏土质粉砂,外侧与黏土-粉砂-砂(混合沉积)或泥质砂为界。粒度分布南北有一定差异,北段(长江口外至瓯江口外)近岸较粗外侧较细,近岸为黏土质粉砂,外侧为粉砂质黏土;而南段(自瓯江口至台湾海峡北部)...     

东海内陆架泥质沉积反映的古环境演化

通过对东海内陆架闽浙沿岸泥质沉积体的MD06-3040孔进行粒度及年代测试,重建了东海内陆架1万年以来的古环境。认为研究区的沉积环境曾发生过3次变化:孔深18.6m至底部(10~10.7kaBP)对应近滨环境;15.13~18.6m (7.1~10kaBP)为过渡带环境;0~15.13m (0~7.1kaBP)是海侵结束后高海平面的浅海环境,自10kaBP以来东海沿岸流开始影响本区并不断输送河流来源物质,7kaBP起形成稳定的泥质沉积体。根据该孔沉积物的沉积速率与粒度组分特征,说明不能简单地应用平均粒径指示冬季风强度,在东海地区,不仅冬季风控制着沿岸流强度,夏季风也会影响河流入海物质的搬运沉积作用。     

东海内陆架泥质区中全新世环境敏感粒度组分的地质意义

尝试恢复了中全新世东亚冬季风表现出的太阳活动以及ENSO周期变化。通过对东海内陆架泥质沉积区EC2005孔进行粒度分析以及AMS碳-14测年,对高分辨率敏感粒度资料揭示的中全新世近700a(距今5.2~5.9ka)东亚冬季风记录与GRIP冰心氧同位素记录的气候变化进行了对比,良好的对应关系说明,东亚冬季风变化与格陵兰冰心揭示的古气候变化有某种内在联系,期间东亚冬季风的增强得到了良好的区域性响应,同时又具有全球性背景。中全新世东亚冬季风具有明显的周期变化,主要表现为62,11a的太阳活动周期以及与现代ENSO周期相似的6,5a周期。东海内陆架EC2005孔泥质沉积物揭示的中全新世东亚冬季风变化与格陵兰冰心氧同位素记录的良好对应说明两者有相似的发生机制,可能是太阳活动以及古ENSO对全球气候系统的影响所致。     

东海内陆架泥质区台风沉积辨识的指标与方法研究

台风是当今人类社会面临的全球性重大环境灾害问题之一,但由于台风器测年限较短,限制了对台风长期演化机制的研究。沉积记录成为拓展台风记录时间跨度的重要载体,其中台风沉积的有效辨识是重要基础。尽管许多研究试图基于各种指标和方法来重建长时间尺度的台风活动,但目前仍缺少对台风沉积辨识指标与方法有效性的评估。本文以高分辨率的东海内陆架泥质区ZM02孔为载体,采用放射性同位素²¹⁰Pb和¹³⁷Cs定年法确定沉积物的年代序列。耦合器测记录和沉积记录,分析器测时期台风强度和频率与台风沉积敏感指标（如砂含量和D₉₀）之间的对应关系,以期探讨台风沉积辨识指标和方法的有效性。结果显示,ZM02孔的平均沉积速率为0.97 cm/a,其上部4.5～100 cm的沉积年代为1917−2011年。砂含量和D₉₀均可作为东海内陆架泥质区台风沉积辨识的有效指标,阈值法的识别效果最好且稳定性高。砂含量可能是反映浙江海岸台风强度变化的潜在指标,而D₉₀则可能蕴含台风频率信息。这些认识有助于更准确地利用沉积记录去拓展台风记录的时间跨度,也有助于提高从沉积记录解译环境信息的能力。     

东海陆架区全新世地层中粘土矿物

本文通过东海陆架区十七个柱状剖面沉积物中粘土矿物X射线衍射分析、红外吸收光谱、差热分析及电子显微镜照相,对东海陆架区全新世地层中粘土矿物组合面貌、粘土矿物在全新世地层划分中的应用及其古环境意义作了 阐述。     

东海陆架全新世沉积底界及其厚度

本文根据东海陆架64个柱状剖面的孢粉分析资料,探讨了陆架全新世和晚更新世沉积层的界限;全新世的分层;全新世沉积层的厚度及其影响因素。图6,表4,参考文献5。     

东海陆架北部泥质区沉积动力过程的季节性变化

利用东海陆架北部泥质区（济州岛西南）及其周围不同季节５个航次的悬浮体资料和相应的底质粒度资料,对该泥质区沉积动力过程的季节性变化规律进行了分析。结果表明：东海陆架北部悬浮体的高含量区并不与该区的沉积中心（泥质区）相吻合,泥质区的形成需有物源的充沛供应和涡旋的动力效应相结合。泥质区沉积作用时空变化具有强烈的季节性。冬季泥质区悬浮体供应充足,涡旋中心向泥质区东南扩展,是本区接受悬浮体沉积的关键季节。夏、秋二季泥质区的大部分区域缺少悬浮体物源,涡旋中心向北退缩,致使泥质区沉积作用强度降低,并且主要影响泥质区的西北区域。春季泥质区沉积作用强度和影响范围大于夏、秋两季,但小于冬季。     

