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。     

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。     

中全新世以来冲绳海槽氧化还原环境重建及其气候效应

通过对位于冲绳海槽黑潮主轴流经区的GHN056-09柱状沉积物进行粒度、常微量元素、AMS ~(14)C分析,获得了中全新世以来粒度和常微量元素随时间变化的高分辨率曲线。结果表明,6235aBP以来研究区沉积环境稳定,沉积物中MnO/Al_2O_3、U/Th和V/Cr等3个地球化学指标在近6235aBP以来均发生了数次不同程度的波动,大致可以划分为3个阶段:阶段1(1830aBP至今)的生产力和氧化还原程度强烈波动期、阶段2(4000～1830aBP)的低生产力和弱还原期、阶段3(6235～4000aBP)的高生产力和相对较强还原期。中全新世以来地球化学指标可共同识别出的6次极值揭示了同期的相对高生产力和较强还原状态,分别发生在R1(260aBP)、R2(1200aBP)、R3(2125aBP)、R4(2700aBP)、R5(4250aBP)和R6(5700aBP),且与海水温度和黑潮强度关系密切,揭示了中全新世以来冲绳海槽区海气相互作用的区域性响应特征。     

琉球群岛东部海区表层沉积物中浮游有孔虫分布及指示意义

对琉球群岛东部海区123个表层沉积物样品中浮游有孔虫因子分析结果表明,浮游有孔虫组合在溶跃面以上表现为Globigerinoides ruber-Globigerinata glutinata组合,溶跃面以下为Globorotalia inflata-Neoglobo-quadrina pachyderma (dex.)组合,局部受黑潮影响区域黑潮标志种Pulleniatina obliquiloculata含量相对丰富,为Neogloboquadrina dutertrei-P.obliquiloculata组合;表层沉积物中浮游有孔虫的丰度及组合分布特征对于碳酸盐溶跃面深度及碳酸盐补偿深度有一定的指示意义。另外,碳酸盐保存特征研究表明,该区域现代碳酸盐溶跃面深度约为3100 m,碳酸盐补偿深度约为4300 m。     

近7 300 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 dutertreiδ18O的记录以及表层海水温度、温跃层深度的变化揭示了近7300aBP以来日本九州西南海区上升流的演化过程。7300~7000aBP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;7000~4800aBP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4800~4200aBP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。1900~1200aBP期间上升流发育程度有所减弱,1200~400aBP之间上升流的发育又逐渐增强,到约400aBP以后,N.dutertreiδ18O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400aBP以来是区域上升流发育程度最强的时期。     

冲绳海槽南部沉积物碎屑锆石U-Pb年代学特征及物源示踪意义

冲绳海槽南部作为冲绳海槽全新世以来沉积速率最快的区域,其沉积物记录了物源区、黑潮及东亚季风演化等多方面的信息.通过碎屑锆石年代学,对冲绳海槽南部H4-S2孔沉积物开展了物源示踪研究.结合核密度估计图解(Kernel Density Estimation,KDE)、累积年龄分布(Cumulative Age Distri...     

应用长链不饱和烯酮重建末次间冰期以来冲绳海槽中部SST变化

为了解自末次间冰期以来这一地区的古海水表层温度变化,应用气相色谱技术对取自冲绳海槽东侧的Z14?6孔的长链(C37)不饱和烯酮进行了分析。结果发现,该孔Uk37在0.83—0.95之间,其变化趋势与两种浮游有孔虫N.dutertrei和G.sacculifer的氧同位素组成一致。根据Uk37重建的SST在24.0—27.5℃之间变化,最高值27.5℃出现在MIS-5,最低值24℃出现在MIS-2(LGM)。从LGM到全新世SST增加约2℃。这与早期在附近地区根据Uk37重建的SST变化趋势一致。根据重建的SST自LGM以来的变化,作者认为现代黑潮洋流系统最晚在约10kaB.P.后已在冲绳海槽重新建立。许多早期研究揭示的黑潮在7.5—7kaB.P.的加强可能与全新世大暖期有关。     

