南海北部中更新世0.78～1.0 Ma期间的陆源碎屑粒度记录

南海北部陆坡大洋钻探计划(ODP)1144站的高速堆积体为高分辨率的古环境研究提供了良好的材料。通过分析1144站陆源碎屑的粒径分布,高分辨率地(200a)研究了中更新世气候转型期(0.78～1.0Ma)东亚夏季风演变在南海北部的记录。结果显示,陆源碎屑的粒径比值(3.5～8.2μm)/(9～23μm)可以作为东亚夏季风演化的替代指标,高值代表强盛的夏季风。这个比值指示了夏季风在920ka时突然增强,表明中更新世转型以夏季风突然增强为起点,此后夏季风处于不断加强和减弱的循环状态,说明了中更新世气候转型是一个渐变的过程。东亚夏季风演化的强弱与北半球夏季日射量基本呈线性关系,显示东亚季风演化的天文驱动机制。频谱分析发现,夏季风演化存在3.3ka和1.2ka左右的千年尺度周期,且在转型前后千年尺度周期也发生变化,说明中更新世的气候转型不仅表现在轨道尺度的气候周期变化上,也体现在千年尺度气候波动的特征变化上。     

南海南部NS93-5孔沉积物磁化率特征及其对全球气候变化的记录

对南海南部长533cm的NS－93孔连续采取423块样品，测量低场下的质量磁化率。并间隔取样202块，测量ARM。通过与沉积层序、氧同位素和矿物特征对比分析，我们认为NS－93孔磁化率的变化主要受控于外源磁性矿物浓度的变化，其值的高低与沉积物中碎屑矿物的含量相关，与碳酸盐的含量反相关，说明碳酸盐矿物对磁性矿物浓度具有稀释作用。在磁化率特征变化曲线上，与氧同位素阶段和Heinrich变冷事件、D－O旋回有好的对应关系。磁化率的相对高值与氧同位素奇数阶段和气候的暖期相对应，而相对低值则与气候冷期对应。这一规律反映了东亚季风、大洋环流强弱和陆源碎屑输入对沉积物磁化率的控制作用。同时，从ARM和磁化率的关系分析，南海南部在氧同位素阶段6沉积时期处于相对稳定的环境，南面的Borneo海峡可能是封闭的。     

南海碎屑沉积物化学组成的气候记录

取自南海北部陆坡的ODP1144站沉积物中碎屑组分的主量元素含量表现出气候控制的变化特征，其中在间冰期，碎屑物质表现出较高的Al／Ti、K／Ti、Mg／Ti比值和较低的Na／Ti、Ca／Ti比值，而在冰期则正好相反。这些碎屑物质主要来自华南地区的陆壳风化产物，其所表现出来的主量元素变化特征意味着在间冰期华南地区陆壳化学风化程度加强，反映一种相对湿润的气候环境。这种气候环境可能是间冰期东亚季风系统中的夏季风加强所致。     

冲绳海槽近3.5万a来陆源物质沉积通量及其对气候变化的响应

以冲绳海槽DGKS9603孔沉积物为研究对象,利用元素地球化学成分数据因子分析方法把混合源沉积物分离成陆源、火山源和生物源.结合沉积物干样密度和沉积速率对冲绳海槽近3.5万a以来沉积物中陆源物质沉积通量进行了估计,进而揭示陆源物质供应对气候变化的响应规律.研究表明,冲绳海槽的陆源物质主要来源于长江输运的我国大陆物质.在冰期—间冰期时间尺度上,海平面涨落导致的长江与海槽之间距离的伸缩是制约陆源物质通量变化的主要因素;在盛冰期和气候变冷事件(Heinrich事件)期间,东亚冬季风的增强使更多的粉砂级物质进入冲绳海槽,导致陆源物质通量增加.冲绳海槽沉积物记录的Heinrich事件与增强的东亚冬季风密切相关.     

内蒙古黄旗海湖泊沉积物δ13Corg记录的环境演变信息

处于高纬度和高海拔地区的内蒙古黄旗海湖泊沉积物δ^13Corg变化反映了气候环境的变化.特殊的自然环境条件造成黄旗海湖泊沉积物δ^13Corg负段对应暖湿环境,偏正段对应冷干环境.自8.2 kaBP开始,δ^13Corg显著降低,表明本区气候转暖;8.2～4.0 kaBP是全新世大暖期,这一时期黄旗海为高湖面,在7.8 kaBP左右本区气候最为暖湿.4.0～2.2 kaBP,δ^13Corg明显偏正,指示气候变为冷干,全新世大暖期结束.在研究时段内δ^13Corg相对于-23.5‰均值的正负偏移主要反映了湖泊有机质生产率和保存条件的变化.这种变化与当时的气候,尤其是湖泊水位的波动有直接关系.     