晚更新世末期东亚季风活动与陆架区沉积环境变迁

从距今 18 0 0 0年的最后冰期最盛时期到距今 10 0 0 0年开始的全新世海侵 ,全球气侯发生过急剧的变化。位于亚洲东部的古季风活动也经历了盛衰变化。大量的钻孔及浅地层剖面分析资料已经证实 ,冰期最盛时期陆架区古季风活动加强 ,陆架出现了沙漠环境与黄土沉积。当冰期结束 ,气候转暖 ,冬季风减弱之际 ,南黄海陆架及长江三角洲一带的沙漠与黄土分布范围也随之缩小 ,原先的沙漠活动区变成了黄土分布区 ,也就是所谓硬粘土沉积区。随着古季风活动的进一步衰退和海面的不断升高 ,来自陆架区的东北风变为冷湿气流。长江三角洲地区和陆架上出现了有利于沼泽发育的环境 ,全新世海侵把泥炭层淹没。陆架区晚更新世末期以来的地层中出现沙层、硬粘土和泥炭层的沉积序列 ,即“三元沉积结构”,是古冬季风盛衰过程的最好记录     

东海内陆架泥质区表层沉积物稀土元素的分布特征

通过对东海内陆架泥质区30个表层沉积物样品中的稀土元素、主微量元素、TOC、CaCO3、沉积物粒度进行了分析,讨论了影响稀土元素分布的原因。结果显示东海内陆架中ΣREEs为182.8～221μg/g,均值为206.5μg/g,明显高于黄土、黄河及雅鲁藏布江中稀土元素的含量,与长江、瓯江中稀土元素含量接近。稀土元素的球粒陨石标准化配分模式及(La/Yb)N比值显示,轻稀土显著富集,存在显著的δEu异常。稀土元素上地壳标准化配分模式显示稀土元素与上地壳之间不存在显著的分馏,稀土元素存在显著的"四分性"。稀土元素与粒径、有机质、CaCO3之间不存在相关性,表明研究区中稀土元素含量不受上述3个因素的控制。元素比值及稀土元素上地壳标准化配分模式显示研究区稀土元素主要源于长江。     

东海北部泥质区敏感粒度组分对东亚季风演变的响应

运用粒级-标准偏差方法对FJ04孔146 cm以上部分进行敏感粒度组分分析与提取,证明选取的敏感粒度组分是本区重要的环境替代性指标,其平均粒径的变化可以用来指示东亚季风的强弱.获得了东海北部泥质区3 kaBP以来东亚冬季风强度的演化过程,结果表明东亚季风经历了两个主要的演变阶段:①3～1.15 kaBP为东亚冬季风较弱,中等程度波动阶段,期间也存在几次冬季风加强期;②1.15 kaBP到现代为东亚冬季风强盛、高频率波动阶段.1.15 kaBP是一个明显的转折点,此外,3 kaBP来敏感粒度组分平均粒级的变化还记录了11次冬季风增强事件,与全球其他地区的气候记录具有极好的对应关系,但在不同的地区的响应程度不同,说明气候变化存在全球一致性和区域响应的特殊性.     

东海闽浙沿岸泥质区沉积特征与古环境记录

2007—2009年执行"我国近海海洋综合调查与评价"专项过程中,对东海闽浙沿岸泥质区进行了系统的底质调查,取得表层沉积物样品2949个、柱状沉积物样品148个。基于上述样品的研究,得到以下认识:(1)以6.5Φ粒径为界线详细划分出泥质区的分布范围,主要位于26°～29°N之间,水深90m以浅的区域。(2)粒径趋势分析结果表明泥质区现代沉积物总体趋势是由东北向西南运移,但研究区的两侧又稍有不同,均表现出明显的向外偏转趋势;南部闽江河口外沉积物运移模式大致表现为由河口向周围呈散射状的输运趋势,最北影响可到27°N附近。(3)泥质区黏土矿物可明显划分为2个组合区,Ⅰ区覆盖了从长江口到南部闽江口外的大片海域,富集伊利石(平均含量为64%),沉积物主要来自于长江;Ⅱ区主要集中在闽江口附近的小区域,富集高岭石和绿泥石(两者平均含量之和为50%),推断其沉积物可能主要来自于闽江。(4)常量元素的R型因子分析表明闽浙沿岸泥质区沉积主要以陆源碎屑沉积为主,伴有少量生物沉积。(5)利用210Pb法测试了研究区百年来沉积速率,结果表明闽浙沿岸泥质区近百年来沉积速率介于0.79～3.34cm/a之间,平均值为1.97cm/a,属于东海次高沉积强度区,明显低于长江口泥质区沉积速率。(6)对闽浙沿岸泥质区南部的MZ01孔进行了综合分析,恢复了中全新世以来泥质区的古环境演变过程,识别出10次极值事件,可能主要由东亚冬季风的增强所引起,推测中全新世以来泥质区东亚冬季风演化过程大致可以分为4个阶段:8400～6300aBP为季风较强且波动期、6300～3800aBP为季风较弱且稳定期、3800～1400aBP为季风高波动期、1400aBP以来为季风稳定增强期。     

中国东海北部泥质区敏感粒度组分对东亚季风演变的响应

本文运用粒级一标准偏差方法对FJ04孔146cm以上部分进行敏感粒度组分分析与提取,证明选取的敏感粒度组分是本区重要的环境替代性指标,其平均粒径的变化可以用来指示东亚季风的强弱。获得了东海北部泥质区3ka以来东亚冬季风强度的演化过程,结果表明东亚季风经历了两个主要的演变阶段：①3．1．15kaB．P．为东亚冬季风较弱,...     

北黄海西部的全新世泥质沉积

细颗粒沉积物在海洋动力条件下被侵蚀、搬运、堆积过程及其对自然环境的影响是国际地圈生物圈计划(IGBP)关注的内容之一,陆架区细颗粒沉积物的输运、堆积、再悬浮过程与物质循环有着紧密的关系[1]。泥质沉积中记录了环境变迁的信息,通过对现代环境下的细颗粒沉积的研究,可以了解沉积物的形成环境及堆积过程,有助于恢复古代的沉积历史和沉积环境。