安达曼海浮游有孔虫群落对全新世海洋环境变化的响应

通过对安达曼海重力柱ADM-C1的浮游有孔虫群落分析, 探讨了该区全新世以来的海洋环境演化。研究发现, 该区浮游有孔虫群落总体以热带暖水种Globigerinoides ruber、Globigerinoides sacculifer、Neogloboquadrina dutertrei和Pulleniatina obliquiloculata等为主。其中G. ruber的相对丰度从早全新世至今呈逐渐降低的趋势, G. sacculifer则呈大致相反的变化趋势。N. dutertrei的相对丰度从11—7.9ka BP较高, 到7.9—3.8ka BP偏低, 3.8ka BP以来又逐渐升高。而P. obliquiloculata的变化趋势则与N. dutertrei大致相反。研究认为, 安达曼海不存在与冲绳海槽类似的晚全新世普林虫低值事件。浮游有孔虫群落Q型因子显示全新世海洋环境呈现三个明显的阶段变化: 早全新世 11—7.9ka BP期间, 浮游有孔虫群落以G. ruber、N. dutertrei与G. bulloides为主, 反映了该阶段较强的夏季风降水会导致表层水体盐度较低, 同时冬季风的影响相对较强; 7.9—3.8ka BP期间, 以G. ruber、P. obliquiloculata和Globigerinella aequilateralis为主, 指示水体盐度仍然较低, 同时次表层属种显著增多, 对应了该阶段强盛的印度夏季风, 上层海水混合强烈; 3.8—0ka BP期间, 以G. sacculifer、N. dutertrei和P. obliquiloculata为主要特征属种, 而G. ruber相对丰度明显下降, 表明该时期表层海水的盐度有显著上升, 对应了印度夏季风降水的明显减弱。安达曼海浮游有孔虫群落所呈现的全新世海洋环境阶段性变化和陆地夏季风记录有很好的一致性, 也与该孔敏感粒级组分所反映的印度季风的强度变化一致, 表明热带边缘海区的有孔虫群落组合可以很好地响应区域海洋环境变化。     

有孔虫初房特征变化在珠江三角洲晚全新世东亚夏季风降雨研究中的应用

研究中国降雨格局变化对理解东亚夏季风演化意义重大。本文分析了珠江三角洲柱状样ZJK03-Z中浅水底栖有孔虫常见种Rotalidium annectens的平均初房大小、微球型/显球型比值和壳体δ18O值,以及底栖有孔虫组合中瓷质壳的百分含量,探讨它们对由夏季风降雨引起的河口水体盐度变化的响应,得到了珠江三角洲3114—1260a BP季风降雨的强度变化,识别出了这期间14次季风降雨减少的偏干期。与南美洲Cariaco海盆的钛含量记录对比,二者一致的结果表明,珠江三角洲晚全新世的东亚夏季风降雨与热带辐合带(ITCZ)的南北移动密切相关:夏季风降雨减少,对应于ITCZ纬度位置的南移。     

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。     

赤道西太平洋末次盛冰期以来的浮游有孔虫氧碳稳定同位素记录

对西太平洋暖池核心区MD01—2386柱状样最上部5m进行了高分辨率的浮游有孔虫Globigerinoides ruber和Pulleniatina obliquiloculata的氧、碳稳定同位素分析,结合AMS^14C测年,研究表明其属于末次盛冰期-全新世的沉积。赤道西太平洋海区末次盛冰期以来δ^18O值显著降低,但有几次回返事件。表层浮游有孔虫G．ruber比次表层温跃层属种P．obliquiloculata对于环境变化的响应要快,但后者变化的幅度较大。这两个种的氧、碳同位素差值反映出温跃层深度自末次盛冰期以来逐渐加深,并存在周期性的回返事件,说明西太平洋暖池晚第四纪冰期旋回存在气候不稳定性。     