更新世以来南海表层水温变化及其古气候意义

南海南部2Ma以来古温度记录显示该海域更新世以来海水表层温度的不断降低,并且以冰期降低为特征,间冰期温度变化不大。南海南北经向表层海水温差的大小,反映了东亚冬季风的强弱变化,2 Ma以来的温差变化说明东亚冬季风在中更新世之前的持续强化,中更新世之后不断减弱,而在晚第四纪时又再次转为增强,同时叠加在长期变化趋势之上的是轨道时间尺度上冰期增强间冰期减弱的循环波动。青藏高原构造作用可能对中更新世时期东亚冬季风强化产生重要影响,而更新世以来东亚冬季风变化的整体趋势及轨道尺度变化主要受全球冰量变化和低纬ENSO影响。     

南海中部表层沉积物的元素地球化学

根据1983年9月—1984年7月所调查的南海中部91个表层沉积物中Fe,Mn等18种元素分析并结合其它资料的详细研究结果表明:(1)南海中部沉积物具有在近海—深海环境下形成的半深海沉积物的地球化学特征;(2)元素含量分布规律是,Al,K,Fe,Mg,Cu,Ce,Ni,Ba,Mn,Zn,Pb,N含量从陆架外缘到陆坡直至深海递增;Ca,Sr,C_(有机)从陆架外缘到陆坡含量渐增,由陆坡向深海锐减;Si和Ti含量在陆坡低、陆架外缘和深海高;(3)因子分析得出三种元素组合,即常量元素Al,Si,K,Fe,Mg,Ti,微量元素Cu,Co,Ni,Mn,Ba和Ca,Sr,C_(有机),N组合;(4)沉积物元素组成和含量的主要控制因素是沉积物类型。     

太平洋CC区沉积物陆源物质时空分布与大气环流的关系

在玉平洋ＣＣ区沉积物陆源组分定量分离基础之上,研究陆源物质时空分布规律与大气环流的关系。     

南海中北部表层沉积物的矿物沉积

本文研究了南海中北部500多个样品的矿物学。认为,本区表层沉积物中矿物种类繁多,分布较为普遍,碎屑矿物(含火山物质)、粘土矿物、自生矿物常有出现。以前者为最显著(共60多种,其中重矿物50多种,轻矿物近10种),主要分布于陆架区及深海盆;粘土矿物次之,多分布于陆坡～深海盆;自生矿物较少,陆架～深海盆均有分布。文中根据矿物沉积特征和环境差异,把它划分为6个矿物区。     

南海表层沉积物中有机物分布研究

对南海表层沉积物中正构烷烃和多环芳烃的含量与分布进行了调查研究。发现南海表层沉积物的正构烷烃碳数分布范围多在Ｃ１６－Ｃ３３,奇偶优势指数ＯＥＰ值略大于１,显示有机质输入有混合源的特征;共检出近６０种多环芳烃化合物,包括萘、菲、蒽、芴、萤蒽、茈化合物的惹烯,Ｂｅｉ等陆源输入标志物。在此基础上,将所获得的数据进行了因子分析,其结果显示南海表层沉积物的物质输入有如下的特点：陆源高等植物输入和燃烧产物的贡     

末次冰期以来南海东北部陆源有机碳埋藏通量演变:海平面和季风驱动

大陆边缘盆地是大陆风化剥蚀产物的主要沉积汇,其中有机碳的埋藏通量及其控制机制的研究对于理解全球碳循环具有重要科学意义。本研究基于南海东北部台西南盆地TWS-1岩芯的AMS14C测年、总有机碳、总氮含量和稳定碳同位素组成的分析,探讨了末次盛冰期23ka BP以来南海东北部陆源有机碳的来源、历史和影响机制。与潜在物源端元对比表明,台湾是研究站位沉积物陆源有机碳的主要物源,相对海源其贡献比例约为58%,陆源物质可能主要通过海底峡谷水道和低海平面时期陆架河流输入。重建的陆源有机碳通量在末次冰消期早期(19—13kaBP)和中全新世(7—4ka BP)期间有两个峰值,分别约0.16g/(cm2·ka)和0.09g/(cm2·ka)。综合分析表明,二者分别受控于冰期低海平面时期增强的陆架风化剥蚀和全新世季风强盛期降水驱动的古台湾岛剥蚀。我们的工作表明冰期-间冰期循环中海平面和季风分别驱动的大陆边缘有机碳埋藏可能对全球碳循环和大气CO2浓度演变有重要影响。     

近3000a来东亚冬季风变化在南海北部陆架泥质区的记录

通过对位于南海北部陆架泥质区ZJ2孔进行AMS14C测试和粒度分析,从中提取出了对沉积环境敏感的粒度组分进行了研究,结果表明:该敏感组分的粒级含量和平均粒径变化主要受东亚冬季风的强弱变化制约。根据该粒度指标,发现近3 000a以来东亚冬季风存在8次增强的记录,与格陵兰冰芯的记录有着较好的一致性,且在其他不同区域亦能找到相对应的气候变化证据,揭示了全球气候变化的区域性响应。     