冲绳海槽中段近4万年来沉积物属性和来源

对冲绳海槽中段DGKS9603孔134个样品(孔深0~481cm),测试了18种常、微量元素,对该柱样的29个样品(孔深0~488cm)进行了REE测试。对采自长江三角洲的CYm柱样和黄河三角洲的S3柱样中的晚更新统的5个样品进行了常、微量元素和REE测试。分析表明,冲绳海槽中段在全新世、末次盛冰期和末次间冰期的沉积物均以陆源物质为主,生物沉积为次。末次盛冰期以陆源硅质碎屑沉积的大量增加为特征;全新世生物沉积量有较大的增加;末次间冰期介于上述两者之间,但较全新世更富陆源物质。冲绳海槽的物源演化受末次冰期的影响,具有阶段性。对比冲绳海槽与长江和黄河物源的地球化学参数,包括REE、稀有元素、惰性常、微量元素,判识出末次盛冰期冲绳海槽的陆源物质,具有长江源的物质属性,沉积物可能主要来自古长江。     

黄、东海陆架2011年秋季活体浮游有孔虫生态分布

现代活体浮游有孔虫的生态研究是其古环境重建应用的重要基础。根据黄、东海陆架2011年秋季采集的20个垂直浮游拖网样品,分析了该海域浮游有孔虫的秋季生态分布特征。结果表明,黄海秋季基本上没有浮游有孔虫的出现。东海共发现13种活体浮游有孔虫,主要优势属种依次为Globigerinoides sacculifer、Pulleniatina obliquiloculata、Globigerina bulloides、Neogloboquadrina dutertrei和Globigerinoides ruber。浮游有孔虫丰度整体上呈现东南高,西北低的分布格局,这种分布格局反映了浮游有孔虫在黄、东海陆架区的分布主要受外海水影响强弱控制。浮游有孔虫主要属种在东海陆架呈现明显的区域分布差异:暖水种G. sacculifer是秋季陆架海区的主要优势种,其分布格局与总丰度基本一致,相对含量从南至北、从东至西逐渐降低,主要受区域表层海水温度变化的控制。G. bulloides与G. sacculifer呈相反的含量分布变化,其高含量主要出现在东海中陆架,从北往南逐渐降低,此外,在闽浙沿岸也有较高含量,表明了温度和生产力是影响G. bulloides在黄、东海陆架分布的主要因素。秋季P. obliquiloculata和N. dutertrei的高含量主要出现在东海南部中陆架区和济州岛西南黄海暖流影响区,可能受暖水与生产力的共同制约。     

全新世以来苏北平原里下河南部地区的沉积记录和环境演化

通过对里下河南部泰州地区PM4剖面样品的微体古生物鉴定及粒度分析,结合AMS14 C测年,探讨了该地区全新世以来沉积环境的演化。研究结果表明,全新世以来,该地区的沉积环境经历了湖相、滨海沼泽、海湾、瀉湖、湖相5个阶段。11900～4850cal.aBP:沉积物颜色为灰色-灰黑色,颗粒较细,为极正偏的尖峰态,水动力条件较弱,不含有孔虫和介形虫,为湖相沉积;4850～4250cal.aBP:水动力增强及粗颗粒沉积物增加,含有少量有孔虫,为滨海沼泽;4250～4050cal.aBP:砂质成分急剧增加,含有大量有孔虫,位于黄桥沙坝的北汊道内,为海湾沉积;4050～1850cal.aBP:粒度变细,水动力减弱,含有少量有孔虫及介形虫,为瀉湖沉积;1850～0cal.aBP:粒度变细,分选变好,水动力条件较弱,不含有孔虫,含有少量介形虫,为湖相沉积。     

末次冰消期以来冲绳海槽深水氧化性与通风演化研究进展与展望

过去二十年,末次冰消期以来冲绳海槽深层水沉积氧化性与通风演化、碳埋藏与释放等研究一直备受关注。尽管目前该研究方向已开展了大量的工作,但由于多种替代指标的复杂性和局限性,与冲绳海槽黑潮动力学相关的深水环流和沉积氧化还原研究目前仍然存在较大争议。本文系统总结了末次冰消期以来冲绳海槽深层水沉积氧化性与通风演化的研究进展,发现高有机质沉降通量和高古生产力是末次盛冰期（LGM）至冰消期期间冲绳海槽深层水缺氧的主要原因;Younger Drays(YD)和Heinrich Stadial 1(HS1)事件期间深水通风增强、含氧量增加与北太平洋中层水（NPIW）强化和侵入有关;早全新世以来黑潮加强引发的深水通风抵消了上升流驱动的生产力提高的影响,使得冲绳海槽深层水处于氧化状态。最后提出未来冲绳海槽古海洋学研究应加强对轨道-千年尺度深层水水源识别与演化示踪、不同气候状态下古生产力与沉积氧化还原耦合关系,以及深层水演化的环境与气候效应等方面的研究。     

冲绳海槽晚更新世以来沉积速率的时空差异及其控制因素

收集和分析了冲绳海槽内不同区域的33个站位柱状样的测年资料,计算了不同时段的沉积速率。结果表明,冲绳海槽内晚更新世以来的沉积速率有较大的时空差异,在空间上,由北向南有沉积速率增加的趋势,而靠近海槽西坡的站位沉积速率要大于东坡;在时间上,晚更新世期间的沉积速率要明显大于全新世。冲绳海槽内不同区域和不同时段沉积速率的差异反映了海槽内沉积环境和物质来源的复杂性,这种差异性主要是由不同区域沉积作用和物源供应变化的结果引起,末次冰消期以来的古海洋环境的变化、黑潮的摆动等因素也起到一定的作用,而事件沉积(如火山—热液作用和浊流沉积)的影响也不容忽视。     

黄土高原定西鲁家沟黄土剖面15 ka以来的环境演变

根据鲁家沟黄土剖面粒度、磁化率、有机质和碳酸盐含量等气候代用指标的变化和14C测年结果,分析和讨论了定西地区近15 cal.kaBP以来气候演化的过程。结果表明15 cal.kaBP以来的气候变化可划分为4个阶段:(1)末次冰期晚期(14900~11200 cal.aBP),气候较为寒冷干旱;(2)全新世早期(11200~7560 cal.aBP),气候开始转暖转湿,但整体上较为寒冷;(3)全新世中期(7560~3600 cal.aBP),气候温暖湿润,夏季风强盛;(4)全新世晚期(3600~1200 cal.aBP),气候变得干旱,夏季风强烈减退,风尘堆积旺盛,形成了现代黄土和表土层。该区末次冰期晚期以来的环境变化是不稳定的,气候存在频繁次级波动。1500~1200 cal.aBP的晚全新世期间,有机质含量出现峰值,表明气候总体向干旱化发展的同时,叠加了人类活动的影响。     

冲绳海槽中部8.2ka以来GDGTs组成及温度重建*

异戊二烯类甘油二烷基甘油四醚脂类化合物(isoprenoid Glycerol dialkyl glycerol tetraethers, isoGDGTs)在海洋奇古菌(Thaumarchaeota)中广泛存在, 其结构对温度变化的敏感性使其成为广受欢迎的古气候与古温度重建材料。在北冰洋和西太平洋气候以及黑潮等多种因素的影响下, 冲绳海槽中部成为研究全新世以来古海洋和古气候变化的天然实验室。本文通过研究C14柱状沉积物的GDGTs组成、含量变化特征及其延伸的86个碳原子的四醚指标(tetraether index of tetraethers consisting of 86 carbons, TEX^H₈₆), 分析冲绳海槽中部的GDGTs来源, 并定量计算C14柱状沉积物记录的海洋表面温度(sea surface temperature, SST), 从而探讨8.2ka以来冲绳海槽中部古温度变化的驱动机制。通过甲烷指数和支链/异戊二烯类指标等, 我们确认isoGDGTs主要来自于氨氧化古菌, 适用于古温度重建。距今8.2ka以来, TEX^H₈₆ SST的变化范围是21.6~27.2℃。冲绳海槽中部SST主要受到西热带太平洋、低纬度冬季日晒量的影响; TEX^H₈₆指标记录的温度上升趋势与东亚夏季风强度的减弱不一致。7.4—6.6ka冷事件广泛存在于冲绳海槽的SST记录中, 但只在TEX^H₈₆数据中显示较大幅度的降低(~5℃), 我们推测可能受到Kikai-Akahoya火山灰(~7.3ka)的影响。