南海沉积物物质来源研究的意义及其进展

南海是典型的边缘海,其沉积物记录了南海古海洋演化、东亚季风演化和区域构造演化等重要信息.南海沉积物的物质来源研究,不仅可以深化边缘海沉积作用过程的认识;同时,为重建南海古海洋演化、探索东亚季风演化提供重要的理论依据.南海北部沉积物主要来自于北部大陆,主要输入河流包括珠江、红河以及台湾岛内河流;而长江物质以及东部吕宋岛弧...     

南海北部表层沉积物类型及沉积环境区划

对南海北部224个表层沉积物样品的粒度组成和碳酸盐含量进行了测试和分析,探讨了沉积物的运移方式及其沉积环境。结果表明,南海北部表层沉积物可划分为砾砂、粗砂、中砂、细砂、粉砂质砂、砂质粉砂、砂-粉砂-黏土、黏土质粉砂、粉砂质黏土、黏土等类型,其中深海-半深海沉积物又可分为:硅质黏土、钙质黏土、含钙质和硅质黏土、有孔虫砂、钙质黏土质粉砂、钙质砂-粉砂-黏土、硅质黏土质粉砂。粉砂质黏土、黏土质粉砂、砂、砂质粉砂、黏土是分布最广泛的沉积物类,约占该区面积的80%以上。同时对粒度相关参数和碳酸盐含量进行了因子统计分析并作沉积环境分区,结果表明上述参数可分为3类因子,将研究区分为4类区域。因子1作用于Ⅰ、Ⅱ两个区域。Ⅰ区为黏土级沉积区,主要分布在研究区东南部水深较大的海域;Ⅱ区为中、细砂质沉积区,主要分布在粤西外大陆架和华南大陆沿海。因子2作用于Ⅲ区,为粗、中粉砂质沉积区,主要分布在琼东南、珠江口外海大陆坡以及台西南外大陆架。因子3作用于Ⅳ区,为粗砂质沉积区,主要分布在台西南内大陆架海域。     

南海深海69站柱状沉积中的孢粉记录与气候变化

通过对南海69站深海柱状剖面的孢粉、藻类研究,根据孢粉成分的变化将该孔沉积层从下至上划分为5个孢粉组合带：1带：Quercus（常绿）-Pinus-Cyathea-Artemisia孢粉带（552．5—470cm）;2带：Pinus-PP0dofnrpus—Quercus—Polypodiaceae孢粉带（470--350cm）;3带：Quercus（常绿）-Castanopsis—Pinus—Polypodiaceae孢粉带（350250cm）;4带：Pinus,Podocarpus-Artemisia-Polypodiaceae孢粉带（250140cm）;5带：P0docarpus-cyathea-Quercus（常绿）-Pinus-Polypodiaceae孢粉带（140-0cm）。并相应恢复了南海东部64000a以来3个植被、气候、古环境演替阶段：热带季雨林、热带北缘半常绿季雨林和热带季雨林。结合氧同位素测定资料,对69站柱状地层时代作了划分：孢粉1带相当于氧同位素3期,时代为Q3^3-2;孢粉2-4带相当于氧同位素2期,时代为Q3^3-3;孢粉5带为氧同位素1期,时代为Q4.     

南海东部海域表层沉积物类型的研究

南海东部海域表层沉积物可被分为11种类型:含岩块砾石黏土质粉砂、贝壳珊瑚砂、黏土质粉砂、钙质黏土、钙质软泥、有孔虫砂、深海黏土、含铁锰微粒粉砂质黏土、硅质黏土、含火山灰硅质黏土、含火山灰粉砂质黏土.这些类型按物源和成因可被分为陆源碎屑、钙质碎屑和硅质碎屑、火山碎屑3大类型,其中陆源碎屑分布面积约占50%,钙质碎屑占20%,硅质碎屑和火山碎屑各占15%.在物质来源、海底地形、火山作用、生物作用、水动力条件等因素影响和控制下,由于沉积环境的差异,故区内褐色类沉积物最多(60.68%),灰色类沉积物次之(38.20%),黄色类沉积物最少(1.12%).台湾省以南到17°N以北海区沉积物以陆源沉积物分布为主;巴士海峡以西海区沉积物较粗,常含砂岩块和砾石;东沙群岛以东海区钙质生物碎屑沉积丰富;中、西部海区以含铁锰微粒沉积物为主;中、南部海区水深大,主要分布硅质沉积物;南部海区、礼乐滩北缘沉积物受礼乐滩珊瑚碎屑影响大,沉积物类型为钙质软泥.